Fundamentos de Sistemas Computacionales: Arquitectura y Memoria

Conceptos Fundamentales de Sistemas y Computadoras

Definiciones Básicas

• Sistema: Conjunto de partes integradas con el propósito de lograr un objetivo.
• Computadora: Es un sistema electrónico rápido y exacto que manipula símbolos o datos. Está diseñado para aceptar datos de entrada, procesarlos y producir salidas (resultados).

Modelo de Von Neumann

Elementos principales:

• Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Circuito digital que calcula operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación, división, potencias, etc.) y operaciones lógicas (como SI, O, Y, NO) entre dos números.
• Unidad de Control: Se encarga de controlar, coordinar e interpretar las instrucciones que componen un programa.
• Memoria: Se encarga de almacenar los datos y las instrucciones que realizará la unidad de control al ejecutar un programa.

Modelo Moderno de Von Neumann (Arquitectura Actual)

Elementos principales:

• CPU (Unidad Central de Procesamiento): Es la encargada de tomar información de entrada, procesarla realizando los cálculos matemáticos respectivos, con el fin de generar datos de salida para dispositivos o el usuario. Incluye la ALU y la Unidad de Control.
• Memoria Principal: Almacena datos e instrucciones (ver tipos de memoria más adelante).
• Unidad de Entrada/Salida (E/S): Dispositivo que gestiona los periféricos de entrada y salida, siguiendo las instrucciones de la CPU.
• Periféricos de Entrada y Salida: Dispositivos que permiten la comunicación entre el interior de la computadora y su entorno (ej. teclado, monitor, impresora).

Datos vs. Información

• Datos: Se trata de una representación simbólica (letras, números, etc.).
• Información: Se refiere al conjunto de datos organizados y adecuadamente procesados que proveen un mensaje significativo al receptor, contribuyendo a la toma de decisiones y generando conocimiento.

Cuadro Comparativo: Datos vs. Información

Datos

• Representación simbólica.
• No tienen sentido semántico por sí solos.
• No transmiten un mensaje completo.
• Describen situaciones, hechos, etc.

Información

• Conjunto de datos procesados y organizados.
• Tiene significado.
• Transmiten un mensaje.
• Permiten la toma de decisiones e incrementan el conocimiento.

Tipos de Memoria

Memoria Principal

Memoria RAM (Random Access Memory)

Se puede escribir y leer datos en ella. Contiene un conjunto de variables de dirección que permiten seleccionar cualquier dirección de memoria de forma directa e independiente de la posición en la que se encuentre. Es volátil (pierde su contenido al cortar la energía).

• Estática (SRAM - Static RAM): Memorias basadas en semiconductores. Sus datos son capaces de mantenerse mientras sigan alimentadas, sin necesidad de un circuito de refrescamiento. Es más rápida que la DRAM.
• Dinámica (DRAM - Dynamic RAM): Basadas en semiconductores. Necesitan un refrescamiento dinámico de sus datos. Son más económicas de instalar que las estáticas y de mayor densidad (más capacidad en menos espacio).

Memoria ROM (Read-Only Memory)

Se trata de una memoria utilizada en equipos electrónicos como las computadoras. La información almacenada en esta memoria no puede ser modificada por el usuario (de ahí su nombre 'solo lectura'). Es no volátil (conserva su contenido sin energía).

• PROM (Programmable Read-Only Memory): ROM programable. Se caracteriza por ser digital. En ella, cada uno de los bits depende de un fusible que puede ser quemado una única vez. Esto ocasiona que, a través de un programador PROM, puedan ser programadas una única vez.
• (Nota: Existen otros tipos como EPROM y EEPROM no mencionados en el texto original).