Arquitectura y Componentes Esenciales de un Sistema Informático
El Sistema Informático: Componentes Esenciales y Arquitectura Interna
Un sistema informático es un sistema que permite almacenar y procesar información. Es el conjunto de partes interrelacionadas que trabajan conjuntamente: hardware, software y personal informático.
Componentes Fundamentales del Sistema
El sistema informático se compone de tres elementos esenciales:
Software
Es el conjunto de componentes lógicos necesarios que hacen posible la realización de tareas específicas.
Hardware
Es el componente físico del sistema informático, incluye ordenadores o cualquier tipo de dispositivo electrónico.
Soporte Humano (Personal Informático)
Incluye al personal técnico que crea y mantiene el sistema, y a los usuarios que lo utilizan.
La Unidad Central de Procesamiento (CPU)
La CPU es la unidad encargada de controlar todo el sistema que comprende el ordenador. Consiste en un circuito integrado formado por millones de transistores, que está diseñado para poder procesar datos y controlar el ordenador.
Unidades Internas de la CPU
- Unidad Aritmético-Lógica (ALU)
- Es la encargada de realizar todas las operaciones aritméticas (sumas, multiplicaciones, etc.) y lógicas (comparaciones).
- Unidad de Control
- Se encarga de leer las instrucciones de los programas almacenados en la memoria y de enviar las órdenes a los componentes del procesador para que ejecuten las instrucciones. El proceso empieza cuando llega una instrucción al registro de instrucciones (llega una cadena de bits con distintas partes, referidas a la propia instrucción y a los datos que se usarán). Posteriormente, el decodificador interpreta la instrucción a realizar y cómo deben actuar los componentes del procesador para llevarla a cabo. Esta acción se realiza mediante el secuenciador que envía micro-órdenes marcadas por el reloj.
Memoria Principal y Registros
Memoria Principal (RAM)
La Memoria Principal es la memoria RAM, donde se guardan los datos que se están utilizando en el momento presente. Se llama de acceso aleatorio porque el procesador accede a la información que está en la memoria en cualquier punto sin tener que acceder a la información anterior y posterior. Se podría decir que es una tabla que contiene una serie de direcciones y unos datos asociados a esas direcciones.
La memoria dispone de un Registro de Direcciones de Memoria (RDM) y un Registro de Intercambio de Memoria (RIM). En el registro de direcciones se almacena la dirección en que se almacenará o leerá un dato, y en el registro de intercambio de memoria se almacena ese dato leído o que se almacenará.
Registros
Los Registros son el lugar donde se almacenan temporalmente los datos que están en movimiento para procesarlos.
Interconexión del Sistema: Buses y E/S
Unidad de Entrada/Salida (E/S)
La Unidad de Entrada/Salida es la que actúa como intermediario entre los periféricos y el resto de unidades. La unidad de E/S es la encargada de realizar la transferencia de información con las unidades exteriores llamadas periféricos. Realiza la conexión con los periféricos y adapta las velocidades entre la CPU y los periféricos.
Buses
Los Buses son las uniones entre las distintas unidades, la memoria y los periféricos. Hay tres tipos de buses:
Bus de Datos: Permite el intercambio de datos (ya sean instrucciones o datos) con el resto de elementos de la arquitectura. Es decir, mediante el bus de datos la unidad de control recibe las instrucciones y la ALU los datos desde la memoria, al igual que también los envían por este medio.
Bus de Direcciones: Transmite las direcciones de memoria que van a ser usadas desde la CPU, para poder seleccionar los datos que serán guardados. (Nota: Este bus transmite direcciones, no instrucciones, por lo que se denomina Bus de Direcciones).
Bus de Control: Es el que transporta las órdenes generadas por la CPU para controlar los diversos procesos de la máquina.