OBJETIVO 1.1: Historia del Computador

Evolución cronológica de la computadora

La necesidad del hombre de encontrar métodos rápidos y efectivos para resolver sus cálculos y su gran inventiva lo llevaron a través de los siglos al desarrollo de lo que hoy conocemos como la computadora. Desde el ábaco hasta las computadoras personales éstas han tenido una gran influencia en diferentes aspectos de nuestro diario vivir, mejorando nuestra calidad de vida y abriendo puertas que antes eran desconocidas para la humanidad.

500 AC: Ábaco

El primer calculador de tipo mecánico fue ideado en Babilonia alrededor de 500 A.C. Este dispositivo mecánico llamado ábaco consistía de un sistema de barras y poleas con lo cual se podían efectuar diferentes tipos de cálculos aritméticos.

1622: Oughtred presenta la regla de cálculo

Hacia 1622, el matemático inglés William Oughtred utilizó los recién inventados logaritmos para fabricar un dispositivo que simplificaba la multiplicación y la división. Consistía en dos reglas graduadas unidas que se deslizaban una sobre otra.

1642: Primera máquina de sumar

El matemático y filósofo francés Blaise Pascal tenía diecinueve años cuando construyó la primera máquina sumadora del mundo en 1642. Utilizaba un engranaje de ruedas dentadas como contadores. El dispositivo llevaba 1 automáticamente al llegar a las decenas y también podía emplearse para restar.

1934: Primera computadora digital programable

En 1834 el científico e inventor inglés Charles Babbage realizó los esquemas de un dispositivo el cual llamó máquina analítica lo que en realidad era una computadora de propósitos generales. Esta máquina era programada por una serie de tarjetas perforadas que contenían datos o instrucciones las cuales pasaban a través de un dispositivo de lectura, eran almacenados en una memoria y los resultados eran reproducidos por unos moldes. Esta máquina superaba por mucho la tecnología de su tiempo y nunca se terminó.

1850: Primera sumadora de teclado

El teclado apareció en una máquina inventada en Estados Unidos en 1850. Podían sumarse una secuencia de dígitos pulsando unas teclas sucesivas. Cada tecla alzaba un eje vertical a cierta altura y la suma quedaba indicada por la altura total.

Primera generación: C. 1940 – 1955

Dotación física
Tubos de vacío
Tambores magnéticos
Cinta magnética (cerca del extremo de la generación)
Software lógica
Programas en terminología de la informática
Programas en lenguaje ensamblador (cerca del extremo de la generación)

1946 - von Neumann publica el documento sobre el ordenador salvado del programa

1950 - Prueba de Turing publicada

Máquinas Especiales

1940 - ABC (1r ordenador electrónico)
1940 - Robinson (1r ordenador, código operacionales de Enigma de las grietas)
1946 - Calculadora numérica de ENIAC (1r completamente electrónico, de uso general)
1950 - UNIVAC I (1r ordenador comercialmente acertado)

Segunda generación: C. 1955 – 1964

Dotación física
Transistores
1947 - Convertido
1955 - Calculadora Del Transistor De IBM's
Minicomputadoras
Discos magnéticos
Tarjetas de circuito impresas
Software lógica
Lenguajes de alto nivel
1956 - FORTRAN
1959 - COBOL

Máquinas Especiales

1963 -- PDP 8 (1ra minicomputadora)

Tercera generación: C. 1964 – 1971


Dotación física

• Circuitos integrados (c. desarrollada 1958)
• Familias de los ordenadores (1964 - IBM 360)
• 1970 - Diskette
• Software lógica
• Los Programas entraron directamente en los ordenadores
• Lenguajes de un nivel más alto (1965 - BASIC)
• Sistemas operativos
• Timesharing
• Máquinas Especiales

1964 -- Serie del sistema 360 de la IBM (1ra familia de ordenadores)

Cuarta generación: C. 1971 – PRESENTE

Dotación física

• 1971 - Viruta del microprocesador introducida en los E.E.U.U. por Intel
• Microordenadores (Ordenadores Personales)
• Integración De la Escala Grande (LSI)
• Integración De la Escala Muy Grande (Vlsi)
• Software lógica
• Programación estructurada
• Conjuntos de aplicación
• Sistemas del windowing (interfaces utilizador gráficos -- GUIs)
• Programas conviviales
• Máquinas Especiales
• 1971 - (1ra calculadora de bolsillo)
• 1975 -- Altaír 8800 (1ra PC)
• 1977 -- Manzana I (hágala usted mismo kit)
• 1978 -- Manzana II (premontada)
• 1981 -- PC DE LA IBM
• 1984 -- Impermeable

Tendencias generales

Dotación física

• Más pequeño
• Más rápidamente
• Más barato
• Más disponible
• Software lógica
• Más grande (más exige en la dotación física: CPU, memoria, espacio de disco, etc.)
• Más fácil utilizar
• Mejore El Diseño
• Más barato
• Más disponible

Quinta Generación

En vista de la acelerada marcha de la microelectrónica, la sociedad industrial se ha dado a la tarea de poner también a esa altura el desarrollo del software y los sistemas con que se manejan las computadoras. Surge la competencia internacional por el dominio del mercado de la computación, en la que se perfilan dos líderes que, sin embargo, no han podido alcanzar el nivel que se desea: la capacidad de comunicarse con la computadora en un lenguaje más cotidiano y no a través de códigos o lenguajes de control especializados.

Japón lanzó en 1983 el llamado "programa de la quinta generación de computadoras", con los objetivos explícitos de producir máquinas con innovaciones reales en los criterios mencionados. Y en los Estados Unidos ya está en actividad un programa en desarrollo que persigue objetivos semejantes, que pueden resumirse de la siguiente manera:

• Procesamiento en paralelo mediante arquitecturas y diseños especiales y circuitos de gran velocidad.
• Manejo de lenguaje natural y sistemas de inteligencia artificial.

El futuro previsible de la computación es muy interesante, y se puede esperar que esta ciencia siga siendo objeto de atención prioritaria de gobiernos y de la sociedad en conjunto.

La computadora

Es una máquina electronica capaz de recibir un conjunto de instrucciones. Estas instrucciones las ejecuta con el programa registrado en su memoria, realizando cálculos y enviando resultados. Las computadoras se inventaron para realizar trabajos de manera fácil, organizada y rápida. También sirve de entretenimiento cuando trae juegos de habilidades y de acción.

Partes de una Computadora

La computadora está compuesta por diferentes partes que forman su cuerpo. Tiene un cerebro artificial que piensa como el nuestro. Estas son:

Hardware: partes materiales o físicas, se pueden ver y tocar.

El Hardware esta dividido en perifericos:

Entrada: Teclado, mouse, escaner,pantalla tactil, microfono, camara web, lapiz optico, lector de codigo de barra.

Salida: Monitor, impresora, plotter, cornetas, audifonos.

Almacenamiento: Disquetes, CD-Rom, cinta magnetica, pendrive, MP3, MP4, Disco Duro, tarjetas perforadas.

Software: son todos los programas que ejecutan alguna función en la computadora y están grabados o almacenados en el disco duro. El software también son programas que vienen en discos (C.D. o disquetes) y que puede ser programados en la computadora para ejecutar cierta función o tarea. Como ejemplo de software se puede citar: Procesador de palabras, Hoja de cálculo (2nda etapa programas de computadora), Editor de imágenes, entre otros.

Esta dividido en:

Sistemas Operativos

Software de Aplicación

Las computadoras pueden hacer mucho más de lo que podemos imaginar, pues se emplea en casi todos los campos de trabajos. Hay computadoras que se utilizan para registrar el movimiento de las estrellas y los planetas, otras pueden informar sobre el clima, manejar un tren o pilotear un avión. Estas computadoras tienen algunos elementos en común con la computadora que conoces pero han sido diseñadas para tareas específicas.

Obj. 1.3. UNIDAD CENTRAL DE PROCESOS (CPU)

Estructura Interna del Computador

Procesador: Comúnmente se la conoce como CPU, que significa unidad central de procesos (Central Processing unit), es el dispositivo más importante y el que más influye en su velocidad al analizar información, ya que en ella se encuentra la unidad de control y la unidad aritmético-lógica, las cuales se encuentran en constante interacción con la memoria principal (también conocida como memoria interna) permiten manipular y procesar la información, y controlar los demás dispositivos de la unidad computacional.

El CPU es el cerebro de un computador. Es un chip que ejecuta las instrucciones y procesa los datos con los que trabaja el computador.

La CPU consiste de dos componentes básicos: unidad de control y unidad de aritmética y lógica.

Unidad de control

La función de la unidad de control es coordinar todas las actividades de la computadora. Todos los recursos de la computadora son administrados por la unidad de control. Esta unidad contiene las instrucciones de la CPU para llevar a cabo comandos. La unidad de control contiene una lista de todas las operaciones que realiza la CPU, o sea, un conjunto de instrucciones. Cada instrucción del conjunto de instrucciones está acompañado por un código. Estos códigos son instrucciones básicas que le dicen a la CPU cómo ejecutar las instrucciones. Cuando la computadora corre un programa, ésta busca los comandos del programa dentro del conjunto de instrucciones de la CPU y las ejecutan en orden.

En resumen, la unidad de control es la que supervisa, controla las demás partes de la computadora y regula el trabajo que debe realizar, o sea, selecciona, verifica e interpreta las instrucciones del programa y después verifica que se ejecuten.

Unidad de aritmética lógica - ALU

En la unidad de aritmética lógica (ALU) es donde ocurre el procesamiento real de los datos. Se realizan todos los cálculos y todas las comparaciones y genera los resultados. Cuando la unidad de control encuentra una instrucción de aritmética o de lógica, le envía el control a la unidad de aritmética lógica. La ALU contiene una memoria construida directamente en la CPU que se usa para guardar los datos que se están procesando por la instrucción actual.

Bus de Direcciones

El Bus de direcciones define las direcciones de las celdas de la memoria y de los dispositivos adheridos al Bus. El número de Bits en la direccíon del Bus define el lugar físico al que el procesador puede acceder. Por ejemplo un Microprocesador con 24 líneas puede acceder a 224 direcciones.

Bus de Datos

El Bus de Datos trabaja en conjunción con el Bus de Direcciones para transportar los datos a través del computador. El tamaño del Bus de Datos puede ser de 16, 32 o 64 bits.

Bus de control o de sistema:

Organiza y redirige la información hacia el bus pertinente para la información que se tiene que transmitir. Es el bus encargado de hacer el direccionamiento, quién realiza toda la función de direccionar es el controlador, diferente para cada tipo de dispositivo.

Medidas de almacenamiento de la computadora

• "Bits" es la unidad más pequeña de información en el sistema binario.
• "Byte" es la unidad de almacenamiento, incluye 8 bits y puede aguantar hasta 256 valores diferentes, dependiendo de cómo se ordenan los bits. Los bytes representan números o caracteres específicos. Un byte es equivalente a un caracter. Por lo tanto, para almacenar las letras CPU en la memoria, la computadora necesitaría 3 bytes, uno para cada caracter.
  "Kilobyte" (K) corresponde a kilo que significa 1,000. Sin embargo, como las computadoras emplean números binarios, K se refiere a 1,024 bytes.Ejemplo: 64K de memoria sería 64 * 1024 = 65,536 bytes.
• "Megabyte" (M) corresponde a 1,024 K o sea 1024 * 1024 = 1,048,576 bytes.
• "Gigabyte" (G) corresponde a 1,024 M o sea 1,024 * 1,048,576 = 1,073,741,824 bytes
• "Terabyte" (T) corresponde a 1,024 G o sea 1,024 * 1,073,741,824 = 1,099,511,627,776 bytes

Palabra es uno o más "bytes" que la computadora considera en su memoria como una sola unidad.

Memoria RAM o Memoria Principal: Es un chip en el que el procesador almacena de manera temporal los datos e instrucciones con los que trabaja. El computador para poder funcionar necesita colocar su sistema operativo, los programas y datos con los que va a trabajar, en un lugar donde los pueda encontrar de manera inmediata y fácil (para no tener que ir continuamente a buscarlos al disco duro donde se encuentran almacenados; esto sería 100 veces más lento). Así que los ubica en un espacio de almacenamiento temporal, la memoria RAM es de acceso aleatorio.

A la RAM se le conoce como memoria de lectura / escritura, para diferenciarla de la ROM.

Es decir que en la RAM, la CPU puede escribir y leer. Por esto, la mayoría de los programas destinan parte de la RAM como espacio temporal para guardar datos, lo que permite rescribir.

Como no retiene su contenido, al apagar la computadora es importante guardar la información.
La cantidad de memoria RAM influye bastante en la velocidad de la PC. Entre más memoria RAM tenga, más rápido trabaja y más programas puede tener abiertos al mismo tiempo.

Memoria ROM: Es la que contiene las instrucciones fundamentales para hacer funcionar la computadora, nunca cambia y retiene su información, así la computadora reciba o no corriente.
Es una memoria solo para lectura. Contiene programas esenciales del sistema que ni la computadora ni el usuario pueden borrar, como los que le permiten iniciar el funcionamiento cada vez que se enciende la computadora.

Memoria Caché: Es una unidad pequeña de memoria ultrarrápida en la que se almacena información a la que se ha accedido recientemente o a la que se accede con frecuencia, lo que evita que el microprocesador tenga que recuperar esta información de circuitos de memoria más lentos.
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.

Memoria externa: También se la conoce como memoria auxiliar, ésta es la encargada de brindar seguridad a la información almacenada, por cuanto guarda los datos de manera permanente e independiente de que el computador esté en funcionamiento, a diferencia de la memoria interna que solo mantiene la información mientras el equipo esté encendido. Los dispositivos de almacenamiento son discos y cintas principalmente, los discos pueden ser flexibles, duros u ópticos.

Puertos: Para la conexión de periféricos. En la parte posterior de su computadora existen enchufes denominados puertos, donde se conectan al computador los periféricos.

Los puertos son de tres tipos:

Serial: Conecta el ratón, el módem, el escáner y, en ciertos casos la impresora. El computador los reconoce internamente con las letras COM.

Paralelo: Es más rápido que el serial. Conecta la impresora o el drive para cintas de respaldo. El computador lo reconoce con las letras LPT. Estos puertos se diferencian entre sí por las características para transmitir datos a determinada velocidad.

USB: El Universal Serial Bus (USB) es una de las maneras más eficientes de agregar dispositivos externos a un computador, y si éste es portátil es mucho más ventajoso. Virtualmente todas las portátiles nuevas tienen uno o dos puertos USB. El USB permite conectar en cadena hasta 127 periféricos. El USB provee energía para la mayoría de los periféricos, reduciendo en gran medida la cantidad de adaptadores de voltaje. Algunos dispositivos USB como las impresoras necesitan corrientes de energía separadas. No requiere reiniciarse el equipo después de conectar o desconectar un dispositivo, a esto se le denomina "hotswapping".

Una vez que se conecta un dispositivo USB, los periféricos se pueden conectar en cualquier momento y Windows los detectará automáticamente. Cabe señalar que a partir del Windows 98 Segunda Edición pueden soportarse estos dispositivos en los equipos.

El ancho de banda del USB, permite el uso de dos tipos de periféricos: dispositivos de bajas velocidades (teclados, ratones, etc.) a 1.5 Mbps y dispositivos de altas velocidades (cámaras, scanner) a 12Mbps. Esta es una velocidad asombrosa comprada con el típico puerto serial (115 kbps). Obviamente, esta velocidad de 12 Mbps es compartida, lo cual significa que no es posible tener dos scanner transmitiendo datos simultáneamente a esa velocidad.

Tarjeta Madre: Es una tarjeta plástica sobre la que están montados los principales componentes del PC (el procesador, la memoria RAM, la memoria ROM, la tarjeta de sonido, etcétera. Esta tarjeta tiene ranuras de expansión (SLOT) para que allí se conecten las tarjetas de expansión (tarjetas hijas). Estas son las que permiten insertar, por ejemplo, la tarjeta de sonido (que permite al PC reproducir sonido), el módem interno (que hace posible navegar por Internet) o la tarjeta gráfica o de video (que permite mostrar imágenes en la pantalla).

Bus: Vía por la que circulan los datos dentro de una computadora logrando así la interconexión entre las partes; de la memoria al monitor, el modem o la impresora, etc.

Disco Duro: Instala y guarda los programas. Almacena de manera permanente la información que se le suministra al computador. A diferencia de los discos flexibles, estos están hechos generalmente de aluminio, giran a una velocidad 10 veces mayor y su capacidad de almacenamiento es muy grande (Ejemplo: 40 gigabytes). Un disco duro es un paquete herméticamente cerrado, conformado por varios discos o placas, sus respectivas cabezas de lectura / escritura y la unidad de disco. El disco duro constituye el medio de almacenamiento más importante de un computador, ya que en la actualidad, por los volúmenes de información que se maneja, es muy difícil trabajar sin éste.

Es el dispositivo de almacenamiento secundario que usa varios discos rígidos cubiertos de un material magnéticamente sensible.

Entre más capacidad tenga un disco duro, más información y programas puede almacenar en el PC.

La capacidad del disco duro, actualmente se mide en gigabytes (GB).

Un GB equivale a 1.024 megabytes (MB) aproximadamente.

En el disco duro quedan guardados, entre otras cosas, todos los archivos creados por el usuario.