Estructura del Computador. Qué es una Computadora: Una computadora es un dispositivo informático que es capaz de recibir, almacenar y procesar información de una forma útil. Una computadora está programada para realizar operaciones lógicas o aritméticas de forma automática. Esta palabra se utiliza en la mayoría de países de Hispanoamérica, aunque en Chile y en Colombia es más común en masculino ('computador'). En España se usa más el término 'ordenador' (del francés ordinateur). 'Computadora' procede del inglés computer y a su vez de latín computare ('calcular'). Historia de la computadora En 1670 el filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccionó la máquina de calcular de Pascal e inventó una que también podía multiplicar. El inventor francés Joseph Marie Jacquard, al diseñar un telar automático, utilizó delgadas placas de madera perforadas para controlar el tejido utilizado en los diseños complejos. Durante la década de 1880 el estadístico estadounidense Herman Hollerith concibió la idea de utilizar tarjetas perforadas, similares a las placas de Jacquard, para procesar datos. Hollerith consiguió compilar la información estadística destinada al censo de población de 1890 de Estados Unidos mediante la utilización de un sistema que hacía pasar tarjetas perforadas sobre contactos eléctricos. También en el siglo XIX el matemático e inventor británico Charles Babbage elaboró los principios de la computadora digital moderna. Inventó una serie de máquinas, como la máquina diferencial, diseñadas para solucionar problemas matemáticos complejos. Muchos historiadores consideran a Babbage y a su socia, la matemática británica Augusta Ada Byron (1815-1852), hija del poeta inglés Lord Byron, como a los verdaderos inventores de la computadora digital moderna. La tecnología de aquella época no era capaz de trasladar a la práctica sus acertados conceptos; pero una de sus invenciones, la máquina analítica, ya tenía muchas de las características de un ordenador moderno. Incluía una corriente, o flujo de entrada en forma de paquete de tarjetas perforadas, una memoria para guardar los datos, un procesador para las operaciones matemáticas y una impresora para hacer permanente el registro. Los ordenadores analógicos comenzaron a construirse a principios del siglo XX. Los primeros modelos realizaban los cálculos mediante ejes y engranajes giratorios. Con estas máquinas se evaluaban las aproximaciones numéricas de ecuaciones demasiado difíciles como para poder ser resueltas mediante otros métodos. Durante las dos guerras mundiales se utilizaron sistemas informáticos analógicos, primero mecánicos y más tarde eléctricos, para predecir la trayectoria de los torpedos en los submarinos y para el manejo a distancia de las bombas en la aviación. Durante la II Guerra Mundial (1939-1945), un equipo de científicos y matemáticos que trabajaban en Bletchley Park, al norte de Londres, crearon lo que se consideró el primer ordenador digital totalmente electrónico: el Colossus. Hacia diciembre de 1943 el Colossus, que incorporaba 1.500 válvulas o tubos de vacío, era ya operativo. Fue utilizado por el equipo dirigido por Alan Turing para descodificar los mensajes de radio cifrados de los alemanes. En 1939 y con independencia de este proyecto, John Atanasoff y Clifford Berry ya habían construido un prototipo de máquina electrónica en el Iowa State College (EEUU). Este prototipo y las investigaciones posteriores se realizaron en el anonimato, y más tarde quedaron eclipsadas por el desarrollo del Calculador e integrador numérico electrónico (en inglés ENIAC, Electronic Numerical Integrator and Computer) en 1946. El ENIAC, que según se demostró se basaba en gran medida en el ordenador Atanasoff-Berry (en inglés ABC, Atanasoff-Berry Computer), obtuvo una patente que caducó en 1973, varias décadas más tarde. El ENIAC contenía 18.000 válvulas de vacío y tenía una velocidad de varios cientos de multiplicaciones por minuto, pero su programa estaba conectado al procesador y debía ser modificado manualmente. Se construyó un sucesor del ENIAC con un almacenamiento de programa que estaba basado en los conceptos del matemático húngaro-estadounidense John von Neumann. Las instrucciones se almacenaban dentro de una llamada memoria, lo que liberaba al ordenador de las limitaciones de velocidad del lector de cinta de papel durante la ejecución y permitía resolver problemas sin necesidad de volver a conectarse al ordenador. A finales de la década de 1950 el uso del transistor en los ordenadores marcó el advenimiento de elementos lógicos más pequeños, rápidos y versátiles de lo que permitían las máquinas con válvulas. Como los transistores utilizan mucha menos energía y tienen una vida útil más prolongada, a su desarrollo se debió el nacimiento de máquinas más perfeccionadas, que fueron llamadas ordenadores o computadoras de segunda generación. Los componentes se hicieron más pequeños, así como los espacios entre ellos, por lo que la fabricación del sistema resultaba más barata. A finales de la década de 1960 apareció el circuito integrado (CI), que posibilitó la fabricación de varios transistores en un único sustrato de silicio en el que los cables de interconexión iban soldados. El circuito integrado permitió una posterior reducción del precio, el tamaño y los porcentajes de error. El microprocesador se convirtió en una realidad a mediados de la década de 1970, con la introducción del circuito de integración a gran escala (LSI, acrónimo de Large Scale Integrated) y, más tarde, con el circuito de integración a mayor escala (VLSI, acrónimo de Very Large Scale Integrated), con varios miles de transistores interconectados soldados sobre un único sustrato de silicio. Tipos de computadoras Computadora de escritorio Es un tipo de computadora personal que por sus dimensiones y características se utiliza en una ubicación fija, habitualmente sobre una mesa de trabajo (para uso doméstico o laboral). Este término se utiliza especialmente en Hispanoamérica y en España se conoce en ocasiones como 'ordenador de sobremesa'. Procede del inglés desktop que se podría traducir como 'encima o sobre el escritorio'. Se diferencia así del término 'laptop' o computadora portátil. Computadora cuántica Es un sistema de circuitos cuánticos que es capaz de realizar cálculos complejos y que actúa en un espacio de estados. Se basa en una secuencia de transformaciones unitarias (o compuertas cuánticas) y una medición. Utiliza el qubit (bit cuántico) como unidad de información cuántica. Este tipo de computadoras puede realizar cálculos de forma rápida en comparación con los computadores habituales. Computadora personal Es una microcomputadora que permite ser utilizada por un único usuario de forma simultánea (o varios, dependiendo del sistema operativo). Este concepto procede del inglés personal computer (PC). De forma habitual, se suele hablar de 'computadora personal' o PC para referirse a los ordenadores comercializados a nivel usuario y que funcionan con un sistema operativo Windows de Microsoft. Descripción general del computador Dispositivos de Entrada Son aquellos que sirven para introducir datos a la computadora para su proceso. Los datos se leen de los dispositivos de entrada y se almacenan en la memoria central o interna. Teclado: Es el dispositivo más común de entrada de datos. Se lo utiliza para introducir comandos, textos y números. por el cual podemos darle al microprocesador instrucciones concretas a través de un lenguaje escrito Mouse: La función principal del ratón es transmitir los movimientos de nuestra mano sobre una superficie plana hacia el ordenador Este dispositivo permite simular el señalamiento de pequeños dibujos o localidades como si fuera hecho con el dedo índice , gracias a que los programas que lo aprovechan presentan sobre la pantalla una flecha. Scanner: Son prácticamente pequeñas copiadoras, que mediante haces de luz digitalizan punto por punto una imagen y la transfieren a la memoria de la computadora en forma de archivo Webcam: Una cámara web en la simple definición, es una cámara que esta simplemente conectada a la red o INTERNET también puede capturar imágenes y transmitirlas, ya sea a una página web o a otra u otras computadoras de forma privada. Lápiz óptico: Es un periférico de entrada para computadoras, tomando en la forma de una varita foto sensible, que puede ser usado para apuntar a objetos mostrados en un televisor de CTR o un monitor, en una manera similar a una pantalla táctil pero con mayor exactitud posicional. El Micrófono: Su función es la de traducir las vibraciones debidas a la presión acústica ejercida sobre su cápsula por las ondas sonoras en energía eléctrica, lo que permite por ejemplo grabar sonidos de cualquier lugar o elemento Dispositivos de salida Son todos aquellos que nos permiten obtener la información procesada por la computadora. Monitor Es el dispositivo en el que se muestran las imágenes generadas por el adaptador de vídeo del ordenador o computadora. El término monitor se refiere normalmente a la pantalla de vídeo y su carcasa. Impresoras Como indica su nombre, la impresora es el periférico que el ordenador utiliza para presentar información impresa en papel Los Plotters Un plótters es un dispositivo que conectado a una computadora puede dibujar sobre papel cualquier tipo de gráfico mediante el trazado de líneas gracias a las plumillas retraibles de las que dispone. Bocinas Algunas bocinas son de mesas, similares a la de cualquier aparato de sonidos y otras son portátiles (audífonos). Existen modelos muy variados, de acuerdo a su diseño y la capacidad en watts que poseen. Fax Dispositivo mediante el cual se imprime una copia de otro impreso, transmitida o bien, vía teléfono, o bien desde el propio fax. Se utiliza para ello un rollo de papel que cuando acaba la impresión se corta. Dispositivos de entrada y salida Son aquellos mediante los cuales podemos tanto accesar como introducir información o instrucciones al microprocesador. Unidades de lectura/escritura de disquetes Estas se especializan en leer la información almacenada en los disquetes, así como escribir en estos los datos los datos a ser almacenados. Según su densidad de escritura será el tipo de disquete que podrán leer o escribir. La Lectora de CD Es un soporte digital óptico utilizado para almacenar cualquier tipo de información (audio, imágenes, vídeo, documentos y otros datos) Pendrive Es un dispositivo portátil de almacenamiento, compuesto por una memoria flash, accesible a través de un puerto USB. Tarjeta Madre y sus elementos La tarjeta madre o motherboard es una tarjeta de circuito impreso que da soporte de las demás partes de la computadora. Con una serie de circuitos integrados, la tarjeta madre sirve para llevar una conexión entre esos dispositivos internos (procesador, memorias, etc.) que hacen posible el correcto funcionamiento del ordenador. algunos de los elementos que conforma la tarjeta madre son los siguientes: • Fuente de poder • Tarjeta de vídeo • Tarjeta de sonido • Tarjeta de red • Puertos USB • Procesador • Memoria RAM Fuente de Poder Como su nombre lo indica es la unidad que suministra energía eléctrica a otro componente de una máquina ó dicho palabras más informáticas, la fuente de poder se encarga de distribuir la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento de todos los componentes del ordenador. Tarjeta de Vídeo Es la placa que controla el vídeo de una PC. Se inserta dentro del gabinete y se conecta al monitor. Tarjeta de Sonido. Es el dispositivo que le da a la computadora la oportunidad de sintetizar y emitir sonidos, así como capturarlos para después ser procesados. Tarjeta de Red Es la tarjeta que se instala en el ordenador para poder conectarse a una red informática compuesta por varios ordenadores y así, poder transferir datos. También conocido como adaptadores de red. Puertos USB Por lo regular es un puerto pequeño y rectangular ubicado en la parte posterior del ordenador que conecta los dispositivos periféricos, como una impresora, utilizando un cable USB. El puerto USB permite que el ordenador se comunique con impresoras, iPods y una gran cantidad de dispositivos. Procesador En pocas palabras, es el cerebro de la computadora. Es la parte principal de la Unidad Central de Proceso, de la que depende todo el funcionamiento del ordenador. Memoria RAM La memoria RAM ó memoria de acceso aleatorio es el tipo de memoria que almacena los datos temporalmente, ya que al desconectar el ordenador se pierden. La frase memoria RAM se utiliza frecuentemente para referirse a los módulos de memoria que se usan en los computadores personales y servidores. Componentes internos Placa Madre. El motherboard es el corazón de la computadora. El motherboard (tarjeta madre) contiene los conectores para conectar tarjetas adicionales (también llamadas tarjetas de expansión por ejemplo tarjetas de video, de red, MODEM). Típicamente el motherboard contiene el CPU, BIOS, Memoria, interfaces para dispositivos de almacenamiento, puertos serial y paralelo aunque estos puertos ya son menos comunes por ser tecnología vieja ahora se utilizan mas los puertos USB, ranuras de expansión, y todos los controladores requeridos para manejar los dispositivos periféricos estándar, como el teclado, la pantalla de video y el dispositivo de disco flexible. Otro aspecto a considerar en el motherboard es que existen distintas tipos de formas de la tarjeta madre (form-factor), que definen como se conecta el motherboard al gabinete, los conectores para la fuente de poder y las características eléctricas. Hay bastantes formas de motherboard disponibles ATX, microATX y NLX. Hoy en día se consideran el Baby AT y el ATX como motherboards genéricos. El microprocesador El microprocesador es un circuito integrado que contiene todos los elementos necesarios para conformar una "unidad central de procesamiento", también es conocido como CPU (por sus siglas en inglés: Central Process Unit). En la actualidad este componente electrónico está compuesto por millones de transistores, integrados en una misma placa de silicio. MEMORIA RAM RAM es acrónimo para random access memory (memoria de acceso aleatorio), es un tipo de memoria que puede ser accesado aleatoriamente; esto es, que cualquier byte de memoria puede ser accesado sin tocar los bytes predecesores. RAM es el tipo de memoria más común encontrado en computadoras y otros dispositivos, como impresoras. Memoria ROM ROM son las siglas de read-only memory, que significa "memoria de sólo lectura": una memoria de semiconductor destinada a ser leída y no destructible, es decir, que no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la información almacenada, incluso en el caso de que se interrumpa la corriente (memoria no volátil). La ROM suele almacenar la configuración del sistema o el programa de arranque de la computadora. Las memorias de sólo lectura o ROM son utilizada como medio de almacenamiento de datos en las computadoras. Debido a que no se puede escribir fácilmente, su uso principal reside en la distribución de programas que están estrechamente ligados al soporte físico de la computadora, y que seguramente no necesitarán actualización. Por ejemplo, una tarjeta gráfica puede realizar algunas funciones básicas a través de los programas contenidos en la Memoria Caché Es una memoria en la que se almacenas una serie de datos para su rápido acceso. Básicamente, la memoria caché de un procesador es un tipo de memoria volátil (del tipo RAM), pero de una gran velocidad. En la actualidad esta memoria está integrada en el procesador, y su cometido es almacenar una serie de instrucciones y datos a los que el procesador accede continuamente, con la finalidad de que estos accesos sean instantáneos. CPU Es la abreviación de las siglas en ingles de las palabras Unidad Central de Procesamiento (central processing unit). El CPU es el cerebro de la computadora. Algunas veces se le dice simplemente el procesador o procesador central. El CPU es donde se realizan la mayoría de los cálculos. En términos de poder de computación, el CPU es el elemento más importante de un sistema de computo. Tarjeta de Video La tarjeta de video, es el componente encargado de generar la señal de video que se manda a la pantalla de video por medio de un cable. La tarjeta de video se encuentra normalmente en integrado al motherboard de la computadora o en una placa de expansión. La tarjeta gráfica reúne toda la información que debe visualizarse en pantalla y actúa como interfaz entre el procesador y el monitor; la información es enviada a éste por la placa luego de haberla recibido a través del sistema de buses. Una tarjeta gráfica se compone, básicamente, de un controlador de video, de la memoria de pantalla o RAM video, y el generador de caracteres, y en la actualidad también poseen un acelerador de gráficos. El controlador de video va leyendo a intervalos la información almacenada en la RAM video y la transfiere al monitor en forma de señal de video; el número de veces por segundo que el contenido de la RAM video es leído y transmitido al monitor en forma de señal de video se conoce como frecuencia de refresco de la pantalla. Entonces, como ya dijimos antes, la frecuencia depende en gran medida de la calidad de la placa de video. Unidades de Almacenamiento Refiriéndonos a varias técnicas y dispositivos para almacenar grandes cantidades de datos. Los primeros dispositivos de almacenamiento fueron las tarjetas perforadas, que fueron usadas desde el año 1804 en maquinas tejedoras de ceda. Los dispositivos modernos de almacenamiento incluyen todo tipos de unidades de disco y de unidades de cinta. Almacenamiento masivo es distinto al de memoria, que se refiere a almacenamiento temporal, en cambio los dispositivos de almacenamiento masivo retienen los datos aun cuando la computadora es apagada. Los tipos principales de dispositivos de almacenamiento masivo son: Discos Duros: Rápidos y mucho mayor capacidad, pero más caros, Algunos dispositivos de disco duro son portátiles pero la mayoría no. Discos Ópticos: (Conocidos como CDs y DVD´s) al contrario de los discos flexibles y los discos duros, los cuales usan electromagnetismo para codificar los datos, los sistemas de discos ópticos usan un láser para leer y escribir datos. Los discos ópticos tienen buena capacidad, pero no son tan rápidos como los discos duros. Y por lo general son de solo lectura, aunque también hay reescribibles. Discos de memoria Flash USB: (Jumpdrives, Pocket Drives, Pen Drives, thumb drives) dispositivos muy pequeños, ligeros y portátiles pueden almacenar hasta 2gb de datos estos dispositivos se han vuelto muy populares y están sustituyendo a los discos flexibles al tener mayor capacidad y velocidad, estos dispositivos pueden mantener la información hasta por 10 años. Fuente de Poder La fuente de poder es el componente que proporciona el poder eléctrico a la computadora. La mayoría de las computadoras pueden conectarse a un enchufe eléctrico estándar. La fuente de poder jala la cantidad requerida de electricidad y la convierte la corriente AC a corriente DC. También regula el voltaje para eliminar picos y crestas comunes en la mayoría de los sistemas eléctricos. Pero no todas las fuentes de poder, realizan el regulado de voltaje adecuadamente, así que una computadora siempre esta susceptible a fluctuaciones de voltaje. Las fuentes de poder se califican en términos de los watts que generan. Entre más poderosa sea la computadora, mayor cantidad de watts necesitan sus componentes. A continuación esta un video mostrando los componentes Internos Básicos de una computadora. Buses En arquitectura de computadores, un bus puede conectar lógicamente varios periféricos sobre el mismo conjunto de cables. Aplicada a la informática, se relaciona con la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistema computacional en funcionamiento. En el bus todos los nodos reciben los datos aunque no se dirijan a todos éstos, los nodos a los que no van dirigidos los datos simplemente los ignoran. Por tanto, un bus es un conjunto de conductores eléctricos en forma de pistas metálicas impresas sobre la tarjeta madre del computador, por donde circulan las señales que corresponden a los datos binarios del lenguaje máquina con que opera el Microprocesador. Tarjeta de red Es un periférico que permite la comunicación con aparatos conectados entre sí y también permite compartir recursos entre dos o más computadoras (discos duros, CD-ROM, impresoras). A las tarjetas de red también se les llama NIC (por network interface card; en español tarjeta de interfaz de red). Hay diversos tipos de adaptadores en función del tipo de cableado o arquitectura que se utilice en la red (coaxial fino, coaxial grueso, Token Ring), pero actualmente el más común es del tipo Ethernet utilizando una interfaz o conector RJ-45.