Responder tal pregunta es una tarea muy difícil.
Ahora comenzaré y espero continuar en una serie de ediciones posteriores
Circuitos lógicos
Las computadoras electrónicas actuales son máquinas construidas en base a circuitos lógicos llamados puertas lógicas.
Los circuitos lógicos son unidades electrónicas con alimentación simple que funcionan considerando como entradas y salidas el valor de voltaje en los cables (tensión) medido con respecto a un cero de referencia (tierra). Se supone que estos voltajes son significativos en dos rangos diferentes, llamados bajo y alto.
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Los niveles de voltaje bajo y alto están asociados a los valores binarios 0 y 1 (valores lógicos falso y verdadero)
El ejemplo más simple de una puerta lógica es la puerta NO.
Una puerta NOT (A) simplemente da en su salida lo contrario de lo que está recibiendo en su entrada (A).
No (falso) = verdadero
Las puertas más complejas son las puertas OR que tienen dos entradas y una salida. Los valores de salida son verdaderos si al menos una de las entradas es verdadera, de lo contrario, falsos.
Tenemos entonces compuertas AND, compuertas XOR, compuertas NAND NAND (S, B) = (NOT (AND (A, B)) y NOR NOR (A, B) = (NOT (OR (A, B)).
Puede construir cualquier circuito lógico confiando solo en puertos de un solo tipo: ya sea que use puertas NAND o NOR. Estos se denominan tipos lógicos, y los chips lógicos TTL reales (circuitos integrados) están disponibles en estos estándares. TTL (lógica de transistor / transistor) significa que los valores de voltaje que representan Falso y Verdadero son 0V y 5V (V significa Voltios)
Ejercicio: construya un diagrama lógico usando compuertas NAND que dé VERDADERO en su única salida solo cuando sus tres entradas sean Verdaderas. Repita usando puertas NOR.
Registros
Usando puertos lógicos es posible construir un circuito que tenga dos estados posibles, y que pueda almacenar un poco de información. Tal circuito se llama flip-flop y es un componente básico para construir una memoria.
Se puede usar un conjunto de flip-flops para construir un registro, que es una memoria para almacenar una cantidad de bits, como un byte. La memoria de la computadora se construye organizando conjuntos de circuitos capaces de almacenar bits, organizados en palabras. Una palabra se hace con un byte o múltiplo de un byte.
Un registro es una parte fundamental de un procesador.
Los procesadores incluyen una serie de registros en los que se pueden realizar operaciones, así como facilidades para acceder a la memoria externa (no dentro del mismo chip), a la memoria se accede direccionando sus palabras por su dirección.
Una dirección es solo una configuración de bits que apuntan a una ubicación de memoria específica donde se accede a una palabra con operaciones de lectura o escritura.
Programas
Las operaciones que debe realizar un procesador se denominan instrucciones.
Una lista de instrucciones se llama código.
Los procesadores son máquinas construidas para ejecutar código, constantemente y a muy alta velocidad, miles de millones de veces por segundo. El código se obtiene de la memoria y luego se ejecuta dentro del procesador. La ejecución del código altera el contenido del registro dentro del procesador y puede alterar las áreas de memoria externa, donde se leen o escriben los datos.
Como ejemplo, un procesador gráfico lee y escribe memoria que se asigna en una pantalla. las palabras en esa memoria describen cómo se deben dibujar píxeles específicos en la pantalla.
El código permite tomar decisiones basándose en condiciones específicas. Las instrucciones de ramificación permiten la ejecución del código basándose en las condiciones: salte a la instrucción en la ubicación 177 y continúe desde allí si el registro X contiene 5.
Puertos
Las direcciones especiales con las que el procesador puede interactuar se denominan puertos. Los puertos se asignan a dispositivos de entrada / salida.
Los dispositivos están conectados a interfaces en la placa principal de la computadora, como disco duro, cdrom, mouse, teclado, puertos usb, puertos de red.
El código que reside en la memoria y es ejecutado por el procesador contiene instrucciones para leer el puerto del teclado cuando el usuario toca una tecla y luego dibujar la letra correspondiente en la pantalla.
Kernel del sistema operativo
Esta es “la madre de todos los softwares” en el sentido de que esta es la parte fundamental de cualquier software de sistema informático, que se encuentra directamente sobre el hardware y proporciona acceso estándar a todos los dispositivos físicos, a través de llamadas de software. Kernel también gestiona la memoria y otro almacenamiento, y crea el concepto de multitarea, permitiendo que muchos programas de usuario se ejecuten simultáneamente, alternando la ejecución de sus instrucciones a través de un sistema de arbitraje round robin.
Kernel se encarga de responder a las interrupciones asíncronas, que son señales eléctricas de bajo nivel provenientes de dispositivos que requieren acciones a realizar (un paquete llegó a la red o se presionó una tecla del mouse, se presionó el botón de encendido o se cerró la tapa del portátil).
Software de modo de usuario
Este es el software con el que interactúa el usuario, como una hoja de cálculo o un procesador de textos, o el software que los servidores ejecutan para servir páginas web o para enviar y recibir correos electrónicos. Este es el software que entrega al usuario lo que el usuario quiere.
Directorio de Servicios
Este es un conjunto de software dirigido a la identificación de usuarios y dispositivos, gestión de credenciales, validaciones y revocación de certificados, pertenencia a grupos y todas las tareas administrativas relativas para la definición y gestión de permisos. En el lenguaje de Microsoft esto es Active Directory.
Redes
Continuará si las personas interesadas brindan algún comentario en los comentarios.
