Categoría: Arquitectura de ordenadores

En el post en el que hablaba del almacenamiento secundario, sus tecnologías y soportes, mencionaba el disco duro como soporte más habitual para almacenar los datos, pero dejaba el tema para tratarlo en otro post y así poder hacerlo con la profundidad que requiere. Pues bien, este es el post en el que te hablo del disco duro, qué es y cómo funciona.

¿Qué es el disco duro?

El disco duro de un ordenador o HDD (Hard Disk Drive) en inglés, es el dispositivo más habitual para almacenar datos de manera persistente. Recordemos que el almacenamiento de datos en el ordenador podíamos clasificarlo en el sistema primario y el secundario. En el primario, representado fundamentalmente por la RAM, guardábamos los datos de manera temporal mientras el ordenador estuviera alimentado con corriente eléctrica, pero estos datos se perdían al apagar el ordenador. En el secundario, guardábamos los datos de manera persistente, es decir, no se perdían al apagar el ordenador.

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Si la memoria primaria de un ordenador es la RAM, podemos decir que el almacenamiento secundario lo constituyen el resto de dispositivos que empleamos para almacenar datos. Fundamentalmente los discos duros, pero también los CDs, DVDs, unidades de cinta, etc.

Además, este almacenamiento secundario es no volátil, al contrario que la RAM, es decir, no se pierde la información almacenada al apagar el ordenador. Empleábamos la RAM como memoria primaria porque es mucho más rápida, y empleamos también el almacenamiento secundario porque es más barato y no tiene el inconveniente de la volatilidad. Conviene tener un adecuado equilibrio entre ambas, en función del principal uso que queramos dar a nuestro ordenador.

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La BIOS (basic input/output system) es un chip de memoria que contiene los programas básicos necesarios para el arranque del ordenador, antes incluso de la carga del Sistema Operativo. Con este término podemos referirnos tanto al chip como a los programas almacenados en el mismo.

Antiguamente el chip de la BIOS era una memoria ROM o EPROM, con lo que venía ya cargada de fábrica sin posibilidades de actualización por parte del usuario. Actualmente este tipo de chip son memorias Flash, denominadas Flash ROM, que admiten actualizaciones, aunque conviene tener una buena razón para actualizarla. Un error en una actualización de la BIOS te puede dejar el ordenador inservible, sin llegar siquiera a arrancar.

El chip lo podemos localizarlo en la placa base:

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La memoria RAM (Random Access Memory) de un ordenador, es una memoria de alta velocidad que el ordenador emplea para guarda los programas y los datos con los que está trabajando. También conocida como la RAM del Sistema, ya que es la memoria principal de este.

Estas memorias son más caras y tienen menor capacidad que los discos duros, pero son muchos más rápidas. Si trabajáramos directamente con el Disco duro, leyendo y escribiendo la información durante la ejecución de un programa, el tiempo de acceso a los datos aumentaría considerablemente y todo el sistema se vería ralentizado. Es por este motivo que la RAM del Sistema es crítica y determina en gran medida el rendimiento de un equipo.

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Las instrucciones que ejecuta la CPU necesitan datos y pueden devolver resultados que también son datos. La memoria del ordenador son los componentes donde poder almacenar esos datos y recuperarlos cuando los necesite la CPU para ejecutar las instrucciones.

Cuando hablamos de la memoria del ordenador nos referimos a una serie de componentes, circuitos integrados de semiconductores. El más conocido de todos, es la RAM del sistema, un tipo de memoria muy rápida pero volátil. Es decir, que pierden los datos almacenados cuando se interrumpe la alimentación eléctrica. Sin embargo, tenemos otro tipo de memorias en el ordenador como la Cache o la BIOS que conviene conocer. A todas ellas dedicaré otros posts, en este me voy a centrar en explicar la estructura y funcionamiento de este tipo de memorias.

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El procesador de un ordenador es un circuito integrado, un componente hardware, que se ocupa de controlarlo todo, es el que genera las instrucciones que indican al resto de componentes del ordenador lo que tienen que hacer. Es por ello que es conocido habitualmente como el cerebro del ordenador.

En ocasiones nos referiremos al procesador como la CPU (Central Process Unit), por sus siglas en inglés. Y es tan significativo, que a veces nos referimos a la totalidad del ordenador como la CPU.

Este circuito integrado tiene varias entradas y es capaz de ejecutar un amplio abanico de instrucciones con dichas entradas, pero para entender cómo funciona tenemos que echar un vistazo a su arquitectura.

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Todos los dispositivos que se encuentran en la placa madre o conectados a esta, necesitan ser alimentados con corriente eléctrica para su funcionamiento. La fuente de alimentación es el componente del ordenador que cumple esta función.

La corriente eléctrica la tomamos de la red eléctrica, a la que enchufamos la Fuente de Alimentación del PC, que transforma la electricidad alterna en continua, y en un voltaje adecuado para los dispositivos del ordenador. Por tanto, aunque normalmente nos refiramos a la Fuente de Alimentación con dicho nombre, esta no genera electricidad, no es una fuente, sino un transformador de corriente alterna a continua, y de alto voltaje a bajo voltaje.

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Cuando abrimos un ordenador y vemos su interior, es inevitable sorprenderse con la placa base, también conocida como placa madre. La cantidad y variedad de componentes de la misma puede asustarnos un poco, pero en este post, vamos a analizarla y a quedarnos con algunas ideas básicas que nos ayuden a entender para que sirve. Pero lo primero de todo es entender que es la placa base y para que sirve.

La placa base es el circuito integrado que conecta todos los componentes del ordenador. Algunos de ellos, estarán directamente soldados a la placa. Otros, como la CPU o la memoria RAM, se conectan a través de conectores dedicados. Y el resto lo hacen a través de los llamados buses de expansion (puertos internos) o a través de los puertos externos.

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En anteriores posts, he dado una pequeña introducción sobre el ordenador y su evolución, como una máquina de propósito general, y unas pinceladas básicas sobre la arquitectura del ordenador. Los próximos posts trataran en detalle los distintos componentes del ordenador, pero antes de ello, creo que servirá de ayuda hacer una pequeña lista con estos componentes, de forma que el alumno pueda hacerse una idea de lo que está por venir.

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Cuando hablamos de arquitectura de ordenadores, nos referimos al conjunto de todos los bloques (uno o varios componentes) y las comunicaciones entre estos, que hacen que el ordenador funcione de forma coordinada, sirviendo a un propósito común. Cada bloque cumple una o varias tareas, cuya contribución ordenada y coordinada hace que el equipo cumpla con la función para la que fue diseñado.

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