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11 de noviembre de 2017

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Niveles conceptuales de descripción de una computadora.

Un computador tiene dos partes que funcionan de manera conjunta, ninguna puede existir sin la otra.

   Una de estas partes es el Hardware, es la parte física del computador que se puede ver y tocar. El Hardware se refiere a los componentes materiales de un sistema informático. La función de estos componentes suele dividirse en tres categorías principales: entrada, salida y almacenamiento. Los componentes de esas categorías están conectados a través de un conjunto de cables o circuitos llamado bus con la unidad central de proceso (CPU) del ordenador, el microprocesador que controla la computadora y le proporciona capacidad de cálculo.

  La otra parte es el Software, está constituida por las instrucciones electrónicas que hacen que el computador haga lo que se le ordena: escribir un texto, hacer un dibujo, realizar cálculos, mostrar un vídeo, producir música, comunicarse por teléfono con otros computadores. Esta parte del computador no se puede tocar.

     Un computador puede ser analizado o estudiado según distintos niveles conceptuales. La distinción entre niveles más sencilla es la que hay entre Software y Hardware. 
  • Nivel de componentes electrónicos: también denominado nivel de dispositivos y circuitos electrónicos.
  • Nivel de lógica digital o nivel de circuito lógico.
  • Nivel de microprogramación (microoperaciones) o nivel RTL (Register Transfer Level, nivel de transferencia entre registros o nivel de micromáquina.
  • Nivel de lenguaje máquina y ensamblador o nivel de máquina convencional Nivel de sistema operativo o nivel de máquina operativa.
  • Nivel de programa de aplicación o nivel de máquina simbólica, es el que realmente ven los programadores de aplicaciones y los usuarios, y está formado básicamente por los traductores o, en general, procesadores de lenguajes.
     Para que una computadora funcione es necesario utilizar programas; es decir, un computador con tan sólo sus elementos físicos no funciona: tan imprescindible es el hardware como el software.

Referencias

10 de noviembre de 2017

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Estructura funcional del computador.

Dispositivos de entrada y salida

     Los dispositivos de entrada son aquellos por donde se introducen los datos e instrucciones a la computadora. La información de entrada se transforma en señales binarias de naturaleza eléctrica .Una misma computadora puede tener distintas unidades de entrada por ejemplo: teclado, ratón, scanner, lectores ópticos, lectores magnéticos, joysticks, cámara digitales, tabla digitalizadoras entre otros.

      Los dispositivos de salida es por donde se obtienen los resultados de los programas que se están ejecutando en la computadora. En la mayoría de los casos se transforman las señales binarias eléctricas en caracteres escritos o visualizados por ejemplo: Monitores, impresoras, plotters, cornetas entre otros.

     La acción combinada de estos dos tipos de unidades (entrada y de salida), hace que el usuario de un computador sea ajeno a la forma en que éste representa la información. De manera genérica, tanto a las unidades de entrada como a las de salida, se les denomina periféricos. 

Unidad central de procesamiento

     Es el componente principal de un computador, se encarga de realizarlas operaciones de cálculo y también de controlar el flujo de datos entre los diversos elementos que forman un computador. Sus elementos principales son la unidad aritmético-lógica, unidad de control, memoria principal y los registros.

  • La unidad de control regula la ejecución de las instrucciones y el acceso del procesador a la memoria principal, sincroniza las operaciones de las que se encarga el procesador, envía y recibe señales de control desde los periféricos.
  • La memoria central almacena datos y el programa activo que se necesitan para llevar a cabo un proceso. Está constituida por celdas. Se distinguen dos tipos RAM (volátil) y la ROM (permanente).
  • En la unidad aritmético-lógica (ALU) se realizan los cálculos aritméticos (sumas, restas, multiplicaciones, divisiones) y las operaciones lógicas (comparaciones) definidas en los programas.

Parámetros de caracterización de prestaciones

     Existen varias magnitudes que determinan las prestaciones de las distintas unidades que componen una computadora. En relación con ellas, a continuación, vamos a examinar los conceptos de capacidad de almacenamiento, tiempo de acceso, longitud de palabra, ancho de banda y rendimiento del procesador.

  •   Capacidad de almacenamiento, se refiere a las posibilidades de una unidad para almacenar datos o instrucciones de forma temporal o fija.
  •   Tiempo de acceso de una unidad, es el intervalo de tiempo que trascurre desde el instante en que se proporciona a la misma la posición concreta del dato o instrucción que se quiere leer o escribir, y el instante en que se obtiene (lee) o graba (escribe) el mismo.
  •   Longitud de una palabra, se denomina palabra al conjunto de bits que forma un dato con los que opera la ALU, y coincide, en general, con el número de bits de cada uno de los registros del procesador. La longitud de esta es el número de bits que la forman; así, si una ALU opera con datos de 32 bits, la longitud de palabra de ese procesador es de 32 bits.
  •   Ancho de banda, representa la cantidad de información transferida por segundo entre una unidad y otra. Por ejemplo, decir que el ancho de banda entre la memoria y el procesador es de 133 MB/s, quiere decir que en 1 segundo se pueden transferir 133 Megabytes entre las unidades citadas.El tiempo de ejecución de un programa es el tiempo que transcurre desde su inicio hasta que finaliza su ejecución.
  •   El rendimiento, de una computadora en la ejecución de un programa es la inversa de su tiempo de ejecución. La ejecución de cada instrucción para un procesador consume un número determinado de ciclos de reloj, existiendo instrucciones más rápidas que otras. El rendimiento de un procesador depende de tres factores: el repertorio de instrucciones, la frecuencia de reloj y el número de ciclos asociados a cada instrucción.

Referencias