Procesadores y arquitecturas de CPU

Anotaciones de la Clase

Arquitecturas de Desktops

La arquitectura de todos los computadores siempre van a tener algo en común y es que por dentro tienen estos procesadores en su arquitectura para su máximo rendimiento:

CPU:

• Central Processor Unit (Unidad Central de Procesamiento)
• La Velocidad a la que se procesa una instrucción se mide en Gigahertz [Ghz]
• La Cantidad de CPUs en un mismo chip se les dice Cores
• Las CPU están hechas (actualmente) de un material llamado “Silicio”

BIOS:

• Binary Input Output System (Sistema Básico de Entrada y Salida)
• Inicia y configura todo el hardware del sistema para luego cargar el gestor de arranque para ejecutar el sistema operativo.
• Si detecta que hay algún problema de funcionamiento no permitirá el arranque del sistema

Disco Duro:

• Es el dispositivo electrónico donde se almacena toda la información que se procesa en la computadora incluyendo el sistema operativo y las aplicaciones.

RAM:

• Random Access Memory (Memoria de Acceso Aleatorio)
• Es conocida como memoria volátil
• Los datos no se guardan de manera permanente
• Puede ser reescrita y leída constantemente

GPU:

• Grapic Processor Unit (Tarjeta Gráfica/de Video)
• Tiene Ghz, Cores y su propia RAM (VRAM)
• La comunicación entre la CPU y la GPU se realiza actualmente a través de un socket llamado PCI-Express
• Esta conectada directamente a la memoria RAM

Apuntes en Clase

• La capacidad de un Procesador se mide con dos parámetros:
  • Ghz => es la velocidad con que puede gestionar un proceso
  • Core => es la cantidad de procesos que pueden gestionar en simultáneo
• Los procesadores tienen como componente principal el silicio, existen avances en el desarrollo del grafeno comosustituto del silicio para la fabricación de los procesadores debido a una mejor performance en la gestion del calor y la corriente.
• BIOS => es un mini sistema operativo que da soporte a la CPU, se encarga de checkear todos los componentes del equipo al encenderlo, y luego envía una señal a la CPU informando sobre el estado de los mismos para su conveniente arranque.
• Placa Madre => Así como su nombre lo indica el la placa principal del computador, sirve de conexión a todos los componentes del mismo, sena estos principales como periféricos.
• RAM (Random Access Memory) => Memoria de ultra alta Velocidad, es volátil, por lo que al no existir corriente eléctrica, esta no almacena los datos procesados.
• Memristor => Es una nueva tecnología en desarrollo, buscando mejorar el sistema de almacenamiento del computador en cuanto a tiempo de respuesta, es un componente que forma parte de los chips que permitirá almacenar el pulso electrónico que circula a través de él.
• Periféricos => Son los componentes que nos permiten interactuar con la CPU, se conectana ella por medio de los Drivers o chips.
• Drivers => son piezas de Software que ayuda a interpretar los pulsos electricos en bits y bytes, con esto se maneja de manera eficiente los periféricos y componentes.
• GPU (Graphic Processor Unit) => Unidad de Procesamiento Gráfico.

Resumen de toda la clase con dibujos y explicaciones 😃

freddy es el profe al que le daría todas las manzanas del mundo diario, explica tan bonito y fácil. ❤️

ESTA CLASE VALE LA PENA GUARDARLA Y REPASARLA POR LO MENOS UNA VEZ AL MES.

John von Neumann es el genio que diseño la arquitectura de nuestros ordenadores.

Amigos piensen esto un minuto:
que les trae 20 minutos en redes sociales, y que les trae 20 minutos en platzi.

Por qué esto no lo enseñan en el primer semestre de la Universidad? Yo lo vi hasta la mitad de la carrera!

Me quedo sonando mucho el tema del memristor, y lo que me encontré, es muy interesante.

Resulta que la teoría de estos, apareció en el año 1971, que fue acuñado por el Ingeniero Leon Chua. Pero desafortunadamente no se tenia la suficiente tecnología y/o desarrollo tecnológico para seguir con esto.

Fue hasta 2008 que un equipo de Hewlett-Packard, afirmo encontrar lo necesario para llevar todo esto acabo después de analizar una membrana de dióxido de titanio.

Se tenia proyectado que para el 2018 esta tecnología remplazaría las memorias volátiles y no volátiles, pero actualmente se espera que para el 2025-2026 se pueda empezar a usar esta tecnología de manera comercial en computadoras.

Al día de hoy, el uso de tarjetas de sonido externas sigue siendo importante para ciertas tareas más especializadas que tienen que ver con el sonido 👀 Por ejemplo, para producción musical es muy común que veas a los productores con tarjetas de sonido especiales, y es normal porque estas te suelen dar una fidelidad de audio (tanto de entrada como de salida) mucho mejor que la tarjeta que viene integrada en tu computadora.
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Otra cosa que te permiten las tarjetas de audio externas es hacer todo lo que no puedes hacer con la tarjeta de audio de tu computadora, por ejemplo, puedes conectar micrófonos profesionales, alimentarlos con una cosa que se llama “phantom power”, conectar multiples dispositivos y enrutar la salida a diferentes fuentes de salida, etc. Es simplemente genial! Es la ventaja de ser un chip especializado para X tarea 😄

Los SSD no son discos, son unidades de estado, contrario a los HDD que literalmente son discos.

Dato curioso: Silicon Valley recibe su nombre debido al silicio, que es parte fundamental de gran parte de los componentes de una computadora.

¿Cómo funciona la arquitectura de las computadoras?

La arquitectura de las laptops y escritorios es la misma, la única diferencia que hay entre ellos es que en las laptops todo es mas compacto, todo esta integrado, pero generalmente tienden a tener la misma infraestructura.
Internamente todas estas tienen un procesador central una CPU(como Intel o AMD) la capacidad de un procesador se mide con dos parámetros:
- Ghz = Es la velocidad con la que se puede gestionar un proceso.
- Core = Es la cantidad de procesos que se pueden gestionar simultáneamente.

Los procesadores tienen como componente principal el silicio, existen varios avances que proponen al grafeno como sustito del silicio para la fabricación de procesadores debido a una mejor gestión del calor y corriente, los CPU requieren de una BIOS ya que esta es la primera en mandar información a estos para que funcionen la BIOS es un mini sistema operativo que da soporte a la CPU informando de su estado para su arranque.

Una vez la BIOS arranca lo primero que hace es detectar donde estas todas las cosas que estan conectadas al computador una de ellas es el disco duro el disco duro es donde guardamos toda la información y también en el se encuentra nuestro sistema operativo.
La BIOS detecta cuando hay un disco y siempre le informa a la CPU lo cual crea una conexión directa entre el disco duro y la CPU, pero esto no es del todo cierto el disco duro por si solo es muy lento, generalmente, hay un intermediario entre estos, un lugar donde los datos se mueven muy rápido, este lugar lo conocemos como memoria RAM (Random Access Memories)
La memoria RAM es de ultra alta velocidad, es una memoria de tipo volátil, lo que significa que si no existe una corriente eléctrica esta no almacenara los datos procesados.

Actualmente se esta desarrollando algo llamado Memristor este esta creado con nueva tecnología a base de chips, que tiene el objetivo de remplazar los discos duros y la memoria RAM para que sea una sola.

Los periféricos también son un papel importante dentro de las computadoras, ya que estos son los componentes que nos permiten interactuar con la CPU, se conecta a ella por medio de chips especiales o Drivers.

Los Drivers son piezas de software que interpretan los pulsos eléctricos en Bits y Bytes, con esto manejamos de manera eficiente los periféricos y componentes.

Por ultimo tenemos la GPU (Graphic Processor Unit) Esta es la unidad de procesamiento grafico, puede procesar en paralelo los pixeles de la pantalla y enviarlo en tiempo real para representarlos.

LÍMITES FÍSICOS DE LOS PROCESADORES

A medida que los procesadores se reducen más y más, no solo es problema el sobrecalentamiento por la efecto Joule
(la resistencia al paso de electrones se convierte en calor por cinética y puede quemar el componente e incluso el circuito entero)
sino también los “saltos cuánticos”, que hace que los electrones a veces traspasen otros átomos, obviando por completo el transistor que regula su paso.
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Por ello, se han diseñado “transistores 3D”:

Aumentar la capacidad de memoria RAM⬆️ de tu computadora no necesariamente la hace más rápida🚫⚡, pues se debe tomar en cuenta también la frecuencia a la que funciona.

1. Es decir, si reemplazas un módulo de memoria RAM de 4GB que funciona a 1366Mhz ⏩ por uno de 16Gb que funciona a 1366Mhz, te vas a dar cuenta que la velocidad es la misma, lo que si te permite es abrir más programas al mismo tiempo de manera más estable.

2. En cambio se reemplazas un módulo de 4GB a 1366Mhz ⏩ por uno de _**4GB que funcione 3200Mhz **_te darás cuenta que ahí si hay un cambio en la velocidad✅⚡ aunque la cantidad de programas que te permitirá abrir de manera estable será la misma.

• El Memristor promete integrar el disco duro y la memoria RAM, para que el computador vaya 10 veces mas rápido.

• La memoria RAM solo funciona si hay electricidad, y es mucho mas rápida que el disco duro.

• El BIOS le da la señal de arranque a la CPU

• Normalmente las CPU se fabrican con silicio, de ahí proviene “valle de silicio” o Silicon Valley

-Freddy: La memoria RAM promedia es de 16 Gb
Mi computadora : 2 Gb.
-Yo : Rayos

Respecto a la arquitectura, las computadoras de 32 bits soportan un máximo de 4 GB (2^32 bytes) de memoria (RAM), mientras que las CPU de 64 bits pueden atender un máximo teórico de 16 EB (2^64 bytes) y práctico de 8 TB (RAM).
Si alguien sabe más datos sobre el CPU, sería genial que los compartiera. 😃

No soy del tipo de persona que puede aplicar bien para las ingenierías y tecnologías. Más que nada porque el funcionamiento de mi cerebro procesa información de manera “peculiar”. Sin embargo, logro captar mucha de la información aquí (con esfuerzo y concentración) y debo decir que: esta clase es fabulosamente orgásmica-nerdgásmica. Así que no me importa repasar esto las veces que sea necesario para procesar la información de la manera más efectiva 😄

La Arquitectura de un CPU

• Hemos decidido tener una “Arquitectura común”.
• Arquitectura de computadores de escritorio (Desktops), laptop y pc.

La laptop tiene todo más junto.

• Central Processing Unit (CPU).

  • 🟢 Procesador central
  • 🟢 Ghz = velocidad
  • 🟢 Cotes = cantidad de CPUs.
  • 🟡 Investigación de procesadores → Más resistentes y velocidad → Silicio(x) → Grafeno
  • 🟡 Investigación de superconductores y nanomateriales → Aislación.
  • ☑️ Investiga que es un transistor.
  • 🟢 Solas no hacen nada.

• Basic Input Output System (BIOS)

  • 🟢 Lleva la información a la/las CPU.
  • 🟢 Chip instalado en las tarjetas madre.
  • 🟡 Difieren con cada marca, no hay estándar.
  • 🟢 Trata de ver donde está todo.

• Disco Duro

  • 🟢 Lugar donde se guarda la información (bits y bytes).
  • 🟢 Funciona con o sin energía.
  • 🟡 Aquí se encuentra el “Sistema Operativo” (SO) → Corren todas las apps.
  • ❓ ¿Por qué es más lento que la RAM?
    • Porque es un disco que da vueltas (RPM).
    • La cabeza de lectura tiene que llegar al área de tu archivo.
    • SSD: Discos de Estado Sólido.
      • No partes móviles, solo un chip → USB
      • Aun así se degrada.
    • Sin embargo RAM es más veloz → no necesita guardar
    • ¿Qué revolución sigue? Memristor.

• Memoria RAM (Random Access Memory)

  • 🟡 Intermediario entre el Disco Duro y la CPU.
  • 🟢 Lugar más veloz de la pc.
  • 🟢 Es una memoria volátil → solo cuando hay electricidad.
  • 🟡 Depende de grado de acidez → 1 o 0.
  • 🟢 Le manda a la CPU lo que funciona, junto con SO.

• Memristor

  • 🟢 Pieza electrónica de chip.
  • 🟢 Logra guardar las ondas electromagnéticas de forma rápida.
  • 🟡 Cumple función → Disco duro y RAM.

• Periféricos

  • Cosas externas que interactuamos con el computador.
    • 🟢 Pantalla → Chip tipo GPU
    • 🟢 Teclado, mouse, puertos → Usan drivers, son chips → Es software → convierten señales eléctricas del hardware en bits.

• Graphics Processing Unit (GPU)

  • 🟢 Recibe la inf. de CPU
  • 🟢 Puede hacer muchos procesos en paralelo
  • 🟢 C/u de los pixeles en paralelo → tiempo real procesa.
  • 🟡 Es más lenta que la CPU.

  https://www.youtube.com/watch?v=MoD0l_6FHQM

• Tarjeta de sonido

  • 🟡 Mismo que GPU solo que para el sonido
  • 🟢 Habla con los “speakers”
  • 🟡 Obsoleto.

No se nos olvide que hubo computadores analógicos. Y se parecían a un antiguo conmutadora

Aqui les dejo un aporte de nuestro compañero Luis Orellana Sepulveda

es sobre la BIOS

No nada más me encanta la forma tan sencilla en que explica las cosas, sino como sintetiza toda esa información en los esquemas que hace. Hay un curso en Platzi para aprender a hacer esquemas así tan dinámicos? Lo quiero hacer 😄

Arranque de la PC:
La bios viene de la tarjeta madre y verifica la conexión del hardware con esta para mandarle una señal de inicio al CPU (Unidad Central de Procesamiento) e iniciar el arranque.
Desde el disco duro, que es el que contiene al O.S., se manda esta información a la RAM. La memoria RAM funciona como intermediario entre el CPU y el disco duro. De esta manera le llega la información necesaria al CPU para arrancar la computadora y el sistema.
De ahí el CPU activa los periféricos disponibles, ya sean la pantalla, teclado, mouse, puertos etc. El teclado, mouse y puertos utilizan drivers que convierten las señales eléctricas de los perifericos en bits y bytes para que puedan utilizarse en la computadora.
Por otro lado la pantalla necesita de un chip especial llamado GPU (Unidad de Procesamiento Gráfico) que crea una conexión entre la pantalla y el CPU. La GPU es algo así como un procesador que se dedica únicamente al procesado de lo que se quiere mostrar en pantalla.

Memoria RAM promedio de 16 GB dice. Ahh caray! yo tengo una de 4GB, descargue los programas para estudiar la carrera de data science y le dio derrame robótico a mi laptop. Por eso estoy acá en este curso para entender mejor su ingieneria, para conocer mejor que tanto le puedo exigir.

**Drivers: **Piezas de software que interpretan las señales eléctricas del Hardware (como teclado, mouse, puertos usb, etc) en bits y bytes para enviarlo a la CPU y luego al sistema operativo para poder funcionar.
**GPU: **Intermediación entre la pantalla y la CPU, también llamada tarjeta gráfica, es el único componente de intermediación entre hardware y la CPU debido a que la pantalla tiene múltiples procesos de refresco (constantemente se refresca cada pixel) y es necesario tener un dispositivo que sea capaz de procesar esos múltiples procesos y enviarselos a la CPU (el cual es más rápido pero solo corre un proceso a la vez).

jajajajja cundo freddy dice que el promedio de ram es 16 y yo tengo 4 jajajajajaj

How Computers Work?
https://youtu.be/OAx_6-wdslM

un semestre en una clase o genial

Memristor pieza electrónica que logra guardar la onda electromagnetica

donde fredy explicara todos los cursos, aprenderia el doble de lo que se

RESUMEN SEGUN LO QUE ENTENDI
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CPU: normalmente los CPUs se juzgan en función de GHz que es su velocidad y cambien por la cantidad de Cores que es la cantidad de procesos en paralelo que puede hacer
BIOS: pequeño sistema operativo de arranque que verifica y prepara los periféricos y componentes necesarios para que el sistema operático arranque
.
HD: es donde se encuentra el sistema operativo e información almacenada en la computadora, la cual permanece sin energía eléctrica, relativamente es un mecanismo lento para almacenar información y por eso existen las:
.
MEMORIA RAM: almacenamiento de información super veloz ya que a diferencia de la memoria rom que almacena la información de una manera física esta memoria almacena la información de una manera química y por eso es utilizada como un puente entre la información del disco dura y la información que necesita el CPU pero tiene como desventaja que cuando se desconecta la energía pierde la información
.
Actualmente existen SSD: se guarda información como en una USB es decir que a pesar de que se desconecta la energía mantiene la información y se puede acceder a ella de una manera eléctrica pero tiene como desventaja que de tanto almacenar y borrar información se terminaba degradando y perdiendo información
.
El futuro del almacenamiento de información está en los menristores: que es circuito que puede almacenar la onda electromagnética que pasa por ella, pero todavía está en desarrollo
.
GPU: las computadoras requieren un chip especial que se encarga específicamente del procesamiento de pixeles y su representación en la pantalla, la información que genera el procesamiento de las imágenes en algún momento pasa por la memoria ram como puente para llegar al CPU y lo que diferencia las GPUs del CPU es que puede procesar muchos más procesos en paralelo

Yo aprendi todo esto en mi niñez leyendo la revista Mecánica Popular porque nunca tuve computador.

solo falto hablar de la memoria cache:
se conoce como memoria caché o memoria de acceso rápido a uno de los recursos con los que cuenta una CPU (Central Processing Unit, o sea, Unidad Central de Procesamiento) para almacenar temporalmente los datos recientemente procesados en un búfer especial, es decir, en una memoria auxiliar.

La memoria caché opera de modo similar a la Memoria Principal del CPU, pero con mayor velocidad a pesar de ser de mucho menor tamaño. Su eficacia provee al microprocesador de tiempo extra para acceder a los datos más frecuentemente utilizados, sin tener que rastrearlos a su lugar de origen cada vez que sean necesarios.

esto significo un aumento mayor de la velocidad de las PCs a si como el uso de inteligencia artificial para tu computador debido a las limitaciones de velocidad entre la cpu y la RAM

Estos eran las USB de nuestra época (hace más de 25 años), se llamaban Diskette.

Les comparto 3 videos que me ayudaron en complementar mi aprendizaje sobre el sistema binario (aquí), procesadores (aquí) y las capas(aquí)

En el caso de los teléfonos móviles comenzamos a trabajar con un procesador integrado, hablamos por ejemplo de una arquitectura de 86 bits, realmente esa parte también es fascinante.

BIOS: Sistema de arranque que verifica, que encuentren conectados los dispositivos como disco duro, memoria Ram, etc.
CPU: Unidad de procesamiento central encargada de procesar o ejecutar las señales de entrada como información enviada por el usuario, y señales de salida para controlar los periféricos como teclado mouse pantalla.
GPU: Unidad de proceso gráfico es la encargada de comunicarse con la CPU para enviar los gráficos a la pantalla.

Para los que se preguntan por la explicación sobre la memoria Caché, se encuentra en la clase siguiente, “Qué es la memoria RAM y como funcionan los discos” Si quieren ir directo, vayan al minuto 9:17. Abajo, le link.

https://platzi.com/clases/1098-ingenieria/6553-que-es-la-memoria-ram-y-como-funcionan-los-discos-/

Resumen del capitulo en Notion
https://n9.cl/v4wx8

El menristor se esta investigando desde 1971 por HP Labs. interesante.

Recuerdo haber visto esta explicación antes, pero con una metáfora en la que me quedó muchísimo más claro y fácil de recordar.
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Imagina una persona que tiene que trabajar con documentos (CPU) esta puede tener unos cuantos pocos documentos en su mesa esperando (Memoria cache del CPU)
Al lado, tiene una estantería para guardar muchos más documentos y acceder a ellos rápidamente, pero tiene que dejarla vacía siempre al finalizar el día (RAM)
En otra habitación, tiene un montón de estanterías en las que están todos los documentos, pero que tarda mucho en ir a buscar (HDD)
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Esta explicación está más detallada en este vídeo 😉

• CPU - Central Processing Unit: Procesador central (con marcas como Intel, AMD). Para conocer la capacidad de tu CPU te guías por los GHz (velocidad a la que procesan una instrucción) y Cores (# de CPU’s en un mismo chip, cuantas instrucciones pueden hacer al mismo tiempo).

• BIOS: Chip especial que está instalado en la tarjeta madre, es un sistema operativo de arranque. Cuando arranca intenta detectar todas las cosas que están conectadas a un computador.

• Disco Duro: Es dónde se guarda toda la información, es dónde está el sistema operativo.

• RAM - Random Access Memory: Es un tipo de intermediario entre el Sistema Operativo que está en el disco duro y el CPU. Es una memora de alta velocidad (memoria volátil), solo funciona cuando hay electricidad.

• Memristor: Pieza electrónica que logra guardar la onda eléctrica que pasa por ella incluso cuando se desconecta. Es posible que sea el reemplazo del disco duro y la memoria RAM en el futuro.

• Periféricos: Pantalla, teclado, mouse, puertos, etc.

• Drivers: Convierte la interacción de los accesorios periféricos en Bits y Bytes para que el computador pueda entender las instrucciones que les damos a través de ellos.

• GPU: Canal de comunicación entre la pantalla y el CPU. Es quién se encarga de mostrar todo en la pantalla, desde que arranca hasta reproducir videos y videojuegos.

Lo mejor de sus clases es cómo termina sembrándote más dudas.

estoy llevando esto en donde estudio y es gracioso porque este video de 20 min bien explicado ha resumido todo lo que hacen en un ciclo

TIP: Al comprar una computadora nos fijamos en el CPU que esta tiene y en su velocidad (Medida en GHz y normalmente suele ser la velocidad máxima de procesamiento de ese CPU). Esta velocidad que puede ser 3.6GHz, el DATO es que esta velocidad se alcanza en un solo núcleo y durante un periodo de tiempo muy corto. A día de hoy (2021) los procesadores de la marca X de última generación i7, son procesadores i5 con Overclock. Es decir, son el mismo tipo de chip, pero con un boost en su rendimiento.
Cuando vayas a comprar una nueva laptop o PC, ten en cuenta estas pequeñas diferencias (puede ser de $150 de diferencia entre un modelo y otro) que te pueden ahorrar unos cuántos dólares o pesos.

Que es el Grafeno?
https://www.graphenano.com/que-es-el-grafeno/

Es curioso casi un semestre completo en un video. 😉

Es impresionante cómo cambio desde que se grabó este curso la creación de componentes🤯 Ahora hay varias empresas que se encargan de SO como Apple o Google que empiezan a diseñar sus propios chips como los Tensor para los celulares Pixel o los M1 para Mac

Los **Procesadores ** son juzgados Ghz(velocidad en la que procesan una instrucción) y Cores (Cuantas Instrucciones puede realizar en paralelo).
**SSD ** Discos de Estado Sólido: no tienen partes móviles, son especiales ya que tienen un chip Flash, una señal eléctrica se desplaza entre los datos y lo devuelve al CPU.
Drivers Piezas de software convierten las señales eléctricas de hardware en bits y Bytes que el CPU envía al Sistema operativo.
Dato Interesante
Abreviatura de gigahertz, GHz es una unidad de medida para frecuencias de onda de CA (corriente alterna) o EM (electromagnéticas) iguales a 1.000.000.000 (mil millones) de Hz (hertz). Cuando se hace referencia a un procesador de computadora o CPU, GHz es una frecuencia de reloj, también conocida como frecuencia de reloj o velocidad de reloj, que representa un ciclo de tiempo. Un circuito oscilador suministra una pequeña cantidad de electricidad a un cristal cada segundo que se mide en kHz, MHz o GHz. “Hz” es una abreviatura de Hertz y “k” representa Kilo (mil), “M” representa Mega (millones) y “G” representa Giga (miles de millones).

Aporte sobre Memorias RAM:

Memoria RAM: Random Acess Memory, es memoria de ultra alta velocidad, que almacena datos pero con cantidades limitadas a diferencia de un disco duro, la venta es que la almacena con una velocidad muchisimo mas alta, su funcion se establece en algo que llamamos:

* Memoria Volatil: Funciona unicamente cuando hay electricidad, es decir si tenemos un programa abierto como word y estamos escribiendo texto dentro de el si no lo guardamos el archivo no lo podremos volver a ver, por que ese archivo esta siendo almacenado en ese momento dentro de la memoria RAM y no dentro del disco duro

Como amante del hardware puedo decir que me encantó esta clase y se sintió como una platica con un camarada.

Pueden creer que hay detalles en este curso que nunca aprendi en la universidad?

Excelente Curso

Entonces es por eso que sin la memoria RAM, el computador no puede encender ya que le falta el intermediario encargado de gestionar las tareas que no necesarias ejecutar en ese momento.

Muy buenas explicaciones, en tan poco tiempo

Bueno en el tema de las memorias, quería agregar, que existe otra memoria mas en un PC, esta se encuentra incluida en el CPU, que es la memoria cache, se segmenta en en 2 o 3 niveles, esta se encuentra en el CPU con cantidades de almacenamiento muy pequeño, pero le sirva al procesador, para tener a la mano información vital para el funcionamiento correcto del PC, y son la ccache L1, L2 Y L3, y actual mente están saliendo SSD de muy alta velocidades de lectura y escritura con el formato NVMe, que son SSD que ya no se conectan por sata 3, si no por m.2, utiliza lineas PCI para conectarse al CPU, y esto hace que las conexiones sean mas rápido.

Muy buena explicación, ahora ya me queda más claro como funciona la arquitectura de las computadoras.

Es increíble como se pueden aprender y recordar las bases de la ingeniería de software en tan poco tiempo.

Soy mucho de anotar para fijar el conocimiento, les recomiendo una aplicación que se llama Notability para generar su notas y hacer los dibujos que Freddy explica. Aquí la liga https://www.gingerlabs.com/
Excelente clase, felicidades!

A mi todavía me tocó cambiar una tarjeta de sonido de mi PC para mejorar las grabaciones del micrófono. Cuando estas desaparecieron no entendí el por que en primera instancia jaja. Saludos, AF.

Este curso me ha devuelto las ganas de aprender mas y mas. Llevo algunos años en la programación y en el mundo de la tecnología, pero Freddy le da un buen toque a la información.

Procesadores y arquitectura de una computadora
Las desktop y portátiles poseen una arquitectura muy similar… La diferencia es que las laptops tienen una arquitectura más compacta, pero terminan siendo muy parecidas. Esta arquitectura está compuesta por:

• CPU(procesador central): es la encargada interpretar las instrucciones y procesar los datos de los programas de computadora. Su velocidad se mide en GHz, qué es la velocidad a la que procesa una instrucción,y por otro lado, se los mide por cores, que son el número de procesadores que hay dentro de la misma CPU, además de que indican el número de instrucciones que que pueden realizar en paralelo. Las CPUs actualmente se fabrican en silicio, aunque hay muchas investigaciones para implementar materiales que sean más eficientes, como el grafeno. Además, las CPUs requieren demasiadas investigaciones, qué terminan siendo bastante costosas. Cuando la memoria RAM le envía la carga del Sistema Operativo y la información de la BIOS, la CPU empieza activar los periféricos: teclado, pantalla, parlantes, mouse, puertos. Cada periférico usan chips o drivers (piezas de software que logran convertir las señales eléctricas del hardware en bits y bytes).

• BIOS: es un chip especial que se instala en la tarjeta madre, qué es la placa en dónde se encuentran todos los circuitos. Se encarga de arrancar la computadora y comprobar la conexión del hardware, como el disco duro. La BIOS no es un nombre genérico, depende el fabricante del computador y es distinto según la marca.

• Disco duro: Es el elemento más importante a la hora de arrancar la computadora, es dónde almacena nuestro Sistema Operativo y todos los archivos que guardamos. El disco duro no se comunica directamente con la CPU, sino a través de un intermediario, el cual es memoria RAM. Los datos se guardan en discos que necesitan girar para ser leídos y su velocidad se mide RPM (Revoluciones Por Minuto), que indica las vueltas que da el disco por cada minuto. También posee la desventaja que los rayones y caídas al disco afectan en su rendimiento. Posee un tamaño de espacio de almacenamiento muy grande, llegando a 2TB, pero es bastante lento en comparación a la memoria RAM. Actualmente, se crearon los SSD (discos de estado sólido) que reciben se nombre porque no poseen partes móviles como el disco duro. Estos discos poseen de un chip especial conocido como flash que no necesitan girar, sino que funcionan a través de señales.

• Memoria RAM: Es una memoria volátil, ósea que no funciona sin electricidad (cuando la computadora está prendida). Es una memoria de acceso rápido y aquí es donde se almacenan los procesos que está ejecutando la computadora. Esta memoria sirve como el intermediario entre el disco duro y la CPU, en donde el Sistema Operativo envía los datos a esta memoria. A pesar de ser muy veloz (ni los SSD ni memorias Flash lo superan) posee muy poca espacio de almacenamiento en comparación con el disco duro.

• GPU (unidad de procesamiento gráfico): las pantallas funcionan muy distinto a los demás periféricos, puesto que deben actualizarse constantemente. De eso es lo que se ocupa la GPU puesto qué es la más veloz para esto, porque la CPU genera procesos uno por uno. La GPU puede procesar en paralelo todos los pixeles y enviarlos en tiempos reales para mostrarlos en las pantallas.

Excelente clase @freddier! A lo explicado solo me gustaría añadir que así como los procesadores se pueden dividir en cores o núcleos, estos últimos también pueden trabajar mediante “hilos”. Ahora, ¿Por qué son importantes los hilos y para qué son utilizados? Pues, antes que nada, debemos entender que cada núcleo solo puede procesar una instrucción a la vez y las demás instrucciones deben esperar a que el anterior proceso termine de ser ejecutado. Sin embargo, los hilos permiten a cada núcleo procesar instrucciones de manera pseudoparalela, es decir, dos instrucciones pueden usar un núcleo al mismo tiempo para ser procesadas. Eso se logra dividiendo las instrucciones en pequeñas porciones y alternando las “pequeñas porciones” para ser procesadas una a la vez generando así un efecto de procesamiento paralelo (es por ello que lo hace de manera pseudoparalela, por que solo se crea la ilusión de que se procesan al mismo tiempo). A este tipo de tecnología se le llama tecnología multithread y hoy en día es muy común en la arquitectura de los procesadores.

Una manera de aumentar la velocidad de transmisión de señales sería que estas fueran luz en lugar de electricidad, de hecho ahí está la fibra óptica. Igual que la mecánica ha sido desplazada por la electrónica en muchos lugares, la electrónica puede ser desplazada por la fotónica.

Siempre tuve la gran incógnita de saber como funcionaba una computadora, desde pequeño no me podía imaginar como era posible que una computadora podía hacer tantas cosas, la verdad no me cabía en la idea de que fuera posible. Ya cuando fui creciendo se me fue apagando la curiosidad de tratar de entenderlo, desde que conocí a platzi en un vídeo de youtube fue que esa curiosidad renació en mi (también me nació la curiosidad sobre el emprendimiento pero esa es otra historia) la verdad nunca me imagine que esto fuera tan interesante y apasionante. Gracias Platzi, creo que ha sido de las mejores inversiones que he echo.

Aclaración:
Así como la RAM y los Discos Duros o los SSD, los CPU también tienen memoria llamada caché, y ésta es la más rápida en toda la computadora y es muchísimo más rápida que la RAM.

Muy interesante esta clase

clases de como no dejarse tumbrar comprando computadora .

Pregunta, Es verdad que si soy diseñador o modelador 3D, debo usar procesadores AMD porqué es mejor en gráficos?

La BIOS no es una marca, es el sistema básico de entrada-salida o BIOS (del inglés Basic Input/Output System) es un estándar de facto que define la interfaz de firmware para computadoras IBM PC compatibles1​. También es conocido como BIOS del sistema, ROM BIOS y BIOS de PC. El nombre se originó en 1975, en el BIOS usado por el sistema operativo CP/M.2​

Decir “discos de estado sólido” es algo incorrecto. Lo correcto es decir “**unidad **de estado sólido”.
A su vez, clasificando los tipos de almacenamiento por tipo de tecnología tenemos que el más lento es el disco duro, luego le vendría la unidad de estado sólido, y lo más veloz son unidades nvme, que se diferencia porque usa otro protocolo para enviar los datos. Mientras los dos primeros usan el protocolo SATA, los nvme usan el protocolo PCI Express.

les dejo un videito

¿Como funciona un disco duro?
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Por aca les dejo un canal que explica a detalle como funciona un disco duro y otras piezas de hardware con animaciones 3D.
Se los super recomiendo!
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https://www.youtube.com/watch?v=wtdnatmVdIg&ab_channel=BranchEducation

Las tarjetas de sonido todavía se siguen fabricando para los pc de escritorio, ya que tienen características más avanzadas, que los chips de sonido onboard no satisfacen.

La BIOS al momento del encendido del equipo, realiza una prueba llamada Power On Self Test(POST), a través comprueba la existencia de los diversos componentes, entre ellos la memoria RAM, Si no hay módulos de memoria RAM , o estos quedaron mal instalados o esta no es la adecuada, la BIOS emitirá una serie de pitidos como mensaje que advierte que hay problemas con la RAM y que el computador no puede iniciar normalmente.

Entendi muy bien esta clase debido a que hace unos años tuve que limpiar el fancooler de mi laptop. Tuve que desarmarla casi por completo para poder sacarlo y limpiarlo correctamente, tenia tanto polvo que se habia solidificado entre las aspas y ya no giraba, por ende se sobrecalentaba la laptop super rapido.

Lo cierto es que cuando la volvi a armar, force demasiado una de las paticas que acoplaba el disco duro y se partio.

Cuando la PC encendia unicamente se quedaba en la BIOS. Pero como no tenia acceso al disco duro pues basicamente estaba inservible.

Que genial fue recordar esa experiencia en esta clase.

16 GB es normal! Yo ya me estaba sintiendo afortunado con mis 8Gb de Ram :c

SSD: (Solid State Drive), también llamado a veces incorrectamente disco de estado sólido pues carece de disco físico, es un tipo de dispositivo de almacenamiento de datos que utiliza memoria no volátil, como la memoria flash, para almacenar datos, en lugar de los platos o discos magnéticos de las unidades de discos duros (HDD) convencionales.

Muy recomendado ver documentales e información sobre como se realiza la investigación de CPUs hoy en dia, es todo un mundo!

CPU: (Central Processing Unity)
• Funcionan por Ghz (rapidez)
• Tienen Cores (tareas en paralelo que pueden realizar)
BIOS:
• Chip especial que está instalado en la tarjeta madre
• Pequeño sistema operativo de arranque de la CPU
• Una vez arranca detecta todas las cosas que están conectados al computador, como por ejemplo el Disco Duro
Tarjeta Madre: Placa donde se montan todos los circuitos
Disco Duro:
• Almacena los datos permanentes
• Almacena el Sistema Operativos
• Disco Duro: aspecto de CD y funciona como toca discos
• Disco Estado Solido: tienen un chip especial (chip flash), esta tecnología viene del USB
La conexión entre los datos del Disco Duro (S.O.) y la CPU se llama la memoria RAM
RAM: (Random Access Memory)
• Memoria volátil, solo funciona con electricidad
• Circuitos divididos en placas paralelas que va conectada a nuestro computador
• Miles de veces más rápida que los discos duros
El disco duro le envía a la memoria RAM los datos del sistema operativo por la orden de la BIOS
La memoria RAM envía La carga del sistema operativo a la CPU
La CPU usa el S.O. para arrancar el computador
Una vez la CPU tiene la información De todo lo que sirve y no sirve de la BIOS, activa los periféricos (teclado, mouse, pantalla, etc)
Periféricos:
• Usan drivers para funcionar (teclado y mouse)
o Drivers: son piezas de software que entienden como convertir las señales eléctricas del hardware en Bits y Bytes, que el CPU le manda al S.O. para poder funcionar
o La pantalla requiere un chip único (GPU), para conectarse con la CPU
 GPU: encargada de la comunicación entre la CPU y la pantalla

LA CPU PUEDE HACER TODO LO QUE HACEN LOS CHIPS ESPECIALES

La arquitectura en computadores de escritorio y laptops

CPU:

Unidad Central de procesamiento.
Estos Son juzgados por:
GHz :Es la velocidad a la que procesan una instrucción.
Cores: Son el numero de CPU que hay

Procesadores o CPUS

En un momento los fabricantes de procesadores se dieron cuenta que era mejor incrementar el numero de Cores en vez de aumentar el numero de GHz .Esto por que la investigación de procesadores es muy cara y difícil.

Llega un punto donde limitaciones físicas impiden que la electricidad viaje mas rápido en el CPU ejemplo de estas limitaciones son:

El material de que están hechos los transistores puede calentarse y derretirse por lo que hay que investigar nuevos materiales.

El espacio para que la electricidad no salte entre los distintos circuitos tiene que impedir que esto pase por lo que se necesita investigar nuevos materiales aislantes.

La CPU por si sola no hace nada estas requieren que alguien por primera vez envié la información , esto lo hace la BIOS , la BIOS carga el sistema operativo a la RAM y en ese momento ya empieza a procesar la CPU

BIOS

Es un chip que viene integrado en la placa madre ,este es un pequeño sistema de arranque que en el momento que le llega electricidad trata de entender todas las cosas que están conectadas a el computador.

Una vez entiende las cosas que tiene conectadas el pc le da la señal de inicio al procesador , cuando esto pasa detecta el disco duro y envía el sistema operativo a la memoria RAM para que allí la CPU puede iniciar

Disco Duro

El Disco duro es el lugar donde se almacena el sistema operativo y los archivos que guardamos

Memoria RAM

Los datos del sistema operativo se envían a la memoria RAM que sirve como intermediario con la CPU, debido a que es una memoria de acceso rápido. Esta memoria solo funciona cuando hay electricidad.

Memoria de acceso aleatorio

GPU

Este es un chip especializado para video ya que puede procesar en paralelo los pixeles de la pantalla y enviarlo en tiempo real para representarlos en pantalla.

Unidad de procesamiento Grafico

Iniciando en platzi y me parece que es genial el método de enseñanza que usan, vamos por más 💪🏾💪🏾

Lo más práctico que vi en mi vida para entender el funcionamiento de un procesador fue el muy nombrado chip PIC16F84A. Ahí entendí que hay una frecuencia de reloj generada por un Cristal conectado a 2 pines específicos del PIC. Si mal no recuerdo era de 4MHz y que básicamente se trata de la velocidad con la que el PIC procesa cada línea de instrucciones.

de verdad muy especial este tipo de clases para entender el funcionamiento de los diferentes dispositivos que usamos día a día

• BIOS -> Está en la Motherboard. Es el S.O de arranque y le informa a la CPU lo que hay. (periféricos, S.O, etc).
  o Le da la orden al disco duro de enviar el S.O a la RAM para mandárselo a la CPU.
• CPU -> Cores  número de procesadores en chips. Cuanto más proceso puede llevar a cabo, más rápido es.
  o Arranca todos los periféricos.
• Disco duro -> está el S.O.
• RAM -> Random Access memory  Es volatil, solo funciona con electricidad  maneja datos de manera veloz, no guarda información.
• GPU -> Chip único de la pantalla que se comunica con la CPU.

y porque no hablo del kernel, mmm, supongo que no se puede explicar todo, pero se les paso y es muy importante

La CPU puede hacer el trabajo de todos estos chips, porque la CPU es una unidad central de procesos génerica, lo puede hacer todo.
Estos chips son especiales: hacen tareas específicas rápido. Es más barato crear estos chips de forma paralela que tenerlos centralizados en un solo chip.

Excelente explicación y en tan pocos minutos queda todo bien clarito

muy completa la explicación, no pensé que fuera tan profundo todo lo que conlleva la arquitectura de una CPU

es increible como a pesar de ya saber esto , te siga sorprendiendo las cosas que dice freddy , aparte de ser muy mindblowing la forma en como te explica

procesadores y arquitecturas de CPU

Memristor promete trabajar de la siguiente manera, la resistencia eléctrica del memristor no es constante sino que depende de la historia de la corriente que ha fluido previamente a través del dispositivo; es decir, su resistencia actual depende de la cantidad de carga eléctrica que ha fluido, y en qué dirección, a través de él en el pasado. El dispositivo recuerda su historia, la llamada propiedad de no-volatilidad. cuando el suministro de energía eléctrica es desconectado, el memristor recuerda su resistencia más reciente, hasta que vuelva a ser encendido.

Computadora, Desktop, Laptop
CPU intel AMD, GHz velocidad, Cores trabajo paralelo
Limites físicos en el silicio
BIOS sistema de arranque, identifica el hardware
Disco duro donde se guarda la información y SO, lento
RAM Memoria volátil y muy rápida
SSD discos de estado solido medio rápido
memristor guarda la onda eléctrica que paso por ella
Perifericos, pantalla teclado mouse, puertos,
Drivers sabe como trabajan los perifericos
GPU procesador grafico, procesos en paralelo
sonido

segun vikidia , Bios corresponde a basic input- output system
El BIOS (sigla en inglés de basic input/output system; en español “sistema básico de entrada y salida”) es un software que localiza y reconoce todos los dispositivos necesarios para cargar el sistema operativo en la memoria RAM; es un software muy básico instalado en la placa base que permite que ésta cumpla su cometido.

Proporciona el funcionamiento y configuración del hardware del sistema que, como mínimo, maneja el teclado y proporciona una salida básica (emitiendo pitidos normalizados por el altavoz de la computadora si se producen fallos) durante el arranque. El BIOS usualmente está escrito en lenguaje ensamblador.