Arquitectura de los ordenadores y dispositivos de almacenamiento y comunicación

La unidad aritmético-lógica o ALU:

Ejecuta todas las operaciones matemáticas y de decisión lógicas.

La unidad de control:

Gestiona las señales, lee instrucciones de la memoria y ejecuta las órdenes, utilizando la ALU para realizar los cálculos necesarios.

La memoria principal:

Espacio de almacenamiento temporal de instrucciones y datos.

El sistema de entrada y salida:

Permite obtener información de otros dispositivos externos y devolver los resultados obtenidos. Se puede asociar a los periféricos.

Los buses:

Medio de transporte para los datos.

Según esta arquitectura, todos los ordenadores están constituidos por:

El microprocesador: ejecuta los programas y procesa la información. La memoria: contiene los programas y los datos que se están ejecutando. Los periféricos: permiten la entrada, salida y almacenamiento de información y la comunicación con el exterior.

Tipos de ordenadores:

Superordenadores/Ordenadores de Sobremesa/Portátiles: Portátiles convencionales, chromebook, Mini portátiles, Micro Portátiles/Tabletas/Teléfonos inteligentes.

La placa base:

Soporte que conecta todos los componentes que hacen el ordenador.

Buses:

Canales por los que circula la información del ordenador. Está constituido por líneas de comunicación, transmite diferente información:

• Comandos de control y direcciones para leer o escribir los datos.

Circuitos integrados y el chipset:

Circuito integrado, pastilla pequeña semiconductora con millones de circuitos electrónicos. Cada chip hace una tarea concreta y se utiliza en los dispositivos electrónicos.

El microprocesador:

(cerebro) circuito integrado, de millones de transistores, procesa los datos, controla los dispositivos y realiza operaciones aritméticas y lógicas.

Memoria primaria:

La memoria primaria, o principal, está conectada directamente con el procesador. Está dentro de la CPU o en la placa base. (RAM, ROM y la caché). Tiene preparadas las instrucciones y los datos para que la CPU pueda procesarlos, almacena temporalmente el resultado de operaciones realizadas. La memoria secundaria: está conectada al procesador por puertos de entrada y salida. (discos duros, unidades SSD y memorias USB)

Puertos de comunicación:

Interfaces que permiten enviar o recibir datos entre el ordenador y los periféricos:

• Puerto USB: puerto serie con gran velocidad de transferencia de información, da alimentación eléctrica al periférico. Otra característica fundamental es que permite conectar y desconectar dispositivos sin necesidad de apagar el ordenador.
• Puerto eSATA: conecta dispositivos de almacenamiento externos, como discos duros, discos multimedia y unidades ópticas.
• DMI: Interfaz digital para transferir datos multimedia de alta definición de audio y de video (sustituto del euroconector).
• Puerto de red: conecta dispositivos en red. En redes de cable de par trenzado, se usan puertos y conectores RJ45.
• Puerto de audio: tiene conectores minijack para transmitir sonido.

Tarjetas de expansión:

Son dispositivos con diversos circuitos integrados y controladores que, insertadas en sus correspondientes ranuras de la placa base, sirven para ampliar las capacidades de un ordenador. Algunas de las más usuales son las tarjetas gráficas, las de sonido y las de red.

Dispositivos y soportes de almacenamiento:

Periféricos para leer y grabar datos en los soportes de almacenamiento.

• Discos magnéticos: los soportes magnéticos guardan la información sobre una superficie de naturaleza magnética. (Discos flexibles: guardan documentos personales y transportan información de un ordenador a otro. Discos duros: almacena gran cantidad de información, varios platos apilados en un mismo eje que giran rápido)
• Memoria Flash: sistema de almacenamiento estático que no necesita corriente para guardar sus datos (USB).
• Unidad de estado sólido (SSD): utiliza memoria de circuitos integrados, similares a las memoria flash, para almacenar datos.
• Discos ópticos: medio de almacenamiento digital que consiste en un soporte circular donde la información se lee y se graba en forma de surco o hendiduras con un láser. (Solo lectura, DVD. Grabable. Regrabable. Doble Capa)

Dispositivos de comunicación:

• Tarjeta de red (hardware): Necesaria para que un ordenador se comunique con otro dispositivo. Hay tarjetas de red inalámbricas que transmiten la información por ondas electromagnéticas.

Concentrador y conmutador:

Interconectan los cables de una red. (Concentrador o hub, Conmutador o switch)

Punto de acceso:

Dispositivo que crea una red de área local inalámbrica (oficina o un hogar). Se conecta a un router, switch o hub por un cable y proyecta una señal wifi.

Módem y router:

El módem permite enviar o recibir información a través de una línea analógica o digital. El router realiza la conexión entre el módem y la red de ordenadores. La mayoría de módems funcionan como puntos de acceso. (Router ADSL, de fibra, 4G/5G)

Dispositivo PLC:

(power line communications) utiliza la línea eléctrica convencional para transmitir datos.

Cableado de red:

Cableado de par trenzado. Es el cable habitual, en los extremos hay conectores RJ-45. Cable de fibra óptica.

Dispositivos con arquitectura de ordenador:

• Sistemas de domótica y asistentes virtuales: Es el conjunto de sistemas que automatizan las instalaciones de una vivienda, puede controlar robo, incendio, fugas de agua y ahorro energético. Hay asistentes virtuales que permiten el control por voz (Alexa).
• GPS: determina la posición de algo en cualquier lugar del planeta.
• Arduino: plataforma para crear diferentes microordenadores a partir de una placa y utilizando código abierto.
• Televisión inteligente: Es la integración de Internet en la televisión digital. Se conecta a la red por cable o wifi, ofrece acceso a contenido online.
• Google Glass: Unas gafas de alta tecnología, de Google, es un asistente virtual utilizando realidad aumentada, se conecta al móvil.
• Relojes inteligentes y pulseras de actividad: integra funciones similares a un smartphone, usa el Bluetooth o wifi para conectarse a Internet.
• Videoconsolas: dispositivos interactivos con un fin lúdico, se han convertido en centros multimedia de entretenimiento colectivo.