Tecno i

I
Estructura de computadores

1.1.- Arquitectura Von Neumann
Así se conoce la forma de estructuración utilizada en los ordenadores actuales; desde 1945 con UNIVAC, se utiliza la arquitectura diferenciadora entre hardware y software que él creó (Von Neumann es junto con Alan Turing padre de la informática moderna, y curiosamente el gran precursor de los virus informáticos en sus estudiossobre autómatas autorreproductores que John Conway continuó en 1970 con el juego "Life", antecesor a su vez de los algoritmos genéticos). Según esta arquitectura, una definición adecuada para un computador sería la siguiente:
Máquina programada de propósito general capaz de realizar una serie de operaciones básicas siguiendo un conjunto de instrucciones que le son proporcionadas a través de unprograma encaminado a resolver un problema.
Los elementos básicos de un computador propuestos por Von Neumann y que se utilizan en la actualidad son los siguientes:
- Memoria: Su misión consiste en servir de almacenamiento de la información dentro del computador, sean programas o datos, y sin hacer distinción entre código y datos (no hay una memoria para datos y otra para código ejecutable, estáunificada).
- Dispositivos de E/S (Entrada/Salida): Engloban todos aquellos periféricos como puedan ser ratones, monitores, teclados,... es decir, todo lo que proporcione datos al computador o a través de lo cual salgan de él.
- BUS de comunicaciones: Las operaciones de accesos a datos, de manejo de periféricos y otras, han de realizarse a través de un BUS (hilos de comunicación); su misión englobapor ejemplo la transferencia de datos entre memoria y procesador.
- CPU - Unidad Central de Proceso (Central Processing Unit): Es la encargada de controlar y ejecutar todas las funciones del computador. Es la que determina en qué condición se ejecuta el código y como han de mandarse los datos, generando además todas las señales de control que afectan al resto de las partes.


1.2.- Memoria1.2.1.- Jerarquía de memoria
La memoria en un computador se organiza en varios niveles que se organizan en forma piramidal, en el pico aquello que es más rápido y también más escaso (registros) y en la base lo más lento pero al tiempo más abundante (discos):

Pirámide de memorias (según su velocidad y tamaño)

Los registros pertenecientes al microprocesador son los más rápidos (con untiempo de acceso que suele estar entre 1 y 5 nanosegundos) aunque por su coste el tamaño es reducido (normalmente no más que 256 bytes). La memoria caché, más lenta, tarda entre 5 y 20 ns (tiempo de acceso) pero con un tamaño mayor que a pesar de todo pocas veces sobrepasa el megabyte. La memoria principal, lo que solemos conocer como RAM, tiene ya un tamaño bastante mayor - las configuracionesstandard de PCs dificilmente bajan ya de los 128Mb - pero al tiempo un acceso más lento (entre 60 y 200 nanosegundos). Finalmente, con la memoria secundaria hacemos referencia normalmente al disco duro, que es utilizado por el ordenador como memoria virtual.
Entre los distintos niveles de la jerarquía, ha de haber una correspondencia en los datos. Un nivel superior, más pequeño que el inferior,contendrá información proveniente de este nivel más grande que él, información a la que quiere acceder más deprisa. Por ejemplo, cuando accedemos a una base de datos, esta se carga en memoria para que podamos accederla a más velocidad; sin embargo, si modificamos valores de estos datos en memoria, tendremos que hacer una actualización desde la memoria al disco duro para que los cambios sean permanentes;así pues, siempre que modifiquemos algo en un nivel de la jerarquía, tarde o temprano habrá que transferir estos cambios a los niveles inferiores hasta llegar a la base de la pirámide.
Del mismo modo sucede en la relación entre memorias caché y principal; en la memoria caché se van a cargar partes de la memoria principal que se supone van a ser más utilizadas que otras, con lo cual cuando se...