Fundamentos de la Computación: Arquitectura, Hardware y Software Esencial

Autor: Isabel Ortega

Hardware: El Cuerpo Físico del Computador

Arquitectura Von Neumann: El Plano Maestro

Un único sistema de memoria guarda datos e instrucciones, lo que facilita la programación, pero puede causar un “cuello de botella” porque todo pasa por el mismo camino.

Componentes Centrales de la CPU

• Unidad de Control (CU): El Director de Orquesta.

  Coordina y da órdenes a todos los componentes de la CPU.

• Unidad Aritmético-Lógica (ALU): La Calculadora Experta.

  Realiza operaciones matemáticas y lógicas.

• Registros: Pequeñas memorias rápidas dentro de la CPU que guardan datos temporales.

CPU: La Unidad Central de Procesamiento (El Cerebro)

La Unidad Central de Procesamiento interpreta y ejecuta instrucciones.

Memoria Principal (RAM): El Escritorio de Trabajo

Guarda temporalmente programas y datos en uso. Es rápida pero volátil (se borra al apagar).

Almacenamiento Secundario: La Biblioteca Permanente

Guarda información y programas de forma duradera (HDD, SSD, DVD).

Buses: Las Autopistas de la Información

Los buses son los canales que transportan la información entre los componentes.

• Datos: Llevan la información procesada.
• Direcciones: Indican dónde guardar o leer la información.
• Control: Envían órdenes como “leer” o “escribir”.

Ciclo Fetch-Decode-Execute (FDE): La Rutina del Cerebro

Este ciclo es el proceso fundamental que la CPU repite millones de veces por segundo para ejecutar instrucciones:

1. Fetch (Buscar): Traer la instrucción de la memoria.
2. Decode (Decodificar): Entender qué acción se debe realizar.
3. Execute (Ejecutar): Realizar la operación indicada.

Rendimiento del Procesador

• Núcleos (Cores): ¿Cuántos cerebros trabajan a la vez?

  Más núcleos significan más tareas simultáneas.

• Memoria Caché: La Libreta VIP.

  Memoria ultrarrápida dentro de la CPU que guarda los datos e instrucciones más usados para un acceso inmediato.

Software: El Conjunto de Instrucciones Invisibles

Diferencia Clave entre Hardware y Software

Hardware:

Lo que se puede tocar (CPU, RAM, disco, teclado).

Software:

Instrucciones invisibles que dictan qué debe hacer el hardware.

Software de Sistema: El Jefe que Controla el Hardware

Permite que la computadora funcione y coordina todos los recursos.

Funciones del Sistema Operativo (SO)

1. Gestionar la memoria: Organiza y protege el uso de la memoria.
2. Gestionar archivos: Permite crear, abrir y organizar documentos.

Ejemplos: Windows, iOS, Android, Linux, macOS.

Software de Aplicación: Herramientas para Tareas Específicas

Aplicaciones que usamos día a día para trabajar o divertirnos.

Ejemplos: Word, Google Chrome, Minecraft, Instagram.