ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de esta actividad nos brinda la oportunidad de conocer en primera instancia la organización y arquitectura de los computadores, ofreciendo un análisis de los fundamentos y conceptos sobre estos componentes. La disciplina dedicada a la construcción, estudio y aplicación de los computadores recibe el nombre de Arquitectura de Computadores y puede ser dividida en cinco partes fundamentales: entrada y salida, comunicaciones, control, procesamiento y almacenamiento. Esta es de interés tanto para los ingenieros en electrónica y computación, dedicados al diseño de hardware, como para los científicos en computación e ingenieros de software, dedicados al diseño de programas.

Es de vital importancia conocer toda esta estructura base de toda una revolución tecnológica, partiendo desde la supercomputadoras que ocupaban habitaciones enteras, hasta llegar a las tablets y computadores de bolsillo, que aunque parezca increíble, conservan los mismos principios arquitectónicos y estructurales que resumiremos a lo largo del trabajo.

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD

1. Organización y arquitectura de computadores

La arquitectura de computadores es un concepto que integra software, hardware, algoritmos y lenguajes de programación para el procesamiento de datos y la generación de información.

El hardware son todos los componentes físicos que forman parte o interactúan con la computadora. áreas:

Componentes básicos internos:

Algunos de los componentes que se encuentran dentro del gabinete o carcaza de la computadora

• Placa Madre: toda computadora cuenta con una placa madre, pieza fundamental de una computadora, encargada de intercomunicar todas las demás placas, periféricos y otros componentes entre sí.

• Microprocesador: ubicado en el corazón de la placa madre, es el "cerebro" de la computadora. Lógicamente es llamado CPU.

• Memoria: la memoria RAM, donde se guarda la información que está siendo usada en el momento. También cuenta con memoria ROM, donde se almacena la BIOS y la configuración más básica de la computadora.

• Fuente eléctrica: para proveer de energía a la computadora.

• Puertos de comunicación: USB, puerto serial, puerto paralelo, para la conexión con periféricos externos

Componentes de almacenamiento:

Son los componentes típicos empleados para el almacenamiento en una computadora. También podría incluirse la memoria RAM en esta categoría.

• Discos duros: son los dispositivos de almacenamiento masivos más comunes en las computadoras. Almacenan el sistema operativo y los archivos del usuario.

• Discos ópticos: las unidades para la lectura de CDs, DVDs, Blu-Rays y HD-DVDs.

• Disquetes: las unidades para lectura de disquetes, casi sin uso en la actualidad.

Componentes o periféricos externos de salida:

Son componentes que se conectan a diferentes puertos de la computadora, pero que permanecen externos a ella. Son de "salida" porque el flujo principal de datos va desde la computadora hacia el periférico.

• Monitor: se conecta a la placa de video (muchas veces incorporada a la placa madre) y se encarga de mostrar las tareas que se llevan a cabo en la computadora. Actualmente vienen en CRT o LCD.

• Impresora: imprime documentos informáticos en papel u otros medios.

Componentes o periféricos externos de entrada:

Son componentes que se conectan a diferentes puertos de la computadora, pero que permanecen externos a ella. Son de "entrada" porque el flujo principal de datos va desde el periférico hacia la computadora.

Mouse o ratón: dispositivo empleado para mover un cursor en los interfaces gráficos de usuario. Cumplen funciones similares: el Touchpad, el Trackball, y el Lápiz óptico.

Teclado: componente fundamental para la entrada de datos en una computadora.

Webcam: entrada de video, especial para videoconferencias.

Escáner: permiten digitalizar documentos u objetos.

2. Evolución de los computadores:

Al igual que el resto de inventos y descubrimientos, el computador vino a cubrir una necesidad de tipo social. En sus inicios el ser humano siendo aún muy primitivo, bastaba contar con sus dedos para hacer sus operaciones, más básicas. Más tarde con la evolución de las sociedades y la agrupación de individuos se requirieron herramientas que le permitieran a las personas realizar sus operaciones , y cuentas y apareció el ABACO , una herramienta sencilla pero practica que permitía realizar sumas y restas sin mucho esfuerzo.

Más adelante fue Jhon Napier quien creo la primera máquina, consistente en una caja con tiras rectangulares y dígitos del 0 al 9 que además de sumar y restar multiplicaba y dividía. Ya en el siglo XVIII , el matemático Blaise Pascal, (1642) construyo una maquina con ruedas dentadas que registraba datos y hacia operaciones matemáticas; pero fue Leibniz quien mejoro esta máquina por medio de conjuntos de ruedas escalonadas, haciendo que las operaciones fueran más agiles de realizar.

Calculadora pascal Calculadora Leibniz

Ya en el siglo XIX (1816) el matemático Inglés Charles Babbage presento su máquina analítica verdadera precursora de los computadores, que funcionaba con tarjetas perforadoras que contenían las instrucciones y permitían desarrollar los procesos. Ello significo la primera máquina programable.

.

La idea revolucionaria en cuanto al nacimiento del ordenador, tal y como hoy la concebimos surgio a mediados del siglo XX gracias al concepto sugerido por el matemático Aleman Jhon Von Neumann, quien fue el primero en lanzar la idea de diseñar una maquina con programa almacenado. Tal idea consistía en diseñar una máquina que tuviera internamente almacenada la secuncia de instrucciones, es decir el programa necesario para llevar a cabo una función determinada. Este prototipo de computador fue llamado el ENIAC (Integrador electrónico numérico y calculadora)

GENERACIÓN DE ORDENADORES

La evolución de los ordenadores ha sido tan rápida y tan grande que hoy en día podemos agruparlos por generaciones. Este método de clasificación se basa fundamentalmente en la tecnología empleada en su desarrollo.

PRIMERA GENERACIÓN

Esta

...