Fundamentos Esenciales de Hardware y Codificación en Arquitectura de Computadoras

Fundamentos de la Arquitectura y Codificación Digital de Computadoras

Sistemas de Codificación Digital

El lenguaje fundamental utilizado por los ordenadores se basa en sistemas de codificación específicos:

• Código Binario: Es el sistema de codificación empleado por los ordenadores. Utiliza únicamente los dígitos 0 y 1.
• Código BCDI (Binary-Coded Decimal): Es una versión del código binario natural en la que se codifican por separado cada uno de los dígitos que componen un número decimal. La secuencia utilizada es de 4 bits.
• Código ASCII (American Standard Code for Information Interchange): Se creó en 1963 y en principio usaba 7 bits más un bit de paridad.

Arquitectura Básica del Ordenador: El Modelo de Von Neumann

El Modelo de John Von Neumann define los principales componentes estructurales que debe tener un ordenador:

• Procesador: Controla el funcionamiento del ordenador y ejecuta programas. Se compone de dos elementos principales: la Unidad de Control y la Unidad Aritmético-Lógica (UAL).
• Memoria Principal: La RAM (Random Access Memory) almacena los programas y los datos que se están procesando activamente.
• Dispositivos de Entrada y Salida (E/S): Permiten el intercambio de datos entre el ordenador y el exterior.
• Buses: Son las conexiones por las que circula la información y proporcionan la comunicación entre el procesador y la memoria.

Componentes Físicos Estructurales

El ordenador, como sistema físico, está compuesto por los siguientes elementos:

• Caja (Chasis): Organiza y protege los elementos internos.
• Fuente de Alimentación: Suministra las tensiones eléctricas necesarias para el funcionamiento del ordenador.
• Placa Base (Motherboard): Es el circuito impreso al que se conectan los distintos componentes.
• Ventiladores: Refrigeran y evitan sobrecalentamientos en los equipos.

Detalle de la Caja y la Fuente de Alimentación

La Caja: Normalmente metálica y de plástico, es donde se alojan los componentes internos que constituyen el ordenador, los cuales organiza, almacena y protege. Podemos encontrar las siguientes partes:

Chasis, cubierta, panel frontal, bahías y parte trasera.

La Fuente de Alimentación: Transforma la corriente alterna del enchufe (220V) en corriente continua con los voltajes requeridos (típicamente 5V y 12V). Incluye un fusible de seguridad para actuar en caso de cortocircuito.

Jerarquía y Tipos de Memoria del Ordenador

La gestión de datos y programas se realiza a través de diversos tipos de memoria:

• Disco Duro (HDD/SSD): Almacena temporalmente los programas.
• Memoria RAM (Random Access Memory): Memoria de acceso aleatorio.
• Memoria Caché: Es una copia de datos almacenados en la RAM, utilizada para acelerar el acceso.
• Memoria ROM (Read-Only Memory): Memoria de solo lectura que almacena la BIOS, datos de configuración del equipo y el Sistema Operativo (S.O.).
• Registros: Se encuentran integrados dentro del procesador.