Fundamentos de la Arquitectura de Computadoras: Procesadores, Memoria y Conectividad

1. Arquitectura del Procesador y Componentes Centrales

Sistemas Multiprocesador y Microprocesador de Doble Núcleo

Sistemas Multiprocesador: Están formados por varios microprocesadores que se comunican a través de la memoria con un único sistema operativo.

Microprocesador de Doble Núcleo: Consiste en un chip con dos microprocesadores físicos en su interior. Consumen menos y ocupan menos espacio, pero disipan más calor que otros tipos de microprocesadores.

Función del Chipset

El chipset se encarga de controlar todas las comunicaciones entre el microprocesador, la memoria, los periféricos y el control de los puertos y slots (ranuras) como ISA, PCI, AGP y USB.

2. Tipos y Características de la Memoria

A continuación, se presenta un esquema de los distintos tipos de memorias y sus características principales:

Memorias de un Puerto

• RAM (Random Access Memory): Memoria de acceso aleatorio. Permite la lectura y la escritura, y es volátil (pierde los datos al apagar el sistema). Pueden ser dinámicas (DRAM) o estáticas (SRAM).
  • DRAM (Dynamic RAM): Necesita un tiempo para que se refresque la carga de la memoria. Tiene gran capacidad y bajo coste. Está constituida en forma de matriz; para acceder a ella se debe identificar la fila y la columna. Físicamente aparece como un conector DIMM o SIMM de 30 contactos. Tipos históricos incluyen FP DRAM y EDO RAM.
  • SRAM (Static RAM): No necesita que se refresque la carga de memoria. Tiene menor capacidad que las DRAM, pero es más rápida. Existen varios tipos: SDRAM, DDR SDRAM, RDRAM, SLDRAM, etc.
• ROM (Read Only Memory): Memoria de solo lectura. No es volátil, y es ideal para almacenar las rutinas básicas del hardware (como la BIOS).
  • EPROM: Permite ser borrada por rayos ultravioletas y volver a ser grabada.
  • Flash: Se utiliza en muchos dispositivos móviles, cámaras, etc. Es fácil de borrar y de utilizar, y muy útil para almacenamiento no volátil.

Memorias Multipuerto

Permiten que varios sistemas accedan simultáneamente a la memoria.

• Dual Port RAM
• FIFO (First In, First Out)

3. Conectores y Puertos

Conectores Internos Principales

• IDE o ATA (Integrated Drive Electronics / Advanced Technology Attachment): Controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos (discos duros y unidades ópticas).
• PCI (Peripheral Component Interconnect): Puede tener un ancho de 32 bits para las transferencias de datos y una tasa de transferencia de 133 MB/s. Los actuales PCI-Express (PCIe) tienen una velocidad que puede alcanzar los 8 GB/s o más, dependiendo de la generación.
• SATA (Serial ATA): Es una interfaz de transmisión serial entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, ofreciendo mayor velocidad y menor tamaño de cableado que IDE.

Puertos Externos del Ordenador

• Paralelo: Transmite los datos en paralelo. Se usaba tradicionalmente para impresoras y escáneres, pero está siendo desplazado por el USB.
• USB (Universal Serial Bus): Permite la interconexión de prácticamente cualquier dispositivo, siendo el estándar actual de conectividad.
• IEEE 1394 (FireWire): Es una interfaz que permite la interconexión de cámaras, videos, teléfonos, discos duros, impresoras y escáneres al ordenador, destacando por su alta velocidad de transferencia.
• Puerto Infrarrojos IrDA: La transmisión de datos se realiza sin soporte físico mediante rayos infrarrojos.

4. Unidades de Almacenamiento Externas

Descripción de los principales tipos de unidades de almacenamiento externas:

• CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory): Es un disco compacto que permite almacenar información de forma óptica.
• DVD (Digital Versatile Disc): Es semejante al CD, pero con una capacidad de almacenamiento muy superior, ya que codifica la información en un formato más eficiente y tiene una mayor densidad en las pistas y en la grabación de las hendiduras.
• Blu-ray: Es uno de los últimos formatos de disco óptico. Puede almacenar hasta 50 GB gracias a la menor longitud de onda del láser utilizado. Permite una sobreescritura más fiable, con menos errores de grabación y mayor resistencia física.
• Memoria USB (Pendrive): Es un método de almacenamiento y transporte de información superior al CD y DVD. Puede albergar un sistema operativo y es posible arrancar el ordenador desde él sin necesidad de disco duro. Su memoria es de tipo EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory).

5. Periféricos y Software Básico

Definición y Clasificación de Periféricos

Se denomina periféricos a los aparatos o dispositivos auxiliares e independientes conectados a la Unidad Central de Procesamiento (CPU) de una computadora.

Clasificación

• Periféricos de Entrada: Permiten introducir datos al sistema.
  • Teclado
  • Ratón (mecánico, óptico, TrackBall)
  • Escáner
  • Otros dispositivos de entrada: micrófono, tablet PC, etc.
• Periféricos de Salida: Permiten mostrar o extraer datos del sistema.
  • Monitor (CRT, LCD, Plasma)
  • Impresora (matriciales, de inyección de chorro de tinta, láser, térmicas y otros tipos como de tinta sólida, de cera, etc.)

Sistema Operativo y Aplicaciones Informáticas

¿Qué es un Sistema Operativo?

Son programas, dispuestos ya sea en el software o en la memoria fija, que hacen que el hardware sea utilizable, gestionando los recursos del sistema.

Definición de Aplicación Informática

Una aplicación informática es un programa diseñado para facilitar un tipo de trabajo o tarea específica al usuario.