EVOLUCIÓN Y ESTRUCTURA INTERNA DEL COMPUTADOR

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL 

"SIMÓN RODRIGUEZ"

  CARRERA: Administracióm MENCIÓN: Informatica

MATERIA: Sistemas Mecanizados II

                  TRABAJO # 1                 

INTRODUCCIÓN

La computadora es un invento reciente, que no ha cumplido ni los cien años de existencia desde su primera generación. Sin embargo es un invento que ha venido a revolucionar la forma en la que trabajamos, nos entretenemos y se ha convertido en un aparato esencial en nuestra vida diaria.

LA HISTORIA DE LA COMPUTADORA

3000 A.A.C.: Dedos de la mano. Turcos en la tierra con cuentas móviles.

500 A.A.C.: Abaco (Barrillos de hierro con cuentas móviles)

Siglo XVII: 1642. Blaise Pascal invento la primera calculadora de madera y ruedas dentadas; sumaba y restaba. Y la llamo Pascalina.

A través del tiempo los ordenadores han cambiado de forma, tamaño, capacidad, composición y han adquirido nuevas funciones para resolver diferentes tipos de problemas o facilitar tareas específica, ademas  su estructura interna ha variado, lo que hace que cambien sus componentes constantemente, a continuación se describirán las diferentes generaciones de computadoras, empezando por su evolución electrónica y finalizando con el estudio de la estructura interna actual de la misma, para de esta manera conocer un poco más su funcionamiento y así reforzar conocimientos.

1673, maquina de Leilentz. Es la mejora de la Pascalina. Su función era multiplicar y dividir.

Siglo XIX: Maquina analítica creada por Babage en 1833. Utilizaba tarjetas perforadas.

Máquina tabuladora creada por Hollerith para el censo d 18090 de Estado

s Unidos Sobre la base de esta máquina, Hollerith, fundo la empresa I.B.M.

Siglo XX: en 1946, Howard Aiken diseño la maquina MARK I, la primera computadora electromecánica (Válvulas y rieles) 

GENERACIÓN DE LAS  COMPUTADORAS

Primera generación: 1946-1955. La tecnología de esta generación se basaba en grandes y pesadas válvulas de vacío; las cuales se sobre calentaban, y había que cambiarlas con frecuencias.

El ingreso y salida de los datos se realizaba mediante tarjetas o cintas perforadas, por lo que el procesamiento de la información era lento y secuencial.

Segunda generación: 1956-1964. En esta generación las computadoras utilizaban transistores que eran mucho más pequeños y confiables que las válvulas de vacío. El tamaño de las computadoras se redujo considerablemente. Los datos comenzaron en cilindros y cintas magnéticas. También aparece un nuevo periférico de salida, la impresora y se desarrollan los primeros lenguajes de alto nivel: Fortran, Cobol. Se empezaron a usar con fines comerciales.

Tercera generación: 1965-1970. Esta generación se caracteriza por la utilización de chips de circuitos integrados. Un chip permite agrupar miles de transistores en una oblea de silicio apenas más grande que un transistor. De ese modo, la velocidad de procesamiento se incrementó sustancialmente, asimismo, se mejoran los sistemas de almacenamiento existentes y se desarrollaron nuevos lenguajes de programación: Pascal; Basic; logo.

 

CUARTA GENERACIÓN. (La Edad Micro-procesada) Edad Dorada

Como mencionábamos previamente, en 1968, Gordon E. Moore y Robert Noyce fundaron una empresa dedicada a la fabricación de Circuitos integrados a la que bautizaron Integrated Electronics (Intel) durante 1969 Computer Terminal Corp (CTC) encargó a Intel el desarrollo de un conjunto de chips que sirvieran de base para la CPU de su nueva terminal Datapoint 2200 reduciendo costos de fabricación y montaje. El grupo de trabajo entre los cuales se encontraba el Ingeniero Marcian "Ted" Hoff llegó a la conclusión de que todos los circuitos podrían integrarse es un único chip al que llamaron en su proyecto 1201, como también tenían el encargo de una fábrica de calculadoras japonesas de desarrollar el circuito para un modelo de calculadora, les propuso crear un integrado dotado de cierta lógica tal que mediante programación pudiera adaptarse para cumplir distintas funciones, A este integrado se lo denominó 4004. Como el proyecto del integrado 1201 de CDC sufrió demoras por problemas de costos se terminó privilegiando la construcción del 4004 en 1971, siendo el primer procesador integrado o microprocesador de la historia en salir al mercado. A partir de allí las posibilidades de fabricación de computadoras se potenciaron mediante las familias de Microprocesadores.

El 1ro de abril de 1972 Intel lanzó su primer procesador de 8 bits: el 8008 que no era más que el viejo proyecto 1201 modificado, y aunque despertó mucha curiosidad en el mercado no provocó una gran cantidad de ventas. Con posterioridad en abril de 1974 se lanzó el 8080 que sirvió de base para la construcción de la primer computadora personal de 4ta generación: el Altair 8800.

En 1974 algunos ingenieros de Intel decidieron abrirse y formar su propia empresa a la que denominaron ZILOG durante 1976 lanzaron su producto estrella, el microprocesador Z-80

En 1978 Intel lanza lo que será su producto estrella y creador de una de las familias más famosas y utilizadas en las computadoras, el Intel 8086 y su hermano pequeño el 8088. A partir de la creación de estos padres de la familia i86 la explosión PC de la mano de IBM se convirtió en la familia más extendida de computadoras hasta la actualidad. Fotos de los micros históricos Intel en KasM: Knowledge-as-Media Research Group del National Institute of Informatics, Japan.

En la Soleada California, más precisamente en el 11161 Crist Drive en Los Altos, California, en el cuarto de Steve Wozniak, su amigo Steve Jobs (diseñador del circuito) y Ron Wayne (quien escribió el manual de Operación) se diseña y se prueba la computadora que sería presentada en la feria del Homebrew Computer Club en mayo de 1976. A la que denominaron APPLE I. Esta computadora se vendió en forma de kit por 666,66 dólares la unidad a la tienda local denominada Byte Shop, que la dotó de una carcaza de madera y un teclado para hacerla mas atractiva a la vista. Su procesador era un MOS Technology 6502 corriendo a 1.023 Mhz, tenía 4KB de RAM y conexión para adosarle cualquier teclado ASCII estándar.

GENERACIONES DE COMPUTADORAS.

Se denomina Generación de computadoras a cualquiera de los períodos en que se divide la historia de las computadoras. Esta se debe a la tecnología utilizada para crear el elemento lógico principal (el componente electrónico utilizado para almacenar y procesar la información), utilizado en las computadoras de cada periodo y estas generaciones se dividen así

PRIMERA GENERACIÓN (1946-1958):

La primera generación de computadoras se caracteriza por el rasgo más prominente del lenguaje de después de cambiar la misma.

Durante la década de 1950 se construyeron varias computadoras notables, cada una contribuyó con avances significativos: uso de la aritmética binaria, acceso aleatorio y el concepto de programas almacenados.

Las computadoras de la primera Generación emplearon bulbos para procesar información. Los operadores ingresaban los datos y programas en código especial por medio de tarjetas perforadas. El almacenamiento interno se lograba con un tambor que giraba rápidamente, sobre el cual un dispositivo de lectura/escritura colocaba marcas magnéticas. Esas computadoras de bulbos eran mucho más grandes y generaban más calor que los modelos contemporáneos.

Eckert y Mauchly contribuyeron al desarrollo de computadoras de la 1era Generación formando una compañía privada y construyendo UNIVAC I, que el Comité del censo utilizó para evaluar el censo de 1950. La IBM tenía el monopolio de los equipos de procesamiento de datos a base de tarjetas perforadas y estaba teniendo un gran auge en productos como rebanadores de carne, básculas para comestibles, relojes y otros artículos; sin embargo no había logrado el contrato para el Censo de 1950.

Comenzó entonces a construir computadoras electrónicas y su primera entrada fue con la IBM 701 en 1953. Después de un lento pero excitante comienzo la IBM 701 se convirtió en un producto comercialmente viable. Sin embargo en 1954 fue introducido el modelo IBM 650, el cual es la razón por la que IBM disfruta hoy de una gran parte del mercado de las computadoras. La administración de la IBM asumió un gran riesgo y estimó una venta de 50 computadoras. Este número era mayor que la cantidad de computadoras instaladas en esa época en E.U. De hecho la IBM instaló 1000 computadoras. El resto es historia. Aunque caras y de uso limitado las computadoras fueron aceptadas rápidamente por las Compañías privadas y de Gobierno. A la mitad de los años 50 IBM y Rémington Rand se consolidaban como líderes en la fabricación de computadoras

SEGUNDA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS (1959-1964):

Estas computadoras comenzaron a utilizar transistores. Se comunicaban mediante lenguajes de alto nivel.

El invento de los t

ransistores significó un gran avance, ya que permitió la construcción de computadoras más poderosas, más confiables, y menos costosas. Además ocupaban menos espacio y producían menos calor que las computadoras que operaban a bases de tubos de vacío.

El invento del transistor hizo posible una nueva Generación de computadoras, más rápidas, más pequeñas y con menores necesidades de ventilación. Sin embargo el costo

seguía siendo una porción significativa del presupuesto de una Compañía. Las computadoras de la segunda generación también utilizaban redes de núcleos magnéticos en lugar de tambores giratorios para el almacenamiento primario. Estos núcleos contenían pequeños anillos de material magnético, enlazados entre sí, en los cuales podían almacenarse datos e instrucciones.

Los programas de computadoras también mejoraron. El COBOL (COmmon Busines Oriented Languaje) desarrollado durante la 1era generación estaba ya disponible comercialmente, este representa uno de os mas grandes avances en cuanto a portabilidad de programas entre diferentes computadoras; es decir, es uno de los primeros programas que se pueden ejecutar en diversos equipos de computo después de un sencillo procesamiento de compilación. Los programas escritos para una computadora podían transferirse a otra con un mínimo esfuerzo. Grace Murria Hooper (1906-1992), quien en 1952 había inventado el primer compilador fue una de las principales figuras de CODASYL (Comité on Data SYstems Languages), que se encargo de desarrollar el proyecto COBOL El escribir un programa ya no requería entender plenamente el hardware de la computación. Las computadoras de la 2da Generación eran sustancialmente más pequeñas y rápidas que las de bulbos, y se usaban para nuevas aplicaciones, como en los sistemas para reservación en líneas aéreas, control de tráfico aéreo y simulaciones para uso general. Las empresas comenzaron a aplicar las computadoras a tareas de almacenamiento de registros, como manejo de inventarios, nómina y contabilidad.

La marina de E.U. utilizó las computadoras de la Segunda Generación para crear el primer simulador de vuelo. (Whirlwind I). HoneyWell se colocó como el primer competidor durante la segunda generación de computadoras. Burroughs, Univac, NCR, CDC, HoneyWell, los más grandes competidores de IBM durante los 60s se conocieron como el grupo BUNCH.

Algunas de las computadoras que se construyeron ya con transistores fueron la IBM 1401, las Honeywell 800 y su serie 5000, UNIVAC M460, las IBM 7090 y 7094, NCR 315, las RCA 501 y 601, Control Data Corporation con su conocido modelo CDC16O4, y muchas otras, que constituían un mercado de gran competencia, en rápido crecimiento. En esta generación se construyen las supercomputadoras Remington Rand UNIVAC LARC, e IBM Stretch (1961).

TERCERA GENERACIÓN (1960-1970):

 Circuitos Integrados, Compatibilidad con Equipo Mayor, Multiprogramación, Minicomputadora.

Son las computadoras que comienzan a utilizar circuitos integrados. La IBM 360 es el símbolo de esta generación.

Las computadoras de la tercera generación emergieron con el desarrollo de los circuitos integrados (pastillas de silicio) en las cuales se colocan miles de componentes electrónicos, en una integración en miniatura. Las computadoras nuevamente se hicieron más pequeñas, más rápidas, desprendían menos calor y eran energéticamente más eficientes.

El descubrimiento en 1958 del primer Circuito Integrado (Chip) por el ingeniero Jack S. Kilby (nacido en 1928) de Texas Instruments, así como los trabajos que realizaba, por su parte, el Dr. Robert Noyce de Fairchild Semicon ductors, acerca de los circuitos integrados, dieron origen a la tercera generación de computadoras.

Antes del advenimiento de los circuitos integrados, las computadoras estaban diseñadas para aplicaciones matemáticas o de negocios, pero no para las dos cosas. Los circuitos integrados permitieron a los fabricantes de computadoras incrementar la flexibilidad de los programas, y estandarizar sus modelos.

La IBM 360 una de las primeras computadoras comerciales que usó circuitos integrados, podía realizar tanto análisis numéricos como administración ó procesamiento de archivos.

IBM marca el inicio de esta generación, cuando el 7 de abril de 1964 presenta la impresionante IBM 360, con su tecnologíaSLT (Solid Logic Technology). Esta máquina causó tal impacto en el mundo de la computación que se fabricaron más de 30000, al grado que IBM llegó a conocerse como sinónimo de computación.

También en ese año, Control Data Corporation presenta la supercomputadora CDC 6600, que se consideró como la más poderosa de las computadoras de la época, ya que tenía la capacidad de ejecutar unos 3. 000. 000 de instrucciones por segundo (mips).

Se empiezan a utilizar los medios magnéticos de almacenamiento, como cintas magnéticas de 9 canales, enormes discos rígidos, etc. Algunos sistemas todavía usan las tarjetas perforadas para la entrada de datos, pero las lectoras de tarjetas ya alcanzan velocidades respetables.

Los clientes podían escalar sus sistemas 360 a modelos IBM de mayor tamaño y podían todavía correr sus programas actuales. Las computadoras trabajaban a tal velocidad que proporcionaban la capacidad de correr más de un programa de manera simultánea (multiprogramación).

Por ejemplo la computadora podía estar calculando la nomina y aceptando pedidos al mismo tiempo. Minicomputadoras, Con la introducción del modelo 360 IBM acaparó el 70% del mercado, para evitar competir directamente con IBM la empresa Digital Equipment Corporation DEC redirigió sus esfuerzos hacia computadoras pequeñas. Mucho menos costosas de comprar y de operar que las computadoras grandes, las minicomputadoras se desarrollaron durante la segunda generación pero alcanzaron sumador auge entre 1960 y 70.

 

CUARTA GENERACIÓN (MICROPROCESADOR, CHIPS DE MEMORIA, MICROMINIATURIZACIÓN) (1971-1981):

En la cuarta generación se encuentran las computadoras u ordenadores de funcionamiento y tecnología muy avanzados. A este grupo pertenecen los ordenadores actuales, aunque sus prestaciones distan ya enormemente de los ordenadores iniciales de esta generación. El rendimiento y capacidad de estos computadores ha ido mejorando a una velocidad trepidante, con un ritmo que responde aproximadamente a la Ley de "Moore".

Dos mejoras en la tecnología de las computadoras marcan el inicio de la cuarta generación: el reemplazo de las memorias con núcleos magnéticos, por las de chips de silicio y la colocación de Muchos más componentes en un Chip: producto de la micro miniaturización de los circuitos electrónicos. El tamaño reducido del microprocesador y de chips hizo posible la creación de las computadoras personales (PC)

En 1971, Intel Corporation, que era una pequeña compañía fabricante de semiconductores ubicada en Silicon Valley, presenta el primer microprocesador o Chip de 4 bits, que en un espacio de aproximadamente 4 x 5 mm contenía 2 250 transistores. Este primer microprocesador que se muestra en la figura 1.14, fue bautizado como el 4004.

Silicon Valley (Valle del Silicio) era una región agrícola al sur de la bahía de San Francisco, que por su gran producción de silicio, a partir de 1960 se convierte en una zona totalmente industrializada donde se asienta una gran cantidad de empresas fabricantes de semiconductores y microprocesadores. Actualmente es conocida en todo el mundo como la región más importante para las industrias relativas a la computación: creación de programas y fabricación de componentes.

Actualmente ha surgido una enorme cantidad de fabricantes de microcomputadoras o computadoras personales, que utilizando diferentes estructuras o arquitecturas se pelean literalmente por el mercado de la computación, el cual ha llegado a crecer tanto que es uno de los más grandes a nivel mundial; sobre todo, a partir de 1990, cuando se logran sorprendentes avances en Internet.

Esta generación de computadoras se caracterizó por grandes avances tecnológicos realizados en un tiempo muy corto. En 1977 aparecen las primeras microcomputadoras, entre las cuales, las más famosas fueron las fabricadas por Apple Computer, Radio Shack y Commodore Busíness Machines. IBM se integra al mercado de las microcomputadoras con su PersonalComputer (figura 1.15), de donde les ha quedado como sinónimo el nombre de PC, y lo más importante; se incluye un sistema operativo estandarizado, el MS- DOS (MicroSoft Disk Operating System).

Las principales tecnologías que dominan este mercado son:

IBM y sus compatibles llamadas clones, fabricadas por infinidad de compañías con base en los procesadores 8088, 8086, 80286, 80386, 80486, 80586 o Pentium, Pentium II, Pentium III y Celeron de Intel y en segundo término Apple Computer, con sus Macintosh y las Power Macintosh, que tienen gran capacidad de generación de gráficosy sonidos gracias a sus poderosos procesadores Motorola serie 68000 y PowerPC, respectivamente. Este último microprocesador ha sido fabricado utilizando la tecnología RISC (Reduced Instruc tion Set Computing), por Apple Computer Inc., Motorola Inc. e IBM Corporation, conjuntamente.

Los sistemas operativos han alcanzado un notable desarrollo, sobre todo por la posibilidad de generar gráficos a gran des velocidades, lo cual permite utilizar las interfaces gráficasde usuario (Graphic User Interface, GUI), que son pantallas con ventanas, iconos (figuras) y menús desplegables que facilitan las tareas de comunicaciónentre el usuario y la computadora, tales como la selección de comandos del sistema operativo para realizar operaciones de copiado o formato con una simple pulsación de cualquier botón del ratón (mouse) sobre uno de los iconos o menús.

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QUINTA GENERACIÓN Y LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL (1982-1989)

Los circuitos integrados se van mejorando cada vez más, tienden a integraciones de componentes monolíticas y surgen herramientas de todo tipo apartándose exclusivamente del campo informático, continúa siendo el silicio el principal material semiconductor

Cada vez se hace más difícil la identificación de las generaciones de computadoras, porque los grandes avances y nuevos descubrimientos ya no nos sorprenden como sucedió a mediados del siglo XX. Hay quienes consideran que la cuarta y quinta generación han terminado, y las ubican entre los años 1971-1984 la cuarta, y entre 1984-1990 la quinta. Ellos consideran que la sexta generación está en desarrollo desde 1990 hasta la fecha.

Siguiendo la pista a los acontecimientos tecnológicos en materia de computación e informática, podemos puntualizar algunas fechas y características de lo que podría ser la quinta generación de computadoras.

Con base en los grandes acontecimientos tecnológicos en materia de microelectrónica y computación ( software) como CADI CAM, CAE, CASE, inteligencia artificial, sistemas expertos, redes neuronales, teoría del caos, algoritmosgenéticos, fibras ópticas, telecomunicaciones, etc., a de la década de los años ochenta se establecieron las bases de lo que se puede conocer como quinta generación de computadoras.

Hay que mencionar dos grandes avances tecnológicos, que sirvan como parámetro para el inicio de dicha generación: la creación en 1982 de la primera supercomputadora con capacidad de proceso paralelo, diseñada por Seymouy Cray, quien ya experimentaba desde 1968 con supercomputadoras, y que funda en 1976 la Cray Research Inc.; y el anuncio por parte del gobierno japonés del proyecto "quinta generación", que según se estableció en el acuerdo con seis de las más grandes empresas japonesas de computación, debería terminar en 1992.

El proceso paralelo es aquél que se lleva a cabo en computadoras que tienen la capacidad de trabajar simultáneamente con varios microprocesadores. Aunque en teoría el trabajo con varios microprocesadores debería ser mucho más rápido, es necesario llevar a cabo una programación especial que permita asignar diferentes tareas de un mismo proceso a los diversos microprocesadores que intervienen.

También se debe adecuar la memoria para que pueda atender los requerimientos de los procesadores al mismo tiempo. Para solucionar este problema se tuvieron que diseñar módulos de memoria compartida capaces de asignar áreas de caché para cada procesador.

Según este proyecto, al que se sumaron los países tecnológicamente más avanzados para no quedar atrás de Japón, la característica principal sería la aplicación de la inteligencia artificial (Al, Artificial Intelligence). Las computadoras de esta generación contienen una gran cantidad de microprocesadores trabajando en paralelo y pueden reconocer voz e imágenes. También tienen la capacidad de comunicarse con un lenguaje natural e irán adquiriendo la habilidad para tomar decisiones con base en procesos de aprendizaje fundamentados en sistemas expertos e inteligencia artificial.

 El almacenamiento de información se realiza en dispositivos magneto ópticos con capacidades de decenas de Gigabytes; se establece el DVD (Digital Video Disk o Digital Versatile Disk) como estándar para el almacenamiento de video y sonido; la capacidad de almacenamiento de datos crece de manera exponencial posibilitando guardar más información en una de estas unidades, que toda la que había en la Biblioteca de Alejandría. Los componentes de los microprocesadores actuales utilizan tecnologías de alta y ultra integración, denominadas VLSI (Very Large Sca/e Integration) y ULSI (Ultra Lar- ge Scale Integration).

Sin embargo, independientemente de estos "milagros" de la tecnología moderna, no se distingue la brecha donde finaliza la quinta y comienza la sexta generación. Personalmente, no hemos visto la realización cabal de lo expuesto en el proyecto japonés debido al fracaso, quizás momentáneo, de la inteligencia artificial.

El único pronóstico que se ha venido realizando sin interrupciones en el transcurso de esta generación, es la conectividad entre computadoras, que a partir de 1994, con el advenimiento de la red Internet y del World Wide Web, ha adquirido una importancia vital en las grandes, medianas y pequeñas empresas y, entre los usuarios particulares de computadoras.

  El propósito de la Inteligencia Artificial es equipar a las Computadoras con "Inteligencia Humana" y con la capacidad de razonar para encontrar soluciones.  Otro factor fundamental del diseño, la capacidad de la Computadora para reconocer patrones y secuencias de procesamiento que haya encontrado previamente, (programación Heurística) que permita a la Computadora recordar resultados previos e incluirlos en el procesamiento, en esencia, la Computadora aprenderá a partir de sus propias experiencias usará sus Datos originales para obtener la respuesta por medio del razonamiento y conservará esos resultados para posteriores tareas de procesamiento y toma de decisiones.

SEXTA GENERACIÓN 1990 HASTA LA FECHA

Como supuestamente la sexta generación de computadoras está en marcha desde principios de los años noventas, debemos por lo menos, esbozar las características que deben tener las computadoras de esta generación. También se mencionan algunos de los avances tecnológicos de la última década del siglo XX y lo que se espera lograr en el siglo XXI. Las computadoras de esta generación cuentan con arquitecturas combinadas Paralelo / Vectorial, con cientos de microprocesadores vectoriales trabajando al mismo tiempo; se han creado computadoras capaces de realizar más de un millón de millones de operaciones aritméticas de punto flotante por segundo (teraflops); las redes de área mundial (Wide Area Network, WAN) seguirán creciendo desorbitadamente utilizando medios de comunicación a través de fibras ópticas y satélites, con anchos de banda impresionantes. Las tecnologías de esta generación ya han sido desarrolla das o están en ese proceso. Algunas de ellas son: inteligencia / artificial distribuida; teoría del caos, sistemas difusos, holografía, transistores ópticos, etcétera.

ESRTRUCTURA INTERNA DEL COMPUTADOR

Componentes Básicos:

En el interior de un gabinete de computadora, veras cables y conectores yendo y viniendo de un lado a otro, Una cosa que hay que recordar es que cada computadora es distinta en cuanto a su interior se refiere.

Funcionamiento Interno Del Computador

Al iniciar el arranque, en la mayoría de computadores, cualquiera sea su tamaño o potencia, el control pasa mediante circuito cableado a unas memorias de tipo ROM, grabadas con información permanente (datos de configuración, fecha y hora, dispositivos, etc.)

Después de la lectura de esta información, el circuito de control mandará a cargar en la memoria principal desde algún soporte externo (disco duro o disquete) los programas del sistema operativo que controlarán las operaciones a seguir, y en pocos segundos aparecerá en pantalla el identificador o interfaz, dando muestra al usuario que ya se está en condiciones de utilización.

Si el usuario carga un programa con sus instrucciones y datos desde cualquier soporte de información, bastará una pequeña orden para que dicho programa comience a procesarse, una instrucción tras otra, a gran velocidad, transfiriendo la información desde y hacia donde esté previsto en el programa con pausas si el programa es inactivo, en las que se pide al usuario entradas de información. Finalizada esta operación de entrada, el ordenador continuará su proceso secuencial hasta culminar la ejecución del programa, presentando sus resultados en pantalla, impresora o cualquier periférico.

 Cada una de las instrucciones tiene un código diferente expresado en formato binario. Esta combinación distinta de unos y ceros la interpreta el <<cerebro>> del ordenador, y como está diseñado para que sepa diferenciar lo que tiene que hacer al procesar cada una de ellas, las ejecuta y continúa con la siguiente instrucción, sin necesidad de que intervenga el ordenador.

El proceso de una instrucción se descompone en operaciones muy simples de transferencia de información u operaciones aritméticas y lógicas elementales, que realizadas a gran velocidad le proporcionan una gran potencia que es utilizada en múltiples aplicaciones. Realmente, esa información digitalizada en binario, a la que se refiere con unos y ceros, el ordenador la diferencia porque se trata de niveles diferentes de voltaje.

Cuando se emplean circuitos integrados, los niveles lógicos bajo y alto, que se representan por ceros y unos, corresponden a valores muy próximos a cero y cinco voltios en la mayoría de los casos.

            Cuando las entradas de las puertas lógicas de los circuitos digitales se les aplica el nivel alto o bajo de voltaje, el  comportamiento muy diferente.  Por ejemplo, si se le aplica nivel alto conducen o cierran el circuito; en cambio si se aplica nivel bajo no conducen o dejan abierto el circuito. Para que esto ocurra, los transistores que constituyen los circuitos integrados trabajan en conmutación, pasando del corte a la saturación.

ESTRUCTURA INTERNA DEL COMPUTADOR

Tarjeta madre

Este es el componente principal de una PC, es quien integra a todos los demás componentes. Mediante ella, todos los componentes interactúan y se comunican para realizar procesos. Para decidir que tarjeta madre debemos elegir de acuerdo a nuestras necesidades, debemos de tomar en cuenta los siguientes aspectos:

En ella la conforman cada uno de los chips que se encuentran en la plaqueta base o tarjeta madre, estos son:

•        Bios

•        Caché

•        Chipset

•        Puestos USB

•        Zócalo ZIF

•        Slot de Expansión

o        Ranuras PCI

o        Ranuras DIMM

o        Ranuras SIMM

o        Ranuras AGP

o        Ranuras ISA

•        Pila

•        Conector disquetera

•        Conector electrónico

•        Conector EIDE (disco duro)

 Bios: "Basic Input-Output System", sistema básico de entrada-salida. Programa incorporado en un chip de la placa base que se encarga de realizar las funciones básicas

Caché: es un tipo de memoria del ordenador; por tanto, en ella se guardarán datos que el ordenador necesita para trabajar. Esta también tiene una segunda utilidad que es la de memoria intermedia que almacena los datos mas usados, para ahorrar mucho más tiempo del tránsito y acceso a la lenta memoria RAM.

Chipset: es el conjunto (set) de chips que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control de los puertos y slots ISA, PCI, AGP, USB.

     USB: En las placas más modernas (ni siquiera en todas las ATX); de forma estrecha y rectangular, inconfundible pero de poca utilidad por ahora.

Zócalo ZIF: Es el lugar donde se inserta el "cerebro" del ordenador. Durante más de 10 años ha consistido en un rectángulo o cuadrado donde el "micro", una pastilla de plástico negro con patitas, se introducía con mayor o menor facilidad; recientemente, la aparición de los Pentium II ha cambiado un poco este panorama.

Slot de Expansión: son unas ranuras de plástico con conectores eléctricos (slots) donde se introducen las tarjetas de expansión (tarjeta de vídeo, de sonido, de red...). Según la tecnología en que se basen presentan un aspecto externo diferente, con diferente tamaño y a veces incluso en distinto color. En esta se encuentran:

•       Ranuras PCI: el estándar actual. Pueden dar hasta 132 MB/s a 33 MHz, lo que es suficiente para casi todo, excepto quizá para algunas tarjetas de vídeo 3D. Miden unos 8,5 cm y generalmente son blancas.

•       Ranuras DIMM: son ranuras de 168 contactos y 13 cm. Originalmente de color negro.

•       Ranuras SIMM: los originales tenían 30 conectores, esto es, 30 contactos, y medían unos 8,5 cm. Hacia finales de la época del 486 aparecieron los de 72 contactos, más largos: unos 10,5 cm de color blanco.

•        Ranuras AGP: o más bien ranura, ya que se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D, por lo que sólo suele haber una; además, su propia estructura impide que se utilice para todos los propósitos, por lo que se utiliza como una ayuda para el PCI. Según el modo de funcionamiento puede ofrecer 264 MB/s o incluso 528 MB/s. Mide unos 8 cm y se encuentra bastante separada del borde de la placa.

•       Ranuras ISA: son las más veteranas, un legado de los primeros tiempos del PC. Funcionan a unos 8 MHz y ofrecen un máximo de 16 MB/s, suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido, pero muy poco para una tarjeta de vídeo. Miden unos 14 cm y su color suele ser negro; existe una versión aún más antigua que mide sólo 8,5 cm.

Pila: se encarga de conservar los parámetros de la BIOS cuando el ordenador está apagado. Sin ella, cada vez que encendiéramos tendríamos que introducir las características del disco duro, del Chipset, la fecha y la hora...

Conectores internos: Bajo esta denominación englobamos a los conectores para dispositivos internos, como puedan ser la disquetera, el disco duro, el CD-ROM o el altavoz interno, e incluso para los puertos serie, paralelo y de joystick.

Disco duro

Los discos duros se presentan recubiertos de una capa magnética delgada, habitualmente de óxido de hierro, y se dividen en unos círculos concéntricos cilindros (coincidentes con las pistas de los disquetes), que empiezan en la parte exterior del disco (primer cilindro) y terminan en la parte interior (último).

Asimismo estos cilindros se dividen en sectores, cuyo número esta determinado por el tipo de disco y su formato, siendo todos ellos de un tamaño fijo en cualquier disco.

Cilindros como sectores se identifican con una serie de números que se les asignan, empezando por el 1, pues el numero 0 de cada cilindro se reserva para propósitos de identificación mas que para almacenamiento de datos.

Estos, escritos/leídos en el disco, deben ajustarse al tamaño fijado del almacenamiento de los sectores. Habitualmente, los sistemas de disco duro contienen más de una unidad en su interior, por lo que el número de caras puede ser más de 2. Estas se identifican con un número, siendo el 0 para la primera.

En general su organización es igual a los disquetes. La capacidad del disco resulta de multiplicar el número de caras por el de pistas por cara y por el de sectores por pista, al total por el número de bytes por sector. Para escribir, la cabeza se sitúa sobre la celda a grabar y se hace pasar por ella un pulso de corriente, lo cual crea un campo magnético en la superficie. Dependiendo del sentido de la corriente, así será la polaridad de la celda. ara leer, se mide la corriente inducida por el campo magnético de la celda.

Es decir que al pasar sobre una zona detectará un campo magnético que según se encuentre magnetizada en un sentido u otro, indicará si en esa posición hay almacenado un 0 o un 1. En el caso de la escritura el proceso es el inverso, la cabeza recibe una corriente que provoca un campo magnético, el cual pone la posición sobre la que se encuentre la cabeza en 0 o en 1 dependiendo del valor del campo magnético provocado por dicha corriente.

Memoria RAM

La memoria principal o RAM, abreviatura del inglés Randon Access Memory, es el dispositivo donde se almacenan temporalmente tanto los datos como los programas que la CPU está procesando o va a procesar en un determinado momento. Por su función, es una amiga inseparable del microprocesador, con el cual se comunica a través de los buses de datos. Por ejemplo, cuando la CPU

tiene que ejecutar un programa, primero lo coloca en la memoria y recién después lo empieza a ejecutar. lo mismo ocurre cuando necesita procesar una serie de datos; antes de poder procesarlos los tiene que llevar a la memoria principal. Esta clase de memoria es volátil, es decir que, cuando se corta la energía eléctrica, se borra toda la información que estuviera almacenada en ella,  por su función, la cantidad de memoria RAM de que disponga una computadora es una factor muy importante; hay programas y juegos que requieren una gran cantidad de memoria para poder usarlos. Otros andarán más rápido si el sistema cuenta con más memoria RAM.

La memoria Caché

Dentro de la memoria RAM existe una clase de memoria denominada Memoria Caché que tiene la característica de ser más rápida que las otras, permitiendo que el intercambio de información entre el procesador y la memoria principal sea a mayor velocidad.

Memoria de sólo lectura o ROM

Su nombre viene del inglés Read Only Memory que significa Memoria de Solo Lectura ya que la información que contiene puede ser leída pero no modificada. En ella se encuentra toda la información que el sistema necesita para poder funcionar correctamente ya que los fabricantes guardan allí las instrucciones de arranque y el funcionamiento coordinado de la computadora. no son volátiles, pero se pueden deteriorar a causa de campos magnéticos demasiados potentes.

Al encender nuestra computadora automáticamente comienza a funcionar la memoria ROM. por supuesto, aunque se apague, esta memoria no se borra. El BIOS de una PC (Basic Input Operative System) es una memoria ROM, pero con la facultad de configurarse según las características particulares de cada máquina. esta configuración se guarda en la zona de memoria RAM que posee este BIOS y se mantiene sin borrar cuando se apaga la PC gracias a una pila que hay en la placa principal. Cuando la pila se agota se borra la configuración provocando, en algunos equipos, que la máquina no arranque.

Unidad central de proceso o CPU

(Conocida por sus siglas en inglés, CPU), circuito microscópico que interpreta y ejecuta instrucciones. La CPU se ocupa del control y el proceso de datos en las computadoras. Generalmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de

silicio que contiene millones de componentes electrónicos. El microprocesador de la CPU está formado por una unidad aritmético-lógica que realiza cálculos y comparaciones, y toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole); por una serie de registros donde se almacena información temporalmente, y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones. Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus. El bus conecta la CPU a los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo, un disco duro), los dispositivos de entrada (por ejemplo, un teclado o un mouse) y los dispositivos de salida (por ejemplo, un monitor o una impresora).

Disquete

Un disco flexible o disquete (en lengua inglesa Floppy disk o diskette) es un medio o soporte de almacenamiento de datos formado por una pieza circular de material magnético, fina y flexible (de ahí su denominación) encerrada en una cubierta de plástico cuadrada o rectangular.

Los disquetes se leen y se escriben mediante un dispositivo llamado disquetera (o FDD, del inglés Floppy Disk Drive). Es un disco más pequeño que el CD, tanto en tamaño externo como en capacidad, que está encerrado en una funda de pasta que lo protege (como se ha dicho anteriormente).

MICROPROCESADOR:

Es un circuito electrónico que actúa como Unidad Central de Proceso de un ordenador, proporcionando el control de las operaciones de cálculo. Se identifica rápido en una tarjeta madre porque esta acoplado a la misma en un socket, tiene forma cuadrada con un pequeño ventilador arriba y generan mucho calor.

PARTES INTERNAS DEL MICROPROCESADOR

• Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Es donde se efectúan las operaciones aritméticas (suma, resta, y a veces producto y división) y lógicas (and, or, not, etc.).

•  Decodificador de instrucciones: Allí se interpretan las instrucciones que van llegando y que componen el programa. Aquí entra en juego los compiladores e intérpretes.

•  Bloque de registros: Los registros son celdas de memoria en donde queda almacenado un dato temporalmente. Existe un registro especial llamado de indicadores, estado o flags, que refleja el estado operativo del Microprocesador.

•  Bus de datos: Aquel por donde la CPU recibe datos del exterior o por donde la CPU manda  datos  al exterior.

•  Bus de direcciones: Aquel, que es el utilizado por la CPU para mandar el valor de la dirección de memoria o de un periférico externo al que la CPU quiere acceder.

•   Bus de control: Aquel que usa una serie de líneas por las que salen o entran diversas señales de control utilizadas para mandar acciones a otras partes del ordenador.

• Terminales de alimentación, por donde se recibe los voltajes desde la fuente de alimentación del ordenador.

• Reloj del sistema, es un circuito oscilador o cristal de cuarzo, que oscila varios millones de veces por segundo. Es el que le marca el compás, el que le dicta a qué velocidad va a ejecutarse cualquier operación. Uno de los factores a tener en cuenta al comprar un ordenador es su velocidad, que se mide en MHz.  De hecho, esa velocidad es la del reloj del sistema, el "corazón".

PARTES EXTERNAS DEL MICROPROCESADOR

• Disipador de Calor: Es una estructura metálica (por lo general de aluminio) que va montado encima del Microprocesador para ayudarlo a liberar el calor.

FanCooler: También conocidos como Electro-ventiladores y estos son unos pequeños ventiladores de color negro que van montados en el disipador de calor y a su vez en el Microprocesador, y que permite enfriar el disipador de calor del Microprocesador y a este último también. Por lo general giran entre 3500 y 4500 r.p.m. y trabajan a 12 Volts.

TIPOS DE MICROPROCESADORES

Según la posición para instalarlo:

•        Horizontales: Tienen forma cuadrada con una ligera muesca en una de sus esquinas que indica el primer Pin. Por lo general van acompañados de un disipador de calor y un fancooler y se instalan de forma horizontal, de allí su nombre. Están presentes en equipos de la familia X86 que no vallan montados en el Slot1, sino directamente en el Socket de la tarjeta madre. Socket 3-5 para equipos 80-486,586,686, AMD y Cyrix; Socket 7 para equipos Pentium I, algunos AMD y Cyrix ; Socket 370 [2] FTPGA o PPGA para equipos Pentium III Intel Coopermine o algunos Celeron. Las velocidades varían desde 33 Mhz para 80-286, 200 Mhz para Pentium I, 1.1 Ghz para Celeron y Pentium III y 1.2 a 2 Ghz para algunos Pentium IV. La característica de Velocidad, Memoria Caché y Voltaje del Microprocesador casi siempre son indicadas por el fabricante en la parte frontal del Microprocesador.

•        Verticales: Se caracterizan porque están montados en una tarjeta electrónica con disipador de calor y fanCooler incorporado y se instalan verticalmente en un Slot parecido a una ranura de expansión. Las velocidades varían desde 233 Mhz para algunos Pentium II hasta 800 Mhz para Pentium III. La característica de Velocidad, Memoria Caché y Voltaje del Microprocesador casi siempre son indicadas por el fabricante en una de las partes laterales del Disipador de calor del Microprocesador.

CONCLUSIÓN

Hoy en día, las computadoras han encontrado un enorme campo de acción en diferentes ramas que van de la vida diaria (restaurantes, aeropuertos, cajas registradoras, etcétera) a la vida profesional y laboral o escolar (diseño gráfico, arquitectura, contaduría, investigación, archivos, entre  otros.

Las computadoras fueron creadas para dar solución a problemas complejos (en su origen matemáticos) de una manera más rápida, reduciendo el esfuerzo y tiempo invertido por parte de las personas.

Actualmente, los computadores personales son usados tanto para la investigación como para el entretenimiento (videojuegos), pero los grandes computadores aún sirven para cálculos matemáticos complejos y para otros usos de la ciencia, tecnología, astronomía, medicina, entre otros.

Debido al gran alcance que han logrado los computadores con el pasar de los años, se puede deducir que es la herramienta tecnológica mas importante en la vida del ser humano, por que permite administrar grandes informaciones, realizar cálculos, almacenar, en si facilita la vida.

 

Primer trabajo presentacion

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