2.1.1 Características de los subsistemas que componen un ordenador

Primer ordenador
¿Cómo fue el primer ordenador de la historia?

Poseía físicamente casi 6.000 tubos de vacío y 12.000 diodos. Consumía 56 kilowatios de potencia. Cubría 45,5 m² de superficie y pesaba 7.850 kg. El personal operativo consistía en treinta personas para cada turno de ocho horas.

Fué entregada en agosto de 1949 y después de varios ajustes, comenzó a operar hasta 1951. En 1960 corría por más de 20 horas diarias con lapsos sin error de 8 horas, en promedio.

Recibió varias actualizaciones, incluyendo un dispositivo de entrada/salida de tarjetas perforadas en 1953, memoria adicional en un tambor magnético en 1954 y una unidad de aritmética de coma flotante en 1958.

Aquí tenéis una imagen de cómo era el «primer ordenador»:

Imagen obtenida de wikipedia

Subsistemas de un ordenador
Un ordenador está compuesto de subsistemas que le permiten recibir información, procesarla y emitir unos resultados. Aquí tenéis un gráfico para entenderlo mejor.

subsistemas ordenador

Los tres subsistemas son:

Procesador (CPU). También llamado procesador, microprocesador. Controla la operación de todas las otras partes. Obtiene instrucciones de la memoria y las decodifica. Realiza operaciones matemáticas y lógicas y traduce y ejecuta instrucciones. Existen varios fabricantes (Intel, AMD, Motorola) y modelos de procesadores (80386, 80486, Pentium, 68000, PowerPC, …), pero es INTEL la que hasta la fecha ha marcado la pauta. Dos microprocesadores son compatibles si el software escrito para uno de ellos puede ser ejecutado en el otro.
Memoria principal: es una unidad dividida en celdas que se identifican mediante una dirección. Cada celda suele estar formada por un conjunto de puntos de memoria o bits que son el elemento básico de información, y cuyos valores, cero o uno, corresponden a estados de tensión bien diferenciados. Todas las celdas son del mismo tamaño (mismo número de bits) y se emplean para almacenar tanto datos como instrucciones de máquina. Palabra: cantidad de información que puede introducirse o extraerse de la memoria central de una sola vez. (16, 32 o 64 Bits).
Unidad de entrada/salida (E/S): Realiza la transferencia de información con unas unidades exteriores, llamadas periféricos, lo que permite, entre otras cosas, cargar datos y programas en la memoria principal y mostrar resultados impresos en unidades de salida como por ejemplo: monitor, impresora. Hay dos grandes tipos de periféricos:
Unidad de entrada (input): Dispositivos que permiten introducir información (datos/instrucciones) en el sistema. Ejemplos son teclados, ratones, tarjetas de sonido, tarjetas de red, o memorias de almacenamiento auxiliares, como son los discos, disquetes, cintas, cd-rom, dvds, tarjetas de memoria, etc
Unidad de salida (output): Dispositivos que permiten mostrar información (resultados). Ejemplos son monitores o impresoras, altavoces
Estos subsistemas se conectan entre si mediante buses.

Para que lo entendáis mejor: una empresa tiene un valor de la organización muy alta. Entran mercancías y salen (dispositivos de entrada y salida). Dentro están los empleados quienes organizan las tareas: operan, mueven, etc. (UCP), las mercancías se almacenan (memoria). Ahondando más, cada uno de los empleados tiene una tarea específica: el mozo de almacén mueve la mercancía; el contable, anota; el encargado, organiza.

El procesador.


El rendimiento global viene determinado por los siguientes factores:

Frecuencia de reloj: Velocidad a la que trabaja el reloj interno que sirve para sincronizar las señales eléctricas (mediad en MHz o GHz)
La arquitectura del ordenador (RISC, CISC)
Tamaño de la palabra de la CPU y Ancho del bus (8,16,32,64)
Procesamiento paralelo
procesador

La memoria

Unidad de almacenamiento de instrucciones y datos. Formada por circuitos electrónicos integrados capaces de almacenar valores binarios (0 ó 1) en cada celda de memoria (bit):


Palabra de memoria: menor conjunto de celdas de memoria que se pueden leer o escribir simultáneamente (ancho del bus).

Dirección de memoria: número que identifica de forma unívoca cada palabra de memoriaTipos de memoria:

Dirección de memoria: número que identifica de forma unívoca cada palabra de memoria

CD-R (CD-Recordable): Son soportes de tipo WORM (Write Once, Read Many Times ). El usuario puede grabar una sola vez el disco, y leerlo siempre que quiera.
CD-RW (CD Read/Write): Son soportes de tipo WMRA (Write Many, Read Always) . En ellos, la información se puede grabar y leer tantas veces como se desee. La forma de grabación es distinta a los CD-R.
DVD (Digital Video Disk): Sistema diseñado para almacenamiento masivo de vídeo digital (DVD-Video), que puede también almacenar audio de alta calidad y datos informáticos (DVDROM). Sus dos ventajas principales son la capacidad (4’38 Gb hasta 15’9 Gb) y la velocidad.

Buses

  • Bus local, interno o de CPU: establece un camino entre la CPU y la memoria. Los datos se transfieren a la máxima velocidad que permite el procesador.
  • Bus de expansión o del sistema: establece un camino entre la CPU y el resto de componentes. Es más lento que el bus local.

Los buses se conectan a los periféricos de diferentes formas:

  • Slots para tarjetas de expansión (Bus de expansión): tarjetas de vídeo, sonido o red….: PCI
  • Conectores externos, puertos. 
  • Conectores internos

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