Introducción a las Computadoras

• Existen muchos y muy variados sistemas que se denominan computadoras (de escritorio, portátiles, supercomputadoras)
• Los sistemas varían en tamaño, prestaciones, aplicaciones y características, cambiando constantemente gracias al avance tecnológico.
• En la estructura y el funcionamiento de las computadoras se aplican conceptos fundamentales de forma sistemática

Definición de Computadora

• El término proviene del latín "computare", que significa calcular.
• Es una máquina que procesa datos automáticamente según un programa en su memoria
• Realiza trabajos con energía eléctrica
• Alivia tareas rutinarias como almacenamiento, cálculos y decisiones repetitivas.
• Supera algunas capacidades del cerebro humano, pero no es una máquina inteligente.
• La inteligencia aparente procede de los programas desarrollados.
• Realiza tareas de forma parecida a un empleado con una lista de instrucciones.
• A diferencia de un empleado, se detiene ante excepciones no previstas sin tomar decisiones.
• Las computadoras modernas son sistemas electrónicos digitales complejos con versatilidad, velocidad y capacidad de almacenamiento.
• Versatilidad: Puede procesar tareas muy diferentes en momentos distintos.
• Velocidad: Puede ejecutar millones de instrucciones en un segundo.
• Capacidad de almacenamiento: Puede guardar muchos datos y acceder a ellos cuando sea necesario.

Dato e Información

• En informática, aunque se usen como sinónimos en el lenguaje común, los términos "dato" e "información" tienen significados diferentes.
• Dato: Es una representación simbólica de un atributo o característica de una entidad, obtenida mediante observación, medición y asignación de valor según escala y unidad, es de carácter objetivo.
• Información: Surge al interpretar los datos, intervienen el contexto, el objetivo y el sujeto, lo que le da su carácter subjetivo

Procesamiento de Datos

• Antes de obtener información, los datos deben procesarse
• Este procesamiento incluye organización, ordenamiento, corrección de errores y cálculos.
• La ejecución de estas operaciones se llama procesamiento de datos

Ejemplos de Procesamiento de Datos

• Alumno: Promedio de notas, boleta o promoción
• Persona: Estatura, se mide y se sabe si cumple la estatura necesaria para policía
• Persona: Edad, se sabe si puede solicitar una beca
• El procesamiento de datos de entrada produce datos de salida (resultados)
• Éstos se convierten en información cuando el usuario los interpreta.
• La función esencial de la computadora es procesar datos de entrada para obtener datos de salida que permitan al usuario tomar decisiones.
• Para ello, permite el ingreso de datos, los almacena, los procesa y finalmente entrega los resultados.
• El tratamiento de datos se realiza en estas etapas: Entrada, Memorización, Procesamiento y Salida
• Las etapas corresponden a las unidades básicas que conforman una computadora.

Componentes de la Computadora

• Sin importar su tamaño o potencia, toda computadora se compone de módulos o unidades dedicadas a tareas concretas
• Los dispositivos que ingresan datos son las Unidades de Entrada
• La Unidad Central de Procesamiento realiza el procesamiento según el programa
• Las Unidades de Salida informan los resultados al usuario

Estructura Funcional Básica

• Se basa en elementos físicos y lógicos: hardware y software

Hardware y Software

• Según la definición de computadora, es una máquina que recibe datos, los procesa según un programa en la memoria y muestra resultados
• Por un lado están los dispositivos de entrada, procesamiento, memoria y salida
• Por otro, el programa con las instrucciones a ejecutar.
• La computadora se compone de una parte física (la máquina) y una lógica (el programa)

Hardware

• Es el soporte físico de la computadora (la máquina en sí).
• Periféricos: Dispositivos de entrada y salida comunes son teclado, ratón, monitor e impresora, también lectores de código de barras, lápices ópticos, plóteres
• Dispositivos de almacenamiento: discos rígidos y pendrives, dispositivos de comunicaciones: módems, routers y placas de red.
• Microprocesador: Circuito integrado (chip) que forma la Unidad Central de Procesamiento o CPU.
• Memoria principal: Chips que almacenan y suministran instrucciones al microprocesador para su ejecución; la memoria que se usa durante el procesamiento y se divide en:
  • ROM (Read Only Memory): Contiene el Sistema Básico de Entrada/Salida o BIOS
  • La computadora ejecuta los programas de la BIOS al iniciarse para realizar tareas de arranque
  • No es volátil, su contenido se mantiene al apagar la máquina
  • RAM (Random Access Memory): Almacena los programas en ejecución y los datos a procesar
  • Es volátil, pierde su contenido al apagar la computadora
  • Existen dispositivos de memoria externa, para almacenamiento exclusivo
• Placa madre: Tarjeta de circuito impreso que soporta los componentes de la computadora: microprocesador, chips de memoria, conectores.
• Chipset: Conjunto de chips que comunican los componentes de la placa madre;
• En la arquitectura actual, el chipset Puente Norte-Puente Sur divide las señales según la velocidad de los dispositivos.
• Interfaces: Módulos que interconectan los subsistemas de la computadora; por ejemplo, entre CPU y memoria o periféricos.
• Puertos: Conectores específicos que establecen comunicaciones entre dispositivos de hardware: USB, red, VGA, HDMI y PCI.
• Fuente de alimentación: Dispositivo que suministra la energía eléctrica a la placa madre para el funcionamiento de los circuitos.
• Gabinete: Carcasa que alberga la placa madre, la fuente de alimentación y el disco rígido.
• Algunos componentes se relacionan directamente con las unidades funcionales
• Algunos permiten el ingreso/salida de datos (periféricos), otros ejecutan instrucciones (microprocesador), y otros almacenan datos/instrucciones durante el procesamiento (memoria principal).

Software

• Es el soporte lógico, los programas que se ejecutan en la computadora
• En los primeros años de la computación, el hardware era más importante que el software
• El software hace la computadora versátil
• Los programas son fáciles de modificar, no forman parte del hardware y dan soporte material
• Una computadora con hardware fijo puede realizar distintas tareas según el programa
• El cambio de un programa por otro se realiza modificando el estado eléctrico de los circuitos de memoria.

Clasificación del Software

• El software es el conjunto de programas y datos que permite el funcionamiento y la ejecución de tareas específicas.
• Distintos criterios clasifican al software según su ámbito de aplicación:
  • Software de sistema o de base
  • Software de aplicación o de usuario
  • Software de programación o de desarrollo

Software de Sistema o de Base

• Interactúa entre el usuario y el hardware, facilitando la comunicación y relevándolo de actividades básicas, y se clasifican en:
  • Software de arranque: El BIOS, almacenado en la ROM, es un conjunto de rutinas que se ejecutan al encender la computadora
    • Realiza un conteo y verificación de la RAM
    • Comprueba la presencia del teclado, monitor, mouse y unidades de disco
    • Carga el Sistema Operativo ("booteo").
  • Controladores de dispositivo: Interfaces de software que gestionan las particularidades de cada dispositivo
  • Los fabricantes y los sistemas operativos proveen los controladores.
  • Sistema operativo: Permite la interacción del usuario con el hardware, sin necesidad de conocer la microelectrónica, como Linux, Unix o Windows.

Tareas del Sistema Operativo

• Un SO tiene 4 tareas principales:
  • Proporcionar una interfaz de línea de comando o gráfica para que el usuario pueda comunicarse con la computadora a través de elementos gráficos como touchpads, mouses, pantallas táctiles, etc
  • Administrar los dispositivos de hardware. El SO sirve de intermediario entre los programas de usuario y los componentes de hardware como módems o impresoras