Capítulo 2: Estructura interna de los ordenadores

2. 1. Fundamentos Principales

            Antes de sumergirnos en el complejo mundo de los ordenadores, debemos entender unos pocos conceptos básicos.

            Para  empezar, un ordenador no es más que un montón de componentes electrónicos que por sí solos no hacen nada, pero unidos nos transportan a un maravilloso mundo tecnológico.  Algo así como las diversas partes del cuerpo humano: por sí solas no son nada, y juntas hacen una máquina perfecta.  Apoyándonos en esta analogía sobre el cuerpo humano podremos comenzar a entender lo que es un ordenador.

            Si comparamos un ordenador al cuerpo humano, vemos que presenta gran número de similitudes:

            Por una parte, consta de un cerebro que rige sus funciones y determina qué procesos son los que se van a realizar (El microprocesador o CPU).

            Al igual que el cerebro, necesita de una memoria donde poder guardar sus datos para poder ser procesados.  Los datos más importantes son guardados en memorias de almacenamiento donde pueden permanecer el tiempo que sea necesario (discos duros, CD´s, disquetes). Todos estos procesos son regidos por un corazón que marca el compás del sistema (El reloj).

            Dispone también de una serie de “ojos”, “manos” y “pies” que le ayudan en sus acciones con el exterior (los dispositivos periféricos, tales como impresoras, scanners, grabadoras, etc).

            Como vemos, no es tan descabellado comparar al cuerpo humano con un ordenador.   Poco a poco vamos a analizar su peculiar anatomía.

            Para empezar, debemos tener en cuenta una serie de cosas. Primero, el ordenador trabaja con impulsos eléctricos, de manera que para poder hacer los cálculos que nosotros hacemos debe tener un sistema de traducción de sus datos a los nuestros.

            Nosotros utilizamos el sistema de numeración en base 10, usando números del 0 al 9.  Un ordenador que trabaja con impulsos no puede hacer tanto:  Para él, un impulso puede existir (1) ó no existir (0).  Acabamos de sentar las bases del lenguaje en sistema binario.

           El lenguaje binario utiliza el uno y el cero para hacer representaciones numéricas.  De esta manera también se puede hacer lo mismo que en base diez, sólo que con mayor complejidad.  Como los rudimentos del lenguaje binario se salen un poco del contexto del curso, sólo diremos que si un componente del ordenador está conduciendo impulsos eléctricos, presenta un estado lógico 1 ó nivel lógico alto.  Si no lo hace, presenta un estado lógico 0 ó nivel lógico bajo.

           Posteriormente existirá una unidad que traducirá esos impulsos binarios al sistema decimal, de manera que podremos ver los resultados.

            El componente que se encarga de todos los cálculos posibles en el interior y que por tanto es comparable al cerebro del cuerpo humano es el microprocesador, también conocido como Unidad de Control de Procesos (CPU).

            La CPU es un componente de gran complejidad interna, y puede llegar a estar formado por varios millones de transistores. De todas formas, sea cual sea, la CPU consta internamente de una serie de componentes básicos  que además es común a todos los CPU´s.

2. 2. Partes de un microprocesador

            Un microprocesador está formado por:

             - Una ALU o Unidad Aritmética Lógica, que se encarga de las operaciones y los cálculos internos.

            - Unos registros o zonas de “memoria” en los cuales se cargan determinados valores para que la ALU los procese o bien recibe en ellos resultados de la ALU.  Los registros en un CPU utilizado en un PC son de 16 Bits, de 32 Bits y algunos de 64 Bits de ancho.

            - La CPU se comunica con el exterior mediante “buses” o grupos de líneas por las que recibe o envía datos.  Los buses  de una CPU son fundamentalmente tres:

             -El bus de datos, por donde la CPU recibe datos del exterior o por donde la CPU manda  datos  al exterior.                                                                                  

            -El bus de direcciones, que es el utilizado por la CPU para mandar el valor de la dirección de memoria o de un periférico externo al que la CPU quiere acceder.                   

            -El bus de control, con una serie de líneas por las que salen o entran diversas señales de control utilizadas para mandar acciones a otras partes del ordenador.

            Por supuesto, la CPU también tiene  terminales de alimentación, por donde se recibe los voltajes desde la fuente de alimentación del ordenador.

            El siguiente componente del ordenador es el que le marca el compás, el que le dicta a que velocidad va a ejecutarse cualquier operación.  Nos referimos al reloj del sistema, un circuito oscilador a cristal de cuarzo, que oscila varios millones de veces por segundo.

            Uno de los factores a tener en cuenta al comprar un ordenador es su velocidad, que se mide en MHz.  De hecho, esa velocidad es la del reloj del sistema, el “corazón”.

            El siguiente paso en el estudio de nuestro ordenador es la memoria, que al igual que en el ser humano, tiene la función de almacenar los datos resultado de las operaciones del CPU, o bien almacenar un programa del cual después se van a obtener datos.

            En un ordenador, cuanta más memoria se tenga, mejor, pues podremos cargar más programas y ejecutar mayor número de operaciones.

            De hecho, la memoria es el componente que más debe ser ampliado, ya que las exigencias del software moderno hacen que cualquier cantidad de memoria parezca insuficiente.  Posteriormente veremos los tipos de memoria que existen en el mercado.

            El otro tipo de memoria que se utiliza es la memoria de masa, o sea, memoria en la que se guardan gran cantidad de programas y datos que no se utilizan, de manera que puedan ser recuperados más tarde.  La memoria de masa la forman fundamentalmente los disquetes y discos duros, aunque con el paso de los años han ido apareciendo nuevos sistemas, tales como los streamers, los magnetoópticos y los CD´s.

            Finalmente, existen las unidades de entrada/salida, que es por donde el ordenador se comunica con el exterior.  Estas unidades pueden ser visuales (monitor), puertos de comunicación (MODEM, tarjetas de red), puertos de impresión, etc.  También se consideran unidades de entrada al teclado y el ratón.

           Como comentario, decir que no sólo existen estas partes que hemos definido en un ordenador; también existen otros componentes que ayudan a la comunicación del CPU con el resto de los periféricos.  Todos estos elementos se verán en el capítulo tres, dedicado a la placa base.

            Bueno, a lo largo de este capítulo se ha hecho una breve exposición de lo que es un ordenador y de las partes que lo componen a nivel interno.  En el siguiente capítulo comenzaremos a ver los distintos elementos, comenzando por la CPU.