electrónica básica INTEGRANTES: Carlos Mauricio Bejarano G.

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1 electrónica básica INTEGRANTES: Carlos Mauricio Bejarano G.
Steven Angarita Caro

2 TABLA DE CONTENIDO Computadores Microprocesadores Alexander Bell

3 computadores

4 HISTORIA En el siglo XVII el famoso matemático escocés John Napier, distinguido por la invención de los logaritmos, desarrolló un ingenioso dispositivo mecánico que utilizando unos palitos con números impresos permitía realizar operaciones de multiplicación y división En 1642, el matemático francés Blaise Pascal construyó la primera calculadora mecánica. Utilizando una serie de piñones, la calculadora de Pascal sumaba y restaba.

5 En la Universidad de Harvard, en 1944, un equipo dirigido por el profesor Howard Aiken y patrocinado por la IBM construyó la Mark I, primera calculadora automática. En lugar de usar piñones mecánicos, Mark I era un computador electromecánico: utilizaba relevadores electromagnéticos y contadores mecánicos. A mediados de los años 40 el matemático de Princeton John Von Neumann diseñó las bases para un programa almacenable por medio de codificaciones electrónicas. Esta capacidad de almacenar instrucciones es un factor definitivo que separa la calculadora del computador. Además propuso la aritmética binaria codificada, lo que significaba sencillez en el diseño de los circuitos para realizar este trabajo. Simultáneamente se construyeron dos computadores: el EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) y en 1949 en la Universidad de Cambridge el EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer), que fue realmente la primera computadora electrónica con programa almacenado.

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7 PRIMERA GENERACIÓN DE COMPUTADORES 1950 - 1958
La primera generación es la de los tubos al vacío. Eran máquinas muy grandes y pesadas con muchas limitaciones. El tubo al vacío es un elemento que presenta gran consumo de energía, poca duración y disipación de mucho calor. Era necesario resolver estos problemas. UNIVAC I fue adquirido por el Census Bureau de los Estados Unidos para realizar el censo de IBM perdió este contrato porque sus máquinas de tarjetas perforadas fueron desplazadas por el computador. Fue desde ese momento que la IBM empezó a ser una fuerza activa en la industria de los computadores.

8 SEGUNDA GENERACIÓN DE COMPUTADORES 1959 - 1964
La utilización del transistor en la industria de la computación conduce a grandes cambios y una notable reducción de tamaño y peso. En esta generación aumenta la capacidad de memoria, se agilizan los medios de entrada y salida, aumentan la velocidad y programación de alto nivel como el Cobol y el Fortran.

9 TERCERA GENERACIÓN DE COMPUTADORES 1965 - 1971
Abril 7 de 1964 es una de las fechas importantes en la historia de la computación. IBM presentó el sistema IBM System/360, el cual consistía en una familia de 6 computadores, compatibles entre sí, con 40 diferentes unidades periféricas de entrada, salida y almacenaje. Este sistema fue el primero de la tercera generación de computadores. Su tecnología de circuitos integrados era mucho más confiable que la anterior, mejoró además la velocidad de procesamiento y permitió la fabricación masiva de estos componentes a bajos costos.

10 Otro factor de importancia que surge en esta tercera generación es el sistema de procesamiento multiusuario. En 1964 el doctor John Kemeny, profesor de matemáticas del Darmouth College, desarrolló un software para procesamiento multiusuario. El sistema Time Sharing (tiempo compartido) convirtió el procesamiento de datos en una actividad interactiva. El doctor Kemeny también desarrolló un lenguaje de tercera generación llamado BASIC. Como consecuencia de estos desarrollos nace la industria del software y surgen los minicomputadores y los terminales remotos, aparecen las memorias electrónicas basadas en semiconductores con mayor capacidad de almacenamiento.

11 CUARTA GENERACIÓN DE COMPUTADORES 1972 - ?
En la década del 70 empieza a utilizarse la técnica LSI (Large Scale Integration) Integración a Gran Escala. Si en 1965 en un "chip" cuadrado de aproximadamente 0.5 centímetros de lado podía almacenarse hasta elementos de un circuito, en 1970 con la técnica LSI podía almacenarse Algunos investigadores opinan que esta generación se inicia con la introducción del sistema IBM System/370 basado en LSI. Algunos investigadores opinan que esta generación se inicia con la introducción del sistema IBM System/370 basado en LSI.

12 Otros dicen que la microtecnología es en realidad el factor determinante de esta cuarta generación. En 1971 se logra implementar en un chip todos los componentes de la Unidad Central de Procesamiento fabricándose así un microprocesador, el cual a vez dio origen a los microcomputadores. Algunas características de esta generación de microelectrónica y microcomputadores son también: incremento notable en la velocidad de procesamiento y en las memorias; reducción de tamaño, diseño modular y compatibilidad entre diferentes marcas; amplio desarrollo del uso del minicomputador; fabricación de software especializado para muchas áreas y desarrollo masivo del microcomputador y los computadores domésticos.

13 Una computadora (del inglés computer, y éste del latín computare -calcular-), también denominada ordenador o computador, es una máquina electrónica que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil. Una computadora es una colección de circuitos integrados y otros componentes relacionados que puede ejecutar con exactitud, rapidez y de acuerdo a lo indicado por un usuario o automáticamente por otro programa, una gran variedad de secuencias o rutinas de instrucciones que son ordenadas, organizadas y sistematizadas en función a una amplia gama de aplicaciones prácticas y precisamente determinadas, proceso al cual se le ha denominado con el nombre de programación y al que lo realiza se le llama programador. La computadora, además de la rutina o programa informático, necesita de datos específicos (a estos datos, en conjunto, se les conoce como "Input" en inglés) que deben ser suministrados, y que son requeridos al momento de la ejecución, para proporcionar el producto final del procesamiento de datos, que recibe el nombre de "output". La información puede ser entonces utilizada, reinterpretada, copiada, transferida, o retransmitida a otra(s) persona(s), computadora(s) o componente(s) electrónico(s) local o remotamente usando diferentes sistemas de telecomunicación, pudiendo ser grabada, salvada o almacenada en algún tipo de dispositivo o unidad de almacenamiento.

14 MEMORIA es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad de información. La instrucción es la información necesaria para realizar lo que se desea con el computador. Las «celdas» contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones, con el computador. El número de celdas varían mucho de computador a computador, y las tecnologías empleadas para la memoria han cambiado bastante; van desde los relés electromecánicos, tubos llenos de mercurio en los que se formaban los pulsos acústicos, matrices de imanes permanentes, transistores individuales a circuitos integrados con millones de celdas en un solo chip. En general, la memoria puede ser reescrita varios millones de veces (memoria RAM); se parece más a una pizarra que a una lápida (memoria ROM) que sólo puede ser escrita una vez.

15 LA UNIDAD ARITMÉTICO LÓGICA O ALU
El procesador (también llamado Unidad central de procesamiento o CPU) consta de: LA UNIDAD ARITMÉTICO LÓGICA O ALU Es el dispositivo diseñado y construido para llevar a cabo las operaciones elementales como las operaciones aritméticas (suma, resta, ...), operaciones lógicas (Y, O, NO), y operaciones de comparación o relacionales. En esta unidad es en donde se hace todo el trabajo computacional.

16 LA UNIDAD DE CONTROL LOS DISPISITIVOS E/S
Sigue la dirección de las posiciones en memoria que contienen la instrucción que el computador va a realizar en ese momento; recupera la información poniéndola en la ALU para la operación que debe desarrollar. Transfiere luego el resultado a ubicaciones apropiadas en la memoria. Una vez que ocurre lo anterior, la unidad de control va a la siguiente instrucción (normalmente situada en la siguiente posición, a menos que la instrucción sea una instrucción de salto, informando al ordenador de que la próxima instrucción estará ubicada en otra posición de la memoria). LOS DISPISITIVOS E/S sirven a la computadora para obtener información del mundo exterior y/o comunicar los resultados generados por el computador al exterior. Hay una gama muy extensa de dispositivos E/S como teclados, monitores, unidades de disco flexible o cámaras web.

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18 TIPOS Jerarquía de memoria
Registros de procesador: Estos registros interaccionan continuamente con la CPU (porque forman parte de ella). Los registros tienen un tiempo de acceso muy pequeño y una capacidad mínima, normalmente igual a la palabra del procesador (1 a 8 bytes). Memorias caché: Son memorias de pequeña capacidad. Normalmente una pequeña fracción de la memoria principal. y pequeño tiempo de acceso. Este nivel de memoria se coloca entre la CPU y la memoria central. Hace algunos años este nivel era exclusivo de los ordenadores grandes pero actualmente todos los ordenadores lo incorporan. Dentro de la memoria caché puede haber, a su vez, dos niveles denominados caché on chip, memoria caché dentro del circuito integrado, y caché on board, memoria caché en la placa de circuito impreso pero fuera del circuito integrado, evidentemente, por razones físicas, la primera es mucho más rápida que la segunda. Existe también una técnica, denominada Arquitectura Harvard, en cierto modo contrapuesta a la idea de Von Newmann, que utiliza memorias caché separadas para código y datos. Esto tiene algunas ventajas como se verá en este capítulo.

19 CLASIFICACION DE MEMORIAS SEMICONDUCTORAS
DE PROCESO ALEATORIO 1) Memorias RAM: Son memorias en las que se puede leer y escribir, si bien su nombre (Random access memory) no representa correctamente este hecho. Por su tecnología pueden ser de ferritas (ya en desuso) o electrónicas, Dentro de éstas últimas hay memorias estáticas (SRAM, static RAM), cuya célula de memoria está basada en un biestable, y memorias dinámicas (DRAM, dinamic RAM, en las que la célula de memoria es un pequeño condensador cuya carga representa la información almacenada. Las memorias dinámicas necesitan circuitos adicionales de refresco ya que los condensadores tienen muy poca capacidad y, a través de las fugas, la información puede perderse, por otra parte, son de lectura destructiva.

20 2) Memorias ROM (Read 0nly Memory): Son memorias en las que sólo se puede leer. Pueden ser:
ROM programadas por máscara, cuya información se graba en fábrica y no se puede modificar. PROM, o ROM programable una sola vez. EPROM (erasable PROM) o RPROM (reprogramable ROM), cuyo contenido puede borrarse mediante rayos ultravioletas para re grabarlas. EAROM (electrically alterable ROM) o EEROM (electrically erasable ROM), que son memorias que está en la frontera entre las RAM y las ROM ya que su contenido puede re grabarse por medios eléctricos, estas se diferencian de las RAM en que no son volátiles. En ocasiones a este tipo de memorias también se las denomina NYRAM (no volátil RAM).

21 DISPOSITIVOS DE ENTRADA
Estos dispositivos permiten al usuario del ordenador introducir datos, comandos y programas en la CPU. El dispositivo de entrada más común es un teclado similar al de las máquinas de escribir. La información introducida con el mismo, es transformada por el ordenador en modelos reconocibles. Otros dispositivos de entrada son los lápices ópticos, que transmiten información gráfica desde tabletas electrónicas hasta el ordenador; joysticks y el ratón o mouse, que convierte el movimiento físico en movimiento dentro de una pantalla de ordenador; los escáneres luminosos, que leen palabras o símbolos de una página impresa y los traducen a configuraciones electrónicas que el ordenador puede manipular y almacenar; y los módulos de reconocimiento de voz, que convierten la palabra hablada en señales digitales comprensibles para el ordenador. También es posible utilizar los dispositivos de almacenamiento para introducir datos en la unidad de proceso. Otros dispositivos de entrada, usados en la industria, son los sensores.

22 DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SALIDA
Los dispositivos de almacenamiento externos, que pueden residir físicamente dentro de la unidad de proceso principal del ordenador, están fuera de la placa de circuitos principal. Estos dispositivos almacenan los datos en forma de cargas sobre un medio magnéticamente sensible, por ejemplo una cinta de sonido o, lo que es más común, sobre un disco revestido de una fina capa de partículas metálicas. Los dispositivos de almacenamiento externo más frecuentes son los disquetes y los discos duros, aunque la mayoría de los grandes sistemas informáticos utiliza bancos de unidades de almacenamiento en cinta magnética. Los discos flexibles pueden contener, según sea el sistema, desde varios centenares de miles de bytes hasta bastante más de un millón de bytes de datos. Los discos duros no pueden extraerse de los receptáculos de la unidad de disco, que contienen los dispositivos electrónicos para leer y escribir datos sobre la superficie magnética de los discos y pueden almacenar desde varios millones de bytes hasta algunos centenares de millones. La tecnología de CD-ROM, que emplea las mismas técnicas láser utilizadas para crear los discos compactos (CD) de audio, permiten capacidades de almacenamiento del orden de varios cientos de megabytes (millones de bytes) de datos. También hay que añadir los recientemente aparecidos DVD que permiten almacenar más de 4 Gb de información.

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24 COMPONENTES DIGITALES
Circuitos integrados Un circuito digital se construye con circuitos integrados. Este cuenta con diferentes componentes electrónicos que interconectados forman los circuitos requeridos. Cada CI tiene una designación numérica impresa en la superficie, para su identificación. Clasificación con respecto a su tamaño: SSI: Integración en escala pequeña (Hasta 10 compuertas) MSI: Integración en escala media (Hasta 200 compuertas) LSI: Integración en gran escala (Unos cuantos miles de compuertas) VLSI: Integración en muy gran escala (Miles de compuertas) Clasificación con respecto a su tecnología (Familias lógicas): TTL: Lógica de transistor - transistor (La más popular) ECL: Lógica de emisor acoplado (Muy rápidos, para supercomputadoras ) MOS: Metal óxido semiconductor metálico ( Alta densidad de integración de circuitos) CMOS: Metal óxido semiconductor complementario (Para sistemas que requieren bajo consumo de energía)

25 ENTRADA DE HABILITACION
La entrada de habilitación (E) sirve para controlar el funcionamiento del circuito. El decodificador se activa o habilita cuando E es 1 y se desactiva cuando E es 0. Decodificador de compuerta NAND Este decodificador se construye con compuertas NAND en lugar de AND. El circuito funciona con salidas complementadas y una entrada de habilitación E complementada.

26 ESPANSION DE CODIFICADOR
Es posible combinar dos o mas decodificadores pequeños con entradas de habilitación para formar un decodificador mayor. Decodificador 3 x 8 construido con dos decodificadores 2 x 4. Aquí es muy útil la entrada de habilitación para interconectar los dos circuitos.

27 Alexander bell Alexander Graham Bell (Edimburgo, Escocia, Reino Unido, 3 de marzo de Beinn Bhreagh, Canadá, 2 de agosto de 1922) fue un científico, inventor y logopeda británico. Contribuyó al desarrollo de las telecomunicaciones y la tecnología de la aviación. Su padre, abuelo y hermano estuvieron asociados con el trabajo en locución y discurso (su madre y su esposa eran sordas), lo que influyó profundamente en el trabajo de Bell, su investigación en la escucha y el habla. Esto le movió a experimentar con aparatos para el oído. Sus investigaciones le llevaron a intentar conseguir la patente del teléfono en América, obteniéndola en 1876, aunque el aparato ya había sido desarrollado anteriormente por Antonio Meucci, siendo éste reconocido como su inventor el 11 de junio de 2002.

28 CONCLUCIONES

29 REFLEXION FILOSOFICA No se puede desatar un nudo sin saber cómo está hecho. Autor: Aristóteles No podemos resolver un problema, sin saber donde surgió y como se causo.