PDF de programación - Módulo 4 - Informática Hardware

Universidad Nacional del Nordeste



Facultad de Ingeniería

Secretaria de Integración Estudiantil

Sistema de Acción Tutorial



INICIO ADELANTADO DE

CLASES DE PRIMER AÑO



MÓDULO 4

2015



INFORMATICA



HADWARE



2016



 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE
FACULTAD DE INGENIERIA
MODULO INFORMATICA - HARDWARE



Autoridades

Rectora de la UNNE Prof. Delfina VEIRAVÉ

Facultad de Ingeniería

Decano Ing. José Leandro BASTERRA

Vice-Decano Ing . Arturo Alfredo BORFITZ



Conceptos

Secretario Administrativo Ing. Gustavo Horacio DEVINCENZI

Secretario de Investigación y Posgrado Dr. Ing. Mario Eduardo DE BORTOLI

Secretario Académico Ing. Arturo Alfredo BORFITZ

Secretaria de Integración Estudiantil Ing. María Teresa CLEMENTE

Secretario de Extensión y Transferencia Prof. Juan José CORACE



Compilador Arturo Alfredo Borfitz



Material elaborado por

Ing. Gustavo Devincenzi



Edición Bárbara Lockett



Editorial Facultad de Ingeniería

Resistencia, diciembre de 2016



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En este Módulo nos proponemos describir la Arquitectura del Computador,
conociendo y comprendiendo los componentes de hardware internos de una
computadora tipo PC.

Se pondrá mayor énfasis en aquellos dispositivos que se consideran ne-
cesarios conocer para la adquisición y/o utilización de un equipo compu-
tacional destinado a trabajos de oficina.



Objetivos



 Reconocer e identificar los componentes de hardware que hacen al Hardware.

Contenidos

1. Unidad central de proceso.

2. Unidades periféricas: conceptos generales.

3. Unidades de entrada.

4. Unidades de salida.

5. Unidades de entrada – salida.

6. Unidades de almacenamiento externo.

7. Glosario.

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Unidad Central de Proceso



La Unidad Central de Proceso o UCP (conocida por sus siglas en inglés, CPU), es
actualmente un conjunto de circuitos integrados de muy alta in- tegración (GLSI - Acrónimo
inglés de Giga Large Scale Integration, giga grande:
igual o superior a 1.000.000.
Tecnología de circuitos integrados que utiliza más de 1.000.000 de transistores por circuito
integrado).

La CPU se ocupa del control y el proceso de datos en las computadoras, interpretando y
ejecutando las instrucciones de los programas. Es el ver- dadero “cerebro” de la computadora,
coordinando, controlando y/o ejecu- tando todas las operaciones del sistema. (Es necesario
aclarar que algu- nos llaman CPU a la caja o gabinete, incluyendo todos sus componentes
internos, lo cual no es estrictamente preciso.)



 El Procesador (P), también conocido como microprocesador (μP) de- bido a su pequeño

Sus partes principales son las siguientes:



tamaño, el que a su vez se compone de:

 La unidad de control (UC).

 La unidad aritmético – lógica (UAL).

 La Memoria Central o RAM (MC).

El Microprocesador



Una aproximación al diseño interno de un micropro-
cesador es el siguiente:



Bus

Interno

Reg de
Direcc

Bus de

Direcciones



Reg.

de Datos



Bus de
Datos

AL

+



Registro
de Estado

UC

Registro de
Instrucciones

Decodificador de

Instrucciones



Registro temporal



Registro Acumulador

Registro de
Propósito
General



Registro Contador

del programa

Bus de
Datos



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Este circuito integrado está fabricado actualmente en un solo chip (un único trozo de silicio
como material semiconductor) que contiene millones de componentes electrónicos.

La Unidad de Control (UC) es la encargada de coordinar, controlar, interpretar y ejecutar las
instrucciones.

La Unidad Aritmético-Lógica (UAL) es quien realiza los cálculos aritméticos y las comparacio-
nes lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de
Boole) con una serie de registros donde se almacena información temporalmente.

Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, el micropro-
cesador se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus, como se
aprecia en la figura, siendo los más significativos los de datos, direcciones y control. A través
de ellos el μP se conecta a los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo, memoria central
o un disco duro), los dispositivos de entrada (por ejemplo, un teclado o un mouse) y los dis-
positivos de salida (por ejemplo, un monitor o una impresora).

Funcionamiento de la CPU

Cuando se ejecuta un programa, el registro de la CPU, llamado contador de programa, lleva
la cuenta de la siguiente instrucción, para garantizar que las instrucciones se ejecuten en la
secuencia adecuada. La unidad de control de la CPU coordina y temporiza las funciones de la
CPU, tras lo cual recupera la siguiente instrucción desde la memoria central. En una secuen-
cia típica, la CPU localiza la instrucción en el dispositivo de almacenamiento correspondiente.
La instrucción viaja por el bus desde la memoria hasta la CPU, donde se almacena en el re-
gistro de instrucción. Entretanto, el contador de programa se incrementa en uno para prepa-
rarse para la siguiente instrucción. A continuación, la instrucción actual es analizada por un
decodificador, que determina lo que hará la instrucción. Cualquier dato requerido por la ins-
trucción es recuperado desde el dispositivo de almacenamiento correspondiente y se almace-
na en el registro de datos de la CPU. A continuación, la CPU ejecuta la instrucción, y los re-
sultados se almacenan en otro registro o se copian en una dirección de memoria determina-
da.

La industria de los microprocesadores está repartida actualmente en pocas empresas, entre
las que podemos mencionar a: Intel, AMD, VIA, Motorola, IBM, SUN, y Texas, entre las más
importantes. En el mercado del segmento PC podemos encontrar a las tres primeras, con
más significativa participación de Intel y luego de AMD.

En este tipo de producto los avances son constates, buscando cada vez mayores velocidades
y/o menores consumos.

Lo invitamos a que observe las siguientes imágenes que
representan distintos modelos de microprocesadores
pertenecientes a diferentes marcas reconocidas en el
mercado.

Pentium III

Intel Celeron

Pentium II

Pentium IV



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AMD K6

AMD Sempron

AMD Athlon



Para más información puede visitar las páginas
de las empresas que los fabrican.

Intel: http://www.intel.com/espanol/products/processor/index.htm?iid=subhdr-
LA+prod_proc
AMD: http://www.amd.com/la-es/

Memoria Central (MC) o RAM

La memoria central, principal o interna, es la unidad donde están almacenados las ins-
trucciones y los datos necesarios para poder realizar un determinado proceso. Está constitui-
da por multitud de celdas o posiciones de memoria, numeradas de forma consecutiva, capa-
ces de retener, mientras la computadora esté conectada, la información depositada en ella.

Cada posición contiene una cantidad fija de bits, constante a lo largo de la memoria denomi-
nada longitud de posición. Cada posición tiene una dirección que la identifica. La dirección
permite localizar las distintas posiciones de la misma manera que las casas de una ciudad
tienen direcciones para ser localizadas.

La capacidad de la memoria principal está dada por la cantidad de posiciones, multiplicada
por la longitud de las mismas expresadas en bits o en bytes.

No hay que confundir los términos celda o posición de memoria con el de palabra de compu-
tadora, ya que esta última es la cantidad de información que puede introducirse o extraerse
de la memoria central de una sola vez (simultáneamente).

El tamaño habitual de la palabra de las computadoras actuales
suele ser de 16, 32 y últimamente de 64 bits.

En una computadora personal a la memoria central se la suele denominar RAM (Random Ac-
cess Memory) y las capacidades actualmente van aumentándose día a día de forma significa-
tiva, debido principalmente al abaratamiento constante de los chips de memoria, al aumento
de la velocidad de acceso y a la creación de nuevos sistemas operativos capaces de manejar
memorias de capacidad cada vez mayor.

Por otra parte, aunque la capacidad real de la memoria central es reducida, se ha conseguido
que, desde el punto de vista de su funcionamiento, esta capacidad sea mucho mayor que la

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