PDF de programación - Arquitectura del Computador

Arquitectura del
Computador



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CARRERAS PROFESI ON ALES CI BERT EC

A R Q U I T E C T U R A D E L C O M P U T A D O R



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ÍNDICE



Presentación

Red de contenidos

Sesión de Aprendizaje 1

SEMANA 1

: Introducción a sistemas digitales

SEMANA 2

: Álgebra booleana

SEMANA 3

: Implementación de sistemas digitales

SEMANA 4

: Conversión de sistemas numéricos, Clock y Conceptos

SEMANA 5

: Flip-Flop, Registro, memoria y CPU

básicos de electrónica

Sesión de Aprendizaje 2

SEMANA 6

: Arquitectura RISC y CISC, y la PC-XT

SEMANA 7

: Examen parcial

SEMANA 8

: Características de los microprocesadores

Sesión de Aprendizaje 3

SEMANA 9

: Memorias

SEMANA 10 : Componentes internos del computador

SEMANA 11 : Puertos y arquitectura de bus

Sesión de Aprendizaje 4

SEMANA 12 : Dispositivos de almacenamiento, disco duro.

SEMANA 13 : Estructura lógica del disco duro

SEMANA 14 : Interfaces de disco duro

Sesión de Aprendizaje 5

SEMANA 15 : Sistema de video e impresoras

SEMANA 16 : Sesión integradora

SEMANA 17 : Examen final



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PRESENTACIÓN



Arquitectura del Computador pertenece a la línea de tecnología y se dicta en
las carreras de Computación e Informática, Redes y Comunicaciones, y
Administración y Sistemas. El curso brinda un conjunto de conocimientos y
estrategias técnicas que permite a los alumnos comprender el funcionamiento
del computador y poder utilizarlo adecuadamente en aplicaciones personales y
profesionales dentro de una empresa.

El manual para el curso ha sido diseñado bajo la modalidad de unidades de
aprendizaje, las que se desarrollan durante semanas determinadas. En cada una
de ellas, hallará los logros que debe alcanzar al final de la unidad; el tema
tratado, el cual será ampliamente explorado; y los contenidos que debe
examinar, es decir, los subtemas. Por último, encontrará las actividades que
deberá desarrollar en cada sesión, las cuales le permitirán reforzar lo aprendido
en la clase.

El curso aplica la metodología de taller. En ese sentido, recurre a técnicas de
metodología activa y trabajo cooperativo. Por esa razón, las actividades se
complementan con presentación de diapositivas, muestra de componentes o de
equipos completos para un mejor entendimiento. De este modo, se propicia la
activa participación del alumno y la constante práctica con el objetivo de lograr
una mejor interpretación del funcionamiento de las partes del computador.
Inmediatamente después de la presentación de cada tema, el alumno debe
transferir lo aprendido mediante ejercicios dirigidos, dinámicas individuales o
grupales, y tareas que se encuentran en el material de estudios desarrollado
para el curso.



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RED DE CONTENIDOS



Arquitectura del Computador

Sistemas
Digitales

CPU

Componentes
internos del
computador



Compuertas

Lógicas

Flip-
Flop

CPU
8088

Procesadores

actuales

RAM

y

ROM

Dispositivos de
Almacenamiento

Dispositivos

de Salida

Mainboard



Disco duro

y SSD

Interfaces

Impresora

Sistema de video

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UNIDAD DE

APREN DI Z AJ E

1

SEMANA
1

SISTEMAS DIGITALES

LOGRO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE

• Al término de la unidad, los alumnos, diseñarán e implementarán sistemas
digitales básicos mediante el uso de simuladores que permite describir el
funcionamiento interno de los circuitos digitales usados en la computadora.


• Al término de la unidad, los alumnos, describirán el funcionamiento de
sistemas digitales básicos usados en la computadora, haciendo uso de
sistemas numéricos, voltajes y tiempos.



TEMARIO

• Sistemas analógicos y digitales

• Computadores analógicos y digitales

• El Bit y el Byte

•

Compuertas lógicas



ACTIVIDADES PROPUESTAS

Los alumnos establecen diferencias entre los sistemas digitales y analógicos.

Los alumnos establecen diferencias entre los diferentes tipos de computadores.

Los alumnos desarrollan las tablas de estado de cada una de las compuertas
digitales.


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1. INTRODUCCIÓN A SISTEMAS DIGITALES


En el mundo que nos rodea, se suele encontrar dos tipos de sistemas bastante
conocidos:



Sistemas analógicos.
Sistemas digitales.


Para poder entender como trabajan los sistemas digitales y analógicos, es
necesario entender el concepto de sistema. Sistema es un conjunto de
componentes que interactúan entre si y que tienen un mismo objetivo, todos los
componentes trabajan para el mismo objetivo.

También es necesario entender primero a las variables digitales y analógicas. Las
variables analógicas toman diferentes valores cambiando de manera continua,
como lo hace, por ejemplo, la temperatura. Las variables digitales solo toman dos
valores posibles, estos pueden ser: encendido y apagado.

1.1 Los sistemas analógicos


Los sistemas analógicos están formados por un conjunto de componentes
que interactúan entre si para lograr el mismo objetivo o utilidad de ese
sistema, este sistema para que sea analógico deben usar variables de
entrada y de salida analógicas.

1.2 Los sistemas digitales

Los sistemas digitales se caracterizan porque sus variables de entrada y
salida son digitales tomando sólo dos estados posibles. Los estados que
pueden tomar los siguientes valores:



Verdadero
Alto
Cerrado
5 voltios
1



Falso
Bajo
Abierto
0 voltios
0



Existen diversos ejemplos de sistemas digitales y analógicos,
los
encontramos en diversas aplicaciones que usamos, pero cómo podemos
reconocer si el sistema es analógico y digital, esto lo podemos lograr
determinando cómo son sus variables de entrada y salida. Por ejemplo, si el
sistema tiene variables de entrada y de salida digitales, podemos asegura que
es un sistema digital.

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Uno de los sistemas que debemos analizar, preguntándonos si es analógico o
digital es la calculadora. En este sistema sus variables de entrada son teclas,
las cuales o están presionadas o no están presionadas (variable digital) y su
salida es un display con dígitos y los dígitos están formados por 7 segmentos o
“focos” los cuales o están encendidos o apagados (variable digital), por lo tanto
si sus variables de entrada y de salida son digitales podemos asegurar que la
calculadora es un sistema digital.



El siguiente sistema a analizar es el computador, nos preguntamos si el
computador es analógico o digital. La respuesta es ambos, en el sentido que
los primeros computadores fueron analógicos, mientras que los actuales son
digitales.



1.3 Computadores analógicos

Los primeros computadores, muchos años atrás,
fueron analógicos,
implementados con componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos. Su
programación se encuentra cableada en los circuitos que lo integran, teniendo
solo una aplicación. Sus variables de entrada y salida son analógicos las
entradas mediante potenciómetros fijan algún valor dentro de un rango, la
salida puede ser obtener una determinada temperatura o un determinado
nivel de líquido, siempre dentro de un rango.

En el siguiente gráfico podemos apreciar dos ejemplos de computadores
analógicos, el primero de ellos con componentes electrónicos, mientras que el
de la derecha, totalmente mecánico, es la máquina diferencial 2 de Babbage
(1891) utilizado solo para un cálculo matemático.

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1.4 Computadores digitales

Son aquellos que permiten su programación por medio de lenguajes en los
cuales se usan códigos binarios (0`s y 1`s). Usan variables digitales y éstas
toman sólo dos valores posibles, as