Arquitectura de Computadores: Componentes, Memoria y Puertos de Comunicación

Fundamentos de la Arquitectura de Computadores: Hardware, Software y Periféricos

Componentes Esenciales del Sistema Informático

Definiciones Clave

• Periféricos: Son elementos que sirven para introducir datos, procesarlos y obtener resultados a la salida.
• Software: Conjunto de instrucciones que permiten controlar los dispositivos físicos (hardware) de un ordenador.

Software de Base y Control

El Software de Base (o de Sistema) controla el hardware, facilitando la comunicación entre el usuario y el sistema.

• Drivers (Controladores): Programas que comunican el sistema operativo con un dispositivo específico.
• Sistema Operativo (SO): Software principal que decide qué procesos se ejecutan primero y gestiona los recursos del sistema.

Estructura Física del Ordenador (Hardware)

El Hardware está constituido por los dispositivos físicos que forman el ordenador.

Elementos Centrales del Hardware

• CPU (Unidad Central de Procesamiento): Controla el flujo de información de una parte del ordenador a otra.
• Periféricos de Entrada/Salida (E/S): Permiten el intercambio de datos con el exterior.
• Buses: Permiten que todos los dispositivos estén conectados para que la información fluya correctamente.

Sistemas de Memoria

Memoria RAM (Random Access Memory)

La Memoria RAM prepara los datos y las instrucciones para que la CPU pueda procesarlos. También se encarga de almacenar temporalmente el resultado de las operaciones realizadas en la CPU.

La RAM es una memoria aleatoria en la que se puede leer y escribir. Tradicionalmente, se divide en tres bloques:

1. Memoria Convencional
2. Memoria Superior
3. Memoria Extendida

Tipos Específicos de Memoria

• Memoria DRAM: Es la más habitual y constituye la mayor parte de la memoria principal del ordenador.
• Memoria CMOS: Guarda la información de la configuración del ordenador (BIOS/UEFI).
• Memoria Caché: Almacena instrucciones o datos que el ordenador va a usar con más frecuencia, acelerando el acceso.

Memoria ROM (Read Only Memory) y Derivados

La Memoria ROM es una memoria de solo lectura.

• Memoria BIOS: Software de inicio almacenado en ROM que inicializa el hardware.
• Memoria PROM (Programmable ROM): Permite grabar datos una sola vez.
• Memoria EPROM (Erasable Programmable ROM): Es una memoria PROM que permite grabar sobre ella, pero también borrar aplicando rayos ultravioletas.
• Memoria EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM): Memoria EPROM que permite borrar la información con descargas eléctricas y sin necesidad de sacar la memoria de la placa.

Puertos de Comunicación y Transferencia de Datos

Puertos de Baja Velocidad

• Puertos Serie: Son lentos y se utilizan para conectar el ratón u otros dispositivos que no necesiten transmitir mucha información a la vez. Sirven para conectar módems externos, ya que la línea telefónica tiene una limitación similar.

Puertos de Alta Velocidad

• Puertos Paralelo: Permiten transferir una mayor cantidad de información al mismo tiempo.
• Puertos USB (Universal Serial Bus): Son puertos serie de gran velocidad.
• FireWire (IEEE 1394): Tecnología de altísima velocidad de transmisión para entrada/salida de datos en serie.

Dispositivos de Almacenamiento Óptico

CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory)

Utiliza tecnología láser para almacenar información que no tenga que ser modificada. La información está almacenada en una sola cara, siguiendo una pista en forma de espiral que comienza en el centro del disco y termina en el borde exterior. Tiene zonas lisas y muescas que representan el 0 y el 1 binarios.

DVD (Digital Versatile Disc)

Son análogos al CD-ROM, pero su capacidad es mucho mayor. Esto se consigue aumentando la densidad de escritura. Los DVD pueden grabar en las dos caras y almacenar información variada en cada una de ellas.

Velocidades de Transferencia de Puertos (Rendimiento)

A continuación, se detallan las velocidades máximas de transferencia de datos (Mbps = Megabits por segundo; Gbps = Gigabits por segundo):

• USB 1.1: 1.5 Mbps
• USB 1.2 (Full Speed): 12 Mbps
• USB 2.0 (High Speed): 480 Mbps
• USB 3.0 (SuperSpeed): 5 Gbps
• FireWire (FW 400): 400 Mbps
• FireWire 2.0 (FW 800): 800 Mbps

Nota: Se han ajustado las velocidades de USB y FireWire a los estándares técnicos correctos, ya que los valores originales presentaban errores de magnitud y unidad.