La Computadora hacia adentro

Curso de IngresoIntroducción a la computación

Temas

� Computadora.� Componentes de la Computadora.� Funcionamiento de la Computadora.� Funciones de la Computadora.� Microprocesador.� Memoria.� Tipos de Memoria.

Computadora

� Una computadora es un dispositivo capaz de aceptar datos, realizando sobre ellos determinados procesos y entregando los resultados de estos procesos como información útil.

Componentes de la Computadora

� Una computadora tiene los siguientes componentes de hardware agrupados de acuerdo a su funcionalidad:

1. Dispositivos de entrada

2. Dispositivos de salida3. Unidad central de procesamiento

4. Memoria y dispositivos de almacenamiento.

Funcionamiento de la Computadora

� A través de los dispositivos de entrada (teclado, ratón, micrófono, etc.) se introducen datos. Estos pasan a guardarse en los dispositivos correspondientes (memorias) y se incorporan a la unidad central donde se procesan. El resultado de tal procesamiento se envía a los dispositivos de salida (monitor, impresora, etc.) dando lugar a la salida de datos.

Funciones de la Computadora

1. Reciben entradas: la entrada son los datos que se capturan en un sistema de computación para su procesamiento.

2. Producen salidas: la salida es la presentación de los resultados del procesamiento.

3. Procesan información.4. Almacenan información.

Microprocesador, Procesador o CPU (Unidad Central de Procesamiento)

� Es el chip más importante de la computadora. Es un circuito electrónico integrado que actúa como unidad central de proceso de un ordenador, proporcionando el control de las operaciones de cálculo.

� Controla y coordina toda la actividad del procesamiento de datos, incluyendo el control de todos los dispositivos de Entrada/Salida.

� Coordina la entrada y salida de datos e información de las diferentes memorias

� Ejecuta las instrucciones de los programas.

� Ejecuta todos los cálculos matemáticos (Suma, resta, multiplicación y división) y todas las comparaciones lógicas.

Microprocesador, Procesador o CPU (Unidad Central de Procesamiento)

� Funcionamiento

Microprocesador, Procesador o CPU - Unidad de control� Es la encargada de controlar la operación de los

componentes de la CPU, y también los elementos externos a ella, mediante el envió de señales de control.

� Funciones básicas: � Controlar la secuencia de instrucciones a ser ejecutadas. � Controlar el flujo de datos entre las diferentes partes que forman

un ordenador. � Interpretar las instrucciones. � Regular tiempos de acceso y ejecución en el procesador. � Enviar y recibir señales de control de periféricos externos.

Microprocesador, Procesador o CPU – Unidad de Control

� Elementos:� Contador de

programa � Registro de

instrucciones � Decodificador � Reloj � Secuenciador

Microprocesador, Procesador o CPU – Unidad de Control� Contador de programa: Contiene

permanentemente la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar.

� Registro de instrucción: Contiene la instrucción que se está ejecutando en cada momento.

� Registro de Estado: Mantiene información "bits de estado" o " flags" con información sobre lo que ha pasado en la operación realizada por la ALU.

� Registro de Direcciones de Memoria (MAR): Guarda la dirección del dato que va a ser accedido en la memoria.

� Decodificador de Instrucciones: Se encarga de extraer el código de operación de la instrucción en curso.

� Decodificador de Direcciones: Unidad que interpreta la dirección en el registro de direcciones de Memoria MAR y selecciona la posición de memoria a ser accedida.

� Reloj: Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes, que marcan los instantes en que han de comenzar los distintos pasos de que consta cada instrucción.

� Secuenciador: Aquí se generan órdenes muy elementales (micro órdenes) que, sincronizadas por los impulsos de reloj, hacen que se vaya ejecutando la instrucción que estácargada en el registro de instrucción.

Microprocesador, Procesador o CPU - Unidad Aritmético Lógica� ALU (Aritmetic Logic

Unit).� Esta unidad se encarga

de realizar las operaciones elementales de tipo aritmético (sumas, restas, productos, divisiones) y de tipo lógico (comparaciones).

Microprocesador, Procesador o CPU – Unidad Aritmético Lógica� Circuito operacional:

Contiene los circuitos necesarios para la realización de las operaciones con los datos procedentes de los registros de entrada (REN).

� Registros de entrada (REN):En ellos se almacenan los datos u operandos que intervienen en una instrucción antes de la realización de la operación por parte del circuito operacional.

� Registro acumulador:Almacena los resultados de las operaciones llevadas a cabo por el circuito operacional.

� Registro de estado (flags):Se trata de unos registros de memoria en los que se deja constancia de algunas condiciones que se dieron en la última operación realizada y que habrán de ser tenidas en cuenta en operaciones posteriores.

Microprocesador, Procesador o CPU - Instrucciones� Las instrucciones se clasifican según su función en :

� Instrucciones de transferencia de datos:� Estas instrucciones mueven datos (que se consideran elementos

de entrada/salida) desde la memoria hacia los registros internos del microprocesador, y viceversa.

� Instrucciones de cálculo:� Son instrucciones destinadas a ejecutar ciertas operaciones

aritméticas o ciertas operaciones lógicas. � Instrucciones de transferencia del control del programa:

� Permiten romper la secuencia lineal del programa y saltar a otropunto del mismo.

� Instrucciones de control:� Son instrucciones que actúan sobre el propio microprocesador.

Permiten acceder a diversas funciones.

Microprocesador, Procesador o CPU - Instrucciones� Ejecución de las

instrucciones� Para que un programa

pueda ser ejecutado por una computadora, debe estar almacenado en la memoria central (RAM). El microprocesador tomaráuna a una las instrucciones que lo componen e irárealizando las tareas correspondientes.

Microprocesador, Procesador o CPU - BUSES� La CPU se comunica con el exterior mediante buses

(grupos de líneas por las que recibe o envía datos). Los buses de una CPU son fundamentalmente tres: � El bus de datos: a través del cual la CPU recibe datos del

exterior o los envía al exterior.� El bus de direcciones: es el utilizado por la CPU para mandar

el valor de la dirección de memoria o de un periférico externo al que la CPU quiere acceder.

� El bus de control : con una serie de líneas por las que salen o entran diversas señales de control utilizadas para mandar acciones a otras partes del ordenador.

Microprocesador, Procesador o CPU (Unidad Central de Procesamiento)

� La Velocidad del Procesador:� Se mide en MHz (Megahertz). Un Megahertz es un

millón de hertz y un Gigaherz (Ghz) mil millones de herz. Un hertz equivale a un ciclo de reloj por segundo.

� Procesadores Actuales:� Los últimos procesadores de Intel son: Intel Core i3,

Core i5 y Core i7 � Los últimos procesadores de AMD son: Phenom II X

4, Phenom II X 6, Phenom II X 8

Memoria

� Es la capacidad de almacenar información.� Se divide en dos:

� Memoria Central (Interna): la CPU utiliza la memoria de la computadora para guardar información mientras trabaja con ella, mientras esta información permanezca en memoria, la computadora puede tener acceso a ella en forma directa. La memoria interna consta de dos áreas de memoria: RAM y ROM

� Memoria Auxiliar (Externa): es donde se almacenan todos los programas o datos que el usuario desee. Los dispositivos de almacenamiento o memorias auxiliares mas comúnmente utilizados son: cintas magnéticas y discos magnéticos.

� Su unidad de almacenamiento es el byte que es la capacidad de almacenar un caracter.

Tipos de Memoria – Memoria ROM

� Esta memoria es sólo de lectura, y sirve para almacenar el programa básico de iniciación, instalado desde fábrica (BIOS). Este programa entra en función en cuanto es encendida la computadora y su primer función es la de reconocer los dispositivos, (incluyendo memoria de trabajo).

Tipos de Memoria – Memoria RAM

� Esta es la denominada memoria de acceso aleatorio, tiene la característica de ser volátil.

� Una computadora utiliza la memoria de acceso aleatorio (RAM) para almacenar las instrucciones y los datos temporales que se necesitan para ejecutar las tareas. De esta manera, la unidad central de proceso o CPU puede procesar rápidamente las instrucciones y los datos almacenados en la memoria.

� Tarjetas de memorias actuales: DDR3 y DDR4, de 1GB, 2 GB, 4 GB y 8 GB.

Diferencia entre Memoria y Almacenamiento

� El término "memoria" significa la cantidad de RAM instalada en la computadora, mientras que "almacenamiento" hace referencia a la capacidad del disco duro.

� La información almacenada en el disco duro permanece intacta cuando se apaga la computadora. En cambio, el contenido de la memoria queda borrado cuando se apaga la computadora.

� La memoria de la computadora guarda las modificaciones introducidas en el documento hasta que el usuario las guarda en el disco duro. Si por cualquier razón se interrumpe la operación de la computadora, por ejemplo, debido a un corte de luz o a un error del sistema, se perderán todas las modificaciones realizadas que no fueron salvadas hasta ese momento.