Microprocesadores ¿Qué es un microprocesador?

Introducción

El computador se define como una maquina electrónica digital programable que ejecuta una serie de comandos para procesar los datos de entrada, obteniendo información que posteriormente será enviada a las unidades de salida.

El computador no solo se trata de un sistema virtual e intangible, si no que está formado también por varias piezas físicas y, como toda máquina compleja inventada por el hombre, las computadoras siguen su propia lógica, su propio ensamblaje; su propia forma de funcionar. Por ende, si una persona aspira a entender cómo funciona una computadora, bien sea por motivos laborales, personales o bien por afición a la tecnología, es de vital importancia que tenga un conocimiento claro de todas las piezas que conforman un computador, sobre todo de aquellas más importantes y sin las cuales la computadora no podría funcionar.

A continuación, se hará de conocimiento de algunas de las piezas más importantes del computador: El Microprocesador, los componentes de las tarjetas madres, los dispositivos de almacenamientos más comunes y las tarjetas de memorias y sus tipos.

Índice

Microprocesadores; definición, tipos y arquitectura ………………………………………………. 4 - 6

Las Tarjetas Madre: definición y componentes ………………………………………………………. 6 - 9

Dispositivos de Almacenamiento: definición, clasificación y tipos …………………………. 9 - 10

Tarjetas de Red …………………………………………………………………………………………………….    11

Microprocesadores

¿Qué es un microprocesador?

El microprocesador es la parte de la computadora diseñada para llevar acabo o ejecutar los programas. Se llama microprocesador o simplemente procesador al circuito integrado central de un sistema informático, el cual comúnmente es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles o millones de elementos llamados transistores (dispositivo electrónico semiconductor que permite el paso de una señal en respuesta a otra. Este tipo de circuitos semiconductores operan negando y permitiendo el paso a la corriente eléctrica, conforme a los principios del código binario (0 negativo – 1 positivo)), cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip. Gracias a dicha tecnología de procesamiento se llevan a cabo las operaciones lógicas y aritméticas para permitir la ejecución de los programas, desde el Sistema Operativo hasta el Software de aplicación.

El microprocesador tiene una arquitectura parecida a la computadora digital. En otras palabras, el microprocesador es como la computadora digital porque ambos realizan cálculos bajo un programa de control.

Un microprocesador puede operar con una o más CPU (Unidades Centrales de Procesamiento), constituidas cada una por registros, una unidad de control, una unidad aritmético-lógica y una unidad de cálculo en coma flotante (o coprocesador matemático). Asimismo, se haya generalmente conectado mediante un zócalo a la placa base o tarjeta madre, junto con un sistema disipador de calor que conforman ciertos materiales de disipación térmica y un fan cooler (ventilador interno).

Mientras que un mismo microprocesador puede contar con uno o más núcleos físicos o lógicos, en los que se lleva a cabo toda la labor de cálculo, un mismo sistema informático puede disponer de varios procesadores trabajando en paralelo.

Los microprocesadores deben cumplir con ciertas capacidades, la primera leer y escribir información en la memoria de la computadora. Esto es decisivo ya que en las instrucciones del programa que ejecuta el microprocesador y los datos sobre los cuales trabaja están almacenados temporalmente en esa memoria. La otra capacidad es reconocer y ejecutar una serie de comandos o instrucciones proporcionados por los programas. La tercera capacidad es dar instrucciones de qué y cómo deben hacer las tareas a las otras partes de la computadora, para que el micro pueda dirigir la operación a la computadora. En pocas palabras los circuitos de control del microprocesador tienen la función de decodificar y ejecutar el programa (un conjunto de instrucciones para el procesamiento de los datos).

Hay procesadores más rápidos que otros. La velocidad de un microprocesador tiene una unidad específica. Esta se llama Hertzios y se abrevia Hz. Sucede que los hertzios expresan la cantidad de operaciones que puede realizar un microprocesador por segundo. Como es de suponerse, mientras más abultados este valor, quiere decir que el procesador es mucho más rápido.

En nuestra época, hay procesadores de gran velocidad. Por eso, se utiliza otra unidad de medida. Dicha unidad es el Giga Hertzios (GHz). Por ejemplo, ocurre que un procesador con una velocidad de 1GHz es capaz de ejecutar hasta 1 millardo de operaciones en apenas un segundo

Tipos de Microprocesadores

Hay muchos tipos de procesadores. No obstante, la división más habitual es aquella que se encuentra entre los procesadores de núcleo simple y aquellos de múltiples núcleos.

Los procesadores de un solo núcleo hacen labores sencillas. Ese único núcleo cumple con todas las funciones del computador. No obstante, este único núcleo puede colapsar en caso de ser muy exigido. Sobre todo, cuando la máquina debe hacer multitarea.

Para solucionar lo anterior, se crearon los procesadores de dos núcleos. La idea es que cada núcleo haga una tarea independiente, es decir, los núcleos se reparten las tareas que hacen. Es así como encontramos la más grande variedad de procesadores, ya que en la actualidad hay ya de dos, cuatro, seis y hasta ocho núcleos.

Los procesadores pueden ser clasificados dependiendo según:

• Número de núcleos: como se dijo anteriormente, los microprocesadores pueden ser mononúcleo o multinúcleo (varios procesadores). Con varios procesadores (que funcionan de forma paralela) se pueden realizar diferentes tareas a la vez y se evita el sobrecargo de tareas que se pueden producir en los procesadores de un solo núcleo.

• Juego de instrucciones: Según el tipo de instrucciones que utilizan los microprocesadores pueden ser CISC (Complex Instruction Set Computer, en español Computador con Conjunto de Instrucciones Complejas) o RISC (Reduced Instruction Set Computer, en español Computador con conjunto de instrucciones reducido). Los CISC utilizan muchas instrucciones complejas y lentas, y los RISC dividen cada tarea en subtareas más simples y utilizan pocas instrucciones sencillas y rápidas, por lo que son más baratos y eficientes. Actualmente la mayoría de microprocesadores implementan tecnologías híbridas que disponen de lo mejor de cada una de las dos opciones.
  
• Zócalo y encapsulado: El zócalo o socket es el lugar en el que se inserta el microprocesador. Los encapsulados más utilizados son los siguientes:

• PGA (Pin Grid Array, en español matriz de rejilla de pines): el microprocesador tiene pequeños pines metálicos que encajan en el zócalo. Es utilizado por AMD.
• BGA (Ball Grid Array, es español matriz de rejilla de bolas​): el microprocesador tiene unas bolitas que se sueldan directamente a la placa base. Por tanto, no hace falta un socket y se simplifican los costes. Debido a su reducido tamaño se suele utilizar en la fabricación de smartphones y portátiles. 
• LGA (Land Grid Array, español matriz de contactos en rejilla): los pines se encuentran en el socket. Por este motivo, los sockets que admiten encapsulados LGA son más débiles que los PGA. Es utilizado por Intel y recientemente por AMD.
  

• Modelos por fabricante: Los fabricantes primordiales de microprocesadores para computadoras son AMD (Athlon, Duron, Athlon 63 bits, Semptron y Turion) e Intel (Pentium, Celeron, Core 2 Duo, Centrino y Pentium M).

Arquitectura del microprocesador

Los microprocesadores realizan cálculos bajo un programa de control, y se dividen en dos partes: la primera de ellas es la Unidad de Control (UC), la cual se encarga de distribuir los datos entre los sectores del computador. La otra es la llamada ALU, la cual ejecuta por su cuenta las operaciones aritméticas y lógicas que debe llevar a cabo el equipo; en eso se parecen a pequeñísimas calculadoras. En ese sentido, están compuestos por las siguientes partes:

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