Unidad 2 Componentes de las computadoras y sistemas tpicos

1
Unidad 2 Componentes de las computadoras y
sistemas típicos

• M.C. Juan Carlos Olivares Rojas

2
Temario

• 2.1 Terminología técnica
• 2.1.1 Capacidades de almacenamiento
• 2.1.2 Tipos de memoria
• 2.1.3 Hardware y software
• 2.2 Unidad Central de Proceso
• 2.3 Monitor
• 2.4 Unidades de disco (Discos duros, CD-ROMS,
  Flexibles y ZIP)
• 2.5 Teclado
• 2.5.1 Teclado numérico
• 2.5.2 Teclado de edición
• Teclas de función

3
2.1 Terminología técnica

• En el área de computación al igual que cualquier
  otra área de conocimiento se manejan muchos
  vocablos técnicos.
• Es importante conocer dichos vocablos por que son
  ampliamente utilizados. A continuación se
  detallan alguna de las terminologías básicas.

4
2.1 Terminología técnica

• 2.1.1 Capacidades de almacenamiento
• 2.1.2 Tipos de memoria
• 2.1.3 Hardware y software

5
2.1.1 Capacidades de almacenamiento

• En cuestión de almacenamiento se llega a manejar
  diversas capacidades.
• La unidad básica para el almacenamiento de
  información es el bit (BInary digiT). Un bit
  puede representar sólo dos valores 0 y 1.
• Los valores de un bit se pueden asociar a valores
  de verdadero y falso.

6
Capacidades de almacenamiento

• Los bits representan el lenguaje básico que
  entiende una computadora, además se pueden
  representar de diversas formas impulsos
  eléctricos, campos magnéticos, campos de luz,
  etc.
• En general, las computadoras por simplicidad
  trabajan con un conjunto de bits de manera
  discreta, en general trabajan con un octeto de
  información llamado byte.

7
Capacidades de almacenamiento

• Un byte representa valores de mayor complejidad
  al tener 28 posibles valores, es decir, 256
  diferentes combinaciones.
• Los valores de un byte se suelen asociar a algún
  código estándar como el código ASCII (American
  Standard Code for Interchange Information) de
  7-bits y el ANSI (American National Standards
  Institute).

8
Capacidades de almacenamiento

• En general los bits se utilizan para transmisión
  en serie, mientras que los bytes se utilizan para
  la transmisión en paralelo.
• Los bytes en muchos casos no son utilizados de
  manera nativa por los microprocesadores, en
  general se utiliza el concepto de palabra, la
  cual es dependiente de la arquitectura. Por
  ejemplo, un micro 8086 de Intel tiene una
  longitud de palabra de 16 bits, un AMD Turion de
  64 bits.

9
Capacidades de almacenamiento

• Aun teniendo bytes como manejo de información se
  necesitan de cantidades más grandes para
  almacenar y procesar grandes volúmenes de
  información, para ello, se necesita de múltiplos
  de bytes
• Nibble 4 bits (submúltiplo)
• Kilo (1,000) 210 1024
• Mega (1,000,000) 220 1024x1024 1,048,576
• Giga (1,000,000,000) 230 1,073,741,824
• Tera 240 Peta 250

10
Capacidades de almacenamiento

• No se debe confundir el término por ejemplo
  Kilobit (Kb) y Kilobyte (KB) ya que expresan
  cantidades diferentes.
• Algunos sistemas utilizan parte del espacio de
  almacenamiento para funciones internas por lo que
  no están disponible para los usuarios finales y
  aplicaciones.

11
2.1.2 Tipos de memoria

• La memoria se puede clasificar en dos partes
  dependiendo de donde se utilice en
  almacenamiento primario y secundario
• El almacenamiento primario es aquel que se
  encuentra accesible desde el microprocesador a
  través del bus de direcciones y de datos.

12
Tipos de memoria

• El almacenamiento secundario es aquel que no es
  directamente accesible por la unidad de central
  de proceso y que puede contener grandes
  cantidades de información.
• El almacenamiento secundario es más barato por
  unidad de almacenamiento que el primario, pero es
  de acceso más lento.

13
Tipos de memoria

• El almacenamiento primario consiste básicamente
  de dos elementos RAM y ROM
• La memoria de acceso aleatorio RAM (Random Access
  Memory), es la memoria en donde se guardan los
  datos y la información de los programas en
  ejecución.
• La RAM es una memoria volátil (pierde sus datos
  cuando se apaga) de lectura/escritura.

14
Tipos de memoria

• La memoria RAM es la memoria principal de la
  computadora y mide el desempeño de un equipo de
  cómputo.
• La memoria RAM tiene una extensión algo limitada,
  por lo que se hace uso de la memoria virtual. La
  memoria virtual consiste en hacer uso de
  almacenamiento secundario para tener más memoria
  física. Se utilizan mecanismos de paginación.

15
Tipos de memoria

• Lo recomendable es tener el doble de memoria
  virtual, es decir, si se tienen 512 MB de RAM se
  recomienda 1 GB de memoria virtual (memoria
  swap).
• Existen diversas variantes de memoria RAM, las
  más extendidas son la dinámica DRAM y la
  estática SRAM, siendo más cara la estática

16
Tipos de memoria

• Otra clasificación de la memoria RAM se hace a
  través de la forma en como están construidas sus
  circuitos en DIMM (Dual Inline Memory Module) y
  SIMM (Single Inline Memory Module).
• Además de RAM y ROM, algunos autores consideran a
  los registros y la memoria caché de un
  microprocesador como memoria primaria.

17
Tipos de memoria

• Los registros son pequeñas localidades de memoria
  que utiliza el microprocesador para una tarea
  determinada, dependen del tipo de arquitectura de
  computadoras.
• La memoria caché es una memoria de acceso
  aleatorio de alta velocidad que se utiliza para
  guardar datos frecuentemente accedidos, existen
  en varios niveles, es una memoria pequeña y
  costosa.

18
Tipos de memoria

• La memoria de sólo lectura ROM (Red Only Memory)
  es una memoria no volátil que sirve para guardar
  datos que se necesitan frecuentemente. Por este
  motivo, se utiliza para guardar datos del equipo
  como la BIOS (Basic Input Output System) o bien
  rutinas de arranque.
• A pesar de ser memorias de sólo lectura se pueden
  escribir en ella al menos una vez.

19
Tipos de memoria

• En general la memoria ROM se clasifica en la
  forma en que se puede escribir en ella EPROM
  (Electrical Programable ROM), EEPROM (Electrical
  Erarse Programmable ROM) y recientemente las
  memorias Flash ROM que pueden ser actualizadas
  cosntantemente como en los dispositivos móviles y
  memorias USB.
• El software que se almacena en memoria ROM se le
  denomina Firmware, el cual puede utilizarse por
  ejemplo para mantener rutinas del sistema
  operativo.

20
2.1.3 Hardware y software

• Hardware y Software son los componentes básicos
  de todo sistema de cómputo. Ambos forman parte de
  un binomio mutuamente dependiente, es decir, no
  puede existir hardware sin software y visceversa.
• Hardware hace referencia a todos los componentes
  físicos y tangibles del sistema como los
  circuitos integrados, periféricos, etc.
• El software hace referencia a los elementos no
  tangibles físicamente, en este caso a los
  programas o aplicaciones.

21
Hardware y software

• El software hace referencia a los elementos no
  tangibles físicamente, en este caso a los
  programas o aplicaciones.
• El software es la parte pensante del sistema y el
  hardware la parte actuante.
• La forma en como están organizados los elementos
  en un sistema de cómputo se le denomina orgware.

22
2.2 Unidad Central de Proceso

• La CPU (Central Process Unit) es la parte más
  importante de cualquier sistema de cómputo ya que
  en ella se realiza el procesamiento de datos para
  obtener información. Es considerada una
  tecnología de análisis.
• La CPU está representada por el microprocesador,
  el cual está subdivido en diversas partes.

23
Unidad Central de Proceso

• La parte más importante de la CPU es la unidad de
  control, ya que es la encargada de sincronizar
  las diversas partes del sistema. Esta
  sincronización la realiza a través del reloj del
  sistema.
• La frecuencia del reloj indica la velocidad de un
  sistema de cómputo pero no necesariamente, va
  depender de la arquitectura de computadoras.

24
Unidad Central de Proceso

• La frecuencia de reloj se mide en Hertzios (Hz).
  El desempeño de un micro depende de su tecnología
  si es RISC y CISC, tamaño de palabra o si es un
  procesador especial del tipo vectorial, etc.
• Los microprocesadores CISC (Complex Instruction
  Set Code) se caracterizan por tener muchas
  microinstrucciones para una función especial.

25
Unidad Central de Proceso

• Las microoperaciones son instrucciones que
  realiza la computadora, las cuales pueden ser
  operaciones aritméticas, lógicas, de comparación.
• Los microprocesadores Intel x86 (8086, 80286,
  80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III,
  Pentium 4) son CISC aunque la tendencia actual es
  hacia el desarrollo de microprocesadores híbridos.

26
Unidad Central de Proceso

• Ejemplos de instrucciones CISC corresponden a las
  extensiones multimedia, de procesamiento en
  paralelo, etc.
• Los microprocesadores RISC (Reduce Instruction
  Set Code) tienen pocas instrucciones las cuales
  son las más básicas, pero dispone de muchos
  registros aumentan la velocidad de cómputo
  sobresalientemente. En general son más caros que
  los CISC.

27
Unidad Central de Proceso

• Ejemplos de procesadores RISC son los
  microprocesadores SPARC de Sun, los Power PC de
  Motorola-IBM, etc.
• Dichos microprocesadores están en equipos de
  cómputo especializado.
• El otro factor de rendimiento de la CPU viene del
  tamaño de palabra, los micros actuales son de 32
  bits pero el uso de 64 bits está en aumento.

28
Unidad Central de Proceso

• Los otros tipos de procesadores son los
  vectoriales en donde se pueden consultar más de
  un dato a la vez.
• Flynn definió una taxonomía ampliamente utilizada
  para describir las arquitecturas de cómputo la
  cual incluye las siguientes clasificaciones
• SISD (Single Instruction Single Data), como las PC

29
Unidad Central de Proceso

• SIMD (Single Instruction Multiple Data), como los
  procesadores vectoriales.
• MISD (Multiple Instruction Single Data) no se han
  implementado como tal
• MIMD (Multiple Instruction Multiple Data) como
  los sistemas multiprocesador y paralelos.

30
Unidad Central de Proceso

• También la Unidad de Control se encarga de
  coordinar el uso de los buses en el sistema.
• Un bus es el mecanismo de interconexión de
  elementos del sistema, funcionan en analogía como
  carreteras de información.
• Otra parte fundamental de la CPU la compone la
  ALU (Arithmetic Logic Unit).

31
Unidad Central de Proceso

• La Unidad Aritmética Lógica es la encargada de
  realizar la parte de los cálculos de la
  computadora.
• La ALU está estrechamente relacionada con los
  registros ya que es allí donde generalmente se
  guardan los resultados de operaciones intermedias.

32
Unidad Central de Proceso

• El primer CPU correspondió al 4004 un micro de 4
  bits de la compañía Intel ampliamente utilizado
  en calculadoras.
• Los micros han evolucionando de longitudes de
  palabras de 8, 16, 32 y 64 bits.
• La tendencia actual es al desarrollo de
  microprocesadores con varios núcleos, lo cual
  permite aumentar el rendimiento.

33
2.3 Monitor

• La principal tecnología de salida (despliegue)
  corresponde al monitor.
• Los monitores al igual que las computadoras han
  evolucionado bastante.
• Las primeras computadoras no tenían monitores por
  lo que la salida se guardaba en tarjetas
  perforadas. Posteriormente la salida se hizo
  impresa a través de las impresoras.

34
Monitor

• La impresora es otro tipo de tecnología de
  despliegue altamente utilizado, existen diversos
  tipos como impresoras de margaritas, de matriz de
  punto, de chorro de tinta, láser, etc.
• Los primeros monitores que aparecieron fueron
  monocromáticos blanco y negro, luego
  evolucionaron a otros colores como negro- verde,
  o ámbar-negro, etc.

35
Monitor

• La llegada del monitor permitió la realización de
  los primeros sistemas de información del tipo
  interactivo ya que permitió a los usuarios tener
  retroalimentación en tiempo real.
• La forma de procesamiento en el pasado era
  exclusivamente en procesos por lotes (batch
  files) los cuales no brindaban información
  interactiva a los usuarios.

36
Monitor

• Los primeros sistemas de tiempo compartido sólo
  disponían de un monitor y un teclado, por este
  motivo se suelen asociar a un monitor el concepto
  de terminal.
• Los primeros monitores a color tuvieron una gama
  muy baja de colores 8, 16 colores empleando
  tecnologías como CGA (Color Graphic Adapter) y
  EGA (Enhaced Graphic Adapter).

37
Monitor

• Los monitores hasta la fecha eran de tecnología
  de tubos de rayos catódicos CRT, al igual que los
  televisores por los que se hacían muy grandes,
  pesados y con pantallas curvas.
• Poco después aparecen estándares con calidad
  similar a la TV como VGA, con una resolución de
  640x480 píxeles, SVGA de 800x600 a resoluciones
  mayores.

38
Monitor

• Los monitores actuales utilizan la tecnología de
  LCD (Liquid Cristal Display) para ser más ligeros
  y nítidos.
• En algunos equipos es posible conectar
  directamente la computadora a una televisión para
  ver el procesamiento de la información.
• No es necesario tener un monitor para poder
  trabajar como lo hacen los servidores.

39
Monitor

• Parte importante del despliegue a través de un
  monitor, corresponde al uso de la memoria
  necesaria para desplegar una imagen.
• Generalmente las imágenes pueden verse como una
  matriz de puntos, donde cada punto dispone de una
  profundidad de color. Esto es sumamente caro en
  cuestiones de memoria.

40
Monitor

• Por ejemplo un monitor con resolución de
  1,024x768 con color a 24 bits representa
  1,024x768x32,359,296 bytes (2.25 MB).
• Como la memoria de video es bastante amplia en
  muchos casos se utiliza una tarjeta de video que
  descentraliza los cálculos y la memoria de la
  CPU, mejorando notablemente las capacidades
  gráficas de un sistema, pudiendo tener
  aceleradores de 3D.

41
Monitor

• Otro aspecto importante a considerar en los
  monitores es el tamaño de su pantalla, la cual se
  mide en forma diagonal.
• Los monitores más extendidos son los de 14 y 15
  pero se pueden utilizar tamaños más grandes o
  pequeños dependiendo de la aplicación para la
  cual se vayan a utilizar.

42
2.4 Unidades de disco (Discos duros, CD-ROMS,
Flexibles y ZIP)

• El medio de almacenamiento secundario más
  extendido en la actualidad es el disco duro,
  debido a su alto volumen de información, bajo
  costo y acceso relativamente rápido.
• El primer disco duro tuvo una capacidad de 5 MB y
  un costo de 2,000 USD.

43
Unidades de disco

• Los discos duros son la evolución de los discos
  flexibles de las computadoras pero con mucha
  mayor capacidad.
• Los discos flexibles y duros son medios de
  almacenamiento magnético, los cuales guardan
  información al imantar el medio, razón por la
  cual no deben dejarse cerca de campos
  electromagnéticos que puedan interferir con la
  polarización del disco.

44
Unidades de disco

• Los discos flexibles permiten a los usuarios la
  transportabilidad de los datos. Generalmente
  están formados por pistas que son divisiones
  horizontales y sectores que son divisiones
  verticales, formando un área de almacenamiento
  denominada cluster.
• Los discos flexibles vienen en diversos formatos
  siendo los más comunes los de 5.25 y 3.5

45
Unidades de disco

• Actualmente los discos flexible están en desuso
  por que no guardan mucha información y por que
  son muy vulnerables a la pérdida de datos.
  Actualmente se utilizan más las memorias Flash
  ROM en forma de USB o tarjetas multimedia.
• Los discos duros son la agrupación de varios
  discos flexibles por lo que se utiliza el
  concepto de cilindros y cabezales para acceder a
  la información.

46
Unidades de disco

• Los discos duros actuales empiezan a utilizar
  memorias Flash ROM para manejar memoria caché y
  ser más rápido las lecturas y escrituras.
• Otra forma de almacenar la información consiste a
  través de los discos ópticos.
• Los discos ópticos pueden almacenar grandes
  volúmenes de información.

47
Unidades de disco

• Los discos ópticos más comunes son los CD-ROM y
  DVD-ROM.
• Los CD son el medio de almacenamiento óptico más
  extendido, tienen un tamaño básico de 650 MB o 70
  minutos de audio (700 MB o 80 minutos de audio),
  pero puede variar dependiendo del medio que se
  utiliza para quemarlos (grabarlos).

48
Unidades de disco

• El precio de los discos y de las unidades de
  grabación ha disminuido considerablemente.
• No son susceptibles a alteraciones magnéticas,
  pero pueden perder los datos si los discos se
  rayan.
• Los DVD son una versión más reciente. Permiten
  grabar hasta 4.7 GB por lo que se utilizan para
  almacenar video (120 minutos).

49
Unidades de disco

• Tanto los CD (Compact Disc) y los DVD (Digital
  Versatil Disc) sólo se pueden escribir una vez y
  leer muchas WORM (Write Once Read Many) pero
  existen vertientes que permiten reescribir el
  contenido o bien dejar la sesión abierta para
  posteriormente escribir más datos.
• La tendencia actual en medios ópticos es hacia
  Blu-ray y HD-DVD.

50
Unidades de disco

• Tanto Blu-ray (Sony Philips) como HD-DVD (Toshiba
  Microsoft) permiten grabar video de alta
  definición. Existe una guerra de formatos como la
  hubo con el VHS y el Beta.
• Una capa de Blu-ray es de aproximadamente 25 GB
  (6 horas video) pudiendo tener dos capas o
  manejarse por ambos lados. Las capas de HD-DVD
  son de 15 GB.

51
2.5 Teclado

• 2.5.1 Teclado numérico
• 2.5.2 Teclado de edición
• Teclas de función

52
2.5.1 Teclado numérico

• El teclado numérico es aquel que generalmente se
  encuentra del lado izquierdo de la pantalla

53
2.5.2 Teclado de edición
54
2.5.3 Teclas de función
55
Bibliografía

• Sanders, Donald (1995). Informática Presente y
  Futuro. México, McGraw Hill.
• Duffy, Tim (1997). Introducción a la informática.
  México, Iberoamericana.
• Blu-ray, http//es.wikipedia.org/wiki/Blu-ray,
  consultado en agosto de 2007.

56
Preguntas?