Componentes funcionales de una computadora

Computadora: Una computadora es una combinación de recursos de hardware y software que se integran y brindan varias funcionalidades al usuario. El hardware son los componentes físicos de una computadora, como el procesador, los dispositivos de memoria, el monitor, el teclado, etc., mientras que el software es el conjunto de programas o instrucciones que requieren los recursos de hardware para funcionar correctamente. 
Hay algunos componentes básicos que ayudan al ciclo de trabajo de una computadora, es decir, el ciclo de entrada, proceso y salida, y estos se denominan componentes funcionales de una computadora. Necesita cierta entrada, procesa esa entrada y produce la salida deseada. La unidad de entrada toma la entrada, la unidad central de procesamiento procesa los datos y la unidad de salida produce la salida. La unidad de memoria contiene los datos y las instrucciones durante el procesamiento. 

Computadora digital: una computadora digital se puede definir como una máquina programable que lee los datos binarios pasados ​​como instrucciones, procesa estos datos binarios y muestra una salida digital calculada. Por lo tanto, las computadoras digitales son aquellas que trabajan sobre los datos digitales. 

Detalles de los componentes funcionales de una computadora digital

• Unidad de entrada: La unidad de entrada consta de dispositivos de entrada que están conectados a la computadora. Estos dispositivos toman la entrada y la convierten en un lenguaje binario que la computadora entiende. Algunos de los dispositivos de entrada comunes son teclado, mouse, joystick, escáner, etc.
• Unidad central de procesamiento (CPU): una vez que el dispositivo de entrada ingresa la información en la computadora, el procesador la procesa. La CPU se llama el cerebro de la computadora porque es el centro de control de la computadora. Primero obtiene instrucciones de la memoria y luego las interpreta para saber qué se debe hacer. Si es necesario, los datos se obtienen de la memoria o del dispositivo de entrada. A partir de entonces, la CPU ejecuta o realiza el cálculo requerido y luego almacena la salida o la muestra en el dispositivo de salida. La CPU tiene tres componentes principales que son responsables de diferentes funciones: unidad lógica aritmética (ALU), unidad de control (CU) y registros de memoria.
• Unidad Aritmética y Lógica (ALU): La ALU, como su nombre indica realiza cálculos matemáticos y toma decisiones lógicas. Los cálculos aritméticos incluyen suma, resta, multiplicación y división. Las decisiones lógicas implican la comparación de dos elementos de datos para ver cuál es mayor, menor o igual.
• Unidad de control: La unidad de control coordina y controla el flujo de datos dentro y fuera de la CPU y también controla todas las operaciones de ALU, registros de memoria y también unidades de entrada/salida. También es responsable de llevar a cabo todas las instrucciones almacenadas en el programa. Decodifica la instrucción obtenida, la interpreta y envía señales de control a los dispositivos de entrada/salida hasta que la ALU y la memoria realizan correctamente la operación requerida.
• Registros de memoria: un registro es una unidad temporal de memoria en la CPU. Estos se utilizan para almacenar los datos que utiliza directamente el procesador. Los registros pueden ser de diferentes tamaños (16 bits, 32 bits, 64 bits, etc.) y cada registro dentro de la CPU tiene una función específica como almacenar datos, almacenar una instrucción, almacenar la dirección de una ubicación en la memoria, etc. Los registros de usuario pueden ser utilizado por un programador de lenguaje ensamblador para almacenar operandos, resultados intermedios, etc. El acumulador (ACC) es el registro principal en la ALU y contiene uno de los operandos de una operación que se realizará en la ALU.
• Memoria : La memoria adjunta a la CPU se utiliza para el almacenamiento de datos e instrucciones y se denomina memoria interna. La memoria interna se divide en muchas ubicaciones de almacenamiento, cada una de las cuales puede almacenar datos o instrucciones. Cada ubicación de memoria es del mismo tamaño y tiene una dirección. Con la ayuda de la dirección, la computadora puede leer fácilmente cualquier ubicación de la memoria sin tener que buscar en toda la memoria. cuando se ejecuta un programa, sus datos se copian en la memoria interna y se almacenan en la memoria hasta el final de la ejecución. La memoria interna también se denomina memoria primaria o memoria principal. Esta memoria también se denomina RAM, es decir, memoria de acceso aleatorio. El tiempo de acceso de los datos es independiente de su ubicación en la memoria, por lo que esta memoria también se denomina memoria de acceso aleatorio (RAM). Lea esto paradiferentes tipos de ram
• Unidad de salida: La unidad de salida consta de dispositivos de salida que se conectan con la computadora. Convierte los datos binarios provenientes de la CPU a una forma comprensible para el ser humano. Los dispositivos de salida comunes son monitor, impresora, trazador, etc.

Interconexión entre Componentes Funcionales

Una computadora consta de una unidad de entrada que toma la entrada, una CPU que procesa la entrada y una unidad de salida que produce la salida. Todos estos dispositivos se comunican entre sí a través de un bus común. Un bus es una ruta de transmisión, hecha de un conjunto de cables conductores a través de los cuales los datos o la información en forma de señales eléctricas pasan de un componente a otro en una computadora. El bus puede ser de tres tipos: bus de direcciones, bus de datos y bus de control. 

La siguiente figura muestra la conexión de varios componentes funcionales: 

El bus de direcciones lleva la ubicación de la dirección de los datos o instrucciones. El bus de datos transporta datos de un componente a otro y el bus de control transporta las señales de control. El bus del sistema es la ruta de comunicación común que transporta señales hacia/desde la CPU, la memoria principal y los dispositivos de entrada/salida. Los dispositivos de entrada/salida se comunican con el bus del sistema a través del circuito controlador que ayuda a administrar varios dispositivos de entrada/salida conectados a la computadora.