La Computadora
¿Qué es una computadora?
Una computadora es un sistema digital con tecnología microelectrónica capaz de procesar datos 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. La característica principal que la distingue de otros dispositivos similares, como una calculadora no programable, es que puede realizar tareas muy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute el procesador.
TIPOS DE COMPUTADORA:
Se clasifican de acuerdo al principio de operación de Analógicas y Digitales.
Computadora Analógica:
1.- Aprovechando el hecho de que diferentes fenómenos físicos se describen por relaciones matemáticas similares (v.g. Exponenciales, Logarítmicas, etc.) pueden entregar la solución muy rápidamente. Pero tienen el inconveniente que al cambiar el problema a resolver, hay que realambrar la circuitería (cambiar el Hardware).
Computadora Digital:
1.- Están basadas en dispositivos biestables, i.e., que sólo pueden tomar uno de dos valores posibles: ‘1’ ó ‘0’. Tienen como ventaja, el poder ejecutar diferentes programas para diferentes problemas, sin tener que la necesidad de modificar físicamente la máquina.
Supercomputadoras
Una supercomputadora es la computadora más potente disponible en un momento dado. Estas máquinas están construidas para procesar enormes cantidades de información en forma muy rápida. Las supercomputadoras pueden costar desde 10 millones hasta 30 millones de dólares, y consumen energía eléctrica suficiente para alimentar 100 hogares.
Macrocomputadoras
La computadora de mayor tamaño en uso común es el macrocomputadora. Las macrocomputadoras (mainframe) están diseñadas para manejar grandes cantidades de entrada, salida y almacenamiento.
Minicomputadoras
La mejor manera de explicar las capacidades de una minicomputadora es diciendo que están en alguna parte entre las de una macrocomputadora o mainframe y las de las computadoras personales. Al igual que las macrocomputadoras, las minicomputadoras pueden manejar una cantidad mucho mayor de entradas y salidas que una computadora personal. Aunque algunas minis están diseñadas para un solo usuario, muchas pueden manejar docenas o inclusive cientos de terminales.
Estaciones de trabajo
Entre las minicomputadoras y las microcomputadoras (en términos de potencia de procesamiento) existe una clase de computadoras conocidas como estaciones de trabajo. Una estación de trabajo se ve como una computadora personal y generalmente es usada por una sola persona, al igual que una computadora. Aunque las estaciones de trabajo son más poderosas que la computadora personal promedio. Las estaciones de trabajo tienen una gran diferencia con sus primas las microcomputadoras en dos áreas principales. Internamente, las estaciones de trabajo están construidas en forma diferente que las microcomputadoras. Están basadas generalmente en otra filosofía de diseño de CPU llamada procesador de cómputo con un conjunto reducido de instrucciones (RISC), que deriva en un procesamiento más rápido de las instrucciones.
Computadoras personales
Pequeñas computadoras que se encuentran comúnmente en oficinas, salones de clase y hogares. Las computadoras personales vienen en todas formas y tamaños. Modelos de escritorio El estilo de computadora personal más común es también el que se introdujo primero: el modelo de escritorio. Computadoras notebook Las computadoras notebook, como su nombre lo indica, se aproximan a la forma de una agenda. Las laptop son las predecesoras de las computadoras notebook y son ligeramente más grandes que éstas. Asistentes personales digitales Los asistentes personales digitales (PDA) son las computadoras portátiles más pequeñas. Las PDA, también llamadas a veces palmtops, son mucho menos poderosas que los modelos notebook y de escritorio. Se usan generalmente para aplicaciones especiales, como crear pequeñas hojas de cálculo, desplegar números telefónicos y direcciones importantes, o para llevar el registro de fechas y agenda. Muchas pueden conectarse a computadoras más grandes para intercambiar datos.
Tabla Comparativa
| Categoría | Tamaño | Velocidad | Número de | Rango de Precios |
| Supercomputadora | Cuarto completo | Miles de MIPS | Miles de usuarios | Varios millones en adelante |
| Microcomputadores “Mainframe” | Cuarto parcial o completo | Cientos de MIPS | Cientos a Miles de usuarios | $300,000 a varios millones |
| Minicomputadora | De pequeño a archivo grande | Cientos de MIPS | 2 a 4,000 usuarios | $15,000 a varios cientos de miles de $ |
| Estación de Trabajo | De escritorio a archivo pequeño | 25 a 200 MIPS | 2 a 1,000 usuarios | $5,000 a $150,000 |
| Microcomputadora | De mano a escritorio | 1 a 100 MIPS | un usuario | Cientos a Miles de dólares |
Componentes de la computadora
Hardware
También se conocen como componentes físicos .Incluyen tanto a los componentes internos como los externos de la computadora.
Unidad aritmético – lógica
El procesamiento practicado a los datos en una computadora involucra en gran medida operaciones de comparación y aritmética puesto que, como se muestra más adelante, esos datos se almacenan como números o código binario. Las operaciones lógicas se refieren a comparaciones, como determinar si un número es igual, mayor o menor que otro. Las operaciones lógicas además cuentan con sus opuestos, es decir, para “igual que” existe el “no es igual que”. Las operaciones aritméticas se refieren a la suma, resta, multiplicación y división.
Si la instrucción implica operaciones aritméticas o lógicas, la unidad de control pasa ésta instrucción directamente a la Unidad Aritmético Lógica (ALU – arithmetic-logic unit) que está reservada específicamente para realizar las operaciones aritméticas y las operaciones lógicas en la computadora. Dentro del CPU, formando parte de la unidad de control y de la unidad aritmético lógica, se incluyen un grupo de registros. Los registros constituyen áreas especiales de almacenamiento adicional y de montaje de alta velocidad, que mantienen temporalmente datos e instrucciones durante el procesamiento. Su finalidad es hacer más eficiente el procesamiento. Al formar parte de la unidad de control y de la Unidad aritmético lógica su contenido se manipula con más rapidez inclusive que el de la memoria principal.
Sistema Binario: el lenguaje de las computadoras.
En el interior del gabinete del sistema de una computadora, se ven principalmente circuitos electrónicos. En una computadora los datos son reducidos a interruptores eléctricos. Los interruptores pueden tener sólo uno de dos estados posibles: encendido o apagado. Así que sólo se cuenta con dos símbolos numéricos, 1 para “encendido” y O para “apagado”.
Al contar con tan sólo dos símbolos numéricos, las computadoras funcionan internamente con el sistema binario que se compone de dos dígitos (0 y 1) para la representación de datos e instrucciones. Estos dos dígitos se implementan de forma electrónica mediante dos estados (apagado o encendido). Toda la información que entra a una computadora es convertida en estos números binarios.
La memoria RAM (Randon Access Memory):
Recibe el nombre de memoria principal o memoria del usuario, en ella se almacena información solo mientras el computador esta encendido (Memoria Temporal). Al momento de apagar el computador esta información se pierde, para que al momento de volver a encender el computador se encuentre disponible para ser administrada por la unidad de control.
La memoria ROM (Read Only Memory):
Es una memoria estática que no puede cambiar, el procesador puede leer los datos almacenados en la memoria ROM, pero no se pueden introducir datos libremente en ella, los datos que se encuentran en esta memoria definen el funcionamiento del procesador, memoria disponible, periféricos disponibles y entrega la lista todos los recursos disponibles al sistema operativo.
La unidad de Control:
Es la encargada de coordinar las actividades del computador, determina que tarea o acción debe ser realiza con mayor o menor prioridad, además controla la evolución de cada tarea y administra los recursos, tanto de memoria como de procesador.
Memoria Secundaria (Disco Duro, Disco Flexibles, etc.)
La Memoria Secundaria (también llamada Periférico de Almacenamiento) está compuesta por todos aquellos dispositivos capaces de almacenar datos en dispositivos que pueden ser internos como el disco duro, o extraíble como los discos flexibles (disquetes), CDs, DVDs, etc.
· Unidades de Almacenamiento: las unidades de almacenamiento como su nombre lo indica permiten almacenar información. Esta información la genera el usuario cuando crea la información, o la obtiene de distintos medios pudiendo almacenar información de un dispositivo a otro. Entre las unidades de almacenamento se encuentran:
- Disquetes
- Cintas magnéticas
- Cartuchos magnéticos
- Discos Magneto-ópticos (W/R)
- Discos Ópticos (CD- R/W– ROM, DVD)
- Pen drive
· Unidades de Entrada: las unidades de entrada son aquellas que permiten el ingreso de información al CPU mediante los distintos dispositivos, por ejemplo a través de un teclado ingresamos datos, a través de una cámara de video ingresamos imágenes en tiempo real, mediante un micrófono se puede agregar sonido, y así sucesivamente. Ejemplos de estas unidades de entrada son:
- Ratón
- Teclado
- Cámara de video
- Tableta y lápiz óptico
- Micrófono
- Lector de código de barras
- Scanner
· Unidades de Salida: Al contrario de las unidades de entrada, las unidades de salida dan respuesta o nos devuelve aquello que deseamos ver o escuchar, u obtener en físico, por ejemplo las cornetas nos devuelve sonido, la impresora un documento impreso. En el caso del monitor se trata de una unidad de entrada/salida, puesto que aquello que ingresamos al computador lo podemos ver de inmediato, ejemplo de ello es cuando se transcribe información, de igual modo es salida porque podemos ver información almacenada cuando lo solicitamos.
- Monitor
- Cornetas
- Impresora
- Proyectores
Software Es el soporte lógico que permite que la computadora pueda desempeñar tareas inteligentes. Éste dirige al hardware con instrucciones y datos a través de diferentes tipos de programas.
Sistema operativo
El Sistema Operativo es un conjunto de programas que administran los recursos de la computadora y controlan su funcionamiento.
Un Sistema Operativo realiza cinco funciones básicas: Suministro de Interfaz al Usuario, Administración de Recursos, Administración de Archivos, Administración de Tareas y Servicio de Soporte.
1. Suministro de interfaz al usuario: Permite al usuario comunicarse con la computadora por medio de interfaces que se basan en comandos, interfaces que utilizan menús, e interfaces gráficas de usuario.
2. Administración de recursos: Administran los recursos del hardware como la CPU, memoria, dispositivos de almacenamiento secundario y periféricos de entrada y de salida.
3. Administración de archivos: Controla la creación, borrado, copiado y acceso de archivos de datos y de programas.
4. Administración de tareas: Administra la información sobre los programas y procesos que se están ejecutando en la computadora. Puede cambiar la prioridad entre procesos, concluirlos y comprobar el uso de estos en la CPU, así como terminar programas.
5. Servicio de soporte: Los Servicios de Soporte de cada sistema operativo dependen de las implementaciones añadidas a este, y pueden consistir en inclusión de utilidades nuevas, actualización de versiones, mejoras de seguridad, controladores de nuevos periféricos, o corrección de errores de software.
Controladores de Dispositivos
Los Controladores de Dispositivos son programas que permiten a otros programa de mayor nivel como un sistema operativo interactuar con un dispositivo de hardware.
Programas Utilitarios
Los Programas Utilitarios realizan diversas funciones para resolver problemas específicos, además de realizar tareas en general y de mantenimiento. Algunos se incluyen en el sistema operativo.
Software de Aplicación
El Software de Aplicación son los programas diseñados para o por los usuarios para facilitar la realización de tareas específicas en la computadora, como pueden ser las aplicaciones ofimáticas (procesador de texto, hoja de cálculo, programa de presentación, sistema de gestión de base de datos...), u otros tipos de software especializados como software médico, software educativo, editores de música, programas de contabilidad, etc.
Software de Programación
El Software de Programación es el conjunto de herramientas que permiten al desarrollador informático escribir programas usando diferentes alternativas y lenguajes de programación.
Este tipo de software incluye principalmente compiladores, intérpretes, ensambladores, enlazadores, depuradores, editores de texto y un entorno de desarrollo integrado que contiene las herramientas anteriores, y normalmente cuenta una avanzada interfaz gráfica de usuario (GUI).
Las Generaciones
CUADRO COMPARATIVO DE LAS GENERACIONES DE
|
| 1era Generación | 2da Generación | 3era Generación | 4ta Generación | 5ta Generación |
| AÑO | 1951-1952 | 1952-1964 | 1964-1971 | 1971-1988 | 1988 al presente |
| COMPARACIÓN TECNOLÓGICA | Sistemas constituidos por tubos de vacío desprendían bastante calor y tenían una vida relativamente corta. | Transistor como potente principal. El componente principal es un pequeño trozo de semiconductor, y se expone en los llamados circuitos transistorizados | Circuito integrado, miniaturizació n y reunión de centenares de elementos en una placa de silicio o (chip). | Circuito Integrado que reúne en la placa de Silicio las principales funciones de | Son echas microcircuitos de muy alta integración, que funcionaran con un alto grado de paralelismo y emulando algunas características de las redes neutrales con las que funciona el cerebro humano. |
| TAMAÑO | Máquinas grandes y pesadas. Se construye el ordenador ENIAC de grandes dimensiones (30 toneladas). | Disminución del tamaño | Apreciable reducción de espacio | Se minimizan los circuitos y el tamaño | Mayor miniaturizació n de los elementos |
| VELOCIDAD |
| Mayor rapidez, la velocidad de las operaciones ya no se mide en segundos sino en milésimas de segundos | Mayor rapidez | Mayor velocidad | Mayor velocidad. |
| MEMORIA | Su memoria era a base de mercurio | Memoria interna de núcleos de ferrita | Compatibilidad para compartir software entre diversos equipos. | Memorias electrónicas más rápidas. | Aumenta la capacidad de memoria |
| CONSUMO | Alto consumo de energía. El voltaje de los tubos era de 300v y la posibilidad de fundirse era grande | Disminución del consumo y de la producción del calor | Menor consumo de energía. | Disminuye el consumo de energía | Disminuye el consumo de energía |
CUADRO COMPARATIVO DE LAS GENERACIONES DE
|
| 1era Generación | 2da Generación | 3era Generación | 4ta Generación | 5ta Generación |
| AÑO | 1951-1952 | 1952-1964 | 1964-1971 | 1971-1988 | 1988 al presente |
| ALMACENAMIENTO | Almacenamiento de la información en tambor magnético interior. Un tambor magnético disponía de su interior del ordenador, recogía y memorizaba los datos y los programas que se le suministraban. | cintas y discos | Aumenta la capacidad de almacenamiento y se reduce el tiempo de respuesta | Aumenta la capacidad de almacenamiento | Mayor almacenamiento |
| PROGRAMACIÓN | Programación en lenguaje máquina, consistía en largas cadenas de bits, de ceros y unos, por lo que la programación resultaba larga y compleja. | Lenguajes de programación más potentes, ensambladores y de alto nivel (fortran, cobol y algol). | Generalizació n de lenguajes de programación de alto nivel. Computadora que pueda procesar varios Programas de manera simultánea. | Sistemas de tratamiento de bases de datos | Lenguajes de programación: PROGOL (Programming Logic) y LISP (List Processing). |
| TARJETAS | Uso de tarjetas perforadas para suministrar datos y los programas | Mejoran los dispositivos de entrada y salida, para la mejor lectura de tarjetas perforadas, se disponía de células fotoeléctricas | Mejoras en las tarjetas | Aumento en las mejoras de las tarjetas | Multiprocesador (Procesadores interconectados) |
| FABRICACIÓN INDUSTRIAL | La iniciativa se aventuro a entrar en este campo e inició la fabricación de computadoras en serie. | Se utilizaban anillos magnéticos para almacenar la información | Grandes aplicaciones humana | Generalizació n de las aplicaciones: innumerables. .. | Hogar, industrial, etc |
| COSTO | Alto costo. | Alto costo | Alto costo. | Alto costo. | Alto costo. |
