La computadora digital Hardware Introducción a la computación Trimestre: 13I

Concepto computadora digital Dispositivo electrónico que sirve para procesar información y obtener resultados. La computadora esta formada por dos partes importantes, que son: Hardware. Los componentes físicos que forman la computadora. Software. Los programas que indican a la computadora las acciones que tiene que realizar.

Diagrama de cómo esta formada una computadora digital Unidad de Control Unidad Aritmética y lógica Memoria central CPU Dispositivos de Salida Dispositivos de Entrada Memoria externa

Dispositivos de entrada Ejemplos de dispositivos de entrada: Teclado Mouse Micrófono Escáner Lápiz óptico Joystick Lectores biométricos Etc.

Dispositivos de salida Ejemplos más comunes de este tipo de dispositivos son: Monitor Impresora Plotter Altavoz Etc.

En ocasiones hay dispositivos que pueden ser de ambos tipos, de entrada y salida. Por ejemplo: Pantallas Touch Módem Tarjetas de red Etc.

Los dispositivos de Entrada/Salida se les llama también periféricos.

Unidad aritmética y lógica CPU (Procesador) Unidad de Control Unidad aritmética y lógica Memoria central CPU Unidad Central de Proceso (Central Processing Unit) También se le conoce como procesador, controla el funcionamiento de la computadora y procesa los datos. El procesador esta formado por dos partes: La Unidad de Control La Unidad aritmética y lógica

Unidad aritmética y lógica Unidad de control Unidad de Control Unidad aritmética y lógica Memoria central CPU Unidad de Control Parte del CPU que coordina y controla los demás elementos de la computadora. La unidad de control debe de decodificar las instrucciones almacenadas en la RAM. Debe también organizar la secuencia de acciones a realizar por parte de la computadora.

Unidad aritmética y lógica Unidad de Control Unidad aritmética y lógica Memoria central CPU Unidad aritmética y lógica Forma parte del CPU que manipula y procesa los datos, se encarga de realizar todas las operaciones aritméticas y lógicas. Operaciones aritméticas: + suma, * multiplicación, / división, - resta, ^ potencia Operaciones lógicas < menor que, > mayor que, = igual, ≠ diferente, ≤ menor o igual ,≥ mayor o igual

Unidad aritmética y lógica Memoria central (RAM) Unidad de Control Unidad aritmética y lógica Memoria central CPU Memoria central Existen dos tipos de memorias principales en la computadora, pero la que sobresale es la RAM (Random Access Memory). Esta memoria se ocupa de forma temporal para almacenar datos y programas. Es una memoria de tipo volátil, la cuál al apagarse la computadora pierde la información almacenada en ella. En la RAM se almacenan: Los datos enviados para procesarse desde los dispositivos de entrada. Los programas que realizarán los procesos. Los resultados obtenidos preparados para enviarse a un dispositivo de salida.

¿Cómo funciona la RAM? Parte 1 . 1 2 997 998 999 La memoria de una computadora es una secuencia ordenada de celdas La memoria principal se divide en posiciones numeradas llamadas bytes. A cada byte se asocia un número denominado dirección. Un número o letra se representa por un grupo de bytes consecutivos en una posición determinada. byte Cada celda o byte tiene asociada una única dirección que indica su posición relativa en memoria que permite acceder a esa posición para almacenar o recuperar la información.

¿Cómo funciona la RAM? Parte 2 . 579 1 2 997 998 999 Direcciones El contenido de estas direcciones de memoria se les llaman palabras (word, nada que ver con el programa Word o con el concepto común de palabra). Al número de posiciones únicas identificables en memoria se le denomina espacio de direccionamiento.

¿Para que sirven los bytes? Los bytes sirven para representar los caracteres (números, letras y signos de puntuación) Al introducir un texto en la computadora, a través de un dispositivo de entrada, los caracteres se codifican según un código de entrada/salida de modo que cada carácter se asocia a una determinada combinación de n bits. Los códigos más utilizados en la actualidad son: EBCDIC (Extended Binary Code Decimal Inter Change Code). Este código utiliza n=8 bits de forma que se puede codificar hasta 256 símbolos diferentes. Fue el primer código utilizado para computadoras aceptado por IBM. Código ASCII (American Standard Code for Information Interchange). El código ASCII básico utiliza 7 bits y permite representar 128 caracteres (letras mayúsculas, minúsculas, símbolos de puntuación del alfabeto inglés, dígitos 0 a 9 y ciertos controles de información tales como retorno de carro, salto de línea, tabulaciones, etc.) Este código es el más utilizado en las computadoras, pero existe una versión ampliada de 8 bits que permite representar 256 caracteres distintos, entre ellos símbolos y caracteres especiales de otros idiomas como el español.

¿Para que sirven los bytes? Código Unicode. Aunque predomina todavía el ASCII la necesidad de representar otros idiomas tales como: chino, árabe, portugués, japonés, español, etc. Hizo que surgiera el Código Unicode, este usa un patrón único de 16 bits para representar cada símbolo que permite 216 bits o sea hasta 65536 patrones de bits (símbolos) diferentes.

Otras memorias que ocupa la computadora Memoria caché Memoria integrada en el CPU (procesador) que sirve para añadir mayor velocidad al procesamiento de datos. Sirve para almacenar de forma intermedia los datos entre el procesador y la memoria principal (RAM). Existen dos principales tipos de caché interno. L1 caché interno: Incluido en el procesador. L2 caché externo: Incluido en la tarjeta madre (mother board). L3 caché: Viene incluido en equipos especiales (servidores, por ejemplo). Este tipo de memoria aumenta la velocidad de procesamiento de la información de la computadora.

Otras memorias que ocupa la computadora ROM (Read Only Memory). Memoria de solo lectura, es la segunda memoria principal de la computadora. Esta memoria no puede ser modificada. La información de esta memoria no se pierde al apagarse la computadora, en ella se almacenan los programas básicos que sirven para arrancar la computadora. BIOS (Basic Input Output Program). Es un programa almacenado en un chip que coordina el arranque de la computadora, si no hay ningún problema en el arranque del sistema el BIOS procede a la carga del sistema operativo. POST (Power on Self Test). Procedimiento que prueba el correcto arranque y encendido de los componentes que forman la computadora. CMOS (Complementary metal oxide semiconductor memory). Memoria que guarda la configuración de la computadora.

Memoria auxiliar Todos los medios de almacenamiento, los más representativos son: Discos magnéticos Discos ópticos Cintas magnéticas Discos y memorias flash usb

Otros componentes de la computadora (1) Mother board: Es la placa madre, se encuentra sujeta al gabinete de la computadora y es donde se conectan todos los componentes. Lleva y trae información entre todos los componentes. Recibe la electricidad de la fuente de la alimentación. Permite que todos los componentes se comuniquen entre sí.

Otros componentes de la computadora (2) Bus: Canal de datos que interconectan los componentes del PC. FSB (Front Size Bus): Canal de datos que interconecta al procesador con la tarjeta madre. El ancho del bus FSB se mide en bits y su velocidad en Megahertz (Mhz).

Otros componentes de la computadora (3) Zócalo: Espacio o ranura donde se insertan diferentes componentes (zócalo de procesador, por ejemplo). Puerto: Enchufe que permite conectar periféricos a la computadora.

Otros componentes de la computadora (4) Ranura de expansión: Es un tipo de zócalo donde se insertan tarjetas de expansión (vídeo, red. Sonido, etc.). Puerto USB (Universal Serial Bus): Es un bus estándar de Entrada/Salida. Su objetivo es reunir las diferentes conexiones del teclado, el mouse, el escáner en un bus compartido a través de un tipo de conector común.

Tipos de computadoras I Computadora Personal (PC): Es un tipo de microcomputadora diseñado para satisfacer las necesidades de cómputo de un individuo. Normalmente se asocia el termino PC para referirse a equipos con sistema Windows. Computadora Portátil (laptop): Tienen forma similar a un cuaderno, y pueden transportarse fácilmente en una mochila o portafolios, pueden funcionar con batería o con corriente. Actualmente son igual de poderosas de una PC.

Tipos de computadoras II Computadora Handheld (PDA): Este tipo de computadora es de bolsillo, es menos potente que una pc o una laptop, se usa para recibir correo electrónico, libreta de direcciones, agenda, de ahí su nombre original en inglés Personal Digital Asistant (Asistente Personal Digital) . Tablet: Computadora portátil mayor a un smartphone y a un PDA, pero hay que tener en cuenta que no tiene el mismo poder que una PC; tiene pantalla táctil que permite interactuar al usuario con ella. Algunos de sus usos más frecuentes son: Lectores de libros digitales E-mail Navegación en Internet Etc.

Tipos de computadoras III Mini computadora: Aparecieron por primera vez en los años 70, su capacidad de procesamiento esta entre una mainframe y una pc. Son computadoras de rango medio, diseñadas para atender las necesidades de la pequeña y mediana empresa. Workstation: Computadoras que poseen más poder de procesamiento que una pc, se usan en entornos corporativos en los que es necesario contar con tal poder de procesamiento (gráficos, animaciones, etc.).

Tipos de computadoras IV Servidor de red: Es una computadora que proporciona servicios a otras computadoras. Mainframe: Son computadoras grandes y costosas que tienen capacidad para procesar datos de cientos o miles de usuarios. Se les localiza en empresas o en el sector gubernamental, son equipos multiusuarios.

Tipos de computadoras V Super Computadora: Son las computadoras más rápidas del mundo, las ocupan para realizar tareas muy complejas, tales como son: Simulaciones Descifrar códigos Etc.

Fuentes Fundamentos de Programación La Biblia del Hardware Algoritmos, estructura de datos y objetos Cuarta edición Luis Joyanes Aguilar Mc Graw Hill La Biblia del Hardware Volumen 1 Verónica Sánchez Serantes MP Ediciones