estructura, funcion y caracteristucas del computador

ESTRUCTURA, FUNCION Y CARACTERISTUCAS
DEL COMPUTADOR
COMPUTADOR
HISTORIA
ESTRUCTURA
INTERNA Y EXTERNA
CARACTERISTICAS
COMPUTADOR
HISTORIA:
FUNCIONES
COMPUTADOR
Máquina capaz de realizar de forma automática y en una secuencia programada
cierto número de operaciones numéricas sobre unos datos suministrados por el
operador
GENERACIONES
GENERACION 0
I GENERACION
II GENERACION
III GENERACION
IV GENERACION
INVENTO DEL
TRANSISTOR
CREACIÓN DE
CIRCUITO
INTEGRADO
CREACIÓN DEL
MICROPROCESADOR.
TUBOS DE VACIO
COMPUTADORES
MECÁNICOS
- El abaco : es
creada en
babilonia (500 a.c)
- Blaise pascal
(1642), crea la
pascalina ‘la
primera calculadora
macanica’
- En 1821 Charles
Babbage elaboró los
principios de la
computadora digital
moderna.
Se crea:
- ENIGMA
(1943)computadora
destinada a descrifrar
mensajes codificados
- La computadora mas grande
de la historia que pesaba mas
de 30 toneladas su nombre:
ENIAC (Electronic Numerical
Integrator and Computer)
creada en 1946 por
por John W. Mauchly y
Presper Eckert
- En 1953, IBM produjo su
- En los
Laboratorios Bell en
1947
- En 1954 Texas
Instrument lo
mejoró utilizando
silicio en su
fabricación en lugar
de germanio.
- En 1958
- En 1964 IBM sacó
la serie 360
compatible con
cualquier otro de su
familia.
- En 1970, IBM puso
una unidad de
disquete en su
computador 3740.
Los
microprocesadores
eran capaces de
desarrollar todas las
funciones de la
unidad central de
proceso.
computador 701 y dos años
más tarde el 752.
CARACTERISTUCAS:
Las características básicas de las computadoras desde la 3ª generación son:
 Confiabilidad: Son menos susceptibles de averías que las anteriores, ya que
los chips pueden probarse rigurosamente antes de ser instalados.
 Tamaño: Un solo chip sustituyó tableros de circuitos, lo cual permite construir
máquinas más pequeñas.
 Velocidad: Como la electricidad tiene que viajar distancias más pequeñas, las
máquinas son mucho más rápidas que sus predecesoras.
Las operaciones que realiza una computadora se miden en milisegundos,
microsegundos, nanosegundos y picosegundos.
 Eficiencia: Por su pequeño tamaño, los chips emplean menos energía eléctrica.
También generan menos calor.
 Costo: Las técnicas de producción masiva facilitan la manufactura de chips
económicos.
 Compatibilidad: No hay normas de software universales, de manera que un
programa escrito para una máquina quizás no funcione en otra; casi todos los
programas de software son inservibles si el hardware y el software no son
compatibles.
FUNCION:
Sus 4 funciones son:
 Procesamiento de datos
 Operaciones lógicas y aritméticas
 Almacenamiento de datos
 Almacenamiento temporal a corto plazo
 Almacenamiento a largo plazo
 Transferencia de datos
 Con periféricos (transferencias E/S)
 Con dispositivos remotos (comunicación)
 Control
 Gestión de recursos del computador
 Gestión de las diversas unidades funcionales
ESTRUCTURA:
 Estructura lógica ( Software )
Se refiere a todo aquello que forma parte de la computadora y que existe, pero no
podemos tocarlo ni sentirlo, simplemente se puede observar y trabajar con estos
fenómenos, por ejemplo : la información, los datos, programas computacionales,
archivos computacionales, etc.
 Estructura física ( Hardware )
La estructura se refiere a todos aquellos componentes los cuales podemos
observar, tocar y son reales físicamente , por ejemplo : el teclado, el mouse, el
monitor, los circuitos ( chips ) , la impresora, etc.
4 componentes básicos:
Unidades de almacenamiento o memoria: Los datos y el programa encargado de
Procesarlos entra en la memoria o almacenamiento del ordenador y se mantienen allí
mientras sea necesarios. El ordenador toma los datos de la memoria para procesarlos,
finalizado el proceso, los devuelve de nuevo a la memoria.
 Almacenamiento Interno (memoria principal, central o interna)
 Memoria RAM (Random Access Memory):
 Zona de memoria de lectura/escritura.
 Es volátil.
 Almacena el S.O. y los programas que están en ejecución junto con sus
datos.
 Costosa, capacidad limitada, tiempo de recuperación casi inmediato.
 Memoria ROM (Read Only Memory):
 Zona de la memoria de sólo lectura.
 Es permanente.
 Almacena la BIOS (Basic Input-Output System): Conjunto de programas
que se
 ejecutan al encender el PC (chequean el sistema y cargan el S.O. en
RAM)
 Almacenamiento Externo (memoria masiva auxiliar, secundaria o externa):
 Características:
 Capacidad de almacenamiento muy elevada.
 Acceso muy lento a los datos.
 No volátil.
 La información almacenada se organiza en archivos o ficheros,
 que se pueden agrupar en carpetas o directorios.
 Tipos:


Dispositivos Magnéticos: cintas, discos duros, disquetes.
Dispositivos Ópticos: CD-ROM, DVD.

Unidad de disco flexible .- Se utiliza para guardar información, leerla o
copiarla dentro de discos portátiles llamados discos flexibles. Pueden
almacenar 1.44 millones de símbolos.

Unidad de disco fijo .- También se le llama disco duro por compararlo
físicamente con los discos flexibles. Un disco duro tiene una gran
capacidad para almacenar información, algunos parten desde 1000
millones de símbolos.

Unidad de CD- ROM .- También se le llama unidad de lectura para
discos compactos, éstos discos contienen información digital
previamente grabada, no se puede grabar información en ellos desde
una computadora común.
Unidad Central de Proceso (C.P.U.) o microprocesador:
Cerebro del ordenador, ejecuta instrucciones
Componentes:
 Unidad de Control (UC): Dispositivo más importante del PC (es su cerebro): Dirige y
Controla el funcionamiento del resto de componentes, coordinando sus actividades
para el correcto desarrollo del programa que se esté ejecutando. La UC contiene un
reloj (generador de pulsos) que controla la velocidad a la que se realizan las
operaciones. La frecuencia del reloj se mide en Megahercios MHz)
Determina la velocidad del ordenador.
 – control de la secuencia de operaciones
 – captación de instrucciones
 – control de la ejecución de instrucciones
 Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Realiza todas las operaciones aritméticas y lógicas
que un programa necesite. Sus operandos residen en los registros y en el acumulador.
Entre las funciones aritméticas generalmente se cuentan la suma y resta de números
Binarios y números decimales codificados en binario (BCD). En algunas
microcomputadoras y en todas las macrocomputadoras, la ALU también realiza la
multiplicación y división de números binarios y BCD.
 Registros: Almacenamiento temporal de información, cuyo acceso es extremadamente
rápido.
La combinación de la UC y la ALU se llama Unidad Central de Proceso (CPU) o
microprocesador.
Función de la CPU
● Captación de la instrucción que va a ejecutar de la
memoria
● Actualización del contador de programa
● Determina el tipo de instrucción captada
● Si la instrucción utiliza datos determina donde están y
accede a ellos.
● Almacena los datos en registros internos de la CPU
● Ejecuta la instrucción
● Almacena los resultados en el sitio adecuado
Dispositivos de E/S o periféricos
Unidad de entrada. La mayor parte de los ordenadores no aceptan los datos en la forma
en la que el hombre está acostumbrado a manejarlos, como son las formas escrita o
hablada. Ya sabemos que los datos deben codificarse para que el ordenador los procese,
lo que se lleva a cabo en dispositivos denominados unidades de entrada. El ejemplo más
común es el teclado que poseen todos los ordenadores personales.
Unidad de salida. Ya hemos visto que los resultados que provienen de un proceso se
encuentran en la memoria. Para hacerlos visibles al usuario se utilizan medios especiales
como impresoras, pantallas de video, etc. Se denominan, en general, unidades de salida.
Así, se dice que una impresora produce una salida impresa o que unos resultados pueden
verse en la pantalla o monitor del ordenador.
 Permiten la comunicación usuario
ordenador.
 La comunicación entre los periféricos y el procesador central se realiza a través de un
controlador
Componente hardware que regula el comportamiento de un
determinado periférico (cada periférico tiene el suyo propio). Un ejemplo de controlador
hardware es la tarjeta de video.
 Los Dispositivos de Entrada transforman la información en señales binarias. Algunos
ejemplos son: teclado, ratón, webcam, escáner.
 Los Dispositivos de Salida transforman las señales binarias en caracteres. Algunos
ejemplos son: monitor, impresora, plotter,…
 Cada fabricante tiene unas especificaciones diferentes para cada dispositivo
La
forma de comunicarse nuestros programas con ellos es distinta
Para facilitar esta
labor están los drivers o controladores
Transforman nuestras órdenes al
dispositivo, en comandos que dicho periférico puede entender.
Estructura interna y externa
-
Externa
-
Interna
Estructura lógica de un ordenador
Buses: comunica la CPU con la memoria y los módulos de E/S
BUS: Autopista que permite el paso de información entre las principales unidades del
ordenador, y entre estas y los periféricos. Están compuestos por una serie de hilos.
 Su velocidad está en función del número de hilos (ancho del canal) que transmiten en
paralelo. Podemos encontrarnos con buses en paralelo (transmiten tantos bits
simultáneamente como hilos tenga el bus) y buses en serie (los bits se transmiten uno a
uno).
 Existen tres tipos de buses:

Bus de Datos: comunican CPU, Memoria Principal y dispositivos E/S.
Mueve los datos entre los dispositivos del hardware: de Entrada como el teclado, el
escáner, el ratón, etc.; de salida como la Impresora, el Monitor o la tarjeta de
Sonido; y de Almacenamiento como el Disco Duro, el Disquete o la Memoria-Flash.
Estas transferencias que se dan a través del Bus de Datos son gobernadas por
varios dispositivos y métodos, de los cuales el Controlador PCI, "Peripheral
Component Interconnect", Interconexión de componentes Periféricos, es uno de los
principales.

Bus de Direcciones: Identifica el dispositivo que recibirá la información que lleva el
bus de datos.
El Bus de Direcciones, por otra parte, está vinculado al bloque de Control de la CPU
para tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecución de
los procesos de cómputo.
Para el Bus de Direcciones, el "ancho de canal" explica así mismo la cantidad de
ubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar. Esa
cantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32ª potencia. "2" porque son dos
las señales binarias, los bits 1 y 0; y "32ª potencia" porque las 32 pistas del Bus de
Direcciones son, en un instante dado, un conjunto de 32 bits.

Bus de Control o del Sistema: Transmite el conjunto de señales enviadas por la
CPU.
Este bus transporta señales de estado de las operaciones efectuadas por la CPU
con las demás unidades. El método utilizado por el ordenador para sincronizar las
distintas operaciones es por medio de un reloj interno que posee el ordenador y
facilita la sincronización y evita las colisiones de operaciones (unidad de
control).Estas operaciones se transmiten en un modo bidireccional.
Características de los Buses
 Tarjeta madre.- Conocida como ( mother board ), su función es mantener en su
estructura toda la circuiteria de control para dos dispositivos de la computadora. En la
tarjeta madre se colocan y conectan los siguientes dispositivos fundamentales :
microprocesador principal, tarjeta de video, controlador para unidades de
almacenamiento y cable paralelo, controladores para teclado y ratón, controlador de
impresora, tarjeta de sonido, etc.
 Microprocesador.-
Consiste en un circuito integrado el cual es indispensable como
administrador de la señal de datos en la computadora. Este chip posee inteligencia
artificial para desarrollar operaciones aritméticas y decisiones lógicas las cuales afectan
el trabajo del usuario en la computadora. Su característica principal es la velocidad del
procesamiento , esta indica la capacidad de respuesta que tiene una computadora para
el usuario, la velocidad de mide en millones de ciclos por segundo ( Megahertz ) (Mhz).
 El
caché suele estar ubicado en la tarjeta madre (Motherboard), pero a veces está
integrado en el módulo del procesador.
Su capacidad de almacenamiento de datos se mide en kilobytes (KB). Mientras más
caché tenga la computadora es mejor, porque tendrá más instrucciones y datos
disponibles en una memoria más veloz.