PDF de programación - Descripción de un ordenador

Descripción de un ordenador

La definición ISO, Organización Internacional de Estándares, de un ordenador es:

ORDENADOR: dispositivo para procesar datos, capaz de efectuar operaciones aritméticas y lógicas sin intervención humana 
durante su funcionamiento.’

Un ordenador o computador es un sistema de procesamiento de información que desde el punto de vista funcional se compone, al 
menos, de los siguientes elementos: 
memoria principal, 
CPU, 
unidades de entrada y salida, 
memoria auxiliar. 

Memoria
La  memoria principal  está constituida por un conjunto de celdas de memoria todas del mismo tamaño y capacidad, dispuestas en 
una única fila que se identifican por un número que es su dirección. 
La  dirección , representa a cada celda de memoria igual que el número identifica un edificio de una calle. Se suele expresar en el 
sistema de numeración binario: en vez de decir las celdas de dirección 1, 2, 3 y 12 decimos las celdas de dirección 12, 102, 112 y 
11002 que representan lo mismo. El subíndice no se suele escribir cuando no hay duda de que nos estamos expresando en base 2. 
A veces se usan otras bases como 8 (octal) y 16 (hexadecimal).
La  memoria almacena
los programas,
los datos . 

NOTA. Esto representó el triunfo de la arquitectura Von Newman sobre la arquitectura Harvard que pretendía tener memorias
separadas para datos y programas.

Antes  de  ejecutar  un  programa  se  ha  de  cargar  en  la  memoria  principal  situando  sus 
instrucciones en posiciones consecutivas de memoria. 
Después  el  programa  irá  tomando  datos,  los  pondrá  en  memoria,  los  procesará  y  tanto  los 
resultados intermedios como los finales también se ubican en memoria. 
Físicamente,  está  constituida  en  la  actualidad  por  chips de silicio   que  son  de  acceso
aleatorio : para llegar a una posición no es necesario pasar por las posiciones anteriores. Por 
eso  se la  conozca  como  RAM  (Random  Access  Memory).  Necesitan alimentación :  pierden  la 
información cuando se desconecta el computador. 

NOTA. Una pequeña parte de la memoria tiene un contenido permanente que no se pierde al desconectar la alimentación,
por ejemplo la BIOS que contiene las rutinas básicas de entrada y salida con las que el sistema arranca antes de que ningún programa se haya cargado en memoria.
NOTA. Cuando las memorias eran de núcleos, se podía apagar el ordenador sin que se perdieran sus contenidos.

El acceso a la memoria se realiza 
Seleccionando primero una de las celdas , lo que se consigue colocando su dirección en el registro selector de memoria. 
Después se  envía  una  señal de control que puede ser de lectura o escritura  para obtener en el bus de datos lo que hay  en esa 
celda o, a la inversa. 

La CPU
La  CPU   (Central  Processing  Unit)  es  la  encargada  del  procesamiento  de  la  información.  Consta  de  dos  elementos:  la  ALU  y  la 
unidad de control. 
La  ALU  (Arithmetic and Logic Unit) es capaz de realizar operaciones 
aritméticas:  suma, resta, multiplicación, división, cambio de signo etc. y 
lógicas:  and, or, not (y, o, no) 

http://arca.tic.udc.es/y/01Algor/01Ordenador.htm

La  unidad de control  ejecuta las instrucciones. En ella destacan dos registros 
registro de instrucción  que contiene la que actualmente está siendo decodificada y ejecutada 
contador de programa  que contiene la dirección de memoria de la siguiente instrucción. 
Del diseño de la unidad de control depende el conjunto de instrucciones que puede interpretar un ordenador. En ella está 'grabado' 
de alguna forma el lenguaje máquina que el ordenador puede procesar.

Unidades de entrada/salida
Las  unidades de entrada y salida   sirven  para  comunicar  a  la  CPU  con  el  exterior  ya  sea  para  obtener  datos  o  para  mostrar 
resultados. (Ej.: teclado, monitor, impresora). 

La memoria auxiliar

La  memoria auxiliar  está constituida por discos y cintas magnéticos cuya función es almacenar los datos de manera  permanente . 
Su utilidad es 
Poder apagar el ordenador y volverlo a encender sin que se pierda la parte de  la tarea ya realizada. 
Extensión de la memoria principal mediante las técnicas de segmentación y paginación para simular la existencia de más memoria 
principal. 

Buses
Los elementos descritos están unidos por  buses  que son conjuntos de líneas que transportan los distintos tipos de señales entre las 
unidades del computador. 
Para unir memoria y CPU hay tres buses 
Bus de  datos por el que circulan las señales de datos. 
Bus de  control  por el que circulan las señales de control. 
Bus de  direcciones  (B.D en la figura)  por el que circulan las señales de dirección. 

NOTA En inglés, a la parte física se le llama HARDWARE; a los programas se les llama en general SOFTWARE; a las zonas de memoria de contenido permanente
(HARDWARE + SOFTWARE) se les llama FIRMWARE.

 

 

http://arca.tic.udc.es/y/01Algor/01Ordenador.htm