Arquitectura de Computadoras - Proyecto Modular

CONCEPTO

DEFINICIÓN

CRACTERÍSTICAS

USOS/FUNCIONES

ALU

La Unidad Aritmético y Lógica (ALU) es el cerebro matemático de la computadora y es el responsable de todos lo calculos en una computadora.

- Es un circuito digital, es decir, maneja datos binarios.

- Son en realidad 2 unidades en 1 (artimética y lógica)

- Es la parte fundamental de los CPU, FPU y GPU.

Se encarga de realizar todas las operaciónes numéricas en la computadora (sumas, restas, multiplicación, incrementos de 1, negaciónes, entre otras) y de tomar decisiónes lógicas, (“si”, “no”, “y”, “o”)

PLACA MADRE

Es una placa de circuitos impresos a la que se le conectan todos los componentes de la computadora. También en ella se encuentran diversas clases de circuitos integrados.

(Se le puede considerar la médula espinal de la computadora)

- Posee conectores de alientación de energía.

- Posee slots para tarjetas de expansión (PCI, SATA, etc) y concectores ex. de E/S.

- Posee sockets para el procesador, memoria RAM, etc.

- Posee otros componentes como chipset, BIOS, CMOS, entre otros.

-Se encarga de conectar e integrar todos los componentes de la computadora.  

-Distribuye energía electrica a cada componente.

- Facilita la transmisión de datos entre los dispositivos a traves de buses.

CHIPSET

El Chipset es un conjunto de circuitos integrados secundarios, diseñados en base a una arquitectura especifica de  CPU, que actúa como un centro de comunicaciónes y de control de tráfico en la tarjeta madre (control de buses).

- Es conformado por varios microprocesadores que trabajan en conjunto.

- Es compatible con un número limitado de procesadores.

- Los chipsets generalmente poseen dos partes principales (puentes norte y sur)

- Se encarga de comunicar todos los dispositivos conectados a la placa base  con el CPU.

- Determina la compatibilidad de  la placa madre con otros dispositivos.

- Se encarga de la gestión de datos que fluyen entre los componentes de la computadora, estableciendo prioridades.

DRAM

La Memoria Dinámica de Acceso Aleatorio, es un tipo de RAM, que almacena  información en pequeños capacitores, que debido a que  mantienen la carga por muy poco tiempo, deben ser refrescados hasta 16 veces por segundo, de allí su nombre.

- Almacena un bit empleando un transistor y un capacitor (el que almacena la carga)

- Es un tipo de memoria volátil.

- La velocidad de escritura supera a la de lectura.

- Es el tipo de RAM más económico y el de mayor densidad de almacenaje.

- Lee y escribe datos, que pueden ser editados en cualquier orden.

- Almacena temporalmente las instrucciones que ejecuta el procesador y otros datos a los que se necesita acceder frecuentemete y de forma rápida.

-Almacena datos de los programas que se corren en la computadora como el sistema operativo, editor de texto, navegador, etc.

RAID

RAID es una manera de  almacenar información en varias unidades físicas, que se presentan como una sola unidad lógica al sistema operativo, entre las cuales se distribuyen o replican los datos, con el fin de incrementar la velocidad de lectura, la tolerancia a fallas, la capacidad y la integridad.  

- Se conforma por más de dos unidades físicas de HDD o SSD en múltiples configuraciónes.

- El RAID puede estar basado en software o hardware.

- Emplea técnicas de duplicado y seccionamiento de discos, que pueden ser aplicadas en conjunto.

Aumenta la velocidad de lectura y escritura, debido a que al estar los datos distribuidos en múltiples unidades de memoria, las instrucciónes de L/E se pueden realizar en paralelo, y al existir  múltiples copias de los datos se incrementa la seguridad e integridad de la información, haciendo el sistema menos propenso a perder información y más tolerante al fallo de una unidad de almacenamiento.

DISCO ÓPTICO

Es un dispositivo de almacenamiento digital, en el cual se almacenan bits en la forma de micro- cavidades para 0’s y la ausencia de éstas para 1’s. Los bits son leidos y escritos mediante técnicas ópticas por un rayo laser, que se encuentra en la unidad de disco óptico.

-Posee una forma plana circular, fabricado en policarbonato de plastico con una película de aluminio.

- Existen diversos formatos de discos opticos, e.g. CD, DVD y Blue-ray.

- Son el dispositivo de almacenamiento más económico.

- Almacena datos digitales (binarios), de cualquier formato y tipo de infromación (imagen, video, audio, texto, etc.)

PCI

El PCI es un BUS esándar de computadora desarrollado por Intel  que permite conectar dispositivos perofericos a la tarjeta madre.

- Está disponible para tecnologías de 32 y 64 bits.

- Disponible en diversas presentaciónes de 11.99 cm hasta 31.2 cm.

Permite conectar dispositivos directamente a la tarjeta madre, e.g. tarjetas de expansión y circuitos integrados.

DISPOSITIVOS IDE

IDE o P-ATA es una interfaz paralela estándar desarrollada por Western Digital, usada para comunicar los BUS de la tarjeta madre  con dispositivos de almacenamiento masivo y otros componentes de la computadora.

- Emplea un cable IDE de 40 pins par establecer la conexión.

- Los sockets IDE se encuentran soldados a la tarjeta madre.

- Puede conectar dos dispositivos a un solo BUS (config. maestro/esclavo).

- Posee un ancho de banda de 16 bits.

Permite conectar dispositivos de almacenamiento tales  como Discos Duros, Unidades de Disco óptico y Unidades de Disco Flexible a la tarjeta madre.

BIOS

El BIOS es un programa cargado en un chip de la Tarjeta Madre, que el procesador emplea para iniciar el sistema de la computadora cuando ésta es “encendida”.

- Se encuentra en una memoria no volátil de solo lectura en la tarjeta madre.

-Es el primer programa en ejecutarse cuando la computadora se enciende.

- Se encuentra preinstalado a la tarjeta madre cuando ésta se adquiere.

- Esta activo unicamente durante el inicio de la computadora.

Al iniciarse, el BIOS revisa la configuración del sistema establecida por el usuario (almacenada en un Chip CMOS) e inicia y configura el hardware en base a esas especificaciónes, después, corre un test a todo el sistema para comprobar que todos los componentes funcionan apropiadamente. Si todo trabaja correctamente procede a localizar e inicalizar el sistema operativo desde algún dispositivo de almacenamiento, y le entrega a éste el control de la computadora.