- Componentes de los Sistemas de Cómputos .
La computadora realiza las operaciones necesarias para tomar datos, transformarlos y convertirlos en la información requerida de acuerdo con las instrucciones que se le indican en los programas que rigen su funcionamiento.
Los datos de entrada, si son nuevos para el sistema, en su conjunto, se toman de dispositivos de entrada; si ya se encontraban disponibles en el sistema se toman de dispositivos de almacenamiento.
La transformación tiene lugar en la unidad central de proceso, según las indicaciones de los programas aplicados.
La presentación de la información elaborada se realiza en dispositivos de salida o es guardada en dispositivos de almacenamiento.
Una computadora esta compuesta por los siguientes elementos característicos, que interactúan entre si:
• El procesador central, conocido como CPU.
• Los dispositivos de entrada y salida.
• Los dispositivos de almacenamiento.
- Categorías de Computadoras .
Los sistemas de cómputos pueden ser categorizados, generalmente, de acuerdo a su tamaño. Las categorías y subcategorias son múltiples, siendo las siguientes las mas conocidas:
• Computadoras personales (click para ver video): Están destinadas para el uso individual de la persona, pudiendo o no ser parte de un sistema de cómputo superior . Por ejemplo:
- Maquinas de escritorio.
- Portátiles (Notbooks, Netbooks, Laptops).
- PDA: Asistentes personales (Palms, etc.).
• Estaciones de trabajo: Están destinadas a ser utilizadas como un puesto de trabajo individual dentro de un sistema de nivel superior. A diferencia de las computadoras personales, en principio, las estaciones de trabajo carecen de unidades de archivo en si mismas, compartiendo las del sistema general.
• Minicomputadoras: Están destinadas a ser utilizadas por varias personas, cada una de las cuales tiene una computadora personal o una estación de trabajo. En esta categoria pueden incluirse los servidores de redes de área local y equipos de porte mediano y pequeño. Por ejemplo:
- Cajas de Bancos.
- Cajas de restaurantes de comidas rapidas.
- Boleterias de compañías de aviación o micros.
• Mainframes: Computadoras de mayor porte, ofrecen servicio a cientos o miles de estaciones de trabajo, y usualmente, están conectadas con redes de minicomputadoras y computadoras personales.
La complejidad de cada modelo de CPU puede variar pero se distinguen las siguientes partes:
• La unidad central de proceso, compuesta a su vez por la unidad de control y la unidad aritmetico-logica.
• La unidad de entrada-salida.
• La memoria interna.
- Estructura del Procesador .
- Unidades .
La unidad de control tiene tres funciones principales:
• Interpretar las instrucciones.
• Dirigir las operaciones de los elementos internos.
• Controlar el flujo de instrucciones y datos hacia y desde la RAM.
Las instrucciones de los programas se cargan en la memoria principal. Al ejecutar la primera instrucción, esta es transfiere la memoria principal, la UC, donde el decodificador la decodifica e interpreta.
La UC dirige las operaciones necesarias en los distintos componentes.
La UC contiene áreas de almacenamiento de trabajo de alta velocidad, llamadas registros.
La unidad aritmética-lógica realiza los cálculos y las operaciones lógicas. Es la encargada de realizar, en el computador las operaciones con los datos, de acuerdo al programa en ejecución.
El resto de los elementos (Unidad de Control, Registros de Memoria Interna y Unidad de Entrada Salida) proveen las instrucciones y suministran los datos a /a UAL, para que los procese y entregue los resultados.
Los datos le llegan por registros (áreas de memoria) y en registros los devuelve. Los registros son posiciones de memoria interna que están conectados a la UAL.
La UAL tiene:
• Uno o varios operadores, que son los circuitos que realizan la función aritmética y lógica.
• Un banco de registros de tipo general, donde se almacenan los da tos.
• Un registro l/amado acumulador en el que se deposita el resultado que origina el operador, y que soporta la información de numerosas operaciones.
• Un conjunto de indicadores de estado, que muestran condiciones de la ultima operación realizado en la UAL siendo los mas comunes:
- El indicador de cero
- El indicador de negativo.
- El indicador de acarreo.
- El indicador de overFlow.
- Trabajo de la UC .
La UC proporciona las señales que dominan el funcionamiento de la UAL y la transferencia de datos dentro y fuera de ella. Entrega los datos y los códigos que indican qué se debe hacer con ellos y recupera los resultados.
- Las Memorias más Importantes .
La memoria interna almacena los datos y las instrucciones, realizando solo dos operaciones básicas: lectura y escritura. Forma parte de la Unidad Central de Proceso y es aquella que esta unida directamente a la UAL y la UC.
Esta memoria permite el acceso individualizado a nivel de palabra. Para hacer la conexión con el resto del sistema se emplean dos registros: uno contiene la dirección y el otro el dato o leer o escribir, una señal de control con el tipo de operación (leer o grabar), otra señal de control de inicio.
El registro de direcciones puede direccionar a toda la memoria. El registro de datos tiene que tener una longitud igual al tamaño de la palabra con que trabaja la memoria. Ambos se conectan a los buses o canales del sistema, que son los elementos que vinculan las distintas unidades entre si.
Con el desarrollo tecnológico actual hay diferentes niveles de memoria primaria, como también extensiones de memoria no primaria, cuyo direccionamiento es permitido. Ellas son:
• CACHE: Es cerca de 10 veces mas veloz que la RAM y 100 veces mas costosa. Su tamaño se encuentra en orden de los Mb, y su velocidad de acceso es del orden de los 20 ns (nano segundos).
• RAM : Quiere decir random access memory. Se encuentra ordenada en decenas de Mb y con un acceso de 200 ns.
• ROM : Quiere decir read only memory. Es no volátil, el fabricante instala el contenido de la ROM directamente y fijo en uno o varios chips. Este se lee al encender el computador y contiene, básicamente, las instrucciones que deben ejecutarse para que el sistema se cargue, bootstrap e instrucciones sobre la configuración del sistema. También se utiliza para almacenar programas de aplicación específica.
• VM : Quiere decir virtual memory. Es una extensión en disco. Un programa se ejecuta en forma secuencial, los programas se segmentan en páginas. Una porción reside en la RAM, el resto en VM.
También existen otros tipos de memorias, tales como:
• PROM : Quiere decir programmable read only memory. Una variación de la anterior. Se carga con datos que no son variados durante el procesamiento. En algunos casos puede reprogramarse con ciertos cuidados y bajo ciertas circunstancias, recibiendo así el nombre de EPROM.
• FLASH : Similar a la anterior, normalmente se utiliza para cargar instrucciones de manejo de dispositivos.
- Las unidades o dispositivos de Entrada , Salida y Mixtas .
Los dispositivos de entrada son los equipos por medio de los cuales se pueden ingresar datos nuevos al sistema de cómputos, es decir, datos que no se encontraban disponibles en su memoria.
Los dispositivos de salida son los equipos por medio de los cuales los datos contenidos en los sistemas de cómputos son presentados para su disposición.
Algunos dispositivos pueden cumplir con las dos funciones a la vez: se les denomina dispositivos de entrada/salida o mixtos. En algunos casos son genuinamente dispositivos de doble función, mientras que en otros se presentan como dispositivos de doble función, siendo en realidad la combinación de ambos dispositivos: uno de entrada y otro de salida.
- Características del Procesador .
Un procesador puede caracterizarse por su arquitectura, el tamaño de su palabra, su capacidad de memoria primaria y su velocidad. Estas son las diferencias fundamentales (aunque no las únicas) entre los distintos procesadores.
- Arquitectura de una PC .
• Arquitectura CISC (complex instruction set computer)
Tiene operadores para instrucciones complejas, incluyendo instrucciones para sumar multiplicar, diferentes comparaciones y diferentes formas de mover datos.
• Arquitectura RISC (reduced instruction set computer)
Incluye un conjunto limitado de operadores, buscando un mejor rendimiento mediante la limitación en la cantidad de instrucciones, compensada con creces por la mayor velocidad de procesamiento y el menor costo de los procesadores.
• Arquitecturas con procesadores (RISC o CISC) paralelos
Un primer procesador (procesador de primer nivel) analiza el problema y determina las funciones que se pueden resolver por partes, si las hay.
Cada parte aislada se envía a procesadores de segundo nivel, dependientes del primero, que las procesan y devuelven los resultados.
El procesador de primer nivel integra los resultados.
