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ESTRUCTURA FUNCIONAL DE
LAS COMPUTADORAS, SOPORTE
DE LA INFORMACION Y UNIDADES
DE ENTRADA Y SALIDA
Lic. Nelson Silvestre Sosa
ESTRUCTURA FUNCIONAL DE LAS
COMPUTADORAS
ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR
El modelo básico de un computador que aún se encuentra vigente fue establecido en 1945
por Von Neumann.
La máquina de Von Neumann es capaz de ejecutar, secuencialmente una serie de órdenes
elementales denominadas Instrucciones Máquinas, que deben estar almacenadas en la
Memoria Principal para ser leídas y ejecutadas.
Este computador se encuentra organizado en una serie de unidades funcionales, donde
cada una de ellas es responsable de la realización de un grupo de tareas especificas. Estas
unidades funcionales son:
•Unidad Aritmética y Lógica (ALU)
•Unidad de Control (UC)
•La Memoria Principal o Central (MC ó MP)
•La Unidad de Entrada y Salida (E/S)
Al conjunto de Unidades (Unidad Aritmética y Lógica, Unidad de Control, Los Registros y
Actualmente parte de la Memoria , se le denomina Unidad Central de Proceso (UCP) o
Procesador y se encuentra encapsulado en un mismo circuito.
ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR
Registros
MEMORIA
ENTRADA
SALIDA
Unidad de
Control
Unidad
Aritmética
y Lógica
PROCESADOR
ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR
Los buses permiten la comunicación entre las distintas unidades funcionales,
de manera que la información pueda fluir entre ellas, y de esta manera
definen los caminos que pueden seguir los datos.
Al conjunto de estos caminos se les conoce como Ruta de Datos.
Buses:
Unidad Aritmética y Lógica:
El conjunto de circuitos aritméticos y lógicos recibe el nombre de Unidad
Aritmética y Lógica (ALU), y realiza operaciones elementales como sumas,
restas, productos y sumas lógicas, negaciones y desplazamientos, etc.
Generalmente, opera con datos que están almacenados en los registros
internos, y guarda el resultado también en un registro; sin embargo, también
es posible que obtenga los datos y lo guarden en memoria. Los circuitos que
la integran trabajan a gran velocidad.
ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR
Son almacenamientos temporales para aquella información, datos o
instrucciones que está siendo utilizada por el CPU, aunque también pueden
almacenar información específica del funcionamiento de la máquina. Es por
ello que se dice que existen registros de propósito general y de propósito
específico.
Los registros cumplen un papel esencial en la arquitectura del computador, ya
que el número de bits que un registro es capaz de almacenar define la
longitud de la palabra del computador, puesto que cada registro almacena
normalmente un único dato o instrucción.
Registros:
Unidad de Control:
Es aquella que coordina todas las operaciones que se realizan en el
computador, ya sean en el propio procesador, en memoria o en el sistema de
entrada /salida. Es por tanto el centro neurálgico de la máquina y genera
todas las señales de control necesarias para ejecutar cualquier tareas o
instrucciones que forman un programa, así como la atención de las
interrupciones.
ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR
Interconexión de Bloques Funcionales:
La interconexión de los distintos bloques o unidades funcionales se realiza
mediante caminos o buses. Teniendo en cuenta que un bus no es más que
un conjunto de líneas que permiten conexionar distintos elementos para
intercambiar la información necesaria.
En un bus se encuentran los siguientes tipos de líneas que permiten
diferenciar el tipo de información que circula a través de ellas en cada
momento:
• Líneas de Direcciones: son las encargadas de indicar la posición de
memoria o el dispositivo con el que se desea establecer comunicación.
• Líneas de Datos: trasmiten los bits, de manera que por lo general un
bus tiene un ancho que es potencia de 2.
• Líneas de Control: son las encargadas de enviar señales de arbitraje
entre los dispositivos. Entre las mas importantes están las líneas de
interrupción, DMA y los indicadores de estado.
ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR
Conexión de los Elementos del Computador mediante un Bus:
Unidad de Entrada (E)
Son los dispositivos por
donde se introducen los
datos e instrucciones.
Transforman la información
de entrada en señales
binarias de naturaleza
eléctrica.
Ejemplo: el teclado de un
microcomputador, el
teclado de un terminal, un
digitalizador, una lectora de
tarjetas de crédito, etc.
Unidad de Salida(E)
Es un dispositivo por donde
se obtienen los resultados de
los programas ejecutados en
el computador.
Transforman las señales
eléctricas binarias en
caracteres escritos o
visualizados.
Ejemplo: una pantalla o
monitor, una impresora o un
registrador gráfico.
MEMORIAS
Sistemas de Memoria
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características que poseen:
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• Memoria Interna o memoria principal
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• Memoria Externa: Consta de dispositivos de almacenamiento
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• Memoria Interna: Se expresa en bytes (1 byte = 8 bits) o en palabras.
• Memoria Externa: Se expresa normalmente en Bytes.
Memoria.
MEMORIA
Unidad donde se almacenan
tanto los datos como las
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(UC y ALU)
- Para ejecutarse
debe estar cargado
en la memoria
principal
Memoria principal,
o central, o interna
Memoria masiva
auxiliar, secundaria o
externa
- Si se necesita
almacenar mas
información se
utilizan otros tipos de
memoria.
- Datos y programas
gran a través de
unidades (C:, B:,….rtc)
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Memoria – ROM
RAM
La memoria de acceso aleatorio (en
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utiliza como memoria de trabajo para
el sistema operativo, los programas y
la mayoría del software
- Acá se cargan las
instrucciones que
ejecutan el
procesador.
- Es una parte
fundamental para
que el computador
empiece a
funcionar
CARACTERISTICAS
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- DDR SDRAM
- DDR2 SDRAM
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GENERACIONES
Memoria – ROM
ROM
La memoria de solo lectura, conocida también como
ROM (acrónimo en inglés de read-only memory), es
un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores
y dispositivos electrónicos, que permite sólo la lectura
de la información y no su escritura
- La memoria es de
solo lectura
- No se puede borrar
ninguna instrucción
- Escritura inicial por
medio de mas
CARACTERISTICAS
Memoria – CACHE
CACHE
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.
- Es mas Pequeña
que la Memoria
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La memoria de solo lectura, conocida también como
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  • 1. ESTRUCTURA FUNCIONAL DE LAS COMPUTADORAS, SOPORTE DE LA INFORMACION Y UNIDADES DE ENTRADA Y SALIDA Lic. Nelson Silvestre Sosa
  • 2. ESTRUCTURA FUNCIONAL DE LAS COMPUTADORAS
  • 3. ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR El modelo básico de un computador que aún se encuentra vigente fue establecido en 1945 por Von Neumann. La máquina de Von Neumann es capaz de ejecutar, secuencialmente una serie de órdenes elementales denominadas Instrucciones Máquinas, que deben estar almacenadas en la Memoria Principal para ser leídas y ejecutadas. Este computador se encuentra organizado en una serie de unidades funcionales, donde cada una de ellas es responsable de la realización de un grupo de tareas especificas. Estas unidades funcionales son: •Unidad Aritmética y Lógica (ALU) •Unidad de Control (UC) •La Memoria Principal o Central (MC ó MP) •La Unidad de Entrada y Salida (E/S) Al conjunto de Unidades (Unidad Aritmética y Lógica, Unidad de Control, Los Registros y Actualmente parte de la Memoria , se le denomina Unidad Central de Proceso (UCP) o Procesador y se encuentra encapsulado en un mismo circuito.
  • 4. ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR Registros MEMORIA ENTRADA SALIDA Unidad de Control Unidad Aritmética y Lógica PROCESADOR
  • 5. ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR Los buses permiten la comunicación entre las distintas unidades funcionales, de manera que la información pueda fluir entre ellas, y de esta manera definen los caminos que pueden seguir los datos. Al conjunto de estos caminos se les conoce como Ruta de Datos. Buses: Unidad Aritmética y Lógica: El conjunto de circuitos aritméticos y lógicos recibe el nombre de Unidad Aritmética y Lógica (ALU), y realiza operaciones elementales como sumas, restas, productos y sumas lógicas, negaciones y desplazamientos, etc. Generalmente, opera con datos que están almacenados en los registros internos, y guarda el resultado también en un registro; sin embargo, también es posible que obtenga los datos y lo guarden en memoria. Los circuitos que la integran trabajan a gran velocidad.
  • 6. ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR Son almacenamientos temporales para aquella información, datos o instrucciones que está siendo utilizada por el CPU, aunque también pueden almacenar información específica del funcionamiento de la máquina. Es por ello que se dice que existen registros de propósito general y de propósito específico. Los registros cumplen un papel esencial en la arquitectura del computador, ya que el número de bits que un registro es capaz de almacenar define la longitud de la palabra del computador, puesto que cada registro almacena normalmente un único dato o instrucción. Registros: Unidad de Control: Es aquella que coordina todas las operaciones que se realizan en el computador, ya sean en el propio procesador, en memoria o en el sistema de entrada /salida. Es por tanto el centro neurálgico de la máquina y genera todas las señales de control necesarias para ejecutar cualquier tareas o instrucciones que forman un programa, así como la atención de las interrupciones.
  • 7. ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR Interconexión de Bloques Funcionales: La interconexión de los distintos bloques o unidades funcionales se realiza mediante caminos o buses. Teniendo en cuenta que un bus no es más que un conjunto de líneas que permiten conexionar distintos elementos para intercambiar la información necesaria. En un bus se encuentran los siguientes tipos de líneas que permiten diferenciar el tipo de información que circula a través de ellas en cada momento: • Líneas de Direcciones: son las encargadas de indicar la posición de memoria o el dispositivo con el que se desea establecer comunicación. • Líneas de Datos: trasmiten los bits, de manera que por lo general un bus tiene un ancho que es potencia de 2. • Líneas de Control: son las encargadas de enviar señales de arbitraje entre los dispositivos. Entre las mas importantes están las líneas de interrupción, DMA y los indicadores de estado.
  • 8. ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR Conexión de los Elementos del Computador mediante un Bus:
  • 9. Unidad de Entrada (E) Son los dispositivos por donde se introducen los datos e instrucciones. Transforman la información de entrada en señales binarias de naturaleza eléctrica. Ejemplo: el teclado de un microcomputador, el teclado de un terminal, un digitalizador, una lectora de tarjetas de crédito, etc.
  • 10. Unidad de Salida(E) Es un dispositivo por donde se obtienen los resultados de los programas ejecutados en el computador. Transforman las señales eléctricas binarias en caracteres escritos o visualizados. Ejemplo: una pantalla o monitor, una impresora o un registrador gráfico.
  • 11. MEMORIAS Sistemas de Memoria Las memorias de las computadoras pueden clasificarse según ciertas características que poseen: 1. Su ubicación: Memoria Interna y Memoria externa • Memoria Interna o memoria principal • Memoria Interna Local: En forma de registros • Memoria Externa: Consta de dispositivos de almacenamiento periféricos (discos, cintas). 2. Capacidad • Memoria Interna: Se expresa en bytes (1 byte = 8 bits) o en palabras. • Memoria Externa: Se expresa normalmente en Bytes.
  • 12. Memoria. MEMORIA Unidad donde se almacenan tanto los datos como las instrucciones - Mayor Velocidad - Ligada directamente con (UC y ALU) - Para ejecutarse debe estar cargado en la memoria principal Memoria principal, o central, o interna Memoria masiva auxiliar, secundaria o externa - Si se necesita almacenar mas información se utilizan otros tipos de memoria. - Datos y programas gran a través de unidades (C:, B:,….rtc) ROM RAM
  • 13. Memoria – ROM RAM La memoria de acceso aleatorio (en inglés: random-access memory) se utiliza como memoria de trabajo para el sistema operativo, los programas y la mayoría del software - Acá se cargan las instrucciones que ejecutan el procesador. - Es una parte fundamental para que el computador empiece a funcionar CARACTERISTICAS - SDR SDRAM - RDRAM - DDR SDRAM - DDR2 SDRAM - DDR3 SDRAM GENERACIONES
  • 14. Memoria – ROM ROM La memoria de solo lectura, conocida también como ROM (acrónimo en inglés de read-only memory), es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y dispositivos electrónicos, que permite sólo la lectura de la información y no su escritura - La memoria es de solo lectura - No se puede borrar ninguna instrucción - Escritura inicial por medio de mas CARACTERISTICAS
  • 15. Memoria – CACHE CACHE 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. - Es mas Pequeña que la Memoria Principal - Se aloja en el Microprocesador - Mientras mas cache se tenga mucho mejor CARACTERISTICAS
  • 16. Memoria – Externas ROM La memoria de solo lectura, conocida también como ROM (acrónimo en inglés de read-only memory), es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y dispositivos electrónicos, que permite sólo la lectura de la información y no su escritura - La memoria es de solo lectura - No se puede borrar ninguna instrucción - Escritura inicial por medio de mas CARACTERISTICAS
  • 17. Memoria – CACHE ROM La memoria de solo lectura, conocida también como ROM (acrónimo en inglés de read-only memory), es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y dispositivos electrónicos, que permite sólo la lectura de la información y no su escritura - La memoria es de solo lectura - No se puede borrar ninguna instrucción - Escritura inicial por medio de mas CARACTERISTICAS
  • 18. Resolución de un Problema Análisis del Problema Definición del Problema Especificaciones de Entrada Especificaciones de Salida Diseño del Algoritmo Programación del Algoritmo Traduce o Interpreta Algoritmo vs Programa Programa - Maquina - Ensamblador - Alto Nivel Es el proceso iterativo de escribir o editar código fuente A A Lenguajes Es un conjunto de programas de computación que funcionan de manera integrada y se emplean en la realización de procesos informáticos Paquete de Programas
  • 19. Resolución de un Problema Análisis del Problema Definición del Problema Especificaciones de Entrada Especificaciones de Salida Diseño del Algoritmo Programación del Algoritmo Traduce o Interpreta Programa - Maquina - Ensamblador - Alto Nivel Es el proceso iterativo de escribir o editar código fuente A A Lenguajes Es un conjunto de programas de computación que funcionan de manera integrada y se emplean en la realización de procesos informáticos Paquete de Programas
  • 20. Sistema Operativo - Compartir el hardware entre usuarios. - Permitir a los usuarios compartir los datos entre ellos. - Planificar recursos entre usuarios. - Facilitar la entrada/salida. - Recuperarse de errores Un sistema operativo es un conjunto de programas y es el software encargado de ejercer el control y coordinar el uso del hardware entre diferentes programas de aplicación y los diferentes usuarios CARACTERISTICAS Formatear discos, manejar archivos (copiar, borrar, mover, renombrar), etc TAREAS BASICAS MODULOS TIPICOS • Núcleo (Kernel en inglés) • Administrador de procesos • Scheduler • Administrador de archivos
  • 21. Red
  • 22. Red de Computadoras Es un conjunto de equipos computacionales y de equipos de comunicación que operan íntegramente de modo que cada computador puede compartir recursos (hardware, software, datos) con otros ordenadores, o usar recursos de otros equipos. -Redes de área local (LAN) -Redes de área metropolitana (MAN) - Redes de área amplia (WAN) -Redes VPN TIPOS
  • 24. VPN
  • 25. CLASES DE COMPUTADORAS COMPUTADORAS DE ESCRITORIO SERVIDORES
  • 26. CLASES DE COMPUTADORAS DISPOSITIVOS PORTATILESESTACIONES DE TRABAJO DISPOSITIVOS MOVILES