1. Precursores de la Computacion. 5000N 1672

1. Precursores de la Computacion.
5000N
1672
1642
1834
1801
1880
1842
1924
1896
5000N – Abaco babilonia
1642 – Pascalina engranes (Suma Resta)
1672 – Leibinz (Suma, Resta, Multiplicación, División)
1801 – Talares de Jacquard
1836 – Babbage (Maquina diferencial)
1842 – Ada A. Viren (Aritmética binaria 1° Programadora
1880 – Hollerith (Tarjeta perdorada)
1896 – Tabulating machine company
1924 – International Bussines Machine (IBM)
1953 – Computadoras comericiales IBM 701
2. La computadora electrónica
¿Cuáles fueron las causas que originarion la creación de la PC?
Buscar la rapida elaboración de operaciones simples asi como la
facilidad de realizarlas
¿Qué hubiera sucedido si IBM no hubiera adoptado el concepto de
comercializacion de PC?
Alguien mas lo hubiera adoptado
¿Qué hubiera pasado en nuestra sociedad si no se hubieran desarrollado
las computadoras personales?
Seria mas difícil conseguir información, seria difícil la elaboración
de trabajos de calidad, existiria un gran atrazo en nuestra
sociedad ya que muchos utilizan las PC para la realización de sus
labores diarias
1953
Impacto de la computadora en la ciencia y como apoyo al futuro
de la misma.
Ha sido grande el impacto que a tenido la computadora en las ciencias,
han facilitado el estudio de ellas asi como adelantado a pasos enormes
la tecnología, tomemos por ejemplo la medicina.
La medicina a encontrado muchas curas a enfermedades gracias a la
tecnología, ahora se pueden realizar operación sin necesidad de tener
que realizar una cirugía, si no utilizando simplemente lo que es un rayo
laser dándole mayor velocidad y precision permitiendo al paciente
recuperarse mas fácilmente.
Ahora tomemos la arquitectura a la arquitectura le a ayudado mucho ya
que pueden ser mas precisos a la hora de dar un estimado de gastos,
saber con mayor precision el numero de materialesque van a ocupar,
adecuar la construcción a distintos terrenos, entre otras cosas a un
futuro incluso podria mostrársele al cliente como va a quedar su casa,
mucho antes de ser construida, poder caminar dentro de ella, examinar
los espacios y determinar si es eso lo que quiere o no, inclusive hasta
escoger los muebles para su casa.
Yo creo que a futuro no tan lejano ya no se podria saber que es lo que
podriamos hacer con las computadoras, quizas visitar a la luna desde la
comodidad del hogar conocer otros lugares.
Para las ciencias medicas, mayor precision y excelentes resultados. En
las comunicaciones una mayor nitidez y velocidad de comunicación.
Yo creo que esto no tiene un fin siempre va a existir algo mas que
pueda realiza el limite ya no es el cielo.
Impacto de las computadoras en la educación
En un principio la forma de aprendizaje era muy pobre, la forma de
obtener información para una investigación era limitada a libros y
algunos manuales de apoyo.
Ahora se tiene la facilidad del internet, abriendonos un mundo de
información haciendo mas facil y entretenido el aprendizaje, dándonos
la oprtunidad de visitar lugar nunca antes vistos y obtener información
mucho mas actual.
Como todo tambien tiene sus defectos, como es la falta de veracidad en
la información, ya que no todo lo que ves o lees en internet es real,
ademas de tener un gran numero de distracciones.
Tambien se cuenta con muchas herramientas que nos facilitan la
realización de excelentes trabajos de redacción, exposiciones, etc...
A fin de cuentas es una herramienta mas de trabajo, a mi gusto la mas
poderosa que existe y aun seguimos viviendo los grandes adelantos de
la computadora, donde seguramente vendran a beneficiarnos a todos,
llenándonos de información y de posibilidades, de donde ahora se pienza
que es mas valioso un portafolio lleno de información que uno lleno de
dinero.
La clasificacion de equipo de computo
Es muy comun que sea deacuerdo al tamaño fisico, velocidad de
procesos y capacidad de memora.
Debido a la industria y a la tecnología las clasificaciones en la actualizad
son relativas. Para el inicio del presente siglo prevalese la siguiente
clasificacion, por su tamaño y capacidad de proceso.
Clasificacion de las computadoras por su capacidad
 Super Computadoras
 MainFrames o Macro computadoras
 Mini computadoras
 Estaciones de trabajo
 Computadoras personales o Micro computadoras
Super Computadoras:
Son las mas veloces del momento, por lo general se usan para realizar
simulaciones geológicas, mecanica de fluidos y para problemas de física
y química.
Tambien se aplican al manejo de modelos economicos analsis de
estructuras, diseño de componentes electrónicos e investigación en
energia nuclear y meteorología.
El manejo de graficas animadas en tiempo real es su especialidad
MainFrames o Macro computadoras
La palabra proviene de Macro Principal y se clasifican en:
a) Super minis
b) Mini computadoras
c) Micro main frames
Esto se debe a que manejan desde unas pocas terminales, hasta varios
miles de ellas
Caso Practico:
Con la finalidad de promover la nueva cultura informatica en Grupo
Financiero Inverlat, usted es contratado como ejecutivo de sistemas de
información, la funcion del puesto sera la de optimizar los equipos
computacionales de la region centro – sur y específicamente del centro
de computo ubicado en la ciudad de Veracruz.
La información con la que usted cuenta para realizar su propuesta inicial
es la siguiete:
Area
Recursos Humanos
Credito
Banca de gob
Banca comercial
Sistemas
Servicios Gral.
Terminales
Asignadas
120
160
100
140
200
90
Directivos
Ejecutivos
Analistas
3
2
2
3
2
1
12
16
7
12
4
2
18
12
8
10
8
4
Su petición sera dirigida al director Corporativo de Sistemas de la
institución de tal suerte que sugiera y justifique, el tipo de
computadoras a usar ( de acuerdo con la clasificacion vista en clase)
para su operación
Sugiera algunos tipos de computadoras
De acuerdo a la clasificacion por capacidad que pudiese adquirir en cada
uno de los siguientes negocios:
A) Gasolineria:
Computadora Personal y estaciones de trabajo Inteligentes.
Para cuestion de contabilidad de la gasolineria en el caso de
que se cuenten con 2 o mas gasolinerias seria conveniente
unirlas atraves de una red.
B) Cadena de restaurantes de servicio rapido:
Mini computadoras, estaciones de trabajo y computadoras
personales. Registro de ventas y pedidos, poder obtener una
contabilidad general mas fácilmente y llevar un control entre
cada restaurante
C) Agencia de viajes:
Estaciones
de
trabajo
inteligentes,
Computadoras
Personales. Consulta de paquetes de viajes, precios, fechas
atravez de internet, llevar un catalogo de viajes, registro de
operaciones contables
D) Centro Comercial (+ de 100 locales):
Estaciones de trabajo inteligentes, minicomputadoras y
computadoras personales. Tener un control sobre el centro
comercial, realizar procesos administrativos, etc.
E) Cadena de Hoteles de Gran Lujo:
Estaciones de trabajo, mini computadoras y computadoras
personales. Para dar un mejor servicio al cliente, un ejemplo
de lo que se podria llevar acabo, seria tener una base de
datos por cliente regular, sobre sus habitos alimenticios y
poder ser registrados y utilizados en caso de que se hospede
dentro de cualquier hotel de nuestra cadena. Realización de
procesos administrativos, obtener graficas sobre temporadas
altas y bajas, etc.
4. Elementos y componentes de la computadora
4.1 Dispositivos Periféricos
Son los elementos atravez de los cuales se genera la comunicación
entre un usuario y la computadora, se les conoce como periféricos
dado que se encuentra en la periferia o cercania del equipo de
computo; en la actualidad con el manejo de las redes dicho
conceptos se ha ido perdiendo manejando unicamente, el nombre
de dispositivos de entrada y dispositivos de salida.
4.1.1 Dispositivos de entrada
Son los elementos que utiliza el usuario para dar las intrucciones a
la computadora ejemplo de estos:




Teclado
Mouse
Monitor (Touch Screen)
Microfono
4.1.2 Dispositivos de salida
Son los elementos que utiliza la computadora para entregar
resultados al usuario. Por ejemplo:



Impresora
Pantalla
Bocinas
Elabore una tabla en donde se muestre elementos de un equipo de
computo que tenga las características de, entrada, salida y ambas
funciones.
Entrada
Teclado
Mouse
Camara Digital
Scanner
Lapiz Optico
Joystick
Microfono
CD
DVD
Salida
Impresora
Monitor
Bocinas
Canon
Proyector
Plotter
Ambas
MODEM
Touch Screen
Concentrador
Cablemodem
CD-RW
Zip Drive
Mp3 Player
4.2 Unidad Central de Proceso (UCP ó CPU)
El corazon de la configuración de cualquier computadora es el CPU
las funciones principales que esta realiza se ilustran en el siguiente
esquema de procesamiento:
3
Control
1
Entrada
6 Bus de e/s
2
Salida
Esquema de procesamiento
5
Almacenamiento
primario
4
Aritmética y
Logica
1. Entrada: Los datos que se van a procesar y las instrucciones para
el procesamiento se ponen a disposición del CPU atravez de los
dispositivos de entrada.
2. Salida: Los resultados finales del procesamiento de datos dentro
del CPU se escriben en los dispositivos de salida.
3. Unidad de control: Es la que dirige y coordina todo el sistema de
computo ejecutando las instrucciones de los programas. La unidad
de control les indica a los dispositivos de entrada que datos
introducior y cuando hacerlo, le indica a la seccion de
almacenamiento primario donde colocar los datos; le dice a la
unidad aritmética logica que operación debe realizar, en donde se
encuentran los datos y donde colocar los resultados; e indica que
dispositivos de salida se deben de utilizar y cuales datos se van a
escribir en ellos.
4. Unidad Aritmética y Logica: es la calculadora del CPU. Contiene los
circuitos para realizar sobre los datos las operaciones aritméticas
de suma, resta, multiplicación y división, y las operaciones logicas
de: igual a, mayor que, y menor que.
5. Almacenamiento primario: Justo antes de procesar un programa,
la unidad de control coloca sus instrucciones y los datos
relacionados con las mismas en el almacenamiento primario,
tambien llamado almacenamiento principal, almacenamiento
interno o memoria. Después de ser procesados, se conservan los
datos hasta que estan listos para enviarse a la unidad de salida.
6. Bus de datos. Es un conjunto de cables o lineas para transportar
datos;los datos son transportados desde la entrada hasta el
almacenamiento primario, entre los componentes del CPU y desde
el almacenamiento primario a la salida.
4.2.1 Ejecucion de un programa.
Al ejecutarse un programa en la computadora la unidad de control
trae una instrucción, examina la instrucción para determinar que
opearacion se va a realizar y luego entrega el control a la “ALU”
esta secuencia de instrucciones se realiza durante un periodo
denominado tiempo de la instrucción o Tiempo I, la ejecución real
de la operación por parte de la ALU ocurre durante un periodo
denominado tiempo de ejecución o Tiempo E.
Conjuntamente estos dos espacios de tiempo comprende el tiempo
del ciclo de la maquina. La siguiente figura muestra los cuatro
pasos del ciclo compuesto de dos partes fundamentales.
CPU
Unidad de
control
ALU
2
Decodifica
r
Tiempo I
3
Ejecutar
Tiempo E
1
Recuperar
4
Almacenar
Partes y componentes de un ciclo de maquina.
Se muestra a la unidad de control trayendo la instrucción del programa
decodificado luego la instrucción y poniendo a disposición de la ALU.
Tambien muestra a la ALU la operación real dando los resultados de
dicha operación a la unidad de control para su almacenamiento.
4.2.2 Almacenamiento primario
La memoria primaria de las computadoras esta dada por la
siguiente clasificacion.
Memoria
Primaria
ROM
RAM
PROM
EPROM
EEPROM
ROM: conocida como memoria de solo lectura (Read Only
Memory) es la que contiene programas y datos construidos
permanentemente por el frabricante. Los contenidos de la ROM
pueden acessarse y utilizarse pero no modificarse.
RAM: conocida como memoria de accesso aleatorio (random
Access Memory) esta memoria es utilizada por los usuarios para
almacenar sus datos y programas, la memoria RAM no es
permanente, ya que se puede rescribir durante una session de
usuario y se pierde cuando se apaga el equipo.
PROM: Conocida como memoria programable de solo lectura
(Program read Only Memory) es parecida a la ROM por que sus
datos son leidos pero no modificados por el usuario y es diferente
a la ROM ya que sus contenidos no se constituyen internamente
en el procesador cuando este se fabrica si no que se utiliza una
técnica especial de programación por el fabricante del equipo su
principal desventaja es que, si una instrucción errónea es grabada
no se puede corregir.
EPROM: Conocida como memoria de solo lectura Reprogramable
(Erase Program Read Only Memory) tiene las características de la
memoria PROM con la ventaja de que en caso de grabar una
instrucción errónea se puede corregir. Para borrar cualquier
procion de instrucción se expone a una luz ultravioleta, y se
procede a la programación.
EEPROM: Conocido como memoria de solo lectura Reprogramable
electrónicamente (Electric Erase Program Read Only Memory)
tiene las mismas funciones que la EPROM; la principal ventaja es
que la programación de instrucciones se efectua por digitalización
lo cual permite un minimo marjen de error en la programación de
instrucciones
4.2.3 Velocidad de procesador.
El tiempo que requiere una computadora para ejecutar una
instrucción o generar un ciclo de maquina se expresa en unidades
unicas de tiempo. La velocidad de procesamiento se mide en
nanosegundos. Un nanosegundo es la billoneaba parte de un
segundo.
Otra forma comun de expresar la velocidad de procesador es con
la cantidad de millones de instrucciones que puede ejecutar en un
segundo (MIPS). Por ejemplo, las computadoras pequeñas pueden
tener una velocidad de procesamiento de .5 MIPS la velocidad del
procesador depende de 2 factores:
A) El tamaño de la palabra
B) La velocidad del reloj
La palabra es normalmente el numero máximo de bits sobre el
cual puede trabajar con una unidad, las otras partes de la
computadora.
La velocidad del reloj es el numero de pulsos electrónicos que el
chip puede producir cada segundo y se mide en MHZ o MZ por
ejemplo 400Mhz es igual a 400 millones de pulsos eléctricos por
segundo
4.3 El microprocesador
Un chip pastilla o micropocesador es un circuito integrado cuyo
tamaño varia de 2 a 12 mm con un grosor de 1mm
aproximadamente. En este pequeño espacio puede albergarse
hasta varios millones de componentes eléctricos tales como:
transistores resistencias y diodos, el nivel de integración puede
estar organizado para realizar las funciones de entrada,
almacenamiento, aritmética y logica, de control y de salida, que
caracteriza a una computadora por lo anterior requiere un
suministro de potencia reloj y memoria.
4.3.1 Características comerciales de un procesador.
Las características comerciales están dadas por:







Especificación del tipo de fuente de alimentación por lo
general es de 5 bits corriente directa.
Tamaño de bits, también denominado tamaño de palabra
de: 4, 8, 16, 32, 64
Líneas de datos
Líneas de dirección
Líneas de control
Registros internos
Modo de direccionamiento
Cada Una de las patitas pines o pastillas del procesador tiene una
función propia, las cuales se representan a través de su propio
diagrama. Por ejemplo:
Tierra
(SND)
5V
Reset
Sincronia
+5V
1
2
41
INTEL
8080
28
+12V
24
23
Modo de espera (Wait)
Modo de listo (Ready)
11
12
19
20
21
4.3.2 Bases y unidades
Un bus es un grupo de caminos o guías de comunicación que
tienen una función común, permitir intercambiar información entre
las unidades de la computadora (la memoria dispositivos de
entrada salida etc.). Los buses suelen tener tantos cables o hilos
como dígitos de información transmiten, así los valores conocidos
van desde los 8 hasta los 64 hilos.
La siguiente figura muestra la arquitectura del sistema de
procesadores de la familia Intel en donde se muestra las
comunicaciones entre el sistema y el microprocesador
M
I
C
R
O
P
R
O
C
E
S
A
D
O
R
Canal de dirección
MEMORIA
Y
Canal de datos
E/S
Canal de control
Canal de dirección:
Suministra una dirección en la memoria para la memoria del
sistema o el espacio de entrada salida para los dispositivos del
sistema.
Canal de datos:
Transfiere los datos entre el microprocesador y la memoria y los
dispositivos E/S conectados en el sistema
Canal de control:
Suministra señales de control que hacen a la memoria efetuar una
operación de lectura o de escritura.
Las señales de control que hacen posible la lectura o escritura en
la memoria, varian muy poco entre los tipos de procesadores de la
familia INTEL.
El ancho de canal de datos determina cuantos bytes se transfieren
a la vez entre el microprocesador y la memoria mientras que el
ancho del canal de direcciones determina cuanta memoria se
direcciona en el microprocesador. En general, cuanto mas ancho
sea el canal de datos, mas rapido es el procesador.
Por ejemplo los procesadores Pentium tienen un bus de datos de
64 bytes y un ancho del canal de dirección de 64 bytes.
4.3.3 Registros internos del procesador
La estructura de los registros internos de un microprocesador
requiere de un entendimiento para poder efectuar su programación; el
arreglo de estos registros se muestra en la siguiente figura y se aplica a
todas las versiones del procesador INTEL:
Nombre de
32 bits
EAX
EBX
ECX
EDX
ESP
EBP
EDI
ESI
Nombre de Nombre de Nombre de
Nombre
8 bits
16 Bits
8 Bits
AH
AX
AL
Acumulador
BH
BX
BL
Indice base
CH
CX
CL
Contador
DH
DX
DL
Datos
SP
Apuntador de pila
BP
Acumulador de base
DI
Indice destino
SI
Indice fuente
(32 Bits)
(16 Bits)
EIP
IP
EFLAGS
FLAGS
Aportador de
restricciones
Banderas
No se dan nombre
especiales a los
registros FS y GS
CS
DS
ES
SS
FS
GS
Codigo
Datos
Extra
Pila
²
²
El arreglo de registros internos consta de 3 grupos de registros: registro
de uso general, apuntadores y registro de indice, y registros segmento.
Ademas de esos grupos, existe tambien un registro de estado y/o
banderas que señala las condiciones respecto al funcionamiento de la
unidad aritmética logica.
6 Introduccion a la comunicación de datos
6.1 Concepto de red
Son enlaces de comunicaciones que transportan datos
usualmente digital entre los dispositivos conectados.
La forma mas simple de una red es la que esta formada por dos
computadoras tal y como se muestra:
Enlace de comunicación
Otra seria el de una red completamente conectada; usando
otra computadora enlazada con las anteriores
Una alternativa de esta forma, es utilizar el tercer elemento
como enlace entre las dos computadoras; a este se le conoce
como red parcialmente conectada
Otra opcion seria utilizar un sistema de conmutación, al que se
conectan las computadoras o dispositivos con un solo enlace;
este es el mas aceptado entre las empresas