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Historia de la computaci

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Historia de la computaci n Introducci n a la Ing. en Computaci n Ing. Mois s E. Ram rez G. Introducci n El objetivo de esta secci n es hacer una perspectiva ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Historia de la computaci


1
Historia de la computación
  • Introducción a la Ing. en Computación
  • Ing. Moisés E. Ramírez G.

2
Introducción
  • El objetivo de esta sección es hacer una
    perspectiva histórica breve del campo de la
    computación haciendo énfasis en los inventos y
    personajes que han influido de mayor manera para
    el desarrollo de ésta.

3
Abaco
  • Uno de los problemas que siempre ha fascinado al
    hombre es el relacionado con la actividad de
    contar y el concepto de número. De ahí que entre
    las primeras herramientas que inventó están
    dispositivos mecánicos capaces de ayudarlo con
    estas tareas.
  • El ábaco
  • Los egipcios (500 años AC) inventaron el primer
    dispositivo para calcular, basado en bolillas
    atravesadas por alambres. Posteriormente, a
    principios del siglo II DC, los chinos
    perfeccionaron este dispositivo, al cual le
    agregaron un soporte tipo bandeja, poniéndole por
    nombre Saun-pan. El ábaco permite realizar sumar,
    restar, multiplicar y dividir.

4
Los sistemas de numeración
  • Para contar, nuestros antepasados inventaron
    diversos sistemas de numeración que prevalecen
    hasta nuestros días. Una forma de clasificarlos
    es en posicionales y no posicionales.
  • Ventajas/Desventajas
  • Los posicionales (ejm. El sistema decimal)
    tienen como ventaja sobre los no posicionales
    (ejm. El sistema de numeración romano) que pueden
    representar cualquier número con un conjunto
    limitado de guarismos o cifras, además de que las
    operaciones aritméticas son más fáciles de
    realizar.

5
La pascalina
  • Blaise Pascal (1623-1662) En 1649 gracias a un
    decreto real obtuvo el monopolio para la
    fabricación y producción de su máquina de
    calcular conocida como la PASCALINA. Esta
    máquina consistía en una serie de engranes que
    permitía obtener los resultados de las
    operaciones de sumas y restas de forma directa de
    hasta 8 dígitos.

6
Sistema Binario
  • Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716). En 1670,
    Leibniz mejora la máquina inventada por Blaise
    Pascal, al agregarle capacidades de
    multiplicación, división y raíz cúbica.
  • En 1979 crea y presenta el modo aritmético
    binario, basado en "ceros" y "unos", lo cual
    serviría unos siglos más tarde para estandarizar
    la simbología utilizada aplicada en el
    procesamiento de la información en las
    computadoras modernas.

7
Charles Babbage y Ada Byron
  • Charles Babbage (1792-1871) Babbage concibió dos
    máquinas
  • La Máquina Diferencial era un dispositivo de 6
    dígitos que resolvía ecuaciones polinómicas por
    el método diferencial.
  • La máquina Analítica, fue diseñada como un
    dispositivo de cómputo general.
  • Babbage trabajó en estos proyectos con Ada Byron,
    considerada la primer programadora de la era de
    la computación ya que fue ella quien se hizo
    cargo del análisis y desarrollo de todo el
    trabajo del inventor y la programación de los
    cálculos a procesarse

8
Partes de la máquina analítica
  • 1. Dispositivo de entrada de la información
    recibe la información a procesar y las
    instrucciones del programa.
  • 2. Unidad de almacenaje que almacena
    información.
  • 3. Procesador con la función de realizar
    operaciones lógicas y aritméticas sobre la
    información.
  • 4. Unidad de control dirige a todas las demás
    unidades determinando cuándo debe leer
    información, que operación realizar,...
  • 5. Dispositivo de salida muestra la información
    ya procesada.

9
Las tarjetas perforadas
  • Joseph Marie Jacquard (1752 - 1834) modificó una
    maquinaria textil, inventada por Vaucanson, a la
    cual implementó un sistema de plantillas o moldes
    metálicos perforados unidas por correas, que
    permitían programar las puntadas del tejido,
    logrando obtener una diversidad de tramas y
    figuras.
  • A partir del invento de Jacquard empezaron a
    proliferar, las máquinas y equipos programados
    por sistemas perforados, tales como los pianos
    mecánicos, conocidos como pianolas , muñecos y
    otros novedosos juguetes mecánicos .

10
Máquina tabuladora
  • Herman Hollerith (1860-1929) empezó a trabajar
    con el sistema de máquinas tabuladoras logrando
    su primera patente en 1884.
  • El gobierno norteamericano convocó a una
    licitación para un sistema de procesamiento de
    datos que proporcionase resultados más rápidos
    (se había estimado que tardarían en procesarse
    unos 10 ó 12 años).

11
  • Herman Hollerith, que trabajaba como empleado del
    buró de Censos, propuso su sistema basado en
    tarjetas perforadas, y que puesto en práctica
    constituyó el primer intento exitoso de
    automatizar el procesamiento de grandes volúmenes
    de información.
  • Las máquinas de Hollerith clasificaron, ordenaban
    y enumeraban las tarjetas perforadas que
    contenían los datos de las personas censadas,
    logrando una rápida emisión de reportes, a partir
    de los 6 meses.
  • Nace IBM
  • Los resultados finales del censo de 1890 se
    obtuvieron en el tiempo record de 2 años y medio.
    Herman Hollerith en 1896 fundó la TABULATING
    MACHINE COMPANY que luego se convirtió en la
    Computer Tabulating Machine (CTR). Hollerith se
    retiró en 1921 y en 1924 CTR cambió su nombre por
    el de International Business Machines Corporation
    (IBM), que años más tarde se convertiría en el
    gigante de la computación.

12
John Louis von Neumann (1903-1957)
  • En 1944 contribuyó en forma directa en los
    diseños de fabricación de computadoras de esa
    generación, asesorando a Eckert y John Machly ,
    creadores de la ENIAC y que construyeran además
    la UNIVAC en 1950. Durante esa década trabajó
    como consultor para la IBM colaborando con Howard
    Aiken para la construcción de la computadora Mark
    I de Harvard.

13
Conrad Zuse (1910-1957)
  • Entre 1936 y 1939 construyó la primera
    computadora electromecánica binaria programable,
    la cual hacía uso de relés eléctricos para
    automatizar los procesos (Z1).
  • En 1940 Zuse terminó su modelo Z2, el cual fue la
    primera computadora electromecánica completamente
    funcional del mundo. Al año siguiente, en 1941,
    fabricó su modelo Z3 para el cual desarrolló un
    programa de control que hacía uso de los dígitos
    binarios.
  • Entre 1945 y 1946 creó el "Plankalkül" (Plan de
    Cálculos), el primer lenguaje de programación de
    la historia y predecesor de los lenguajes
    modernos de programación algorítmica.
  • En 1949 formó la fundación ZUSE KG dedicada al
    desarrollo de programas de control para
    computadoras electro mecánicas. En 1956 esta
    fundación fue adquirida por la empresa Siemens
    Computadoras

14
Generaciones de computadoras
15
Primera generación (1945-1958)
  • Tubos de vacío
  • Almacenamiento masivo de datos en tambores y
    cintas magnéticas
  • Máquinas muy grandes y con grandes
  • Necesidades de energía.
  • Grandes sistemas de ventilación
  • Tarjetas perforadas
  • Lenguaje máquina.
  • UNIVAC I, ENIAC, ABC (Atanasoff-Berry ), Mark I,
    EDVAC

16
Segunda Generación (1959-1964)
  • Transistores
  • Equipos de tamaño, consumo de energía y
    necesidades de ventilación menores
  • Aparecen los primeros lenguajes de
  • programación COBOL y Fortran
  • Aumenta la confiabilidad.
  • IBM 360, Digital PDP-8

17
Tercera generación (1964-1971)
  • Circuitos integrados
  • Computadoras más rápidas, pequeñas, menos
    costosas y con mayores capacidades.
  • Aparecen los primeros sistemas operativos.
  • Interconexión de las primeras computadoras en
    red.
  • Aparición de la multiprogramación.
  • Desarrollo de lenguajes de programación de alto
    nivel y software en general mayor variedad de
    aplicaciones.
  • Aparecen las minicomputadoras .
  • CRAY-1

18
Cuarta generación
  • Miniaturización de los circuitos integrados
    usando chips de silicio.
  • Aparición de las computadoras personales.
  • Procesador 8008
  • Cada vez más eficientes, baratas, capacidades
    mayores y consumo de energía menor.
  • Interfaces gráficas.
  • IBM PC, APPLE II

19
Quinta generación (1978 -?)
  • Inteligencia Artificial, Sistemas Expertos,
    Visión Artificial, Comprensión de lenguaje
    natural, robótica.
  • Computadoras cada vez más rápidas, baratas,
    eficientes, pequeñas,...

20
Charles Babbage
  • Se considera a Charles Babbage (matemático inglés
    profesor en Cambridge) como el precursor de las
    ciencias informáticas tanto por establecer los
    conceptos teóricos en que se basa actualmente la
    arquitectura de computadores, como por diseñar
    sus máquinas analítica y de las diferencias
    auténticas pioneras de las calculadoras
    digitales, pese a basarse en principios puramente
    mecánicos, lo que constituye todo un alarde de
    ingeniería.
  • El tal sujeto era un bicho raro ya desde
    estudiante en el Trinity College aficionado a
    repasar los errores de cálculo, transcripción o
    tipográficos que se acumulaban en las tablas
    matemáticas de la época cual ratón de biblioteca,
    se le ocurrió la genial idea de construir una
    máquina capaz de recopilar las tablas de
    logaritmos, que por aquel entonces apenas tenían
    un siglo de antigüedad.

21
El método de diferencias finitas
  • De carácter muy excéntrico, se movía en círculos
    privilegiados, donde lo hacían también Charles
    Dickens, Pierre S. de Laplace o Charles Darwin,
    lo que le dotaba de una visión de la realidad muy
    avanzada para su época.
  • Su primera calculadora digital fue inventada en
    1822 para el Servicio de Correos Británico
    determinaba valores sucesivos de funciones
    polinómicas utilizando solamente la operación de
    adición, mediante el método de las diferencias
    finitas partiendo de los valores iniciales
    conocidos de una serie de potencias obtenemos los
    demás mediante la realización de restas entre
    valores consecutivos hasta obtener una columna de
    un valor constante y retroceder sumando hasta el
    valor siguiente que deseamos obtener, como se ve
    en este ejemplo para las segundas potencias de x

22
Método de diferencias finitas
    1a Diferencia 2a Diferencia
Xi Xi2 Xi2 - Xi-12 di di1 - di
1 1 3 2
2 4 5 2
3 9 7 2
4 16 9 2
5 25 11 2
6 36 13 2
7 49 15 2
8 64 17 2
9 81 19 2
10 100 21 2
23
  • Todo el sistema estaba basado en la numeración
    decimal, de forma que cada una de las cifras de
    un número se representaba por una rueda dentada,
    y su valor por la rotación angular asociada a
    ella. Este funcionamiento hace que sólo sean
    posibles las rotaciones correspondientes a
    valores numéricos enteros.
  • Su diseño fue basado en interruptores mecánicos a
    base de barras, cilindros, cremalleras y ruedas
    dentadas.

24
Máquina de diferencias(artilugio de diferencias)
25
La máquina analítica de Babbage
  • La máquina analítica se asemejaba mucho a las
    primeras computadoras. Sus componentes eran
  • El analizador o molino (MILL) con operaciones de
    suma, resta, multiplicación y división con 50
    cifras de precisión.
  • El almacenamiento o memoria con la finalidad de
    conservar los números para referencia futura.
    Eran series de columnas cada una conteniendo
    series de ruedas.
  • El diseño contenía un banco de memoria de mil
    registros, cada uno capaz de almacenar un número.
    Estos números podían ser el resultado de alguna
    operación efectuada por el molino o provenientes
    de la entrada de las tarjetas perforadas.

26
  • Tarjetas perforadas
  • Las instrucciones para estas operaciones se leían
    a partir de tarjetas perforadas que transmitían
    no sólo los datos a procesar sino también el
    conjunto de instrucciones que se iban a procesar.
  • Las tarjetas de variables contenían los números
    que eran sujetos de operación en el analizador.
    Existía un sistema para pasar el contenido de
    estas tarjetas directamente al molino para ser
    procesadas.
  • Las tarjetas de operaciones que servían para
    preescribir la secuencia de operaciones que se
    deseaban realizar. Estas no actuaban sobre los
    números directamente.
  • Las posibles operaciones de las tarjetas
    perforadas eran
  • Ingresar un número en el almacenamiento.
  • Llevar un número del analizador a la memoria.
  • Dar instrucciones al analizador para que efectúe
    una operación.
  • Ingresar un número al analizador
  • Llevar un número de la memoria al analizador
  • Egresar un numero desde la memoria al analizador

27
Ejemplo (a b c) d
  • 4 tarjetas de variables con los números a,b,c,d
  • Una tarjeta de operación que indique la
    multiplicación de a y b
  • Una tarjeta de variable p, que contenga el
    resultado del producto de a y b pab
  • Una tarjeta de operación para direccionar la
    adición de p y c
  • Una tarjeta de variable q, para registrar el
    resultado de la suma de p y c qpc
  • Una tarjeta de operación para indicar la
    operación de multiplicación entre q y d.
  • Una tarjeta de operación para detectar la
    multiplicación de q y d p2qd, p2 será ésta la
    última tarjeta

28
Salida
  • Babbage inventó la primer máquina tipográfica
    automatizada capaz de imprimir los resultados de
    los cálculos.

Analizador
Salida
Entrada
Almacenamiento
29
Ada Augusta
  • Subrutina una secuencia de instrucciones que se
    puede usar una y otra vez en contextos muy
    diferentes.
  • Iteración El hacer que la lectora de tarjetas
    vuelva a una tarjeta específicada, de modo que la
    secuencia que se inicia con ésta última pueda
    ejecutarse en repetidas ocasiones.
  • Salto condicional La lectora de tarjetas puede
    saltar a cierta tarjeta si (IF) se cumple con
    cierta condición.

30
La máquina tabuladora
  • Las preguntas que se hacían venían en el formato
    de opción múltiple.
  • Las respuestas se ponían en tarjetas donde la
    perforación en cierta posición de cada columna
    representaba la respuesta a una pregunta.

1 2 3 4 5 6 7
A O O O
B O O
C O
D O
31
El mecanismo de conteo
Corriente eléctrica
  • .






La tarjeta
Contador 0,1,2,3,4,
32
El interruptor (switch)
  • Es un circuito que puede abrir o cerrar (deja
    pasar o no la corriente) a través de un circuito
    eléctrico.
  • Un ejemplo de la aplicación de este elemento es
    en los conmutadores telefónicos. Cuando se quiere
    la conexión entre dos líneas. Siempre está
    abierto (no hay conexión) entre las dos líneas.
    Pero cuando se quiere comunicación, se cierra el
    circuito, es decir se conectan las partes en
    velocidades de aproximadamente 5 veces por
    segundo.
  • Antes de la existencia de estos aparatos, las
    conexiones se hacían directamente por la
    operadora usando un tablero de interruptores.

33
  • Otro tipo de interruptor fue el tubo electrónico
    de vacío que podía hacer el mismo trabajo a
    velocidades de hasta 1,000,000 veces por segundo.
  • Este aparato fue usado por las primeras
    computadoras electrónicas (ENIAC con 18,000 tubos
    de vacío) para sumar, almacenar e incluso
    realizar operaciones lógicas.
  • Otro tipo de interruptor, el llamado relevador
    fue usado por Konrad Zuse en la Z1.

34
El modelo de John Von Neumann
  • A pesar de las velocidades alcanzadas en la
    computadora ENIAC (500 multiplicaciones por
    segundo) resultaba todavía ineficiente en el
    sentido de que para realizar un nuevo cálculo se
    tenían que realizar cambios completos en el
    cableado.
  • Neumann analizó este problema y propuso un
    modelo que contiene lo siguiente
  • Un medio para codificar o cifrar las
    instrucciones, a fin de que fuera posible
    almacenarlas en la memoria de la máquina. Von
    Neumann sugirió el uso de cadenas o series de
    unos y ceros.
  • Almacenar las instrucciones en la memoria junto
    con cualquier otra información (números, datos)
    necesaria para el trabajo específico que se
    trate.
  • Al correr el programa, tomar las instrucciones
    directamente de la memoria, en vez de que haya
    que leer una tarjeta perforada en cada paso.

35
Ventajas obtenidas
  • Velocidad. Las instrucciones se leían
    directamente de la memoria (más rápido que las
    tarjetas perforadas)
  • Flexibilidad. Teniendo varios programas, se puede
    correr uno, después otro o combinaciones de los
    mismos.
  • Automodificación. Al estar almacenados
    electrónicamente es fácil hacer programas que se
    puedan modificar o ajustar por si mismos.

36
El modelo de Von Neumann

Procesamiento
Control
Memoria
Salida
Entrada
37
Partes del modelo
  • Entrada Los datos en bruto que se van a
    procesar.
  • MEMORIA almacena la entrada, los resultados del
    procesamiento y el programa que se va a ejecutar.
  • Control Lee el programa y lo traduce en una
    serie de operaciones que realiza la unidad
    procesadora.
  • Unidad procesadora Lleva a cabo todas las
    operaciones reales de suma, multiplicación,
    cuenta, comparación, etc., sobre la información
    que recibe desde la memoria.
  • Salida Responde a los resultados de la unidad de
    procesamiento, almacenados en memoria y
    transmitidos a un dispositivo específico.

38
Modelo del funcionamiento de una computadora
  • Introducción a la
  • Ing. en Computación
  • Ing. Moisés E. Ramírez G.

39
La memoria
  • Su función es guardar datos.
  • Es un conjunto de celdas (o casillas) con las
    siguientes características
  • Cada celda puede contener un valor numérico.
  • Cada celda tiene la propiedad de ser
    direccionable, es decir, se puede distinguir una
    de otra por medio de un número único que es su
    dirección.
  • Las celdas de memoria están organizadas en forma
    de vector (numeradas secuencialmente) para poder
    hacer referencia a ellas de manera rápida.
  • Para hacer referencia a una celda se usa su
    dirección sobre el vector, para ello se usa un
    apuntador.

40
  • Todas las celdas tienen una dirección, por
    ejemplo, la celda 51 tiene un 4, la 54 tiene un
    9, etc
  • Suponemos que existen operaciones elementales que
    permiten leer o escribir en ciertas posiciones de
    memoria, esto se haría con un código especial.

Dirección de la celda
... 51 52 53 54 55 ...
4 0 1 9 7
Dato en la celda
41
  • Además de las operaciones de lectura/escritura en
    la memoria se pueden realizar ciertas operaciones
    básicas (a las que se denominarán primitivas)
    según un código especial, como puede ser suma y
    resta, por ejemplo.
  • Supongamos que se desea realizar la operación de
    suma a los operandos 5 y 7.
  • Se necesitaran 3 casillas una para cada número
    (5,7) y una más para almacenar el resultado.
    Supongamos que dichas casillas son la 21,22 y 23.
  • Se deben definir a nivel de detalle las
    operaciones que se desean realizar y su orden,
    así como obtener una codificación adecuada
    (instrucciones que la computadora pueda
    entender).
  • Introducir todos los datos (e instrucciones) en
    la memoria.

42
Las operaciones a realizar(set de instrucciones)
Operación (mnemónico) Código Longitud Descripción
Carga_Ac 21 2 Lleva el contenido de una celda al acumulador. Ejm 21 23 ? Lleva al acumulador el contenido de la celda 23
Suma 57 2 Suma al acumulador el contenido de la celda descrita por la dirección
Resta 42 2 Resta al acumulador el contenido de la celda descrita por la dirección
Guarda_Ac 96 2 Guarda (deposita) el contenido del acumulador en una celda
Alto 70 1 Se detiene el programa y regresa el control al sistema.

43
Observaciones
Instrucciones (escritas por el programador) Código generado (el programa que entiende la computadora)
Carga_Ac 21 Suma 22 Guarda_Ac 23 Alto 21 21 57 22 96 23 70
  • Cabe notar aquí dos lenguajes uno mnemónico (más
    fácil de comprender para nosotros, programa
    fuente) y otro que está escrito en código
    numérico (que sólo la computadora puede entender,
    programa objeto).

44
Ejecución del programa
10 11 12 13 14 15 16 21 22 23 Acumulador
21 21 57 22 96 23 70 ... 05 07 __ ...
  • Qué pasará en este programa?
  • Qué código (programa fuente) generó este
    programa?

10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 22 23 Acumulador
21 21 42 22 42 22 96 23 70 ... 60 07 _ ...
45
Lenguaje ensamblador(Uso del comando DEBUG)
  • Propedéutico corto
  • UTM

46
Creación de un programa que suma 2 números
  • Inicio/Ejecutar... ? DEBUG
  • Algunos comandos básicos
  • r ? muestra los registros del sistema
  • rbx ? Visualizar un registro específico
    (Rregistro a visualizar)

47
Un programa que suma dos números
  • a100
  • 0CA70100 mov ax, 020
  • 0CA70103 mov bx, 010
  • 0CA70106 add ax, bx
  • 0CA70108 int 20
  • 0CA7010A ?
  • Las direcciones de memoria aparecen por parte del
    programa (lo que se deberá escribir está en
    negritas).
  • Para ejecutar el programa hasta la instrucción
    que está en la localidad de memoria 108H
    escribir g108 ?
  • -g108
  • AX0030 BX0010 CX0000 DX0000 SPFFEE
    BP0000 SI0000 DI0000
  • DS0CA7 ES0CA7 SS0CA7 CS0CA7 IP0108 NV
    UP EI PL NZ NA PE NC
  • 0CA70108 CD20 INT 20
  • -

48
Un programa que suma dos números y muestra en
pantalla el resultado
  • 0D820100 B81300 MOV AX,0013
  • 0D820103 BB2400 MOV BX,0024
  • 0D820106 01D8 ADD AX,BX
  • 0D820108 88C2 MOV DL,AL
  • 0D82010A B440 MOV AH,40
  • 0D82010C CD21 INT 21
  • 0D82010E CD20 INT 20
  • 0D820110 ?
  • Escribir lo que está en negritas y después g
    (ejecutar)
  • -g
  • 7
  • El programa ha terminado de forma normal

49
Código ASCII

50
  • El número enviado a pantalla es la representación
    en ASCII de dicho valor.
  • Recordando que la última dirección de memoria que
    se usó fue la 110h, escribir
  • h 110 100
  • 0210 0010
  • Para obtener la suma y diferencia entre las dos
    cantidades dadas (el número de bytes que ocupa el
    programa)
  • Posteriormente
  • n nombre.com
  • El nombre del archivo en donde se desea guardar
    la información, siempre con extensión COM

51
  • Sabiendo la longitud del archivo se debe guardar
    en el registro CX así
  • - rcx
  • CX 0000
  • 0010
  • Finalmente para guardarlo escribir
  • -w
  • Writing 0010 bytes
  • Con eso se guarda el archivo en disco.
  • Para abrirlo escribir
  • -n prueba.com
  • -l
  • Con esto se cargará el programa en memoria

52
  • Para asegurarse que dicho programa está en
    memoria usar el comando u
  • -u 100 110
  • 0DCB0100 B81300 MOV AX,0013
  • 0DCB0103 BB2400 MOV BX,0024
  • 0DCB0106 01D8 ADD AX,BX
  • 0DCB0108 88C2 MOV DL,AL
  • 0DCB010A B402 MOV AH,02
  • 0DCB010C CD21 INT 21
  • 0DCB010E CD20 INT 20
  • 0DCB0110 68 DB 68
  • -
  • Muestra lo que está en memoria entre las
    localidades señaladas.
  • Para salir del programa usar el comando q
    (quitsalir)

53
El procesador

54
El procesador
  • Es un circuito integrado hecho de silicio con
    millones de diminutos componentes electrónicos.
  • Es el lugar donde toda la información es
    procesada, además de indicar a las otras partes
    de la computadora que es lo que tienen que hacer.
  • Aunque la fama de los procesadores actuales viene
    de su trabajo como cerebro de las PCs, hoy día
    una enorme cantidad de ellos se usan para casi
    cualquier aplicación imaginable calculadoras,
    relojes, juegos de video, hornos de microondas,
    hasta los complejos sistemas de rastreo de
    aviones, tanques y mísiles.

55
Integración de los procesadores
56
  • Cada trabajo que el µ hace se divide en muchas
    pequeñas operaciones llamadas instrucciones.
  • La lista completa de instrucciones necesarias
    para que el microprocesador haga un trabajo se
    llama programa.
  • Puesto que el µ no tiene capacidad de
    razonamiento, todas las instrucciones que se le
    dan a ejecutar deben ser muy precisas.
  • La gran ventaja e su que se puede programar para
    una gran variedad de tareas.
  • El programa que dice al procesador que va a hacer
    es leído desde un dispositivo de almacenamiento.

57
Partes del procesador
  • Unidad aritmético-lògica (ALU) que realiza los
    cálculos numéricos y toma decisiones lògicas
  • Registros que son pequeñas memorias que guardan
    información temporal mientras el ALU realiza sus
    operaciones.
  • Unidad de control interpreta las instrucciones
    del programa y le dice a la ALU qué operaciones
    realizar.
  • BUSES Son las líneas encargadas de transmitir
    los datos de ida y vuelta entre el
    microprocesador y las otras partes de la
    computadora, y también dentro del mismo chip.

58
Partes del procesador
Unidad de control
Unidad Aritmético-Lógica

BUS
Hacia otras partes de la computadora (memoria,
discos, teclado, monitor, etc).
BUS
BUS
BUS
Registros
59
Características básicas que diferencian a un
procesador
  • Instruction set Conjunto de instrucciones que el
    micro puede ejecutar
  • Bandwidth Número de bits procesados por cada
    instrucción.
  • Clock speed Se da en MHz la velocidad del reloj
    determina cuantas instrucciones pueden ser
    ejecutadas por segundo por el procesador.

60
(No Transcript)
61
(No Transcript)
62
CISC y RISC
  • Los procesadores también pueden ser clasificados
    en estas categorias
  • CISC (complex instruction set computer)
  • RISC (reduced instruction set computer)
  • CISC La mayor parte de las computadoras
    personales usan la arquitectura CISC en la que la
    CPU soporta alrededor de doscientas instrucciones.

63
RISC
  • Son un tipo especial de procesadores que pueden
    reconocer un muy limitado número de
    instrucciones. Hasta mediados de los 80's la
    tendencia era construir CPU's cada vez más
    complejos que tuvieran cada vez sets de
    instrucciones mayores.
  • Esta tendencia fue detenida por los fabricantes
    al comenzar a fabricar CPU's capaces de ejecutar
    solamente un número muy limitado de
    instrucciones, siendo esto una ventaja el hecho
    de que al ser menos instrucciones se ejecutan más
    rápido debido a que son más simples.
  • Otra ventaja es que los procesadores RISC
    requieren menos transistores, por lo tanto su
    costo en diseño y producción disminuye.
  • Desde la aparicion de RISC las computadoras
    anteriores se les han referido como CISC .

64
  • Existe una controversia considerable entre estas
    dos tecnologías. Los que están del lado de RISC
    argumentan que los CPUs se han vuelto cada vez
    más rápidos. Los escépticos opinan que cada vez
    se está dejando mayor carga al software al tener
    un número tan limitado de instrucciones. Aunque
    los primeros argumentan que esto no es tan
    relevante ya que los procesadores se están
    haciendo cada vez más rápidos y baratos.
  • Independientemente de lo anterior estas dos
    tecnologías están pareciéndose cada vez más. Ya
    que los procesadores RISC tienden a soportar las
    instrucciones CISC y para la construcción de
    procesadores CISC se usan muchas técnicas que
    están asociadas con procesadores RISC.


65
La memoria
  • Su función es guardar datos.
  • Es un conjunto de celdas (o casillas) con las
    siguientes características
  • Cada celda puede contener un valor numérico.
  • Cada celda tiene la propiedad de ser
    direccionable, es decir, se puede distinguir una
    de otra por medio de un número único que es su
    dirección.
  • Las celdas de memoria están organizadas en forma
    de vector (numeradas secuencialmente) para poder
    hacer referencia a ellas de manera rápida.
  • Para hacer referencia a una celda se usa su
    dirección sobre el vector, para ello se usa un
    apuntador.

66
Más sobre memorias
  • La memoria es el elemento del ordenador que
    almacena información. La información se va a
    almacenar en forma de unos y ceros (sólo
    almacenamos información digital en binario). La
    memoria se puede dividir en dos tipos principal
    y secundaria.
  • La memoria principal es la que almacena las cosas
    (el programa y los datos) que se están utilizando
    en un momento dado. Si se apaga la luz, perdemos
    su contenido (por ello se le llama volátil).
    También se conoce como memoria RAM.

Las memorias comerciales más comunes son SIMM
(single in-line memory module) bus de 32 bits,
cap hasta 64MB DIMM (dual in-line memory module)
bus de 32 bits, a partir de 64 MB, 133 MHz RIMM
(Rambus Inline Memory Module), velocidades de 100
a 800 MHz
67
  • La memoria secundaria es una memoria de
    almacenamiento, aquí se almacena toda la
    información que tengamos (aunque en un momento
    dado no se esté usando). Aunque apaguemos la luz,
    la información que tenemos almacenada, permanece
    en este tipo de memoria.
  • Cuando tenemos una computadora, en memoria
    secundaria (por ejemplo en el disco duro) se
    pueden almacenar muchos programas (procesador de
    textos, juegos, etc.) pero cuando queremos usar
    uno de ellos, debemos tenerlo en memoria
    principal. Si seleccionamos el procesador de
    textos y estamos escribiendo una carta, el
    programa y los datos (las letras de la carta)
    están en memoria principal. Si en ese momento se
    va la luz, perdemos el trabajo que esté en
    memoria principal, sólo quedara almacenada
    definitivamente si la pasamos al disco duro (o a
    un disquete) es decir, sólo queda la que tenemos
    almacenada en memoria secundaria.

68
Dispositivos de entrada (input)
  • Estas unidades se encargan de recibir los datos
    del usuario.
  • Entre ellos podemos contar a
  • Teclado
  • Ratón
  • Scanner
  • TouchScreen
  • etc

69
Tipos de teclado
  • El tipo de teclado estándar es el QWERTY
    (diseñado en 1880 para máquinas de escribir).
  • Existe otro teclado (distribución de teclas)
    llamado Dvorak (Diseñado en 1930s por August
    Dvorak).
  • Se estima que en una jornada de 8 horas al día la
    mano de una persona viaja alrededor de 16 millas
    en un teclado QWERTY y en un Dvorak solamente una
    milla.

70

71
Ratón
  • Introducidos a finales de los 80s. Es un
    dispositivo esencial para las PCs con interfaces
    gráficas.
  • Tipos básicos de ratón
  • Mecánico
  • Optomecánico
  • Óptico
  • Se conecta a la PC de diferentes maneras
  • Serial
  • PS/2
  • USB

72
TouchScreen, scanner, multifuncionales

73
Cámaras digitales

74
Salida Monitores,Impresoras, etc

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Características de los monitores
  • Resolución Es el número de píxeles (puntos)
    sobre la pantalla, se describe dando el número
    columnas por el número de filas
  • VGA 640x480
  • SVGA 800x600
  • XGA 1024x768
  • Paleta de colores Número de colores que soporta.
  • Monocromático Sólo puede desplegar dos colores
  • Escala de grises (tipo especial de
    monocromático)
  • Colores Pueden desplegar desde 16 hasta arriba
    de 1 millón de colores diferentes. A veces se les
    refiere como monitores RGB.
  • Refrescado (frecuencia de escaneo) Es el número
    de veces que se dibuja la pantalla por segundos
    (Hz).

76
Por su tecnología de construcciónse clasifican
  • CRT (Monitores de Tubos de Rayos Catódicos)
  • LCD (Cristal líquido)
  • De matriz pasiva (la más usada y barata)
  • TFT (thin film transistor) o de matriz activa
  • Pantallas de plasma
  • CRT vs LCD
  • CRT consumen mucha más electricidad
  • CRT ocupan mucho más espacio
  • CRT generan radiación dañina para la salud
  • Los principios físicos sobre los que funcionan
    los CRT son ampliamente comprendidos.
  • CRT son más fáciles de fabricar y baratos.
  • Producen imágenes estables
  • Los CRT (desv.) tienen el efecto de tambor
  • Los CRT tienen más ángulo de visión

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Tipos de impresoras
  • Impresoras láser
  • Tienen la ventajas de mayor rapidez y calidad de
    impresión en escala de grises, pero son muy caras
    en resolución a colores.
  • Impresoras de inyección de tinta
  • Dos tecnologías
  • Tecnología térmica (Bubble Jet) ? HP, Cannon
  • Tecnología piezo-eléctrica ? Epson
  • Las HP tienen en el cartucho los cabezales, por
    ello son más caras. En las Epson los cabezales
    están en la impresora, por ello los cartuchos son
    más baratos.
  • Funcionan con los tres colores primarios
    sustractivos Cyan, Magenta, Amarillo (CMYK)

78
  • Impresoras de matriz de punto
  • Tinta sólida (Tektronix)
  • Sublimación de tinta ? Aplicaciones fotográficas
    de gran calidad
  • Thermo autochrome? Se usa un papel especial que
    reacciona a diferentes temperaturas para cada
    color CMYK
  • Cera térmica ? Se usa para transparencias

79
Operación (mnemónico) Código Longitud Descripción
Carga_Ac 21 2 Lleva el contenido de una celda al acumulador. Ejm 21 23 ? Lleva al acumulador el contenido de la celda 23
Suma 57 2 Suma al acumulador el contenido de la celda descrita por la dirección
Resta 42 2 Resta al acumulador el contenido de la celda descrita por la dirección
Guarda_Ac 96 2 Guarda (deposita) el contenido del acumulador en una celda
Alto 70 1 Se detiene el programa y regresa el control al sistema.
Guarda_Dat 15 3 Guarda un valor en una dirección de memoria. Ejm 15 DIR DATO
Salta_Cero 20 2 Salta a una dirección de memoria (Memoria de instrucciones) si el acumulador es cero Ejm 20 DIR
Mayor 30 2 Hace el acumulador1 si el acumulador es mayor que lo que está en una dirección de memoria dada, en caso contrario acumulador0. Ejm. 30 DIR
Igual 31 2 Hace el acumulador1 si el acumulador es igual que lo que está en una dirección de memoria dada, en caso contrario acumulador0 Ejm 31 DIR
Menor 32 2 Hace el acumulador1 si el acumulador es menor que lo que está en una dirección de memoria dada, en caso contrario acumulador0. Ejm 32 DIR
Residuo 22 2 Guarda en el acumulador el residuo de la division entera de acumulador/DIR Ejm. 22 DIR
Cociente 40 2 Guarda en el acumulador el cociente del Acumulador entre la celda descrita por la dirección.
Multiplica 41 2 Guarda en el acumulador el producto del Acumulador por la celda descrita por la dirección.
Entrada 17 1 Guarda en el acumulador un número leído por el teclado
Salida 18 1 Muestra el número que está en el acumulador en la pantalla
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