Sistema de hardware de computadora
¿Qué es el hardware?
En términos simples, el hardware es la maquinaria y el equipo que podemos ver y tocar, como teclados, varias computadoras. Los componentes y equipos informáticos, como ratones, monitores y mainframes, están compuestos por componentes electrónicos, mecánicos y optoelectrónicos. Estos componentes y equipos forman un todo orgánico según los requisitos, que se denomina sistema de hardware informático.
Componentes básicos del sistema hardware de un ordenador
1. Cinco componentes básicos
Una computadora puede completar una determinada tarea de acuerdo con un programa preprogramado por personas, a diferencia de algunos aparatos eléctricos simples, como los primeros televisores, cuyos botones se presionan para realizar cada operación. El principio de funcionamiento de los programas almacenados propuesto por el famoso informático von Neumann determina los cinco componentes básicos del sistema de hardware de una computadora, a saber: unidad aritmética, controlador, memoria, dispositivo de entrada y dispositivo de salida. Aunque las computadoras han cambiado mucho en todos los aspectos en las últimas décadas, la estructura básica de las computadoras no ha cambiado. Esta estructura básica se muestra en la Figura 2-2. Las líneas continuas en la figura representan el flujo de datos; las líneas de puntos representan el flujo de control.
Figura 2-2 Los cinco componentes básicos de un sistema de hardware de computadora
Explicación de los gráficos anteriores: los dispositivos de entrada, la memoria, los dispositivos de salida y las operaciones aritméticas están todos controlados por el controlador A continuación, los datos se ingresan desde el dispositivo de entrada a la memoria y el controlador controla la unidad aritmética para recuperar los datos de la memoria, realizar operaciones aritméticas o lógicas y enviar los resultados procesados de regreso a la memoria para su salida por el dispositivo de salida.
2. Operador
La computadora necesita realizar diversas operaciones aritméticas y lógicas al ejecutar el programa. El componente responsable de esta función se llama operador, también llamado unidad aritmética lógica. Incluye tres partes: registro, unidad de ejecución y circuito de control. Durante la operación, el controlador controla la unidad aritmética para recuperar datos de la memoria, realizar operaciones aritméticas u operaciones lógicas y enviar los resultados procesados de regreso a la memoria.
3. Memoria
Las computadoras pueden procesar una gran cantidad de datos y los datos cambian constantemente durante el procesamiento. Estas grandes cantidades de datos requieren un componente de almacenamiento de memoria, que se llama memoria. La memoria puede recibir y guardar datos y proporcionar datos a otros componentes. La memoria se divide en dos categorías: memoria principal y memoria auxiliar.
La memoria principal, denominada memoria principal o memoria, es una memoria de un ordenador que se utiliza para almacenar instrucciones y datos y desde la cual el procesador central puede acceder directamente a los datos. Cuando la computadora está funcionando, las instrucciones y datos utilizados en todo el proceso de procesamiento se almacenan en la memoria.
El almacenamiento auxiliar se denomina almacenamiento auxiliar o almacenamiento externo. Por lo general, el espacio de la memoria es muy limitado y costoso. Cuando la computadora está funcionando, no es necesario almacenar datos que no son utilizados por el programa actual en la memoria. La memoria externa no proporciona instrucciones ni datos directamente al procesador central. Solo se transfiere de la memoria externa a la memoria cuando se utiliza en la ejecución del programa. Los dispositivos de almacenamiento externo de uso común incluyen disquetes, discos duros, discos ópticos, cintas, unidades flash USB, etc.
La memoria tiene una velocidad de acceso rápida, pero un alto costo de almacenamiento y una capacidad pequeña; el almacenamiento externo tiene una gran capacidad de almacenamiento, un costo de almacenamiento bajo, pero una velocidad de acceso lenta. Las unidades de capacidad de almacenamiento son B, KB, MB, GB, etc., que representan respectivamente 1 byte, kilobyte, megabyte y gigabyte. Entre los productos principales actualmente en el mercado, la capacidad de memoria es generalmente de 128 MB o 256 MB, la capacidad del disquete suele ser de 1,44 MB y la capacidad del disco duro oscila entre 10 y 100 GB.
Los datos en la memoria solo pueden existir cuando se enciende la alimentación y desaparecen después de que se apaga. Sin embargo, los datos en la memoria externa se pueden guardar permanentemente antes de ser eliminados. completar la operación de ciertos archivos. Asegúrese de guardar los datos y guardarlos en la memoria externa.
4． Controlador
¿Cómo pueden funcionar en armonía los distintos componentes de una computadora? Esto requiere un comandante general. La función principal del controlador es permitir que toda la computadora se ejecute automáticamente. Al ejecutar el programa, el controlador recupera los datos de instrucción correspondientes de la memoria principal, luego envía las señales de control requeridas para la instrucción a otros componentes funcionales, completa las operaciones correspondientes y luego recupera la siguiente instrucción de la memoria principal para su ejecución, y así sucesivamente hasta completar el programa.
5． Dispositivos de entrada y dispositivos de salida
La función de un dispositivo de entrada es convertir la información del usuario, como datos y programas, en un formato de información que la computadora pueda reconocer y procesar. Después de que el dispositivo de entrada convierte la información en un formato que puede ser recibido por la computadora y es recibido por la computadora, la información se almacena en la memoria. La función principal del dispositivo de salida es transformar la información binaria en la computadora en la forma de información que el usuario de la computadora necesita y puede reconocer.
Los dispositivos de entrada comunes incluyen: teclado, mouse, digitalizador, escáner, etc.; los dispositivos de salida comunes incluyen: impresora, trazador, monitor, etc.; las unidades de disco comúnmente utilizadas en microcomputadoras pueden usarse como dispositivos de entrada. También se puede utilizar como dispositivo de salida. Con el desarrollo de la tecnología multimedia, los dispositivos de entrada y salida, como parlantes, pantallas táctiles, reconocedores de voz y reconocedores de imágenes gráficas, se han vuelto populares gradualmente.
Otros conceptos importantes relacionados con el hardware informático
Para los sistemas de hardware informático, además de los cinco componentes básicos, a menudo escuchamos otros conceptos importantes, como CPU, host, equipo externo, etc.
1． Unidad Central de Procesamiento (CPU)
Sabemos que el cerebro humano tiene la función de memoria y procesamiento de problemas, y las computadoras usan la Unidad Central de Procesamiento (CPU) para procesar datos y usan la memoria para almacenar datos. La CPU es el núcleo del hardware de la computadora, que incluye principalmente la unidad aritmética y el controlador, que controla el trabajo de todo el sistema informático. El rendimiento de la computadora depende principalmente de la CPU.
2. Host
En los sistemas de hardware informático, se acostumbra referirse colectivamente a la memoria y la CPU como host.
3. Equipamiento externo
El equipamiento externo es un concepto amplio