2. Arquitectura de un ordenador

La arquitectura de un ordenador es el diseño básico o modelo de funcionamiento del mismo.

Esta arquitectura no ha cambiado mucho a lo largo del tiempo. Esto mismo no se puede decir de cada componente ya que, individualmente, la evolución ha sido drástica. Veremos los componentes de un ordenador en el siguiente apartado, ahora solo estudiaremos su arquitectura.

Por ejemplo, se puede pensar en el componente más importante de un sistema informático: el microprocesador. La capacidad de procesamiento o la velocidad del mismo ha tenido una evolución exponencial que permite que hoy día se puedan utilizar aplicaciones muy potentes impensables hace 10 años.

La arquitectura básica de un ordenador es la arquitectura de Von Neumann. En ella, se distinguen los siguientes elementos:

• La Unidad central de proceso (CPU o Central Processing Unit), compuesta de:
  • Unidad de control.
  • Unidad aritmético-lógica.
• Memoria principal.
• Dispositivos de entrada/salida y memoria auxiliar.

Diagrama en Wikipedia. Licencia CC

CPU o unidad central de procesos

Un ordenador es una máquina que es capaz de realizar muchas operaciones sencillas por segundo.

Atendiendo al esquema de la arquitectura clásica de un ordenador, la unidad de control que se encuentra dentro de la Unidad Central de Proceso, se encarga de acceder a la memoria para extraer las instrucciones del programa que debe ejecutar. Las analiza e interpreta y controla su ejecución, dirigiendo el funcionamiento de todas las partes del ordenador afectadas para poder llevar a cabo la ejecución de la instrucción.

Las instrucciones que ejecuta un ordenador son sencillas, como puede ser una operaciones de suma. Para la realización de estas operaciones se tiene la Unidad Arimético Lógica (ALU). La unidad de control se encarga de la preparación de la instrucción, buscando los datos en memoria necesarios para realizar la operación, esperando a que la ALU ejecute la operación y guardando el resultado de la operación en memoria.

Memoria principal

Cuando se quiere ejecutar una aplicación, normalmente esta debe estar instalada en el disco duro o memoria auxiliar. Sería muy poco eficiente que el microprocesador tuviera que estar intercambiando datos con el disco duro, dado que los tiempos para leer o escribir en el mismo son mucho mayores que los tiempos de acceso a la memoria RAM o memoria principal del ordenador. Por tanto, una aplicación que se quiere ejecutar, en primer lugar se debería cargar en la memoria RAM y desde ahí, el microprocesador va accediendo para ejecutar las líneas del programa que debe ejecutar. 

Dispositivos de Entrada/Salida (Periféricos)

Un ordenador es una máquina que no trabaja de forma aislada, por tanto, es necesario intercambiar datos con el exterior y esto se hace a través de los periféricos. Para poder introducir información desde el exterior se utilizan los periféricos de entrada. El clic de un ratón y la introducción de caracteres mediante un teclado es un ejemplo de información que proviene del exterior. La pantalla de un ordenador mostrando una aplicación o un sonido que se escucha a través de unos altavoces son un ejemplo de información que proviene del ordenador y va al exterior mediante los periféricos de salida.