Arquitectura del computador

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Arquitectura del computador

  1. 1. REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSIDAD “SANTA MARIA” ARQUITECTURA DEL COMPUTADORPROFESOR: NEIL PAREDESINFORMATICA APLICADA ALUMNA: YASMIN ZURITA C.I.V-9.918.837
  2. 2. INTRODUCCIÓN En este trabajo haremos hincapié en los que son los componentesdel computador y sus funciones, El ordenador recibe y envía lainformación a través de los periféricos por medio de los canales. La UCPes la encargada de procesar la información que le llega al ordenador. Elintercambio de información se tiene que hacer con los periféricos y laUCP. Todas aquellas unidades de un sistema exceptuando la UCP sedenomina periférico, por lo que el ordenador tiene dos partes biendiferenciadas, que son: la UCP (encargada de ejecutar programas y queesta compuesta por la memoria principal, la UAL y la UC) y los periféricos(que pueden ser de entrada, salida, entrada-salida y comunicaciones). Un computador ejecuta programas que están formados porinstrucciones. Con el objetivo de ejecutar cada una de las instruccionesde forma adecuada Dado que las instrucciones se guardan en posicionesconsecutivas de memoria, es necesario que el PC tenga asociado unincrementador que actúe sobre su valor cada vez que se comience aejecutar una nueva instrucción. Un UCP o procesador, interpreta y lleva acabo las instrucciones de los programas El chip más importante decualquier placa madre es el procesador. Sin el la computadora no podríafuncionar. El teclado dispositivo periférico de entrada, que convierte laacción mecánica de pulsar una serie de pulsos eléctricos codificados,sirven para entrar caracteres alfanuméricos y comandos a unacomputadora. El ratón o Mouse informático señalador o de entrada, recibeesta denominación por su apariencia. El escáner o Digitalizador Son periféricos diseñados para registrarcaracteres escritos, o gráficos en forma de fotografías o dibujos,facilitando su introducción la computadora convirtiéndolos en informaciónbinaria comprensible para ésta. Los discos duros en general suorganización es igual a los disquetes. La capacidad del disco resulta de
  3. 3. multiplicar el número de caras por el de pistas por cara y por el desectores por pista, al total por el numero de bytes por sector.Las impresoras es la que permite obtener en un soporte de papel una¨hardcopy¨: copia visualizable, perdurable y transportable de lainformación procesada por un computador. El Monitor es la pantalla en laque se ve la información suministrada por el ordenador. En el caso máshabitual se trata de un aparato basado en un tubo de rayos catódicos(CRT) como el de los televisores, mientras que en los portátiles es unapantalla plana de cristal líquido (LCD). Las red Comunicaciones son unsistema complejo que puede llegar a estar constituido por millones decomponentes electrónicos elementales. Ordenador O Computadora (LaReal Academia Española la ha titulado como Ordenador). El ordenadores un conjunto de circuitos electrónicos comprimidos en una pastilla desilicio (llamada Chip), siendo su función fundamental la de encausar lasseñales electromagnéticas de un dispositivo a otro. El ordenador es enrealidad el Microprocesador, o sea, un conmutador, es el cerebro y razónde ser del ente denominado computadora. Todo lo demás que le rodea yse le es conectado no son más que dispositivos mediante los cuales elcerebro se alimenta de energía e interactúa con el medio ambiente y porlo tanto con nosotros los usuarios.
  4. 4. Componentes Del ComputadorEs un sistema compuesto de cinco elementos diferenciados: una CPU(unidad central de Procesamiento), dispositivo de entrada, dispositivos dealmacenamiento, dispositivos de salida y una red de comunicaciones,denominada bus, que enlaza todos los elementos del sistema y conecta aéste con el mundo exterior.Ucp o cpu (central processing unit).UCP o procesador, interpreta y lleva a cabo las instrucciones de losprogramas, efectúa manipulaciones aritméticas y lógicas con los datos yse comunica con las demás partes del sistema. Una UCP es unacolección compleja de circuitos electrónicos. Cuando se incorporan todosestos circuitos en un chip de silicio, a este chip se le denominamicroprocesador. La UCP y otros chips y componentes electrónicos seubican en un tablero de circuitos o tarjeta madre.Los factores relevantes de los chips de UCP Son: Compatibilidad: No todoel soft es compatible con todas las UCP. En algunos casos se puedenresolver los problemas de compatibilidad usando software especial. Velocidad: La velocidad de una computadora está determinada por lavelocidad de su reloj interno, el dispositivo cronométrico que producepulsos eléctricos para sincronizar las operaciones de la computadora. Lascomputadoras se describen en función de su velocidad de reloj, que semide en mega hertz. La velocidad también está determinada por laarquitectura del procesador, es decir el diseño que establece de quémanera están colocados en el chip los componentes individuales de laCPU. Desde la perspectiva del usuario, el punto crucial es que "másrápido" casi siempre significa "mejor".
  5. 5. El ProcesadorEl chip más importante de cualquier placa madre es el procesador. Sin ella computadora no podría funcionar. A menudo este componente sedetermina CPU, que describe a la perfección su papel dentro del sistema.El procesador es realmente el elemento central del proceso deprocesamiento de datos.Los procesadores se describen en términos de su tamaño de palabra, suvelocidad y la capacidad de su RAM asociada. • Tamaño de la palabra: Es el número de bits que se maneja como una unidad en un sistema de computación en particular. • Velocidad del procesador: Se mide en diferentes unidades según el tipo de computador:Dispositivos De EntradaEn esta se encuentran: • Teclado • Mouse o Ratón • Escáner o digitalizador de imágenesEl TecladoEs un dispositivo periférico de entrada, que convierte la acción mecánicade pulsar una serie de pulsos eléctricos codificados que permitenidentificarla. Las teclas que lo constituyen sirven para entrar caracteresalfanuméricos y comandos a una computadora.En un teclado se puede distinguir a cuatro subconjuntos de teclas: • Teclado alfanumérico: con las teclas dispuestas como en una maquina de escribir.
  6. 6. • Teclado numérico: (ubicado a la derecha del anterior) con teclas dispuestas como en una calculadora. • Teclado de funciones: (desde F1 hasta F12) son teclas cuya función depende del programa en ejecución. • Teclado de cursor: para ir con el cursor de un lugar a otro en un texto. El cursor se mueve según el sentido de las flechas de las teclas, ir al comienzo de un párrafo (" HOME "), avanzar / retroceder una pagina ("PAGE UP/PAGE DOWN "), eliminar caracteres ("delete"), etc.Cada tecla tiene su contacto, que se encuentra debajo de, ella al oprimirlase " Cierra " y al soltarla se " Abre ", de esta manera constituye una llave "si – no ". Debajo del teclado existe una matriz con pistas conductoras quepuede pensarse en forma rectangular, siendo en realidad de formatoirregular. Si no hay teclas oprimidas, no se toca ningún conductorhorizontal con otro vertical. Las teclas están sobre los puntos deintersección de las líneas conductoras horizontales y verticales. Cuandose pulsa una tecla. Se establece un contacto eléctrico entre la líneaconductora vertical y horizontal que pasan por debajo de la misma.El Mouse O RatónEl ratón o Mouse informático es un dispositivo señalador o de entrada,recibe esta denominación por su apariencia.Para poder indicar la trayectoria que recorrió, a medida que se desplaza,el Mouse debe enviar al computador señales eléctricas binarias quepermitan reconstruir su trayectoria, con el fin que la misma sea repetidapor una flecha en el monitor. Para ello el Mouse debe realizar dosfunciones:
  7. 7. Conversión Analógica -Digital: Esta generar por cada fracción demilímetro que se mueve, uno o más pulsos eléctricos.Port serie: Dichos pulsos y enviar hacia la interfaz a la cual estaconectado el valor de la cuenta, junto con la información acerca de sí sepulsa alguna de sus dos o tres teclas ubicada en su parte superior.Existen dos tecnologías principales en fabricación de ratones: Ratonesmecánicos y Ratones ópticos.Ratones mecánicos: Estos constan de una bola situada en su parteinferior. La bola, al moverse el ratón, roza unos contactos en forma derueda que indican el movimiento del cursor en la pantalla del sistemainformático.Ratones ópticos: Estos tienen un pequeño haz de luz láser en lugar de labola rodante de los mecánicos. Un censor óptico situado dentro delcuerpo del ratón detecta el movimiento del reflejo al mover el ratón sobreel espejo e indica la posición del cursor en la pantalla de la computadora.El Escáner O Digitalizador De ImágenesSon periféricos diseñados para registrar caracteres escritos, o gráficos enforma de fotografías o dibujos, impresos en una hoja de papel facilitandosu introducción la computadora convirtiéndolos en información binariacomprensible para ésta.El funcionamiento de un escáner es similar al de una fotocopiadora. Secoloca una hoja de papel que contiene una imagen sobre una superficiede cristal transparente, bajo el cristal existe una lente especial que realizaun barrido de la imagen existente en el papel; al realizar el barrido, lainformación existente en la hoja de papel es convertida en una sucesión
  8. 8. de información en forma de unos y ceros que se introducen en lacomputadora.Dispositivos De AlmacenamientoEn esta se encuentran: • Disco Duro • Diskettes 3 ½ • Maletón-ópticos de 5,25Disco DuroEste esta compuestos por varios platos, es decir, varios discos dematerial magnético montados sobre un eje central sobre el que semueven. Para leer y escribir datos en estos platos se usan las cabezas delectura / escritura que mediante un proceso electromagnético codifican /decodifican la información que han de leer o escribir. La cabeza de lectura/ escritura en un disco duro está muy cerca de la superficie, de forma quecasi da vuelta sobre ella, sobre el colchón de aire formado por su propiomovimiento. Debido a esto, están cerrados herméticamente, porquecualquier partícula de polvo puede dañarlos. Este dividen en unos círculosconcéntricos cilíndricos (coincidentes con las pistas de los disquetes), queempiezan en la parte exterior del disco (primer cilindro) y terminan en laparte interior (ultimo). Asimismo, estos cilindros se dividen en sectores,cuyo número esta determinado por el tipo de disco y su formato, siendotodos ellos de un tamaño fijo en cualquier disco. Cilindros como sectoresse identifican con una serie de números que se les asigna, empezandopor el 1, pues el numero 0 de cada cilindro se reservan para propósitos deidentificación mas que para almacenamientos de datos. Estos escritos /leídos en el disco deben ajustarse al tamaño fijado del almacenamientode los sectores. Habitualmente, los sistemas de discos duros contienenmas de una unidad en su interior, por lo que el número de caras puede
  9. 9. ser mas de dos. Estas se identifican con un número, siendo el 0 para laprimera. En general su organización es igual a los disquetes. Lacapacidad del disco resulta de multiplicar el número de caras por el depistas por cara y por el de sectores por pista, al total por el número debytes por sector.Diskettes 3 ½Son disco de almacenamiento de alta densidad de 1,44 MB, este presentados agujeros en la parte inferior del mismo, uno para proteger al discocontra escritura y el otro solo para diferenciarlo del disco de dobledensidad.Maletón-Ópticos De 5,25Este se basa en la misma tecnología que sus hermanos pequeños de3,5", su ventajas: Gran fiabilidad y durabilidad de los datos a la vez queuna velocidad razonablemente elevada Los discos van desde los 650 MBhasta los 5,2 GB de almacenamiento, o lo que es lo mismo: desde lacapacidad de un solo CD-ROM hasta la de 8.Dispositivos De SalidaEn esta se encuentran: • Impresoras • MonitorLas ImpresorasEsta es la que permite obtener en un soporte de papel una ¨hardcopy¨:copia visualizable, perdurable y transportable de la información procesadapor un computador.
  10. 10. El MonitorEvidentemente, es la pantalla en la que se ve la información suministradapor el ordenador. En el caso más habitual se trata de un aparato basadoen un tubo de rayos catódicos (CRT) como el de los televisores, mientrasque en los portátiles es una pantalla plana de cristal líquido (LCD).La resolución se define como el número de puntos que puede representarel monitor por pantalla, en horizontal x vertical. Así, un monitor cuyaresolución máxima sea de 1024x768 puntos puede representar hasta 768líneas horizontales de 1024 puntos cada una, probablemente además deotras resoluciones inferiores, como 640x480 u 800x600. Cuan mayor seala resolución de un monitor, mejor será la calidad de la imagen enpantalla, y mayor será la calidad (y por consiguiente el precio) del monitor.Red De ComunicacionesUn sistema complejo que puede llegar a estar constituido por millones decomponentes electrónicos elementales. Esta naturaleza multinivel de lossistemas complejos es esencial para comprender tanto su descripcióncomo su diseño. En cada nivel se analiza su estructura y su función en elsentido siguiente: Estructura: La forma en que se interrelacionan lascomponentes. Función: La operación de cada componente individualcomo parte de la estructura, por su particular importancia se considera laestructura de interconexión tipo bus. EI bus representa básicamente unaserie de cables mediante los cuales pueden cargarse datos en la memoriay desde allí transportarse a la CPU. Por así decirlo es la autopista de losdatos dentro del PC ya que comunica todos los componentes delordenador con el microprocesador. El bus se controla y maneja desde laCPU.
  11. 11. . Funcionamiento Interno Del ComputadorAl iniciar el arranque, en la mayoría de computadores, cualquiera sea sutamaño o potencia, el control pasa mediante circuito cableado a unasmemorias de tipo ROM, grabadas con información permanente (datos deconfiguración, fecha y hora, dispositivos, etc.) Después de la lectura deesta información, el circuito de control mandará a cargar en la memoriaprincipal desde algún soporte externo (disco duro o disquete) losprogramas del sistema operativo que controlarán las operaciones aseguir, y en pocos segundos aparecerá en pantalla el identificador ointerfaz, dando muestra al usuario que ya se está en condiciones deutilización. Si el usuario carga un programa con sus instrucciones y datosdesde cualquier soporte de información, bastará una pequeña orden paraque dicho programa comience a procesarse, una instrucción tras otra, agran velocidad, transfiriendo la información desde y hacia donde estéprevisto en el programa con pausas si el programa es inactivo, en las quese pide al usuario entradas de información. Finalizada esta operación deentrada, el ordenador continuará su proceso secuencial hasta culminar laejecución del programa, presentando sus resultados en pantalla,impresora o cualquier periférico. Cada una de las instrucciones tiene uncódigo diferente expresado en formato binario. Esta combinación distintade unos y ceros la interpreta el <<cerebro>> del ordenador, y como estádiseñado para que sepa diferenciar lo que tiene que hacer al procesarcada una de ellas, las ejecuta y continúa con la siguiente instrucción, sinnecesidad de que intervenga el ordenador.Estructura Interna Del ComputadorEn ella la conforman cada uno de los chips que se encuentran en laplaqueta base o tarjeta madre, estos son: • Bios
  12. 12. • Caché • Chipset • Puestos USB • Zócalo ZIF • Slot de Expansión • o Ranuras PCI o Ranuras DIMM o Ranuras SIMM o Ranuras AGP o Ranuras ISA • Pila • Conector disquetera • Conector electrónico • Conector EIDE (disco duro)Bios: "Basic Input-Output System", sistema básico de entrada-salida.Programa incorporado en un chip de la placa base que se encarga derealizar las funciones básicas de manejo y configuración del ordenador.Caché: es un tipo de memoria del ordenador; por tanto, en ella seguardarán datos que el ordenador necesita para trabajar. Esta tambiéntiene una segunda utilidad que es la de memoria intermedia quealmacena los datos mas usados, para ahorrar mucho mas tiempo deltránsito y acceso a la lenta memoria RAM. Chipset: es el conjunto (set) de chips que se encargan de controlardeterminadas funciones del ordenador, como la forma en que interaccionael microprocesador con la memoria o la caché, o el control de los puertosy slots ISA, PCI, AGP, USB.
  13. 13. USB: En las placas más modernas (ni siquiera en todas las ATX); deforma estrecha y rectangular, inconfundible pero de poca utilidad porahora.Zócalo ZIF: Es el lugar donde se inserta el "cerebro" del ordenador.Durante más de 10 años ha consistido en un rectángulo o cuadradodonde el "micro", una pastilla de plástico negro con patitas, se introducíacon mayor o menor facilidad; recientemente, la aparición de los Pentium IIha cambiado un poco este panorama.Slot de Expansión: son unas ranuras de plástico con conectores eléctricos(slots) donde se introducen las tarjetas de expansión (tarjeta de vídeo, desonido, de red...). Según la tecnología en que se basen presentan unaspecto externo diferente, con diferente tamaño y a veces incluso endistinto color. En esta se encuentran: • Ranuras PCI: el estándar actual. Pueden dar hasta 132 MB/s a 33 MHz, lo que es suficiente para casi todo, excepto quizá para algunas tarjetas de vídeo 3D. Miden unos 8,5 cm y generalmente son blancas. • Ranuras DIMM: son ranuras de 168 contactos y 13 cm. Originalmente de color negro. • Ranuras SIMM: los originales tenían 30 conectores, esto es, 30 contactos, y medían unos 8,5 cm. Hacia finales de la época del 486 aparecieron los de 72 contactos, más largos: unos 10,5 cm de color blanco. • Ranuras AGP: o más bien ranura, ya que se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D, por lo que sólo suele haber una; además, su propia estructura impide que se utilice para todos los propósitos, por lo que se utiliza como una ayuda para el PCI. Según el modo de funcionamiento puede ofrecer 264
  14. 14. MB/s o incluso 528 MB/s. Mide unos 8 cm y se encuentra bastante separada del borde de la placa. • Ranuras ISA: son las más veteranas, un legado de los primeros tiempos del PC. Funcionan a unos 8 MHz y ofrecen un máximo de 16 MB/s, suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido, pero muy poco para una tarjeta de vídeo. Miden unos 14 cm y su color suele ser negro; existe una versión aún más antigua que mide sólo 8,5 cm.Pila: se encarga de conservar los parámetros de la BIOS cuando elordenador está apagado. Sin ella, cada vez que encendiéramostendríamos que introducir las características del disco duro, del Chipset, lafecha y la hora Conectores internos: Bajo esta denominación englobamosa los conectores para dispositivos internos, como puedan ser ladisquetera, el disco duro, el CD-ROM o el altavoz interno, e incluso paralos puertos serie, paralelo y de joystick.
  15. 15. CONCLUSIÓN El ordenador recibe y envía la información a través de losperiféricos por medio de los canales. La UCP es la encargada de procesarla información que le llega al ordenador. El intercambio de información setiene que hacer con los periféricos y la UCP. s un sistema complejo quepuede llegar a estar constituido por millones de componentes electrónicoselementales. Esto que en le teoría parece tan fácil es bastante mas complicadoen la práctica, ya que aparte de los bus de datos y de direcciones existentambién casi dos docenas más de líneas de señal en la comunicaciónentre la CPU y la memoria, a las cuales también se acude. Dentro de latecnología SCSI hay 2 generaciones y una tercera que está a la vuelta dela esquina. La primera generación permitía un ancho de banda de 8 bits yunos ratios de transferencia de hasta 5 MBps. El mayor problema de estaespecificación fue que para que un producto se denominara SCSI solodebía cumplir 4 códigos de operación de los 64 disponibles por lo queproliferaron en el mercado gran cantidad de dispositivos SCSI nocompatibles entre sí. El microprocesador lo que hace es procesar ordenes sencilla, paraprocesar ordenes mayores deberemos construir un programa. Con unmicro de 16 bits solo se puede direccional hasta 64 k de memoria, pero yasabemos que se debe acceder a más de ellas, esto lo logramos con elesquema de direccionamiento de 20 bits utilizado por el microprocesadorUna vez seleccionada y analizada la instrucción deberá accionar loscircuitos correspondientes de otras unidades, para que se cumplimente lainstrucción, a través del secuenciador o reloj. El chip más importante decualquier placa madre es el procesador
  16. 16. Las teclas están sobre los puntos de intersección de las líneasconductoras horizontales y verticales. Cuando se pulsa una tecla. Seestablece un contacto eléctrico entre la línea conductora vertical yhorizontal que pasan por debajo de la misma realizar las operaciones conlos datos procesados por el ordenador. Puede realizar las operacionesaritméticas básicas: suma, resta, multiplicación y división, así como,controlada por la UC operaciones como la de desplazamiento. Estedesplazamiento se puede realizar hacia la derecha o hacia la izquierda. La UAL utiliza un registro denominado acumulador dondealmacena los resultados de las operaciones antes de ser enviados a lamemoria. Cuando vamos a acceder a la dirección de memoriaespecificada en el CP, esta dirección deberá transferirse al RDM, a travésdel cual accederemos a dicha dirección. Esto se realiza al iniciar cadaciclo de instrucción. La memoria está compuesta de chips. Lo único querealizan estos chips es almacenar la información hasta que esta esrequerida. El número de chips de que consta la memoria es el quedetermina la capacidad de la misma.

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