Arquitectura y Funcionamiento del Ordenador Personal: Componentes Esenciales de Hardware y Software

El Ordenador Personal: Orígenes y Arquitectura

Los primeros ordenadores desarrollados en los años cuarenta obedecían a la estructura propuesta por Von Neumann. Este matemático húngaro inició en 1944 los trabajos dirigidos a crear el primer ordenador que se gobernaba mediante un programa almacenado en su memoria.

Elementos de la Arquitectura Von Neumann

La estructura fundamental de un ordenador se compone de las siguientes unidades:

• CPU (Unidad Central de Procesamiento): Constituye el corazón del ordenador.
• Unidad de Control: Regula el funcionamiento general del sistema.
• Unidad de Memoria: Aloja el programa que se ha de ejecutar y los datos que se almacenan.
• Unidad E/S (Entrada/Salida): Permite la entrada y salida de la información.

La aparición del microprocesador a comienzos de los años setenta permitió reducir drásticamente el volumen de los equipos y aumentar de forma extraordinaria su velocidad de trabajo.

Componentes Físicos (Hardware)

Los dispositivos que constituyen el soporte físico de un ordenador personal son el monitor, el teclado, el ratón y la caja o torre, que es la que contiene todos los elementos necesarios para llevar a cabo los procesos lógicos y aritméticos.

Placa Base (Motherboard)

Es el soporte físico donde se ensamblan todos los dispositivos que forman el corazón y el cerebro del ordenador personal.

Memoria Principal y Almacenamiento

Memoria RAM (Random Access Memory)

Memoria de acceso aleatorio. Es el dispositivo encargado de guardar toda la información que se está utilizando mientras trabaja el ordenador. Cuando el equipo se apaga, la información almacenada en la memoria RAM se pierde (memoria volátil).

Disco Duro (HDD/SSD)

Unidad interna que contiene los programas que permiten funcionar al ordenador y almacena también toda la información que se va generando y que nos interesa conservar.

Memoria ROM (Read-Only Memory)

Contiene la información básica para que el ordenador funcione. Originalmente era una memoria de solo lectura (Read Only Memory); sin embargo, las ROM más modernas sí pueden modificarse (ej. BIOS/UEFI).

Disquetera

Es similar a un disco duro, pero con mucha menos capacidad de memoria. Se utilizaba para trasladar información.

Otros Componentes de Hardware

• Lector CD/DVD: Componente que ha sustituido a otros sistemas de almacenamiento óptico.
• Tarjetas de Expansión: Componentes que se conectan a la placa base y mejoran las prestaciones del ordenador (ej. tarjeta gráfica, de sonido).
• Fuente de Alimentación: Adapta la corriente alterna de la red de suministro al nivel adecuado para que funcionen los componentes electrónicos del PC.

Conectividad y Expansión

• Los Buses: Son los canales que conectan entre sí todos los componentes de la placa base. Pueden ser pistas impresas en un circuito o cables que se conectan a través de conectores.
• Ranuras de Expansión: Permiten la inserción de tarjetas que mejoran las prestaciones del ordenador.
• Los Puertos: Permiten conectar los periféricos exteriores a la placa base. Su codificación puede ser en paralelo o en serie (ej. USB, FireWire).

Sistemas de Control

En el ámbito de la automatización y el control, se distinguen dos tipos de lazos:

• Lazo Abierto: Se ajusta a partir de un valor preestablecido de la magnitud que se desea controlar y que recibe el nombre de consigna.
• Lazo Cerrado: Se reprograma a partir de la comparación entre la consigna y una muestra de las variables internas que se obtiene del propio sistema (incluye retroalimentación o feedback).

Lenguajes de Programación

Clasificación por Nivel

• Bajo Nivel: Como los ensambladores, son los que mejor entiende el microprocesador.
• Alto Nivel: Son menos complicados de programar, pero no pueden ser interpretados directamente por el ordenador, por lo que se utilizan programas compiladores y programas intérpretes.

Tipos Específicos de Lenguajes

COBOL (COmmon Business Oriented Language)

Es el acrónimo de la expresión inglesa Common Business Oriented Language (Lenguaje Común Orientado a Negocios). Se estructura en 4 divisiones:

1. Identification Division
2. Environment Division
3. Data Division
4. Procedure Division

Lenguaje Script

Programa que consiste en una serie de instrucciones que han de ser utilizadas por otra aplicación (ejecutadas por un intérprete).