Todo computador digital consta de cuatro partes bien definidas. Unidad Central de Procesamiento (CPU), Memoria, Periféricos y Buses.
Unidad Central de Procesamiento
La CPU es quien crea y controla el flujo de datos, que circula por el computador a partir de las instrucciones recibidas de la memoria, que sirven para indicar las operaciones o tratamiento a realizar sobre los datos recibidos desde el exterior o previamente almacenados en la memoria. La misma consta de dos partes: la Unidad de Control y la Unidad Aritmético-Lógica (ALU).
Unidad de Control
La Unidad de Control recibe secuencialmente las instrucciones desde la memoria, a través del bus de datos, almacenándolas en el registro de instrucciones (IR). Desde IR las instrucciones pasan al decodificador de instrucciones, el cual se encarga de interpretarlas y producer una serie de impulsos de gobierno y control. Estos impulsos regulan a los elementos de la máquina, que participant en la ejecución de la instrucción.
La Unidad de Control, además de descodificar las instrucciones y de generar los impulsos de control, incrementa sincrónicamente un contador, llamado contador de programa (PC) cada vez que se ejecuta una instrucción, con objeto de que se quede señalando a la siguiente instrucción.
Unidad Aritmético-Lógica
La Unidad Aritmético-Lógica (ALU) es la encargada del procesamiento lógico y aritmético de los datos, según el carácter que determine cada instrucción.
Memoria
El programa o secuencia de instrucciones, que debe seguir la máquina para realizar el procesamiento de los datos, está almacenado en una parte de la memoria, denominada memoria o segmento de instrucciones para diferenciala del resto de la misma, que se emplea para guardar datos y resultados en forma temporal.
La información, que recibe la memoria a través del bus de direcciones, es un conjunto de bits lógicos, tantos como líneas tenga el bus que seleccionan la posición de memoria a la que se accede. El decodificador de direcciones se encarga de elegir una posición de la matriz de la memoria, descodificando la información que ha llegado por el bus de direcciones. Como generalmente la memoria está constituida físicamente por mas de un chip, sera tarea del decodificador de direcciones habilitar al chip correspondiente.
En una computadora encontraremos dos tipos de memoria: de solo lectura (ROM) y de acceso al azar (RAM).
Memoria ROM
La memoria ROM (Read Only Memory) o memoria de solo lectura también permite el acceso directo a cada uno de los elementos que la componen, pero la información en ella contenida puede ser leída pero no alterada. Debido a que conserva la información, aún en el caso de ausencia de energía, se usa para almacenar las rutinas de mas bajo nivel, que sirven para el arranque del sistema.
Memoria RAM
La memoria RAM (Random Access Memory) o memoria de acceso al azar debe su nombre al hecho de permitir el acceso a cualquiera de las localidades de memoria en forma directa, en contraste con las memorias de acceso secuencial en las cuales para accede al N-ésimo element, era necesario accede previamente a los N-1 elementos anteriores; pero su característica más importante es la de que la información contenida en cada una de las localidades puede ser leída y/o alterada. En ella se va a almacenar, por lo tanto, el sistema operative y los programas del usuario, así como la información temporal que estos manejen.
A la memoria RAM se le suele llamar memoria volatil, por el hecho de que la información en ellas almacenada, se pierde en ausencia de energía.
Periféricos
Son los encargados de enviar y/o recoger información del mundo externo a la computadora e intercambiarla con la unidad central de procesamiento a través de la unidad de entradas y salidas.
Buses
Los buses no son más que los conductors que interconectan cada una de las partes que component al computador. A través de ellos viaja información que según su function permite clasificarlos en tres tipos: bus de Datos, bus de Direcciones y bus de Control.
Bus de datos
El bus de datos se encarga de transferir información entre el CPU, la memoria y los periféricos. Es bidireccional, ya que la información puede fluir en ambos sentidos, es decir, desde o hacia el microprocesador.
Bus de direcciones
El bus de direcciones permite seleccionar la localidad de memoria o el periférico que el CPU desea accesar. Este bus es unidireccional ya que la información a través de él siempre fluye desde el microprocesador.
Bus de control
En el Bus de Control se encuentran las diferentes señales encargadas de la sincronización y control del sistema. Su naturaleza es unidireccional aun cuando existen señales que salen del microprocesador así como otras que entran al microprocesador. Ejemplos de las señales de control son:
- WR (escritura)
- RD (lectura)
- WAIT (espera)
- READY (listo)
