Funcionamiento Interno del Ordenador: CPU, Memoria y Buses

Componentes Clave del Ordenador: Microprocesador, Memoria y Comunicación

8. ¿Cómo se comunican entre sí los subsistemas del ordenador?

Los subsistemas principales (CPU, memoria, E/S) se comunican entre sí a través del bus del sistema. El bus es el medio físico (conjunto de cables o pistas en la placa base) empleado para transmitir datos, direcciones y señales de control entre ellos.

12. ¿Cómo se diferencia el microprocesador del resto de los elementos de la placa base?

Visualmente, el microprocesador (CPU) se diferencia porque suele llevar un sistema de refrigeración encima, compuesto por un disipador térmico y, frecuentemente, un ventilador, para gestionar el calor que genera.

13. ¿Qué funciones realiza el microprocesador?

El microprocesador es un circuito integrado digital complejo que actúa como el "cerebro" del ordenador. Sus funciones principales son:

• Ejecutar instrucciones de programas.
• Realizar operaciones aritméticas (sumas, restas...) y lógicas (AND, OR, NOT...).
• Controlar el flujo de información dentro del sistema.

Para ello, sigue una serie de instrucciones suministradas por los programas, que obtiene principalmente de la memoria RAM, aunque también utiliza memorias internas (caché, registros) para almacenar datos e instrucciones temporalmente.

14. En un microprocesador, ¿qué unidades o métricas se utilizan para indicar...?

La máxima memoria que puede utilizar:

Se mide en Gigabytes (GB) o Terabytes (TB) y depende de la arquitectura del procesador (ej. 32 bits vs 64 bits) y del chipset. (Nota: El valor original "Entre 2 y 3 GB" es muy bajo para estándares actuales, típico de sistemas de 32 bits antiguos).

El tamaño de los datos con los que opera (ancho de palabra):

Se mide en bits. Los tamaños comunes han sido:

• 4 bits
• 8 bits
• 16 bits
• 32 bits
• 64 bits (estándar actual en PCs y servidores)

El número de operaciones que realiza por segundo:

Se mide en MIPS (Millones de Instrucciones Por Segundo) o FLOPS (Operaciones de Coma Flotante Por Segundo). Depende de la frecuencia de reloj, la arquitectura (bits) y el número de núcleos. (Nota: El valor original "4 bits 60000 por segundo" es un ejemplo muy específico y bajo).

La energía consumida por segundo (Potencia):

Se mide en Vatios (W). El consumo varía mucho según la carga de trabajo y el estado del procesador (activo vs. reposo). Los procesadores modernos buscan eficiencia, pudiendo consumir muy poco en reposo (el valor original menciona "30 picovatios", lo cual es extremadamente bajo, quizás refiriéndose a un estado de suspensión muy profundo o a un componente específico, no al procesador completo en reposo típico que suele ser milivatios o vatios bajos).

La frecuencia del reloj:

Se mide en Hercios (Hz), comúnmente en Megahercios (MHz) o Gigahercios (GHz). Indica la velocidad a la que el procesador ejecuta ciclos de operaciones básicas. (Nota: El valor original "unos 300 megahercios MHz" era avanzado hace décadas; los procesadores actuales operan en el rango de los GHz, permitiendo miles de millones de ciclos por segundo).

15. Indica los tipos de memoria que forman la memoria principal del ordenador

La memoria principal de un ordenador generalmente incluye:

• Memoria RAM (Random Access Memory): Memoria volátil donde se cargan el sistema operativo, los programas en ejecución y los datos que se están utilizando activamente.
• Memoria ROM (Read-Only Memory): Memoria no volátil que contiene firmware esencial, como la BIOS/UEFI, necesario para arrancar el ordenador.

Además, la memoria caché (L1, L2, L3) es una memoria muy rápida, integrada en o cerca del microprocesador, que almacena copias de datos de la RAM usados frecuentemente para acelerar el acceso.

16. ¿Para qué usa el microprocesador cada una de ellas (caché, ROM, RAM)?

• Memoria Caché: La usa para acceder de forma extremadamente rápida a datos e instrucciones que utiliza con mucha frecuencia, reduciendo la latencia de acceso a la RAM.
• Memoria ROM: La usa principalmente durante el arranque del sistema para cargar las rutinas iniciales (POST, carga del gestor de arranque) almacenadas en el firmware (BIOS/UEFI).
• Memoria RAM: La usa como su espacio de trabajo principal para leer y escribir datos e instrucciones de los programas que se están ejecutando y del sistema operativo.

(Nota: La respuesta original "Centraliza el control de la máquina y el intercambio de datos en la memoria principal y los periféricos de entrada y salida" describe más una función general de la CPU y la placa base que el uso específico de cada tipo de memoria).

17. ¿Qué es la frecuencia del reloj de un microprocesador?

La frecuencia de reloj es la velocidad, medida en ciclos por segundo (Hertzios - Hz), a la que el reloj interno de un microprocesador genera pulsos eléctricos. Estos pulsos sincronizan las operaciones del procesador. Una frecuencia más alta (ej. GHz) generalmente significa que el procesador puede realizar más operaciones básicas por segundo, marcando el ritmo de funcionamiento de todo el sistema.

19. ¿Qué tarjetas de ampliación conoces?

Existen diversas tarjetas de ampliación (o tarjetas de expansión) que se conectan a la placa base para añadir o mejorar funcionalidades. Algunos ejemplos comunes son:

• Tarjeta gráfica (o GPU)
• Tarjeta de sonido
• Tarjeta de red (Ethernet o Wi-Fi)
• Módem interno (menos común actualmente)
• Tarjeta sintonizadora de radio/televisión
• Tarjeta de expansión de puertos (USB, SATA, etc.)