Componentes Clave de un Ordenador: Microprocesadores y Almacenamiento

El Microprocesador: El Cerebro del Ordenador

El microprocesador es un circuito integrado compuesto por millones de transistores. Su función principal es interpretar instrucciones y procesar datos, actuando como el elemento de control. Podemos considerarlo el cerebro del ordenador y, junto con la placa base, es uno de los componentes más importantes.

Componentes y Funciones del Microprocesador

• Unidad de Control: Lee, interpreta y ejecuta las instrucciones de máquina almacenadas en la memoria principal.
• ALU (Unidad Aritmético-Lógica): Realiza operaciones aritméticas y lógicas.
• Registros: Zonas de memoria donde se almacena información de forma temporal.
• Descodificación de la Instrucción: Proceso mediante el cual se interpreta la instrucción a ejecutar.
• Unidad de Coma Flotante: Maneja las operaciones con números en coma flotante.
• Memoria Caché: Guarda las posiciones de memoria principal más utilizadas para un acceso más rápido.

Características y Tecnologías del Microprocesador

• Frecuencia Interna: Se calcula como el factor de multiplicador multiplicado por la frecuencia externa real.
• Caché: Almacena los últimos datos con los que se está trabajando. Trabaja a la misma velocidad interna que el microprocesador.
  • L1: Integrada directamente dentro del microprocesador.
  • L2: Puede estar integrada en el microprocesador o en la placa base.
• CSID (Complex Instruction Set Computer): Conjunto de instrucciones complejas.
• RISC (Reduced Instruction Set Computer): Conjunto de instrucciones reducidas.
• Pipeline: Permite que la CPU comience a ejecutar una instrucción antes de terminar de ejecutar la anterior, mejorando la eficiencia.
• Hiperthreading: Tecnología que emula la presencia de dos procesadores, permitiendo que cada uno ejecute un subproceso simultáneamente.
• Tecnología de Virtualización: Mejoras en la capacidad de procesamiento y comunicación de los componentes primarios de un equipo.

Conectividad del Microprocesador: Los Sockets

• Socket: Zona con agujeros donde se conecta el microprocesador a la placa base.
• PGA (Pin Grid Array): Marco cuadrado con conectores donde el microprocesador se insertaba a presión.
• ZIF-PGA (Zero Insertion Force PGA): Incorpora una palanca que facilita la introducción del microprocesador sin necesidad de fuerza.
• ZIF-LGA (Land Grid Array): Los pines se encuentran en la placa base, y el microprocesador tiene los agujeros para insertarlos.

Dispositivos de Almacenamiento: Del Disco Duro al Blue-ray

El Disco Duro

El disco duro es un dispositivo de almacenamiento no volátil. Su capacidad se mide en Gigabytes (GB) y Terabytes (TB). A mayor velocidad de rotación, menor latencia. Los tipos comunes incluyen IDE, ATA, SCSI y SATA.

Estructura del Disco Duro

• Disco: Cada plato tiene dos caras, y cada cara tiene un cabezal asignado.
• Pista: Cada uno de los anillos concéntricos en la superficie del disco.
• Cilindro: Conjunto de pistas alineadas verticalmente en todos los platos; su número es igual al número de pistas por cara.
• Sector: Cada una de las divisiones de una pista. Un sector típicamente equivale a 512 bytes.
• Cluster: Conjunto contiguo de sectores. Es la unidad mínima de asignación de espacio en el disco.

Sistemas de Direccionamiento

• Direccionamiento CHS (Cilindro, Cabeza, Sector): Fue el primer sistema de direccionamiento utilizado.
• Direccionamiento LBA (Logical Block Addressing): Divide el disco completo en sectores y asigna a cada uno un número único.

Conexiones de Almacenamiento

• Serial Attached SCSI (SAS): Interfaz de conexión para dispositivos de almacenamiento, utilizada en entornos empresariales.

Almacenamiento Óptico: CD, DVD y Blue-ray

Grabación en Medios Ópticos

La grabación en CD y DVD se realiza mediante un láser que crea microscópicos hoyos sobre la superficie interior del disco.

CD (Compact Disc)

Es un soporte digital óptico utilizado para almacenar cualquier tipo de información.

DVD (Digital Versatile Disc)

Es un soporte y formato de almacenamiento óptico que puede ser usado para guardar datos.

• DVD-5: Una cara, capa simple. Capacidad de 4.7 GB.
• DVD-9: Una cara, capa doble. Capacidad de 8.5 GB.
• DVD-10: Dos caras, capa simple en ambas. Capacidad de 9.4 GB.
• DVD-14: Dos caras, capa doble en una y capa simple en la otra. Capacidad de 13.3 GB.
• DVD-18: Dos caras, capa doble en ambas. Capacidad de 17.1 GB.

Blue-ray

Utiliza un láser azul de 405nm. Actualmente existen versiones con hasta 16 capas, alcanzando los 400 GB, y se espera llegar a 1 TB.

HD DVD (High Definition DVD)

Desarrollado por Toshiba, Microsoft y NEC. Utiliza un láser azul de 405nm. Ofrece 15 GB por capa y existen versiones de 2 capas. Las capas de datos se encuentran a mayor profundidad.