Equipo e InfraestructuraFísica

Índice:

Concepto de Ordenador

Estructura del Ordenador

Funcionamiento del Ordenador

Montando un Ordenador

Historia de los Ordenadores

Ordenador o Computadora.

Una computadora u ordenador es un sistema digital

con tecnología microelectrónica capaz de procesar

información a partir de un grupo de instrucciones

denominado programa.

La estructura básica de una computadora incluye

microprocesador (CPU), memoria y dispositivos de

entrada/salida (E/S), junto a los buses que permiten la comunicación entre ellos.

Concepto de Ordenador Sistema Digital

Un sistema digital es cualquier dispositivo destinado a la generación, transmisión, procesamiento o almacenamiento de señales digitales.Se dice que una señal es digital cuando las magnitudes de la misma se representan mediantevalores discretos en lugar de variables continuasPor ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dosvalores o estados: abierto o cerrado (lámpara encendida oapagada)

Microelectrónica

La microelectrónica es la aplicación de la cienciaelectrónica a componentes y circuitos de dimensiones muy pequeñas, microscópicas y hasta de nivel molecular para producir dispositivos y equipos electrónicos de dimensiones reducidas pero altamente funcionales El teléfono celular, el microprocesador de la CPU y la computadora tipo Palm son claros ejemplos de los alcances actuales de la Tecnología Microelectrónica

InformaciónEn sentido general, la información es un conjunto organizado de datos, que constituyen un mensaje sobre un determinado ente o fenómeno Si, por ejemplo, se organizan los datos sobre un país (número de habitantes, densidad de población, nombre del presidente, ...) y se escribe, por ejemplo, el capítulo de un libro, podemos decir que ese capítulo constituye información sobre ese país.

ProgramaPrograma es un esquema que muestra la secuencia que lleva a cabo un proceso.

Software es el conjunto de programas quepuede ejecutar el hardware para la realizaciónde las tareas de computación a las que se destina Se trate del conjunto de instrucciones que permite la utilización del ordenador.

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Estructuradel

OrdenadorEstructuraLa estructura básica de una computadora incluyemicroprocesador (CPU), memoria y dispositivosde entrada/salida (E/S), junto a los buses que

permiten la comunicación entre ellos memoriamicroprocesador dispositivos de entrada/salidabusesCPU

Microprocesador

Un Microprocesador es un conjunto de circuitoselectrónicos altamente integrado para cálculo y control computacional, es utilizado como Unidad Central de Proceso (CPU) en un ordenador y en otros dispositivos electrónicos complejos como cámaras fotográficas , impresoras, ... Intel, ADM, …

CPU

Se denomina CPU (siglas de Central Processing Unit) o Unidad Central de Proceso (UCP) a la unidad donde se ejecutan las instrucciones de los programas y se controla el funcionamiento de los distintos componentes del ordenador Suele estar integrada en un chip denominado microprocesador Es el corazón de todo computador

Memoria

Dispositivo capaz de almacenar información

La memoria de ordenador es la parte del hardware que

retiene durante cierto período de tiempo información quenecesita el sistema para funcionar correctamente

Tipos de Memoria

Disco duro: almacena los archivos y programas del usuario;Mantiene la información incluso si el ordenador es apagado ytiene una gran capacidad de almacenamientoMemoria RAM: usada para almacenar cosas tales comoprogramas e información de manera temporal mientras el

ordenador está siendo utilizado; Este tipo de memoria esrápida y es útil para acceder a datos sin tener que leerlos deun soporte de almacenamiento más lento, como un disco duro.La información se pierde cuando el ordenador es apagado (esvolátil)Memoria caché: es generalmente encontrada en losmicroprocesadores, discos duros u otros aparatos, es unapequeña cantidad de memoria de muy alta velocidad

Dispositivos Entrada/SalidaUn dispositivo de entrada/salida es cada uno de loselementos físicos (hardware) de un ordenador o

computadora que permiten al sistema interactuar conelementos o actores físicos externos a la computadora Pantallas o terminales (dispositivos de salida)

Teclados o dispositivos apuntadores, como ratones, joystick (dispositivos de entrada) Sistemas de almacenamiento, como discos duros (dispositivos de entrada y salida) o lectores de medios ópticos Impresoras (dispositivos de salida) Buses

En arquitectura de ordenadores, un bus es un subsistemaque transfiere datos o electricidad entre componentes delordenador dentro de un ordenador o entre ordenadores

Funcionamientodel

Ordenador

Arquitectura von Neumann

Aunque las tecnologías empleadas en las computadorasdigitales han cambiado mucho desde que aparecieron losprimeros computadores en los años 40, la mayoría todavíautilizan la arquitectura von Neumann, propuesta a principios de los años 1940 por John von NeumannLa arquitectura von Neumann describe uncomputador con 4 secciones principales: launidad lógica y aritmética (ALU), la

unidad de control, la memoria, y losdispositivos de entrada y salida (E/S); Estas partes están

interconectadas por un conjunto de cables denominados buses Esquema mismo dispositivo de almacenamiento tantopara las instrucciones como para los datos

CPU Fase 1 von NeumannObtiene la siguiente instrucción desde la memoria (1)en la dirección indicada por el contador de programa

(2) y la guarda en el registro de instrucción (3)

Fase 2 von NeumannAumenta el contador de programa (4) en la longitudde la instrucción para apuntar a la siguiente

Fase 3 von NeumannDescodifica la instrucción mediante la unidad de control(5); Ésta se encarga de coordinar el resto de componentes(6) del ordenador para realizar una función determinada

Fase 4 von NeumannSe ejecuta la instrucción (Ésta puede cambiar el valor delcontador del programa, permitiendo así operacionesrepetitivas; El contador puede cambiar también cuando secumpla una cierta condición aritmética, haciendo que elordenador pueda 'tomar decisiones', que pueden alcanzar

cualquier grado de complejidad, aritmética y lógica)

Fase 5 von NeumannVuelve al paso 1 y obtiene la siguiente instrucción desdela memoria en la dirección indicada por el contador deprograma y la guarda en el registro de instrucción

AñadidosHoy en día, la mayoría de ordenadores estánbasados en esta arquitectura, aunque puedenincluir otros dispositivos adicionales, (por ejemplo,para gestionar las interrupciones de dispositivosexternos como ratón, teclado, …)

Montando unOrdenador

La CajaVentiladores de discos

Placa Base

CPU

Tarjetas

Almacenamiento

Fin

Encender el OrdenadorCuando se conecta el interruptor de un ordenador,ocurren una serie de operaciones (dos grandes tipos)Los test de comprobación: Entrada de la alimentacióneléctrica al ordenador desde la fuente de alimentación;Llamada del microprocesador a la ROM-BIOS; La BIOS leda las indicaciones de los test a realizar; Comprobacióndel bus de expansión (placas instaladas); Verificación dela tarjeta de vídeo; Comprobación de la memoria caché;Comprobación de la memoria RAM; Comprobación delteclado; Comprobación de las unidades de discoLa carga del resto del sistema operativo:

según el sistema operativo que se tenga

Historiade los

Ordenadores

CalculadorasHistoria de los Ordenadores 36Las calculadoras aparecen porque el hombre necesitarealizar cálculos básicos para el control de sus propiedadesLa calculadora más antigua son las manos

Luego empieza a utilizar trozos de madera y piedras

El paso siguiente es asignar un valor simbólico a un objetoEl ábaco se compone de un marco de madera en el que haytendidos una serie de varillas; en cada una se insertan unaserie de cuentas que permiten almacenar números y realizaroperaciones de suma y resta

Calculadora Mecánica En 1623, un alemán llamado Schickard diseño la primera calculadora quesumaba y restaba (tuvo tan malasuerte que el modelo fue destruidoen un incendio)La calculadora más famosa de estaépoca fue desarrollada por el filósofo

Blaise Pascal a los 19 añosMachina Aritmética (sumas y restas)

G.W. Leibniz En 1671, Gottfried Wilhelm Leibniz construye la primeramáquina capaz de sumar, restar, multiplicar y dividirLa Máquina UniversalTodas estas máquinas no eran completamenteautomáticas ya que requerían la intervenciónhumana durante el proceso de cálculo

Comienzos Siglo XIX A comienzos del XIX el francés Joseph-Marie Jacquardinventa un telar mecánico cuyos diseños se reproducíangracias a una serie detarjetas perforadasLa Máquina Analítica

Utilizando el procedimiento de las tarjetasperforadas unido a los diseños de ruedasmecánicas, Charles Babbage desarrolla en

1834 la Máquina AnaliticaTenía los tres componentesbásicos de un ordenador moderno:una memoria, una unidad decálculo y una unidad de controlAlmacenaba programasIBM

En 1980 Herman Hollerith, crea una máquina para realizar

el censo de los EEUU Esta máquina utiliza un sistema electrónico para la lectura delas tarjetas perforadas y un sistema mecánico para calcularEn 1924 la compañía fundada porHollerith cambia de nombre paradenominarse “InternationalBusiness Machines”Ordenadores ModernosAparece la tecnología eléctrica que permite laincorporación de relesEn china antiguamente ya se había utilizado unsistema binario de numeraciónSe desarrolla la Lógica Algebraica de BooleLas computadoras, a diferencia de las calculadoras,poseen un programa, el cual puede ser modificado paraque la máquina realice diferentes operaciones, mientrasque las calculadoras se limitan a un único propósito, ovarios, pero ya prefijados desde su fabricación

Primera Generación (1940-1960) En 1936 Turing desarrolla una teoría sobre elfuncionamiento de calculadores binariosEn 1941 el científico alemán Konrad Zuseconstruye la primera computadora queplasma la teoría de Turing con relesLa Universidad de Harvard establece unacuerdo con IBM pare crear un computadorde carácter general; Terminada en 1944, elMark I tardaba diez segundos enmultiplicar ocupando 25m2ENIACEn 1947 se construyó en la Universidad de Pennylvania laENIAC, que fue la primera computadora propiamente dichaOcupaba todo un sótanode la Universidad y

pesaba 30 toneladas, pero realizaba cinco miloperaciones aritméticaspor segundo

J. von Neumann Considerado el padre de las computadoras modernas

por el impacto de sus ideas,John von Neumann se incorpora

al proyecto ENIAC Bajo subvención del Departamentode Defensa de EEUU, crea EDVACla primera máquina que, ademásde almacenar los datos, era capazde almacenar programas para sufuncionamiento

Segunda Generación (1960-1965)

Se cambia la válvula de vacío por el transistorSu aparición hizo que las computadoras fuesen másrápidas, pequeñas y baratas

Tercera Generación (1965-1975) Se caracteriza por la aparición de los circuitosintegrados realizados a base de silicio, el aumento de la

velocidad, el mayor número de programas y la apariciónde terminalesNace el concepto de Sistema Operativo (IBM serie 360)Cuarta Generación (1975-1990)

Aparecen los chip, circuitos integrados con gran cantidadde transistores integrados en un pequeño espacioSe abre una nueva era con la aparición de lasComputadoras Personales (Personal Compute; PC)En 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs fabrican en elgaraje de su casa Apple I, laprimera microcomputadoradel mundoQuinta Generación (1990-)La velocidad se dispara y se generaliza el Ordenador PersonalLey de Moore: “El número de transistores pormicroprocesador se duplica cada 18 meses”La ley de Moore se hacumplido en los últimos30 años y se prevé quese cumpla durante lospróximos 20 años