Arquitectura de Computador

Arquitectura de Computador

Mónica Patricia Cantillo Nieto

Corporación Unificada Nacional Superior CUN

Arquitectura del PC/53392

Carlos Jeneider Conde Duran

14 de agosto de 2023

Introducción

Desde sus inicios como válvulas gigantes de vacío hasta los microprocesadores ultramodernos con miles de millones de transistores, la arquitectura del computador ha evolucionado de manera asombrosa. Este avance tecnológico no solo ha amplificado nuestra capacidad de procesamiento, sino que también ha transformado nuestra comprensión del procesamiento de la información.

Explorar la arquitectura del computador implica indagar la ingeniería y el diseño de cada componente, desde la Unidad Central de Procesamiento (CPU) hasta los dispositivos periféricos, los cuales desempeñan un papel importante para el funcionamiento del computador al comprender cómo estos elementos interactúan entre sí para realizar operaciones.

En esta exploración, hablaremos de los conceptos sobre la arquitectura Von Neumann y Harvard, las cuales fueron fundamentales para la estructuración de los computadores, y cómo cada una de sus diferencias han impactado en la capacidad para ejecutar programas y realizar cálculos. A medida que descubrimos cómo la arquitectura del computador ha evolucionado a través de las generaciones, desde sus comienzos hasta la era de los microprocesadores en miniatura, nos daremos cuenta de la extraordinaria trayectoria que ha seguido la tecnología.

En resumen, la arquitectura del computador nos permitirá dar un recorrido por el mundo de la tecnología el cual permitirá conocer el funcionamiento y diseño de los computadores que utilizamos a diario, así como desde su creación, el computador ha sido una herramienta transformadora que ha revolucionado la manera en que procesamos la información y llevamos a cabo diversas tareas. Comprender la estructura y evolución de la arquitectura del computador es crucial para apreciar su impacto en nuestra vida cotidiana y en los avances tecnológicos. En este contexto, la investigación realizada permitirá adentrarse en los componentes y la evolución de esta arquitectura, explorando sus aspectos fundamentales y cómo han dado forma a la informática moderna.

Objetivos

Objetivo General

Profundizar en la arquitectura del computador, desde sus componentes básicos hasta su evolución a lo largo de las generaciones.

Objetivo Específicos

1. Explorar los componentes clave de la arquitectura del computador, incluyendo la Unidad Central de Procesamiento (CPU), la memoria y los dispositivos periféricos, y comprender cómo interactúan para realizar tareas computacionales.
2. Analizar la evolución histórica del computador identificando las principales generaciones y cómo cada una ha influido en la capacidad de procesamiento y en la eficiencia energética.
3. Profundizar en los conceptos de organización y diseño de los computadores y de cómo estos modelos influyen en la forma en que se gestionan las operaciones y se accede a la memoria

Arquitectura del Computador

Para poder iniciar a hablar acerca de la arquitectura del computador se debe de iniciar primero que todo a dar un concepto básico acerca del computador el cual ha sido la creación más versátil, poderosa y revolucionaria de la historia reciente, representado por el apogeo de la revolución industrial, científica y tecnológica del siglo XX posterior a la Segunda Guerra Mundial. Su presencia y difusión han alterado fundamentalmente la forma en que el mundo procesa información y ha transformado la manera en que trabajamos y concebimos el trabajo, las interacciones a larga distancia, el entretenimiento y diversas áreas de la vida cotidiana.

Por lo cual el computador tiene tres componentes principales los cuales son Unidad Central de Procesamiento (realiza las operaciones lógicas en microprocesadores y contiene unidades fijas de memoria y almacenamiento), Memoria (Almacena la información necesaria para el trabajo del sistema el cual incluye a  memoria la RAM para información de trabajo y la ROM para la configuración inicial) y finalmente  los Dispositivos periféricos (Componentes no centrales que permiten la entrada y salida de información).

Teniendo lo anteriormente mencionado acerca de lo que es el computador es necesario también tener conocimiento de acerca de la evolución del computador la cual se remota a los primeros computadores de la historia eran gigantes construidos con válvulas de vacío y se programaban de manera mecánica mediante interruptores. A pesar de su tamaño, su capacidad de cálculo era muy limitada. Ejemplos de esta primera generación son el ENIAC y el IAS.La segunda generación de computadores aprovechó los transistores hechos de silicio, reemplazando las voluminosas válvulas de vacío. Estos nuevos computadores eran mucho más compactos y asequibles. Ejemplos notables incluyen el IBM 7000 y el DEC PDP1.

Las siguientes generaciones de computadores continuaron con la tendencia de los transistores y la microelectrónica, permitiendo integrar más transistores en un solo chip.

• Small Scale Integration (SCI): Hasta 100 transistores en un chip.
• Medium Scale Integration (MSI): Más de 100 transistores en un chip.
• Large Scale Integration (LSI): Más de 1,000 transistores en un chip.
• Very Large Scale Integration (VLSI): Más de 10,000 transistores en un chip.
• Ultra Large Scale Integration (ULSI): Más de 1,000,000 de transistores en un chip.

Los procesadores actuales pueden tener más de 100 millones e incluso más de 1,000 millones de transistores en un solo chip permitiendo que la evolución en la escala de integración tenga un impacto en los microprocesadores y en los sistemas de memoria, beneficiándose así de estos avances. En cuanto a la organización de los computadores, aunque se ha mantenido la estructura básica del modelo Von Neumann, se han añadido nuevos componentes y se ha modificado el modelo original.

En lo que respecta al procesador, en las primeras generaciones, sus elementos eran independientes y se conectaban mediante buses. Con la integración creciente, estas unidades funcionales se agruparon en menos chips, dando lugar al concepto de microprocesador. Hoy en día, el procesador y los microprocesadores son términos equivalentes, ya que todos los procesadores actuales se construyen como microprocesadores. Además de las unidades funcionales, los procesadores modernos también incluyen uno o varios niveles de memoria caché para optimizar el rendimiento.

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