Conceptos bбsicos de Computaciуn

1
Conceptos básicos de Computación

• Arquitectura Informática

Nota Con autorización por escrito de la
editorial, en esta presentación utilizamos
material e imágenes del libro Beskeen, D.
Friedrichsen,L. Eisner E. Swanson, L. (2002)
Introducción a la Informática con Microsoft
Office 2000 Libro Visual. México International
Thomson Publishing company
2
Arquitectura de las computadoras

• La arquitectura de la computadora se refiere al
  diseño y la construcción del sistema.
• La computadora es un dispositivo eléctrico
  electrónico que es capaz de recibir información,
  procesarla, almacenarla y proporcionar
  resultados.
• La mayor parte de los componentes interiores son
  circuitos integrados, llamados chips, microchips,
  etc. Un chip es una pieza delgada de cristal,
  empaquetada con elementos microscópicos de
  circuito, como conductores, transistores,
  capacitores y resistores.

3
Unidad Central de Procesamiento (CPU)

• Es el lugar dónde se lleva acabo el procesamiento
  de datos.
• Es el conjunto de circuitos, dentro de una
  computadora, que ejecuta operaciones aritméticas
  y lógicas e instrucciones. Recibe instrucciones
  de la RAM y procesa los datos que hay en dicha
  memoria

4
Vista interna de un CPU
5
Tarjeta principal (motherboard)

• Los circuitos integrados se albergan en una
  tarjeta de circuito llamada tarjeta principal,
  tarjeta madre o tarjeta del sistema. Esta se
  conecta a dispositivos periféricos con objeto de
  reunir las entradas y producir las salidas.

6
Microprocesador
Memoria RAM (Simm o Dimm)
Ranuras de expansión
Motherboard
7
Representación de datos

• Digital Trabaja con números o dígitos discretos.
• Analógico Datos de variación continua.
• Las computadoras digitales representan los datos
  con el sistema binario .

8
Esquema de codificación

• Las computadoras digitales emplean una gran
  diversidad de esquemas de codificación para
  representar datos. El que use la computadora
  depende de si los datos son numéricos o
  caracteres.
• Datos numéricos Están formados por cifras que
  representan cantidades y que se pueden emplear en
  operaciones aritméticas.
• Datos de caracteres Formados por letras,
  símbolos y números que no se van a usar en
  operaciones aritméticas.
• Un esquema muy común es el código ASCII

9
ASCIIAmerican Standard Code for information
Interchange

• Es utilizado para el intercambio de información
  entre dispositivos fabricados por diferentes
  empresas. La versión extendida del código utiliza
  8 bits para manejar 255 caracteres

10
Tipos de Memoria

• La memoria es la circuitería que guarda los datos
  y las
• instrucciones de programa cuando no son
  trasladados de
• un lugar a otro.
• Random Access Memory (RAM)
• Es una memoria de acceso aleatorio, es temporal y
  almacena instrucciones y datos antes y después
  de ser procesados.
• En esta memoria se cargan los programas que está
  utilizando la computadora, como por ejemplo, el
  sistema operativo, word, etc.
• En esta memoria el usuario puede interactuar
  escribir, borrar, etc.
• Es volátil, cuando deja de suministrarse energía
  eléctrica pierde la información almacenada.
• Se mide en bytes.

11
Tipos de memoria

• Memoria ROM
• Es una memoria de solo lectura, contiene una
  serie de programas grabados desde fábrica que el
  usuario no puede modificar.
• Los programas que esta memoria contiene ayudan a
  la computadora a iniciarse cuando se enciende.
• Memoria Virtual
• Es la capacidad de una computadora para usar el
  almacenamiento en disco a fin de simular la RAM.
  Permite que las máquinas sin suficiente RAM
  trabajen programas grandes, manipulen grandes
  archivos de datos y corran a la vez más de un
  programa.

12
Expansiones del sistema
13
Expansión del sistema

• Tipos de puertos
• Puerto paralelo
• Puerto SCSI (Small Computer System Interface)
• Puerto Serial (RS-232C)
• Puerto MIDI (Musical Instrument Digital
  Interface)
• Puerto USB (universal serial bus)
• Ranura PCMCIA (Personal Computer Memory Card
  International Association)

14
Puerto paralelo
Varias líneas de direcciones
Puerto paralelo
El cable paralelo
8 líneas de datos
15
Puerto serial
El puerto serial
Una línea de datos para la entrada de datos
Una línea de datos para la salida de datos
El cable serial
16
Clasificación de las computadoras

• Tecnología.
• Tamaño físico.
• Costo.
• Eficiencia.
• En resumen, considerando los factores anteriores,
  tenemos
• Microcomputadoras.
• Minicomputadoras.
• Computadoras Centrales o principales
  (mainframes).
• Supercomputadoras.

17
Microcomputadoras

• Microcomputadoras o computadoras personales (PC,
  Personal Computer).
• Su uso es en hogares, lugares pequeños o
  estaciones de trabajo individuales.
• Realiza algo más de 200 millones de operaciones
  por segundo.
• Las hay de escritorio o portátiles.
• Plataformas en IBM y Macintosh compatibles
  (casi).
• Compatibles Computadoras que trabajan del mismo
  modo, se interconectan, comparten software y
  datos y usan los mismo periféricos.

18
Minicomputadoras

• Algo mayores que las microcomputadoras.
• Para tareas especificas.
• Para negocios pequeños y medianos.
• Realiza tareas para múltiples usuarios (10 o
  más)
• Usuarios con terminal (entrada-salida pero no
  para procesamiento).
• Usuarios con PCs.

Minicomputadora
Usuario con terminal
19
Computadoras centrales

• También conocidas como mainframes.
• Rápidas, grandes y costosas.
• Utilizadas por grandes empresas y corporaciones,
  así como por el gobierno.
• Centralizan el almacenamiento, procesamiento y
  administración de grandes cantidades de datos.
• Realiza tareas para múltiples usuarios (100 o
  más).
• Aún se utilizan donde se requiere mucha
  confiabilidad, seguridad y centralización de la
  operación.
• Su administración y mantenimiento es también
  costoso.

Unidad de sistema para mainframe IBM S/390 G5
20
Supercomputadoras

• Más grande, rápida y costosa (de 0.5 a 35
  millones de dólares).
• Para solucionar problemas muy difíciles, desde
  predicción del clima, modelado molecular y
  descifrado de claves, hasta aplicaciones
  comerciales que requieren mover información
  masivamente.
• Velocidad de varios billones de instrucciones por
  segundo.
• De 6 a 2048 procesadores.

Supercomputadora Cray T3E
21
Clasificación
Dispositivos periféricos

• Dispositivos de entrada
• Dispositivos de salida
• Dispositivos de E-S

22
Dispositivos de entrada

• Todo aquél dispositivo que introduce información
  a
• la computadora, por ejemplo
• Teclado
• Mouse
• Joy stick
• Pluma óptica
• Tarjeta digitalizadora
• Scanner
• Monitor sensible o touch screen
• Unidades de almacenamiento (cuando se lee)

23
Dispositivos de salida

• Todo aquél dispositivo que saca información
• de la computadora, por ejemplo
• Monitor
• Casco virtual
• Impresora
• Graficador
• Plotter
• Bocinas
• Unidades de almacenamiento (cuando se escribe)

24
Impresora
Scanner
Equipo virtual
Unidad de disco compacto
Tarjeta digitalizadora
25
Dispositivos de E-S

• Unidades de almacenamiento magnético
• Unidad de disco flexible
• Unidad ZIP
• Unidad de cinta magnética
• Unidad de disco duro
• Unidades de almacenamiento óptico
• Unidad de DVD
• digital video disc
• Unidad CD-ROM y CD-RW
• CD-Read Only Memory y CD-ReWriter

26

• Generaciones de las computadoras

27
Generación uno Tubos al vacío o bulbos
Se caracterizan por su gran tamaño y complejidad,
uso de tubos al vacío o bulbos como medio de
conducción de energía para incrementar la
velocidad de cálculo hasta 300 multiplicaciones
por segundo. El inconveniente de esta generación
fue el sobrecalentamiento, por lo que se le
adaptó un sistema de enfriamiento. Sus tareas
involucraban procesamiento de censos, bases de
datos, cálculos financieros entre otras.
1940-1952
28
Generación dos formada por transistores
1952-1964
Se constituye por el uso de transistores,
sustituyendo al bulbo. El transistor aceleró el
cálculo y disminuyó el tamaño de las computadoras
y el consumo de energía eléctrica. El software
que acompaño a estas máquinas fueron el Fortran,
Cobol, y Algol.
29
Generación tres compuestos por chips
1964-1981
El avance principal en esta generación es la
incorporación del circuito integrado. El cual se
define como la integración de transistores,
resistencias, condensadores y diodos en una misma
placa . Se reduce ampliamente su tamaño y se
renombran como microcomputadoras. Surgen las
redes computacionales, pudiendo conectar dos o
más computadoras entre sí para compartir
recursos y datos. Aparece el Basic como lenguaje
de programación.
30
Generación cuatro Miniaturización
El desarrollo del microprocesador fue fundamental
para desarrollar a esta generación. Al
microprocesador se le define como el conjunto de
circuitos integrados en un solo componente, capaz
de realizar las funciones de una computadora.
Surgen las redes neuronales, la inteligencia
artificial, multimedia, realidad virtual,
etc. Bill Gates y Paull Allen fundan Microsoft.
En 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs crean Apple.
31
Generación cinco

• La quinta generación o mejor conocida como
  inteligencia artificial se da en el año de 1983,
  hasta el día de hoy, se emplea la robótica que es
  algo así como un sistema de computación híbrido
  que realiza operaciones físicas y de cálculo
  también están los sistemas expertos que sirven
  para ayudar a la resolución de problemas.También
  tenemos las redes de comunicaciones
• LAN - Local Area NetworkWAN - Wide Area Network
  BBN - Back Bone NetworkMAN - Metropolitan Area
  Network

32
Unidades de almacenamiento
33
Medida de la información
1 bit 1 caracter 1 caracter 8 bytes (0 ó 1,
sistema binario) 1 bit es la unidad mínima de
memoria o almacenamiento 850 MB 850 millones
de bytes 225,000 páginas de texto aprox.
34
Almacenamiento magnético

• Las tecnologías de almacenamiento de disco duro,
  disco flexible y cinta, se clasifican como
  almacenamiento magnético.
• Los datos se almacenan al magnetizar partículas
  microscópicas en la superficie del disco o la
  cinta.
• Los datos almacenados magnéticamente, pueden ser
  modificados por campos magnéticos, polvo, moho,
  partículas de humo, calor, etc.
• La escritura se realiza a través de una unidad de
  disco flexible que está integrada en la
  computadora, la cual cuenta con dos cabezas, una
  de lectura y otra de escritura
• Sus usos más frecuentes
• Respaldo de datos
• Transferencia de archivos
• Instalación de nuevos programas

35

• Disco duro
• Es el principal dispositivo de almacenamiento
  interno.
• Consta de discos metálicos sobre un eje que les
  permite girar un disco. Los discos (platters)
  están elaborados de compuestos de vidrio,
  cerámica o aluminio, cubiertos por partículas de
  óxido magnético
• El tamaño y capacidad de los discos duros ha
  evolucionado dramáticamente, así como sus
  dimensiones y peso.

36

• CD-ROM (Compac Disc-Read Only Memory)
• Disco compacto de memoria de sólo lectura
• Es un dispositivo de almacenamiento óptico,
  grabación y lectura de datos mediante rayos
  láser, el cual guarda grandes volúmenes de
  información, más de 680 Mb.
• Las unidades de CD accesaban 150 Kb. de datos por
  seg. La siguiente generación aumentó al doble la
  velocidad de transferencia de datos, y se
  denominó 2X, éstas aumentan constantemente, por
  lo que una unidad de 24X transfiere 24X150Kb ó
  3600 Kb. por segundo.

37
DVD Digital Video Disc El aspecto externo de un
DVD es similar al de un CD-ROM. (12 mm. de
espesor y 120 mm. de diámetro). La diferencia
radica en su capacidad de almacenamiento, que van
de 4.5 a 17 Gigabytes. Esto es posible a que las
pistas de grabación de los datos son mas
estrechas y posee una capa doble en cada una de
sus caras. Esta gran capacidad ha revolucionado
el almacenamiento de la información, al darle el
uso de almacenamiento de películas con una
excepcional calidad, videojuegos y almacenamiento
de software. Están ya en el mercado las unidades
DVD-RW las cuales permiten respaldar grandes
volúmenes de datos.
38
Discos ZIP Existen una gran capacidad de discos
ópticos que se diferencian entre si en tamaño y
capacidad. Entre las más conocidos están las
unidades Iomega, con capacidades de 100 y 250
megabytes y las unidades Jazz de 1 a 2 discos.
Recientemente esta firma sacó al mercado unidades
de almacenamiento portátil de 20 Gigabytes
39
Unidades USB

• Debido a la gran velocidad que el puerto USB
  ofrece se han creado unidades de almacenamiento
  especiales usando esa cualidad, dichas unidades
  son memorias del tipo FLASH de uso rápido,
  llamadas convencionalmente sticks, existen
  varias capacidades
• 16Mb
• 32Mb
• 64Mb
• 128Mb
• 256Mb
• 512Mb
• 1Gb

40
Unidades alternativas Existe una variedad de
unidades posibilitadas para realizar
almacenamiento, los ejemplos más claros
son iPod hasta 40Gb de memoria Discos duros
portátiles hasta 40 Gb de memoria PDAs Cámaras
digitales