Introducci

1
Introducción a la tecnología de los computadores.

• Computadores y abstracciones.

2
Sociedad de la información.

• Los avances en computadores y redes están
  permitiendo el desarrollo de la SIC
• VLSI cada vez mayores escalas de integración
• WWW y grandes sistemas distribuidos
• Inteligencia artificial
• Movilidad, redes inalámbricas de banda ancha
• Solución de problemas de escala gigante
• Secuenciación del genoma humano

3
Una clasificación de los computadores I

• DESKTOP. Entregan una buena potencia
  computacional a un único usuario y se suelen
  emplear par la ejecución de software comercial.
• SERVER. De alguna forma, son los mainframes y
  minicomputadores de hoy en día. Ejecutan cargas
  computacionales complejas y sirven a comunidades
  de usuarios conectadas a través de una red de
  computadores.

4
Una clasificación de los computadores II

• Supercomputadores. Hoy en día, suele tratarse de
  computadores interconectados a través de una red
  de altas prestaciones formando un cluster
  Predicción meteorológica, determinación de
  proteínas, exploraciones petrolíferas. Memoria
  principal, Terabytes almacenamiento, Tb a Pb.
• Empotrados. Dispositivos electrónicos dedicados,
  gran variabilidad de precios y características.
  Constituyen el mayor número de microprocesadores
  vendidos Sensores inteligentes, player MP3,
  decodificador TDT, ordenador de viaje, GPS,
  piloto automático, máquina de café, etc.

5
Qué es, pues, un computador?

• Un dispositivo electrónico que ejecuta programas
  y, éstos, representan algoritmos.
• Un algoritmo es un proceso sistemático que
  conduce a la solución de un problema, en un
  tiempo más o menos largo.
• Modelo de Von Neumann (Princeton)
• Memoria de programas y de datos
• Computador de programa almacenado.
• Unicidad de representación de los programas y los
  datos

6
Hardware y software

• Hardware Los circuitos electrónicos y todo
  aquello que es material en un computador.
• Software Los programas, en sus diversas formas.
• Hw/Sw

7
Acrónimos

• Palabras construidas a base de las letras
  iniciales de una serie de palabras.
• Concisión
• Ejemplos
• Random Access Memory RAM.
• Central Processing Unit CPU
• Load Byte Unsigned LBU.
• Muy usadas en esta asignatura
• Hay que asumirlo ?

8
Símbolos binarios

• Los computadores que estudiamos son, todos ellos
  digitales.
• Representaremos los datos y las operaciones
  usando DOS símbolos básicos 0 y 1, esto es, en
  binario.
• A base de estos dos símbolos, construiremos
  palabras de mayor longitud
• Datos enteros, reales, caracteres ASCII, cadenas
  de estos últimos
• Operaciones como la suma, la operación lógica
  AND, etc.

9
Unidades y multiplicadores

• 1 bit Un dígito binario 0 o 1.
• 1 nibble Una palabra formada por 4 bits.
• 1 byte Una palabra formada por 8 bits.
• 1 word 16, 32 o 64 bits, dependiendo de la
  arquitectura que estemos estudiando.
• Multiplicadores
• Potencias de 2
• 1k 1024 objetos, esto es, 210
• 1Mega 1024 x 1024 objetos, 220
• 1Giga 1024x1024x1024, 230

10
Importante Repasar las conversiones de base.

• Notación polinómica.
• 834510 8x103 3x102 4x1015x100
• 1011012 1x250x241x231x220x211x20
  32 8 4 1 4510
• 0xfb31 f x 163 b x 162 3 x 161 1 x
  160 15 x 163 11 x 162 3 x
  161 1 x 160
• completad este cálculo.
• 07658 7x826x815x80
• 0xffff
• 07778
• 6553610 (hexadecimal)
• 0xf01c (binario)

11
Principios fundamentales

• Datos y operaciones se representan, ambos,
  mediante cadenas de símbolos binarios
• Un entero 32768
• Una operación add t2, t0, t1
• Cómo se codifican en binario?

12
Principios fundamentales

• Datos y operaciones se almacenan en la memoria
  principal del computador.
• El número entero 64, se puede representar con 32
  bits de precisión así
• 00000000000000000000000001000000
• Codificación de enteros en aritmética sin signo
  (ASS)
• La operación de suma podría representarse así
  01101111, por ejemplo
• La codificación de las instrucciones MIPS
  Apéndice

13
Programa Una secuencia de operaciones que
modifican datos.

• Un programa se representa mediante la
  codificación binaria de sus operaciones y de sus
  datos.
• Para escribir un programa Hay que hacerlo en
  binario?
• Es decir, Hay que usar el lenguaje máquina?

14
Notación simbólica para representar datos e
instrucciones

• Podemos representar la operación de suma mediante
  la siguiente cadena de caracteres
• add t2, t0, t1
• Sumar el contenido del registro t0 y el
  contenido del registro t1 el resultado,
  guardarlo en el registro t2 para su uso
  posterior.
• Esta notación simbólica nos es muy útil a
  nosotros
• Comprendemos la operación con sólo un vistazo
• El computador puede entender add t2, t0, t1?
• No puede!

15
Traducir la notación simbólica al lenguaje del
computador (0 y 1, leng. máquina, I).

• Para que el computador entienda las instrucciones
  y datos
• Es necesario que las reciba correctamente
  codificadas en lenguaje máquina
• Entonces, podemos efectuar la traducción nosotros
  mismos es laborioso, mecánico, pero fácil
• add t2, t0, t1 ? 001011111010010101011111000000
  001111

16
Traducir la notación simbólica al lenguaje del
computador (L. máquina), II.

• También, ya que se trata de un proceso mecánico y
  laborioso
• Podemos usar un computador que haga este proceso
• Eso sí, habremos de usar un programa (Que alguien
  habrá escrito ya)
• Ese programa, que traduce la notación simbólica
  de un programa a lenguaje máquina le denominamos
• PROGRAMA ENSAMBLADOR

17
Traducir la notación simbólica al lenguaje del
computador (L. máquina), III.

• El programa que traduce
• Ensamblador (Assembler)
• La nótación simbólica
• Lenguaje de ensamblaje (assembly language)

18
Traducir la notación simbólica al lenguaje del
computador, IV
Lenguaje C
Compilador
Lenguaje de ensamblaje
Ensamblador
Lenguaje máquina MIPS
19
Por qué no una notación aún más inteligible?
Lenguajes de alto nivel
Programa escrito en C
Compilador de lenguaje C
20
Jerarquía básica de abstracciones

• Software de aplicación es el que se encuentra más
  cerca del usuario final.
• El software de sistema ofrece servicios a todos
  los usuarios.
• Sistema operativo.
• Compiladores.
• Ensambladores.
• Hardware Ratón, video, placa madre, memoria,
  microprocesador, disco duro, cd-rom, adaptadores
  de comunicaciones, circuitos integrados.

21
Categorías de software
22
Components of a Computer
1.3 Under the Covers

• Same components forall kinds of computer
• Desktop, server,embedded
• Input/output includes
• User-interface devices
• Display, keyboard, mouse
• Storage devices
• Hard disk, CD/DVD, flash
• Network adapters
• For communicating with other computers

The BIG Picture