MISCELÁNEAS

MISCELÁNEAS
Historia
Las personas han estado haciendo cálculos desde el momento en que comenzaron a contar con sus dedos, si
alguna vez lo hizo así, sabrá que no es un método muy eficiente, es por ello que se han inventado sistemas de distinto tipo para resolver problemas matemáticos. Los primero contadores, probablemente, llevaban la cuenta de pequeñas cantidades colocando piedritas en la arena. Los chinos confiaron durante muchísimos años en un dispositivo
llamado ábaco, formado por un marco que sostenía alambres por los que pasaban cuentas, mucha gente aún lo usa
para realizar las cuatro operaciones básicas.
Antes que la electricidad se usara para activar las máquinas, los científicos se debatieron con el problema de
construir un equipo mecánico que les ayudara a resolver sus cálculos. Un matemático inglés llamado Charles Babbage dedicó gran parte de su vida a desarrollar ideas sobre este tipo de dispositivos. Desgraciadamente no llegó a
construir una máquina que funcionara. Las herramientas para fabricar las piezas de alta precisión que necesitaba no
habían sido inventadas. Aún cuando hubiera conseguido fabricarla, su uso hubiera sido muy complicado.
Para que una máquina realice operaciones matemáticas con rapidez y exactitud, necesita componentes magnéticos y eléctricos que almacenen información y la envíen de una parte a otra de la computadora. Finalmente se construyeron equipos que podían tomar datos, trabajar con ellos y obtener resultados controlando el flujo de electricidad
que pasaba por sus circuitos. La primera de esas máquinas estuvo en funcionamiento para mediados de los ‘40, se
llamaba ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) y es la primera computadora digital electrónica.
Ocupaba una habitación completa del tamaño de una casa, pesaba 30 toneladas, sus circuitos trabajaban usando
dieciocho mil tubos de vacío; era lenta, cada dos horas fallaba una válvula por lo tanto debían ser reemplazadas
constantemente y generaba altas temperaturas, por lo cual necesitaba un importante equipo de refrigeración trabajando al mismo tiempo, además consumía mucha energía eléctrica. A este período se lo conoce como la Primera
Generación de Computadoras.
La Segunda Generación de Computadoras se establece alrededor de 1957 y se caracteriza por que los circuitos
contenían transistores lo que permite la producción de computadoras cada vez más pequeñas, con menor consumo
de energía eléctrica y que resolvían problemas diez veces más rápido que las computadoras de la primera generación. Se llama circuito a las conexiones electrónicas a través de las cuales fluye la electricidad y por lo tanto la información codificada.
La Tercera Generación de Computadoras nace con la aparición del circuito integrado o CI que contiene más de
un transistor sobre el mismo substrato conectados sin cables. Un CI combina varios componentes electrónicos en
una pequeña pastilla de silicio y se lo conoce como CHIP. Están hechos con cristales de silicio obtenidos del cuarzo
mediante un proceso de fundido y purificación. Los cristales se cortan en finas láminas en las que se graba, mediante una serie de procesos químicos, el circuito previamente diseñado y reducido fotográficamente hasta ajustarse al
tamaño de la lámina. Finalmente, se encapsulan y se dedican para ser el cerebro, la memoria o alguna otra parte
de la computadora.
Hoy en día, los chips son del tamaño de la uña de un bebé y contienen miles de circuitos. Estos pequeños chips,
llamados MICROPROCESADORES, que son la base de las actuales computadoras, marcaron la Cuarta Generación de Computadoras.
La Quinta Generación de Computadoras está especialmente caracterizada por el gran desarrollo del software,
especialmente relacionado con la Inteligencia Artificial y los Sistemas Expertos, es decir con la toma de decisiones
por la computadora. Esto fue posible gracias al avance tecnológico que significa la integración de circuitos en gran
escala, permitiendo al programador desligarse de la restricción que significa la memoria escasa y cara.
En muchas fábricas se utilizan trabajadores computarizados llamados robots industriales para realizar tareas peligrosas o repetitivas que antes realizaban seres humanos; la palabra robot viene del checo robota que significa trabajo forzado. En este punto se debe tener cuidado en no confundir un robot industrial (que consta simplemente de
brazos mecánicos) con un androide (que tiene forma humana).
Funciones de un sistema de cómputos
¿Ha pensado alguna vez en el significado de la palabra “computar”?. Una definición es “hacer cálculos”, en otras
palabras, computar significa contar o calcular utilizando números. Computar puede ser tan simple como sumar 2+2
o tan complejo como determinar la trayectoria de una nave espacial.
¿Qué es exactamente una computadora? una respuesta podría ser: es una máquina que puede aceptar instrucciones, almacenar datos, decidir qué significan estos datos y actuar en consecuencia, ya sea mostrando resultados
en la pantalla o haciendo una tarea específica.
A pesar de que las computadoras no pueden igualar la mente humana para tomar decisiones, pueden realizar
operaciones matemáticas muchísimo más rápido y lo hacen en forma similar a cómo lo haría una persona. Si alguien tiene que sumar dos números, primero oye el pedido con los oídos o lo ve con los ojos, tanto los ojos como
los oídos actúan como dispositivos de entrada para pasar el problema al cerebro; en la computadora un dispositivo
de entrada es el teclado.
Una vez que el cerebro conoce el problema, acude a la memoria para resolverlo, es entonces cuando “recuerda”
el mecanismo a seguir para sumar, que posiblemente aprendió hace mucho tiempo. Para llegar a la respuesta, pro-
cesa los datos que recibe usando la información que tiene en su memoria. La computadora hace prácticamente lo
mismo. Un chip está programado para sumar, los circuitos trasladan los números desde el teclado a través de la
CPU, el cerebro de la computadora, hasta la unidad aritmética y lógica, ALU.
Una vez que llega al resultado, lo comunica escribiéndolo o diciéndolo en voz alta, la voz o el lápiz y el papel,
hacen las veces de dispositivos de salida; los dispositivos de salida de la computadora son la pantalla o la impresora.
Programar significa comunicarse con la computadora en un lenguaje que sea entendido tanto por la máquina como por el usuario, es decir usando un lenguaje de programación. Hay algo fundamental que ningún usuario de computadoras debe olvidar: la máquina es tan útil como los programas que se crean para ella.
El trabajo con una ordenador es posible gracias a una combinación de elementos físicos o hardware y lógicos o
software, puede decirse que el hardware sirve de soporte para la ejecución del software, de forma que cualquiera
de estos elementos por separado no permitiría efectuar trabajo alguno.
Componentes del Hardware
CPU
INFO
DATOS
E
ALU
UC
S
Periféricos
de entrada
Periféricos
de salida
MEMORIA
La CPU (Unidad Central de Proceso) es el verdadero protagonista de la capacidad de proceso del hardware del
ordenador y, en consecuencia, el componente que determina en mayor medida la potencia de cada modelo dentro
de su gama.
Los puertos de entrada/salida son los circuitos responsables de la comunicación del computador con los periféricos.
Los periféricos son dispositivos que facilitan la comunicación entre el usuario y la computadora, no forman parte
de la computadora en sí misma. Los hay de:
Puerto de entrada
recibe datos e instrucciones a través de los periféricos.
Memoria
almacena los datos y las instrucciones ingresados por el usuario (RAM)
y los propios del sistema (ROM).
Unidad Central de Procesamiento
(CPU)
manipula los datos y coordina los pasos de ejecución de un programa.
Unidad Aritmética y Lógica (ALU) efectúa los cálculos sobre los datos.
Unidad de Control (UC) interpreta y ejecuta las instrucciones del programa.
Puerto de salida
recibe los resultados de haber procesado los datos.
Entrada: teclado, lectora de barras, lectora de caracteres magnéticos, mouse, etc.
Salida: impresora, plotter, monitor, etc.
Entrada/salida: unidades de almacenamiento permanente (discos, cintas, CD, DVD etc), modem y otros.
Unidades para medir la capacidad de almacenamiento
La unidad más pequeña de información es el bit (viene de las palabras en inglés Binary digiT), puede tener dos
valores 0 o’ 1. Dado que no es práctico manejar los bits individualmente, se utilizan conjuntos de 8 bits conocidos
como byte. La capacidad de almacenamiento se mide en Kilobytes (Kb), equivaliendo cada Kilobyte a 1024 by3
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tes o aproximadamente a 10 bytes, Megabytes (Mb) aproximadamente a 10 bytes, Gigabytes (Gb) que corres9
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ponde aproximadamente a 10 bytes y Terabytes (Tb) aproximadamente a 10 bytes.
Los circuitos de la computadora usan pulsos de electricidad para generar los dos símbolos del código binario: 0
y 1. Existen varios sistemas de representación de caracteres, el de mayor difusión es el código ASCII (American
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Standart Code for Information Interchange) que usa conjuntos de 7 bits para representar letras, números y símbolos.
Por ejemplo: a la letra A le corresponde el número decimal 65, será en binario (100 0001)2, si pensamos en pulsos de electricidad, tendremos: apagado, prendido, apagado, apagado, apagado, apagado, apagado, prendido.
Cada vez que tecleamos un símbolo A, los chips que tiene la computadora la transforman en ese grupo particular de
pulsos.
Memoria
Se puede clasificar según el material y tecnología con que está construida.
1. De tecnología de estado sólido (semiconductores):
RAM (Random Access Memory - Memoria de Acceso Aleatorio) supone un área de trabajo de lectura/escritura
necesaria para que el microprocesador pueda desarrollar su actividad. En la RAM pueden alojarse tanto programas como datos, aunque temporalmente pues dado que es una memoria volátil su contenido se pierde al
desconectar el ordenador.
ROM (Read Only Memory - Memoria de sólo lectura), es aquella que sólo es accesible para la lectura y su
contenido no se pierde cuando se apaga la computadora. En la ROM está contenida la información necesaria
para iniciar las operaciones, cuando la computadora se enciende.
2. De tecnología magnética:
Los discos tanto duros como flexibles y las cintas son soportes magnéticos que almacenan información en
forma masiva y permanente, es decir, sin perderla al desconectar el suministro eléctrico al ordenador.
Discos duros: tienen gran capacidad de almacenamiento, llegan a varios gigabytes. Normalmente están incluidos en el gabinete del ordenador, aunque los hay extraíbles. Su velocidad de lectura/escritura es grande,
aumentando normalmente en función de su tamaño. De ellos depende en gran medida el volumen de información que puede gestionar la computadora.
3. De tecnología láser:
Tanto los CD (disco compacto) como los DVD (Disco Versátil Digital, debido a su popular uso en películas algunos lo llaman Disco de Video Digital) representan una diferencia importante en cuanto a la relación volumen de información-espacio físico ocupado respecto de cualquier dispositivo magnético. Se compone de un soporte de
policarbonato, una capa reflectante que puede ser de aluminio y de oro en los regrabables, una laca protectora y
una etiqueta para la impresión de los contenidos del disco.
La lectura se realiza por debajo, a través del policarbonato. La cabeza lectora consta de un emisor láser y
de un fotodetector que capta los cambios en el reflejo de luz en la superficie del disco debido a si ésta incide en
un pit (depresión) o un land. Dicho fotodetector convierte la luz en impulsos eléctricos o lo que es lo mismo en
señal binaria de unos y ceros utilizable por la computadora.
4. De tecnología flash:
Es una memoria no volátil que surge como evolución de las memorias EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory - Memoria de sólo lectura eléctricamente programable y borrable). Permiten que múltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación mediante impulsos eléctricos.
Por esta razón, este tipo de memorias funcionan a velocidades muy superiores cuando los sistemas emplean lectura y escritura al mismo tiempo. Actualmente almacenan más de 64 GB, en un pequeño dispositivo sin necesidad de baterías (pilas). Los sistemas operativos actuales pueden leer y escribir en las memorias flash conectadas a un puerto USB (Universal Serial Bus) del equipo encendido, recibiendo la energía de alimentación a través
del propio conector.
Componentes del Software
Las funciones que las primeras computadoras podían realizar estaban prefijadas en sus circuitos, se decía que
estaban alambradas, implementadas por el “hardware” (ferretería en inglés).
Los programas que, instalados en la memoria de la computadora permiten realizar tareas específicas es lo que
se conoce como “software”. La palabra en sí, no tiene significado, se usó en el comienzo de los tiempos computacionales, cuando, gracias a la idea de Von Neumann que tanto los datos como los programas se podían almacenar
en la memoria de la máquina, nació la programación “blanda” en contraposición a la que se usó hasta ese momento
que era “dura”.
Dentro del software se distinguen:
a) programas de base o del sistema: el sistema operativo (Linux, WINDOWS) está compuesto por un conjunto de
programas y archivos de datos que sirven para la explotación del resto del software, ocupándose de la gestión de
los recursos del hardware.
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b) programas de aplicación: conjunto de programas que cada usuario instala en su ordenador y que tienen por objeto la resolución de determinados problemas. Lógicamente el software de aplicación es muy variado, cabe mencionar: procesadores de texto, planillas de cálculo, bases de datos, CAD, juegos, lenguajes de programación y otros.
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