Semana II Clase 1

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Computación 2010

Semana 2 Parte I

Fundamentos del Hardware: Dentro de la Caja

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Universidad Peruana Cayetano Heredia

Facultad de Ciencias y Filosofía

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Computación 2010 Semana 2 Parte I

Objetivos

Como las computadoras almacenan y manipulan información.La estructura básica y organización de una computadora.Describir las funciones e interacciones de los principales componentes internos del sistema de una computadoraTipos de memoria y dispositivos de almacenamiento.

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Que hácen las computadoras

Funciones básicas de una computadora

Recibir una entrada: Aceptan información del mundo exterior.Procesar información: Realizan operaciones aritméticas o lógicas

(toma de desiciones) sobre la información.Producir una salida: Comunican información al mundo exterior.Almacenar información: Desplazan y almacenan información en

la memoria.

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Que hácen las computadoras (cont.)

Componentes básicos de una computadoraDispositivos de entrada

Teclados y dispositivos para señalar (mouse)

Dispositivos de salida Pantalla o monitor de vídeoImpresoraParlantes

Unidad central de procesamiento (CPU)Microprocesadores

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Que hácen las computadoras (cont.)

Componentes básicos de una computadora

Memoria y dispositivos de almacenamiento

Almacenamiento primario: RAM (Random Access Memory) Almacenamiento secundario: Dispositivos de almacenamiento que

sirven como repositorios de datos a largo plazoDiscos durosCD grabables y unidades de DVDUnidades de cinta

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Acerca de la información

Información Comunicación que tiene valor porque informa Cualquier cosa que puede ser comunicada, tenga

o no tenga valor

La información viene en muchas formasPalabras, números, imágenes

Sonidos, videos En Computación los términos: datos e

información, son más o menos intercambiables

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Información y bits

Magnitudes analógicas y discretasLa información es digital

Bit, o dígito binarioUnidad mas pequeña de informaciónPuede tener uno de dos valores: 1 ó 0Puede representar números, códigos, ó

instrucciones Byte: grupo lógico de 8 bits

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Un poco sobre los bitsUsando dos símbolos todos los números pueden ser representados asi como operados aritméticamente.

Una calculadora traduce el pulso de las teclas numéricas en series de ceros y unos Cada número es luego visto como un componente de sus valores posicionales (cada uno en base 2) 19 será representado como 00010011

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Un poco sobre los bits (cont.)Bits como númerosSistema numérico binario

Denota todos los números con combinaciones de dos dígitos

Los números decimales se convierten automaticamente en números binarios y viceversa

El proceso de numeración binario se oculta completamente al usuario

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Un poco sobre los bits (cont.)

Bits como códigosASCII …8bits

El código más utilizado Acrónimo de American Standard Code for

Information Interchange (Código normalizado americano para el intercambio de información)

Unicode ...16 bits Un esquema de codificación que soporta 65,000

caracteres únicos

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Bits como instrucciones en programasProgramas almacenados como conjuntos de bits

Las instrucciones del programa están representados en notación binaria mediante el uso de códigos

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Bits, bytes y palabras que zumban

Terminología relacionada con los bits

– Byte– Kilobyte (KB)– Megabytes (MB)– Gigabytes (GB)– Terabytes (TB)

= 8 bits

= 1000 Bytes

= 1 Millón de Bytes

= 1000 MB

= 1 Millón de MB

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Computación 2010 Semana 2 Parte I El corazón de la computadora: CPU y memoria

La CPU: la computadora realCPU (microprocesador)

Interpreta y ejecuta las instrucciones en cada programa

Supervisa la manipulación de datos aritméticos y logicos

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Se comunica con las otras partes del sistema indirectamente a través de la memoria

Es un conjunto extraordinario complejo de circuitos electrónicos

Contenido con otros chips y componentes electrónicos en la placa madre

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Computación 2010 Semana 2 Parte I El corazón de la computadora: CPU y memoria

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Computación 2010 Semana 2 Parte I Compatibilidad

No todo el software es compatible con todas las CPUEl software escrito para la familia de procesadores PowerPC

utilizados en las computadoras Macintosh no se ejecutará en los procesadores Intel

Los programas escritos para Linux no pueden ejecutarse en Windows

Ambos sistemas funcionan en PC con microprocesador Intel

Las CPU de la misma familia se diseñan generalmente para ser compatibles

Los procesadores mas recientes pueden procesar todas las instrucciones que aceptan los modelos anteriores

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RendimientoLas aplicaciones requieren máquinas más rápidas para generar resultados satisfactoriosEl rendimiento global de una computadorta está determinado por:

La velocidad del reloj interno de su microprocesadorMedida en unidades llamadas gigahertz (GHz), miles de millones de ciclos por segundo.

La arquitectura y tamaño de palabra del procesadorEstaciones de trabajo y servidores de más alta gama utilizan procesadores de 64 bitsLa mayoría de PCs y Macintoshes utilizan procesadores de 32 bitsAlgunas computadoras acopladas y fabricadas para propositos específicos utilizan todavía procesadores de 8 y 16 bits

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Rendimiento (cont.)

Técnicas para mejorar el rendimiento de una

computadora: Procesamiento paralelo ClustersGrid

Cloud

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La memoria de la computadora RAM (random access memory)

Usada para almacenar temporalmente las instrucciones y los datos del programa

Las direcciones únicas y datos pueden ser almacenados en cualquier locación

Puede recuperar información rapidamente No mantiene la información si se apaga la energía (volátil)

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La memoria de la computadora (cont.)ROM (read-only memory)

La información es almacenada permanentemente en un chip

Contiene instrucciones de arranque y otra información crítica

CMOS (complementary metal oxidesemiconductor)Clase especial de RAM de baja energía

Flash memory Usada para teléfonos móviles, beepers,

computadoras portátiles, computadoras de mano, PDAs

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Buses, Puertos, y Periféricos

La información viaja entre los componentes de la placa madre a través de grupos de cables llamados buses del sistema, o sólo buses

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Buses, Puertos, y Periféricos (cont.)

BusesGeneralmente tienen 32 o 64 cables Conectan con los dispositivos de

almacenamiento en las bahíasConectan a las ranuras de expansiónConectan a buses externos y a puertos

Ranuras y puertos Hacen fácil agregar dispositivos

externos, llamados periféricos

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Inventando el Futuro

La nueva tecnología laser llamada extreme ultraviolet lithography (EUVL, litografía ultravioleta extrema) podría reducir el tamaño del chip e incrementar radicalmente su rendimiento.

Los superconductores que transmiten electricidad sin calor podrían incrementar la velocidad cien veces más

Las computadoras ópticas transmiten información en ondas de luz en lugar de hacerlo mediante impulsos electricos

La unica cosa que ha crecido mas rapido que el hardware en los ultimos 40 años, es la expectativa humana.—Bjarne Stroustrup, AT&T Bell Labs, diseñador C++

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Resumen

Una computadora manipula patrones de bits—dígitos binarios de información

La CPU sigue las instrucciones del software para realizar los cálculos y las manipulaciones lógicas que transforman los datos de entrada en salida

No todas las CPU son compatibles entre sí

La gran Era de la información es realmente una explosión de no-información; es una explosión de datos. Para manipular la creciente embestida de datos, es imperativo distinguir entre los dos; información es lo que conduce a la comprensión.—Richard Saul Wurman, en Information Anxiety

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Computación 2010 Semana 2 Parte I Resumen (cont.)

La CPU utiliza: RAM (random access memory) como un area de almacenamiento

temporal—un bloc de notas—para instrucciones y datos ROM (read-only memory), que contiene la información no

intercambiable que sirve como material de referencia para la CPU al ejecutar instrucciones del programa

La CPU y la memoria principal están albergadas en chips de silicio de la placa madre

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