Arquitectura de Computadores: Unidades Funcionales y Modelo de Von Neumann

Las Unidades Funcionales

¿Qué es un ordenador?

Un ordenador es un sistema que recibe datos, los procesa y ofrece resultados al usuario. Ejemplos comunes incluyen lavadoras, teléfonos móviles y ordenadores personales.

¿Qué es una unidad funcional?

Son los componentes de un sistema clasificados según la función específica que desempeñan. Cada parte del hardware cumple un rol determinado dentro del conjunto.

Unidades funcionales de un ordenador

• Unidades de Entrada y Salida (UE/S): Elementos utilizados para introducir y extraer información.
• Unidad de Memoria (UM): Encargada de almacenar la información en el ordenador.
• Unidad Aritmético-Lógica (UAL): Responsable del procesamiento de la información.
• Unidad de Control (UC): Dirige todos los procesos para garantizar un funcionamiento correcto.

El Modelo de Von Neumann

Esta estructura define la arquitectura básica de los sistemas informáticos. La CPU (Unidad Central de Proceso) puede integrar todas estas unidades funcionales, pudiendo existir incluso componentes repetidos según la arquitectura específica.

Los buses de comunicación

Un bus es una vía que comunica dos puntos, ya sea la parte principal o componentes adicionales. Existen dos tipos principales:

• Bus paralelo.
• Bus de serie.

Unidad de Memoria

Se encarga de almacenar la información del sistema:

• Memoria Principal (RAM): Dispositivo electrónico de alta velocidad. Los datos se organizan en casilleros numerados llamados posiciones de memoria, identificados por una dirección de memoria. Incluye la memoria caché, que almacena copias de datos para un acceso más rápido.
• Memoria Secundaria: Dispositivos electrónicos y mecánicos (como discos duros) que auxilian a la memoria principal. También puede incluir caché de disco.

Unidad Central de Proceso (CPU)

La CPU es la combinación de la Unidad Aritmético-Lógica y la Unidad de Control. Es el componente encargado de procesar la información que llega al equipo, tarea ejecutada por el microprocesador.

• Unidad Aritmético-Lógica (UAL): Actúa como el "brazo ejecutor", realizando operaciones sobre los datos.
• Unidad de Control (UC): Es la central de operaciones. Gestiona las órdenes, denominadas instrucciones, sincronizadas por el reloj del sistema, cuya velocidad se mide en megahercios (MHz).

Unidades de Entrada y Salida

Son los periféricos del sistema:

• De entrada: Introducen información (ej. teclado).
• De salida: Muestran información (ej. monitor).
• Comunicación: Dispositivos como el módem.