INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SONORA
COMPUTACIÓN
1. INTRODUCCIÓN A LA COMPUTADORAS
1.1 BREVE HISTORIA DE LAS COMPUTADORAS.
ABACO
Aunque la creación del ábaco se la atribuyen algunas naciones, se da casi por
hecho que el pueblo babilónico es el creador de que éste pudiera considerarse
como el primer dispositivo de cálculo.
CALCULADORA DE RUEDAS NUMÉRICAS.
Blais Pascal en 1642, creó la que se considera la primer máquina sumadora
del mundo y con ello, inició una nueva etapa en los procesos de cálculos,
significando para su época un invento por demás sorprendente.
MAQUINA DIGITAL
Meses después de que Charles Xavier Thomas presentará su máquina
sumadora, Babagge en 1830 presentó al gobierno inglés un proyecto para
crear lo que hoy se conoce como la primer máquina digital concebida y que se
conoció bajo el nombre de máquina analítica.
MARK I.
Howard Aiken creó auspiciado por la universidad la harvard, la primera
computadora considera como tal, en 1937. La Mark I marca el inicio de lo que
se conoce como la primer generación de computadoras.
ENIAC (ELECTRONIC NUMERICAL INTEGRATOR AND CALCULATOR)
Es importante mencionar que las universidades norteamericanas;
desempeñaron un papel muy importante en el desarrollo y perfeccionamiento
de la primer generación de computadoras y en 1945 la universidad de
Pensylvania con John Mauchly y Presper Eckert crearon la computadora que
se dio a conocer con el nombre de Eniac.
EDUAC (ELECTRONIC DISCRETE VARIABLE AUTOMATIC COMPUTER).
En 1952 Mauchly y Eckert fueron también los creadores de este equipo, sin
embargo es oportuno mencionar que se creación se hizo posible gracias a las
investigaciones y aportaciones que el doctor Von Neumann realizó con sus
estudios hechos a las computadoras concretamente en su forma operativa.
UNIVAC (UNIVERSAL AUTOMATIC COMPUTER)
Para 1951, se tenía ya un concepto computacional más o menos bien
consolidado y fundamento, conocimiento que iba a servir a Mauchly y Eckert
para crear la primer computadora con fines de propósito general.
Con Univac se cierra la etapa de desarrollo computacional que se conoce con
el nombre de primera generación.
1.2 LAS GENERACIONES DE LAS COMPUTADORAS.
Cuando se incorporaba un avance que significaría un cambio radical en la
forma de operación de las computadoras, se daba inicio a una nueva
generación de computadoras, que servía de base para diferenciarla de sus
antecesoras.
En la actualidad se hace referencia a cuatro generaciones de computadoras:
I. GENERACIÓN. Da inicio a esta primer generación , la aparición de la
computadora ABC y la computadora ENIAC durante la década de 1940.
Principal aportación técnica: TUBOS AL VACIÓ.
II. GENERACIÓN. Da inicio a esta segunda generación, la aparición de la
computadora UNIVAC I, que se caracterizó por ser la primer computadora
comercial década de 1950. principal aportación técnica: TRANSISTOR.
III. GENERACIÓN. Da inicio a esta tercera generación, la aparición de la
minicomputadora IBM serie 360. Década de 1960. Principal aportación
técnica: CIRCUITOS INTEGRADOS.
IV. GENERACIÓN. Da inicio a esta cuarta generación, la aparición de redes
de computadoras con procesadores periféricos, microprocesadores,
microcomputadoras, computadoras personales, procesadores de palabras,
etc. Década de 1970. Principal aportación técnica: EL MICROPROCESADOR.
En la actualidad no se ha sabido definir con precisión si a partir de 1980, nos
encontramos trabajando con computadoras de quinta generación según
expertos, no ha existido un cambio verdaderamente significativo para dar
nacimiento a una quinta generación.
EL FUTURO. Para darnos una idea general del grado de desarrollo que ha
alcanzado la industria de la computación, consideran los expertos que si la
industria de la aviación hubiera avanzado en la misma proporción que la de la
computación, ahora podríamos adquirir un boing 747 por $400.00 us con el
cual podríamos darle la vuelta al mundo varias veces durante un minuto y la
cantidad de combustible consumido sería apenas perceptible.
1.3 CLASIFICACIÓN DE LAS COMPUTADORAS.
Las computadoras pueden clasificarse según los datos que manipulan datos
continuos: son aquellos que es necesario adaptar alguna técnica de medición
para su manejo por ejemplo: temperatura, velocidad, datos discretos: son
aquellos que es posible contarlos por ejemplo pulsos, objetos, información,
etc.
Según lo anterior.
COMPUTADORA ANALÓGICA. Es aquella computadora que manipula datos
continuos. Ejemplo: velocímetro de un auto, termómetro industrial.
COMPUTADORA DIGITAL. Es aquella computadora que maneja datos
discretos. Ejemplo: Computadora personal (PC).
COMPUTADORA HÍBRIDA. Es aquella computadora que maneja una
combinación de ambos tipos de datos. Ejemplo: bomba de gasolina
controlada por computadora-PC.
ASÍ TAMBIÉN SE TIENEN SEGÚN: CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO,
ALMACENAMIENTO, COMUNICACIÓN, ETC.
MICROCOMPUTADORA. Puede utilizar más de un microprocesador y de
diferentes tipos.
MINICOMPUTADORA. Puede utilizar más de un microprocesador, pero todos
del mismo tipo.
MICROCOMPUTADORA. Utiliza solo un microprocesador.
1.4 COMPUTADORA.
COMPUTADORA. Dispositivo electrónico para el tratamiento automático de
la información, orientado a facilitar los trabajos repetitivos y voluminosos.
Aunque no es estrictamente necesario conocer todo acerca del
funcionamiento de una computadora para operarla, es importante, sin
embargo, un poco de conocimiento acerca de la misma para utilizarlas más
eficientemente. A continuación se da una introducción a lo que es el
hardware y el software que constituyen todo sistema de computación.
1.4.1 HARDWARE.
La componente llamada hardware es la parte física, tangible de un sistema
de computadora. Consta de cuatro partes fundamentalmente: entrada,
procesamiento, almacenamiento y salida. Casi todos los componentes del
equipo incluyen un cierto número de circuitos integrados (chips).
ENTRADA.
El dispositivo estándar de entrada de una computadora es el teclado. la
mayoría de los teclados de una computadora se basan en el de una máquina
de escribir convencional, conocido como QWERTY. Además de las teclas
normales, es común que en las computadoras incluyen teclas de funciones
que ayudan al usuario a introducir un conjunto de instrucciones presionando
únicamente una tecla. La cantidad y la posición de estas teclas varía de
fabricante a fabricante.
En el teclado de la IBM PC se tiene cuatro secciones: las teclas de funciones,
las teclas alfanuméricas, las teclas de navegación y el teclado numérico.
Aparte del teclado, se pueden incluir otros dispositivos de entrada, como el
"ratón" o posicionador remoto. Otros dispositivos serían el tablero de
contacto, pantalla de contacto, plumas luminosas, unidades que reconocen
la voz y las unidades que reconocen la voz y las unidades para reconocer
códigos de barras, entre otras.
PROCESAMIENTO
La componente procesamiento consiste en diferentes partes:
Microprocesador, memoria Principal e Interfases.
Microprocesador: el corazón de un sistema de computación es el
microprocesador, que comúnmente se llama unidad central de procesamiento
o CPU. El CPU es responsable de controlar el flujo de información y de
ejecutar las instrucciones del programa sobre los datos. Este componente
hace todas las sumas, restas, multiplicaciones y divisiones del sistema, así
como las comparaciones entre números o entre caracteres.
Una computadora desarrolla sus operaciones en un lenguaje de notación
binaria. En este lenguaje, cada carácter (letra, número o símbolo) que se
introduzca por el teclado se traduce inmediatamente en una combinación de
unos (1) y ceros (0), que se llama "equivalente binario" o de "base dos".
El código binario del sistema determina la representación de cualquier
carácter específico en dígitos binarios. muchas computadoras usan el código
estándar americano para intercambio de información (American Standard
Code for Information Interchange), o ASCII, para representar los datos. La
lista siguiente muestra sólo algunos caracteres. Observe que las letras
minúsculas y mayúsculas les corresponden distintos códigos. Por esta razón,
el usuario debe ser específico respecto a los caracteres que escribe en una
computadora.
BINARIO SÍMBOLO
0110001 1
0110010 2
1000001 A
1001010 J
1011010 Z
1100001 a
1101010 j
1111010 z
La porción más pequeña de información que se puede manejar en una
computadora se le denomina BIT (Abreviatura de Binary Digit); cada bit
puede representar un 1 o un 0. Una computadora usa grupos de bits para
almacenar datos y, combinando los bits en formas distintas, puede
almacenar cantidades enormes de información. Como no se puede
representar mucha información con uno o dos bits, se suelen formar grupos
de ocho con los que la computadora puede trabajar. A esta agrupación se le
conoce como BYTE. Cada byte almacena códigos binarios que representan un
dígito numérico o un carácter específico. Cuando se habla acerca de la
capacidad de memoria que tiene una computadora, la unidad es el byte. ¿Qué
es un byte en términos humanos? La computadora utiliza un byte de
memoria para almacenar cada carácter del teclado. Por ejemplo, la palabra
"computadora" ocupa hasta once bytes de memoria (sin incluir las comillas).
Por último, un K de almacenamiento representa 1024 bytes. Es común
pensar en un K como algo aproximadamente igual a 1000 bytes, lo que hace
fácil el cálculo mental requerido para determinar la cantidad involucrada de
almacenamiento. Por ejemplo, la idea popular de un sistema de 256K es que
contiene poco más de 256000 bytes, aunque en realidad contiene
exactamente 262144 (1024 X 256) bytes.
ALMACENAMIENTO
Memoria principal: toda computadora contiene espacio de almacenamiento
interno que puede usarse para varias funciones: para guardar datos, para
almacenar instrucciones de programas y para contener el sistema operativo
de la computadora. La cantidad de memoria de una computadora determina
la longitud y, por lo tanto, la complejidad que puede tener un programa o de
algún texto.
Una computadora tiene dos tipos de memoria: RAM y ROM. La memoria
RAM (Random Access Memory), en la memoria a la que el usuario tiene
acceso. El usuario puede poner información ahí o puede cambiar o borrarla.
Además, la memoria RAM contiene datos e instrucciones de programa
vitales para el funcionamiento de la computadora; la cantidad de RAM total
determina qué programas se pueden correr y cuánto procesamiento de
datos se puede hacer.
La memoria RAM por lo general consiste de “memoria volátil” o sea es una
memoria que no conserva la información cuando se quita la corriente
eléctrica a la computadora.
La memoria ROM (Read Only Memory) contiene, en primera instancia, la
información necesaria para inicializar a la computadora bajo cierto
parámetro que el fabricante ha dispuesto de antemano, la información
contenida en una ROM sólo se puede leer pero el usuario no la puede
modificar. Contiene por lo general las instrucciones básicas para iniciar el
funcionamiento de la computadora. Para programar a la memoria ROM, el
fabricante utiliza un procedimiento especial, de tal forma que la información
almacenada se graba en un chip en forma permanente. en este sentido, la
ROM es una combinación de hardware y software, que algunas veces se le
llama FIRMWARE.
Memoria secundaria: Como se indicó antes, la memoria RAM es volátil por lo
que es necesario contar con un medio que permita guardar información en
forma confiable, para manejarla cuando el usuario así lo considere necesario.
El medio de almacenamiento más usado en la actualidad son los discos.
Existen los discos flexibles y los discos rígidos o duros.
El disco flexible (diskettes) es un círculo cortado de una hoja de plástico de
mylar que está recubierto de un óxido ferroso capaz de conservar puntos
magnéticos. Los diskettes se encuentran en distintos tamaños, pero el más
común es el de 5.25 pulgadas. Los discos flexibles se utilizan para almacenar
datos, programas y textos que deben conservarse por cierto lapso. Sin este
almacenamiento, el único medio para almacenar información es la RAM, pero
su contenido, como ya se mencionó, desaparece cuando se apaga la
computadora. Antes de que se pueda usar un diskette nuevo, se le debe
someter a un proceso de formateo para que el sistema pueda reconocerlo y
grabar datos en él.
Los discos duros, por su parte, han adquirido una gran popularidad debido a
su mayor capacidad de almacenamiento de información y a su mayor
velocidad de accesamiento así como a su gran confiabilidad. Sin embargo, son
más caros que los discos flexibles, pero en términos seguridad, siempre es
más recomendable el disco duro.
SALIDA
El principal dispositivo de salida utilizado con el equipo de
microcomputadoras es el monitor, que da información instantánea visual al
usuario. La clasificación de los monitores, generalmente se da por el tipo de
pantalla que presentan: Televisor, monocromático, Color, EGA, VGA, SVGA.
Los monitores son ideales para mostrar la salida que no se necesita
conservar.
En muchas aplicaciones se requiere de información que debe mostrarse y
guardarse por lo que es necesario un sistema de salida diferente: la
impresora o su similar especializada conocida como graficador.
En muchas aplicaciones se requiere de información que debe mostrarse y
guardarse por lo que es necesario un sistema de salida diferente: la
impresora o su similar especializada conocida como graficador.
1.4.2 SOFTWARE.
SOFTWARE. Lo conforman todos los componentes no-físicos del sistema
computacional, es la parte no-tangible del sistema.
Cuando la mayoría de las personas piensa en una computadora, por lo
general la visualiza como el hardware. Sin embargo, sin dirección humana el
hardware es una amalgama inútil de metal y plásticos. El control de los
humanos se da mediante lo que se llama programas de computadora. Un
programa es un conjunto de instrucciones que le dicen a la computadora que
hacer. A todos los programas necesarios para hacer funcionar a una
computadora en particular se le conoce con el nombre de "software".
Existen tres clases generales de programas; los sistemas operativos, los
lenguajes de programación y los programas de aplicación.
Sistema operativo: el sistema operativo es un grupo de programas que
coordina y controla las actividades de la computadora. En particular, permite
que el software de aplicación y lenguaje interacciones con el hardware de la
computadora.
Algunas de las funciones de los sistemas operativos son:
- Asignación de recursos del sistema: Determina los recursos que se
deben de disponer para algún trabajo.
- Despachador de trabajos y recursos: el sistema operativo sólo debe
decidir que recursos se deben de usar, sino también, cuándo se usarán. Es
decir, determina el orden de prioridad de las tareas a realizarse en la
computadora para optimizar precisamente sus recursos.
- Actividades de inspección: Mantiene un conocimiento de todas las
actividades que se realizan.
Los sistemas operativos inicialmente (sobre todo en microcomputadoras) no
sirvieron más que para el manejo de programas en disco, por lo que
tradicionalmente se les ha llamado "sistemas operativos en disco" o DOS
(Disk Operating Systems).
Debido a que la mayoría de sistemas operativos se diseñan para
microprocesadores específicos, los programas de aplicación que trabajan con
él, regularmente no trabajan con otro. En consecuencia, el software de
aplicación de una computadora no se puede ejecutar en una de diferente
tipo, de modo que la elección de un sistema operativo es muy importante.
La mayoría de las computadoras personales tienen sus propios sistemas
operativos. Así, casi todas las Apple II tienen el APPLE-DOS, y las
computadoras TRS-80 tienen el TRS-80, pero el sistema operativo de mayor
importancia en la actualidad dada su comercialización es MS-DOS. Gracias a
que este sistema se utiliza en las computadoras IBM-PC, algunas compañías
han adaptado el MS-DOS como un sistema operativo.
Lenguajes de programación: los lenguajes de programación le permiten al
usuario escribir un conjunto de instrucciones para resolver un problema en
particular. El lenguaje de programación más común en las
microcomputadoras es el BASIC, aunque en la actualidad existe una gran
variedad para una multitud de aplicaciones. Por ejemplo: en ingeniería se
incluyen el FORTRAN y PASCAL; para el manejo administrativo, el COBOL,
para enseñar a programar a niños u principiantes, el LOGO, etc. Pero, la gran
mayoría de personas que utilizan una computadora no necesariamente deben
saber programar.
Cabe mencionar que un lenguaje de programación de alto nivel, como los
mencionados anteriormente, no pueden usarse en una computadora sin un
procesador de lenguaje. Los procesadores de lenguaje son programas que
traducen las instrucciones de programación específico en un código binario.
La traducción la hace ya sea un compilado o un intérprete.
Un compilador es una pieza de software que traduce un programa completo,
revisando al mismo tiempo la posible aparición de errores que pudo haber
cometido el programador. Un interprete, en lugar de traducir de corrido todo
el programa, traduce una instrucción cada vez durante la ejecución del
programa.
La diferencia principal entre uno y otro, es la velocidad. Un compilador
traduce el programa una sola vez, y a partir de ahí lo ejecuta, mientras que
un interprete debe traducir una instrucción de programa cada vez que esa
instrucción ha de ejecutarse. Los compiladores ejecutan de tres a cinco
veces más rápidamente los programas que un intérprete.
Programas de aplicación: los programas de aplicación son conjuntos
precodificados de instrucciones generalizadas para la computadora; cada
programa está escrito para lograr cierto objetivo. Un paquete de registros
de contabilidad, un programa de listados de correos y un PcMan son
ejemplos de programas de aplicación. Para usar un paquete no se necesita
saber nada de programación, porque quien lo escribió ya ha tenido el cuidado
de observar las necesidades de programación requeridas para resolver el tipo
de problema en cuestión.
Estos programas se pueden dividir en seis aplicaciones principales de interés
para la mayoría de los usuarios: hojas electrónicas, procesadores de
palabras, procesadores de publicaciones, comunicaciones, administración de
bases de datos y gráficas.
(
geocities.com/siliconvalley/pines) (
geocities.com/siliconvalley)