La computadora digitalHardware

Introducción a la computaciónTrimestre: 13I

Concepto computadora digitalDispositivo electrónico que sirve para

procesar información y obtener resultados.

La computadora esta formada por dos partes importantes, que son:

• Hardware. Los componentes físicos que forman la computadora.

• Software. Los programas que indican a la computadora las acciones que tiene que realizar.

Diagrama de cómo esta formada una computadora digital

Dispositivos de

Entrada

Dispositivos de Salida

Memoria externa

Unidad de Control

Unidad Aritmética y

lógica

Memoria central

CPU

Dispositivos de entradaEjemplos de dispositivos de entrada:TecladoMouseMicrófonoEscánerLápiz ópticoJoystickLectores biométricosEtc.

Dispositivos de salidaEjemplos más comunes de este

tipo de dispositivos son:MonitorImpresoraPlotterAltavozEtc.

En ocasiones hay dispositivos que pueden ser de ambos tipos, de entrada y salida.

Por ejemplo:

Pantallas TouchMódemTarjetas de redEtc.

Los dispositivos de Entrada/Salida se les llama también periféricos.

CPU (Procesador)

Unidad de Control

Unidad aritmética y

lógica

Memoria central

CPUUnidad Central de Proceso (Central Processing Unit)

También se le conoce como procesador, controla elfuncionamiento de la computadora y procesa los datos.El procesador esta formado por dos partes:

•La Unidad de Control

•La Unidad aritmética y lógica

Unidad de control

Unidad de Control

Unidad aritmética y

lógica

Memoria central

CPUUnidad de Control

Parte del CPU que coordina y controla los demás elementosde la computadora.

•La unidad de control debe de decodificar las instruccionesalmacenadas en la RAM.

•Debe también organizar la secuencia de acciones a realizarpor parte de la computadora.

Unidad aritmética y lógica

Unidad de Control

Unidad aritmética y

lógica

Memoria central

CPUUnidad aritmética y lógica

Forma parte del CPU que manipula y procesa los datos, seencarga de realizar todas las operaciones aritméticas y lógicas.

Operaciones aritméticas:

+ suma, * multiplicación, / división, - resta, ^ potencia

Operaciones lógicas

< menor que, > mayor que, = igual, ≠ diferente, ≤ menor o igual,≥ mayor o igual

Memoria central (RAM)

Unidad de Control

Unidad aritmética y

lógica

Memoria central

CPUMemoria central

Existen dos tipos de memorias principales en la computadora,pero la que sobresale es la RAM (Random Access Memory).Esta memoria se ocupa de forma temporal para almacenar datos y programas.

Es una memoria de tipo volátil, la cuál al apagarse la computadorapierde la información almacenada en ella.

En la RAM se almacenan:

•Los datos enviados para procesarse desde los dispositivos deentrada.•Los programas que realizarán los procesos.•Los resultados obtenidos preparados para enviarse a un dispositivo de salida.

¿Cómo funciona la RAM? Parte 1La memoria de una computadora es una secuencia ordenadade celdas

.

.

.

1

0

2

997

998

999

La memoria principal se divide en posiciones numeradasllamadas bytes. A cada byte se asocia un número denominadodirección. Un número o letra se representa por un grupo debytes consecutivos en una posición determinada.

byte

Cada celda o byte tiene asociada una única dirección que indicasu posición relativa en memoria que permite acceder a esaposición para almacenar o recuperar la información.

¿Cómo funciona la RAM? Parte 2Direcciones

.

.

.

579

1

0

2

997

998

999El contenido de estas direcciones de memoria se les llaman palabras (word, nada que ver con el programa Word o con el concepto común de palabra).

Al número de posiciones únicas identificables en memoria se le denomina espacio de direccionamiento.

¿Para que sirven los bytes?Los bytes sirven para representar los caracteres (números, letras y signos de puntuación)

Al introducir un texto en la computadora, a través de un dispositivo de entrada, los caracteresse codifican según un código de entrada/salida de modo que cada carácter se asocia a unadeterminada combinación de n bits. Los códigos más utilizados en la actualidad son:

EBCDIC (Extended Binary Code Decimal Inter Change Code).Este código utiliza n=8 bits de forma que se puede codificar hasta 256 símbolos diferentes. Fueel primer código utilizado para computadoras aceptado por IBM.

Código ASCII (American Standard Code for Information Interchange).El código ASCII básico utiliza 7 bits y permite representar 128 caracteres (letras mayúsculas,minúsculas, símbolos de puntuación del alfabeto inglés, dígitos 0 a 9 y ciertos controles deinformación tales como retorno de carro, salto de línea, tabulaciones, etc.) Este código es elmás utilizado en las computadoras, pero existe una versión ampliada de 8 bits que permiterepresentar 256 caracteres distintos, entre ellos símbolos y caracteres especiales de otrosidiomas como el español.

¿Para que sirven los bytes?Código Unicode.Aunque predomina todavía el ASCII la necesidad de representar otros idiomas tales como:chino, árabe, portugués, japonés, español, etc. Hizo que surgiera el Código Unicode, este usaun patrón único de 16 bits para representar cada símbolo que permite 216 bits o sea hasta65536 patrones de bits (símbolos) diferentes.

Otras memorias que ocupa la computadora

Memoria caché

Memoria integrada en el CPU (procesador) que sirve para añadir mayor velocidad alprocesamiento de datos. Sirve para almacenar de forma intermedia los datos entre elprocesador y la memoria principal (RAM). Existen dos principales tipos de caché interno.

L1 caché interno: Incluido en el procesador.

L2 caché externo: Incluido en la tarjeta madre (mother board).

L3 caché: Viene incluido en equipos especiales (servidores, por ejemplo).

Este tipo de memoria aumenta la velocidad de procesamiento de la información dela computadora.

Otras memorias que ocupa la computadora

ROM (Read Only Memory).Memoria de solo lectura, es la segunda memoria principal de la computadora. Esta memoria nopuede ser modificada. La información de esta memoria no se pierde al apagarse la computadora,en ella se almacenan los programas básicos que sirven para arrancar la computadora.BIOS (Basic Input Output Program).Es un programa almacenado en un chip que coordina el arranque de la computadora, si no hayningún problema en el arranque del sistema el BIOS procede a la carga del sistema operativo.

CMOS (Complementary metal oxide semiconductor memory).Memoria que guarda la configuración de la computadora.

POST (Power on Self Test).Procedimiento que prueba el correcto arranque y encendido de los componentes que forman lacomputadora.

Memoria auxiliarTodos los medios de

almacenamiento, los más representativos son:

Discos magnéticosDiscos ópticosCintas magnéticasDiscos y memorias flash usb

Otros componentes de la computadora (1)Mother board:Es la placa madre, se encuentra sujeta al

gabinete de la computadora y es donde se conectan todos los componentes.

a. Lleva y trae información entre todos los componentes.

b. Recibe la electricidad de la fuente de la alimentación.

c. Permite que todos los componentes se comuniquen entre sí.

Otros componentes de la computadora (2)Bus:Canal de datos que interconectan

los componentes del PC.

FSB (Front Size Bus):Canal de datos que interconecta al

procesador con la tarjeta madre. El ancho del bus FSB se mide en bits y su velocidad en Megahertz (Mhz).

Otros componentes de la computadora (3)Zócalo:Espacio o ranura donde se insertan

diferentes componentes (zócalo de procesador, por ejemplo).

Puerto:Enchufe que permite conectar

periféricos a la computadora.

Otros componentes de la computadora (4)Ranura de expansión:Es un tipo de zócalo donde se insertan

tarjetas de expansión (vídeo, red. Sonido, etc.).

Puerto USB (Universal Serial Bus):Es un bus estándar de Entrada/Salida. Su

objetivo es reunir las diferentes conexiones del teclado, el mouse, el escáner en un bus compartido a través de un tipo de conector común.

Tipos de computadoras IComputadora Personal (PC):Es un tipo de microcomputadora diseñado para

satisfacer las necesidades de cómputo de un individuo. Normalmente se asocia el termino PC para referirse a equipos con sistema Windows.

Computadora Portátil (laptop):Tienen forma similar a un cuaderno, y pueden

transportarse fácilmente en una mochila o portafolios, pueden funcionar con batería o con corriente. Actualmente son igual de poderosas de una PC.

Tipos de computadoras IIComputadora Handheld (PDA):Este tipo de computadora es de bolsillo, es menos potente que

una pc o una laptop, se usa para recibir correo electrónico, libreta de direcciones, agenda, de ahí su nombre original en inglés Personal Digital Asistant (Asistente Personal Digital) .

Tablet:Computadora portátil mayor a un smartphone y a un PDA, pero

hay que tener en cuenta que no tiene el mismo poder que una PC; tiene pantalla táctil que permite interactuar al usuario con ella. Algunos de sus usos más frecuentes son:

• Lectores de libros digitales• E-mail• Navegación en Internet• Etc.

Tipos de computadoras IIIMini computadora:Aparecieron por primera vez en los años 70, su

capacidad de procesamiento esta entre una mainframe y una pc. Son computadoras de rango medio, diseñadas para atender las necesidades de la pequeña y mediana empresa.

Workstation:Computadoras que poseen más poder de

procesamiento que una pc, se usan en entornos corporativos en los que es necesario contar con tal poder de procesamiento (gráficos, animaciones, etc.).

Tipos de computadoras IVServidor de red:Es una computadora que proporciona

servicios a otras computadoras.

Mainframe:Son computadoras grandes y costosas

que tienen capacidad para procesar datos de cientos o miles de usuarios. Se les localiza en empresas o en el sector gubernamental, son equipos multiusuarios.

Tipos de computadoras VSuper Computadora:Son las computadoras más rápidas

del mundo, las ocupan para realizar tareas muy complejas, tales como son:

SimulacionesDescifrar códigosEtc.

FuentesFundamentos de ProgramaciónAlgoritmos, estructura de datos y objetosCuarta ediciónLuis Joyanes AguilarMc Graw HillLa Biblia del HardwareVolumen 1Verónica Sánchez SerantesMP Ediciones