Conceptos Esenciales de Hardware y Software en Computación

Introducción a los Sistemas Informáticos

El ordenador se define como una máquina compuesta de elementos físicos (hardware), capaz de realizar una gran variedad de trabajos a gran velocidad y con gran precisión. Está formado por un conjunto de componentes electrónicos que, por sí mismos, no son capaces de realizar demasiadas funciones. Necesita de otros componentes no físicos, el software, para su funcionamiento.

Conceptos Fundamentales de Software

El software es el conjunto de órdenes o instrucciones que un ordenador sigue para realizar tareas. Un conjunto de estas órdenes se denomina programa. El conjunto de varios programas se conoce como aplicación informática.

El Sistema Operativo (SO) es el componente de software fundamental de un sistema informático. Su función principal es gestionar los recursos del hardware y permitir que los programas procesen información, actuando como intermediario entre el usuario, las aplicaciones y el hardware.

Entre el software y el hardware existe otro concepto importante dentro de un sistema informático: el firmware. Es la parte intangible que reside en componentes del hardware. El firmware no es fácilmente modificable, ya que es software embebido directamente en los componentes electrónicos o hardware.

Componentes Físicos del Ordenador (Hardware)

El hardware es la parte física del ordenador. Los componentes físicos del ordenador se pueden clasificar en los siguientes:

• Unidad Central de Procesamiento (UCP) o CPU
  • Unidad Aritmético-Lógica (UAL)
  • Unidad de Control (UC)
• Memoria Central (MC) o RAM
• Controladores
• Unidades de Entrada/Salida (E/S)
• Buses
• Unidades Periféricas

La Unidad Central de Procesamiento (UCP)

La UCP, también denominada procesador, es el elemento encargado del control y ejecución de las operaciones que se realizan dentro del ordenador con el fin de llevar a cabo el tratamiento automático de la información. Es la parte fundamental del ordenador y está formada por la Unidad de Control (UC), la Unidad Aritmético-Lógica (UAL) y su propia memoria caché.

Tipos de Memoria en un Ordenador

Los dos tipos de memoria esenciales con los que puede trabajar el ordenador son:

• Memorias de Almacenamiento Externo: Son capaces de almacenar información de forma no volátil, es decir, la información persiste incluso sin alimentación eléctrica.
• Memoria Interna: Dentro del ordenador existen varios tipos de memorias consideradas internas, como la RAM y la ROM.

Memoria RAM

La Memoria RAM (Random Access Memory) es un componente esencial para el procesamiento de información. La Memoria Central (MC) está formada por componentes electrónicos (como los biestables) capaces de almacenar información en forma de bits (ceros y unos, es decir, en sistema binario). Cada unidad mínima de información de este tipo recibe el nombre de bit.

Además de la MC, los ordenadores personales (PC) suelen incorporar otro tipo de memoria para agilizar los cálculos de los programas: la memoria caché. Esta actúa como una memoria intermedia entre la RAM y el procesador, almacenando temporalmente la información a procesar.

Tipos de Memoria RAM

• DRAM (Dynamic RAM): Electrónica construida mediante condensadores, que requiere refresco periódico para mantener la información.
• SRAM (Static RAM): Alternativa a la DRAM que no necesita refrescarse, lo que la hace más rápida pero también más costosa. La SRAM suele utilizarse como memoria caché.
• SDRAM (Synchronous DRAM): Incorpora la capacidad de la DRAM y la velocidad de la SRAM, sincronizándose con el reloj del sistema.
• DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM): También conocida como memoria de doble recarga o memoria de doble tasa de transferencia, está compuesta por memorias SDRAM y permite transferir datos dos veces por ciclo de reloj.