Introducción
Actualmente, gracias a los avances que la computadora
ha tenido, tenemos acceso a muchas herramientas para el desarrollo de nuestros
trabajos, proyectos, así como aplicaciones para ingeniería y en todos los
ámbitos, el desarrollo de software, además todos los componentes físicos que
logran computadoras eficientes, más rápidas y a costos accesibles.
El hardware
Corresponde a la estructura física del computador, a sus partes tangibles. Ejemplo de ello es el teclado, pantalla, circuitos, disquetes, etc. (Figura 2) Los componentes físicos dependerán de las funciones que se necesiten cumplir, por ejemplo, se requieren mecanismos que permitan:
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De lo anterior podemos distinguir tres componentes principales del Hardware: Unidad Central de Proceso (CPU), Memoria y Dispositivos de Entrada y Salida.
El software es la parte intangible (físicamente) de un computador. Se utiliza este término para referirse a todo el soporte lógico utilizado por un computador (conjunto de datos y programas).
El software se encuentra dividido en dos grandes grupos: Software de Sistema o Sistema Operativo y Software de Aplicación o Programas Utilitarios.
Sistema operativo:
Es el conjunto de programas que permiten la interacción (comunicación) entre el usuario y el hardware. Además, hace que el hardware sea utilizable y lo administra de manera de lograr un buen rendimiento.
a) Sistemas operativos para PC: MS-DOS, OS-2, Window 95.
b) Para Macintosh: MacOS
Software de aplicación:
Corresponde al conjunto de programas que cumple una función específica, con el objeto de solucionar una necesidad particular del usuario, excluyendo las tareas del sistema operativo.
Por ejemplo, si usted quiere escribir textos con una buena presentación, utilizará un Procesador de Texto. Si quiere realizar una gran cantidad de operaciones matemáticas, una Planilla de Cálculo. Si quiere manejar grandes volúmenes de datos, una Base de Datos.
Componentes de una computadora.
Memoria:
La Memoria es la encargada de almacenar datos y programas, ya sea por un corto (un rato) o largo (años) período de tiempo.
La cantidad de memoria es medida a través de un sistema específico:
a) Bit: Dígito binario. Es la unidad más pequeña de información a almacenar, puede tener dos valores: un cero o un uno.
b) Byte: Corresponde a 8 bits y en general, equivale a un carácter (letra, número o signo).
c) kilobyte (Kb): Representa 1024 bytes. Muchas veces se aproxima a 1000.
d) megabytes (Mb): Representa a 1000 Kb ó 1048576 bytes.
e) Gigabyte (Gb): Representa a 1000 Mb.
f) Terabyte (Tb): Representa 1000 Gb.
La Memoria se divide en dos partes:
Memoria Principal y Memoria Secundaria.
La Memoria Principal es la unidad de memoria de acceso más rápida de un computador. Para que un computador funcione, todos los datos y programas necesarios deben estar almacenados ('cargados') en la Memoria Principal. Por otro lado, es la memoria de más alto costo, por lo que es limitada en tamaño.
Existen dos tipos de memoria principal: ROM ( Read Only Memory) y RAM (Random Access Memory).
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La ROM es memoria sólo de lectura. Por lo general contiene los programas de testeo (al ejecutarse estos programas, el computador revisa su correcto funcionamiento) y de inicialización de la máquina cuando se enciende (Figura 3). Recuerda el orden en que debe trabajar el computador. Hace que la información vaya en orden. Es una memoria permanente, esto es, la información contenida en ella no permite modificación alguna.
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Figura 3. Información General De Los Componentes
Principales De La PC.
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Figura 4. Memoria RAM
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La Memoria Secundaria es una memoria de acceso mucho más lento que la Memoria Principal, es de costo inferior y el almacenamiento de información es permanente e ilimitado. Existe una variedad de dispositivos que cumplen la función de Memoria Secundaria. Los más importantes son:
Disquetes y Discos Duros. También existen los discos ópticos y los Compac Disc. En este último tiempo ha aparecido el DVD, de quien se dice vendrá a reemplazar al CD.
El Diskette es un pequeño disco, fabricado con el mismo material que una cinta magnética, cubierto por un envoltorio protector. En este disco la información se almacena en forma de archivos.
El Disco Duro son discos similares a los disquetes, pero más rígidos, de mayor tamaño, mayor capacidad de almacenamiento, mayor velocidad de acceso y de mayor dificultad de ser transportado, debido a que por lo general son instalados en el interior del computador.
Un computador puede tener varias unidades de almacenamiento secundario, siendo una alternativa tener una o dos unidades para disco flexible o Diskette, llamados drivers o disqueteras y una para Disco Duro. En el caso de los PC compatibles, cada una de estas unidades recibe un nombre, con el cual son referenciados, el que consiste de una letra seguida de dos puntos(:). La primera disquetera, recibe el nombre de a:, la segunda, b:, el disco duro, c:, d:, etc.
En el caso de los Macintosh, cada unidad de memoria secundaria aparecerá directamente en el "escritorio", representada por un icono.
También es posible encontrar en los últimos computadores salidos al mercado, unidades lectoras de CDs, aparte de las ya tradicionales disqueteras. Aunque los nuevos computadores sacados al mercado por Apple Macintosh, los imac, ellos han obviado la disquetera.
2.2.1. Unidad central de proceso (CPU).
La CPU es la parte 'pensante' o 'inteligente' del computador. Es el encargado de atender las órdenes y datos, realiza las operaciones aritmético-lógicas y controla la operación de los diferentes dispositivos.
MARCAS Y TIPOS DE MICROPROCESADORES
En cuanto a los fabricantes, actualmente se encuentra procesadores de:
8 INTEL: es la marca estándar. El desempeño visiblemente inteligente de la familia de procesadores Intel® Core™ vPro™ de segunda generación hará que usted y sus usuarios lo noten. Notará las mejoras en seguridad, capacidad de administración y eficacia en costos.¹ Sus usuarios disfrutarán de un desempeño optimizado y más adaptable en tareas múltiples, además de gráficos asombrosos, todo desde un solo procesador
8 AMD Los procesadores AMD Phenom™ II ofrecen los imbatibles beneficios de los núcleos múltiples con computación de alta definición, avanzado rendimiento multitarea e innovaciones en el consumo de energía que permiten máquinas más pequeñas y refrigeradas con un consumo de energía más eficiente.
8 VIA: The VIA Nano™ processor family and the VIA C7® processor family are targeted to specific applications based on power consumption and performance criteria, ranging from higher performance for mainstream desktop and notebook PCs, fanless operation to power saving capabilities for battery operated mobile devices.
8 CYRIX: fabrica procesadores para Texas, IBM y Thompson
8 TEXAS INSTRUMENTS: son procesadores Cyrix con la marca Texas Instruments.
8 IBM: son procesadores Cyrix con la marca IBM.
8 THOMPSON: son procesadores Cyrix con la marca Thompson.
8 NEXGEN: necesitan placas especiales al no ser compatibles a nivel de patillaje. No se recomiendan.
No todos los fabricantes fabrican todos los modelos ni todas las velocidades posibles (la velocidad de un procesador se mide en MHz -mega hertzios-, y cuanto mayor es esta más rápido es el procesador).
2.2.1.1. Unidad de control.
La función principal de la unidad de control de la UCP es dirigir la secuencia de pasos de modo que la computadora lleve a cabo un ciclo completo de ejecución de una instrucción, y hacer esto con todas las instrucciones de que conste el programa. Los pasos para ejecutar una instrucción cualquiera son los siguientes:
1. Ir a la memoria y extraer el código de la siguiente instrucción (que estará en la siguiente celda de memoria por leer). Este paso se llama ciclo de fetch en la literatura computacional (to fetch significa traer, ir por).
2. Decodificar la instrucción recién leída (determinar de qué instrucción se trata).
3. Ejecutar la instrucción.
4. Prepararse para leer la siguiente casilla de memoria (que contendrá la siguiente instrucción), y volver al paso 1 para continuar.
La unidad de control ejecutara varias veces este ciclo de cuatro “instrucciones alambradas” a una enorme velocidad.
Se llama así a estas instrucciones porque no residen en memoria, ni fueron escritas por ningún programador, sino que la maquina las ejecuta directamente por medios electrónicos, y lo hará mientras este funcionando (mientras este encendida) en una computadora es a razón de cientos de miles (o incluso millones) de veces por segundo.
2.2.1.2. Unidad lógico-aritmética. (ALU)
Una unidad aritmética lógica puede realizar un conjunto de operaciones aritméticas básicas y un conjunto de operaciones lógicas, a través de líneas de selección. En inglés ALU significa Arithmetic Logic Unit (Unidad Aritmética Lógica). La figura 3.12.1. muestra el diagrama de bloques de una ALU.
Figura 5.
Diagrama de bloques de una ALU
Las cuatro entradas de A se combinan con las de B generando una operación de salida de cuatro bits en F. La entrada de selección de modo S2 distingue entre las operaciones aritméticas y lógicas. Las entradas de selección S0 y S1 determinan la operación aritmética o lógica. Con las entradas S0 y S1 se pueden elegir cuatro operaciones aritméticas (con S2 en un estado) y cuatro lógicas (con S2 en otro estado). Los acarreos de entrada y salida tienen sentido únicamente en las operaciones aritméticas. El diseño de una ALU implica el diseño de la sección aritmética, la sección lógica y la modificación de la sección aritmética para realizar las operaciones aritméticas y lógicas.
2.2.2. Dispositivos de entrada-salida.
Es la unidad encargada de la comunicación usuario-computador. Los dispositivos de Entrada y Salida, realizan la entrada o lectura de datos y programas y también la salida de información procesada. En el siguiente cuadro podemos observar los tipos de dispositivos:
