jueves, 28 de abril de 2011

Esquema general de un Ordenador (I)

En esta nueva entrada voy a explicar cuáles son los componentes principales que conforman un ordenador. Para entender el funcionamiento, es imprescindible que entendamos qué partes lo forman, y qué es (y cual es su función) cada una de ellas.

Actualmente la mayoría de los ordenadores siguen la misma arquitectura. Este esquema es conocido como Arquitectura de Von Neumann y es bastante antigua (Tiene unos 60 años). Se llama así gracias a la persona que la inventó: John von Neumann. Es importante que entendáis que esta es la arquitectura base de la mayoría de los ordenadores (incluyendo a todos los ordenadores personales) pero no su esquema completo, ya que (con el paso del tiempo) se han ido incluyendo nuevas tecnologías a esta arquitectura (ya llegará el momento de explicar dichas tecnologías). De momento empecemos por el principio y ya tendremos tiempo de complicar la cosa.

Arquitectura de Von Neumann

Como se puede observar, los elementos principales (y realmente necesarios para un ordenador) no son muchos. Como introducción, voy a explicar estos elementos y, en entradas posteriores, iré explicando nuevos elementos para ampliar los conocimientos.

  • Memoria Principal: Es la memoria donde se guardan las instrucciones de los programas en ejecución y los datos que usan dichos programas. Es una memoria volátil, lo que significa que cuando se quita la alimentación (se apaga el ordenador) se borra todo lo que contiene dicha memoria. Por eso sólo se puede usar para contener los programas en ejecución. Cuando ejecutamos un programa, este programa se carga en la memoria principal y se procede a su ejecución.
  • CPU (Unidad Central de Procesamiento): Vamos a empezar por lo más importante, la CPU1. Digo que es lo más importante porque sin este componente no podrían existir los ordenadores. La CPU es la que se encarga de realizar todas las operaciones que realiza el ordenador. Es quién interpreta los programas informáticos y realiza el procesado de los datos.Comúnmente se conoce como Microprocesador y, a la hora de adquirir un ordenador, es en lo que más atención ponemos en cuanto a velocidad. Cuanto más rápido sea un microprocesador, más operaciones podrá realizar en un mismo intervalo de tiempo. En los ordenadores personales lo más habitual es encontrar CPU's de las marcas Intel y AMD.
    El Microprocesador está "clavado" en la placa base (circuito electrónico que sirve para conectar todos los componentes de un ordenador) como se muestra en la siguiente imagen -parte inferior, en el centro-:
    Placa Base
    Por regla general, es difícil ver el microprocesador porque al funcionar a mucha velocidad, es un chip que se calienta muchísimo y para evitar que se estropee, en la placa hay unos soportes para enganchar un ventilador (de aquí sale el típico zumbido que se oye al encender un ordenador) y un disipador de calor (pieza de metal que sirve para que el calor del microchip se reparta entre mucha superficie y se pueda enfriar mejor) Estas dos piezas pueden verse en la siguiente imagen:
    Disipador de Calor
    Una vez que tenemos ubicada la CPU y que sabemos -físicamente-, lo que es, es hora de volver al esquema de la Arquitectura de Von Neumann. Si nos fijamos la CPU se compone, a su vez, de tres partes:
    • Registros: Son memorias de alta velocidad y muy poca capacidad integradas en la CPU. ¿A qué me refiero cuando digo que son de alta velocidad? Es importante entender que la operación de escritura en una memoria requiere de un cierto tiempo y estas memorias sirven para guardar las operaciones que se hacen, con lo que loa velocidad con la que se puede escribir en estas memorias debe estar acorde con la velocidad con la que la CPU hace operaciones.
    • ALU (Unidad Aritmético-Lógica): Es un circuito que realiza las operaciones necesarias. Es capaz de realizar operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación, etc.) y operaciones lógicas (comparaciones si o no, etc.).
    • Unidad de Control: Este componente es el que se encarga de buscar las instrucciones en la memoria principal, decodificarlas e interpretarlas para indicarle a la ALU la operación que ha de realizar.
  • Sistema de entrada/salida: Para hacer útil un ordenador, es indispensable poder introducir y sacar la información procesada por la CPU y que nos sea útil. En siguientes entradas entraremos más en detalle, de momento tendréis que conformaros con la introducción de la entrada anterior Tratamiento (Automático) de la Información.

Es posible que cueste entender como funciona estos componentes juntos para que un ordenador funcione como lo hace. En la entrada siguiente, intentaré explicar cómo funciona todo el sistema. De momento, es importante que se entiendan los conceptos explicados aquí.


(1) Considero importante hacer un inciso aquí. Mucha gente, cree saber lo que es una CPU ya que, en los ordenadores de sobremesa (que suelen venir en 3 paquetes -monitor, teclado+ratón y una caja más o menos grande-), es común denominar CPU a la caja (suele ser blanca o negra) donde está el lector de discos, el botón de encendido y las luces de funcionamiento. En realidad llamar a esta caja CPU es incorrecto ya que dentro de esa caja hay muchos componentes del ordenador: la fuente de alimentación, el disco duro, el lector de dvd's, la placa base, etc. En realidad la caja que se denomina CPU en un ordenador de sobremesa, tiene muchos componentes (incluido la CPU real).

2 comentarios:

  1. muy buenas pantera,solo decirte k es de muxa ayuda pork como estoy estudiando para este tema me lio un poco y si puedes aclararme una cosilla:me podrias aconsejar una cosa?tengo un tocho de libro para estudiarme y casi no se me keda nada pork yo me estoy estudiando paso a paso,parrafo a parrafo todo el tocho este,mi pregunta es:me podrias acosejar k puntos son los mas aconsejables k me estudie?o me estudio todo el libro enterito?muxazs gracias y asta otra.

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  2. Hola odin,
    No sé si voy a poder ayudarte mucho en este tema porque no me das mucha información.
    Yo te aconsejaría que más que estudiarte los textos tal cuales, cojas las ideas y las entiendas para que luego puedas desarrollarlas tú y así no te tienes que aprender de memoria nada.
    De todas formas, si quieres dime que libro te estás estudiando y te intento guiar un poco más.
    Un saludo.

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