Conceptos Clave de Informática: Códigos, CPU y Buses

Representación de la Información y Códigos

Información: Representación de hechos, objetos, etc., que permiten la comunicación entre emisor y receptor.

La transmisión de información se realiza mediante caracteres alfanuméricos, sonidos, videos, gráficos e imágenes.

Un código está compuesto por un conjunto de reglas y convenios de transformación del alfabeto fuente y un nuevo alfabeto que sustituirá al original.

Representación de Datos Alfabéticos y Alfanuméricos

• ASCII: Utiliza grupos de 7 bits por carácter, permitiendo 128 caracteres diferentes. Suficiente para el alfabeto en letras mayúsculas y minúsculas y los símbolos de una máquina de escribir. El código ASCII extendido usa 8 bits por carácter, añadiendo otros 128 caracteres posibles.
• Unicode: Utiliza 16 bits. Su objetivo es representar cada elemento usado en la escritura de cualquier idioma del planeta. Es un requisito para los estándares modernos como XML, Java, ECMAScript (JavaScript), etc., y es compatible con muchos sistemas operativos. Permite el uso de juegos de caracteres heredados.
• BCD (Decimal Codificado en Binario): Es una forma de codificar los símbolos numéricos del 0 al 9. Divide cada octeto en dos mitades o cuartetos, cada uno de los cuales almacena en binario una cifra.
• EBCDIC (Código BCD Extendido de Caracteres Decimales Codificados en Binario para el Intercambio de Información): Sistema de codificación que tiene como objetivo la representación de caracteres alfanuméricos. Cada carácter tiene 8 bits, permitiendo representar hasta 256 caracteres (letras mayúsculas, minúsculas, caracteres especiales, caracteres de control y comunicaciones).

Unidad Central de Proceso (CPU) y Buses

La CPU (Unidad Central de Proceso) es el componente del ordenador que se ocupa del control y el proceso de datos. Su potencia se mide en megahercios (MHz) o gigahercios (GHz). También se le llama procesador o microprocesador. Está formada por:

• Unidad de Control (UC): Interpreta y ejecuta las instrucciones máquina almacenadas en la memoria principal y genera señales de control.
  • Componentes:
  • Descodificador de Instrucción (DI): Extrae y analiza el código de operación de la instrucción en curso contenida en el RI, y genera señales de control.
  • Reloj: Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes, marcando el ritmo de funcionamiento del decodificador.
  • Secuenciador: Genera órdenes sincronizadas con los impulsos de reloj, haciendo que se ejecute de manera ordenada la instrucción cargada en él.

• Unidad Aritmético-Lógica (UAL o ALU): Recibe los datos sobre los que efectúa operaciones de cálculo y comparaciones, toma decisiones lógicas y devuelve el resultado, bajo la supervisión de la UC.

• Registros: Almacenan información temporal; constituyen el almacenamiento interno de la CPU. La UC, la UAL y los registros constituyen el procesador central del sistema. Los registros son un conjunto de bits que se manipulan en bloque. Este número varía dependiendo de la CPU, pero siempre son múltiplos de 8.
  • Tipos de Registros:
  • Registros visibles al usuario: de dirección, datos y condición.
  • Registros de control y de estado: Contador de programa (CP), Registro de instrucción (RI), Registro de dirección de memoria (RDM), Registro de intercambio de memoria (RIM).

Comunicación entre Componentes: Buses

Todos los componentes se comunican a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus.

• Bus de Datos: Permite el intercambio de datos entre la CPU y el resto de unidades. Cada instrucción de un programa y cada byte viaja por este bus. El tamaño del bus se mide en bits.