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Introducción

• Un ordenador es una máquina electrónica que procesa datos para convertirlos en información útil.
• El hardware se refiere a los componentes físicos del ordenador, como el ENIAC 2000, la primera computadora electrónica a gran escala, que podía realizar cálculos complejos.
• El software son los componentes lógicos, como los programas y los datos.

Arquitectura de Von Neumann

• Describe la base teórica para la construcción de ordenadores electrónicos.
• John von Neumann propuso un modelo de ordenador con programa almacenado en memoria eléctrica en 1944.
• Von Neumann quería crear un ordenador con programa almacenado, conectando permanentemente las unidades y coordinando su funcionamiento bajo un control central.
• Los primeros ordenadores no almacenaban los datos y el programa en memoria.
• Según la arquitectura de Von Neumann, un ordenador está formado por:
  • Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Realiza operaciones aritméticas (suma, resta) y lógicas (AND, OR, NOT). Los datos se obtienen de la memoria principal y se almacenan temporalmente en registros de la ALU.
  • Unidad de Control (UC): Controla la ejecución de las instrucciones.
  • Memoria: Corresponde a la memoria RAM (Random Access Memory). Es un dispositivo electrónico de alta velocidad, formado por celdas de igual tamaño. Cada celda tiene un conjunto de bits que se denominan punto de memoria. Los datos almacenados en la memoria permanecen hasta que se apaga el equipo.
  • Dispositivos de Entrada/Salida: Los dispositivos de entrada (teclado, ratón) envían información al ordenador, mientras que los dispositivos de salida (pantalla) muestran la información procesada.
  • Buses:
    • Datos: Mueve los datos entre los dispositivos de E/S.
    • Dirección: Establece la dirección de memoria a la que se accede.
    • Control: Gestiona la comunicación entre la CPU y los demás componentes.

CPU

• La CPU (Unidad Central de Procesamiento) se encarga del control y procesamiento de datos.
• Toma datos de los dispositivos de entrada, los procesa y los envía a los dispositivos de salida.
• Está formada por:
  • Unidad de control (UC): Controla la ejecución de las instrucciones.
  • Unidad aritmético-lógica (UAL o ALU): Realiza las operaciones aritméticas y lógicas.
  • Registros: Almacenan información temporal.
• Frecuencia de reloj: Genera impulsos que marcan el inicio, duración y fin de una operación. Se mide en megahercios (Mhz). Determina la velocidad de transferencia de datos.
• Longitud de la palabra de datos: Determina la cantidad de información que la CPU puede procesar en cada ciclo. Se mide en bits.
• Juego de instrucciones: Representa la instrucción almacenada en la memoria. Define el significado de cada bit de la instrucción.

Memoria Principal

• Almacena programas y datos.
• Tipos:
  • Memoria secundaria o externa: No volátil, gran capacidad y lenta (discos duros, unidades de memoria flash).
  • Memoria principal o interna: Poca capacidad y muy rápida (RAM).
• Capacidad: Se mide en KiB, MiB, GiB, etc.
• Dirección de memoria: Localización específica de los bytes de memoria a la que un programa o dispositivo de hardware puede acceder o almacenar datos.