Componentes Esenciales de Hardware y Arquitectura de Computadoras

Componentes Fundamentales de Hardware y Software

Dispositivos de Entrada y Salida

Los dispositivos de entrada (Input Devices) son todos aquellos periféricos que permiten introducir datos o información en una computadora para que esta los procese u ordene. Es cualquier dispositivo del equipamiento de hardware de una computadora utilizado para proporcionar datos y señales de control a un sistema de procesamiento de información.

Los dispositivos de salida (Output Devices) son todos aquellos periféricos que permiten la extracción de datos o información de una computadora. Es cualquier dispositivo del equipamiento de hardware de una computadora. Ejemplos: monitor, impresora, altavoces.

Arquitectura de Von Neumann

La mayoría de los sistemas informáticos actuales siguen la arquitectura propuesta por John von Neumann en el diseño del EDVAC. Esta arquitectura se caracteriza porque el programa que ejecuta el sistema informático está almacenado internamente (es información) en el propio sistema. La arquitectura de Von Neumann define los siguientes elementos clave:

• Unidad Central de Proceso (CPU - Central Processing Unit)
• Memoria Principal
• Controlador de Entrada/Salida
• Buses del Sistema

Unidad Central de Proceso (CPU)

La CPU es el lugar donde se procesa la información de acuerdo con las instrucciones del programa. La CPU de un sistema informático repite una serie de pasos en los que continuamente accede a la memoria para leer la próxima instrucción a ejecutar, realiza lo que ordena la instrucción y vuelve a empezar el ciclo.

Memoria Principal

La memoria principal se divide en dos tipos fundamentales:

• RAM (Random Access Memory): Memoria de acceso aleatorio que permite tanto la lectura como la escritura. Habitualmente en los sistemas informáticos se trata de un medio de almacenamiento volátil, de manera que se pierde su contenido al interrumpirse la alimentación.
• ROM (Read-Only Memory): Memoria de solo lectura que solo permite la lectura de los datos que almacena. Se trata de un medio de almacenamiento persistente, pues no pierde su contenido cuando se interrumpe la alimentación.

Controlador de Entrada/Salida

El controlador de Entrada/Salida gestiona la comunicación con los periféricos:

• Periféricos de Entrada: Sirven para introducir información en el sistema informático.
• Periféricos de Salida: Sirven para representar información que sale del sistema informático.

Buses del Sistema

Los buses son las vías de comunicación que permiten mover la información entre los distintos elementos de la arquitectura de Von Neumann. Desde el punto de vista electrónico, un bus es una serie de pistas que transportan información entre diferentes elementos. El número de líneas que tiene el bus determina el número de bits que se pueden transportar en paralelo. Los buses suelen ser elementos síncronos que funcionan gobernados por un reloj. Normalmente, en cada ciclo de reloj se transporta un dato (de 8, 16 o 32 bits según la anchura del bus).

Tipos de Buses del Sistema:

• Bus de Datos: Transporta la información que se está procesando o las instrucciones del programa que se ejecuta.
• Bus de Direcciones: Se utiliza para indicar el origen y/o el destino de los datos. En el bus de direcciones se indica la posición de memoria a la que se está accediendo en cada momento.
• Bus de Control: Proporciona señales para coordinar las diferentes tareas que se realizan en el sistema informático.