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Facultad de Ciencias Económicas – U.N.N.E. Informática Aplicada Unidad 1 UNIDAD 1: Soporte físico – El hardware Contenidos: 1.1 Esquema funcional de un computador digital. 1.2 Representación de la infor...

Facultad de Ciencias Económicas – U.N.N.E. Informática Aplicada Unidad 1 UNIDAD 1: Soporte físico – El hardware Contenidos: 1.1 Esquema funcional de un computador digital. 1.2 Representación de la información. 1.3 Arquitectura básica de un computador. 1.4 La Unidad Central de Proceso. 1.5 Dispositivos de entrada, salida y almacenamiento externo. 1.6 Clasificación de las computadoras y consideraciones en la compra de hardware 1.1. Esquema funcional de un computador digital Hardware es una palabra de origen inglés con la que se hace referencia a toda la parte "dura" de la informática, es decir a la maquinaria real utilizada para el procesamiento electrónico de datos. Todos los sistemas computacionales consisten en alguna combinación de equipamiento principal y equipo de apoyo. El equipo principal (que a menudo se denomina unidad central de procesamiento, CPU según las iniciales en inglés o UCP su equivalente en el castellano) es la parte principal del sistema; es la máquina que realiza el procesamiento real de datos y programas. El equipo de apoyo consta de todas las máquinas que hacen posible introducir datos y programas en la CPU, obtener información procesada y almacenar datos y programas para tener fácil acceso a la CPU. Los equipos de apoyo son denominados periféricos u órganos de entrada/salida (I/O – Input/Output). Los órganos de entrada son dispositivos que convierten los datos y programas en una forma que la CPU puede entender y procesar: son codificadores. Los órganos de salida son dispositivos que convierten los datos procesados en una forma que los usuarios pueden comprender: son decodificadores. Los dispositivos de almacenamiento secundario son equipos que pueden poner fácilmente a disposición de la CPU datos y programas usados con frecuencia. Estas funciones a menudo se superponen en una sola máquina. Por ejemplo, muchas máquinas, trabajan como dispositivos tanto de entrada como de salida. Y todos los dispositivos de almacenamiento secundario funcionan asimismo como dispositivos de entrada y de salida. Las máquinas electrónicas de programa registrado han sido y son todavía denominadas de muy diversas maneras: calculador, computador, computadora, computadora, máquina; términos seguidos de un adjetivo como numérico, digital o simplemente electrónico. Todas estas denominaciones son equivalentes. Una computadora procesa los datos de forma automática para obtener así los resultados que se buscan. Esquema funcional. Se puede observar que una computadora es la unión de tres elementos: Dispositivos de entrada Unidad Central de Proceso Dispositivos de salida La Unidad Central de Proceso ha de tener dos características bien definidas: 1. Ha de ser capaz de reconocer y ejecutar una serie de instrucciones (programa) elementales en base a las cuales se puede realizar cualquier proceso de datos deseado, por complejo que sea éste. Página 1 de 35  Facultad de Ciencias Económicas – U.N.N.E. Informática Aplicada Unidad 1 2. Ha de tener separados dos estados diferentes. En una primera fase ha de poder recibir y memorizar las instrucciones que configuran el proceso pedido (introducción del programa) y en segunda fase debe ejecutar en secuencia las instrucciones recibidas (ejecución del programa). Al realizar esta ejecución se leerán los datos que se necesiten a través de un dispositivo de entrada de datos en el momento en que sean requeridos, realizándose las operaciones que forman el proceso hasta la obtención de los resultados, los cuales serán enviados al usuario a través de un dispositivo de salida. A continuación se muestra un esquema general de un computador digital: A través de estas características, se puede observar que la Unidad Central de Proceso (UCP o CPU que son las conocidas siglas en el idioma inglés) está compuesta por tres partes fundamentales: Unidad de Control Unidad Aritmético-Lógica Memoria principal o central En el punto 1.3 veremos con más detalles a estas unidades. Evolución de los computadores. Generaciones. La historia o evolución de las computadoras se suele clasificar en diferentes “generaciones”, que muestran como distintivo una evolución principalmente en el hardware de la misma. PRIMERA GENERACIÓN: (1951-1959) a) HARDWARE (componente físico): Componente electrónico: tubos de vacío (válvulas) Almacenamiento: tubos electrostáticos, tambores magnéticos. M.T.B.F. (Media de Tiempo de Buen Funcionamiento): decenas de minutos. b) SOFTWARE (componente lógico): Lenguajes: Uso exclusivo de lenguaje de máquina Métodos de explotación: ejecución de trabajos en forma secuencial en tres tiempos: 1-Perforación: el programa es perforado en tarjetas o cinta de papel. 2-Ejecución: Procesamiento del programa 3-Impresión de los resultados. Página 2 de 35  Facultad de Ciencias Económicas – U.N.N.E. Informática Aplicada Unidad 1 SEGUNDA GENERACIÓN: (1959-1964) a) HARDWARE (componente físico): Componente electrónico: el transistor reemplaza al tubo. Almacenamiento: núcleos magnéticos. M.T.B.F.: decenas de horas. b) SOFTWARE (componente lógico): Lenguajes: Se comienzan a utilizar lenguajes simbólicos. Métodos de explotación: el procesamiento se realiza en lotes. Se utiliza una computadora auxiliar para gestión de entradas y salidas. TERCERA GENERACIÓN: (1964-1970) a) HARDWARE (componente físico): Componente electrónico: SSI, MSI y LSI (pequeña, mediana y gran escala de integración) Los transistores son integrados en circuitos, que, para el mismo tamaño de un transistor de la segunda generación, contienen algunas decenas, centenas o miles de componentes interconectados. Almacenamiento: utilización de semiconductores en la construcción de la memoria principal. M.T.B.F.: cientos de horas. b) SOFTWARE (componente lógico): Lenguajes: desarrollo de lenguajes de alto nivel. Utilización de Sistemas Operativos. Métodos de explotación: Memoria particionada en dos zonas mediante software: 1) Zona de procesamiento de los programas de usuarios 2) Zona de conversión de soporte y sistema operativo. Todas las interrupciones las realiza el Sistema de explotación en forma automática. MULTIPROGRAMACIÓN: Varios programas se procesan "simultáneamente" en una única unidad central. TELEPROCESAMIENTO: Varias terminales remotas tienen acceso a una única unidad central. CUARTA GENERACIÓN: (1970-1990) Con discrepancias que se observan entre expertos en computación, podemos afirmar que nos encontramos actualmente en la cuarta generación de computadoras. a) HARDWARE: Componente electrónico: VLSI / ULSI / GLSI (muy gran, ultra gran y giga gran escala de integración) Cada cápsula contiene de miles a millones de componentes. M.T.B.F.: miles de horas. b) SOFTWARE: Sistemas generadores de aplicaciones. Métodos de explotación: Procesamiento distribuido. Utilización de redes de microcomputadores o PC. QUINTA GENERACIÓN: (1990-) Entre sus objetivos estaba que el primer prototipo apareciera antes de promediar la década del '90, con las siguientes características: 1) Nuevas tecnologías de fabricación con materiales posiblemente distintos del silicio. Integración de varios millones de transistores en un solo circuito. 2) Sustitución de los lenguajes de alto nivel (COBOL, FORTRAN, etc.) por lenguajes con mayor capacidad para manejar símbolos y mayores recursos, como LISP y PROLOG. Página 3 de 35  Facultad de Ciencias Económicas – U.N.N.E. Informática Aplicada Unidad 1 3) Nuevas arquitecturas que sustituirán a la tradicional secuencial de Von Neumann. 4) Nuevos métodos de entrada/salida: identificación del lenguaje oral, reconocimiento de formas, síntesis del lenguaje hablado, etc. 5) Inteligencia artificial: resolución de problemas, deducciones lógicas, adquisición y elaboración de conocimientos. A la fecha no hay equipos comercialmente disponibles en escala, que se consideren netamente de esta generación. SEXTA GENERACIÓN: (1990-) Algunos autores mencionan la irrupción de una sexta generación, teniendo como característica la evolución de las comunicaciones a la par de la tecnología. Se están utilizando procesadores en paralelo, lo que permite la división de tareas en múltiples unidades de procesamiento operando simultáneamente. La miniaturización de componentes y su consecuente reducción en costo coadyuvan a obtener sistemas de muy alta capacidad. Muchas estaciones de trabajo de esta generación superan en capacidad a las supercomputadoras de la generación anterior. Aparecen asimismo procesadores especializados en tareas de video y sonido. Dentro de los eventos que forjaron el inicio de este período están: la irrupción de la "World Wide Web" (www); el reemplazo de ARPAnet por la NSFnet y las redes interconectadas, dando origen a la participación pública en el desarrollo de lo que se convertiría en la red de redes, Internet. Probablemente esta forma de clasificar el avance computacional en “generaciones” empiece a perder algo de sentido o necesidad, dado que no se aprecian cambios radicales significativos en algún elemento clave del hardware, sino avances continuos en casi todas las áreas, conjuntamente con el desarrollo de nuevas tecnologías. 1.2 Representación de la información. Cuando el hombre empezó a contar, probablemente lo hacía con los dedos (en efecto, la palabra latina dígitus, de la cual deriva el vocablo "dígito", significa dedo). Lo más probable es que contara la unidad levantando un dedo, y luego otro para representar cada nueva unidad. Recién cuando la inteligencia humana alcanzó un nivel superior de desarrollo la idea concreta de número dio lugar a la concepción abstracta. A esto siguió el largo proceso histórico a través del cual el concepto de número se amplió con la creación de las reglas de cálculo y las sucesivas extensiones que lo llevaron a su forma actual. SISTEMAS DE NUMERACIÓN. En matemática, la representación de los infinitos números naturales, se hará mediante la elección de un conjunto finito de símbolos gráficos (que llamaremos CIFRAS) y un conjunto de reglas que constituyen lo que designaremos como SISTEMA DE NUMERACIÓN. A la cantidad de cifras de un sistema lo llamaremos BASE del sistema y deberá ser mayor que uno. La manera moderna de representación de números se basa en el posicionamiento relativo que asumen los diversos símbolos (CIFRAS) que se utilizan para representar valores. Así definiremos la notación posicional de BASE "b" (también raíz o radix "b") como:... a2 a1 a0 a-1 a-2(b)... =... a b2 + a b1 + a b0 + a b-1(10) +... Página 4 de 35  Facultad de Ciencias Económicas – U.N.N.E. Informática Aplicada Unidad 1 Ejemplo: 520,3(6) = 5.62 +2.61 +0.60 +3.6-1(10) = 192,5(10) La notación decimal de uso común es un caso especial en que b=10, en cuyo caso los coeficientes a se seleccionan del conjunto de dígitos decimales: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Las generalizaciones más simples se obtienen al tomar b como un número entero mayor que uno y siendo los coeficientes a enteros en el rango 0 14” óptimo = 22 a 24” || NB=>16 a 17” Sistema Operativo Dependerá de las aplicaciones que se utilizarán. Los más usados actualmente son Windows (versión 10 u 11, y dentro de ellas Starter, Home Premium, Professional o Ultimate) o alguna distribución de Linux (como Ubuntu o Debian). Los equipos Apple usan OS X (son aprox. un 15% del mercado mundial) Software aplicativo mínimo = antivirus, procesador de textos, planilla electrónica mejor = antivirus y un paquete ofimático o suite, que contengan: procesador de textos, planilla de cálculo, presentador de diapositivas, base de datos, agenda, etc. Además: sistema o aplicativo que requiera la especificidad de las tareas a realizar Unidad óptica En caso de ser necesario, por tener que leer o grabar este soporte. mínimo = DVD-ROM mejor = DVD-RW Hoy está siendo reemplazado por soportes electrónicos (pendrives, tarjetas, etc.) Otros dispositivos Según uso o necesidad: a considerar Teclado y mouse Placa de video Placa de sonido Cámara digital Micrófono Parlantes Página 35 de 35