Maria Gabriela De la Espriella Florez

1. Hardware: Componentes Físicos del Sistema Informático

La Arquitectura de Von Neumann es un modelo fundamental de diseño de computadoras que centraliza el trabajo de una Unidad Central de Procesamiento (CPU) para ejecutar instrucciones.

Unidad Central de Procesamiento (CPU)

La CPU (Unidad Central de Procesamiento) es el corazón del sistema informático, responsable de ejecutar y procesar todas las instrucciones y datos.

Componentes Internos de la CPU

• Unidad de Control (CU): Es el "jefe" o coordinador que controla todas las operaciones dentro de la CPU. Interpreta las instrucciones y envía señales a otros componentes para que sepan qué hacer.
• Unidad Aritmético-Lógica (ALU): La calculadora experta. Realiza operaciones aritméticas (sumar, restar, multiplicar, dividir) y lógicas, ayudando a la computadora a tomar decisiones. Una CPU puede tener más de una ALU para tareas específicas.

Ciclo de Ejecución de Instrucciones

El procesamiento de datos sigue un ciclo riguroso:

• Fetch: La CPU obtiene la instrucción que debe ser procesada.
• Decode: La instrucción es interpretada por la computadora.
• Execute: La instrucción es ejecutada.

Optimización del Rendimiento de la CPU

• Núcleos: Una CPU puede tener múltiples núcleos, lo que significa que posee múltiples ALU y múltiples registros. Más núcleos equivalen a más instrucciones procesadas a la vez.
• Memoria Caché: Es una memoria ubicada dentro de la propia CPU, a diferencia de la RAM que está fuera. Su función es almacenar las instrucciones y datos que se acceden con frecuencia. Si la CPU necesita acceder a información, primero verifica si esa instrucción está en la caché antes de ir a la RAM. Un mayor tamaño de la memoria caché resulta en un mejor rendimiento de la CPU porque el acceso a la caché es más rápido al estar integrada directamente en la CPU.

Memoria y Almacenamiento

• La Memoria Principal (RAM) es como el "escritorio de trabajo" (temporal y rápido) de la computadora. Es un almacén que guarda todas las instrucciones y datos a los que la CPU necesita acceder de forma rápida e inmediata.
• El Almacenamiento Secundario se refiere a la memoria que permite a los usuarios almacenar datos, aplicaciones y archivos. A diferencia de la memoria principal (RAM), su contenido se mantiene incluso cuando el dispositivo se apaga.

Buses de Comunicación

Los Buses son las conexiones que transportan datos entre los diferentes componentes de una computadora. Son esenciales para la comunicación dentro de un sistema informático y facilitan la interacción entre la CPU, la memoria y otros dispositivos.

2. Software: El Conjunto de Instrucciones Intangibles

Distinción Fundamental: Hardware vs. Software

En esencia, la distinción fundamental es que el Hardware es lo físico (lo tangible), mientras que el Software es el conjunto de instrucciones o programas (lo intangible). Sin software, los elementos de hardware serían prácticamente inútiles, ya que es el software el que le dice al hardware cómo funcionar. Existe una interconexión donde el hardware tiene un firmware que carga el sistema operativo, y el sistema operativo, a su vez, carga el software de aplicación.

Tipos de Software

Software de Sistema

El Software de Sistema es el "jefe" que controla y administra toda la operación del hardware de la computadora.

Función del Sistema Operativo (OS)

La Función del Sistema Operativo (OS), que es un componente clave del Software de Sistema, incluye varias tareas vitales para el funcionamiento de la computadora, tales como:

• Gestionar la memoria.
• Gestionar los archivos.

Software de Aplicación

El Software de Aplicación está diseñado para llevar a cabo tareas específicas. Son las aplicaciones que el Sistema Operativo (OS) procesaría y permitiría a los usuarios completar sus tareas. Sin el sistema operativo, la mayoría de las computadoras serían muy difíciles de usar.