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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.
.
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
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