ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

El concepto de arquitectura de un computador se refiere a la integración de su estructura física con su estructura lógica. Se utiliza el término "arquitectura" para enfatizar la síntesis de elementos de ingeniería y ciencias exactas con elementos estéticos y de funcionalidad práctica, y puede ser dividida en cinco partes fundamentales: entrada y salida, comunicaciones, control, procesamiento y almacenamiento. La arquitectura de computadores es un concepto que integra software, hardware, algoritmos y lenguajes de programación para el procesamiento de datos y la generación de información.

La arquitectura de computadora tiene 4 secciones principales: la unidad aritmético lógica, la unidad de control, la memoria central, y los dispositivos de entrada y salida (E/S). Estas partes están interconectadas por canales de conductores denominados buses:

TARJETA MADRE O MOTHER BOARD

LA MEMORIA es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad de información. La instrucción es la información necesaria para realizar lo que se desea con el computador. Las celdas contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones, con el computador. El número de celdas varían mucho de computador a computador, y las tecnologías empleadas para la memoria han cambiado bastante; van desde los relés electromecánicos, tubos llenos de mercurio en los que se formaban los pulsos acústicos, matrices de imanes permanentes, transistores individuales a circuitos integrados con millones de celdas en un solo chip. En general, la memoria puede ser reescrita varios millones de veces (memoria RAM); se parece más a una pizarra que a una lápida (memoria ROM) que sólo puede ser escrita una vez.

Tipos de memoria

 1.  Primario:

•  MEMORIA RAM es la memoria desde donde el procesador recibe las instrucciones y guarda los resultados. Este tipo de memoria se considera volátil ya que cada vez que la computadora es apagada esta memoria es totalmente eliminada y puesta en 0. Hay muchos tipos de RAM, como por ejemplo:

Ø  DRAM: Dinamic – RAM es “la original”, y por tanto la más lenta. Este tipo de memoria fue usada desde la época del 386, su velocidad de refresco típica es de 80 ó 70 nanosegundos, tiempo este que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente seria de datos. Por ello, es más rápida la de 70ns que la de 80ns. Físicamente, aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.

Ø  Fast Page (FPM): se implantó un modo direccionamiento en el que el controlador de memoria envía una sola dirección y recibe a cambio esa y varias consecutivas sin necesidad de generar todas las direcciones. Esto supone un ahorro de tiempos ya que ciertas operaciones son repetitivas cuando se desea acceder a muchas posiciones consecutivas. Se fabricaban con tiempos de acceso de 70 ó 60 ns y fueron muy populares en sistemas basados en el 486 y los primeros Pentium.

Ø  EDO: o EDO - RAM Evoluciona de la Fast Page; permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores estan saliendo, lo que la hace algo mas rapida. Muy común en los Pentium MMX y AMD K6, con refrescos de 70, 60 ó 50nonasegundos. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168 contactos.

Ø  SDRAM: Sincronic - RAM. Funciona de manera sincronizada con la velocidad de la placa, para lo que debe ser rápidisima, de unos 25 a 10 nonasegundos. Solo se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos; es usada en los Pentium II de menos de 350MHz y en los Celeron.

Ø  PC100: SDRAM de 100MHz Memoria SDRAM capaz de funcionar a esos 100MHz, que utilizan los AMD K6-2, Pentium II 350MHz y micros más modernos; teóricamente se trata de unas especificaciones mínimas que se deben cumplir para funcionar correctamente a dicha velocidad, aunque no todas las memorias vedidas como “de 100MHz” las cumplen

Ø  PC133: SDRAM de 133MHz. Es el mismo principio de la PC100.

Ø  BEDO: (Burst - EDO) una evolución de la EDO, que envía ciertos datos en “ráfagas”. Poco extendida, compite en prestaciones con al SDRAM.

Ø  ECC: memoria con corrección de errores. Puede ser cualquier tipo, aunque sobre todo EDO - ECC o SDRAM - ECC. Detecta errores de datos y los corrige; para aplicaciones realmente criticas. Usadas en servidores y mainframes.

Ø  Memoria de Vídeo: para tarjetas gráficas. De menor a mayor rendimiento pueden ser: DRAM -> FMP -> EDO -> VRAM -> WRAM -> SDRAM ->SGRAM.

2.   2. Secundario

·         MEMORIA CACHE Una memoria caché es una memoria en la que se almacenas una serie de datos para su rápido acceso. Existen muchas memorias caché.

Básicamente, la memoria caché de un procesador es un tipo de memoria volátil (del tipo RAM), pero de una gran velocidad.

En la actualidad esta memoria está integrada en el procesador, y su cometido es almacenar una serie de instrucciones y datos a los que el procesador accede continuamente, con la finalidad de que estos accesos sean instantáneos. Estas instrucciones y datos son aquellas a las que el procesador necesita estar accediendo de forma continua, por lo que para el rendimiento del procesador es imprescindible que este acceso sea lo más rápido y fluido posible.

•  MEMORIA ROM o memoria de sólo lectura, es un medio de almacenamiento utilizado en    ordenadores y dispositivos electrónicos, que permite sólo la lectura de la información y no su borrado, independientemente de la presencia o no de una fuente de energía que la alimente.                                                                                                                                      Los datos almacenados en la ROM no se pueden modificar, o al menos no de manera rápida o fácil. Se utiliza principalmente para contener el firmware (programa que está estrechamente ligado a hardware específico, y es poco probable que requiera actualizaciones frecuentes) u otro contenido vital para el funcionamiento del dispositivo, como los programas que ponen en marcha el ordenador y realizan los diagnósticos.Sin embargo, las ROM más modernas, como EPROM y Flash EEPROM, efectivamente se pueden borrar y volver a programar varias veces, aún siendo descritos como "memoria de sólo lectura" (ROM). La razón de que se las continúe llamando así es que el proceso de reprogramación en general es poco frecuente, relativamente lento y, a menudo, no se permite la escritura en lugares aleatorios de la memoria. A pesar de la simplicidad de la ROM, los dispositivos reprogramables son más flexibles y económicos, por lo cual las antiguas máscaras ROM no se suelen encontrar en hardware producido a partir de 2007.

EL PROCESADOR (también llamado Unidad central de procesamiento o CPU) consta de manera básica de los siguientes elementos:

• La unidad aritmético lógica o ALU es el dispositivo diseñado y construido para llevar a cabo las operaciones elementales como las operaciones aritméticas (suma, resta,...), operaciones lógicas (Y, O, NO), y operaciones de comparación o relacionales. En esta unidad es en donde se hace todo el trabajo computacional.
• La unidad de control sigue la dirección de las posiciones en memoria que contiene la instrucción que el computador va a realizar en ese momento; recupera la información poniéndola en la ALU para la operación que debe desarrollar. Transfiere luego el resultado a ubicaciones apropiadas en la memoria. Una vez que ocurre lo anterior, la unidad de control va a la siguiente instrucción (normalmente situada en la siguiente posición, a menos que la instrucción sea una instrucción de salto, informando al ordenador de que la próxima instrucción estará ubicada en otra posición de la memoria).

LOS DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SALIDA Son aquellos que tienen doble función de ingresar y sacar la información del computador; entre ellos tenemos:                                       

•            Unidad de almacenamiento
•      CD
•          DVD
•          Modem
•          Fax
•          Memory cards
•          USB
•          Router

ROUTERS

MODEM

                         

REDES DE COMPUTADORES

Las redes son un conjunto de equipos informaticos conectados entre si su objetivo principal es pasar información y compartir recursos.

Un criterio para clasificar redes de ordenadores es el que se basa en su extensión geográfica, es en este sentido en el que hablamos de redes LAN, MAN y WAN, aunque esta documentación se centra en las redes de área local (LAN), nos dará una mejor perspectiva el conocer los otros dos tipos: MAN y WAN.

REDES LAN (REDES DE AREA LOCAL)

Son un grupo de computadores que pertenecen a la misma organización y están conectados dentro de un área geográfica pequeña a través de una red, generalmente con la misma tecnología. Por ejemplo una oficina o un centro educativo. Se usan para conectar computadoras personales o estaciones de trabajo, con objeto de compartir recursos e intercambiar información y operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps, tienen bajo retardo y experimentan pocos errores.
Los tipos de cables que utilizan las redes LAN son:

• El cable coaxial
  
• El cable par trenzado
  
• El cable de fibra óptica
  

REDES WAN (REDES DE AREA EXTENSA O AMPLIA)

Son redes que se extienden sobre un área geográfica extensa como un país, un continente y su función fundamental está orientada a la interconexión de redes o equipos terminales que se encuentran ubicados a grandes distancias entre sí. Un ejemplo de este tipo de redes sería RedIRIS, Internet o cualquier red en la cual no estén en un mismo edificio todos sus miembros.

Los tipos de cables que utilizan las redes WAN son:

• El cable transoceánico o satelital
  
• El cable par trenzado
  
• El cable de fibra óptica
  

 REDES MAN (REDES DE AREA METROPOLITANA)

Son redes de alto rendimiento y poseen dos buses unidireccionales, cada uno de ellos es independiente del otro en cuanto a la transferencia de datos. Las redes Man tambien se aplican en las organizaciones, en grupos de oficinas corporativas, comprenden una ubicación geográfica determinada como una ciudad y un municipio, y su distancia de cobertura es mayor de 4 Kilometros. Estas no contiene elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias líneas de salida potenciales, estas redes pueden ser pública o privada. Este tipo de redes están basadas en estándares SONET/SDH o WDM, que son estándares de transporte por fibra óptica. Es normal que en una MAN un proveedor de servicios monte su red telefónica, su red de datos y los otros servicios que ofrezca.

OBJETIVOS DE INGENIERIA DE SISTEMAS

En la Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña hay habilitada una serie de carreras, entre ellas; INGENIERIA DE SISTEMAS, el cual  tiene mucho campo laboral, para que el profesional  tenga las opciones de escoger las electivas que ofrece la UFPSO. Este programa se caracteriza por utilizar principalmente el ingenio de una manera más pragmática y ágil que el método científico, puesto que una actividad de ingeniería, por lo general, está limitada a un tiempo y recursos dados por proyectos. El ingenio implica tener una combinación de sabiduría e inspiración para modelizar cualquier sistema en la práctica.En este se presentan unos objetivos los cuales dan a conocer a fondo las caracteristicas presentadas para un mejor desempeño a nivel laboral.

Cada egresado tiene la capacidad de ocupar un  cargo que le permita satisfacer y dar solucion a los problemas basicos y complejos que presenta la sociedad, de acuerdo a su etica moral obtenida.

A continuacion presentaremos los objetivos dados por la UFPSO.

OBJETIVOS DEL PROGRAMA

• Formar profesionales con habilidades en el desarrollo e implementación de Sistemas de Información y Tecnología informática.

• Proporcionar a los futuros egresados los elementos y las herramientas para desarrollar una alta visión del entorno tecnológico especialmente en lo relacionado con los Sistemas en el ámbito mundial.

• Establecer nuevas metodologías para la enseñanza, usando sistemas informáticos que permitan a nuestros estudiantes ampliar sus fuentes de información fuera de los límites de nuestras fronteras, para enriquecer su acervo cultural, científico y tecnológico


• Preparar profesionales en el campo de los Sistemas y Telemática para desempeñarse en la conducción de los negocios relacionados con los campos específicos de formación.


• Formar profesionales capaces en el área de la informática, que desde su perspectiva promueva el desarrollo del país, brindándole el apoyo técnico y actualizado, a la empresa privada y nacional.


En conclusion la ingenieria de sistemas, es una carrera la cual se presenta unos objetivos claros y presisos para  la realizacion metodologica  y practica de esta,  y es la aplicación de las ciencias matemáticas e informatica para desarrollar sistemas que utilicen económicamente los materiales y fuerzas de la naturaleza para el beneficio de la humanidad. En la vida del profesional existen una cantidad de retos los cuales con sus conocimientos adquiridos, debe dar soluciones a problemas existentes en la sociedad.