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 ARQUITECTURA DE ORDENADORES

1.HARDWARE Y SOFTWARE. SISTEMAS PROPIETARIOS Y LIBRES.

Hardware

Es la parte física del ordenador: los componentes electrónicos, eléctricos y mecánicos que permiten su funcionamiento.

Software

Es la parte lógica o intangible: los programas y datos que controlan el hardware y permiten realizar tareas.

Tipos:

• Software de sistema: gestiona los recursos del hardware (ej.: Windows, Linux).

• Software de aplicación: permite al usuario realizar tareas concretas (ej.: Word, Excel).

• Software de programación: herramientas para crear otros programas (ej.: Python, Java).

Sistemas propietarios

El código fuente no es accesible.

No se puede modificar ni distribuir libremente.

Normalmente requieren pago o licencia.

Ejemplos: Windows, macOS, Microsoft Office.

Sistemas libres o de código abierto

El código fuente es público y modificable.

Se puede usar, estudiar, mejorar y redistribuir.

Generalmente gratuito.

Ejemplos: Linux (Ubuntu, Debian), LibreOffice, Mozilla Firefox.

2. ARQUITECTURA DE UN ORDENADOR 

La arquitectura de un ordenador describe cómo están organizados y se comunican los componentes internos.

Basado en el modelo de Von Neumann, todo ordenador tiene tres bloques principales:

1. Unidad Central de Proceso (CPU) – ejecuta las instrucciones.

2. Memoria principal – almacena datos e instrucciones.

3. Dispositivos de entrada/salida – permiten la comunicación con el exterior.

Estos componentes se conectan mediante buses de comunicación (datos, direcciones y control).

3. UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU)

La CPU es el cerebro del ordenador, encargada de interpretar y ejecutar las instrucciones.

Componentes:

a) Unidad de Control (UC)

• Dirige y coordina las operaciones de todo el sistema.

• Interpreta las instrucciones y las traduce en señales eléctricas.

• Controla el flujo de datos entre la memoria, la ALU y los periféricos.

b) Unidad Aritmético-Lógica (ALU)

• Realiza las operaciones matemáticas (suma, resta, multiplicación, división).

• Efectúa operaciones lógicas (comparaciones, AND, OR, NOT).

c) Registros

• Memorias internas de alta velocidad que almacenan datos temporales y direcciones.

4.MEMORIA PRINCIPAL Y ALMACENAMIENTO SECUNDARIO.

Memoria principal

Es la que usa directamente la CPU para ejecutar programas y guardar datos temporales.

Tipos:

• RAM (Memoria de Acceso Aleatorio):

  • Temporal y volátil.

  • Almacena datos e instrucciones mientras el ordenador está encendido.

• ROM (Memoria de Solo Lectura):

• Permanente y no volátil.

• Contiene instrucciones básicas del sistema (como el BIOS o firmware).

Estructura física: chips y módulos (DIMM o SO-DIMM).
Estructura lógica: direcciones de memoria numeradas donde se almacenan los datos.

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Almacenamiento secundario

Permite guardar datos de forma permanente, incluso cuando se apaga el ordenador.

Ejemplos:

• Discos duros (HDD)

• Unidades de estado sólido (SSD)

• Memorias USB

• CD/DVD

• Almacenamiento en la nube

Estructura física: platos magnéticos o chips de memoria flash.
Estructura lógica: sistemas de archivos (NTFS, FAT32, EXT4, etc.).

5. SISTEMAS DE ENTRADA/SALIDA: PERIFÉRICOS

Los periféricos permiten la interacción entre el usuario y el ordenador.

Clasificación de periféricos:

Tipo	Función	Ejemplos
Entrada	Introducen datos al ordenador	Teclado, ratón, escáner, micrófono

Salida

Muestran o transmiten resultados

Monitor, impresora, altavoces

Entrada/Salida

Cumplen ambas funciones

Pantalla táctil, disco externo, memoria USB

Periféricos de nueva generación

• Pantallas táctiles y multitáctiles

• Dispositivos de realidad virtual y aumentada (VR/AR)

• Sensores biométricos (huella, rostro, retina)

• Impresoras 3D

• Dispositivos inteligentes (IoT)

6. BUSES DE COMUNICACIÓN: DATOS, CONTROL Y DIRECCIONES.

Los buses son canales de comunicación que conectan los distintos componentes del ordenador.

Tipos de buses:

Tipo de bus	Función	Ejemplo
Bus de datos	Transfiere la información entre CPU, memoria y periféricos.	8, 16, 32 o 64 bits

Bus de direcciones

Indica la posición de memoria donde se deben leer o escribir los datos.

Dirección de memoria

Bus de control

Envía señales de sincronización y control (lectura, escritura, interrupciones).

Control del flujo de datos

Ejemplo de buses modernos: PCIe, USB, SATA, HDMI.

ESQUEMA GENERAL DE LA ARQUITECTURA

                 ┌────────────────────────────┐

                 │  Dispositivos Entrada/Salida │

                 └───────────┬────────────────┘

                             │

                      ┌──────┴──────┐

                      │     CPU      │

                      │ ┌──────────┐ │

                      │ │ UC + ALU │ │

                      │ └──────────┘ │

                      └──────┬──────┘

                             │

                      ┌──────┴──────┐

                      │   Memoria   │

                      │ (RAM / ROM) │

                      └─────────────┘

                             │

                      ┌──────┴──────┐

                      │ Almacenamiento │

                      └───────────────┘

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