Sistema de Computacion

Arquitectura de Von Neumann

Una computadora (Hispanoamérica) u ordenador (España) es un dispositivo electrónico compuesto básicamente de un procesador, memoria y dispositivos de entrada/salida (E/S). La característica principal de la computadora, respecto a otros dispositivos similares, como una calculadora no programable, es que con él se pueden realizar tareas muy diversas, cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute el procesador. Siempre se busca optimizar los procesos, ganar tiempo, hacerlo más fácil de usar y simplificar las tareas rutinarias La arquitectura Von Neumann, también conocida como modelo de Von Neumann o arquitectura Princeton, es una arquitectura de computadoras basada en la descrita en 1945 por el matemático y físico John von Neumann y otros, en el primer borrador de un informe sobre el EDVAC Este describe una arquitectura de diseño para un computador digital electrónico con partes que constan de una unidad de procesamiento que contiene una unidad aritmético lógica y registros del procesador, una unidad de control que contiene un registro de instrucciones y un contador de programa, una memoria para almacenar tanto datos como instrucciones, almacenamiento masivo externo, y mecanismos de entrada y salida, El significado ha evolucionado hasta ser cualquier computador de programa almacenado en el cual no pueden ocurrir una extracción de instrucción y una operación de datos al mismo tiempo, ya que comparten un bus en común. Esto se conoce como el cuello de botella Von Neumann y muchas veces limita el rendimiento del sistema.

El diseño de una arquitectura Von Neumann es más simple que la arquitectura Harvard más moderna, que también es un sistema de programa almacenado, pero tiene un conjunto dedicado de direcciones y buses de datos para leer datos desde memoria y escribir datos en la misma, y otro conjunto de direcciones y buses de datos para ir a buscar instrucciones.

Un computador digital de programa almacenado es una que mantiene sus instrucciones de programa, así como sus datos, en memoria de acceso aleatorio (RAM) de lectura-escritura. Las computadoras de programa almacenado representaron un avance sobre los ordenadores controlados por programas de la década de 1940, como la Colossus y la ENIAC, que fueron programadas por ajustando interruptores e insertando parches, conduciendo datos de la ruta y para controlar las señales entre las distintas unidades funcionales.

 En la gran mayoría de las computadoras modernas, se utiliza la misma memoria tanto para datos como para instrucciones de programa, y la distinción entre Von Neumann vs. Harvard se aplica a la arquitectura de memoria caché, pero no a la memoria principal

Definición de hardware y software.

 El Hardware: Componentes físicos del ordenador, es decir, todo lo que se puede ver y tocar. Clasificaremos el hardware en dos tipos:

- El que se encuentra dentro de la torre o CPU, y que por lo tanto no podemos ver a simple vista.

- El que se encuentra alrededor de la torre o CPU, y que por lo tanto, si que vemos a simple vista, y que denominamos periféricos. 

El Software: Son las instrucciones que el ordenador necesita para funcionar, no existen físicamente, o lo que es igual, no se pueden ver ni tocar. También tenemos de dos tipos:

- Sistemas Operativos: Tienen como misión que el ordenador gestione sus recursos de forma eficiente, además de permitir su comunicación con el usuario. Nosotros utilizamos el Sistema Windows.

Aplicaciones: Son programas informáticos que tratan de resolver necesidades concretar del usuario, como por ejemplo: escribir, dibujar, escuchar música.

Unidad Central de Procesamiento

 Es el cerebro de la computadora, pues es el coordinador de la máquina y la parte encargada de supervisar el funcionamiento de las otras secciones. La CPU le dice a la unidad de entrada cuándo debe leerse información para introducirla en la unidad de memoria, le dice a la ALU cuando la información de la unidad de memoria debe utilizarse en los cálculos y le dice la unidad de salida cuando debe enviar la información que está es la unidad de memoria a ciertos dispositivos de salida.

            La Unidad Central de Procesamiento CPU se divide en dos:

·          Unidad de Control: Coordina las actividades de la computadora y determina que operaciones se deben realizar y en que orden; así mismo controla todo el proceso de la computadora.

·          Unidad Aritmético - Lógica: Realiza operaciones aritméticas y lógicas, tales como suma, resta, multiplicación, división y comparacione

Memoria Principal o Primaria (RAM – ROM)

En la Memoria Principal o Primaria de la computadora se encuentran las memorias RAM, ROM y CACHÉ.

La Memoria RAM (Random Access Memory o Memoria de Acceso Aleatorio) es un circuito integrado o chip que almacena los programas, datos y resultados ejecutados por la computadora y de forma temporal, pues su contenido se pierde cuando esta se apaga. Se llama de acceso aleatorio - o de acceso directo - porque se puede acceder a cualquier posición de memoria sin necesidad de seguir un orden. La Memoria RAM puede ser leída y escrita por lo que su contenido puede ser modificado.

La Memoria ROM (Read Only Memory o Memoria de sólo lectura) viene grabada en chips con una serie de programas por el fabricante de hardware y es sólo de lectura, por lo que no puede ser modificada - al menos no muy rápida o fácilmente - y tampoco se altera por cortes de corriente. En esta memoria se almacenan los valores correspondientes a las rutinas de arranque o inicio del sistema y a su configuración.

La Memoria Caché o RAM Caché es una memoria auxiliar de alta velocidad, que no es más que una copia de acceso rápido de la memoria principal almacenada en los módulos de RAM.

Memoria Secundaria (Disco Duro, Disco Flexibles, etc.)

La Memoria Secundaria (también llamada Periférico de Almacenamiento) está compuesta por todos aquellos dispositivos capaces de almacenar datos en dispositivos que pueden ser internos como el disco duro, o extraíble como los discos flexibles (disquetes), CDs, DVDs, etc

Dispositivos de Entradas y Salidas

Los dispositivos de entrada y salida son el conjunto de aparatos tecnológicos que usan las distintas unidades de un sistema de procesamiento de información como una computadora para comunicarse unas con otras.

Un dispositivo de entrada o salida puede ser cualquier tipo de unidad funcional o subsistema que forma parte del conjunto integral del sistema del ordenador. En todos los casos, pueden enviar señales o procesar información para establecer distintos tipos de comunicación interna y externa. El término entrada y salida o input / output (del inglés) también refiere a la ejecución de acciones u operaciones a través de dichos dispositivos. La mayoría de estos dispositivos permiten tanto la entrada como la salida de datos.

Típicamente, las unidades de input y output en un ordenador pueden ser el teclado, ratón o mouse, joystick, micrófono, webcam, escáner, monitor, altavoz o parlantes, auriculares, impresora, proyector, unidades de almacenamiento, CD o DVD, módem, tarjeta de red, USB y fax, entre otros.

El funcionamiento de estos dispositivos depende de su propósito, pero también puede variar y ser, alternativamente, de entrada, o bien, de salida. Por ejemplo, para un teclado el movimiento de la mano del usuario es una entrada de datos, mientras que la señal eléctrica que envían al ordenador es una salida. Lo mismo ocurre con casi cualquiera de estos aparatos.

Hoy en día es prácticamente imposible el uso de un ordenador sin el empleo de uno o más dispositivos de esta índole. Muchos de ellos permiten no sólo convertir información y agilizar el uso de las funcionalidades de una computadora, sino también conectarla con otros ordenadores, brindarle acceso a Internet, operar con dispositivos analógicos y hasta combinar sus funciones entre sí.