ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DEL COMPUTADOR

ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DEL COMPUTADOR

1. ¿Qué es?

   • Un computador es un procesador de datos que ejecuta tareas o instrucciones

2. ¿De qué se compone?

   • Hardware
     • Es la parte física y tangible
       • Monitor , teclado , mouse , etc
   • Software
     • Parte lógica e intangible
       • sistemas operativos
         • Gestiona, administra, y controla el hardware y el software
       • Software de aplicación
         • Word , office,excel , etc.
       • Software de programación
         • Lenguaje de maquina, java, C, C++, PHP, HTML, etc.

3. Sistemas numéricos

   • ¿Qué son?
     • son símbolos o agrupación de dígitos
       • ¿Cuál es su finalidad?
         • Dar a conocer cifras , cantidades o datos numéricos
   • Binario
     • Es el lenguaje Que entiende La maquina , está en base 2
       • se Representa Con los Números 1 y 0
   • Octal
     • Es un sistema numérico en base 8
       • se representa con los números del 0 al 7
   • Hexadecimal
     • Es un sistema numérico en base 16
       • se representa con los números de del 0 al 9 y con las letras de la A a la F
   • Decimal
     • Es el sistema Que usamos Comúnmente, Está en base 10
       • se Representa Con los dígitos (0-9)

4. ¿Negativos en binario?

   • Los números negativos en binario se reconocen por el bit de signo
     • Este bit de signo surge el complemento a dos (ca2) de un conjunto de bits

5. conversión entre sistemas numéricos

   • Podemos convertir los datos de un sistema numérico a los datos de otro sistema numérico con precisión finita
     • A esto se le conoce como conversión entre sistemas numéricos
       • Para pasar de cualquier base a base 10 usamos la fórmula polinómica
       • Para pasar de hexadecimal o de octal a binario usamos las tablas de conversión

6. Punto Flotante

   • La memoria de los computadores es limitada por lo que no puedes almacenar números con precisión infinita
     • ¿Cómo funcionan los números de punto flotante?
       • Se descompone el número en dos partes
         • Una Mantisa
           • contiene los dígitos del numero
         • Un Exponente
           • Indica en donde se coloca el punto en relación a la mantisa
             • La mantisa y el exponente juntos nos permiten
               • Representar números de órdenes de magnitud enormemente dispares
               • Proporciona la misma precisión relativa para todos los órdenes
               • Permite cálculos entre magnitudes diferentes manteniendo la precisión de las dos en el resultado

7. Operaciones con binarios

   • Podemos realizar operaciones aritméticas con los binarios
     • Suma
     • Resta
     • Multiplicación
     • División
       • En la división, las reglas son iguales que en el sistema decimal.

8. Historia Del Hardware

   • El ábaco
     • Es Considerado el más antiguo instrumento de cálculo
       • Precursor más lejano de la calculadora digital moderna
         • Es un instrumento de cálculo que utiliza cuentas que se deslizan a lo largo de una serie de alambres para representar unidades, decenas, etc.
   • La máquina de Pascal
     • fue la primera calculadora que funcionaba a base de ruedas y engranajes
       • es el antepasado remoto del actual ordenador
         • La pascalina podía sumar, restar, y por medio de sumas y restas masivas podía multiplicar y dividir
           • Fue inventada en 1639 por el matemático y filósofo francés Blaise Pascal
   • Calculadora de Leibniz
     • Se basó en la pascalina, pero esta podía multiplicar y dividir directamente
       • Fue Inventada por Leibniz en 1673
         • utilizada durante tres siglos por los miembros de la computación hasta la llegada de la calculadora electrónica a mediados de la década de 1970.
   • Charles Babbage
     • Considerado el padre de las computadoras modernas
       • Creó la maquina diferencial que podía hacer cálculos exactos con 31 dígitos
         • Trató de crear la maquina analítica que poseía muchos componentes esenciales de la computadora moderna
   • Alan Mathison Turing
     • se considera el precursor de la informática moderna
       • Una máquina de Turing es un dispositivo que manipula símbolos sobre una tira de cinta de acuerdo a una tabla de reglas
         • puede ser adaptada para simular la lógica de cualquier algoritmo de computador
           • es particularmente útil en la explicación de las funciones de una CPU dentro de un computador

9. Primeros Computadores

   • Mark I
     • • fue el primer ordenador electromecánico
         • se basaba en la máquina analítica de Charles Babbage.
           • Esta máquina era lenta (tomaba de 3 a 5 segundos por cálculo) e inflexible (la secuencia de cálculos no se podía cambiar); pero ejecutaba operaciones matemáticas básicas y cálculos complejos de ecuaciones sobre el movimiento parabólico.
             • Funcionaba con relés, se programaba con interruptores y leía los datos de cintas de papel perforado.
   • ENIAC
     • • Era totalmente digital,, ejecutaba sus procesos y operaciones mediante instrucciones en lenguaje máquina
         • La ENIAC podía resolver 5000 sumas o 300 multiplicaciones en 1 segundo.
           • ENIAC es un acrónimo de Electronic Numerical Integrator And Computer (Computador e Integrador Numérico Electrónico),
             • Fue inicialmente diseñada para calcular tablas de tiro de artillería para el Laboratorio de Investigación Balística del Ejército de los Estados Unidos.
   • EDSAC
     • • fue el primer calculador electrónico en el mundo en contar con órdenes internas
         • El primer videojuego de la historia, OXO fue desarrollado para funcionar en esta computadora.
           • Calculó una tabla de números al cuadrado y una lista de números primos.
   • UNIVAC I
     • • fue la primera computadora comercial fabricada en Estados Unidos.
         • Fue la primera computadora fabricada para un propósito no militar
           • podía ejecutar unos 1000 cálculos por segundo
             • fue la primera computadora diseñada desde el principio para su uso en administración y negocios
   • John von Neumann
     • • creador de la arquitectura de von Neumann, utilizada en casi todos los computadores
         • Además de su trabajo en arquitectura computacional, von Neumann ofreció una contribución al estudio de algoritmos.
           • se considera a von Neumann el inventor, en 1945, del conocido algoritmo merge sort,

10. Generaciones del computador

    • Primera Generación (1946-1958)
      • En esta época las computadoras funcionaban con válvulas, usaban tarjetas perforadas para entrar los datos y los programas, utilizaban cilindros magnéticos para almacenar información e instrucciones internas
        • e utilizaban exclusivamente en el ámbito científico o militar. La programación implicaba la modificación directa de los cartuchos y eran sumamente grandes, utilizaban gran cantidad de electricidad, generaban gran cantidad de calor y eran sumamente lentas.
    • Segunda Generación (1958-1964)
      • Usaban transistores para procesar información. Los transistores eran más rápidos, pequeños y más confiables que los tubos al vacío. 200 transistores podían acomodarse en la misma cantidad de espacio que un tubo al vacío
        • Se desarrollaron nuevos lenguajes de programación como COBOL y FORTRAN, los cuales eran comercialmente accesibles. Se usaban en aplicaciones de sistemas de reservaciones de líneas aéreas, control del tráfico aéreo y simulaciones de propósito general.
    • Tercera Generación (1964-1971)
      • Comienza a utilizarse los circuitos integrados, lo cual permitió abaratar costos al tiempo que se aumentaba la capacidad de procesamiento y se reducía el tamaño de las máquinas.
        • La tercera generación de computadoras emergió con el desarrollo de circuitos integrados (pastillas de silicio) en las que se colocan miles de componentes electrónicos en una integración en miniatura
    • Cuarta Generación (1971-1983)
      • Fase caracterizada por la integración sobre los componentes electrónicos, lo que propició la aparición del microprocesador, es decir, un único circuito integrado en el que se reúnen los elementos básicos de la máquina. Se desarrolló el microprocesador
        • Se reemplaza la memoria de anillos magnéticos por la memoria de "chips" de silicio. Se desarrollan las microcomputadoras, o sea, computadoras personales o PC. Se desarrollan las supercomputadoras.
    • Quinta Generación (1984 -1999)
      • Surge la PC tal cual como la conocemos en la actualidad. IBM presenta su primera computadora personal y revoluciona el sector informativo.
        • En vista de la acelerada marcha de la microelectrónica, la sociedad industrial se ha dado a la tarea de poner también a esa altura el desarrollo del software y los sistemas con que se manejan las computadoras.
    • Sexta Generación (actualidad)
      • hasta la actualidad somos partícipes de la sexta generación de computadoras: Una generación en la cual los ordenadores son más pequeños, versátiles y poseen, como herramienta indispensable, Internet.
        • los ordenadores cuentan con arquitecturas paralelas que agilizan sus operaciones y facilitan el almacenamiento de información,Son computadoras que utilizan superconductores como materia prima para sus procesadores, lo cual les permite no derrochar electricidad en calor debido a su nula resistencia, ganando performance y economizando energía.

11. Evolución de los lenguajes de programación

    • Programación no estructurada (años 60)
      • Flujo de programas de difícil seguimiento uso indiscriminado sentencia GOTO
        • Fortran , Basic , Primeras versiones cobol
    • Programación estructurada (años 70)
      • Ordenación del flujo de programas restricción de la sentencia Goto
        • Pascal ,c , Ada
    • Programación modular (años 80)
      • Ordenación de código en módulos, funciones, procedimientos
        • Admitida por la mayoría de los lenguajes
    • Programación que usa objetos (años 90)
      • Existencia de objetos con propiedades y métodos disponibles para el programador
        • Visual Basic
    • Programación orientada a objetos (años 90 y 2000)
      • Los programas se conciben como un conjunto de objetos representación del problema real
        • Visual Basic.NET,Java

12. Estructura del computador

    • Procesador o CPU
      • elemento que interpreta las instrucciones y procesa los datos de los programas de computadora.
        • Microprocesador
          • Microprocesador informático o simplemente procesador, un circuito integrado que contiene todos los elementos de la CPU.
    • Memria principal o RAM
      • parte de la computadora que almacena software del sistema operativo, aplicaciones de software y otra información para la unidad de procesamiento central (CPU).
        • Así puede tener acceso rápido y directo cuando sea necesario para realizar las tareas.
    • Memoria secundaria
      • conjunto de dispositivos y soportes de almacenamiento de datos que conforman el subsistema de memoria de la computadora, junto con la memoria primaria o principal.
    • Bus
      • Se denomina bus, en informática, al conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware para que se comuniquen entre sí.
    • periférico de Entrada/Salida (E/S)
      • dispositivo que permite la comunicación entre un sistema de procesamiento de información, tal como la computadora y el mundo exterior, y posiblemente un humano u otro sistema de procesamiento de información.

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