1. Arquitectura del Computador
Hardware & Software
Preguntas introductorias al Tema:
¿Dónde se lleva a cabo el procesamiento de los datos en una
computadora?
En la Unidad Central de Procesamiento (CPU)
¿Qué unidades conforman el procesador?
• Unidad Aritmética-Lógica (UAL)
• Unidad de Control (UC)
¿La Unidad Central de Procesamiento forma parte del hardware?
La CPU o procesador es un componente físico, un chip
¿Cuál es la función de la UAL?
Ejecutar las operaciones aritméticas y lógicas con los datos.
¿Cuál es la función de la UC?
• Administrar los recursos de la computadora.
• Dirigir el flujo de datos hacia la UAL.
Hardware:
El hardware se refiere a todos los componentes físicos (que se pueden tocar),
en el caso de una computadora personal serían los discos, unidades de disco,
monitor, teclado, la placa base, el microprocesador, étc.
Según VON NEWMANN
Nuestro computador esta conformado cuatro
elementos básicos siguientes Elementos:
• Procesador:
El microprocesador, micro o "unidad central de procesamiento", CPU es un
circuito integrado que sirve como cerebro de la computadora. En el interior de
este componente electrónico existen millones de transistores integrados.
Suelen tener forma de prisma chato, y se instalan sobre un elemento llamado
zócalo. También, en modelos antiguos solía soldarse directamente a la placa

2. madre. Aparecieron algunos modelos donde se adoptó el formato de cartucho,
sin embargo no tuvo mucho éxito.
Actualmente se dispone de un zócalo especial para alojar el microprocesador y
el sistema de enfriamiento, que comúnmente es un ventilador (cooler). El
microprocesador está compuesto por: registros, la Unidad de control, la Unidad
aritmético-lógica, y dependiendo del procesador, una unidad en coma flotante.
• Dispositivo de Almacenamiento :
Se llama disco duro o disco rígido (en inglés hard disk, abreviado con
frecuencia HD o HDD) al dispositivo encargado de almacenar información de
forma permanente en una computadora.
Los discos duros generalmente utilizan un sistema de grabación magnética
digital. En este tipo de disco encontramos dentro de la carcasa una serie de
platos metálicos apilados girando a gran velocidad.
Sobre estos platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los
impulsos magnéticos. Hay distintos estándares a la hora de comunicar un disco
duro con la computadora. Los más utilizados son Integrated Drive Electronics
(IDE), SCSI, y SATA, este último estandarizado en el año 2004.
• Dispositivos de Entradas y Salidas
También abreviado E/S o I/O (del original en inglés input/output), es la
colección de interfaces que usan las distintas unidades funcionales
(subsistemas) de un sistema de procesamiento de información para
comunicarse unas con otras, o las señales (información) enviada a través de
esas interfaces.
Las entradas son las señales recibidas por la unidad, mientras que las salidas
son las señales enviadas por ésta. El término puede ser usado para describir
una acción; "realizar una entrada/salida" se refiere a ejecutar una operación de
entrada o de salida. Los dispositivos de E/S los usa una persona u otro sistema
para comunicarse con una computadora.
Ejemplos de Dispositivos de Entrada:
Mouse, Teclado, Escáner, Micrófono, Lector de Barras, Lápiz óptico etc.
Ejemplos de Dispositivos de Salida:
Monitor, Parlantes, Impresora, CDRW, DVDRW, Llaves maya etc.
Cabe destacar que podemos encontrar dispositivos hardware que pueden
cumplir ambas funciones, Ejemplos: Impresoras con escáner (Combos),
DVDRW, Monitores Touch Screen etc.

3. • Memoria:
RAM es el acrónimo inglés de Random Access Memory Module (memoria de
acceso aleatorio ó memoria de acceso directo). Aunque se utiliza para
denominar las memorias que pierden sus datos cuando se dejan de alimentar
Las RAMs se dividen en estáticas y dinámicas. Una memoria RAM estática
mantiene su contenido inalterado mientras esté alimentada. En cambio en una
memoria RAM dinámica la lectura es destructiva, es decir que la información se
pierde al leerla, para evitarlo hay que restaurar la información contenida en sus
celdas, operación denominada refresco.
Las memorias se agrupan en módulos, que se conectan a la placa base de la
computadora. Según los tipos de conectores que lleven los módulos, se
clasifican en Módulos SIMM (Single In-line Memory Module), con 30 ó 72
contactos, módulos DIMM (Dual In-line Memory Module), con 168 contactos y
módulos RIMM (RAMBUS In-line Memory Module) con 184 contactos.
Existen dos categorías de memoria, RAM y ROM.
Características de la memoria ROM
• Permanente
• El fabricante graba información en ella, que no puede ser borrada o
alterada.
Contenido de la memoria ROM
Instrucciones para iniciar la operación del computador.
¿Porqué se llama “firmware” a la memoria ROM?
Porque es resultado de la integración de hardware y software.
Características de la memoria RAM
• Volátil
• Su contenido cambia constantemente según se ejecutan diferentes
programas y se procesan nuevos datos.
• La localización de los datos es aleatoria.
• Todos los programas y datos que se están procesando en un momento
específico, porque ellos deben ser transferidos a la memoria RAM para
poder ejecutarse.
• Si la computadora tiene poca memoria RAM, la frecuencia de
transferencia de datos y programas entre la RAM y el disco duro es más
Lenta
• La Memoria RAM, se mide en Megabytes y Gigabytes

4. Memoria Cache
Las memorias caché están compuestas por dos elementos distintos unos a
otros, un directorio que almacena etiquetas que identifican la dirección de
memoria almacenada, y bloques de información, todos de igual tamaño, que
guardan la información propiamente dicha. Por lo cual este tipo de memoria no
es de tipo temporal como la RAM.
Una memoria caché es una memoria en la que se almacenas una serie de datos
para su rápido acceso. Existen muchas memorias caché (de disco, de sistema,
incluso de datos).
Básicamente, la memoria caché de un procesador es un tipo de memoria
volátil (del tipo RAM), pero de una gran velocidad.
En la actualidad esta memoria está integrada en el procesador, y su cometido
es almacenar una serie de instrucciones y datos a los que el procesador accede
continuamente, con la finalidad de que estos accesos sean instantáneos. Estas
instrucciones y datos son aquellas a las que el procesador necesita estar
accediendo de forma continua, por lo que para el rendimiento del procesador es
imprescindible que este acceso sea lo más rápido y fluido posible.
Hay tres tipos diferentes de memoria caché para procesadores:
Caché de 1er nivel (L1):
Esta caché está integrada en el núcleo del procesador, trabajando a la misma
velocidad que este. La cantidad de memoria caché L1 varía de un procesador a
otro, estando normalmente entra los 64KB y los 256KB. Esta memoria suele a
su vez estar dividida en dos partes dedicadas, una para instrucciones y otra
para datos.
Caché de 2º nivel (L2):
Integrada también en el procesador, aunque no directamente en el núcleo de
este, tiene las mismas ventajas que la caché L1, aunque es algo más lenta que
esta. La caché L2 suele ser mayor que la caché L1, pudiendo llegar a superar
los 2MB.
A diferencia de la caché L1, esta no está dividida, y su utilización está más
encaminada a programas que al sistema.
Caché de 3er nivel (L3):
Es un tipo de memoria caché más lenta que la L2, muy poco utilizada en la
actualidad.

5. Reloj del Sistema
Un pulso electrónico usado para sincronizar el procesamiento.
(Entre pulso y pulso solamente puede tener lugar una sola acción
Medido en megahertz (MHz) dónde 1 MHz= 1 millón de ciclos por segundo o
gigahertz (GHz) donde 1 GHz = 1 ciclos de mil millones por segundo.
De esto es lo que están hablando cuando dicen que una computadora es una
máquina de 2.4 GHz .La velocidad de su reloj es de 2.4 mil millones de ciclos
por segundo.
Cuanto más grande el número = más rápido el procesamiento
Buses
Rutas o caminos físicos (cables) entre los componentes de una computadora.
Los buses han evolucionado de acuerdo a los avances de las computadoras,
para ayudar a la velocidad de procesamiento.
Tipos de buses:
• Bus de datos.
Conjunto de pistas (cables) por las cuales viajan datos o
pulsos, desde y hacia el procesador. Estos cables conectan
la CPU con la memoria y el resto de los dispositivos de
hardware.
• Bus de direcciones.
Pistas (cables) por donde viajan las direcciones de
memoria, que permiten acceder a los datos y programas de
la computadora. Estos cables conectan la CPU y la memoria
RAM.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)
La placa base, placa madre o tarjeta madre (en inglés motherboard,
mainboard ) es la tarjeta de circuitos impresos que sirve como medio de
conexión entre el microprocesador, los circuitos electrónicos de soporte, las
ranuras para conectar parte o toda la RAM del sistema, la ROM y las ranuras
especiales (slots) que permiten la conexión de tarjetas adaptadoras adicionales.
Estas tarjetas de expansión suelen realizar funciones de control de periféricos
tales como monitores, impresoras, unidades de disco, etc...

6. Se diseña básicamente para realizar tareas específicas vitales para el
funcionamiento de la computadora, como por ejemplo las de:
• Conexión física.
• Administración, control y distribución de energía eléctrica.
• Comunicación de datos.
• Temporización.
• Sincronismo.
• Control y monitoreo.
Para que la placa base cumpla con su cometido, lleva instalado un software
muy básico denominado BIOS.
Pila
La pila o acumulador se encarga de conservar los parámetros de la BIOS
cuando el computador está apagado. Sin ella, al encender la computadora
tendríamos que introducir las características del disco duro, del chipset, la fecha
y la hora, etc.
Bios
El sistema básico de entrada/salida Basic Input-Output System (BIOS) es
un código de interfaz que localiza y carga el sistema operativo en la RAM; es un
software muy básico instalado en la placa base que permite que ésta cumpla su
cometido.
Proporciona la comunicación de bajo nivel, y el funcionamiento y configuración
del hardware del sistema que, como mínimo, maneja el teclado y proporciona
salida básica (emitiendo pitidos normalizados por el altavoz del ordenador si se
producen fallos) durante el arranque. El BIOS usualmente está escrito en
lenguaje ensamblador.
El Chipset
Es el conjunto (set) de chips que controlan funciones especiales del
computador, tales como la forma en que interactúa el procesador con la
memoria RAM o con la memoria Caché, el control de los puertos y ranuras.
De la calidad y características del chipset dependerán:
• La obtención del máximo rendimiento del procesador.
• La posibilidad de actualización del computador.
• El uso de ciertas tecnologías más avanzadas para memorias y
periféricos.

7. Conectores internos
Bajo esta denominación englobamos todos los conectores para dispositivos
integrados (internos), tales como la unidad de disquete, el disco duro, el CD-
ROM o el altavoz interno.
Conectores externos
Se trata de los conectores para dispositivos periféricos, es decir, dispositivos
que se encuentran fuera de nuestra computadora y que deben conectarse a ella
para ejecutar sus funciones.
Estos conectores también reciben el nombre de “puertos” y algunos ejemplos
son:
Puerto para teclado
Puerto para ratón
Puerto para impresora.
Ranuras (slots) para tarjetas de expansión
Si requerimos conectar un dispositivo y no hay un puerto disponible, se debe
instalar una tarjeta de circuitos, que incluya el puerto necesario.
A estas tarjetas se les llama “Tarjetas de expansión” y se insertan en ranuras
disponibles en la tarjeta madre.
Estas ranuras son extensiones del bus de la computadora, que permiten
agregar nuevos componentes de hardware.
Tipos de Ranuras (Slots)
Ranuras ISA
Arquitectura Estándar de la Industria
Son las más veteranas, un legado de los primeros tiempos del PC.
Funcionan a unos 8 MHz y ofrecen un máximo de 16 MB/s, suficiente para
conectar un módem o una tarjeta de sonido, pero muy poco para una tarjeta
de video.
Ranuras PCI
Interconexión de Componentes Periféricos
Es el estándar actual.
Pueden dar hasta 528 MB/s a 66 MHz, lo que es suficiente para casi todo tipo
de tarjetas de expansión, excepto quizá para algunas tarjetas de video 3D.
Miden unos 8,5 cm y generalmente son blancas.

8. Ranura AGP
Puerto Gráfico Acelerador
Se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de video 3D, por lo que sólo suele
haber una.
Su propia estructura impide que se utilice para todos los propósitos, por lo que
se usa como una ayuda para las PCI.
PCI Express
Es un nuevo desarrollo del bus PCI que usa los conceptos de programación y
los estándares de comunicación existentes, pero se basa en un sistema de
comunicación serie mucho más rápido. Este sistema es apoyado principalmente
por Intel, que empezó a desarrollar el estándar con nombre de proyecto
Arapahoe después de retirarse del sistema Infiniband.
PCI-Express es abreviado como PCIE o PCIX. Sin embargo, no tiene nada que
ver con PCI-X. PCI-X es una evolución de PCI, en la que se consigue aumentar
el ancho de banda mediante el incremento de la frecuencia, llegando a ser 32
veces más rápido que el PCI 2.1.
Software:
Todos los componentes intangibles de una computadora, es decir, al conjunto
de programas y procedimientos necesarios para hacer posible la realización de
una tarea específica, Ejemplos: Windows, Office, Visual Basic, Pascal.
Firmware
Podríamos decir que es una especie de driver (sin serlo) que llevan los
componentes de hardware internamente. El firmware es lo que permite a tu
Windows saber cual es la marca de tu grabadora de cd´s por ejemplo, saber
que velocidad alcanza y que métodos de escritura soporta o asi con cualquier
otro hardware.
Tipos de Software
• De sistema: ejemplo los sistemas operativos
• De Aplicación: Ejemplo cualquier software de aplicación como
office, sistema de grabación, software de edición de fotos etc.
• De Programación: Son los que permiten generar nuevos software;
se puede decir que son “programas para hacer programas”