ACTIVIDAD: MAPA CONCEPTUAL SISTÉMICO – ARQUITECTURA DE COMPUTADORES: INTRODUCCIÓN Y CLASIFICACIÓN

1. Descripción de la actividad

Estimados estudiantes:

Como parte del proceso de formación en la asignatura Arquitectura de Hardware, cada grupo deberá realizar la lectura completa, comprensiva y analítica del Capítulo 1: Arquitectura de Computadores: Introducción y Clasificación, del documento de Josu Bilbao Eguia, disponible en los materiales de estudio del curso.

A partir de esta lectura, deberán elaborar un mapa conceptual de tipo sistémico o de sistema, que represente de manera gráfica, lógica, jerárquica y organizada los principales conceptos, componentes, clasificaciones, relaciones funcionales y principios tecnológicos que fundamentan la arquitectura de los computadores.

El mapa deberá demostrar que los estudiantes comprenden cómo ha evolucionado la arquitectura de los computadores, cómo se organizan sus componentes internos, cómo interactúan el procesador, la memoria y los dispositivos de entrada/salida, y cómo las diferentes arquitecturas influyen en el funcionamiento y rendimiento de los sistemas computacionales.

No se trata de transcribir el capítulo ni de elaborar un resumen gráfico. El propósito es construir una representación conceptual que evidencie comprensión, análisis, síntesis, integración de conocimientos y pensamiento sistémico.

2. Objetivo de aprendizaje

Analizar, organizar y relacionar los fundamentos históricos, tecnológicos, estructurales y funcionales de la arquitectura de computadores mediante la construcción de un mapa conceptual sistémico, que permita comprender la evolución de los sistemas computacionales, sus principales clasificaciones, la interacción entre sus componentes y la influencia de las decisiones arquitectónicas sobre el rendimiento y funcionamiento del hardware.

3. Contenidos obligatorios del mapa conceptual

El mapa deberá abordar e integrar los cinco grandes temas desarrollados en el Capítulo 1.

3.1. Introducción a los computadores y evolución histórica

Representar las principales características y transformaciones tecnológicas de las cinco generaciones de computadores:

• Primera generación: tubos de vacío.

• Segunda generación: transistores.

• Tercera generación: circuitos integrados.

• Cuarta generación: microprocesadores y microcomputadores.

• Quinta generación: procesamiento paralelo e inteligencia artificial.

Se deberán establecer relaciones entre la evolución tecnológica, la capacidad de procesamiento, la integración electrónica, la reducción de tamaño y el desarrollo de nuevas aplicaciones computacionales.

3.2. Clasificación de los computadores

Representar las diferentes formas de clasificación desarrolladas en el capítulo:

Según su funcionamiento:

• Computadores digitales.

• Computadores analógicos.

• Computadores híbridos.

Según su finalidad:

• Computadores de propósito general.

• Computadores de propósito específico.

Según su clasificación comercial:

• Supercomputadores.

• Macrocomputadores.

• Minicomputadores.

• Microcomputadores.

El mapa deberá evidenciar los criterios que permiten diferenciar estas categorías y sus principales características.

3.3. Fundamentos de la arquitectura de computadores

Incorporar los conceptos asociados con:

• Arquitectura de computadores.

• Arquitecto de computadores.

• Organización y selección del hardware.

• Unidad Central de Procesamiento (CPU).

• Unidad de control.

• Camino de datos.

• Memoria.

• Dispositivos de entrada y salida.

• Lenguajes de programación.

• Sistema operativo.

• Rendimiento del computador.

• Relación entre hardware y software.

• Problemáticas de compatibilidad y evolución tecnológica.

Se deberá mostrar cómo las decisiones relacionadas con la organización de los componentes y la interacción entre hardware y software influyen en el funcionamiento del sistema.

3.4. Arquitectura clásica, moderna y evolución tecnológica

Representar y relacionar los principales modelos arquitectónicos estudiados:

Arquitectura clásica:

• Arquitectura de Von Neumann.

• Memoria compartida para datos e instrucciones.

• Unidad central de procesamiento.

• Buses de comunicación.

• Limitaciones asociadas con el acceso a memoria.

Arquitectura moderna:

• Arquitectura Harvard.

• Separación de instrucciones y datos.

• Memorias independientes.

• Accesos diferenciados.

• Memoria caché.

• Optimización del rendimiento.

Evolución tecnológica de la arquitectura:

• Primera etapa.

• Segunda etapa.

• Tercera etapa.

• Cuarta etapa.

Deberán establecer relaciones que expliquen cómo los avances tecnológicos y las necesidades de procesamiento impulsaron cambios en la organización interna de los computadores.

3.5. Taxonomías y clasificaciones de arquitecturas

Representar la taxonomía de Flynn y sus principales categorías:

• SISD: Single Instruction, Single Data.

• SIMD: Single Instruction, Multiple Data.

• MISD: Multiple Instruction, Single Data.

• MIMD: Multiple Instruction, Multiple Data.

• MTMD: Multiple Threads, Multiple Data.

También deberán integrar las otras taxonomías presentadas en el capítulo.

El mapa deberá mostrar las diferencias en los flujos de instrucciones y datos, así como su relación con las distintas formas de procesamiento.

4. Requisitos obligatorios del mapa conceptual

4.1. Estructura jerárquica

El mapa deberá organizarse obligatoriamente de arriba hacia abajo, desde los conceptos generales hasta los más específicos.

En la parte superior deberá ubicarse el concepto central:

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

De este concepto deberán desprenderse las ramas principales correspondientes a los cinco temas del capítulo.

Las relaciones entre los niveles deberán mostrar una organización lógica, coherente y técnicamente correcta.

4.2. Conceptos o nodos

Cada nodo deberá contener únicamente conceptos, términos técnicos o ideas principales.

• Máximo recomendado de cuatro o cinco palabras por nodo.

• Utilizar terminología técnica propia de la arquitectura de computadores.

• Evitar párrafos, definiciones extensas y transcripciones del documento.

• No sustituir los conceptos por imágenes o elementos decorativos.

4.3. Palabras de enlace

Todas las conexiones deberán contener obligatoriamente palabras o expresiones de enlace escritas en minúscula.

Algunos conectores apropiados son:

se compone de, contiene, utiliza, procesa, almacena, permite, controla, se clasifica en, evoluciona hacia, depende de, se comunica mediante, ejecuta, optimiza, limita, se diferencia de, incrementa, requiere.

No se aceptarán líneas o flechas sin palabras de enlace.

4.4. Proposiciones conceptuales

Cada relación deberá formar una proposición lógica y técnicamente correcta.

Ejemplos:

CPU → ejecuta → INSTRUCCIONES

MEMORIA CACHÉ → reduce → TIEMPO DE ACCESO

ARQUITECTURA HARVARD → separa → INSTRUCCIONES Y DATOS

TAXONOMÍA DE FLYNN → clasifica → ARQUITECTURAS PARALELAS

Cada proposición deberá tener sentido por sí misma y expresar correctamente la relación entre los conceptos.

4.5. Líneas, flechas y dirección de lectura

Las líneas y flechas deberán representar de manera clara las relaciones conceptuales.

Se deberá identificar fácilmente el sentido de lectura de cada proposición, evitando conexiones ambiguas o entrecruzamientos innecesarios.

4.6. Enlaces cruzados

El mapa deberá contener mínimo tres (3) enlaces cruzados entre conceptos pertenecientes a ramas diferentes.

Estos enlaces deberán representar relaciones reales entre los contenidos del capítulo.

Ejemplos:

EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA → transforma → ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

MEMORIA CACHÉ → mejora → RENDIMIENTO DEL PROCESADOR

PROCESAMIENTO PARALELO → se clasifica mediante → TAXONOMÍA DE FLYNN

Los enlaces cruzados deberán evidenciar capacidad de análisis, integración conceptual y pensamiento sistémico.

4.7. Pensamiento sistémico

El mapa deberá representar la interacción de los componentes de un sistema computacional mediante relaciones como:

entrada → procesamiento → almacenamiento → comunicación → salida

Cuando corresponda, deberán identificarse las dependencias entre:

• CPU y memoria.

• Unidad de control y camino de datos.

• Instrucciones y datos.

• Procesador y buses de comunicación.

• Arquitectura y rendimiento.

• Hardware y software.

No será suficiente representar los componentes de manera aislada; deberán explicarse sus relaciones funcionales.

5. Enfoque práctico: el toque de Ingeniería de Sistemas

El mapa deberá incluir obligatoriamente una rama denominada:

APLICACIÓN EN INGENIERÍA DE SISTEMAS

Esta rama deberá responder mediante conceptos y relaciones a la siguiente pregunta:

¿Cómo influyen los principios de la arquitectura de computadores en la selección, diseño y optimización de soluciones tecnológicas?

Los estudiantes deberán representar relaciones relacionadas con:

• Selección de procesadores según los requerimientos de procesamiento.

• Elección de memoria y almacenamiento.

• Identificación de limitaciones de rendimiento.

• Diferencias entre arquitecturas Von Neumann y Harvard.

• Uso de procesamiento paralelo.

• Relación entre arquitectura y aplicaciones de inteligencia artificial.

• Selección de hardware para sistemas embebidos y soluciones computacionales.

Como aplicación al contexto de la asignatura, podrán relacionar estos fundamentos con plataformas como Arduino y ESP32, utilizadas en las actividades prácticas y el proyecto integrador.

Esta rama deberá mostrar cómo los conocimientos teóricos permiten fundamentar decisiones técnicas de diseño y selección de hardware.

6. Herramientas digitales y presentación

El mapa conceptual deberá elaborarse utilizando herramientas digitales de diagramación, tales como:

• CmapTools.

• Lucidchart.

• Draw.io (diagrams.net).

• Miro.

• Canva.

• Microsoft Visio.

• Otra herramienta digital equivalente.

No se aceptarán mapas conceptuales elaborados a mano.

El documento deberá cumplir las siguientes condiciones:

• Presentación profesional, organizada y legible.

• Distribución jerárquica de arriba hacia abajo.

• Conceptos breves y técnicamente precisos.

• Palabras de enlace en todas las conexiones.

• Diferenciación visual de las ramas principales.

• Colores utilizados con moderación.

• Ausencia de saturación gráfica.

• Inclusión de los integrantes del grupo y sus nombres completos.

• Inclusión del nombre de la asignatura y del capítulo estudiado.

Se recomienda utilizar un lienzo horizontal de tamaño suficiente para representar la totalidad de las relaciones sin comprometer su legibilidad.

7. Entregable y formato de envío

Cada grupo deberá presentar un único mapa conceptual, que integre los contenidos obligatorios del Capítulo 1.

Formato obligatorio: PDF de alta resolución, con todos los conceptos y conectores claramente legibles.

Nombre sugerido del archivo:

Arquitectura_Hardware_Mapa_Conceptual_Cap1_Grupo01.pdf

El nombre del archivo deberá modificarse según el número del grupo correspondiente.

El mapa deberá permitir una lectura completa, sin necesidad de acceder a enlaces externos o a la herramienta utilizada para su elaboración.

8. Rúbrica de evaluación

La actividad será evaluada sobre un máximo de 100 puntos, distribuidos de la siguiente manera:

9. Sustentación del mapa conceptual

La actividad se desarrollará de manera grupal, pero todos los integrantes deberán conocer, comprender y estar en capacidad de explicar la totalidad del mapa conceptual.

Durante la sustentación, el docente seleccionará aleatoriamente a un integrante del grupo, quien deberá explicar la sección que el docente determine.

La sustentación podrá incluir preguntas relacionadas con:

• Las generaciones de computadores y su evolución tecnológica.

• La organización funcional de la CPU, la memoria y los dispositivos de entrada/salida.

• Las diferencias entre Von Neumann y Harvard.

• La importancia de la memoria caché.

• Las clasificaciones SISD, SIMD, MISD y MIMD.

• Las relaciones cruzadas representadas en el mapa.

• La aplicación de los conceptos en situaciones reales de Ingeniería de Sistemas.

Factor multiplicador de sustentación

La calificación de la sustentación se utilizará como factor multiplicador de la nota obtenida en el mapa conceptual.

Calificación final = Nota del mapa × (Porcentaje de sustentación / 100)

Ejemplo:

• Calificación del mapa grupal: 90 puntos.

• Resultado de la sustentación: 80 %.

• Calificación definitiva: 90 × 0,80 = 72 puntos.

La preparación individual es responsabilidad de todos los integrantes. El desempeño del estudiante seleccionado afectará la calificación definitiva del grupo.

Por lo tanto, no será válido que cada estudiante conozca únicamente la sección que elaboró.

10. Condiciones obligatorias de entrega en Moodle (AVAS)

Modalidad: Entrega grupal.

Solo un integrante del grupo deberá cargar el archivo en la plataforma AVAS. Sin embargo, todos los integrantes deberán ingresar a la actividad y aceptar o confirmar el envío, cuando así lo requiera la configuración de la tarea en Moodle.

Si uno o varios integrantes no realizan la confirmación correspondiente y la plataforma mantiene el trabajo en estado de borrador o pendiente de envío, la actividad se considerará no enviada.

Nombre del archivo:

El nombre del archivo no deberá contener tildes, caracteres especiales, símbolos innecesarios ni espacios que puedan ocasionar inconvenientes en su descarga.

El incumplimiento de esta condición, cuando impida la descarga o evaluación del documento, dará lugar a una calificación de 0,0, sin posibilidad de subsanación o entrega posterior.

Fecha de entrega: Domingo 18 de octubre de 2026

Hora límite: 23:59 Hrs (11:59 p.m.)

Restricciones:

• No se aceptarán trabajos fuera del plazo establecido.

• Las entregas extemporáneas tendrán una calificación de 0,0.

• No se aceptarán entregas mediante WhatsApp o correo electrónico.

• Únicamente se evaluarán los archivos entregados correctamente en Moodle (AVAS).

• El documento deberá encontrarse completo, ser legible y permitir su apertura.

• El trabajo deberá ser producto del análisis y comprensión del grupo. El uso de herramientas de inteligencia artificial como apoyo no sustituye la responsabilidad de verificar la exactitud de los conceptos y relaciones.

11. Consideraciones finales

Un conjunto de cuadros conectados mediante líneas no constituye, por sí solo, un mapa conceptual.

Para cumplir con el propósito de la actividad deberán integrarse:

Jerarquía + conceptos + palabras de enlace + proposiciones + enlaces cruzados + pensamiento sistémico + aplicación en ingeniería.

Se valorará especialmente la capacidad del grupo para explicar cómo los diferentes componentes y principios arquitectónicos interactúan y condicionan el funcionamiento de un computador.

El objetivo no es elaborar el mapa más extenso, sino construir una representación conceptual técnicamente correcta, estructurada, comprensible y suficientemente completa.

Recuerden: comprender la arquitectura de un computador implica entender no solamente cuáles son sus componentes, sino también cómo se relacionan, cómo evolucionan y cómo sus decisiones de diseño determinan el comportamiento y rendimiento del sistema.

Se tendrá muy en cuenta la creatividad realizada. Pueden ver vídeos en YouTube de como trabajar en Miro. Les comparto algunos Link: