ARQUITECTUTA DE ORDENADORES
Fco Javier Mora Campoy 1ºCTIC
ÍNDICE
Introducción a la arquitectura de ordenadores
La CPU y la arquitectura Von Neumann
La memoria del ordenador
Almacenamiento
Arquitecturas de procesadores
Tendencias actuales en la arquitectura de ordenadores
Agradecimiento y Bibliografía
Realizado por Fco Javier Mora Campoy 1º C TIC
INTRODUCCIÓN A LA ARQUITECTURA DE ORDENADORES
1.1 Definición de la arquitectura de ordenadores La arquitectura de computadoras es la organización lógica del hardware de los ordenadores. Se trata de un conjunto de principios que describen cómo se pueden describir las características del hardware del ordenador y cómo interactúan entre sí
1.2 Componentes de un ordenador Algunos componentes de un ordenador son: - Procesador - Disco Duro - Placa base - Memoría Ram - Tarjeta gráfica - Fuente de alimentación
1.2
Componentes de un ordenador y funciones
Procesador: El procesador, también conocido como microprocesador, es un circuito integrado (es decir, un chip o microchip). Este elemento permite la ejecución del software, incluyendo el sistema operativo de la máquina. La tarea del procesador es el desarrollo de operaciones lógicas y aritméticas Disco Duro: Un disco duro es un hardware que se utiliza para almacenar datos y contenido digital en ordenadores. Todos los ordenadores tienen un disco duro interno, pero también existen discos duros externos que sirven para ampliar el almacenamiento de un ordenador Placa Base: Una placa base es un circuito impreso al que se conectan el resto de los componentes de un ordenador para que estos funcionen de manera óptima. También se las conoce con el nombre de placas madre.
1.2 Componentes de un ordenador y funciones
Memoría Ram: La memoria RAM o “memoria de acceso aleatorio” es la memoria principal del dispositivo, en la que se almacenan programas y datos. Sus siglas significan Random Access Memory y es el lugar en el que se cargan todas las instrucciones que ejecuta la unidad central de procesamiento y otras unidades del PC. Tarjeta Gráfica: Una tarjeta gráfica o tarjeta de video es una tarjeta de expansión de la tarjeta madre del computador que se encarga de procesar los datos provenientes del procesador y transformarlos en información comprensible y representable en el dispositivo de salida (por ejemplo: monitor, televisor o proyector). Fuente de Alimentación: Una fuente de alimentación es el equipo que se encarga de transformar la corriente alterna (AC), que es la corriente que proviene directamente de la línea eléctrica, en corriente continua (DC), que es la que necesitan la mayoría de los dispositivos para funcionar correctamente
2. La CPU y la arquitectura Von Neumann
2.1 Qué es la CPU y su función La CPU (Unidad Central de Procesamiento, por sus siglas en inglés) de un ordenador es el componente principal encargado de ejecutar instrucciones y realizar cálculos. También se conoce como procesador. La CPU interpreta y ejecuta instrucciones almacenadas en la memoria del ordenador, realiza operaciones matemáticas y lógicas, y coordina la comunicación entre los diferentes componentes del sistema. La velocidad de una CPU se mide en GHz (gigahercios) y representa la frecuencia a la que la CPU ejecuta instrucciones. Sin embargo, la velocidad de la CPU no es el único factor determinante de su rendimiento, ya que también influyen la arquitectura, el número de núcleos y otros aspectos. Una CPU está compuesta principalmente por la Unidad de Control (Control Unit), encargada de coordinar las operaciones y ejecutar las instrucciones, y la Unidad Aritmético-Lógica, que realiza las operaciones matemáticas y lógicas. La función principal de la CPU es procesar la información y realizar operaciones lógicas y aritméticas. La CPU interpreta las instrucciones almacenadas en la memoria del sistema y las ejecuta secuencialmente. Estas instrucciones pueden ser operaciones matemáticas simples como sumas o multiplicaciones, operaciones lógicas como comparaciones o decisiones condicionales, o incluso instrucciones de transferencia de datos entre diferentes partes del sistema.
.2.2 La arquitectura Von Neumann
¿Qué es la arquitectura Von Neumann?
Características principales
La arquitectura Von Neumann se caracteriza por tener cuatro componentes principales: -Unidad de Procesamiento Central (CPU): La CPU es responsable de ejecutar las instrucciones y realizar las operaciones de cálculo en la computadora. -Está compuesta por la Unidad de Control y la Unidad Aritmético-Lógica.
Memoria: La memoria almacena tanto las instrucciones como los datos necesarios para que la CPU realice sus operaciones. En esta arquitectura, la memoria es un espacio unificado, lo que significa que tanto las instrucciones como los datos se almacenan en la misma memoria. -Unidad de Entrada/Salida (E/S): La E/S se encarga de manejar la comunicación entre la computadora y el mundo exterior. Permite la entrada de datos desde dispositivos como teclados o mouse, y la salida de datos hacia dispositivos como pantallas o impresoras. -Bus de datos: El bus de datos es el canal a través del cual se transfieren las instrucciones y los datos entre la CPU, la memoria y los dispositivos de entrada/salida. Es esencial para el flujo de información en la computadora.
La arquitectura Von Neumann es un modelo conceptual de diseño de computadoras que fue propuesto por el matemático y científico de la computación John von Neumann a principios de la década de 1940. Esta arquitectura se ha convertido en el estándar para la mayoría de las computadoras modernas.
2.3 Procesadores y su evolución
Evolución de los procesadores
¿Qué son los procesadores?
A lo largo de los años, se ha ido aumentando el número de bits que conforman las instrucciones y los datos que maneja el procesador. Se ha pasado de los 4 bits del Intel 4004, o los 8 de los 8086, a los 16 bits de los 80286, los 32 de los 80386 y los 64 bits de los Pentium 4 (Nehalem) o los Intel Core. A continuación vamos a ver 3 procesadores actuales de la marca Intel Core
Los procesadores de un ordenador, también conocidos como unidades centrales de procesamiento (CPU, por sus siglas en inglés), son componentes esenciales que realizan la mayoría de las operaciones y cálculos en una computadora. A lo largo de la historia de la informática, los procesadores han experimentado una notable evolución en términos de velocidad, capacidad y eficiencia.
1- Core i5-12600HL 2.7 GHz 2- Core i3-12300HL 2.0 GHz 3- Core i7 9na gen 3.6GHz
+info
3. La memoria del Ordenador
La memoria de un ordenador se refiere a los componentes electrónicos utilizados para almacenar datos e instrucciones que son necesarios para que el sistema operativo y los programas funcionen correctamente.
3.1 Tipos de memoría
Existen varios tipos de memorías, a continuación veremos algunas de las más importantes: 1- Memoria RAM (Random Access Memory): Es la memoria principal de un ordenador. Se utiliza para almacenar temporalmente los datos y programas que están en uso mientras el sistema está en funcionamiento. 2- Memoria caché: Es una memoria de acceso rápido que almacena copias de los datos utilizados con frecuencia. 3- Memoria de solo lectura (CD-ROM, DVD-ROM): Son medios de almacenamiento ópticos que contienen información pregrabada y solo se pueden leer. 4- Memoria ROM: La memoria ROM se utiliza para almacenar instrucciones y datos esenciales para el funcionamiento de un sistema, como por ejemplo la BIOS(Basic Input/Output System).
3.2 Vídeo explicativo funciones de la memoría
El almacenamiento de datos consiste en la conservación de información empleando una tecnología específicamente desarrollada para mantener los datos y que se encuentren accesibles siempre que sean necesarios.
3.3 Relación entre memoria y rendimiento
La memoria tiene una relación directa con el rendimiento de un sistema informático. La cantidad, velocidad y tipo de memoria utilizada en un dispositivo o computadora pueden afectar significativamente su rendimiento general.
Es importante destacar que la memoria no es el único factor que influye en el rendimiento de un sistema informático. Otros componentes, como el procesador, el sistema de almacenamiento y la capacidad de la tarjeta gráfica, también desempeñan un papel crucial. Sin embargo, la memoria juega un papel fundamental en el rendimiento general del sistema y es necesario tener en cuenta su capacidad, velocidad y latencia al buscar un equilibrio adecuado para optimizar el rendimiento.
4. Almacenamiento
4.1 Tipos de almacenamiento
Un ordenador utiliza diferentes tipos de almacenamiento para guardar y acceder a datos de manera persistente. Estos son algunos de los tipos de almacenamiento comunes en un ordenador:
Disco duro (Hard Disk Drive, HDD): Es uno de los principales tipos de almacenamiento utilizado en los ordenadores. Utilizan discos magnéticos giratorios para almacenar datos.
Memoria RAM (Random Access Memory): La memoria RAM es un tipo de almacenamiento volátil utilizado por el sistema operativo y las aplicaciones en ejecución. La memoria RAM es más rápida que los discos duros y los SSD, pero pierde su contenido cuando se apaga el ordenador.
Unidad de estado sólido (Solid-State Drive, SSD): Los SSD utilizan memoria flash para almacenar datos de forma electrónica. Son más rápidos que los discos duros, lo que permite un acceso más rápido a los datos
4.2 Funcines del almacenamiento
El almacenamiento le permite acceder y almacenar sus aplicaciones, sistema operativo y archivos por un tiempo indefinido. Mientras que el escritorio representa la memoria de la computadora, el archivador representa el almacenamiento de su computadora. El almacenamiento de un ordenador cumple varias funciones importantes. A continuación se detallan algunas de las principales funciones del almacenamiento en un ordenador: 1- Almacenamiento de datos: La función más básica del almacenamiento es proporcionar un lugar para guardar y conservar datos de manera segura. 2- Redundancia y protección de datos: El almacenamiento debe proporcionar mecanismos para proteger los datos contra la pérdida y el daño. Esto se logra mediante técnicas como la copia de seguridad. 3- Rendimiento: El almacenamiento también debe proporcionar un rendimiento adecuado para satisfacer las necesidades de las aplicaciones y los usuarios.
4.3 Relación entre almacenamiento y rendimiento
El almacenamiento y el rendimiento están estrechamente relacionados en el contexto de los sistemas informáticos. El rendimiento del almacenamiento se refiere a la velocidad y eficiencia con la que se puede acceder a los datos almacenados. A continuación, se presentan algunas de las formas en que el almacenamiento afecta el rendimiento:
1- Tipo de almacenamiento: El tipo de tecnología de almacenamiento utilizado puede tener un impacto significativo en el rendimiento. Por ejemplo, los discos duros magnéticos tradicionales (HDD) tienden a ser más lentos en comparación con las unidades de estado sólido (SSD).
2- Latencia y tiempo de acceso: La latencia es el tiempo que tarda el almacenamiento en responder a una solicitud de lectura o escritura. Un almacenamiento con baja latencia y tiempo de acceso más rápido puede proporcionar un rendimiento mejorado.
3- Capacidad de almacenamiento: A medida que aumenta la capacidad de almacenamiento, es posible que también se produzca una disminución en el rendimiento.
5. Arquitecturas de procesadores
La arquitectura de procesadores se refiere a la estructura interna y el diseño de un procesador, que es el componente central de una computadora responsable de ejecutar instrucciones y realizar cálculos. A continuación, se describen algunos elementos clave de la arquitectura de procesadores: 1- Unidad de Control (Control Unit): Es responsable de controlar y coordinar las operaciones del procesador. 2- Unidad Aritmético-Lógica (Arithmetic Logic Unit, ALU): Realiza operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación, división) y operaciones lógicas (AND, OR, NOT) en los datos. 3- Bus de Datos y Bus de Direcciones: El bus de datos es el medio a través del cual se transfieren los datos entre los diferentes componentes del sistema, como la memoria y el procesador.
5.1/5.2 Arquitecturas RISC y CISC y sus características
La arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer) es un enfoque de diseño de procesadores que se caracteriza por tener un conjunto de instrucciones reducido y simples. Algunas de las características distintivas de la arquitectura RISC son las siguientes: 1- Instrucciones simples y de tamaño fijo: Las instrucciones en la arquitectura RISC suelen ser operaciones básicas que se ejecutan en un solo ciclo de reloj. 2- Conjunto de instrucciones reducido: Los procesadores RISC tienen un conjunto de instrucciones más pequeño en comparación con las arquitecturas CISC (Complex Instruction Set Computer). 3- Enfoque en la optimización del software: Debido a su conjunto de instrucciones simplificado, la arquitectura RISC se basa en gran medida en la optimización del software para lograr un rendimiento eficiente.
5.1/5.2 Arquitecturas RISC y CISC y sus características
La arquitectura CISC (Complex Instruction Set Computer) es un enfoque de diseño de procesadores que se caracteriza por su conjunto de instrucciones complejo y variado, que permite realizar operaciones complejas en un solo ciclo de reloj. Esta arquitectura ha sido ampliamente utilizada en computadoras personales y servidores, donde la flexibilidad y la capacidad de realizar tareas complejas en menos instrucciones son importantes. Sin embargo, también puede presentar desafíos en términos de complejidad de hardware y consumo de energía. Algunas características explicadas más a fondo son:1- Tamaño variable de instrucciones: A diferencia de la arquitectura RISC, donde las instrucciones tienen un tamaño fijo, en la arquitectura CISC, las instrucciones pueden tener tamaños variables.
2- Conjunto de registros más amplio: Los procesadores CISC suelen tener un conjunto de registros más grande en comparación con la arquitectura RISC. Estos registros pueden ser especializados para tareas específicas. 3- Conjunto de instrucciones complejo: Los procesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones más amplio y variado que incluye instrucciones complejas y especializadas.
5.3 Procesadores actuales y su arquitectura
En la actualidad, existen varias arquitecturas de procesadores que se utilizan ampliamente en diferentes dispositivos. A continuación, se mencionan algunos de los procesadores más comunes y sus respectivas arquitecturas:1- x86 (IA-32/Intel 64): Esta arquitectura es ampliamente utilizada en computadoras personales y servidores. Es desarrollada principalmente por Intel y AMD. La arquitectura x86 se basa en la arquitectura CISC y se caracteriza por su conjunto de instrucciones 2- ARM: La arquitectura ARM es muy popular en dispositivos móviles, como teléfonos inteligentes, tabletas y dispositivos IoT (Internet of Things). ARM, que significa Advanced RISC Machine, se basa en la arquitectura RISC. 3- PowerPC: PowerPC es una arquitectura desarrollada conjuntamente por IBM, Apple y Motorola. Aunque su uso en computadoras personales ha disminuido, sigue siendo utilizado en servidores, además se basa en la arquitectura RISC.
6. Tendencias actuales en la arquitectura de ordenadores
6.1 Tecnologías emergentes
Existen varias tecnologías emergentes que están teniendo un impacto significativo en diversos sectores y están cambiando la forma en que vivimos, trabajamos y nos relacionamos. A continuación, se presentan algunas de las tecnologías emergentes más destacadas:
Inteligencia Artificial (IA): La IA se refiere a sistemas y máquinas que pueden realizar tareas que normalmente requieren inteligencia humana, como reconocimiento de voz, procesamiento del lenguaje natural, visión por computadora y toma de decisiones.
Computación en la nube: La computación en la nube permite el acceso bajo demanda a recursos informáticos, como almacenamiento, potencia de procesamiento y aplicaciones, a través de Internet.
Realidad Virtual (VR) y Realidad Aumentada (AR): Estas tecnologías permiten la creación de experiencias inmersivas y enriquecidas. La realidad virtual crea entornos simulados completamente inmersivos, mientras que la realidad aumentada superpone información digital en el mundo real.
6.2 Impacto en la sociedad
La arquitectura de ordenadores, que abarca el diseño y la estructura interna de los sistemas informáticos, tiene un impacto significativo en la sociedad en varios aspectos. A continuación, se mencionan algunos de los impactos más destacados:1- Mayor capacidad de procesamiento: La evolución de la arquitectura de ordenadores ha llevado a un aumento exponencial en la capacidad de procesamiento de las computadoras. 2- Conectividad global: La arquitectura de redes de ordenadores ha facilitado la conectividad global, permitiendo la comunicación y la colaboración en tiempo real a través de distancias geográficas. 3- Avances en la atención médica: La arquitectura de ordenadores ha impulsado avances en la atención médica, desde diagnósticos más precisos hasta tratamientos personalizados. En resumen, la arquitectura de ordenadores ha transformado la sociedad en múltiples aspectos, brindando mayor capacidad de procesamiento, acceso a la información, conectividad global, automatización y eficiencia, así como avances en la atención médica.
6.3 El futuro de la arquitectura de ordenadores
El futuro de la arquitectura de ordenadores es un campo emocionante y en constante evolución. A medida que la tecnología avanza, se espera que la arquitectura de ordenadores continúe desarrollándose en varias direcciones. Aquí hay algunas tendencias y posibles aspectos del futuro de la arquitectura de ordenadores:1- Procesadores especializados: Con el crecimiento de aplicaciones específicas, como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, es probable que veamos un aumento en el desarrollo de procesadores especializados diseñados para realizar tareas específicas de manera eficiente. 2- Interconexiones avanzadas: A medida que los sistemas informáticos se vuelven más complejos y requieren una mayor capacidad de procesamiento, se requerirán interconexiones más rápidas y eficientes entre los diferentes componentes del sistema. 3- Computación cuántica: La computación cuántica es una tecnología emergente que utiliza principios de la física cuántica para realizar cálculos a una velocidad y escala mucho mayores que los ordenadores tradicionales.
¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN!
Bibliografía: - ChatGPT - Wikipedia
Realizado por Fco Javier Mora Campoy 1ºC TIC (Tecnología de la Información y la Comunicación
ARQUITECTURA DE ORDENADORES
Francisco Javier Mora Campoy
Created on April 26, 2023
Start designing with a free template
Discover more than 1500 professional designs like these:
View
Vaporwave presentation
View
Animated Sketch Presentation
View
Memories Presentation
View
Pechakucha Presentation
View
Decades Presentation
View
Color and Shapes Presentation
View
Historical Presentation
Explore all templates
Transcript
ARQUITECTUTA DE ORDENADORES
Fco Javier Mora Campoy 1ºCTIC
ÍNDICE
Introducción a la arquitectura de ordenadores
La CPU y la arquitectura Von Neumann
La memoria del ordenador
Almacenamiento
Arquitecturas de procesadores
Tendencias actuales en la arquitectura de ordenadores
Agradecimiento y Bibliografía
Realizado por Fco Javier Mora Campoy 1º C TIC
INTRODUCCIÓN A LA ARQUITECTURA DE ORDENADORES
1.1 Definición de la arquitectura de ordenadores La arquitectura de computadoras es la organización lógica del hardware de los ordenadores. Se trata de un conjunto de principios que describen cómo se pueden describir las características del hardware del ordenador y cómo interactúan entre sí
1.2 Componentes de un ordenador Algunos componentes de un ordenador son: - Procesador - Disco Duro - Placa base - Memoría Ram - Tarjeta gráfica - Fuente de alimentación
1.2
Componentes de un ordenador y funciones
Procesador: El procesador, también conocido como microprocesador, es un circuito integrado (es decir, un chip o microchip). Este elemento permite la ejecución del software, incluyendo el sistema operativo de la máquina. La tarea del procesador es el desarrollo de operaciones lógicas y aritméticas Disco Duro: Un disco duro es un hardware que se utiliza para almacenar datos y contenido digital en ordenadores. Todos los ordenadores tienen un disco duro interno, pero también existen discos duros externos que sirven para ampliar el almacenamiento de un ordenador Placa Base: Una placa base es un circuito impreso al que se conectan el resto de los componentes de un ordenador para que estos funcionen de manera óptima. También se las conoce con el nombre de placas madre.
1.2 Componentes de un ordenador y funciones
Memoría Ram: La memoria RAM o “memoria de acceso aleatorio” es la memoria principal del dispositivo, en la que se almacenan programas y datos. Sus siglas significan Random Access Memory y es el lugar en el que se cargan todas las instrucciones que ejecuta la unidad central de procesamiento y otras unidades del PC. Tarjeta Gráfica: Una tarjeta gráfica o tarjeta de video es una tarjeta de expansión de la tarjeta madre del computador que se encarga de procesar los datos provenientes del procesador y transformarlos en información comprensible y representable en el dispositivo de salida (por ejemplo: monitor, televisor o proyector). Fuente de Alimentación: Una fuente de alimentación es el equipo que se encarga de transformar la corriente alterna (AC), que es la corriente que proviene directamente de la línea eléctrica, en corriente continua (DC), que es la que necesitan la mayoría de los dispositivos para funcionar correctamente
2. La CPU y la arquitectura Von Neumann
2.1 Qué es la CPU y su función La CPU (Unidad Central de Procesamiento, por sus siglas en inglés) de un ordenador es el componente principal encargado de ejecutar instrucciones y realizar cálculos. También se conoce como procesador. La CPU interpreta y ejecuta instrucciones almacenadas en la memoria del ordenador, realiza operaciones matemáticas y lógicas, y coordina la comunicación entre los diferentes componentes del sistema. La velocidad de una CPU se mide en GHz (gigahercios) y representa la frecuencia a la que la CPU ejecuta instrucciones. Sin embargo, la velocidad de la CPU no es el único factor determinante de su rendimiento, ya que también influyen la arquitectura, el número de núcleos y otros aspectos. Una CPU está compuesta principalmente por la Unidad de Control (Control Unit), encargada de coordinar las operaciones y ejecutar las instrucciones, y la Unidad Aritmético-Lógica, que realiza las operaciones matemáticas y lógicas. La función principal de la CPU es procesar la información y realizar operaciones lógicas y aritméticas. La CPU interpreta las instrucciones almacenadas en la memoria del sistema y las ejecuta secuencialmente. Estas instrucciones pueden ser operaciones matemáticas simples como sumas o multiplicaciones, operaciones lógicas como comparaciones o decisiones condicionales, o incluso instrucciones de transferencia de datos entre diferentes partes del sistema.
.2.2 La arquitectura Von Neumann
¿Qué es la arquitectura Von Neumann?
Características principales
La arquitectura Von Neumann se caracteriza por tener cuatro componentes principales: -Unidad de Procesamiento Central (CPU): La CPU es responsable de ejecutar las instrucciones y realizar las operaciones de cálculo en la computadora. -Está compuesta por la Unidad de Control y la Unidad Aritmético-Lógica. Memoria: La memoria almacena tanto las instrucciones como los datos necesarios para que la CPU realice sus operaciones. En esta arquitectura, la memoria es un espacio unificado, lo que significa que tanto las instrucciones como los datos se almacenan en la misma memoria. -Unidad de Entrada/Salida (E/S): La E/S se encarga de manejar la comunicación entre la computadora y el mundo exterior. Permite la entrada de datos desde dispositivos como teclados o mouse, y la salida de datos hacia dispositivos como pantallas o impresoras. -Bus de datos: El bus de datos es el canal a través del cual se transfieren las instrucciones y los datos entre la CPU, la memoria y los dispositivos de entrada/salida. Es esencial para el flujo de información en la computadora.
La arquitectura Von Neumann es un modelo conceptual de diseño de computadoras que fue propuesto por el matemático y científico de la computación John von Neumann a principios de la década de 1940. Esta arquitectura se ha convertido en el estándar para la mayoría de las computadoras modernas.
2.3 Procesadores y su evolución
Evolución de los procesadores
¿Qué son los procesadores?
A lo largo de los años, se ha ido aumentando el número de bits que conforman las instrucciones y los datos que maneja el procesador. Se ha pasado de los 4 bits del Intel 4004, o los 8 de los 8086, a los 16 bits de los 80286, los 32 de los 80386 y los 64 bits de los Pentium 4 (Nehalem) o los Intel Core. A continuación vamos a ver 3 procesadores actuales de la marca Intel Core
Los procesadores de un ordenador, también conocidos como unidades centrales de procesamiento (CPU, por sus siglas en inglés), son componentes esenciales que realizan la mayoría de las operaciones y cálculos en una computadora. A lo largo de la historia de la informática, los procesadores han experimentado una notable evolución en términos de velocidad, capacidad y eficiencia.
1- Core i5-12600HL 2.7 GHz 2- Core i3-12300HL 2.0 GHz 3- Core i7 9na gen 3.6GHz
+info
3. La memoria del Ordenador
La memoria de un ordenador se refiere a los componentes electrónicos utilizados para almacenar datos e instrucciones que son necesarios para que el sistema operativo y los programas funcionen correctamente.
3.1 Tipos de memoría
Existen varios tipos de memorías, a continuación veremos algunas de las más importantes: 1- Memoria RAM (Random Access Memory): Es la memoria principal de un ordenador. Se utiliza para almacenar temporalmente los datos y programas que están en uso mientras el sistema está en funcionamiento. 2- Memoria caché: Es una memoria de acceso rápido que almacena copias de los datos utilizados con frecuencia. 3- Memoria de solo lectura (CD-ROM, DVD-ROM): Son medios de almacenamiento ópticos que contienen información pregrabada y solo se pueden leer. 4- Memoria ROM: La memoria ROM se utiliza para almacenar instrucciones y datos esenciales para el funcionamiento de un sistema, como por ejemplo la BIOS(Basic Input/Output System).
3.2 Vídeo explicativo funciones de la memoría
El almacenamiento de datos consiste en la conservación de información empleando una tecnología específicamente desarrollada para mantener los datos y que se encuentren accesibles siempre que sean necesarios.
3.3 Relación entre memoria y rendimiento
La memoria tiene una relación directa con el rendimiento de un sistema informático. La cantidad, velocidad y tipo de memoria utilizada en un dispositivo o computadora pueden afectar significativamente su rendimiento general.
Es importante destacar que la memoria no es el único factor que influye en el rendimiento de un sistema informático. Otros componentes, como el procesador, el sistema de almacenamiento y la capacidad de la tarjeta gráfica, también desempeñan un papel crucial. Sin embargo, la memoria juega un papel fundamental en el rendimiento general del sistema y es necesario tener en cuenta su capacidad, velocidad y latencia al buscar un equilibrio adecuado para optimizar el rendimiento.
4. Almacenamiento
4.1 Tipos de almacenamiento
Un ordenador utiliza diferentes tipos de almacenamiento para guardar y acceder a datos de manera persistente. Estos son algunos de los tipos de almacenamiento comunes en un ordenador:
Disco duro (Hard Disk Drive, HDD): Es uno de los principales tipos de almacenamiento utilizado en los ordenadores. Utilizan discos magnéticos giratorios para almacenar datos.
Memoria RAM (Random Access Memory): La memoria RAM es un tipo de almacenamiento volátil utilizado por el sistema operativo y las aplicaciones en ejecución. La memoria RAM es más rápida que los discos duros y los SSD, pero pierde su contenido cuando se apaga el ordenador.
Unidad de estado sólido (Solid-State Drive, SSD): Los SSD utilizan memoria flash para almacenar datos de forma electrónica. Son más rápidos que los discos duros, lo que permite un acceso más rápido a los datos
4.2 Funcines del almacenamiento
El almacenamiento le permite acceder y almacenar sus aplicaciones, sistema operativo y archivos por un tiempo indefinido. Mientras que el escritorio representa la memoria de la computadora, el archivador representa el almacenamiento de su computadora. El almacenamiento de un ordenador cumple varias funciones importantes. A continuación se detallan algunas de las principales funciones del almacenamiento en un ordenador: 1- Almacenamiento de datos: La función más básica del almacenamiento es proporcionar un lugar para guardar y conservar datos de manera segura. 2- Redundancia y protección de datos: El almacenamiento debe proporcionar mecanismos para proteger los datos contra la pérdida y el daño. Esto se logra mediante técnicas como la copia de seguridad. 3- Rendimiento: El almacenamiento también debe proporcionar un rendimiento adecuado para satisfacer las necesidades de las aplicaciones y los usuarios.
4.3 Relación entre almacenamiento y rendimiento
El almacenamiento y el rendimiento están estrechamente relacionados en el contexto de los sistemas informáticos. El rendimiento del almacenamiento se refiere a la velocidad y eficiencia con la que se puede acceder a los datos almacenados. A continuación, se presentan algunas de las formas en que el almacenamiento afecta el rendimiento:
1- Tipo de almacenamiento: El tipo de tecnología de almacenamiento utilizado puede tener un impacto significativo en el rendimiento. Por ejemplo, los discos duros magnéticos tradicionales (HDD) tienden a ser más lentos en comparación con las unidades de estado sólido (SSD).
2- Latencia y tiempo de acceso: La latencia es el tiempo que tarda el almacenamiento en responder a una solicitud de lectura o escritura. Un almacenamiento con baja latencia y tiempo de acceso más rápido puede proporcionar un rendimiento mejorado.
3- Capacidad de almacenamiento: A medida que aumenta la capacidad de almacenamiento, es posible que también se produzca una disminución en el rendimiento.
5. Arquitecturas de procesadores
La arquitectura de procesadores se refiere a la estructura interna y el diseño de un procesador, que es el componente central de una computadora responsable de ejecutar instrucciones y realizar cálculos. A continuación, se describen algunos elementos clave de la arquitectura de procesadores: 1- Unidad de Control (Control Unit): Es responsable de controlar y coordinar las operaciones del procesador. 2- Unidad Aritmético-Lógica (Arithmetic Logic Unit, ALU): Realiza operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación, división) y operaciones lógicas (AND, OR, NOT) en los datos. 3- Bus de Datos y Bus de Direcciones: El bus de datos es el medio a través del cual se transfieren los datos entre los diferentes componentes del sistema, como la memoria y el procesador.
5.1/5.2 Arquitecturas RISC y CISC y sus características
La arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer) es un enfoque de diseño de procesadores que se caracteriza por tener un conjunto de instrucciones reducido y simples. Algunas de las características distintivas de la arquitectura RISC son las siguientes: 1- Instrucciones simples y de tamaño fijo: Las instrucciones en la arquitectura RISC suelen ser operaciones básicas que se ejecutan en un solo ciclo de reloj. 2- Conjunto de instrucciones reducido: Los procesadores RISC tienen un conjunto de instrucciones más pequeño en comparación con las arquitecturas CISC (Complex Instruction Set Computer). 3- Enfoque en la optimización del software: Debido a su conjunto de instrucciones simplificado, la arquitectura RISC se basa en gran medida en la optimización del software para lograr un rendimiento eficiente.
5.1/5.2 Arquitecturas RISC y CISC y sus características
La arquitectura CISC (Complex Instruction Set Computer) es un enfoque de diseño de procesadores que se caracteriza por su conjunto de instrucciones complejo y variado, que permite realizar operaciones complejas en un solo ciclo de reloj. Esta arquitectura ha sido ampliamente utilizada en computadoras personales y servidores, donde la flexibilidad y la capacidad de realizar tareas complejas en menos instrucciones son importantes. Sin embargo, también puede presentar desafíos en términos de complejidad de hardware y consumo de energía. Algunas características explicadas más a fondo son:1- Tamaño variable de instrucciones: A diferencia de la arquitectura RISC, donde las instrucciones tienen un tamaño fijo, en la arquitectura CISC, las instrucciones pueden tener tamaños variables. 2- Conjunto de registros más amplio: Los procesadores CISC suelen tener un conjunto de registros más grande en comparación con la arquitectura RISC. Estos registros pueden ser especializados para tareas específicas. 3- Conjunto de instrucciones complejo: Los procesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones más amplio y variado que incluye instrucciones complejas y especializadas.
5.3 Procesadores actuales y su arquitectura
En la actualidad, existen varias arquitecturas de procesadores que se utilizan ampliamente en diferentes dispositivos. A continuación, se mencionan algunos de los procesadores más comunes y sus respectivas arquitecturas:1- x86 (IA-32/Intel 64): Esta arquitectura es ampliamente utilizada en computadoras personales y servidores. Es desarrollada principalmente por Intel y AMD. La arquitectura x86 se basa en la arquitectura CISC y se caracteriza por su conjunto de instrucciones 2- ARM: La arquitectura ARM es muy popular en dispositivos móviles, como teléfonos inteligentes, tabletas y dispositivos IoT (Internet of Things). ARM, que significa Advanced RISC Machine, se basa en la arquitectura RISC. 3- PowerPC: PowerPC es una arquitectura desarrollada conjuntamente por IBM, Apple y Motorola. Aunque su uso en computadoras personales ha disminuido, sigue siendo utilizado en servidores, además se basa en la arquitectura RISC.
6. Tendencias actuales en la arquitectura de ordenadores
6.1 Tecnologías emergentes
Existen varias tecnologías emergentes que están teniendo un impacto significativo en diversos sectores y están cambiando la forma en que vivimos, trabajamos y nos relacionamos. A continuación, se presentan algunas de las tecnologías emergentes más destacadas:
Inteligencia Artificial (IA): La IA se refiere a sistemas y máquinas que pueden realizar tareas que normalmente requieren inteligencia humana, como reconocimiento de voz, procesamiento del lenguaje natural, visión por computadora y toma de decisiones.
Computación en la nube: La computación en la nube permite el acceso bajo demanda a recursos informáticos, como almacenamiento, potencia de procesamiento y aplicaciones, a través de Internet.
Realidad Virtual (VR) y Realidad Aumentada (AR): Estas tecnologías permiten la creación de experiencias inmersivas y enriquecidas. La realidad virtual crea entornos simulados completamente inmersivos, mientras que la realidad aumentada superpone información digital en el mundo real.
6.2 Impacto en la sociedad
La arquitectura de ordenadores, que abarca el diseño y la estructura interna de los sistemas informáticos, tiene un impacto significativo en la sociedad en varios aspectos. A continuación, se mencionan algunos de los impactos más destacados:1- Mayor capacidad de procesamiento: La evolución de la arquitectura de ordenadores ha llevado a un aumento exponencial en la capacidad de procesamiento de las computadoras. 2- Conectividad global: La arquitectura de redes de ordenadores ha facilitado la conectividad global, permitiendo la comunicación y la colaboración en tiempo real a través de distancias geográficas. 3- Avances en la atención médica: La arquitectura de ordenadores ha impulsado avances en la atención médica, desde diagnósticos más precisos hasta tratamientos personalizados. En resumen, la arquitectura de ordenadores ha transformado la sociedad en múltiples aspectos, brindando mayor capacidad de procesamiento, acceso a la información, conectividad global, automatización y eficiencia, así como avances en la atención médica.
6.3 El futuro de la arquitectura de ordenadores
El futuro de la arquitectura de ordenadores es un campo emocionante y en constante evolución. A medida que la tecnología avanza, se espera que la arquitectura de ordenadores continúe desarrollándose en varias direcciones. Aquí hay algunas tendencias y posibles aspectos del futuro de la arquitectura de ordenadores:1- Procesadores especializados: Con el crecimiento de aplicaciones específicas, como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, es probable que veamos un aumento en el desarrollo de procesadores especializados diseñados para realizar tareas específicas de manera eficiente. 2- Interconexiones avanzadas: A medida que los sistemas informáticos se vuelven más complejos y requieren una mayor capacidad de procesamiento, se requerirán interconexiones más rápidas y eficientes entre los diferentes componentes del sistema. 3- Computación cuántica: La computación cuántica es una tecnología emergente que utiliza principios de la física cuántica para realizar cálculos a una velocidad y escala mucho mayores que los ordenadores tradicionales.
¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN!
Bibliografía: - ChatGPT - Wikipedia
Realizado por Fco Javier Mora Campoy 1ºC TIC (Tecnología de la Información y la Comunicación