Componentes esenciales de hardware, software y arquitectura de sistemas informáticos

Conceptos básicos

Hardware: elementos físicos, en su mayoría eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos, capaces de realizar una gran variedad de trabajos a gran velocidad.

Software: programas que nos sirven para procesar la información.

Definiciones de programa y sistema operativo

• Programa (definición 1): conjunto de instrucciones ordenadas y agrupadas de forma adecuada.
• Programa (definición 2): conjunto de instrucciones ordenadas y agrupadas de forma adecuada.
• Sistema operativo: componente software de un sistema informático capaz de hacer que los programas procesen información sobre los componentes electrónicos de un ordenador o sistema informático.

Firmware y software de base

El firmware es un bloque de instrucciones para propósitos específicos, grabado en una memoria tipo ROM, EEPROM o flash; por ejemplo, la BIOS. Software de base: Sistemas operativos, drivers y firmware.

Unidad aritmético-lógica y registros

Unidad Aritmético-Lógica (ALU y AUL): circuito operacional. Componentes asociados: registro de entrada, acumulador y registro de estado.

Memoria

• Memoria RAM
• Conceptos básicos de medidas:
  • 1 bit: unidad mínima de información.
  • 4 bits = nibble.
  • 8 bits = byte (octeto).
  • 16 bits = palabra (word).
  • Octeto: 8 bits; tiene 256 posibilidades (2^8).
  • Bit: 2 posibilidades (0 o 1).
• Memoria ROM: es de solo lectura, no volátil. Contiene programas para cargar e iniciar el arranque del ordenador y almacena información referente al hardware del equipo.
• Tipos de ROM y variantes programables:
  • PROM: solo se programa una vez.
  • EPROM: se borra con rayos ultravioleta.
  • EEPROM y flash: memorias reescribibles eléctricamente.

Modos de direccionamiento

• Directo: en la instrucción, el campo del operando contiene la dirección en memoria donde se encuentra el operando.
• Indirecto: el campo del operando contiene una dirección de memoria en la que se encuentra la dirección efectiva del operando.
• Relativo: la dirección del dato que interviene en la instrucción se obtiene sumando a la dirección de la propia instrucción una cantidad fija.

Buses del sistema

• Bus de datos: transmite información entre CPU y periféricos.
• Bus de direcciones: identifica el dispositivo al que va destinada la información que se transmite por el bus de datos.
• Bus de control o de sistema: organiza y redirige hacia el bus pertinente la información.

Periféricos y modos de comunicación

• Simplex: comunicación en una sola dirección.
• Semidúplex (half-duplex): primero una dirección, luego la otra (comunicación alterna).
• Full duplex: ambas direcciones al mismo tiempo (comunicación simultánea).

Tipos de datos

• Según su flujo: entrada, intermedios, salida.
• Según su contenido: fijos, variables.

Notas finales

Se han corregido aspectos ortográficos y de redacción para facilitar la lectura y comprensión de los conceptos relacionados con hardware, software, memoria, buses y modos de direccionamiento.