Componentes y Arquitectura de un Ordenador: Memoria, CPU, Buses y Periféricos

Memoria de un Ordenador

La memoria de un ordenador está compuesta por dispositivos físicos que almacenan información.

Jerarquía de la Memoria

Se pueden ordenar en función de su tamaño en bytes y velocidad de acceso. Cuanto mayor es la capacidad, más lenta es la memoria. De mayor a menor capacidad y de menor a mayor velocidad, tenemos:

• Disco duro (HDD): Sirve para almacenar de forma permanente los programas y datos que posteriormente se traspasarán a la memoria RAM para su ejecución.
• Memoria RAM (Random Access Memory): Capacidad considerablemente menor que el disco duro.
• Memoria Caché: Más pequeña en capacidad que la RAM, pero más rápida. Contiene una copia de los datos.
• Registro: Es la unidad de memoria más pequeña y más rápida del ordenador. Los registros se encuentran integrados dentro del procesador.

Unidad Central de Proceso (CPU)

Es el cerebro del ordenador. Controla, coordina y realiza todas las operaciones del sistema. Se encarga de ejecutar las instrucciones de los programas y de coordinar el resto de las unidades del ordenador para que se lleve a cabo dicha ejecución. Los tres componentes que utiliza son:

• Registro
• UAL (Unidad Aritmético-Lógica)
• UC (Unidad de Control)

Microprocesador (Micro o CPU)

Es un circuito integrado en una pastilla con forma cuadrada o rectangular que funcionalmente corresponde con la Unidad Central de Proceso.

Buses de Comunicación

Un bus es un conjunto de cables (hilos o conexiones) que llevan información digital (0s o 1s) de un elemento a otro del ordenador. Proporciona un medio de comunicación entre el procesador, la memoria y los dispositivos de E/S, y se controla y maneja desde el procesador. La velocidad a la que circula la información por el bus viene marcada por el reloj del sistema y se mide en MHz o GHz. Se suelen comparar con autopistas. Un bus de 8 bits (1 byte) consta de 8 carriles en los que pueden circular 8 coches (bits) simultáneamente.

Tipos de Buses de Entrada/Salida

Existen diferentes buses que comunican los distintos tipos de dispositivos de E/S con el procesador y la memoria:

• PCI: Es el bus al que se conectan las tarjetas de expansión del ordenador, como las tarjetas gráficas o de sonido.
• PCI Express: Son la evolución de las anteriores, mejorando la velocidad y la eficiencia. La ranura a la que se conecta la tarjeta es variable en tamaño, dependiendo del ancho de bus. La velocidad base por carril es de 250 MB/s, pero cuanto mayor es el número de carriles, mayor es su velocidad y tamaño.
• SATA (Serial ATA): Bus estandarizado en 2004 para conectar dispositivos de almacenamiento como el disco duro y una lectora/grabadora de DVD/CD/Blu-ray.
• SAS: Se utiliza normalmente para servidores.
• USB: Creado en 1996 por COMPAQ, LUCENT, INTEL, HP, MICROSOFT, NEC y PHILIPS. El objetivo era poder interconectar a los ordenadores diferentes tipos de periféricos. Además, permite la conexión en caliente.
• Thunderbolt: Desarrollado por Intel para pantallas de alta resolución y dispositivos de alto rendimiento. Incorporado en todos los productos Apple a partir de 2011. Actualmente, maneja velocidades de 10 Gb/s.
• Bluetooth: Tecnología inalámbrica para conectar dispositivos a pocos metros.