Introduccion

Este blog va dirigido a aquellas personas que buscan una información básica sobre ordenadores, los funcionamientos y usos de sus principales componentes, y unos principios básicos sobre los mismos.

Indice con hiper-enlaces

• Tratamiento automático de la información.
• Codificación de la información y sistemas de numeración.
• Sistema binario.
• Unidades de medida.
• Software.
• Arquitectura física del ordenador.

Tratamiento automático de la información

Los ordenadores tienen como misión principal el tratamiento automático de la información. La necesidad de crear un ordenador vino motivada para facilitar el tratamiento de la información mediante un sistema automático.
El Tratamiento de la Información consiste en una serie de operaciones que se realizan sobre una determinada información de forma planificada y ordenada y así poder convertirla en conocimiento.

Consta de las siguientes fases:

• Captación: Fase en la que se buscan y recogen los datos que van a formar parte de la información que se necesita.
• Registro: Fase en la que se realiza el guardado de la información (captada anteriormente).
• Ordenación: Fase en la que se realiza una ordenación de la información con algún criterio preestablecido.
• Elaboración: Fase en la que se manipula la información para transformarla en conocimiento.
• Utilización: Fase que aprovecha el conocimiento obtenido.

Si definimos informática como la ciencia aplicada que abarca el estudio y aplicación del tratamiento automático de la información, utilizando sistemas computacionales. Los ordenadores deben ser capaces de llevar a cabo estas tres tareas:

• Entrada de la información: Es la tarea de captación de la información. Esta tarea correspondería a las fases de Captación y Registro explicados anteriormente. Hay que tener en cuenta que un ordenador puede coger la información de varias formas: mediante el teclado, descargándola de internet, mediante webcams, etc.
• Procesado de la información: Es la tarea que se ocupa del tratamiento de la información. Se correspondería con las fases de Ordenación y Elaboración explicadas anteriormente. Para realizar esto, el ordenador utiliza las aplicaciones apropiadas en cada caso (por ejemplo un procesador de textos).
• Salida de la información: Esta tarea es la que se ocupa de mostrar la información modificada en la tarea anterior. Se corresponde con la fase de Utilización explicada anteriormente. Hay que tener en cuenta que los ordenadores pueden mostrar la información de diversas formas: por pantalla, por la impresora, etc. 

Para cualquier uso que se este haciendo de un ordenador, siempre hace lo mismo. Coge información, la procesa y proporciona una salida.

Codificación de la información y sistemas de numeración

Los humanos, ya sea de manera oral o escrita, usamos distintos idiomas o lenguajes para comunicarnos entre nosotros. Un lenguaje está compuesto por una serie de signos o símbolos, que suelen ser distintos de unos lenguajes a otros, por ejemplo, en castellano se utiliza un alfabeto diferente al que se emplea en inglés o en alemán. Las diferencias son aún mayores con respecto a otros idiomas como el chino, el japonés, etc. Por otra parte, la computadora digital sólo puede utilizar dos símbolos: el cero (0) y el uno (1), que son los únicos representables por los dispositivos electrónicos que componen la computadora. Por tanto, para que el ordenador pueda manejar la misma información que los humanos (textos, sonidos, imágenes, etc.), hay que realizar una conversión de los signos de nuestros lenguajes a ceros y unos (bits), a este proceso se le denomina codificación de la información.

Sistemas de numeración

Desde el año 2000 AC, los seres humanos han contado utilizando 10 dígitos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9). Esto se denomina "base decimal" (o base 10). Sin embargo, las civilizaciones antiguas, e incluso algunas aplicaciones actuales, utilizaron y continúan utilizando otras bases numéricas.

Cada sistema se diferenciara por su base, que sera igual al numero de símbolos distintos utilizados para la representación de las cantidades del mismo.

• Sexagesimal (60), utilizada por los Sumerios. Esta base se utiliza actualmente en nuestro sistema de cronometraje, para los minutos y los segundos,
• Vigesimal (20), utilizada por los mayas,
• Duodecimal (12), utilizada en el sistema monetario del Reino Unido e Irlanda hasta 1971: una "libra" valía veinte "chelines", y un "chelín" valía doce "peniques". El actual sistema de cronometraje también se basa en doce horas (algo que se traduce en el uso que se le da en Norteamérica),
• Quinario (5), utilizado por los mayas,
• Binario (2), utilizado por la tecnología digital.

Ejemplos de funcionamiento:

Sistema Binario

A finales de la década de 1930, Claude Shannon mostró que utilizando interruptores que se encontraban cerrados para "verdadero" y abiertos para "falso", se podían llevar a cabo operaciones lógicas asignando el número 1 a "verdadero" y el número 0 a "falso".
Este sistema de codificación de información se denominó binario. Es la forma de codificación que permite el funcionamiento de los ordenadores. El sistema binario utiliza dos condiciones (representadas por los dígitos 0 y 1) para codificar información.

El Bit (Dígito binario)

El término bit (abreviado con la minúscula b) significa dígito binario, y corresponde al número 0 o 1 en la numeración binaria. Es la unidad de información más pequeña que puede manipular una máquina digital. Es posible representar esta información binaria:

• Con una señal eléctrica o magnética que, más allá de un cierto nivel, representa el 1,
• A través de la aspereza o profundidad de los hoyos de una superficie,
• Utilizando circuitos eléctricos, componentes eléctricos que poseen dos condiciones estables (una que representa al 1 y la otra al 0).

Valores de los bits

En un número binario, el valor de un bit depende de su posición, empezando desde la derecha. Como las decenas, centenas y millares en un número decimal, el valor de un bit se incrementa por dos a medida que va desde la derecha hacia la izquierda, como se muestra en el siguiente cuadro:

Numero binario	1	1	1	1	1	1	1	1
Valor	27 = 128	26 = 64	25 = 32	24 = 16	23 = 8	22 = 4	21 = 2	20 = 1

Operaciones binarias

En el sistema binario se pueden realizar operaciones simples tales como adición, sustracción y multiplicación.

Adicción

La adición en el sistema binario sigue las mismas reglas que en el sistema decimal:
Se comienza agregando los bits que tienen menor valor (aquellos que se encuentran en la derecha) y se lleva el valor al siguiente lugar cuando la suma de dos bits en la misma posición es más grande que el valor mayor de la unidad (en sistema binario: 1). Luego, este valor se transporta al bit de la siguiente posición.

Multiplicación

La tabla de multiplicación en el sistema binario es simple:

• 0x0=0
• 0x1=0
• 1x0=0
• 1x1=1

La multiplicación se realiza calculando un producto parcial para cada múltiplo. Cuando el bit del múltiplo es cero, el producto parcial es nulo; cuando es equivalente a uno, el producto parcial se forma con el multiplicando, alternado un número X de veces, donde X es igual al peso del múltiplo del bit.

Unidades de medida

Unidades de medida de almacenamiento

Con estas unidades medimos la capacidad de guardar información de un elemento de nuestro PC. La unidad básica en Informática es el bit. Un bit o Binary Digit es un dígito en sistema binario (0 o 1) con el que se forma toda la información. Evidentemente esta unidad es demasiado pequeña para poder contener una información diferente a una dualidad (abierto/cerrado, si/no), por lo que se emplea un conjunto de bits. 

Para poder almacenar una información más detallado se emplea como unidad básica el byte u octeto, que es un conjunto de 8 bits. Con esto podemos representar hasta un total de 256 combinaciones diferentes por cada byte. Aquí hay que especificar un punto. Hay una diferencia entre octeto y byte. Mientras que un octeto tiene siempre 8 bits un byte no siempre es así, y si bien normalmente si que tiene 8 bits, puede tener entre 6 y 9 bits.  Precisamente el estar basado en octetos y no en el sistema internacional de medidas hace que las subsiguientes medidas no tengan un escalonamiento basado el este sistema (el SI o sistema internacional de medidas). 

Medidas mas utilizadas:

• Byte: formado normalmente por un octeto (8 bits), aunque pueden ser entre 6 y 9 bits. La progresión de esta medida es del tipo B=Ax2, siendo esta del tipo 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512. 
• Kilobyte (K o KB) : un KB (Kilobyte) son 1.024 bytes. Debido al mal uso de este prefijo (Kilo, proveniente del griego, que significa mil), se está utilizando cada vez más el término definido por el IEC (Comisión Internacional de Electrónica) Kibi o KiB para designar esta unidad. 
• Megabyte (MB): el MB es la unidad de capacidad más utilizada en Informática. Un MB son 1.024 KB. Al igual que ocurre con el KB, dado el mal uso del término, cada vez se está empleando más el término MiB. 
• Gigabyte (GB): un GB son 1.024 MB (o MiB). Cada vez se emplea más el término Gibibyte o GiB. 

Llegados a este punto en el que las diferencias si que son grandes, hay que tener muy en cuenta que es lo que realmente estamos comprando. Algunos fabricantes utilizan el termino GB refiriéndose no a 1.024 MB, sino a 1.000 MB (SI), lo que representa una pérdida de capacidad en la compra. Para que nos hagamos un poco la idea de la diferencia entre ambos, un disco duro de 250 GB (SI) en realidad tiene 232.50 GiB. 

• Terabyte (TB): un Terabyte son 1.024 GB. Aunque poco utilizada, ya se venden discos de almacenamiento que llegan a esa capacidad. Al igual que en los casos anteriores se está empezando a utilizar la acepción Tebibyte 

Existen unas medidas superiores, como el Petabyte, Exabyte, Zettabyte o el Yottabite, que podemos calcular multiplicando por 1.024 la medida anterior. Estas medidas muy probablemente no lleguen a utilizarse con estos nombre, sino por los nuevos designados por el IEC.

Unidades de medida de procesamiento frecuencia de transmision

La velocidad de procesamiento de un procesador se mide en megahercios. Un megahercio es igual a un millón de hercios. Un hercio (o herzio o herz) es una unidad de frecuencia que equivale a un ciclo o repetición de un evento por segundo. Esto, en palabras simples, significa que un procesador que trabaje a una velocidad de 500 megahercios es capaz de repetir 500 millones de ciclos por segundo. 

En la actualidad, dada la gran velocidad de los procesadores, la unidad más frecuente es el gigahercio, que corresponde a 1.000 millones de hercios por segundo. 

Estas unidades de medida se utilizan también para medir la frecuencia de comunicación entre los diferentes elementos del ordenador.

Unidades de medida de velocidad de transmisión

En el caso de definir las velocidades de transmisión se suele usar como base el bit, y más concretamente elbit por segundo, o bps. Los múltiplos de estos si que utilizan el SI o Sistema Internacional de medidas. 

Los más utilizados sin el Kilobit, Megabit y Gigabit, siempre expresado en el término por segundo (ps). 

Las abreviaturas se diferencian de los términos de almacenamiento en que se expresan con b minúscula. 

Estas abreviaturas son:

• Kbps: 1.000 bits por segundo. 
• Mbps: 1.000 Kbits por segundo. 
• Gbps: 1.000 Mbits por segundo. 

En este sentido hay que tener en cuenta que las velocidades que en la mayoría de las ocasiones se muestran en Internet están expresadas en KB/s (Kilobyte por segundo), lo que realmente supone que nos dice la cantidad de bytes que hemos recibido en un segundo, NO la velocidad de trasmisión. Podemos calcular esa velocidad de transmisión simplemente multiplicando el dato que se nos muestra por 8. Esta conversión nos es muy útil para comprobar la velocidad real de nuestra línea ADSL, por ejemplo, ya que la velocidad de esta si que se expresa en Kbps o en Mbps.

Software

Software viene de la palabra inglesa soft, que significa blando. La palabra software se utiliza para designar
a la parte lógica del ordenador. Se llama parte lógica al conjunto de programas que se emplean para dirigir
y controlar el funcionamiento del ordenador.
El software se clasifica en tres grandes grupos, dependiendo de los objetivos para los que haya sido
creado: el software de sistemas, el de programación y el de aplicación.

Software de sistemas

El software de sistemas está formado por los programas que se encargan de controlar, coordinar y
gestionar todo el hardware del ordenador. Estos programas reciben el nombre de sistemas operativos y
actúan como intermediarios entre los componentes físicos del ordenador y el usuario.
Los sistemas operativos se clasifican según el tipo de comportamiento que proporcionan al ordenador, por
ejemplo, según el número de programas que el ordenador puede ejecutar a la vez. Si el ordenador sólo
puede trabajar con un programa cada vez, se dice que es un sistema operativo monotarea; por el contrario,
si permite que varios programas se ejecuten de forma simultánea entonces se denomina multitarea.
Además, los sistemas operativos también se clasifican según el número de usuarios que pueden trabajar
con el ordenador de forma simultánea. Si sólo puede trabajar un usuario con él se le denomina
mononsuario, pero, si pueden trabajar varios a la vez, se le llama multiusuario.

Entre los principales sistemas operativos se pueden destacar:

• MS-DOS. Con este sistema operativo de la empresa Microsoft apareció el primer PC (Personal Computer: ordenador personal) de IBM en el año 1981. Aún hoy, tras numerosas revisiones, sigue siendo el más utilizado en el mundo de los ordenadores personales. Es un sistema operativo monousuario y monotarea que permite manejar el ordenador de una forma sencilla.
• OS/2. Este sistema operativo creado por IBM apareció en el año 1987. Es el primer sistema diseñado para ordenadores personales que permite trabajar en multitarea y en monousuario. Trabaja mediante una interfaz gráfica que facilita su utilización, y además tiene un módulo que es compatible con MS-DOS, de forma que el usuario pueda ejecutar los programas preparados para este sistema operativo.
• Windows 95. Este sistema operativo de la empresa Microsoft apareció en el mercado en el año 1995. El sistema permite trabajar en modo multitarea y mononsuario. Dispone de una interfaz gráfica mediante ventanas que facilita al usuario la utilización del ordenador. Este sistema también es compatible con MSDOS.
• UNIX. Este sistema operativo tiene numerosos nombres, en función de la empresa que lo comercializa. Por ejemplo: AIX (versión de IBM), Xenix (versión de Microsoft), Sinix (versión de Siemens), Linux, Unix Sco, etc. Este sistema es multitarea y multiusuario y puede ser ejecutado en un ordenador personal o en un gran ordenador central con numerosas pantallas.

Software de programación

Un software de programación es un tipo especial de software que nos permite crear/desarrollar/programar otras aplicaciones. Los software de programación son los que dan origen a los programas que utilizamos día a día.
El software de programación nos ofrece una serie de herramientas para poder desarrollar programas. Es en ellos donde se emplean los lenguajes de programación, los cuales sirven para crear instrucciones que luego la computadora realizara.
Los lenguajes de programación facilitan la tarea de programación, ya que disponen de formas adecuadas que permiten ser leídas y escritas por personas, a su vez resultan independientes del modelo de computador a utilizar.
Los lenguajes de programación representan en forma simbólica y en manera de un texto los códigos que podrán ser leidos por una persona.
Los lenguajes de programación son independientes de las computadoras a utilizar. Existen estrategias que permiten ejecutar en una computadora un programa realizado en un lenguaje de programación simbólico. Los procesadores del lenguaje son los programas que permiten el tratamiento de la información en forma de texto, representada en los lenguajes de programación simbólicos.
Hay lenguajes de programación que utilizan compilador.
La ejecución de un programa con compilador requiere de dos etapas:

• Traducir el programa simbólico a código máquina.
• Ejecución y procesamiento de los datos. 

Otros lenguajes de programación utilizan un programa intérprete o traductor, el cual analiza directamente la descripción simbólica del programa fuente y realiza las instrucciones dadas.


Software de aplicación

El software de aplicación ha sido escrito con el fin de realizar casi cualquier tarea imaginable. Esté puede ser utilizado en cualquier instalación informática, independiente del empleo que vayamos a hacer de ella. Existen literalmente miles de estos programas para ser aplicados en diferentes tareas, desde procesamiento de palabras hasta cómo seleccionar una universidad. Como existen muchos programas se dividen en cuatro categorías de software de aplicaciones:
Aplicaciones a negocios

Las aplicaciones más comunes son procesadores de texto, software de hojas de cálculo y sistemas de bases de datos.

• Procesadores de palabras: Estos permiten hacer cambios y correcciones con facilidad, permiten revisar la ortografía e incluso la gramática de un documento, cambiar la apariencia de la letra, agregar gráficos, fusionar listas de direcciones con cartas con envío de correo en grupo, general tablas de contenido, etc. También se puede usar para crear cualquier tipo de documento.
• Hojas de cálculo: son procesadores de números tridimensionales. Se pueden crear hojas de trabajo donde puedes colocar textos, números o formulas en las celdas, obteniendo una hoja contable computarizada.También puede crear gráficas y tablas para mostrar gráficamente relaciones entre números.
• Sistemas de base de datos: Se utiliza para organizar los datos guardados en la computadora y permite buscar datos específicos de diferentes maneras. También archivan los datos en orden alfabético esto permite obtenerla información que se desean más fácilmente.

Aplicaciones de utilería

Las utilerías, que componen la segunda categoría de aplicaciones de software, te ayudan a administrar a darle mantenimiento a tu computadora.
Aplicaciones personales

Estos programas te permiten mantener una agenda de direcciones y calendario de citas, hacer operaciones bancarias sin tener que salir de tu hogar, enviar correo electrónico a cualquier parte del mundo y además conectarte a servicios informáticos que ofrecen grandes bases de datos de información valiosa.

Aplicaciones de entretenimiento

Software de entretenimiento: Videojuegos de galería, simuladores de vuelo, juegos interactivos de misterio y rompecabezas difíciles de solucionar. Muchos programas educativos pueden ser considerados como software de entretenimiento. Estos programas pueden ser excelentes herramientas para la educación.

Arquitectura física del ordenador

La arquitectura física del ordenador es el diseño y la estructura fundamental de un ordenador. Es un modelo y descripción de los requerimientos y las implementaciones de diseño para las diferentes partes del ordenador.

También suele definirse como la forma de seleccionar e interconectar componentes de hardware para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo.

• CPU
• Carcasa.
• Fuente de alimentación.
• Reloj
• Placa base.
• Microprocesador.

• Memoria
• Ram
• BIOS

• Periféricos
• Puertos de comunicación.
• Dispositivos de entrada.
• Dispositivos de salida.
• Dispositivos de almacenamiento.

CPU

CPU (Central Processing Unit) es la unidad central de procesamiento, conocida también por UCP. Es el componente del ordenador que interpreta las instrucciones de los programas y procesa sus datos. 

El CPU proporciona la característica fundamental de la computadora digital y es uno de los componentes necesarios encontrados en las computadoras de cualquier tiempo, con el almacenamiento primario y los dispositivos de entrada/salida. 

Se conoce como microprocesador el CPU que es manufacturado con circuitos integrados. Desde mediados de los años 1970, los microprocesadores de un solo chip han reemplazado casi totalmente todos los tipos de CPU, y hoy en día, el término "CPU" es aplicado usualmente a todos los microprocesadores.

Partes fundamentales que componen un CPU:

Carcasa

Las carcasas, torres, gabinetes, cajas o chasis de ordenador, son el armazón del equipo que contiene los componentes del ordenador, normalmente construidos de acero, plástico o aluminio. También podemos encontrarlas de otros materiales como madera o polimetilmetacrilato para cajas de diseño. A menudo de metal electrogalvanizado. Su función es la de proteger los componentes del computador.

Fuentes de alimentación

Es un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.).

Las fuentes de alimentación, para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse básicamente como fuentes de alimentación lineal y conmutada. 

Fuentes de alimentación lineales 

Las lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente.

Las ventajas de las fuentes lineales son una mejor regulación, velocidad y mejores características EMC o CEM (Compatibilidad Electromagnética).

Fuentes de alimentación conmutadas

Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación. Las ventajas de esta fuente es que incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia y por lo tanto menor calentamiento. Las desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son más complejas y generan ruido eléctrico de alta frecuencia que debe ser cuidadosamente minimizado para no causar interferencias a equipos próximos a estas fuentes.

Reloj

El reloj es la parte de la CPU que proporciona una sucesión de impulsos eléctricos (llamados ciclos) a intervalos constantes. Cada sucesión marca el instante que debe comenzar un paso de una instrucción.

La frecuencia de reloj indica la velocidad a la que un ordenador realiza sus operaciones más básicas, como sumar dos números o transferir el valor de un registro a otro. Se mide en ciclos por segundo (hercios).

Los diferentes circuitos integrados de un ordenador pueden funcionar a diferentes frecuencias de reloj, por lo que cuando se usa el término frecuencia de reloj aplicado a un ordenador, suele sobreentenderse que se refiere la velocidad de funcionamiento del procesador principal.

CPU (2ª parte)

CPU (2ª parte)

Placa base

La placa base, también conocida como placa madre o tarjeta Madre, es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. 

Es una parte fundamental a la hora de armar un PC de escritorio o portátil. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos. 

Con la evolución de los ordenadores, más y más características se han integrado en la placa base, tales como circuitos electrónicos para la gestión del vídeo, de sonido o de redes, evitando así la adición de tarjetas de expansión.

Bus

El Bus es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de una computadora o entre computadoras. Está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistores y condensadores además de circuitos integrados. 

Los buses generales son los siguientes:

• Bus de datos: son las líneas de comunicación por donde circulan los datos externos e internos del microprocesador. 
• Bus de dirección: línea de comunicación por donde viaja la información específica sobre la localización de la dirección de memoria del dato o dispositivo al que se hace referencia. 
• Bus de control: línea de comunicación por donde se controla el intercambio de información con un módulo de la unidad central y los periféricos. 
• Bus de expansión: conjunto de líneas de comunicación encargado de llevar el bus de datos, el bus de dirección y el de control a la tarjeta de interfaz (entrada, salida) que se agrega a la tarjeta principal. 
• Bus del sistema: todos los componentes de la CPU se vinculan a través del bus de sistema mediante distintos tipos de datos, el microprocesador y la memoria principal. 

Microprocesador

Es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático, se le suele asociar por analogía como el «cerebro» de un computador. Es un circuito integrado formado por millones de componentes electrónicos, constituyendo la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador.

Es el encargado de ejecutar los programas, sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples.

El microprocesador está conectado, mediante un zócalo específico a la placa base de la computadora. Normalmente, se le añade un sistema de refrigeración, que consta de un disipador de calor  y de uno o más ventiladores que fuerzan la expulsión del calor absorbido por el disipador; entre éste último y la cápsula del microprocesador suele colocarse pasta térmica para mejorar la conductividad térmica.

Instrucciones

Una instrucción es una operación elemental que el procesador puede cumplir. Las instrucciones se almacenan en la memoria principal, esperando ser tratadas por el procesador.
Las instrucciones poseen dos campos:

• Código de operación: representa la acción que el procesador debe ejecutar.
• Código operando: define los parámetros de la acción.

El número de bits en una instrucción varía de acuerdo al tipo de información (entre 1 y 4 bytes de 8 bits).
Categorías de instrucciones:

• Acceso a Memoria: acceso a la memoria o transferencia de información entre registros. 
• Operaciones Aritméticas: operaciones tales como suma, resta, división o multiplicación. 
• Operaciones Lógicas: operaciones tales como Y, O, NO, NO EXCLUSIVO, etc. 
• Control: controles de secuencia, conexiones condicionales, etc.

Datos

El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios en la memoria principal.
La ejecución de las instrucciones se puede realizar en varias fases:

• Pre-lectura de la instrucción desde la memoria principal 
• Envío de la instrucción al decodificador 
• Decodificación de la instrucción, determinar qué instrucción es y por tanto qué se debe hacer 
• Lectura de operandos (si los hay) 
• Ejecución 
• Escritura de los resultados en la memoria principal o en los registros.

Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de CPU, dependiendo de la estructura del procesador, y concretamente de su grado de segmentación.

Memoria

La memoria se refiere a los dispositivos que retienen datos informáticos durante algún intervalo de tiempo. Es uno de los componentes fundamentales de todas las computadoras modernas que, acoplados a CPU implementa lo fundamental del modelo de computadora de Arquitectura de von Neumann. 

Ahora a la memoria suele referirse a una forma de almacenamiento de estado sólido conocido como memoria RAM (memoria de acceso aleatorio) y otras veces se refiere a memoria BIOS o incluso a otras formas de almacenamiento rápido pero temporal. Estas distinciones contemporáneas son de ayuda porque son fundamentales para la arquitectura de computadores en general.

Memoria RAM (Random Access Memory)

La memoria de acceso aleatorio es la memoria desde donde el procesador recibe las instrucciones y guarda los resultados. 

Se utiliza como memoria de trabajo para el sistema operativo, los programas y la mayoría del software. Es allí donde se cargan todas las instrucciones que ejecutan el procesador y otras unidades de cómputo. Se denominan "de acceso aleatorio" porque se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para cualquier posición, no siendo necesario seguir un orden para acceder a la información de la manera más rápida posible.

Memoria BIOS (Basic Input/Output System)

El BIOS, conocido como sistema de entrada y salida, es un tipo de firmware que localiza y prepara los componentes electrónicos o periféricos de una máquina, para comunicarlos con algún sistema operativo que la gobernará. Para ello la máquina cargará ese sencillo programa en la memoria RAM central del aparato.

El programa está instalado en un circuito integrado de la placa base y realizará el control POST de la misma en el tiempo de arranque o encendido, proporcionando funcionalidades básicas: chequeo de la memoria principal y secundaria, comunicación con el usuario vía monitor o teclado y enlace mediante los procesos con el núcleo del sistema operativo que gobernará el sistema.

Por lo general el término se usa de forma ambivalente para referirse al software BIOS o a la memoria ROM donde residía históricamente en los sistemas de computo basados en la arquitectura x86, que es la denominación genérica dada a ciertos microprocesadores de la familia Intel.

Memoria cache

Una memoria caché es una memoria en la que se almacena una serie de datos para su rápido acceso. Existen muchas memorias caché (de disco, de sistema, incluso de datos, como es el caso de la caché de Google).
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.

Periféricos

Se denomina periféricos a los aparatos o dispositivos auxiliares e independientes conectados a la unidad central de procesamiento de una computadora.
Se consideran periféricos a las unidades o dispositivos que comunican al ordenador con lo exterior, como los sistemas de almacenamiento que archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar de la memoria principal.

Dispositivos de entrada y dispositivos de salida (interfaces)

Las entradas son las señales recibidas por la unidad, mientras que las salidas son las señales enviadas por ésta.
Los dispositivos de E/S los usa una persona u otro sistema para comunicarse con una computadora. A los teclados y ratones se los considera dispositivos de entrada de una computadora, mientras que los monitores e impresoras son vistos como dispositivos de salida de una computadora
Para diferenciar los dispositivos tenemos dos enfoques posibles, el primero de ellos se centra en el modo de almacenar la información y el segundo enfoque se centra en el destinatario de la comunicación

Entre cada categoría y dispositivo, hay grandes diferencias:

• Velocidad de transferencia de datos
• Aplicación: la funcionalidad 
• Complejidad de control
• Unidad de transferencia
• Representación de datos
• Condiciones de error

Pero también estos dispositivos de pueden clasificar de tres formas muy básicas:

• Entrada 
• Salida 
• Almacenamiento

Dispositivos de entrada

Teclado y Ratón o Mouse

Conjunto ordenado de teclas, es un mecanismo únicamente de entrada que se comunica al PC por medio de un conector, tradicionalmente es por el puerto universal USB, aunque también se utiliza el PS/2 y anteriormente el DIN.
El teclado opera con una examinación de codificaciones, que se generan cada tiempo que una tecla se apretó y soltó y las convierte a valores ASCII, que traduce según la codificación del sistema.

El Mouse es un dispositivo señalador muy común, popularizado gracias a estar incluido en el equipamiento estándar de cualquier computadora. Existen muchas variaciones en su diseño, con formas distintas y distinto número de botones, pero todos funcionan de un modo similar. Cuando el usuario lo mueve, el movimiento se convierte en señales eléctricas.


Escáner

Un escáner de computadora es un periférico que se utiliza para convertir, mediante el uso de la luz, imágenes impresas o documentos a formato digital.
Al obtenerse una imagen digital se puede corregir defectos, recortar un área específica de la imagen o también digitalizar texto mediante técnicas de OCR. Estas funciones las puede llevar a cabo el mismo dispositivo o aplicaciones especiales.
Hoy en día es común incluir en el mismo aparato la impresora y el escáner. Son las llamadas impresoras multifunción.



Webcam

Una cámara web o cámara de red es una pequeña cámara digital conectada a una computadora, la cual puede capturar imágenes y transmitirlas a través de Internet, ya sea a una página web o a otra u otras computadoras de forma privada.
Las cámaras web necesitan una computadora para transmitir las imágenes. Sin embargo, existen otras cámaras autónomas que tan sólo necesitan un punto de acceso a la red informática, bien sea ethernet o inalámbrico. Para diferenciarlas las cámaras web se las denominacámaras de red.


Dispositivos de salida

Monitor

El monitor o pantalla es el dispositivo en el que se muestran las imágenes generadas por el adaptador de video del ordenador o computadora. El término monitor se refiere normalmente a la pantalla de video y su carcasa. El monitor se conecta al adaptador de video mediante un cable.

Impresora

Este dispositivo permite reproducir en papel (de varias clases) las imágenes digitales. Su resolución varía de un modelo a otro, pero con frecuencia sobrepasan los 300 dpi. Si una imagen tiene mayor resolución, la impresora ajusta estos valores para imprimirla a su máxima calidad. Hay toda una gama de impresoras más o menos profesionales y con diferentes sistemas de impresión (chorro de tinta, sublimación, ceras, etc.), por lo que habrá que elegir la más adecuada a nuestras necesidades.

                                            
Plóter

Un plóter es una máquina que se utiliza junto con la computadora e imprime en forma lineal. Se utilizan en diversos campos: ciencias, ingeniería, diseño, arquitectura, etc. Muchos son monocromáticos o de 4 colores (CMYK), pero los hay de ocho y doce colores.
Actualmente son frecuentes los de inyección, que tienen mayor facilidad para realizar dibujos no lineales y policromos, son silenciosos, más rápidos y más precisos.

Proyector

Un proyector de vídeo o vídeo proyector es un aparato que recibe una señal de vídeo y proyecta la imagen correspondiente en una pantalla de proyección usando un sistema de lentes, permitiendo así visualizar imágenes fijas o en movimiento.

Todos los proyectores de vídeo utilizan una luz muy brillante para proyectar la imagen, y los más modernos pueden corregir curvas, borrones y otras inconsistencias a través de los ajustes manuales.

                                     

Dispositivos de almacenamiento

Los dispositivos o unidades de almacenamiento de datos son componentes que leen o escriben datos en medios o soportes de almacenamiento, y juntos conforman la memoria o almacenamiento secundario de la computadora.
Estos dispositivos realizan las operaciones de lectura o escritura de los medios o soportes donde se almacenan o guardan, lógica y físicamente, los archivos de un sistema informático.

Algunos dispositivos de almacenamiento son:

Disco duro

Los discos duros tienen una gran capacidad de almacenamiento de información, pero al estar alojados normalmente dentro de la computadora (discos internos), no son extraíbles fácilmente. 

El disco duro externo sirve para almacenar toda la información deseada. Se pueden alojar todo tipo de datos.

Disquetera

Aunque la capacidad de soporte es muy limitada si tenemos en cuenta las necesidades de las aplicaciones actuales se siguen utilizando para intercambiar archivos pequeños, pues pueden borrarse y reescribirse cuantas veces se desee de una manera muy cómoda, aunque la transferencia de información es bastante lenta si la comparamos con otros soportes, como el disco duro o un CD-ROM.

Unidad CD-Rom

La unidad de CD-ROM permite utilizar discos ópticos de una mayor capacidad que los disquetes de 3,5 pulgadas: hasta 700 MB. Ésta es su principal ventaja, pues los CD-ROM se han convertido en el estándar para distribuir sistemas operativos, aplicaciones, etc.
El uso de estas unidades está muy extendido, ya que también permiten leer los discos compactos de audio.

Unidad CD-RW

Las unidades de CD-ROM son de sólo lectura. Es decir, pueden leer la información en un disco, pero no pueden escribir datos en él.
Las características básicas de estas unidades son la velocidad de lectura, de grabación y de regrabación. En los discos regrabables es normalmente menor que en los discos que sólo pueden ser grabados una vez.

Unidad DVD-ROM

Las unidades de DVD-ROM son aparentemente iguales que las de CD-ROM, pueden leer tanto discos DVD-ROM como CD-ROM. Se diferencian de las unidades lectoras de CD-ROM en que el soporte empleado tiene hasta 17 GB de capacidad, y en la velocidad de lectura de los datos.


Unidad DVD-RW

Puede leer y grabar y regrabar imágenes, sonido y datos en discos de varios gigabytes de capacidad, de una capacidad de 650 MB a 9 GB.

Unidad de disco magnético-óptico

La unidad de discos magneto-ópticos permiten el proceso de lectura y escritura de dichos discos con tecnología híbrida de los disquetes y los discos ópticos, aunque en entornos domésticos fueron menos usadas que las disqueteras y las unidades de CD-ROM, pero tienen algunas ventajas en cuanto a los disquetes:

• Por una parte, admiten discos de gran capacidad: 230 MB, 640 Mb o 1,3 GB.
• Además, son discos reescribibles, por lo que es interesante emplearlos, por ejemplo, para realizar copias de seguridad.

Lector de tarjeta de memoria

El lector de tarjetas de memoria es un periférico que lee o escribe en soportes de memoria flash. Actualmente, los instalados en computadores, marcos digitales, lectores de DVD y otros dispositivos, suelen leer varios tipos de tarjetas.

Otros dispositivos

Otros dispositivos de almacenamiento son las memorias flash o los dispositivos de almacenamiento magnéticos de gran capacidad.

• Memoria flash: Es un tipo de memoria que se comercializa para el uso de aparatos portátiles, como cámaras digitales o agendas electrónicas.
• Discos y cintas magnéticas de gran capacidad: Son unidades especiales que se utilizan para realizar copias de seguridad o respaldo en empresas y centros de investigación.
• Almacenamiento en línea: Hoy en día también debe hablarse de esta forma de almacenar información. Esta modalidad permite liberar espacio de los equipos de escritorio y trasladar los archivos a discos rígidos remotos provistos que garantizan normalmente la disponibilidad de la información. En este caso podemos hablar de dos tipos de almacenamiento en línea: un almacenamiento de corto plazo normalmente destinado a la transferencia de grandes archivos vía web; otro almacenamiento de largo plazo, destinado a conservar información que normalmente se daría en el disco rígido del ordenador personal.

Puertos de comunicación

Los puertos de comunicación, como su nombre indica, son una serie de puertos que sirven para comunicar nuestro ordenador con los periféricos u otros ordenadores.
Estos son los más habituales y suelen estar presente en todos los PC, aunque algunos de ellos están empezando a desaparecer, siendo reemplazados por otros más eficaces.

Entre estos puertos tenemos:

Puerto serie (RS-232)

Los puertos RS-232, también conocidos como puertos serie y como puertos COM son uno de los primeros puertos de comunicaciones incorporados a los PC, pero también uno de los más ineficaces.


Puerto paralelo

El puerto paralelo más conocido es el puerto de impresora, también conocido como Puerto LPT. A veces se le denomina Centronic, que es el nombre que recibe el conector del extremo correspondiente a la impresora, siendo el conector de la parte del ordenador un conector de 25 pines del tipo HEMBRA.


Puertos USB

El puerto USB fue creado para buscar una respuesta a los límites de conectividad de los ordenadores, así como al límite de velocidad que tienen los puertos RS-232 y los puertos paralelos LPT.

En cuanto a tipos, tenemos varios tipos diferentes de puertos USB:

• USB 1.1: ya prácticamente en desuso, para teclados, ratones y otros dispositivos que no necesitan mayores velocidade.
• USB 2.0: aparecido en abril de 2.000 ante la necesidad de una mayor velocidad de transmisión, (en la práctica es muy difícil alcanzar esa velocidad).

Puertos IEEE 1394 o firewire

Este tipo de puerto fue inventado por Apple para solucionar el problema de conectividad y velocidad que existía incluso con el USB 1.1.

Tiene la posibilidad de conectar en el mismo bus hasta 63 dispositivos y es totalmente compatible tanto con Mac como con PC, permitiendo incluso la interconexión de ambos.

Puerto IrDA (infrarrojos)

Los puertos IrDA se utilizan para comunicación inalámbrica entre los dispositivos y el ordenador. Su creación de debe entre otros a HP, IBM y Sharp.

Su uso está siendo abandonado poco a poco en favor de los dispositivos BlueThooth, ya que los dispositivos IrDA presentan una serie de inconvenientes que se han superado con la tecnología BlueThooth.

Conexiones ETHERNET (RJ-45)

Este tipo de conexión está presente hoy en día en la práctica totalidad de las placas base a la venta, y por consiguiente en los ordenadores que se venden, siendo muy utilizado para las conexiones red, incluidas las conexiones a Internet por router.

Conectores PS/2.

Los ordenadores suelen tener dos conectores PS/2 dedicados, uno para el teclado (comúnmente de color violeta claro) y otro para el ratón (que suele ser verde claro). Estos conectores fueron introducidos por IBM y se han convertido en los conectores estándar para este tipo de dispositivos, en sustitución de los conectores DIN para teclado y de los puertos serie para ratón.