Fundamentos de Hardware y Software: Conceptos Esenciales de Arquitectura Informática

Fundamentos de Hardware y Software

Autor: Emilio López

Hardware: Componentes Físicos de la Computadora

Arquitectura Von Neumann

Diseño fundamental de computadora que utiliza una memoria compartida para almacenar tanto las instrucciones como los datos, a los que accede la Unidad Central de Procesamiento (CPU).

Componentes Clave del Hardware

• CPU (Unidad Central de Procesamiento) - El Cerebro: El chip principal que procesa todas las instrucciones y datos del ordenador.
• Unidad de Control (CU) - El Director de Orquesta: Parte de la CPU que coordina las operaciones e interpreta las instrucciones.
• Unidad Aritmético-Lógica (ALU) - La Calculadora Experta: Componente de la CPU que realiza cálculos matemáticos y operaciones lógicas.
• Memoria Principal (RAM) - El Escritorio de Trabajo (Temporal y Rápida): Almacenamiento volátil y rápido para los datos e instrucciones que la CPU necesita de inmediato.
• Almacenamiento Secundario - La Biblioteca o Archivador (Permanente): Almacenamiento no volátil que guarda datos y archivos de forma permanente (ej., discos duros, SSD).
• Buses - Las Autopistas de la Información: Conexiones que transportan datos (direcciones, datos, control) entre los componentes del ordenador.
• Ciclo Fetch-Decode-Execute (FDE) - La Rutina del Cerebro: El proceso fundamental de la CPU para buscar (Fetch), decodificar (Decode) y ejecutar (Execute) instrucciones.
• Rendimiento: La velocidad y eficiencia con la que un ordenador completa tareas.
• Núcleos (Cores) - ¿Cuántos cerebros trabajan a la vez?: Unidades de procesamiento individuales dentro de la CPU que permiten ejecutar múltiples instrucciones a la vez.
• Memoria Caché - La Libreta de Apuntes VIP (Ultra Rápida): Memoria ultrarrápida dentro de la CPU que guarda los datos más usados para un acceso más rápido.

Software: Programas e Instrucciones

• Diferencia Clave entre Hardware y Software

  Hardware es lo que se puede tocar (computadora, teclado, celular). Software son las instrucciones o programas que no se pueden tocar.

• Software de Sistema

  Es el “jefe” que controla y coordina todo el hardware, permitiendo que el sistema funcione correctamente.

• Funciones del Sistema Operativo (SO)

  1. Gestionar la memoria y los recursos del sistema.
  2. Organizar y manejar archivos y programas.

• Ejemplos de Sistemas Operativos

  Windows, macOS, iOS, Android, Linux.

• Software de Aplicación

  Programas que el usuario utiliza para realizar tareas específicas.

• Ejemplos de Software de Aplicación

  Instagram, Minecraft, Microsoft Word, Google Chrome.