1: HISTORIA DE LA COMPUTADORA
En esta unidad retrocederemos en la historia para encontrar los inicios
de la informática actual, debemos tener en cuenta que aparatos que nos
facilitaran realizar cálculos e hicieran más fácil nuestro quehacer diario se han inventado
desde principios de la historia, pero sin duda la computadora presenta una
interesante evolución, hasta convertirse para algunos en la principal
herramienta del siglo, evolución casi tan apasionante como la humanidad misma.
Del
Abaco a la tarjeta perforada
1.1 EL
ABACO.
Quizá fue el primer dispositivo mecánico de
contabilidad que existió. Se ha calculado que tuvo su origen hace al menos 5000
años y su efectividad ha soportado la prueba del tiempo.
1.2 LA PASCALINA.
El filósofo y matemático francés Balicé
Pascal (1623-1662) inventó y construyó la primera sumadora mecánica. Se le
llamo Pascalina y funcionaba como maquinaria a base de engranes y ruedas. A
pesar de que Pascal fue enaltecido por toda Europa debido a sus logros, la
Pascalina, resultó un desconsolador fallo financiero, pues para esos momentos,
resultaba más costosa que la labor humana para los cálculos aritméticos.
1.3 Charles Babbage (1793-1871)
Visionario inglés y catedrático de Cambridge,
definió los fundamentos de lo que hoy es el hardware computacional al inventar "la máquina de diferencias", capaz de
calcular tablas matemáticas, esto dio pie a que en 1834 ideara “La máquina
analítica” con conceptos adelantados 100 años a su época.
En esencia, ésta era una computadora de
propósitos generales. Conforme con su diseño, la máquina analítica de Babbage
podía sumar, substraer, multiplicar y dividir en secuencia automática a una
velocidad de 60 sumas por minuto. El diseño requería miles de engranes y
mecanismos que cubrirían el área de un campo de futbol y necesitaría accionarse
por una locomotora, por lo que nunca pudo construirse. Los escépticos le
pusieron el sobrenombre de "la locura de Babbage". Charles Babbage
trabajó en su máquina analítica hasta su muerte.
Los trazos detallados de Babbage describían
las características incorporadas ahora en la moderna computadora electrónica.
Si Babbage hubiera vivido en la era de la tecnología electrónica y las partes
de precisión, hubiera adelantado el nacimiento de la computadora electrónica
por varias décadas. Irónicamente, su obra se olvidó a tal grado, que algunos
pioneros en el desarrollo de la computadora electrónica ignoraron por completo
sus conceptos sobre memoria, impresoras, tarjetas perforadas y control de pro grama
secuencia.
1.4 EL TELAR DE JACQUARD
El telar de tejido, inventado en 1801 por el
Francés Joseph-Marie Jacquard (1753-1834), usado todavía en la actualidad, se
controla por medio de tarjetas perforadas. El telar de Jacquard opera de la
manera siguiente: las tarje tarjetas se perforan estratégicamente y se acomodan
en cierta secuencia para indicar un diseño de tejido en particular.
La tarjeta perforada del Telar de Jacquard fue
un avance increíble al permitir establecerle una secuencia programada a la
máquina, tan importante que Charles Babbage quiso aplicar el concepto a su
motor analítico. En 1843 Lady Ada Augusta Lovelace sugirió la idea de que las
tarjetas perforadas pudieran adaptarse de manera que propiciaran que el motor
de Babbage repitiera ciertas operaciones. Debido a esta sugerencia algunas
personas consideran a Lady Lovelace la primera programadora.
1.6 El Censo de 1890 en Estados Unidos
La oficina de censos estadounidense no
terminó el censo de 1880 sino hasta 1888. La dirección de la oficina ya había
llegado a la conclusión de que el censo de cada diez años tardaría más que los mismos
10 años para terminarlo. La oficina de censos comisiono a la estadística Herman
Hollerit (1860-1929) para que aplicara su experiencia en tarjetas perforadas y llevara a cabo
el censo de 1890.
Con el procesamiento de las tarjetas
perforadas y el tabulador de tarjetas perforadas de Hollerit, el censo se
terminó en sólo 3 a años y la oficina se ahorró alrededor de
$5, 000,000 de dólares.
Así empezó el procesamiento automatizado de
datos. Hollerit no tomó la idea de las tarjetas perforadas del invento de
Jackard, sino de la "fotografía de perforación" Algunas líneas
ferroviarias de la época expedían boletos con descripciones físicas del
pasajero; los conductores hacían orificios en los boletos que describían el
color de cabello, de ojos y la forma de nariz del pasajero. Eso le dió a
Hollerith la idea para hacer la fotografía perforada de cada persona que se iba
a tabular.
Hollertih fundó la Tabulating Machine Company
y vendió sus productos en todo el mundo. La demanda de sus máquinas se extendió
incluso hasta Rusia. El primer censo llevado a cabo en Rusia en 1897, se
registró con el Tabulador de Hollerith. En 1911, la Tabulating Machine Company,
al unirse con otras Compañías, formó la Computing-Tabulating-Recording-Company.
1.7 LAS MAQUINAS ELECTROMECANICAS DE CONTABILIDAD
(MEC)
Los resultados de las máquinas tabuladoras
tenían que llevarse al corriente por medios manuales, hasta que en 1919 la
Computing-Tabulating-Recording-Company. Anunció la aparición de la
impresora/listadora. Esta innovación revolucionó la manera en que las Compañías
efectuaban sus operaciones.
Para reflejar mejor el alcance de sus
intereses comerciales, en 1924 la Compañía cambió el nombre por el de
international Bussines Machines Corporation (IBM) Durante décadas, desde
mediados de los cincuentas la tecnología de las tarjetas perforadas se
perfeccionó con la implantación de más dispositivos con capacidades más
complejas. Dado que cada tarjeta contenía en general un registro (Un nombre,
dirección, etc) el procesamiento de la tarjeta perforada se conoció también
como procesamiento de registro unitario. La familia de las máquinas
electromecánicas de contabilidad (EAM) eloctromechanical accounting machine de
dispositivos de tarjeta perforada comprende: la perforadora de tarjetas, el
verificador, el reproductor, la perforación sumaria, el intérprete, e l
clasificador, el cotejador, el calculador y la máquina de contabilidad. El
operador de un cuarto de máquinas en una instalación de tarjetas perforadas
tenía un trabajo que demandaba mucho esfuerzo físico. Algunos cuartos de
máquinas asemejaban la actividad de una fábrica; las tarjetas perforadas y las
salidas impresas se cambiaban de un dispositivo a otro en carros manuales, el
ruido que producía eran tan intenso como el de una planta ensambladora de
automóviles.
Pioneros de la computación
1.8 La Computadora ATANASOFF - BERRY
Una antigua patente de un dispositivo que
mucha genté creyó que era la primera computadora digital electrónica, se
invalidó en 1973 por orden de un tribunal federal, y oficialmente se le dió el
credito a John V. Atanasoff como el inventor de la computadora digital
electrónica. El Dr. Atanasoff, catedrático de la Universidad Estatal de Iowa,
desarrolló la primera computadora digital electrónica entre los años de 1937 a
1942. Llamó a su invento la computadora Atanasoff-Berry, ó solo ABC (Atanasoff
Berry Com puter). Un estudiante graduado, Clifford Berry,fue una útil ayuda en
la construcción de la computadora ABC.
Algunos autores consideran que no hay una
sola persona a la que se le pueda atribuir el haber inventado la computadora,
sino que fue el esfuerzo de muchas personas. Sin embargo en el antiguo edificio
de Física de la Universidad de Iowa aparece una placa con la siguiente leyenda:
"La primera computadora digital electrónica de operación automática del
mundo, fue construida en este edificio en 1939 por John Vincent Atanasoff,
matemático y físico de la Facultad de la Universidad, quien concibió la idea, y
por Clifford Edward Berry, estudiante graduado de física."
1.9 La ENIAC (Electronic Numerical Integrator
And Computer
Mauchly y Eckert, después de varias
conversaciones con el Dr. Atanasoff,, leer apuntes que describían los
principios de la computadora ABC y verla en persona, el Dr. John W. Mauchly
colaboró con J.Presper Eckert, Jr. para desarrollar una máquina que calculara
tablas de trayectoria para el ejército estadounidense. El producto final, una
computadora electrónica completamente operacional a gran escala, se terminó en
1946 y se llamó ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), ó
Integrador numérico y calculador electrónico.
La
ENIAC construida para aplicaciones de la Segunda Guerra mundial, se terminó en
30 meses por un equipo de científicos que trabajan bajo reloj. La ENIAC, mil
veces más veloz que sus predecesoras electromecánicas, irrumpió como un
importante descubrimiento en la tecnología de la computación. Pesaba 30
toneladas y ocupaba un espacio de 450 mts cuadrados, llenaba un cuarto de 6 m x
12 m y con tenía 18,000 bulbos, tenía que programarse manualmente conectándola
a 3 tableros que contenían más de 6000 interruptores. Ingresar un nuevo
programa era un proceso muy tedioso que requería días o incluso semanas. A
diferencia de las computadoras actuales que operan con un sistema binario (0,1)
la ENIAC operaba con uno decimal (0,1,2..9) La ENIAC requería una gran cantidad
de electricidad. La leyenda cuenta que la ENIAC, construida en la Universidad
de Pensilvania, bajaba las luces de Filadelfia siempre que se activaba. La
imponente escala y las numerosas aplicaciones generales de la ENIAC señalaron
el comienzo de la primera generación de computadoras.
1.9 La EDVAC
En 1945, John von Neumann, que había
trabajado con Eckert y Mauchly en la Universidad de Pennsylvania, publicó un
artículo acerca del almacenamiento de programas. El concepto de programa
almacenado permitió la lectura de un programa dentro de la memoria de la
computadora, y después la ejecución de las instrucciones del mismo sin tener
que volverlas a escribir. La primera computadora en usar el citado concepto fue
la la llamada EDVAC (Eletronic Discrete-Variable Automatic Computer, es decir
computadora aut omática electrónica de variable discreta), desarrollada por Von
Neumann, Eckert y Mauchly.
Los
programas almacenados dieron a las computadoras una flexibilidad y
confiabilidad tremendas, haciéndolas más rápidas y menos sujetas a errores que
los programas mecánicos. Una computadora con capacidad de programa almacenado
podría ser utilizada para varias aplicaciones cargando y ejecutando el programa
apropiado. Hasta este punto, los programas y datos podrían ser ingresados en la
computadora sólo con la notación binaria, que es el único código que las
computadoras "entienden".
El
siguiente desarrollo importante en el diseño de las computadoras fueron los
programas intérpretes, que permitían a las personas comunicarse con las
computadoras utilizando medios distintos a los números binarios. En 1952 Grace
Murray Hoper una oficial de la Marina de E.U., desarrolló el primer compilador,
un programa que puede traducir enunciados parecidos al inglés en un código
binario comprensible para la maquina llamado COBOL (COmmon Business-Oriented
Langu aje).
1.10 Computadoras de Primera Generación (de
1951 a 1958)
Las computadoras de la primera Generación
emplearon bulbos o tubos al vacío para procesar información. Los operadores
ingresaban los datos y programas en código especial por medio de tarjetas
perforadas. El almacenamiento interno se lograba con un tambor que giraba
rápida mente, sobre el cual un dispositivo de lectura/escritura colocaba marcas
magnéticas. Esas computadoras de bulbos eran mucho más grandes y generaban más
calor que los modelos contemporáneos.
Eckert
y Mauchly contribuyeron al desarrollo de computadoras de la 1era Generación
formando una Cia. Privada y construyendo UNIVAC I, que el Comité del censó
utilizó para evaluar el de 1950. La IBM tenía el monopolio de los equipos de
procesamiento de datos a base de tarjetas perforadas y estaba teniendo un gran
auge en productos como rebanadores de carne, básculas para comestibles, relojes
y otros artículos; sin embargo no había logrado el contrato para el Censo de
1950.
Comenzó entonces a construir computadoras
electrónicas y su primera entrada fue con la IBM 701 en 1953. Después de un
lento pero excitante comienzo la IBM 701 se convirtió en un producto
comercialmente viable. Sin embargo en 1954 fue introducido e l modelo IBM 650,
el cual es la razón por la que IBM disfruta hoy de una gran parte del mercado
de las computadoras. La administración de la IBM asumió un gran riesgo y estimó
una venta de 50 computadoras. Este número era mayor que la cantidad de
computadoras instaladas en esa época en E.U. De hecho la IBM instaló 1000
computadoras. El resto es historia. Aunque caras y de uso limitado las
computadoras fueron aceptadas rápidamente por las Compañías privadas y de
Gobierno. A la mitad de los años 50 IBM y Remington Rand se consolidaban como
líderes en la fabricación de computadoras.
1.11 Segunda Generación (1959-1964)
El invento del transistor hizo posible una
nueva generación de computadoras, más rápidas, más pequeñas y con menores
necesidades de ventilación. Sin embargo el costo seguía siendo una porción
significativa del presupuesto de una Compañía. Las computadoras de la segunda
generación también utilizaban redes de núcleos magnéticos en lugar de tambores
giratorios para el almacenamiento primario. Estos núcleos contenían pequeños
anillos de material magnético, enlazados entre sí, en los cuales podrían
almacenarse datos e instrucciones.
Los programas de computadoras también
mejoraron. El COBOL desarrollado durante la 1era generación estaba ya
disponible comercialmente. Los programas escritos para una computadora podían
transferirse a otra con un mínimo esfuerzo. El escribir un programa ya no
requería entender plenamente el hardware de la computación. Las computadoras de
la 2da Generación eran substancialmente más pequeñas y rápidas que las de
bulbos, y se usaban para nuevas aplicaciones, como en los sistemas para reservación
en líneas aéreas, control de tráfico aéreo y simulaciones para uso general.
Las
empresas comenzaron a aplicar las computadoras a tareas de almacenamiento de
registros, como manejo de inventarios, nómina y contabilidad. La marina de E.U.
utilizó las computadoras de la Segunda Generación para crear el primer
simulador de vuelo (Whirlwind I). HoneyWell se colocó como el primer competidor
durante la segunda generación de computadoras. Burroughs, Univac, NCR, CDC,
HoneyWell, los más grandes competidores de IBM durante los 60s se conocieron
como el grupo BUNCH (siglas).
1.12 Tercera
Generación (1964-1971)
Circuitos integrados Compatibilidad con
equipo mayor Multiprogramación Minicomputadora Las computadoras de la tercera
generación emergieron con el desarrollo de los circuitos integrados (pastillas
de silicio) en las cuales se colocan miles de componentes electrónicos, en una
integración en miniatura. Las computadoras nuevamente se hicieron más pequeñas,
más rápidas, desprendían menos calor y eran energéticamente más eficientes.
Antes del advenimiento de los circuitos integrados, las computadoras estaban
diseñadas para aplicaciones matemáticas o de negocios, pero no para las dos
cosas.
Los
circuitos integrados permitieron a los fabricantes de computadoras incrementar
la flexibilidad de los programas, y estandarizar sus modelos. La IBM 360 una de
las primeras computadoras comerciales que usó circuitos integrados, podía
realizar tanto análisis numéricos como administración ó procesamiento de
archivos. Los clientes podían escalar sus sistemas 360 a modelos IBM de mayor
tamaño y podían todavía correr sus programas actuales. Las computadoras
trabajaban a tal velocidad que proporcionaban la capacidad de correr más de un
programa de manera simultánea (multiprogramación).
Por ejemplo la computadora podía estar
calculando la nómina y aceptando pedidos al mismo tiempo. Minicomputadoras, Con
la introducción del modelo 360 IBM acaparó el 70% del mercado, para evitar
competir directamente con IBM la empresa Digital Equipment Corporation DEC
redirigió sus esfuerzos hacia computadoras pequeñas. Mucho menos costosas de
comprar y de operar que lascomputadoras grandes, las Minicomputadoras se
desarrollaron durante la segunda generación pero alcanzaron su mayor auge entre
1960 y 70.
1.13 La cuarta Generación (1971-Hoy)
Inicio en 1971 hasta nuestros días, dos
mejoras en la tecnología de las computadoras marcan el inicio de la cuarta
generación: el reemplazo de las memorias con núcleos magnéticos, por las de
Chips de silicio y la colocación de muchos más componentes en un Chip: producto
de la micro miniaturización de los circuitos electrónicos. El tamaño reducido del
microprocesador de Chips hizo posible la creación de las computadoras
personales. (PC) Hoy en día las tecnologías LSI (Integración a gran escala) y
VLSI (integración a muy gran escala) permiten que cientos de miles de
componentes electrónicos se almacén en un clip. Usando VLSI, un fabricante
puede hacer que una computadora pequeña rivalice con una computadora de la
primera generación que ocupara un cuarto completo.
Clasificación de las computadoras:
·
Supercomputadoras
·
Macrocomputadoras
·
Minicomputadoras
·
Microcomputadoras o PC´s
1.13.1
Supercomputadoras:
Una supercomputadora es el tipo de
computadora más potente y más rápida que existe en un momento dado. Estas
máquinas están diseñadas para procesar enormes cantidades de información en
poco tiempo y son dedicadas a una tarea específica. Así mismo son las más
caras, sus precios alcanzan los 30 MILLONES de dólares y más; y cuentan con un
control de temperatura especial, ésto para disipar el calor que algunos
componentes alcanzan a tener. Unos ejemplos de tareas a las que son expuestas
las supercomputadoras son los siguientes:
1.
Búsqueda y estudio de la energía y armas nucleares.
2.
Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos
sísmicos.
3. El
estudio y predicción de tornados.
4. El
estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo.
5. La
elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones, simuladores de
vuelo. Etc.
Debido a su precio, son muy pocas las
supercomputadoras que se construyen en un año. Macro computadoras o Mainframes.
1.13.2
Macro computadoras:
Las macro computadoras son también conocidas
como Mainframes. Los mainframes son grandes, rápidos y caros sistemas que son
capaces de controlar cientos de usuarios simultáneamente, así como cientos de dispositivos
de entrada y salida. Los mainframes tienen un costo que va desde 350,000
dólares hasta varios millones de dólares.
De alguna forma los mainframes son más
poderosos que las supercomputadoras porque soportan más programas
simultáneamente. Pero las supercomputadoras pueden ejecutar un sólo programa
más rápido que un mainframe. En el pasado, los Mainframes ocupaban cuartos
completos o hasta pisos enteros de algún edificio, hoy en día, un Mainframe es
parecido a una hilera de archiveros en algún cuarto con piso falso, ésto para
ocultar los cientos de cables de los periféricos, y su temperatura tiene que
estar controlada.
1.13.3
Minicomputadoras:
En
1960 surgió la minicomputadora, una versión más pequeña de la Macro computadora.
Al ser orientada a tareas específicas, no necesitaba de todos los periféricos
que necesita un Mainframe, y ésto ayudo a reducir el precio y costos de mantenimiento.
Las Minicomputadoras, en tamaño y poder de procesamiento, se encuentran entre
los mainframes y las estaciones de trabajo. En general, una minicomputadora, es
un sistema multiproceso (varios procesos en paralelo) capaz de soportar de 10
hasta 200 usuarios simultáneamente. Actualmente se usan para almacenar grandes
bases de datos, automatización industrial y aplicaciones multiusuario.
Microcomputadoras o PC’s
1.13.4
Microcomputadoras:
Las microcomputadoras o Computadoras
Personales (PC) tuvieron su origen con la creación de los microprocesadores. Un
microprocesador es "una computadora en un chip", o sea un circuito
integrado independiente. Las PC son computadoras para uso personal y
relativamente son baratas y actualmente se encuentran en las oficinas, escuelas
y hogares.
El término PC se deriva de que para el año de
1981, IBM®, sacó a la venta su modelo "IBM PC", la cual se convirtió
en un tipo de computadora ideal para uso "personal", de ahí que el
término "PC" se estandarizó y los clones que sacaron posteriormente
otras empresas fueron llamados "PC y compatibles", usando
procesadores del mismo tipo que las IBM, pero a un costo menor y pudiendo
ejecutar el mismo tipo de programas.
Existen otros tipos de microcomputadoras, como
los dispositivos móviles es decir los celulares o las tabletas, también las
computadoras Macintosh® o Mac, que no son compatibles con la IBM, pero que en
muchos de los casos se les llaman también "PC", por ser de uso
personal.
En la actualidad existen variados tipos de
presentación de las computadoras:
Computadoras personales de escritorio, con el
gabinete tipo mini torre, separado del monitor. Computadoras personales
portátiles "Laptop" o "Notebook", “Tabletas”. Las Computadoras
personales de escritorio más comunes, con el gabinete horizontal, separado del monitor.
Computadoras personales que están en una sola unidad compacta el monitor y el
CPU.
Las computadoras "laptops" son
aquellas computadoras que están diseñadas para poder ser transportadas de un
lugar a otro. Se alimentan por medio de baterías recargables, pesan entre 1 y 3
libras, cada vez menos, y la mayoría trae integrado una pantalla de LCD (Liquid
Crys tal Display) o pantalla LED.
2. HARDWARE:
2.1 Definición de Hardware:
·
Hardware son todos aquellos
componentes físicos de una computadora, todo lo visible y tangible. El Hardware
realiza las 4 actividades fundamentales:
·
Entrada
·
Procesamiento
·
Almacenamiento Secundario
·
Salida
2.2 Dispositivos de Entrada
Entrada Para ingresar los datos a la
computadora, se utilizan diferentes dispositivos, por ejemplo:
2.2.1 Teclado
Dispositivo de entrada más comúnmente utilizado
que encontramos en todos los equipos computacionales. El teclado se encuentra
compuesto de 3 partes: teclas de función, teclas alfanuméricas y teclas
numéricas.
2.2.2 Mouse:
Es el segundo dispositivo de entrada más
utilizado. El mouse o ratón es arrastrado a lo largo de una superficie para
maniobrar un apuntador en la pantalla del monitor. Fue inventado por Douglas
Engelbart y su nombre se deriva por su forma la cual se asemeja a la de un
ratón.
2.2.3 Lápiz óptico:
Este dispositivo es muy parecido a una pluma
ordinaria, pero conectada a un cordón eléctrico y que requiere de un software
especial. Haciendo que la pluma toque el monitor el usuario puede elegir los
comandos de las programas.
2.2.4 Tableta digitalizadora:
Es una superficie de dibujo con un medio de
señalización que funciona como un lápiz. La tableta convierte los movimientos
de este apuntador en datos digitalizados que pueden ser leídos por ciertos
paquetes de cómputo. Los tamaños varían desde tamaño carta hasta la cubierta de
un escritorio.
2.2.5 Pantallas sensibles al tacto (Screen
Touch) :
Permiten dar comandos a la computadora
tocando ciertas partes de la pantalla. Hoy en día son implementadas en
Tabletas, Teléfonos celulares y variedad de dispositivos móviles.
2.2.6 Lectores de código de barras:
Son rastreadores que leen las barras
verticales que conforman un código. Esto se conoce como Punto de Venta (PDV).
Las tiendas de comestibles utilizan el código Universal de Productos (CUP ó
UPC). Este código identifica al producto y al mismo tiempo realiza el ticket
descuenta de inventario y hará una orden de compra en caso de ser necesario.
Algunos lectores están instalados en una superficie física y otros se operan
manualmente.
2.2.7 Scanners :
Convierten texto, fotografías a color ó en
Blanco y Negro a una forma que puede leer una computadora. Después esta imagen
puede ser modificada, impresa y almacenada. Son capaces de digitalizar una
página de gráficas en unos segundos y proporcionan una forma rápida, fácil y
eficiente de ingresar información impresa en una computadora; también se puede
ingresar información si se cuenta con un Software especial llamado OCR
(Reconocimiento óptico de caracteres).
2.2.8 Entrada de voz (reconocimiento de voz):
Convierten la emisión vocal de una persona en
señales digitales. La mayoría de estos programas tienen que ser
"entrenados" para reconocer los comandos que el usuario da
verbalmente, Una implementación del reconocimiento de voz se usa en la
profesión médica para permitir a los doctores compilar rápidamente reportes.
Más de 300 sistemas Kurzweil Voicemed están instalados actualmente en más de
200 Hospitales en Estados Unidos. Este novedoso sistema de reconocimiento
fónico utiliza tecnología de independencia del hablante. Esto significa que una
computadora no tiene que ser entrenada para reconocer el lenguaje o tono de voz
de una sola persona. Puede reconocer la misma palabra dicha por varios
individuos.
2.3 Procesamiento:
El CPU (Central Proccesor Unit) es el
responsable de controlar el flujo de datos (Actividades de Entrada y Salida
E/S) y de la ejecución de las instrucciones de los programas sobre los datos.
Realiza todos los cálculos (suma, resta, multiplicación, división y compara
números y caracteres). Es el "cerebro" de la computadora.
Se
divide en 3 Componentes
·
Unidad de Control (UC)
·
Unidad Aritmético/Lógica
(UAL)
·
Área de almacenamiento
primario (memoria)
2.3.1 Unidad de control:
Es en
esencia la que gobierna todas las actividades de la computadora, así como el
CPU es el cerebro de la computadora, se puede decir que la UC es el núcleo del
CPU. Supervisa la ejecución de los programas Coordina y controla al sistema de
cómputo, es decir, coordina actividades de E/S Determina que instrucción se
debe ejecutar y pone a disposición los datos pedidos por la instrucción.
Determina donde se almacenan los datos y los transfiere desde las posiciones
donde están almacenado. Una vez ejecutada la instrucción la Unidad de Control debe
determinar donde pondrá el resultado para salida ó para su uso posterior.
2.3.2 Unidad Aritmético/Lógica:
Esta
unidad realiza cálculos (suma, resta, multiplicación y división) y operaciones
lógicas (comparaciones). Transfiere los datos entre las posiciones de
almacenamiento. Tiene un registro muy importante conocido como: Acumulador ACC
al realizar operaciones aritméticas y lógicas, la UAL mueve datos entre ella y
el almacenamiento. Los datos usados en el procesamiento se transfieren de su
posición en el almacenamiento a la UAL. Los datos se manipulan de acuerdo con
las instrucciones del programa y regresan al almacenamiento. Debido a que el
procesamiento no puede efectuarse en el área de almacenamiento, los datos deben
transferirse a la UAL. Para terminar una operación puede suceder que los datos
pasen de la UAL al área de almacenamiento varias veces.
2.3.3 Área
de almacenamiento Primario:
La
memoria da al procesador almacenamiento temporal para programas y datos. Todos
los programas y datos deben transferirse a la memoria desde un dispositivo de
entrada o desde el almacenamiento secundario (CD, DVD, Memoria Externa), antes
de que los programas puedan ejecutarse o procesarse los datos. Las computadoras
usan 2 tipos de memoria primaria: ROM (read only memory), memoria de sólo
lectura, en la cual se almacena ciertos programas e información que necesita la
computadora las cuales están grabadas permanentemente y no pueden ser
modificadas por el programador.
Las
instrucciones básicas para arrancar una computadora están grabadas aquí y en
algunas notebooks han grabado hojas de cálculo, Basic, etc. RAM (Random access
memory), memoria de acceso aleatorio, la utiliza el usuario mediante sus
programas, y es volátil. La memoria del equipo permite almacenar datos de
entrada, instrucciones de los programas que se están ejecutando en ese momento,
los dato s resultados del procesamiento y los datos que se preparan para la
salida.
Los datos proporcionados a la computadora
permanecen en el almacenamiento primario hasta que se utilizan en el
procesamiento. Durante el procesamiento, el almacenamiento primario almacena
los datos intermedios y finales de todas las operaciones a ritméticas y
lógicas. El almacenamiento primario debe guardar también las instrucciones de
los programas usados en el procesamiento. La memoria está subdividida en celdas
individuales cada una de las cuales tiene una capacidad similar para almacenar
datos.
2.4 Dispositivos de Salida
Son los dispositivos que se encargan de
mostrar al usuario la información procesada por la computadora, ejemplo de esto
son:
2.4.1 Monitores:
El monitor ó pantalla de vídeo, es el
dispositivo de salida más común. Hay algunos que forman parte del cuerpo de la
computadora y otros están separados de la misma. Existen muchas formas de
clasificar los monitores, la básica es en término de sus capacidades de color,
pueden ser:
·
Monocromáticos, despliegan
sólo 2 colores, uno para el fondo y otro para la superficie. Los colores pueden
ser blanco y negro, verde y negro ó ámbar y negro.
·
Escala de Grises, un
monitor a escala de grises es un tipo especial de monitor monocromático capaz
de desplegar diferentes tonos de grises.
·
Color: Los monitores de color
pueden desplegar de 4 hasta 1 millón de colores diferentes.
Conforme ha avanzado la tecnología han
surgido los diferentes modelos:
·
TTL, Monocromático, muy
pobre resolución, los primeros no tenían capacidad de graficar. CGA, Color
Graphics Adapter, desplegaba 4 colores, con muy pobre resolución a comparación
de los monitores actuales, hoy en día fuera del mercado. EGA, Enhanced Graphics
Adapter, manejaba una mejor resolución que el CGA, de 640x350 pixeles. (Los
pixeles son los puntos de luz con los que se forman los caracteres y gráficas
en el monitor, mientras más pixeles mejor resolución). Desplegaban 64 colores.
·
VGA, Vídeo Graphics Array,
los hay monocromáticos y de color. Adecuados para ambiente gráfico por su alta
resolución (640x480 pixeles), pueden llegar hasta 256,000 colores ó 64
tonalidades de gris dependiendo de la memoria destinada al dispositivo.
·
PVGA, Super Vídeo Graphics
Array, maneja una resolución más alta (1,024x768), el número de colores
desplegables varía dependiendo de la memoria, pero puede ser mayor que 1 millón
de colores.
·
UVGA, Ultra Vídeo Graphics
Array, Resolución de 1280 x 1024.
La calidad de las imágenes que un monitor
puede desplegar se define más por las capacidades de la Tarjeta controladora de
vídeo, que por las del monitor mismo. El controlador de vídeo es un dispositivo
intermediario entre el CPU y el monitor. El controlador contiene la memoria y
otros circuitos electrónicos necesarios para enviar la información al monitor
para que la despliegue en la pantalla.
2.4.2 Impresoras:
Dispositivo que convierte la salida de la
computadora en imágenes impresas. Las impresoras se pueden dividir en 2 tipos:
las de impacto y las de no impacto.
IMPRESORAS DE IMPACTO:
Una
impresora que utiliza un mecanismo de impresión que hace impactar la imagen del
carácter en una cinta y sobre el papel. Las impresoras de línea, de matriz de
punto y de rueda de margarita son ejemplos de impresoras de impacto.
·
Impresora de Matriz de puntos,
es la impresora más común. Tiene una cabeza de impresión movible con varias
puntillas o agujas que al golpear la cinta entintada forman caracteres por
medio de puntos en el papel, Mientras más agujas tenga la cabeza de impresión
mejor será la calidad del resultado. Las hay de 10 y 15", las velocidades
varían desde: 280 cps hasta 1,066 cps
·
Impresoras de margarita;
tiene la misma calidad de una máquina de escribir mediante un disco de
impresión que contiene todos los caracteres, están de salida del mercado por
lentas.
·
Impresoras de Línea: Son
impresoras de alta velocidad que imprimen una línea por vez. Generalmente se
conectan a grandes computadoras y a Minicomputadoras. Las impresoras de línea
imprimen una línea a la vez desde aproximadamente 100 a 5000 LPM.
IMPRESORAS SIN IMPACTO:
Hacen la impresión por diferentes métodos,
pero no utilizan el impacto. Son menos ruidosas y con una calidad de impresión
notoriamente mejor a las impresoras de impacto. Los métodos que utilizan son
los siguientes:
·
Térmicas: Imprimen de forma
similar a la máquina de matriz, pero los caracteres son formados marcando
puntos por quemadura de un papel especial. Vel. 80 cps. Los faxes trabajan con
este método.
·
Impresora de inyección de
tinta: Emite pequeños chorros de tinta desde cartuchos desechables hacia el
papel, las hay de color. Vel. De 4 a 7 ppm.
·
Electrofotográficas o
Láser: Crean letras y gráficas mediante un proceso de fotocopiado. Un rayo
láser traza los caracteres en un tambor fotosensible, después fija el tóner al
papel utilizando calor. Muy alta calidad de resolución, velocidades de 4 a 18
ppm
3. SOFTWARE:
El software es el conjunto de instrucciones
que las computadoras emplean para manipular datos. Sin el software, la
computadora nada más que un aparato eléctrico y un conjunto de medios sin
utilizar. Al cargar los programas en una computadora, la máquina actuará como
si recibir a una educación instantánea; de pronto "sabe" cómo pensar
y cómo operar. El Software es un conjunto de programas, documentos,
procedimientos, y rutinas asociados con la operación de un sistema de cómputo.
Distinguiéndose de los componentes físicos llamados hardware.
Comúnmente a los programas de computación se
les llama software; el software asegura que el programa o sistema cumpla por
completo con sus objetivos, opera con eficiencia, esta adecuadamente
documentado, y suficientemente sencillo de operar. Es simplemente el conjunto
de instrucciones individuales que se le proporciona al microprocesador para que
pueda procesar los datos y generar los resultados esperados. El hardware por sí
solo no puede hacer nada, pues es necesario que exista el software, que es el
conjunto de instrucciones que hacen funcionar al hardware.
Clasificaciones del Software:
El software se clasifica en 3 diferentes
Categorías:
·
Sistemas Operativos,
·
Lenguajes de Programación,
·
Software de Aplicaciones
3.1 Sistemas Operativos:
El sistema operativo es un software
almacenado en el equipo que permite interpretar las instrucciones del usuario e
indicarle al dispositivo que tarea debe realizar y cómo efectuarla. Todo dispositivo como un teléfono celular,
una tableta, una computadora personal, una computadora Mac necesitan de un
sistema operativo para poder interactuar con el usuario, el sistema operativo
del teléfono celular por ejemplo es el software base del aparato que permite hacer una llamada, buscar un
contacto interpretando los botones o la presión sobre la pantalla táctil que
haga el usuario, en la computadora personal el sistema operativo interpreta las
teclas que presiona el usuario y escribe en la pantalla, o interpreta la orden
para mandar a imprimir.
Actualmente son populares varios sistemas
operativos para diferentes dispositivos: Android para teléfonos celulares y
algunas marcas de tabletas, IOS para dispositivos móviles de marca Apple, Mac
Os para computadoras de escritorio de marca Mac , Linux para computadores
personales y servidores y Windows también para computadoras personales y servidores,
siendo este, el sistema operativo más comercial del mercado informático,
también existen otros sistemas operativos más antiguos considerados padres de
los actuales como Unix, DOS.
3.2 Software de Aplicaciones:
Es el software para uso general que se emplea
para aplicaciones empresariales, científicas y personales. El software de hoja
de cálculo, de procesamiento de texto, de manejo de Bases de Datos, pertenece a
esta categoría. La mayoría de software para uso general se vende como paquete;
es decir, con software y documentación orientada al usuario, el software de
aplicación también puede ser desarrollado y escrito para realizar tareas
específicas personales, empresariales o científicas como el procesamiento de
nóminas, la administración de los recursos humanos o el control de inventarios.
3.3 Lenguajes de Programación
Son Aplicaciones con conjuntos de
instrucciones específicos que permiten crear otras aplicaciones o programas
personalizados y su implementación es basta, nos permiten crear software propio
de una organización para funciones contables, de inventario, de análisis, nos
permiten crear juegos, etc, Los más dominantes del mercado actualmente son
Java, Visual Basic, C++, C#, aunque existen muchos más.
4. Proceso al Encender una Computadora.
Cuando enciendes una computadora, lo primero
que ésta hace es llevar a cabo un autodiagnóstico llamado auto prueba de
encendido (Power On Self Test, POST). Durante la POST, la computadora
identifica su memoria, sus discos, su teclado, su sistema de vídeo y cualquier
otro dispositivo conectado a ella. Lo siguiente que la computadora hace es
buscar un SO para arrancar (boot).
Una vez que la computadora ha puesto en
marcha su Sistema Operativo, mantiene al menos parte de éste en su memoria en
todo momento. Mientras la computadora esté encendida, el SO tiene 4 tareas
principales.
·
Proporcionar ya sea una
interfaz de línea de comando o una interfaz gráfica al usuario, para que este
último se pueda comunicar con la computadora. Interfaz de línea de comando: tú
introduces palabras y símbolos desde el teclado de la computadora, ejemplo, el
MS-DOS. Interfaz gráfica del Usuario (GUI), seleccionas las acciones mediante
el uso de un Mouse para pulsar sobre figuras llamadas iconos o seleccionar
opciones de los menús.
·
Administrar los
dispositivos de hardware en la computadora, cuando corren los programas,
necesitan utilizar la memoria, el monitor, las unidades de disco, los puertos
de Entrada/Salida (impresoras, módems, etc). El SO sirve de intermediario entre
los programas y el hardware.
·
Administrar y mantener los
sistemas de archivo de disco · Los SO agrupan la información dentro de
compartimientos lógicos para almacenarlos en el disco. Estos grupos de
información son llamados archivos. Los archivos pueden contener instrucciones
de programas o información creada por el usuario. El SO mantiene una lista de
los archivos en un disco, y nos proporciona las herramientas necesarias para
organizar y manipular estos archivos.
·
Apoyar a otros programas.
Otra de las funciones importantes del SO es proporcionar servicios a otros
programas. Estos servicios son similares a aquellos que el SO proporciona
directamente a los usuarios. Por ejemplo, listar los archivos, grabarlos a
disco, eliminar archivos, revisar espacio disponible, etc. Cuando los
programadores escriben programas de computadora, incluyen en sus programas
instrucciones que solicitan los servicios del SO. Estas instrucciones son
conocidas como "llamadas del sistema"
4.1 Funcionamiento de los Sistemas Operativos
Multitareas:
El término multitarea se refiere a la
capacidad del SO para correr más de un programa al mismo tiempo. Existen dos
esquemas que los programas de sistemas operativos utilizan para desarrollar SO
multitarea.
·
El primero requiere de la
cooperación entre el SO y los programas de aplicación. Los programas son
escritos de tal manera que periódicamente inspeccionan con el SO para ver si
cualquier otro programa necesita a la CPU, si este es el caso, entonces dejan
el control del CPU al siguiente programa, a este método se le llama multitarea
cooperativa y es el método utilizado por el SO de las computadoras de
Machintosh y DOS corriendo Windows de Microsoft.
·
El segundo método es el
llamada multitarea con asignación de prioridades. Con este esquema el SO
mantiene una lista de procesos (programas) que están corriendo. Cuando se
inicia cada proceso en la lista el SO le asigna una prioridad. En cualquier
momento el SO puede intervenir y modificar la prioridad de un proceso
organizando en forma efectiva la lista de prioridad, el SO también mantiene el
control de la cantidad de tiempo que utiliza con cualquier proceso antes de ir
al siguiente. Con multitarea de asignación de prioridades el SO puede sustituir
en cualquier momento el proceso que está corriendo y reasignar el tiempo a una
tarea de más prioridad. Unix OS-2 y Windows NT emplean este tipo de multitarea.
4.2 Funcionamiento de los Sistemas Operativos
Multiusuario
Un SO multiusuario permite a más de un solo
usuario accesar una computadora. Claro que, para llevarse esto a cabo, el SO
también debe ser capaz de efectuar multitareas. Unix es padre de los Sistemas
Operativo Multiusuario y por mucho tiempo fue el más utilizado. Debido a que Unix fue
originalmente diseñado para correr en una minicomputadora, era multiusuario y
multitarea desde su concepción, existieron diferentes versiones de Unix para PC
tales como The Santa Cruz Corporation Microport, Esix, IBM,y Sunsoft. Apple
también produce una versión de Unix para la Machintosh llamada: A/UX.Unix.
4.3 Funcionamiento de los Sistemas Operativos
Multiprocesos:
Las
computadoras que tienen más de un CPU son llamadas multiproceso. Un sistema
operativo multiproceso coordina las operaciones de las computadoras
multiprocesadoras. Ya que cada CPU en una computadora de multiproceso puede
estar ejecutando una instrucción, el otro procesador queda liberado para
procesar otras instrucciones simultáneamente. Al usar una computadora con
capacidades de multiproceso incrementamos su velocidad de respuesta y procesos.
