Arquitectura de computadoras: Introducción

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La Motherboard

Electrnica 2

ORIENTACIN DEL APRENDIZAJE

En este captulo veremos algunos de los muchos modos en que las computadoras nos ayudan a conformar nuestra vida diaria. Usted aprender de qu manera las computadoras han cambiado la forma en que funcionan algunos negocios e incluso industrias enteras. Tambin daremos un vistazo al interior de las computadoras para que usted vea y comprenda qu las hace funcionar. Adems, descubrir qu son los datos, cmo difieren de la informacin y qu forma toman en la computadora. Luego, explorar los dos componentes de procesamiento: CPU (Central Processing Unit) y la memoria. Por ltimo, ver los microprocesadores hechos por los mayores fabricantes de chips.

Los contenidos que trataremos son:

Arquitectura de computadoras, clasificacin de las computadoras, la motherboard, el microprocesador, los buses, la memoria, las ranuras de expansin y parmetros para evaluar el rendimiento de una pc.Al finalizar esta unidad usted estar en condiciones de alcanzar los siguientes objetivos:

Conocer cules son las cuatro partes de un sistema de cmputo e identificar cuatro clases de hardware de computadora.

Distinguir cules son las categoras principales de software y explicar el propsito de cada una.

Descubrir cules los tipos ms comunes de computadoras disponibles en la actualidad y podr describir que clase de trabajo hace mejor cada una.

Identificar la principal diferencia entre datos e informacin.

Nombrar dos razones por las cules las computadoras usan el sistema de numeracin binario.

Explicar cmo trabajan juntas las dos partes principales de la CPU para procesar datos.

Enumerar tres caractersticas del hardware que afectan la velocidad de procesamiento.

Distinguir las dos familias ms conocidas de CPU y enumerar sus diferencias.

Comience ahora el estudio de la unidad acompaado de esta gua, teniendo en cuenta las sugerencias dadas en esta breve introduccin y no se olvide de leer la bibliografa recomendada.

Bibliografa Norton, Peter. Introduccin a la computacin. McGraw Hill. Mxico1999.

PC User. La Biblia del Hardware vol. I y II. MP Ediciones. Bs. As.2000.

Este texto trata en profundidad los elementos de Hardware de la PC.

Hillar, G. Estructura interna de la PC. Ed. Hasa. Bs. As. 2001.

El texto aborda con profundidad la arquitectura de la pc.

ESQUEMA CONCEPTUAL

Observe este esquema, lo ayuda a entender la relacin entre los contenidos principales a tratar en esta unidad. Vea cmo se refleja la transformacin de los datos en un producto final que nos facilita nuestras tareas diarias.

ORIENTACIN DEL APRENDIZAJE

En este captulo veremos algunos de los muchos modos en que las computadoras nos ayudan a conformar nuestra vida diaria. Usted aprender de qu manera las computadoras han cambiado la forma en que funcionan algunos negocios e incluso industrias enteras. Tambin daremos un vistazo al interior de las computadoras para que usted vea y comprenda qu las hace funcionar. Adems, descubrir qu son los datos, cmo difieren de la informacin y qu forma toman en la computadora. Luego, explorar los dos componentes de procesamiento: CPU (Central Processing Unit) y la memoria. Por ltimo, ver los microprocesadores hechos por los mayores fabricantes de chips.

Al finalizar esta unidad usted estar en condiciones de alcanzar los siguientes objetivos:

Enumerar al menos cinco profesiones en las cuales las computadoras son usadas en forma rutinaria, as como describir al menos una de las formas en que las computadoras han afectado el trabajo de la gente en esas profesiones. Conocer cules son las cuatro partes de un sistema de cmputo e identificar cuatro clases de hardware de computadora.

Distinguir cules son las dos categoras principales de software y explicar el propsito de cada una.

Descubrir cules los cuatro tipos ms comunes de computadoras disponibles en la actualidad y podr describir que clase de trabajo hace mejor cada una.

Identificar la principal diferencia entre datos e informacin.

Nombrar dos razones por las cules las computadoras usan el sistema de numeracin binario.

Explicar cmo trabajan juntas las dos partes principales de la CPU para procesar datos.

Enumerar tres caractersticas del hardware que afectan la velocidad de procesamiento.

Distinguir las dos familias ms conocidas de CPU y enumerar sus diferencias.

Comience ahora el estudio de la unidad acompaado de esta gua, teniendo en cuenta las sugerencias dadas en esta breve introduccin y no se olvide de leer la bibliografa recomendada.

Bibliografa Norton, Peter. Introduccin a la computacin. McGraw Hill. Mxico1999.

PC User. La Biblia del Hardware vol. I y II. MP Ediciones. Bs. As.2000.

Este texto trata en profundidad los elementos de Hardware de la PC.

Hillar, G. Estructura interna de la PC. Ed. Hasa. Bs. As. 2001.

El texto aborda con profundidad la arquitectura de la pc.

Bibliografa

Estructura Interna de la PC. Gastn Hillar. Ed. Hasa. 2004 -Caps. 1, 2, 3, 4, 5, 15 y 19)

Arquitectura de Microprocesadores. Usategui, Temio y Martnez. Ed. Thoson. 2003. -Caps. 1 y 2)

Introduccin a la Computacin. Peter Norton. 2000. -Caps. 1 y 2)

Trabajos Prcticos presentados por Alumnos del IUA.

Guas de Estudio Anteriores. IUA.

anexos (Aula Virtual)

Anexo 1 - Mdulos de Memoria

Anexo 2 - Otras arquitecturas de PCs

UNIDAD 1 ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS

1. Introduccin

El uso de computadoras est muy extendido en casi todas las actividades humanas ya que proporcionan mayor rapidez y seguridad, as como la posibilidad de manejar gran cantidad de datos. La extraordinaria capacidad de clculo, el elevado rendimiento en el procesamiento de datos, la generacin de informacin e incluso la simulacin de procesos, convierten a las computadoras en herramientas indispensables.

Las computadoras se usan ampliamente en actividades que requieren el manejo de gran cantidad de datos a una elevada velocidad como, por ejemplo, en diagnsticos mdicos, investigaciones nucleares y de energa, Inteligencia Artificial, etc. Es indispensable la construccin de mejores computadoras que logren avances sustanciales y continuos en su rendimiento.

El concepto de arquitectura de una computadora se refiere a la integracin de su estructura fsica con su estructura lgica. Se utiliza el trmino arquitectura para enfatizar la sntesis de elementos de ingeniera y ciencias exactas con elementos estticos y de funcionalidad prctica.

La arquitectura de computadoras abarca las siguientes funciones:

Definicin de las necesidades que pretende cubrir la computadora.

Planificacin general de la computadora.

Diseo de la computadora y sus componentes.

Anlisis del sistema obtenido.

Especificacin del sistema: caractersticas del sistema, de sus componentes y de las instrucciones ejecutables.

Para lograr un aumento en el rendimiento se necesita mejorar la arquitectura de las computadoras y desarrollar nuevas tcnicas de procesamiento; es por ello que para poder obtener un buen rendimiento de la mquina se deber tener un gran conocimiento del equipo fsico y del sistema lgico. Este rendimiento depende principalmente de los siguientes factores:

Arquitectura de la mquina.

Tecnologa de fabricacin.

Sistema operativo.

Lenguaje de programacin y compilador.

Cada una de estas reas depender de s misma y de las siguientes, por lo que hay una gran incidencia en el buen desarrollo de unas sobre las otras. Para obtener el mximo provecho de la computadora, tan importante es conocer su estructura lgica como la fsica. Slo de esta manera se obtendrn las mximas prestaciones de la estructura fsica aprovechando los recursos de la lgica.

Clasificacin de las computadoras

Existen diversos mtodos de clasificacin de las computadoras segn la tecnologa de su fabricacin, de las aplicaciones y de otras diversas circunstancias, etc.

Clasificacin segn su funcionamiento: Digital, Analgica, Hbrida.

Clasificacin segn la finalidad: De propsito General y de propsito especial

Clasificacin comercial: Las computadoras, de acuerdo con su tamao, coste, complejidad, potencia y necesidad de mantenimiento, se clasifican en: Supercomputadores o Maxicomputadores, Mainframes o Macrocomputadores, Minicomputadores y Microcomputadoras.

Puede profundizar cada clasificacin en la bibliografa Arquitectura de Microprocesadores Los Pentium a Fondo Ed. Thompson.

Como conclusin se puede decir que el avance de la tecnologa se introdujo inicialmente en los supercomputadores, incrementndose as su rendimiento en relacin con los dems tipos. Pero, a medida que ha pasado el tiempo, las computadoras de las gamas ms bajas han incrementado notablemente su rendimiento al absorber inmediatamente todos los progresos.

Esquema General

El siguiente diagrama describe en forma elemental la arquitectura de una microcomputadora -familia de computadoras personales PC, compatibles en sus inicios con las computadoras IBM PC-, cuya unidad central de procesos esta gobernada por un circuito integrado denominado microprocesador.

La placa base -o motherboard-. Es una placa donde se ubican los principales componentes de una computadora: microprocesador, memoria, buses, circuitos para entradas/salidas, y otros circuitos fundamentales para el funcionamiento de la PC. Fue diseada de tal forma que las placas que se conectan con el mundo exterior sean circuitos adicionales y no estn integradas con la motherboard, es decir, que no se encuentren en la misma placa.

El microprocesador o CPU -Central Pro