COMPUTACIÓN

Teoría de la computación La teoría de la computación es un conjunto de conocimientos racionales, sistematizados y funcionales que se centran en el estudio de la abstracción de los procesos que ocurren en la realidad con el fin de reproducirlos con ayuda de sistemas formales, es decir, a través de códigos de caracteres e instrucciones lógicas, reconocibles por el ser humano, con capacidad de ser modeladas en las limitaciones de dispositivos que procesan información y que efectúan cálculos como, por ejemplo, la computadora. Para ello, se apoya en la teoría de autómatas, a fin de simular y estandarizar dichos procesos, así como para formalizar los problemas y darles solución.

Teoría de autómatas Esta teoría provee modelos matemáticos que formalizan el concepto de computadora o algoritmo de manera suficientemente simplificada y general para que se puedan analizar sus capacidades y limitaciones. Algunos de estos modelos juegan un papel central en varias aplicaciones de las ciencias de la computación, incluyendo procesamiento de texto, compiladores, diseño de hardware e inteligencia artificial. Existen muchos otros tipos de autómatas como las máquinas de acceso aleatorio, autómatas celulares, máquinas ábaco y las máquinas de estado abstracto; sin embargo en todos los casos se ha mostrado que estos modelos no son más generales que la máquina de Turing, pues la máquina de Turing tiene la capacidad de simular cada uno de estos autómatas. Esto da lugar a que se piense en la máquina de Turing como el modelo universal de computadora.

ALGORITMO Un algoritmo es una secuencia ordenada de operaciones tal que su ejecución resuelve determinado problema. La palabra algoritmo viene de Al-Khwarizmi, sobrenombre del matemático árabe del siglo IX Mohámed ben Musa, que alcanzó gran reputación al enunciar paso a paso las reglas para sumar, restar, multiplicar y dividir números con decimales.

LAS CARACTERÍSTICAS DE UN ALGORITMO  Debe ser preciso, es decir, indicar el orden de realización de cada paso.  Debe estar definido, esto es, si se ejecuta varias veces partiendo de las mismas condiciones iniciales debe obtenerse siempre el mismo resultado.  Debe ser finito (debe tener un número finito de pasos).  Debe ser independiente del lenguaje de programación que se emplee para implementarlo.

UNIDAD DE CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO ESTÁNDAR Bit es el acrónimo de Binary digit. (dígito binario). Un bit es un dígito del sistema de numeración binario. Mientras que en el sistema de numeración decimal se usan diez dígitos, en el binario se usan sólo dos dígitos, el 0 y el 1. El bit es la unidad mínima de información empleada en informática. Con él, podemos representar dos valores cuales quiera, basta con asignar uno de esos valores al estado de "apagado" (0), y el otro al estado de "encendido“.

UNIDAD DE CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO ESTÁNDAR El byte es la unidad de capacidad de almacenamiento estándar. Con esta unidad de medida se mide desde el almacenamiento de datos hasta la capacidad de memoria de un ordenador. Representa un carácter (un número, una letra, un espacio, o cualquier otro signo) y está constituido por 8 bits consecutivos, de modo tal que un byte equivaldría a 8 bits. Debido a que es una medida de capacidad mínima (si bien como hemos dicho la más pequeña es el bit), existen otras magnitudes que se utilizan para capacidades superiores y que son múltiplos del byte (Múltiplos de 8).

CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS POR SU CAPACIDAD DE PROCESO Para tener una referencia más acertada de la clasificación de las computadoras de acuerdo a su capacidad de proceso, se considera principalmente el tamaño en función del espacio que ocupa y la infraestructura que requieren, también consideran diferentes tecnologías de fabricación de sus procesadores, velocidades y capacidades de procesamiento, sin perder de vista las aplicaciones que en ellas corren, sin embargo trataremos de hacer una clasificación general:

CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS POR SU CAPACIDAD DE PROCESO De propósito general: cuando están dedicados a resolver cualquier tipo de aplicación dependiendo de los programas o aplicaciones que se utilice. De propósito especial: cuando únicamente pueden resolver un tipo concreto y particular de problemas como la computadora de un auto, en elevador o un controlador de temperatura.

CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS POR SU CAPACIDAD DE PROCESO Computadoras portátiles: Son equipos de cómputo pequeños, que pueden ser transportados con facilidad y no requieren instalaciones especiales (ej, Laptops, Palms, dispositivos handheld).

CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS POR SU CAPACIDAD DE PROCESO Computadoras personales : Computadora para un usuario, de escritorio, con procesadores de una pastilla o circuito se usa en oficias, educación y aplicaciones doméstica.

CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS POR SU CAPACIDAD DE PROCESO Minicomputadoras: En esencia es una computadora con grandes capacidades, basadas en un procesador de 32 o 64 bits y equipadas con muchos gigabytes de memoria. Su aplicación son los sistemas departamentales de tiempo compartido y servidores de red de archivos.

CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS POR SU CAPACIDAD DE PROCESO Mainframes: Tienen capacidades de procesamiento muy sofisticadas, de igual forma en sus aplicaciones. Su uso se basa en el procesamiento de procesos en lote, en tiempo real y algunos otros de aplicaciones específica, dentro de sus aplicaciones están por ejemplo el procesamiento de transacciones, reservaciones aéreas, en donde se requiere el uso de grandes bases de datos y tiempos de respuesta muy rápidos.

CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS POR SU CAPACIDAD DE PROCESO Supercomputadoras: diseñadas para maximizar el número de flops, no se considera supercomputadoras aquellas cuyo desempeño sea menor a un gigaflop/seg. Estas computadoras tienen arquitecturas en paralelo y son eficientes sólo para un rango reducido de problemas pero de consideraciones muy importantes.

MÉXICO CUENTA CON: LA KAN BALAM. Es un clúster de computadoras Hewlett-Packard, con capacidad de teraflops, siendo la número uno en América Latina hasta que la superó Aitzaloa. Esta computadora está ubicada en la ciudad de México, en el campus principal de la UNAM, funcionando desde el 16 de enero de Su coste supera los 3 millones de dólares. Entre los objetivos de este equipo se encuentra un proyecto de enfrentar la fuga de cerebros que sufre el país, intentando repatriar a aquellos investigadores que se encuentren trabajando en el extranjero, por falta de infraestructura. Las principales ramas beneficiadas con esta computadora son astrofísica, física de partículas, química cuántica, geología e ingeniería sísmica. KanBalam cuenta con 1368 procesadores AMD Opteron de 2.6GHz y 3016 GB de memoria RAM, distribuidos en 337 nodos de cálculo, cada uno con 8 GB RAM y dos procesadores duales y en 5 nodos especializados, con 64GB RAM. Utiliza GNU/Linux como sistema operativo

MÉXICO CUENTA CON: La Aitzaloa: Aitzaloa es el nombre oficial del cluster, un arreglo de servidores de la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa, que cuenta con 540 procesadores Quad Core, lo que significa que cuenta con 2,160 núcleos de procesamiento que muestran una capacidad de Teraflops, además de 32GB en su memoria RAM y 9TB de almacenamiento local. El objetivo de esta supercomputadora es el desarrollo de aplicaciones científicas desarrolladas en disciplinas como la física, química, matemáticas y algunas ingenierías, principalmente para simulaciones de procesos que de otra forma sería muy costoso llevarlos a cabo en el laboratorio.

HARDWARE Según Laudon, es el equipo físico usado para la entrada, procesamiento y salida en un sistema de información. Según Alcalde, es el elemento físico de un sistema informático, es decir, todos los materiales que lo componen, como la propia computadora, los dispositivos externos, los cables, los soportes de la información y en definitiva todos aquellos elementos que tienen entidad física.

UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (C.P.U.) Es el verdadero cerebro de la computadora. Su misión consiste en controlar y coordinar o realizar todas las operaciones del sistema. Para ello extrae, una a una, las instrucciones del programa que se tiene alojado en la memoria central, las analiza y emite las órdenes necesarias para su completa realización. Físicamente está formado por circuitos de naturaleza electrónica que en una microcomputadora se encuentran integrados en una pastilla o chip denominada microprocesador. La Unidad Central de Proceso está compuesta por las dos siguientes unidades:

UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (C.P.U.)

La Unidad de Control (UC) Es el centro nervioso de la computadora ya que desde ella se controlan y gobiernan todas las operaciones. Funciones: a)obtener una información de memoria principal b) examinarla c) codificarla

Unidad Aritmético Lógica (ALU) Esta unidad es la encargada de realizar las operaciones elementales de tipo aritmético(sumas, restas, productos y divisiones) y de tipo lógico(comparaciones).

MEMORIA Todo dispositivo electrónico encargado del almacenamiento de la información en el computadora.

MEMORIA PRINCIPAL La memoria central, principal o interna es la unidad donde están almacenadas las instrucciones y los datos necesarios para poder realizar un determinado proceso. Está constituida por multitud de celdas o posiciones de memoria, numeradas de forma consecutiva, capaces de retener, mientras la computadora esté conectada, la información depositada en ella. A la numeración de las celdas se denomina dirección de memoria y mediante esta dirección se puede acceder de forma directa a cualquiera de ellas independientemente de su posición; se dice por ello, que la memoria central es un soporte de información de acceso directo. Además, el tiempo de acceso a la memoria central es notablemente inferior al necesario para acceder a las memorias auxiliares.

MEMORIA PRINCIPAL Al almacenamiento primario interno se le conoce como RAM o random Access memory (memoria de acceso aleatorio). Se le llama RAM porque puede accesar directamente cualquier punto aleatoriamente seleccionado en la misma cantidad de tiempo. La ventaja del almacenamiento de información electrónica es la capacidad de almacenar información en un punto conocido con precisión de la memoria y recuperarlo de esta misma posición.

MEMORIA SECUNDARIA Son los dispositivos de almacenamiento masivo de información que se utilizan para guardar datos y programas en el tiempo para su posterior utilización. La característica principal de los soportes que manejan estos dispositivos es la de retener la información a lo largo del tiempo mientras se desee, recuperándola cuando sea requerida y sin que se pierda, aunque el dispositivo quede desconectado de la red eléctrica. Ejemplos: Disquetes, Discos Duros, Discos Opticos, Cintas etc.