Elvis Moreno de Yonkers, Nueva York, es un profesional de la industria de TI y un entusiasta de las computadoras. En el siguiente artículo, Elvis Moreno analiza la arquitectura de la computadora que le permite comprender, retener y recuperar información.
El término «arquitectura informática» no es más que un marco para comprender cómo funcionan y realizan tareas las computadoras. El funcionamiento de una computadora depende del hardware, el software y los componentes de comunicación, es decir, CPU, memoria, dispositivos de entrada/salida y unidades de almacenamiento.
Elvis Moreno de Yonkers, Nueva York, explica que todo, desde líneas de texto hasta dígitos en hojas de cálculo, desde puntos de color hasta patrones de sonido y la apariencia del sistema, se debe a este aspecto fundamental de la informática.
Elvis Moreno explica los ingredientes
Sin componentes conocidos, la arquitectura informática dejaría de existir. Como resultado, las propias computadoras desaparecerían. Cada elemento desempeña un papel clave en la construcción de una arquitectura funcional y viable para la informática básica y compleja.
Dispositivos de entrada/salida
La sociedad digital actual ha puesto en primer plano muchos dispositivos de entrada especiales (es decir, aquellos que conectan fuentes de datos externas a la computadora), incluidos los cascos de realidad virtual. Sin embargo, los teclados y los ratones siguen siendo los dispositivos de entrada más comunes y ambos tienen controladores de hardware que se sincronizan con otros componentes de la arquitectura.
Elvis Moreno dice que, como era de esperar, los resultados son los contrarios. Entregan los resultados de la computadora al usuario, enviando diferentes tipos de medios a diferentes dispositivos de salida. Los auriculares, por ejemplo, emiten sonido y las impresoras emiten texto en papel.
Jerarquía de la memoria
Todas las computadoras tienen múltiples unidades de memoria/almacenamiento, pero no fueron creadas de la misma manera. En cambio, se clasifican en almacenamiento primario y secundario.
Almacenamiento principal
Conocida como memoria principal, la CPU puede acceder directamente a ella y se utiliza para almacenar instrucciones e información durante la ejecución del programa. Los expertos dicen que los dos tipos principales son la memoria de acceso aleatorio (RAM) y la memoria de sólo lectura (ROM).
La primera, como memoria temporal, suministra información importante directamente a la CPU. Este último tiene instrucciones y firmware preinstalados. A diferencia de la RAM, es permanente y no se puede cambiar debido a su función en el arranque de la máquina.
Almacenamiento secundario
Elvis Moreno de Yonkers, Nueva York, afirma que la CPU no puede acceder directamente al almacenamiento secundario/externo (es decir, unidades de estado sólido (SSD), discos duros (HDD) y similares). En cambio, la información debe transferirse al almacenamiento principal para acceder a la CPU.
Unidad Central de Procesamiento (CPU)
Muchos profesionales de la industria piensan que la unidad central de procesamiento es el cerebro de la máquina. Y al igual que el cerebro humano, es una parte compleja de la arquitectura de la computadora, con muchos subcomponentes como registros, unidades aritméticas lógicas (ALU) y circuitos de control.
Elvis Moreno de Yonkers, Nueva York, dice que su trabajo consiste básicamente en interpretar y ejecutar instrucciones, trabajando con otras partes de la estructura para darle sentido a la información y garantizar que proporcione el resultado correcto.
Si profundizas en la CPU, se presenta el mundo de los subelementos integrales explicados brevemente por profesionales:
- Los registros son dispositivos de memoria de alta velocidad especialmente construidos a los que la CPU accede o modifica directamente. Almacenan datos que la CPU procesa activamente, como resultados intermedios, comandos y direcciones.
- Contiene un circuito eléctrico que realiza procesos aritméticos (es decir, sumas, divisiones, etc.) y lógicos (es decir, Y, O, etc.) sobre la información dada.
- La unidad de control trabaja directamente con dispositivos de entrada/salida, ordenando a la computadora que ejecute instrucciones del programa almacenado, comunicándose con la ALU y los registros de la CPU.
Cargador de arranque
Ubicado en el firmware, el gestor de arranque es ejecutado por procesadores que extraen el sistema operativo del disco y lo cargan en la memoria para su ejecución. Se encuentra en estaciones de trabajo y computadoras de escritorio, junto con dispositivos integrados, y es uno de los componentes esenciales de la arquitectura informática.
sistema operativo (SO)
Elvis Moreno dice que el sistema operativo gobierna la funcionalidad sobre el firmware, gestiona el uso de la memoria y regula los dispositivos de entrada/salida. Como sabrán la mayoría de las personas conocedoras de la tecnología, también proporciona una interfaz que le permite iniciar aplicaciones y acceder a datos almacenados.
Autobuses
Los autobuses, conjuntos tangibles de líneas de señales, tienen todos el mismo propósito (USB, por ejemplo). Permiten el flujo de impulsos eléctricos entre componentes, permitiendo que la información pase de una parte a otra.
Interrupciones
Elvis Moreno de Yonkers, Nueva York, dice que algunos expertos se refieren a esto como una trampa o excepción, que redirige al procesador para ejecutar la tarea actual para hacer frente a un evento como una falla periférica o la terminación de un dispositivo de E/S. trabajo anterior y está esperando uno nuevo.
La arquitectura informática no es un concepto único para todos
Elvis Moreno de Yonkers, Nueva York, dice que, sin que muchos lo sepan, la arquitectura informática no es del todo lineal. Los expertos configuran los componentes antes mencionados de diversas formas, según el sistema. De hecho, hay cinco configuraciones que se ven a menudo en la industria: ISA, microarquitectura, arquitectura cliente-servidor, SIMD y arquitectura multinúcleo.
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