La computadora - PowerPoint by pengxiang

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									                      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
          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.
    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
Vista interna de un CPU
    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.
                        Microprocesador
Memoria RAM
(Simm o Dimm)




                Ranuras de expansión


                  Motherboard
         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 .
        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
ASCII:American 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
        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.
       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.
          Expansiones del sistema


                                   Tarjeta de expansión




                                                          Puerto


Bus del    Ranuras para tarjetas    Puerto   Cable
sistema    de expansión
    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)
     Puerto paralelo




                             Varias líneas de
                             direcciones


Puerto paralelo
                             El cable paralelo



         8 líneas de datos
           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
Clasificación de las
computadoras
   Tecnología.
   Tamaño físico.
   Costo.
   Eficiencia.

   En resumen, considerando los factores anteriores,
    tenemos:
      Microcomputadoras.
      Minicomputadoras.
      Computadoras Centrales o principales (mainframes).
      Supercomputadoras.
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.
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
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.          Unidad de sistema para
                                             mainframe IBM S/390 G5
   Su administración y mantenimiento es
    también costoso.
    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
Dispositivos periféricos


     Clasificación:

        Dispositivos de entrada

        Dispositivos de salida

        Dispositivos de E-S
       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)
      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)
        Impresora
                                      Scanner




                                     Equipo
                                     virtual
Unidad de disco
compacto


                       Tarjeta
                    digitalizadora
    Dispositivos de E-S

   Unidades de almacenamiento: magnético
       Unidad de disco flexible
                                    1        1
       Unidad ZIP                  2   3y   4   5
       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
Generaciones de
las computadoras
  Generación uno: Tubos al vacío o bulbos

1940-1952          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.
  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.
 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.
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.
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 Network
         WAN - Wide Area Network
         BBN - Back Bone Network
         MAN - Metropolitan Area Network
Unidades de
almacenamiento
     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.
    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
                    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.
      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.
             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.
                     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
               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
            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


PDA’s


Cámaras digitales

								
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