Arquitectura de Computadores: Componentes Clave, Procesamiento de Datos y Memoria RAM

Fundamentos del Tratamiento Automático de Datos

Información: Conjunto de datos organizados que, juntos, aportan un significado. Los tipos de datos básicos son: alfabéticos, numéricos y alfanuméricos.

Funciones Básicas del Tratamiento Automatizado

Entrada:

Función de adquisición de datos que componen la base de la información.

Almacenamiento:

Guardar los datos para su tratamiento posterior.

Cálculo:

Manipulación de los datos en bruto para conseguir información.

Presentación:

Adecuación de la información a las necesidades de los usuarios.

Comunicación:

Intercambio de información entre dos o más entidades.

El Sistema Informático y sus Componentes

Sistema Informático: Conjunto de elementos que hacen posible el tratamiento automático de datos, realizando las funciones básicas de entrada, almacenamiento, cálculo, presentación y comunicación.

Buses: Conexión y Transferencia de Información

Los buses se encargan de garantizar la conexión de las diferentes partes de la arquitectura del ordenador y son el soporte por donde viaja la información.

• Bus de Direcciones: Se utiliza para direccionar las zonas de memoria y los dispositivos.
• Bus de Datos: Permite la conexión lógica entre los diferentes subsistemas que componen el ordenador.
• Bus de Control: Se usa para sincronizar las actividades y transacciones con los periféricos del sistema.

Unidad Central de Proceso (CPU)

La Unidad Central de Proceso es el componente del ordenador que se ocupa del control y el procesamiento de datos.

Unidad de Control (UC)

Se encarga de interpretar y ejecutar las instrucciones máquina que conforman los programas y de generar las señales de control necesarias para llevarlas a cabo.

Unidad Aritmético-Lógica (ALU)

Opera con los datos que recibe siguiendo las órdenes de la UC. Realiza tanto operaciones aritméticas como operaciones basadas en la lógica booleana.

Memoria RAM (Random Access Memory)

Almacena los datos y los programas que se están ejecutando en ese momento en el ordenador. Es una memoria volátil: cuando se apaga el ordenador, su contenido desaparece.

Periféricos

Dispositivos que permiten la comunicación del sistema informático con el exterior o el almacenamiento de información.

Características del Microprocesador

Frecuencia de Reloj:

Indica el número de ciclos que el reloj marca en un segundo, se mide en hercios (GHz).

Velocidad Interna:

Es la velocidad de trabajo del microprocesador con sus elementos internos.

Velocidad Externa:

Es la velocidad con la que se comunica el microprocesador con el resto de elementos de la placa base.

Velocidad de Ejecución de las Instrucciones:

Depende del juego de instrucciones que posee el microprocesador.

Juego de Instrucciones:

Indica el número de instrucciones de que dispone el microprocesador para llevar a cabo lo que se le pide.

Ancho del Bus de Direcciones:

Este bus permite acceder a una posición concreta de la memoria para extraer una información.

Número de Registros Internos:

Cuanto mayor sea este número, mayor cantidad de datos tendrá cerca el microprocesador, mejorando su funcionalidad.

Overclocking

Es una técnica por la que se trata de conseguir un mayor rendimiento del equipo aumentando su velocidad externa y, consecuentemente, su consumo eléctrico.

La Memoria en el Sistema Informático

Memoria: Componente del ordenador que almacena la información que este posee, es decir, datos y programas.

Niveles de Memoria (Jerarquía)

1. Memoria Interna: (Registros, Caché, y RAM)
2. Memoria Externa
3. Memoria Extraíble
4. Almacenamiento en la Nube

Características de la Memoria

Ciclo de Reloj

Es relevante para las memorias síncronas, que realizan funciones de lectura y escritura en función de los ciclos de reloj del microprocesador.

Ancho de Banda

Hace referencia al número de palabras transmitidas entre la memoria principal y la CPU en una unidad de tiempo.

Capacidad

Cantidad de información que puede almacenar.

Tiempo de Acceso

Tiempo máximo que se tarda en leer o escribir en una posición de memoria.

Latencia CAS (Column Access Strobe)

Es el tiempo que transcurre desde que se solicita un dato hasta que el primer bit es transferido. Cuanto menor sea, más eficiente es la RAM.

Fórmula de cálculo de latencia: [(Latencia / Frecuencia) x 2] x 1024

Tipos de Memoria

Memoria de Solo Lectura (ROM)

• ROM (Read-Only Memory)
• PROM (Programmable ROM)
• EPROM (Erasable PROM)
• EEPROM (Electrically Erasable PROM)

Memoria de Lectura/Escritura (RAM)

• SRAM (Static RAM)
• DRAM (Dynamic RAM)
• Variantes de DRAM: EDO, SDRAM, DDR SDRAM, RDRAM, DDR2, DDR3, DDR4, DDR4 ECC, DDR5.

Módulos de Memoria

• Single Inline Memory Module (SIMM)
• Double Inline Memory Module (DIMM)
• Rambus Inline Memory Module (RIMM)
• Small Outline DIMM (SO-DIMM)
• Small Outline RIMM (SO-RIMM)
• MICRODIMM

La Placa Base (Motherboard)

Elemento que contiene y conecta los principales componentes del sistema.

Componentes Principales de la Placa Base

• Socket (Zócalo del procesador)
• Chipset
• BIOS (Basic Input/Output System)
• Zócalos de memoria
• Ranuras de expansión
• Conectores internos
• Conectores de dispositivos de almacenamiento
• Cabeceras y panel lateral