Unidad 1 Arquitectura de la computadora

Software en Ingeniería Civil
Septiembre 2020-Febrero 2021
Unidad 1. Introducción a la computación.
1.2. Arquitectura de la computadora.
1.3. Hardware.
1.4. Software.
Introducción a la
Programación
“Componentes y Arquitectura
de un computador”
Pedro Campos S., Manuel Crisosto M.,
Claudio Gutiérrez S., Christian Vidal C
.
Hardware y software

En computación tenemos dos elementos
básicos:
 Hardware
 Software
Hardware y software

En computación tenemos dos elementos
básicos:
 Hardware

En términos simples, corresponde a todas aquellas partes
físicas o materiales, que podemos ver y tocar. Por
ejemplo, el monitor, el teclado, mouse, disco duro, tarjeta
de video, CPU, etc.
 Software


Podríamos entender por software el “conjunto de
instrucciones que los computadores emplean para
manipular y procesar datos”
Sin el sw el computador sería un conjunto de dispositivos
físicos sin utilidad.
Hardware y software
Software
Hardware
Componentes lógicos que se ejecutan en el
hardware:
Sistema Operativo
Paquetes Básicos: Procesador de Texto
Planilla Electrónica
Presentación
Programas de Aplicación
Componentes Físicos
Electro-Mecánicos
•Dispositivos de Entrada
•Dispositivos de Salida
•Unidad Central de Proceso
•Memoria Principal
•Memoria Secundaria
Hardware

Los computadores están formados por una
serie de componentes, los cuales
determinan en conjunto las capacidades
del computador
 CPU
y tarjeta madre
 Memoria RAM y ROM
 Disco duro y disquetera
 Monitor y tarjeta de video
 Otros dispositivos
Hardware

CPU (Central Process Unit)



Memoria ROM


Instintos
Información que se maneja en el
momento
Disp. Salida
Memoria secundaria


Memoria
RAM
Disp. Entrada
(mirar, escuchar)
Memoria RAM


Unidad de procesamiento central
Cerebro
hablar)
Discos magnéticos y ópticos,
cintas
Información que se busca en
elementos adicionales
Memoria
Secundaria
CPU
Hardware

Dispositivos de entrada



Ingreso de información
Sentidos (ojos, oídos)
Memoria
RAM
Memoria
Secundaria
Dispositivos de salida
Disp. Entrada
 Entrega de información (mirar, escuchar)

Gestos, voz
Disp. Salida
hablar)
CPU
Hardware: Tarjeta madre

Tarjeta madre (mother board)

Es la placa de circuitos integrados en la cual se inserta el
procesador, la memoria y otros componentes a través de
los buses y las ranuras de expansión


Es la base para comenzar a “armar” un computador
Las ranuras de expansión permiten conectar, por ejemplo,
tarjetas de sonido (que permiten al PC reproducir sonido),
modem (para navegar por internet), tarjeta de video (para
mostrar imágenes en la pantalla)
Almacenamiento (Memoria)

Unidades de memoria






1 bit
1 byte
1 kilobyte (Kb)
1 megabyte (Mb)
1 gigabyte (Gb)
1 terabyte
(puede tomar valores: 1 ó 0 - binarios)
: 8 bits
: 210 bytes
: 210 kilobytes: 220 bytes
: 210 megabytes: 230 bytes
: 210 gigabytes: 240 bytes
Almacenamiento (Memoria)

Tipos de memoria

Memoria RAM (random access memory)



Permite al computador almacenar información que la CPU
está accesando frecuentemente y necesita para operar
Por ejemplo, información de un programa, instrucciones,
datos, etc.
Memoria ROM (read only memory)


Contiene la información preinstalada, la cual es imposible
modificar o borrar por completo
Es la información que indica los procesos básicos que debe
ejecutar el computador (antes de ejecutar cualquier programa)
Las partes de un computador

Caché

es una unidad pequeña de memoria ultrarrápida en la que se
almacena información a la que se ha accedido recientemente o
a la que se accede con frecuencia, lo que evita que el
microprocesador tenga que recuperar esta información de
circuitos de memoria más lentos.
Almacenamiento (Memoria)

La memoria secundaria son todas las unidades de disco que un
computador puede tener

Disco duro: 400 Mb, 20 Gb, 100 Gb
 Unidad de disco flexible (disquete)



CD-ROM (compact disc, read only memory)


Tamaño 700 Mb, usualmente se utilizan con información sólo para
lectura
DVD (digital video disc o digital versatile disk)


Disquete tamaño 5¼, capacidad 360 Kb, 1.2 Mb
Disquete tamaño 3½, capacidad 720 Kb, 1.44 Mb
4.7 Gb a 17 Gb
Cintas

Originalmente gran tamaño y lentas. Hoy existe el DAT (digital audio
tape), usado para tener respaldos de información de discos duros
CPU (Unidad Central de
Procesamiento)

Es un chip que viene en una tarjeta de circuitos
(tarjeta madre)
Grandes computadores (mainframe) usan CPU más
poderosas e incluso varias dentro del mismo
computador
 PC utilizan una sola CPU


Su capacidad se indica por el modelo (en PC:
8088, 80286, 80386, 80486, Pentium)



Intel – Pentium IV (3 GHz)
AMD – Athlon (2,1 GHz)
CPU tiene un reloj interno cuya velocidad se mide
en hertz, lo que determina la velocidad de
procesamiento
CPU (Unidad Central de
Procesamiento)

Unidad de Control (CU)


Unidad de Aritmética y Lógica (ALU)


Se encarga de traer las instrucciones de memoria principal y determinar su
tipo
Se encarga de llevar a cabo evaluaciones aritméticas (adición,
substracción, multiplicación, división) y lógicas (and, or, not, etc.)
necesarias para realizar las distintas instrucciones
Registros
Constituyen una pequeña memoria de alta velocidad, utilizada para
almacenamiento de resultados intermedios y de cierta información de
control
 Contador de programa: almacena información (la dirección) de la
siguiente instrucción a ejecutar
 Registro de instrucción: contiene la instrucción que se está ejecutando
 Registro de propósito general: registros accesibles por programadores
de bajo nivel

CPU (Unidad Central de
Procesamiento)

Diferentes computadores entienden diferentes conjuntos de
instrucciones


Dentro de la misma familia de computadores entienden las
mismas instrucciones


Assembler
Pentium III vs Pentium IV (nuevas instrucciones)
Aplicación hecha para un tipo de procesador no funcionará en
otro tipo de computador

Macintosh vs PC
Dispositivos de entrada

Teclado


Mouse





Expandido 101 teclas, etc.
2 – 3 botones
Scanner
Modem
Joystick
Lector óptico
Dispositivos de salida

Monitor


Impresora



VGA, SVGA, UVGA, CGA
Láser, inyección de tinta, matriz de puntos
Modem
Parlantes
Arquitectura de un computador

Como hemos visto, la arquitectura general
de un computador consta básicamente de 3
partes:
 CPU
 Memoria
 Dispositivos

de entrada/salida
Esta arquitectura fue propuesta por John Von
Neumann en 1945, y hoy en día la mayoría
de los computadores están basados en ella
Arquitectura de Von Neumann
La CPU de von Neumann
Flags
ALU:
Arithmetic
Logic
Circuits
Bus de
datos
Arithmetic
Logic
Unit
Registros
del
Procesador
AC
DR
Main
Memory
PC
Control
Unit
IR
AR
Devices
Control Circuits
...
C0
C1
C2
C12
Bus de
direcciones
Bus de
control
Mapas Conceptuales
Mapas Conceptuales




Fueron propuesto formalmente por Joseph
Novack.
Son una forma de “organizar” el conocimiento
respecto de un tema
Se trata de presentar CONCEPTOS
relacionados mediante ENLACES.
Son una forma gráfica de organizar
conocimientos para comunicarlo y distribuirlo
rápidamente.
Mapa Conceptual
Recuerda:



Un mapa conceptual no tiene que ser
simétrico.
Un mapa conceptual es una forma
breve de representar información.
No existe un mapa correcto o perfecto
para un grupo de conceptos, los
errores solo ocurren si las relaciones
entre los conceptos son incorrectas.
Ejemplo
Las plantas
Herramientas

Existen Herramientas de Software que
apoyan la construcción y distribución de
Mapas Conceptuales.
 CmapTools
 FreeMind
(http://cmap.ihmc.us/download).
Actividad 2 de aprendizaje
Realice un mapa conceptual sobre los siguientes
contenidos:
 1.2. Arquitectura de la computadora.
 1.3. Hardware
 1.4 Software.
 Utilice como información base esta presentación y el
libro digital:
Introducción a la arquitectura de computadoras
