estructura física y estructura lógica de la computadora dniela
TRANSCRIPT
Ma. Daniela Hernandez Hernandez
ESTRUCTURA FÍSICA Y
ESTRUCTURA LÓGICA DE
LA COMPUTADORA
1. Un sistema informático o de cómputo
tiene diversos componentes, pero
básicamente
se pueden dividir éstos en tres grandes
grupos: el componente humano; los
equipos o
hardware y los programas o software.
2. La mayoría de computadoras están
compuestas de por lo menos tres
elementos
básicos: Unidad Central de Proceso (Central
Processing Unit, CPU), teclado y monitor,
aunque algunos elementos externos
considerados antiguamente como equipos
periféricos, como el ratón, las bocinas, el
micrófono y la impresora, ya se incluyen
como
elementos inherentes al sistema de cómputo.
3. De acuerdo con los conceptos modernos
de computación del Dr. John von Neumann,
científico estadounidense originario de
Hungría, los procesos que se llevan a cabo
en las
computadoras son: Entrada de datos,
procesamiento de los datos y salida de
información.
4. Los dispositivos físicos mediante los cuales se
introducen los datos a la unidad central
de proceso y se obtiene la salida de la
información se denominan unidades de
entrada/salida (Input/Output devices, I/O).
5. Las unidades de entrada
transforman los datos
introducidos en códigos
binarios que
pueden ser entendidos y
procesados por la
computadora. Los dispositivos
más utilizados
en la actualidad para la
entrada de datos son el
teclado y el ratón.
6. Teclado. Es el dispositivo más utilizado
para comunicarse con la computadora. Los
teclados pueden variar mucho, dependiendo
del fabricante y del idioma; sin embargo, la
mayoría de ellos incluyen por lo menos 102
teclas, excepto los de las portátiles (laptops
o notebooks), que suelen tener
aproximadamente 89. La parte principal de
los teclados
incluye el alfabeto y los números en una
configuración conocida como QWERTY, por la
disposición de las letras de la segunda línea
superior izquierda.
7. Ratón. El ratón
(Mouse) es un
dispositivo que permite
señalar en la pantalla
las
opciones que ofrecen
diversos programas de
interfaz gráfica, para
realizar una operación
específica.
Generalmente tienen
dos botones que
permiten simular que
se oprime la
tecla [Entrar
8. Las unidades de salida
posibilitan la obtención de
los resultados de los
cálculos o
procesamiento de diversas
maneras: visual, impresa,
auditiva o audiovisual. Los
principales aditamentos de
salida de información son
el monitor y la impresora.
9. Monitor. Es el principal dispositivo de salida visual de
los datos procesados. El monitor
requiere de un adaptador, que consiste normalmente en
una tarjeta instalada dentro de
la propia CPU. Dependiendo del tipo de adaptador de la
tarjeta, varía la resolución que
podrá tener el monitor, aunado a sus propias
características.
10. Impresora.
Las impresoras
son uno de los
dispositivos
periféricos más
útiles de las
microcomputador
as; tanto, que se
consideran ya
como una unidad
de salida por
excelencia, y no
como periférico o
“agregado”.
11. Los dispositivos periféricos son
elementos adicionales que
permiten potenciar en gran
manera la ya de por sí enorme
cantidad de poder de las
computadoras modernas.
Algunos de ellos se han vuelto
indispensables para el uso
cotidiano, como las bocinas,
las impresoras, los módems, las
cámaras Web y los micrófonos
12. Los periféricos de entrada son los aparatos o dispositivos
que permiten introducir datos
a la computadora, para que éstos sean procesados. Es
posible jugar con la
computadora, una vez que se introducen los datos
necesarios mediante una palanca de
juegos (joystick), por ejemplo. Los periféricos de entrada más
conocidos son el escáner,
el módem, los lectores de códigos de barras, el micrófono,
las palancas de juegos,
el lápiz óptico, las unidades USB, los lectores de CD-ROM
y DVDs, las tablillas
digitalizadoras y las pantallas sensibles al tacto.
.
13. Los periféricos de salida
son aquéllos dispositivos que
proporcionan resultados
(información) de los procesos
que se llevan a cabo en la
computadora. Los más
importantes son: las impresoras
de todos tipos, los monitores,
los plóteres (plotters),
los altavoces o bocinas, los
módems, las unidades de discos,
los CD-ROM y DVDs,
las unidades USB, los proyectores,
etcétera
14. Las unidades de almacenamiento masivo se han hecho
indispensables en la
computación, porque al trabajar con archivos de texto, con
gráficos, o con archivos de
multimedios, hay que guardarlos para protegerlos. En éstas se
pueden realizar respaldos
o copias de seguridad de toda la información. Las más
populares son las unidades de
discos flexibles, los discos duros internos, las unidades de
disco externas, los
lectores de discos compactos, las unidades de cinta, los
“quemadores” de discos
compactos y DVD’s, las unidades USB, etcétera.
15. Algunas veces se
habla de CPU al
referirse a la “carcasa” o
compartimiento donde
se
ubica la tarjeta
principal (motherboard)
y el microprocesador,
sin embargo se debe
entender que la unidad
central de
procesamiento es la
parte más importante
de una
computadora.
16. Los microprocesadores son circuitos electrónicos
que integran en una sola tableta de
silicio o de algún otro material
semiconductor, muchos millones de minúsculos
transistores, que actúan como
conmutadores, mediante lo cual se lleva a cabo el
procesamiento de todos los datos que se introducen a la
computadora.
17. El desarrollo de los microprocesadores ha sido
sorprendente, sobre todo a partir de
1989, cuando se rebasó la cantidad que se creía el límite de
transistores que se podrían
insertar en una sola cápsula de silicio, que era de
1,000,000. Algunos de los
microprocesadores actuales, como el AMD Opteron,
contienen 233 millones de
nanotransistores; el Intel Core 2 Duo-E6300, tiene 291
millones y el Intel Itanium 2,
contiene más de 1,700 millones de nanotransistores.
18. La Ley de Moore, que formuló
Gordon E. Moore, uno de los
fundadores de Intel en
1965, cuatro años antes de la
aparición del primer
microprocesador dice: “El número de
transistores contenidos en un
microprocesador se duplica cada
dieciocho meses”,
cosa que hasta la fecha se sigue
cumpliendo.
19. Las unidades: Bus (Bus Unit, BU), de Instrucción (Instruction
Unit, IU), de Ejecución
(Execution Unit, EU) y la de Direccionamiento (Addressing
Unit, AU), ejecutan dentro
del procesador, todas las operaciones aritméticas y lógicas. Para
ello, cuentan con una
Unidad de Control en el diagrama.
20. Dentro del gabinete o carcasa, se encuentran
también la fuente de poder, que se
encarga de distribuir la energía eléctrica necesaria para
el funcionamiento de todos los
componentes; las tarjetas de sonido; las de red o módem
y todos los componentes de
memoria. Además, ahí se alojan el disco duro, las
unidades de disquetes y los lectores
de discos compactos y DVD’s. A estas unidades se
les conoce como dispositivos
internos
21. La tarjeta principal, que es conocida
también como tarjeta madre
(motherboard) o
placa base, es el centro de distribución y
proceso de los datos en la computadora. Es
ahí donde se alojan los principales
componentes del sistema, como el
microprocesador,
los chips de memoria, las tarjetas de
control de dispositivos y un sinnúmero de
componentes electrónicos
22. La memoria principal o primaria se compone de
circuitos especiales capaces de
almacenar en direcciones específicas, datos binarios
a los que puede acceder
rápidamente el microprocesador mediante el bus de
direcciones. La computadora
cuenta con dos tipos de memoria. Una de ellas se
denomina ROM (de Read Only
Memory) o memoria de sólo lectura.
23. La otra memoria es la que se emplea
para guardar los datos y programas que
utiliza la
computadora. Se le denomina RAM (de
Random Access Memory) o memoria de
acceso
aleatorio. Esta memoria constituye el
espacio de trabajo que utiliza el
usuario en la
computadora para procesar los datos.
Podría decirse que mientras más
memoria RAM
tenga la computadora, más capacidad de
trabajo tendrá.
24. Además de
comunicarse a través del
teclado, del monitor, del
ratón, y de otros
dispositivos de
comunicación, las
computadoras pueden
imprimir datos, textos o
gráficas, o enviar los datos a
otras computadoras usando
una línea telefónica,
mediante
conectores, que
generalmente se ubican en
la parte posterior de la
microcomputadora,
que reciben el nombre de
puertos (ports).
25. Mientras se utiliza una computadora, la información se
mantiene en la memoria RAM.
Ahí trabajan en conjunto tanto el programa que indica lo que hay
que hacer, como los
datos que se están procesando: textos, cifras, dibujos,
sonido, video, etcétera. ¿Qué
sucede con la información cuando se apaga la computadora? La
respuesta es sencilla:
se pierde.
26. La organización de cualquier disco es muy semejante en todos
los sistemas. El sistema
operativo DOS lo divide en anillos concéntricos denominados pistas.
La cantidad de éstas
en la superficie del disco se mide como pistas por pulgada (Tracks
per inch, tpi). A su vez,
cada pista (track) es dividida en sectores
27. Los sectores son
divisiones en forma de
gajos de una naranja
partida por la mitad, por lo
que todas las pistas del
disco contienen el mismo
número de sectores.
28. El sistema operativo optimiza la lectura o grabación de datos,
creando grupos de sectores
contiguos llamados clusters. Estas unidades de grabación pueden
contener uno o
muchos sectores, según sea el formato del disco que se utilice, y los
enumera en orden
secuencial. Los primeros sectores los reserva para alojar el
programa de carga (Boot
program), la tabla de asignación de archivos (File Alocation Table, FAT)
29. Los datos se almacenan en forma de unidades
denominadas Archivos (Files), los cuales
pueden tener longitud variable, según la cantidad de
datos que guarden. Deben de tener
un nombre o identificador. Estos archivos se asemejan a
los folders o carpetas que se
emplean para guardar documentos. A cada carpeta
se le pone una etiqueta con un
nombre único para no confundirlo con los demás.
30. Se denomina estructura lógica de
la computadora a todos aquellos
programas que se
requieren para el funcionamiento
del sistema informático; desde los
del BIOS, que
permiten configurar la computadora
cada vez que se enciende o
reinicializa, hasta los
sistemas operativos o de control, los
controladores de dispositivos, y las
aplicaciones de
propósito específico como
procesadores de texto, manejadores
de hojas de cálculo y
bases de datos, programas de
creación y edición de gráficos,
etcétera.
31. Los números
constituyen la base del
software, ya que la
comunicación más
elemental
con cualquier
computadora se
realiza mediante el
sistema numérico
denominado
binario. el álgebra de
Boole
32. Sistema de
numeración es el
conjunto de reglas que
permiten representar
conceptos
matemáticos abstractos
mediante una serie bien
definida de símbolos
denominados
números. Los números
representan una cierta
cantidad de uniddes.
a
33. Los sistemas de numeración
pueden dividirse según distintos
criterios, por ejemplo si
son posicionales o no, y también con
respecto al número tomado como
base del
sistema, es decir, la cantidad de
símbolos diferentes que utilizan
34. Durante muchos siglos se
utilizó el sistema numérico de
base 60 creado en el esplendor
de la cultura mesopotámica. No
obstante que el número 60 es
demasiado grande para
usarse como base, puede
dividirse entre 1, 2, 3, 4, 5, 6,
10, 12, 15, 20, 30 y 60, lo
cual
significa que los resultados de
los problemas también el
círculo en grados, minutos y
segundos de ángulo.
.
35. El hombre hubo de inventar los números, los
sistemas de numeración y algunas reglas o
normas lógicas que, correctamente aplicadas, le
permitieran representar los conceptos
matemáticos mediante símbolos. Cada una de las
civilizaciones que se venían
desarrollando paralelamente en diferentes regiones
de la tierra, creó sistemas de
numeración utilizando símbolos diferentes
36. El uso del ábaco se extendió con el
tiempo a otras culturas; los romanos lo
utilizaron
ampliamente. El ábaco romano consistía en
cuentas de piedra caliza o mármol (del latín
calx) que se deslizaban sobre ranuras en
una superficie plana; a estas pequeñas
cuentas se les llamó calculi, plural de
calculus, de donde proviene el término
cálculo.
37. Entre los sistemas numéricos más destacados de la
antigüedad cabe mencionar los de
las culturas sumeria, egipcia, hindú, griega, romana y
maya. No todos ellos estaban
basados en el número 10, como el maya, que tenía
como base el número 20. A la
cultura griega debemos muchos de los nombres de los
números, y a la árabe, la grafía
actual de ellos, por lo cual se les llama números
arábigos.
38. La civilización egipcia se desarrolló
sorprendentemente en el delta del rio Nilo hace
aproximadamente 4,500 años, época en la cual
construyeron las pirámides, obras de
ingeniería que requirieron avanzados conocimientos de
matemáticas
39. Los mayas emplearon un sistema de numeración
sobresaliente en muchos aspectos, ya
que aparte de emplear la notación posicional
descubrieron el cero mucho tiempo antes
de que se conociera en Europa. La base de su sistema
fue el 20, por lo que necesitaban
veinte signos diferentes para expresar las distintas
cantidades.
40. Los romanos utilizaron un sistema de
numeración basado en siete letras del
alfabeto
latino: I = uno, V = cinco, X = diez, L =
cincuenta, C = cien, D = quinientos y M =
mil. El
valor de las letras está bien determinado y
no depende de su posición, Únicamente se
deben tomar en cuenta unas cuantas reglas
para su correcta escritura.
41. El sistema de numeración más utilizado en la
actualidad es el decimal, que se
caracteriza por ser básicamente posicional. En los
números decimales cada posición
puede interpretarse como un subconjunto de diez
elementos, y cuando una posición se
satura, se desplaza el elemento restante a la siguiente
posición de la izquierda.
42. El sistema binario es un sistema
numérico de base 2 que utiliza solamente
dos símbolos
para representar números y se maneja
con reglas mucho más sencillas que las
del sistema
43. La ergonomía” (ergonomics) se define como
“el estudio de la capacidad y psicología
humanas en relación con el ambiente de trabajo y
el equipo manejados por el trabajador”, o
“el estudio de cómo diseñar el equipo que afecta el
qué tan bien puede realizar la gente su
trabajo”.
44. Muchas empresas fabricantes de
equipos y mobiliario para oficinas
computadorizadas
ofrecen un sinnúmero de aditamentos y
sistemas de protección para prevenir los
riesgos
45. Diversas asociaciones de salud de todos los
países han realizado estudios sobre los
efectos que causa el trabajo informático en la salud
de los operadores, capturistas o
programadores que tienen que utilizar la computadora
gran parte de su tiempo productivo.
46. Grupos y organizaciones de
trabajadores de la informática, en los
países avanzados, han
luchado por conseguir que las
empresas que los contratan les
provean de: aditamentos
especiales para descansar los
brazos y las muñecas al usar el
ratón; teclados con
inclinaciones y posiciones naturales;
pantallas protectoras de las
radiaciones de las
computadoras; brazos para colocar
los monitores a las alturas
adecuadas; luces y ventanas
47. Actualmente casi no podemos encontrar una rama de
la ciencia en donde no se aplique la
tecnología informática. La computación ha invadido, para
bien, casi todas las actividades
del ser humano, posibilitando la reducción de precios de
productos que antiguamente se
realizaban por métodos manuales.
48. Las áreas de trabajo donde se
aprecia más la necesidad de
computadoras son: las
ciencias; la administración y la
economía; el diseño, la manufactura
y la ingeniería; la
ecología y el medio ambiente; la
medicina; la educación; aplicaciones
militares;