Arquitectura de computadores

¿Qué es software?

Componente intangible del computador que se encarga del procesamiento de la información y la realización de tareas que el usuario asigna a diario. En el software se incluye todo programa y sistema operativo que funciona en un computador.

Ejemplos:

Internet Explorer

¿Qué es hardware?

Es el componente físico del computador que permite la interacción del ser humano con la máquina. Existen dos clasificaciones para lo que se define como “hardware”; los dispositivos de entrada y los dispositivos de salida.

Ejemplos:

Monitor

 

Gabinete

 

 



¿Cuáles son los dispositivos de entrada de un computador?

Son todos aquellos que de cierta y/u otra forma permiten el ingreso de datos al sistema; en este caso, el computador.

Ejemplos:

Micrófono

¿Cuáles son los dispositivos de salida de un computador?

Permiten presentar los resultados del procesamiento de datos y son aquellos que el computador utiliza para evidenciar las acciones que realizo el usuario.

Parlantes o bocinas

Tipos de memoria del computador

Existen diversos tipos de memorias que almacenan acciones determinadas de un computador. Se explicarán tan solo 4 tipos de estas memorias: la memoria RAM, la memoria ROM, la memoria FLASH y la memoria CACHE.

Memoria RAM: Memoria de acceso aleatorio, que utiliza el sistema para cargar software ejecutado por el usuario. Es una memoria volátil en la cual se almacenan los datos del programa, las instrucciones en memoria de este, resultados del procesamiento y la información que se prepara para la salida.

Memoria ROM: Es una memoria de solo lectura en la cual se almacenan datos de programas y/o aplicaciones que necesita el computador para funcionar adecuadamente, en esta se carga el kernel del sistema operativo que permite su correcta ejecución.

Memoria FLASH: Permite la lectura y escritura de múltiples posiciones de memoria en una misma operación. Esta se deriva de la memoria EEPROM la cual solo permitía la operación de una tarea en una única posición o canal. Esta tecnología que funciona mediante impulsos eléctricos, permite mayor velocidad de transferencia y de trabajo y su principal aplicación la poseen las memorias de tipo USB.

Memoria CACHE: Memoria especial de computador que se encarga del almacenamiento temporal de datos y que permite que la CPU tenga más rápido acceso a los datos que se encuentran en la memoria temporal.
Dispositivos de almacenamiento

¿Qué es un sistema operativo?

Es el programa más importante de la computadora y del cual se fundamentan los demás programas ya que este provee la interfaz, sincroniza los dispositivos con la computadora y permite la correcta interacción del usuario con la máquina. Las funciones básicas de un sistema operativo son administrar los recursos de la máquina, coordinar el hardware y organizar archivos y directorios en el dispositivo predeterminado de almacenamiento.

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Historia del computador

Historia del Computador

Durante siglos la gente vivió sobre la tierra sin llevar registros ni archivos. Pero en la medida en que se formaron las organizaciones sociales y se tornó más complejo el tejido social, se fueron haciendo necesarias adaptaciones e innovaciones de diversa índole.

 

Cronología.

Año 4000 a 3000 a.C. Invención del Ábaco, en China, instrumento formado por un conjunto de cuerdas paralelas, cada de las cuales sostiene varias cuentas móviles, usadas para contar, se desarrolló, hasta reflejar el sistema decimal, con diez cuentas en cada cuerda.

Año 1300 a 1500 d.C. En el imperio Inca es usado el sistema de cuentas, mediante nudos en cuerdas de colores, para mantener un registro y cálculo de los inventarios de granos y ganado.

1617 John Napier desarrolla los vástagos de Napier, formados por un conjunto de piezas con números grabados en ellas, que podían ser usadas para multiplicar, dividir y extraer raíces.

1642 Blaise Pascal construye el primer calculador mecánico, que consistía en un conjunto de ruedas, cada una de las cuales registraba un dígito decimal, y al girarse en diez pasos producía un paso de rotación en la siguiente.

1662 William Oughtred inventa la regla de cálculo.

1871 Gottfried Wilhelm Von Leibniz mejora el diseño de Pascal.

1801 Joseph Marie Jacquard perfecciona la primera máquina que utiliza tarjetas perforadas; ésta era un telar, que podía tejer automáticamente diseños complejos, de acuerdo a un conjunto de instrucciones codificadas en las tarjetas perforada.

1822 Charles Babbage construye un pequeño modelo operativo de un calculador llamado “Máquina de Diferencias”

1829 Charles Xavier Thomas, construye el primer calculador que ejecuta las cuatro operaciones aritméticas en forma exacta.

1872 Frank Stephen Baldwin inventa una calculadora con teclas, basada en los principios de la máquina de Charles Thomas.

1887 Herman Hollerith, un estadista, hizo realidad su idea de la tarjeta de lectura mecánica, y diseñó un aparato que se llamó “Máquina de Censos”. Después del censo de 1890, Hollerith trasformó su equipo para uso comercial y estableció sistemas de estadísticas de carga para los ferrocarriles. En 1896, fundó la Compañía de Máquinas de Tabulación, para hacer y vender su invento. Posteriormente esta empresa se fusionó con otras para formar lo que hoy se conoce como IBM.

El procesamiento de tarjetas perforadas se basa en una idea simple: los datos de entrada se registran inicialmente en una forma codificada, perforando huecos en las tarjetas, y estas luego alimentan a las máquinas, las cuales realizan las diferentes etapas del proceso.

1925 Vannevar Bush y sus colaboradores construyen el primer Computador analógico de gran escala.

1937 Howard Aiken de la Universidad de Harvard en Massachusetts comienza a construir una máquina calculadora automática, el Mark I, que pudiera combinar las capacidades técnicas de la época con los conceptos de tarjetas perforadas desarrolladas por Hollerith. En 1944 el proyecto fue culminado.

El Mark I es considerado el primer Computador digital de proceso general. La máquina se basaba en el concepto de aceptar datos por medio de tarjetas perforadas utilizadas como entrada de datos (INPUT), realizaban cálculos controlados por unos relés electromagnéticos y contadores aritméticos mecánicos y perforaba los resultados en tarjetas como salidas (OUTPUT).

1943 - 1946 J. Presper Eckert y John Mauchly construyen el primer Computador completamente electrónico, el E.N.I.A.C. (Electronic Numerical Integrator And Calculator), pesaba aproximadamente 30 toneladas, ocupaba un espacio aproximado de 1.500 pies cuadrados y usaba 18.000 tubos. ENIAC podía resolver en un día lo que manualmente tardaría 300 días.

1944 John Von Neumann desarrolla el concepto de los programas almacenados, es decir, un conjunto de instrucciones guardadas en una unidad de almacenamiento, que luego son ejecutadas en forma secuencial. Basándose en este concepto, Eckert y Mauchly diseñan el ENIVAC, que fue terminado en 1952.

 

Generaciones

El avance de la tecnología empleada en la construcción de los Computadores y los métodos de explotación de los mismos ha variado notablemente. Esto ha dado lugar a que podamos distinguir hasta ahora cinco generaciones distintas. El paso de una generación a otra siempre ha venido marcado por las siguientes características:

Miniaturización del tamaño.

Fiabilidad.

Capacidad para resolver problemas complicados.

Velocidad de cálculo.

 

  ·         PRIMERA GENERACION

Comprende desde 1951 hasta 1959. La compañía Sperry Rand Corporation construye la UNIVAC I, el primer Computador comercialmente disponible. Los componentes electrónicos usados fueron válvulas electrónicas, por este motivo su tamaño era muy grande y su mantenimiento complicado. Se calentaban rápidamente y esto obligaba a utilizar costosos sistemas de refrigeración. Eran de escasa fiabilidad, los tiempos de computación de los circuitos fundamentales eran de varios microsegundos, con lo que la ejecución de los programas largos implicaba espera, incluso de varios días. La forma de ejecutar los trabajos en los Computadores de esta generación era estrictamente a modo de secuencia.

 

 ·         SEGUNDA GENERACION

Comprende desde 1959 a 1964. Fueron diseñadas con orientación científico - administrativa. Las compañías NCR y RCA introducen las primeras computadoras construidas completamente a base de componentes denominados transistores que adoptan la forma de paralelepípedos de silicio, la velocidad de cálculo aumentó considerablemente. Los Computadores más populares de esta generación fueron el IBM-1401, IBM-1620, IBM-7090, IBM-7094.

 

 ·         TERCERA GENERACION

Comprende desde 1965. La compañía IBM produce las series 360 y 370, construidas con circuitos integrados de pequeña escala y de gran escala respectivamente, los cuales sustituyen, cada uno de ellos, a varios transistores, ocupando menor espacio y a menor costo. Estas series poseen memoria virtual que permite optimizar la memoria principal.

Las computadoras de esta generación se caracterizan por:

Uso de circuitos integrados: lo cual hizo posible la reducción del tamaño físico del Computador, y aumentó la velocidad de procesamiento, confiabilidad y precisión.

Multiprogramación: que es la ejecución de varios programas simultáneamente.

 

 ·         CUARTA GENERACION

Comprende desde 1970. Basados en circuitos integrados de alta y media escala de integración con la que se van consiguiendo mejoras en el tamaño físico, llegando a tener Computadores de bolsillo, aparecen los minicomputadores y los microcomputadores.

Desde 1982 Sun Microsystems ha resuelto los problemas que conllevan mantener un ambiente de computación heterogéneo, a través del empleo de NFS (Network File System o Sistema de Archivos para Red de Trabajo). Este producto permite la interconexión de computadores de los principales proveedores de equipos, tales como: IBM, DEC, SUN, Unisys, Hewlett Packard, AT&T y más de 200 otros fabricantes. NFS, puede emplear el medio de comunicación que resulte más conveniente para el usuario: Ethernet, Token Ring, FDDI, y es totalmente independiente del sistema operativo que esté instalado en un equipo determinado. A través de NFS:

Se puede compartir archivos que residan en cualquier equipo conectado a la red, sin que el usuario tenga que conocer su procedencia (acceso transparente de la información).

Ejecutar programas en distintas máquinas, dependiendo de las ventajas comparativas que tiene un equipo sobre otro en una función específica.

Compartir recursos de almacenamiento y periféricos.

Administrar la red y en general, obtener la funcionalidad y seguridad de un sistema de computación distribuida.

 

 ·         QUINTA GENERACION

Para algunos especialistas ya se inició la quinta generación, en la cual se busca hacer más poderoso el Computador en el sentido que sea capaz de hacer inferencias sobre un problema específico. Se basa en la inteligencia artificial.

El Hardware de esta generación se debe caracterizar por circuitos de fibra óptica que le permita mayor rapidez e independencia de procesos, arquitectura de micro canal para mayor fluidez a los sistemas, esto provee mayor número de vías para ayudar a manejar rápido y efectivamente el flujo de información. Además se están buscando soluciones para resolver los problemas de la independencia de las soluciones y los procesos basándose para ello en Sistemas Expertos (de inteligencia artificial) capaces de resolver múltiples problemas no estructurados y en Computadores que puedan simular correctamente la forma de pensar del ser humano.

 

 

 

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El computador

¿Qué son las computadoras?

Es un dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizando cálculos sobre los datos numéricos, o bien compilando y correlacionando otros tipos de información.

ORDENADOR O COMPUTADORA

La Real Academia Española la ha titulado como Ordenador.

El ordenador es un conjunto de circuitos electrónicos comprimidos en una pastilla de silicio (llamada Chip), siendo su función fundamental la de encausar las señales electromagnéticas de un dispositivo a otro. El ordenador es en realidad el Microprocesador, o sea, un conmutador, es el cerebro y razón de ser del ente denominado computadora. Todo lo demás que le rodea y se le es conectado no es más que dispositivos mediante los cuales el cerebro se alimenta de energía e interactúa con el medio ambiente y por lo tanto con nosotros los usuarios. El computador tiene dos partes fundamentales que se complementan para su correcto funcionamiento, a la primera la llamaremos el Hardware: que consiste en su parte física, es decir lo que podemos ver, tocar, armar y desarmar. La segunda es el Software esta es el alma del computador, toda su parte electrónica que le permite realizar las tareas correspondientes.

El ordenador recibe y envía la información a través de los periféricos por medio de los canales. El CPU es la encargada de procesar la información que le llega al ordenador. El intercambio de información se tiene que hacer con los periféricos y el CPU. Todas aquellas unidades de un sistema exceptuando el CPU se denomina periférico, por lo que el ordenador tiene dos partes bien diferenciadas, que son: El CPU (encargada de ejecutar programas y que está compuesta por la memoria principal, la Unidad Aritmética Lógica UAL y la Unidad de Control UC) y los periféricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada-salida y comunicaciones).

Un computador ejecuta programas que están formados por instrucciones. Con el objetivo de ejecutar cada una de las instrucciones de forma adecuada. Dado que las instrucciones se guardan en posiciones consecutivas de memoria, es necesario que el Computador tenga asociado un incrementador que actúe sobre su valor cada vez que se comience a ejecutar una nueva instrucción. Un CPU o procesador, interpreta y lleva a cabo las instrucciones de los programas.

El chip más importante de cualquier placa madre es el procesador. Sin él la computadora no podría funcionar. El teclado dispositivo periférico de entrada, que convierte la acción mecánica de pulsar una serie de pulsos eléctricos codificados, sirven para entrar caracteres alfanuméricos y comandos a una computadora. El ratón o Mouse informático señalador o de entrada, recibe esta denominación por su apariencia.

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