Evolución de la Computación y Arquitectura de Hardware: Conceptos Fundamentales

Evolución de las Generaciones de Computadoras

• Generación 0: Era mecánica. Destacan la máquina de Pascal, la máquina de diferencias y la analítica de Charles Babbage.
• Generación 1: Los equipos funcionaban con válvulas de vacío. De ámbito científico/militar, para programar había que modificar directamente los valores de los circuitos de las máquinas. Ejemplos: ENIAC, UNIVAC I y II.
• Generación 2: Sustitución de válvulas de vacío por transistores. Aparecen los primeros ordenadores comerciales que ya contaban con sistemas operativos.
• Generación 3: Aparición del circuito integrado. Se abaratan costes, aumenta la capacidad de procesamiento, disminuye el tamaño de las máquinas y mejoran los lenguajes de programación.
• Generación 4: Integración de los componentes electrónicos y creación del microprocesador.
• Generación 5: Surge el ordenador personal, la integración de datos y la interconexión de computadores, dispositivos y redes. La tecnología empieza a estar al alcance de todos los hogares y empresas.
• Generación 6: Consolidación de sistemas inteligentes, tecnología del todo, sistemas multiprocesador, Wikipedia, impresoras 3D, robots humanoides (usados como astronautas) y computación cuántica.

Arquitectura de Von Neumann

Utiliza la CPU, memoria principal, control de E/S y buses del sistema. Los programas se almacenan como si fueran datos.

Componentes de la CPU

• ALU: Realiza operaciones aritméticas y lógicas.
• UC (Unidad de Control): Extrae instrucciones de memoria y las ejecuta.
• Reloj: Genera ciclos que sincronizan las operaciones.
• Registros: Diminutas memorias temporales de alta velocidad.
• Buses: Hilos eléctricos de datos y direcciones.
• Interfaz de bus: Comunica al procesador con el resto del sistema.

Hardware y Componentes del Sistema

Microprocesador

La frecuencia de reloj marca la velocidad con la que se deben ejecutar las instrucciones. Fabricantes principales: Intel y AMD.

Placa Base

Es una placa grande de circuitos integrados donde se insertan el procesador, la memoria y otros componentes que se comunican a través de los buses.

Memoria RAM

Son memorias rápidas, de tamaño elevado y volátiles. Con capacidades comunes de 2 a 8 GB, están formadas por zonas de memoria con direcciones únicas y almacenan todos los programas en ejecución. La memoria flash es un tipo de EEPROM.

Dispositivo de Almacenamiento

• Disco Duro (HDD): Dispositivo de almacenamiento no volátil que contiene el sistema operativo, los programas y los datos. Utiliza platos metálicos que giran a gran velocidad para leer la información.
• Disco SSD: Utiliza memoria no volátil en vez de discos magnéticos. Ofrece gran velocidad de lectura y escritura, siendo más rápidos que un disco duro tradicional. Sus limitaciones principales son el precio, la dificultad de recuperación ante un fallo físico y una menor capacidad.