Arquitectura de las computadoras. Acerca del Harware y Software de los ordenadores

1. AARRQQUUIITTEECCTTUURRAA
CCOOMMPPUUTTAACCIIOONNAALL
CCAASSTTEELLLLAANNOOSS DDAANNIIEELL
NNAADDIIAA VVAALLEERRIIAA
IINNGG.. SSIISSTTEEMMAASS DDEE LLAA IINNFFOORRMMAACCIIÓÓNN

2. 1
IINNDDIICCEE
HARDWARE Y SOFTWARE 3
HARDWARE 3
HARDWARE TÍPICO DE UNA COMPUTADORA 3
SOFTWARE 4
CLASIFICACIÓN DEL SOFTWARE 4
ORGANIZACIÓN Y ARQUITECTURA COMPUTACIONAL 6
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN 7
FUNCIONAMIENTO 7
ESTRUCTURA 8
INTRODUCCION A LOS ORDENADORES 9
¿QUÉ SON Y PARA QUÉ SIRVEN LOS ORDENADORES? 9
ESTRUCTURA FÍSICA DE UN ORDENADOR 9
DISPOSITIVOS DE ENTRADA 10
DISPOSITIVOS DE SALIDA 10
DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO 10
DISPOSITIVOS DE COMUNICACIÓN 10
DISPOSITIVOS DE CÓMPUTO 10
UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO (CPU) 10
LA MEMORIA 10
MEMORIA RAM 10
MEMORIA ROM 11
MEMORIA CACHÉ 11
EL BUS DE DATOS O CABLES DE DATOS 11
LAS GENERACIONES DE LOS ORDENADORES 12
PRIMERA GENERACIÓN (1951-1958) 12
SEGUNDA GENERACIÓN (1958-1964) 12
TERCERA GENERACIÓN (1964-1971) 13
CUARTA GENERACIÓN (1971-1988) 14
QUINTA GENERACIÓN (1983 AL PRESENTE) 14
INTELIGENCIA ARTIFICIAL 15
ROBÓTICA 15
SISTEMAS EXPERTOS 15
REDES DE COMUNICACIONES 15
FUNCIONAMIENTO INTERNO 16
LA UNIDAD DE CONTROL (UC) 16

3. 2
LA UNIDAD ARITMÉTICA LÓGICA (UAL 16
LA MEMORIA PRINCIPAL (MP) 16
BUS 17
¿CÓMO ARRANCA EL PC? 18
ARQUITECTURA DE UNA COMPUTADORA SENCILLA 19
INSTRUCCIONES 19
FORMATOS DE INSTRUCCIONES 19
 INSTRUCCIONES DE TRANSFERENCIA DE DATOS 19
 INSTRUCCIONES ARITMÉTICAS 19
 INSTRUCCIONES LÓGICAS 19
 INSTRUCCIONES DE CONVERSIÓN 19
 INSTRUCCIONES DE TRANSFERENCIA DE CONTROL 19
 INSTRUCCIONES DE E/S (ENTRADA/SALIDA) 19
DIAGRAMAS DE RECURSOS DE ALMACENAMIENTO 20
CICLOS BASICOS DE OPERACIONES DE UNA COMPUTADORA 24
ENTRADA 24
EN SERIE 24
ALEATORIA 24
RETROACCIÓN 24
PROCESO 24
CAJA NEGRA 24
SALIDAS 24
RETROALIMENTACIÓN 24
PROCESADOR AMD 27
TARJETA MADRE 27
MEMORIA RAM 27
PRECIO 27
PROCESADOR INTEL 28
TARJETA MADRE 28
MEMORIA RAM 28
PRECIO 28

4. 3
HARDWARE Y SOFTWARE
HARDWARE
El término se refiere a todas las partes tangibles de un sistema informático; sus
componentes son: eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos. Son
cables, gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico
involucrado.
Hardware típico de una computadora
• Su gabinete
• La placa madre, que contiene: CPU, cooler, RAM, BIOS, buses (PCI, USB,
HyperTransport, CSI, AGP, etc)
• Fuente de alimentación
• Controladores de almacenamiento: IDE, SATA, SCSI
• Controlador de video
• Controladores del bus de la computadora (paralelo, serial, USB, FireWire), para
conectarla a periféricos
• Almacenamiento: disco duro, CD-ROM, disquetera, ZIP driver y otros
• Tarjeta de sonido
• Redes: módem y tarjeta de red
• Teclado
• Mouse, trackballs
• Joystick, gamepad, volante
• Escáner, webcam

5. 4
• Micrófono, parlante
• Monitor (LCD, o CRT)
• Impresora
SOFTWARE
Se conoce como software al equipamiento lógico o soporte lógico de un sistema
informático, que comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios
que hacen posible la realización de tareas específicas, en contraposición a los
componentes físicos, que son llamados hardware.
Los componentes lógicos incluyen, entre muchos otros, las aplicaciones
informáticas; tales como el procesador de texto, que permite al usuario realizar
todas las tareas concernientes a la edición de textos; el software de sistema, tal
como el sistema operativo, que, básicamente, permite al resto de los programas
funcionar adecuadamente, facilitando también la interacción entre los
componentes físicos y el resto de las aplicaciones, y proporcionando una interfaz
con el usuario.
Clasificación del software
 Software de sistema: Su objetivo es desvincular adecuadamente al usuario
y al programador de los detalles del sistema informático en particular que
se use, aislándolo especialmente del procesamiento referido a las
características internas de: memoria, discos, puertos y dispositivos de
comunicaciones, impresoras, pantallas, teclados, etc. El software de
sistema le procura al usuario y programador, adecuadas interfaces de alto
nivel, controladores, herramientas y utilidades de apoyo que permiten el
mantenimiento del sistema global. Incluye entre otros:
o Sistemas operativos
o Controladores de dispositivos
o Herramientas de diagnóstico
o Herramientas de Corrección y Optimización
o Servidores
o Utilidades
 Software de programación: Es el conjunto de herramientas que permiten al
programador desarrollar programas informáticos, usando diferentes
alternativas y lenguajes de programación, de una manera práctica.
Incluyen básicamente:
o Editores de texto
o Compiladores
o Intérpretes
o Enlazadores
o Depuradores

6. 5
o Entornos de Desarrollo Integrados (IDE): Agrupan las anteriores
herramientas, usualmente en un entorno visual, de forma tal que el
programador no necesite introducir múltiples comandos para
compilar, interpretar, depurar, etc. Habitualmente cuentan con una
avanzada interfaz gráfica de usuario (GUI).
 Software de aplicación: Es aquel que permite a los usuarios llevar a cabo
una o varias tareas específicas, en cualquier campo de actividad
susceptible de ser automatizado o asistido, con especial énfasis en los
negocios. Incluye entre muchos otros:
o Aplicaciones para Control de sistemas y automatización industrial
o Aplicaciones ofimáticas
o Software educativo
o Software empresarial
o Bases de datos
o Telecomunicaciones (por ejemplo Internet y toda su estructura
lógica)
o Videojuegos
o Software médico
o Software de cálculo Numérico y simbólico.
o Software de diseño asistido (CAD)
o Software de control numérico (CAM)

7. 6
ORGANIZACIÓN Y ARQUITECTURA
COMPUTACIONAL
Es preciso definir que una computadora es un dispositivo electrónico, diseñado
para aceptar datos de entrada, realizar operación sobre ellos (organizados por la
secuencia de un algoritmo), para ofrecer un resultado que se puede asignar
como salida.
Un algoritmo computacional se determina por una secuencia ordenada de
operaciones que nos permite resolver un problema computacional. Se representa
con instrucciones que la computadora pueda interpretar y ejecutar
debidamente. A ese conjunto de instrucciones que contiene el algoritmo, se le
llama programa, dicho de una forma más clara, programa es la representación
de un algoritmo en un lenguaje de programación.
En el esquema de la Fig. 1, los 3 recuadros dentro del cuadro punteado,
representan la unidad central de procesamiento, CPU. Esta relación entre
componentes se define como la organización de una computadora.
Para definir la arquitectura de una computadora, a la descripción de los
componentes, le agregamos la descripción de la manera en la que nos
Fig. 1 Componentes de una computadora

8. 7
comunicamos con ella; es decir, debemos conocer las instrucciones definidas
para su CPU, los tipos de datos con los que puede operar, modalidades de
acceso. En el concepto de arquitectura de computadoras, se considera la
descripción de las características visibles relativas a las prestaciones que una
determinada configuración interna de computadora puede brindar.
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN
Las computadoras actualmente, están compuestas por millones de elementos
electrónicos básicos. Para describirlos más fácilmente, lo primero es reconocer la
naturaleza jerárquica de la mayoría de los sistemas complejos, incluyendo el
computador. Un sistema jerárquico es un conjunto de subsistemas relacionados
entre sí, donde a su vez, se organizan en una estructura jerárquica hasta que se
alcanza el nivel más bajo del subsistema elemental.
La jerarquía de los sistemas complejos es esencial. El diseñador necesita trabajar
solo con un nivel a la vez. Cada nivel consta de un conjunto de componentes y
sus respectivas relaciones. La función de cada nivel depende solo de una
configuración abstracta y simplificada del sistema que hay en el siguiente nivel
más bajo.
De cada nivel al diseñador le importan la estructura y el funcionamiento:
•Estructura: el modo en el que los componentes están interrelacionados.
•Funcionamiento: la operación de cada componente como parte de la
estructura.
FUNCIONAMIENTO
Las funciones básicas que la computadora puede ejecutar, generalmente son
cuatro:
• Procesamiento de datos.
• Almacenamiento de datos.
• Transferencia de datos.
• Control.
La computadora, tiene que ser capaz de procesar datos. Estos pueden adoptar
gran variedad de formas, lo que significa que se pueden manipular según las
necesidades del problema, y el rango de los requisitos de procesado es amplio.
También es esencial, que una computadora almacene datos. Incluso si la
computadora está procesando datos al vuelo (es decir, los datos se introducen,
se procesan, y los resultados se dan al momento), tiene que guardar
temporalmente por lo menos aquellos datos con los que está trabajando. Así
cumple con una función de almacenamiento de datos a corto plazo. Con igual
importancia el computador lleva a cabo una función de almacenamiento a

9. 8
largo plazo. La computadora almacena ficheros de datos para que se recuperen
y actualicen en un futuro.
Debe que ser capaz de transferir datos en él mismo y el mundo exterior. Cuando
se reciben datos a un dispositivo que está directamente conectado con el
computador, el proceso se conoce como entrada-salida (E/S), y este dispositivo
recibe el nombre de periférico. El proceso de transferir datos a largas distancias,
desde o hacia un dispositivo remoto, recibe el nombre de comunicación de
datos.
Finalmente, debe haber un control de estas tres funciones. Este control lo lleva (n)
a cabo el (los) ente(s) que proporciona(n) las instrucciones. Dentro del
computador, una unidad de control gestiona los recursos del computador y dirige
las prestaciones de sus partes funcionales en respuesta a estas instrucciones.
ESTRUCTURA
La estructura interna, que mostramos en su nivel más alto, consta de cuatro
componentes principales:
• Unidad Central de Procesamiento (CPU): controla el funcionamiento del
computador y lleva a cabo sus funciones de procesamiento de datos.
Frecuentemente se le llama procesador.
• Memoria Principal (MP): almacena datos.
• Entrada/Salida (E/S): transfiere datos entre el computador y el entorno externo.
• Buses de interconexión: es un mecanismo que proporciona la comunicación
entre la CPU, la memoria principal y la Entrada/Salida.
El componente más complejo es la CPU, sus principales componentes son:
• Unidad de Control: controla el funcionamiento de la CPU y por tanto del
computador.
• Unidad Aritmético-Lógica: (ALU): lleva a cabo las funciones de procesamiento
de datos del computador.
• Registros: proporcionan almacenamiento interno a la CPU.
• Interconexiones CPU: son mecanismos que proporcionan comunicación entre la
unidad de control, la ALU y los registros.

10. 9
INTRODUCCION A LOS ORDENADORES
¿Qué son y para qué sirven los ordenadores?
Una computadora, también
denominada ordenador, es una
máquina electrónica que recibe y
procesa datos para convertirlos en
información útil. Una computadora es
una colección de circuitos integrados
y otros componentes relacionados
que puede ejecutar con exactitud,
rapidez y de acuerdo a lo indicado
por un usuario o automáticamente por
otro programa, una gran variedad de
secuencias o rutinas de instrucciones
que son ordenadas, organizadas y
sistematizadas en función a una amplia gama de aplicaciones prácticas y
precisamente determinadas, proceso al cual se le ha denominado con el nombre
de programación y al que lo realiza se le llama programador.
Básicamente cualquier tipo de computadora realiza operaciones de
procesamiento de datos, exponiéndolos luego como información. Precisamente,
la función primordial de una computadora es llevar a cabo procesos de datos en
forma automática, a gran velocidad y sin la intervención humana.
Cuando los datos ingresados son ordenados de acuerdo a un esquema lógico, se
transforman en información disponible para el usuario. La adquisición de
información a partir de datos es la función relevante de una computadora siendo
la Informática la ciencia que estudia la obtención de información a través de
sistemas automáticos.
Estructura física de un ordenador
Un computador se divide fundamentalmente en dos partes: el Hardware y el
Software. El hardware es la parte física del computador, la parte tangible; es decir
aquello que podemos tocar del computador. El software es la parte lógica del
computador, es decir el conjunto de instrucciones que le ordenan al hardware
que tarea debe realizar.
El computador está constituido por dispositivos, que clasificaremos según la
función que desempeñen. De acuerdo a esta clasificación tendremos:

11. 10
Dispositivos de Entrada
Son aquellos que permiten la entrada
de datos. Entre estos encontramos:
teclado, ratón, escáner, el micrófono,
la cámara web, el capturador de
huella y firma digitales o lápices
ópticos, etc.
Dispositivos de Salida
Son todos aquellos que permiten
mostrar la información procesada por
el computador. Entre estos
encontramos: la pantalla, la
impresora, los altavoces, etc.
Dispositivos de Almacenamiento
Son aquellos que permiten almacenar los datos. Entre estos encontramos: el
disquete, el disco duro (interno y externo), el CD, el DVD, la memoria USB, etc.
Dispositivos de Comunicación
Son todos aquellos que permiten la comunicación entre computadores. Entre
estos encontramos: el módem, la tarjeta de red y el enrutador (router).
Dispositivos de Cómputo
Son todos aquellos que realizan las operaciones y controlan las demás partes del
computador. Entre estos encontramos: la Unidad Central de Procesamiento, la
memoria y el bus de datos.
Unidad Central de Procesamiento (CPU)
Es un circuito microscópico que interpreta y ejecuta instrucciones. La CPU se
ocupa del control y proceso de datos. Es un microprocesador fabricado en un
chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos.
El microprocesador de la CPU está formado por una unidad aritmético-lógica que
realiza cálculos y comparaciones y toma decisiones lógicas. Para aceptar
órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, se comunica a
través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus. El bus conecta la
CPU a los dispositivos de almacenamiento, los dispositivos de entrada y los
dispositivos de salida.
La Memoria
Es la encargada de almacenar toda la información que el computador está
usando. Las hay de tres tipos y son:
Memoria RAM
Del inglés Ramdom Access Memory, es la memoria principal. Se caracteriza y
diferencia de la memoria ROM porque una vez apagado el sistema operativo,
toda la información almacenada en la memoria RAM es automáticamente
borrada.

12. 11
Memoria ROM
Del inglés Read Only Memory, Es
permanente, ya que lo que permanece
en la ROM no se pierde aunque el
computador se apague. Su función
principal es guardar información inicial
que el computador necesita para
colocarse en marcha una vez que se
enciende. Solo sirve para leer. Se puede
leer la información desde esta memoria y
no recibir información.
Memoria Caché
Es aquella que se usa como puente entre el CPU y la memoria RAM para evitar
demoras en el procesamiento de los datos. Existen varios núcleos de esta
memoria (denominados con la letra L y un número). Cuanto menor el número más
rápida es la memoria. La memoria Caché es, por proximidad a la CPU, mucho
más rápida que la memoria RAM. También es mucho más pequeña. La velocidad
de la caché con respecto a la memoria RAM convencional es del orden de 5 a
10 veces superior
El bus de Datos o cables de datos
Es el conjunto de interconexiones entre las distintas partes del computador que
permiten la comunicación entre todos los dispositivos del mismo.

13. 12
LAS GENERACIONES DE LOS ORDENADORES
Primera Generación (1951-1958)
En esta generación había un gran desconocimiento de las capacidades de las
computadoras, puesto que se realizó un estudio en esta época que determinó
que con veinte computadoras se saturaría el mercado de los Estados Unidos en el
campo de procesamiento de datos. Esta generación abarco la década de los
cincuenta. Y se conoce como la primera generación. Estas máquinas tenían las
siguientes características:
 Usaban tubos al vacío para procesar
información.
 Usaban tarjetas perforadas para entrar los
datos y los programas.
 Usaban cilindros magnéticos para
almacenar información e instrucciones
internas.
 Eran sumamente grandes, utilizaban gran
cantidad de electricidad, generaban gran
cantidad de calor y eran sumamente
lentas.
 Se comenzó a utilizar el sistema binario
para representar los datos.
En esta generación las máquinas son grandes y costosas (de un costo aproximado
de 10,000 dólares). La computadora más exitosa de la primera generación fue la
IBM 650, de la cual se produjeron varios cientos. Esta computadora que usaba un
esquema de memoria secundaria llamado tambor magnético, que es el
antecesor de los discos actuales.
Segunda Generación (1958-1964)
En esta generación las computadoras se
reducen de tamaño y son de menor
costo. Aparecen muchas compañías y las
computadoras eran bastante avanzadas
para su época como la serie 5000 de
Burroughs y la ATLAS de la Universidad de
Manchester. Algunas computadoras se
programaban con cintas perforadas y
otras por medio de cableado en un
tablero.
Características de esta generación:
 Usaban transistores para procesar

14. 13
información. Los transistores eran más rápidos, pequeños y más confiables
que los tubos al vacío.
 200 transistores podían acomodarse en la misma cantidad de espacio que
un tubo al vacío.
 Usaban pequeños anillos magnéticos para almacenar información e
instrucciones. Cantidad de calor y eran sumamente lentas.
 Se mejoraron los programas que fueron desarrollados durante la primera
generación.
 Se desarrollaron nuevos lenguajes de programación como COBOL y
FORTRAN, los cuales eran comercialmente accsesibles.
 Se usaban en aplicaciones de sistemas de reservaciones de líneas aéreas,
control del tráfico aéreo y simulaciones de propósito general.
 La marina de los Estados Unidos desarrolla el primer simulador de vuelo,
"Whirlwind I".
 Surgieron las minicomputadoras y los terminales a distancia.
 Se comenzó a disminuir el tamaño de las computadoras.
Tercera Generación (1964-1971)
La tercera generación de computadoras emergió
con el desarrollo de circuitos integrados (pastillas
de silicio) en las que se colocan miles de
componentes electrónicos en una integración en
miniatura. Las computadoras nuevamente se
hicieron más pequeñas, más rápidas, desprendían
menos calor y eran energéticamente más
eficientes. El ordenador IBM-360 dominó las ventas
de la tercera generación de ordenadores desde
su presentación en 1965. El PDP-8 de la Digital
Equipment Corporation fue el primer
miniordenador.
Características de esta generación:
 Se desarrollaron circuitos integrados para procesar información.
 Se desarrollaron los "chips" para almacenar y procesar la información. Un
"chip" es una pieza de silicio que contiene los componentes electrónicos en
miniatura llamados semiconductores.
 Los circuitos integrados recuerdan los datos, ya que almacenan la
información como cargas eléctricas.
 Surge la multiprogramación.
 Las computadoras pueden llevar a cabo ambas tareas de procesamiento o
análisis matemáticos.
 Emerge la industria del "software".
 Se desarrollan las minicomputadoras IBM 360 y DEC PDP-1.
 Otra vez las computadoras se tornan más pequeñas, más ligeras y más
eficientes.

15. 14
 Consumían menos electricidad, por lo tanto, generaban menos calor.
Cuarta Generación (1971-1988)
Aparecen los microprocesadores que es un gran
adelanto de la microelectrónica, son circuitos
integrados de alta densidad y con una velocidad
impresionante. Las microcomputadoras con base
en estos circuitos son extremadamente pequeñas
y baratas, por lo que su uso se extiende al
mercado industrial. Aquí nacen las
computadoras personales que han adquirido
proporciones enormes y que han influido en la
sociedad en general sobre la llamada "revolución
informática".
Características de esta generación:
 Se desarrolló el microprocesador.
 Se colocan más circuitos dentro de un "chip".
 "LSI - Large Scale Integration circuit".
 "VLSI - Very Large Scale Integration circuit".
 Cada "chip" puede hacer diferentes tareas.
 Un "chip" sencillo actualmente contiene la unidad de control y la unidad
de aritmética/lógica. El tercer componente, la memoria primaria, es
operado por otros "chips".
 Se reemplaza la memoria de anillos magnéticos por la memoria de "chips"
de silicio.
 Se desarrollan las microcomputadoras, o sea, computadoras personales o
PC.
 Se desarrollan las supercomputadoras.
Quinta Generación (1983 al presente)
En vista de la acelerada marcha de la microelectrónica, la sociedad industrial se
ha dado a la tarea de poner también a esa altura el desarrollo del software y los
sistemas con que se manejan las computadoras. Surge la competencia
internacional por el dominio del mercado de la computación, en la que se
perfilan dos líderes que, sin embargo, no han podido alcanzar el nivel que se
desea: la capacidad de comunicarse con la computadora en un lenguaje más
cotidiano y no a través de códigos o lenguajes de control especializados.
Japón lanzó en 1983 el "programa de la quinta generación de computadoras",
con los objetivos explícitos de producir máquinas con innovaciones reales en los
criterios mencionados. Y en los Estados Unidos ya está en actividad un programa

16. 15
en desarrollo que persigue objetivos semejantes, que pueden resumirse de la
siguiente manera:
 Se desarrollan las microcomputadoras, o sea, computadoras personales o
PC.
 Se desarrollan las supercomputadoras.
Inteligencia artificial
La inteligencia artificial es el campo de estudio que trata de aplicar los procesos
del pensamiento humano usados en la solución de problemas a la computadora.
Robótica
La robótica es el arte y ciencia de la
creación y empleo de robots. Un robot es
un sistema de computación híbrido
independiente que realiza actividades
físicas y de cálculo. Están siendo diseñados
con inteligencia artificial, para que puedan
responder de manera más efectiva a
situaciones no estructuradas.
Sistemas expertos
Un sistema experto es una aplicación de
inteligencia artificial que usa una base de
conocimiento de la experiencia humana
para ayudar a la resolución de problemas.
Redes de comunicaciones
Los canales de comunicaciones que interconectan terminales y computadoras se
conocen como redes de comunicaciones; todo el "hardware" que soporta las
interconexiones y todo el "software" que administra la transmisión.

17. 16
FUNCIONAMIENTO INTERNO
Se denomina Unidad Central de Proceso (CPU) al conjunto formado por:
 La Unidad de Control
 La Unidad Aritmético Lógica
 Los registros (como el acumulador (AX), de instrucción (RI) y otros) usados
durante la ejecución de cada instrucción.
La Unidad de Control (UC) tiene a su cargo el secuenciamiento de las acciones
necesarias que deben realizar los circuitos involucrados en la ejecución de cada
instrucción, según el código de la misma; y también tiene a su cuidado el orden
de ejecución de las instrucciones de un programa, conforme como éste fue
establecido.
La Unidad Aritmética Lógica (UAL) sirve para realizar las operaciones aritméticas y
lógicas que le ordena la UC, siendo auxiliada por registros acumuladores para
guardar transitoriamente resultados y datos.
La Memoria Principal (MP) guarda instrucciones de programas, que pronto serán
ejecutadas en la UCP, y los datos que ellas ordenan procesar (operar); así como
resultados intermedios y finales de operaciones sobre datos recientemente
llevadas a cabo en la UCP.

18. 17
Los dispositivos que se encargan de entrar datos desde el exterior o instrucciones
hacia el computador, o dar salida de resultados del computador al exterior, se
denominan periféricos o unidades de entrada/salida.
Bus el bus es una estructura de interconexión para la comunicación selectiva
entre dos o más módulos de un computador, a fin de poder transmitir información
entre dos módulos por vez.

19. 18
¿CÓMO ARRANCA EL PC?
Cuando se acciona el botón de encendido o se presiona el botón de re-inicio
(Reset) la carga eléctrica inicial hace que arranque la unidad central proceso y
pide instrucciones al BIOS (instrucciones permanentes que no se borran al apagar
la computadora).
El CPU empieza a ejecutar las instrucciones, en particular la Auto prueba de
arranque (Power On Self Test, POST) la cual verifica la integridad de la memoria,
controladores, y dispositivos del sistema.
El BIOS busca un disco de arranque con las instrucciones para cargar el sistema
operativo. Típicamente el BIOS busca primero en la unidad A: y luego en la
unidad C: hasta que haya el disco de arranque y lee el primer sector o bloque de
información. Este es el sector de arranque que contiene las instrucciones para
cargar la PC.
El BIOS le pasa el control, contiene un archivo del sistema llamado Io.sys que
ahora toma la iniciativa. Como su nombre lo dice Io.sys tiene que ver con
Entrada y Salida (Input Output). Hasta aquí todas las PC´s arrancan de la misma
manera. Una vez que se inicia el sistema operativo el proceso empieza a variar.

20. 19
ARQUITECTURA DE UNA COMPUTADORA
SENCILLA
INSTRUCCIONES
Se denomina instrucción al conjunto de datos insertados en una secuencia
estructurada o específica que el procesador interpreta y ejecuta.
Los tipos de instrucción permitidos están definidos y determinados dentro de cada
plataforma en el conjunto de instrucciones (en inglés ISA, instruction set
architecture), que también determina los registros de origen y destino de la CPU, y
en ocasiones un dato inmediato (aquellos que son especificados explícitamente
en la instrucción).
Estas instrucciones del computador son las que determinan el funcionamiento de
la CPU que las ejecuta. La CPU puede realizar una diversidad de funciones, que
son el reflejo de la variedad de las instrucciones definidas para dicha CPU. El
programador tiene un repertorio de instrucciones como medio para controlar la
CPU.
FORMATOS DE INSTRUCCIONES
 Instrucciones de transferencia de datos en este tipo de instrucciones, se
transfieren datos desde una localización a otra. Los pasos que se siguen
para realizarlo son:
1. Determinación de las direcciones de origen y destino de memoria.
2. Realización de la transformación de memoria virtual a memoria real.
3. Comprobación de la caché.
4. Inicio del proceso de lectura/escritura en la memoria.
 Instrucciones aritméticas pueden implicar transferencia de datos antes y/o
después. Realizan operaciones aritméticas de las que se encarga la ALU.
Se pueden clasificar en de 1 operando (valor absoluto, negación) y 2
operandos (suma, resta).
 Instrucciones lógicas al igual que las aritméticas, la ALU se encarga de
realizar estas operaciones, que en este caso son de tipo lógico.
 Instrucciones de conversión similares a las aritméticas y lógicas. Pueden
implicar lógica especial para realizar la conversión.
 Instrucciones de transferencia de control actualizan el contador de
programa (PC). Administran las llamadas/retornos a las subrutinas, el paso
de parámetros y el enlazado.
 Instrucciones de E/S (entrada/salida) administran los comandos de
entrada/salida. Si hay un mapa de memoria de entrada/salida, determina
la dirección de este mapa.

21. 20
DIAGRAMAS DE RECURSOS DE ALMACENAMIENTO

22. 21

23. 22

24. 23

25. 24
CICLOS BASICOS DE OPERACIONES DE UNA
COMPUTADORA
Si tomamos el computador como sistema encontramos que el ciclo básico de
operación de las computadoras está basado principalmente por la entrada,
proceso y salida de la información.
Entrada es un dispositivo donde se introducen en la computadora los datos e
instrucciones, que bien son los ingresos del sistema que pueden ser recursos
materiales, recursos humanos o información. Este constituye la fuerza de arranque
que suministra al sistema sus necesidades operativas. Las entradas pueden ser en
serie, aleatorias (probabilísticas), retroacción (retroalimentación).
En serie es el resultado o salidas de un sistema anterior con el cual el sistema en
estudio está relacionado en forma directa.
Aleatoria es decir al azar, se realiza en sentido estadístico, representan
potenciales para un sistema.
Retroacción es la retro introducción, es una parte de las salidas del sistema en sí
mismo.
Proceso es lo que transforma una entrada al sistema en una salida, como puede
ser una máquina, un individuo, una computadora, un producto químico, una
tarea realizada por una persona de la urbanización, etc.
Caja negra Se utiliza para representar a los sistemas cuando no sabemos que
elementos o cosas componen al sistema o proceso, pero sabemos que a
determinadas entradas corresponden determinadas salidas y con ello poder
concluir, presumiendo que a determinados estímulos las variables funcionaran en
ciertos sentidos.
Salidas es un dispositivo por donde se obtienen los resultados de los programas
ejecutados en la computadora o en otras palabras son los resultados que se
obtienen al procesar las entradas. Estas pueden adoptar en forma de productos,
servicios e información. Las mismas son el resultado del funcionamiento del
sistema o alternativamente el propósito para el cual existe el sistema.
Retroalimentación se produce cuando las salidas del sistema o la influencia de la
salida del sistema hay algo incorrecto en el contexto por lo tanto vuelven a
ingresar al sistema como recurso de información.

26. 25

27. 26

28. 27
PROCESADOR AMD
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29. 28
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