Revista: el computador, conceptos básicos y su arquitectura (Georkarly Marcano)

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EDITORIAL

Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”

Tema: El computador, conceptos básicos y su arquitectura

Curso: Informática - AS

Autora: Georkarly Marcano C.I.: 30.131.569

Tutor: Pedro Beltrán

Mayo, 2022

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Índice Definición del computador

……………………………………………..4

Tipos de computadoras

……………………………………………..4

Computadoras digitales

……………………………………………..4

Características de las computadoras digitales ……………...5 ……………………………………...5

Computadoras analógicas

Características de las computadoras digitales Computadoras hibridas

...…….5

………………………………………………6

Características de las computadoras hibridas ………………..6 Propósito general

……………………………………….6

Propósito especifico …………………………………….6 Componentes de una computadora ……………………………………….7 Hardware de una computadora ……………………………………….7 Hardware interno

……………………………………….7

Placa madre (o motherboard) Procesador

………………………..7

………………………………………..7

Memoria interna RAM

……………………………….8

Memoria interna ROM

……………………………….8

Placa de video

……………………………….8

Placa de sonido

……………………………….8

Dispositivo de almacenamiento secundario

………..9

……………………………….9

Hardware externo Dispositivos de entrada

……………………………….9

Dispositivos de salida

……………………………….9

Dispositivos periféricos

……………………………….10 ………………………………..10

Software de una computadora Software de sistema

………………………………...10

Software de aplicación

…………………………………10 2

Periférico

……………………………………………………..11

Clasificación de periféricos Categorías principales

……………………………..11 ……………………………..11

Periféricos de entrada

……………………..12

Periféricos de salida

……………………...12

Periféricos de entrada/salida (E/S)

……….12

Periféricos de almacenamiento

……….12

Periféricos de comunicación

……….12

Almacenamiento (Memoria)

……………………………….13

Unidades de medida de almacenamiento (memoria)

………..14

CPU (Unidad Central de Procesamiento)

……………14 y 15

Arquitectura de una computadora

……………….16

Conclusión

……………………………………………………….17

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El computador, conceptos básicos y su arquitectura Definición de computador 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.

Es un aparato electrónico que tiene el fin de recibir y procesar datos para la realización de diversas operaciones.

Las computadoras son actualmente los dispositivos más populares y utilizados a los efectos de realizar operaciones tan diversas como desarrollar contenido, comunicarse con otras personas, buscar información, utilizar aplicaciones diversas, y cientos de otras posibilidades.

Tipos de computadoras Usualmente se clasifican en 3 tipos, computadoras analógicas, digitales e híbridas.

Computadoras digitales Son computadoras que operan contando números y haciendo comparaciones lógicas entre factores que tienen valores numéricos.

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Características de las computadoras digitales • • • • • •

Su funcionamiento está basado en el conteo de los valores que le son introducidos.

Este tipo de computadora debe ser programada antes de ser utilizada para algún fin específico.

Son máquinas de propósito general; dado un programa, ellas pueden resolver virtualmente todo tipo de problemas.

Son precisas, proveen exactamente la respuesta correcta a algún problema específico.

Estas computadoras tienen una gran memoria interna, donde pueden ser introducidos millones de caracteres.

Estas computadoras son las más utilizadas. En la actualidad, el 95% de los computadores usados son digitales dado a su gran utilidad a nivel comercial, científico y educativo.

Computadoras analógicas Las computadoras analógicas no computan directamente, sino que perciben constantemente valores, señales o magnitudes físicas variadas.

Características de las computadoras analógicas •

• • •

•

Son las computadoras más rápidas. Todas las computadoras son rápidas, pero la naturaleza directa de los circuitos que la componen las hace más rápidas.

La programación en estas computadoras no es necesaria; las relaciones de cálculo son construidas y forman parte de estas.

Son máquinas de propósitos específicos.

Dan respuestas aproximadas, ya que están diseñadas para representar electrónicamente algunos conjuntos de datos del mundo real, por lo que sus resultados son cercanos a la realidad.

Estos se utilizan generalmente para supervisar las condiciones del mundo real, tales como Viento, Temperatura, Sonido, Movimiento, etc.

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Computadoras híbridas Es una combinación entre las computadoras analógicas y las digitales. Se utilizan sobre todo para el control de procesos y robótica. Las computadoras híbridas fueron desarrolladas para complementar la flexibilidad de las computadoras digitales con la velocidad de las computadoras analógicas. Los usuarios necesitan tener conocimientos en computación analógica y digital.

Características de las computadoras híbridas Propósito General • •

Pueden procesar Información de negocios con la misma facilidad que procesan fórmulas matemáticas complejas.

Pueden almacenar grandes cantidades de información y los grandes programas necesarios para procesarla. Debido a que las computadoras de aplicación general son tan diversas, la mayor parte de las empresas actuales las utilizan.

Propósito Especial • •

•

Tienen muchas de las características de las Computadoras de uso general, pero se dedican a tareas de procesamiento muy especializado.

Se diseñan para manejar problemas específicos y no se aplican a otras actividades computarizadas. Por ejemplo, las computadoras de aplicación especial pueden diseñarse para procesar exclusivamente datos numéricos o para controlar completamente procesos automatizados de fabricación.

Un simulador es un ejemplo de las computadoras de uso específico y puede ser un simulador de vuelo, de entrenamiento y en otros campos como la enfermería, la tecnología del cuarto de operaciones, la administración de plantas nucleares, los vuelos espaciales, el atletismo, la exploración marina, etc.

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Componentes de una computadora Una computadora es un sistema informático compuesto por dos aspectos básicos: el hardware, que significa “soporte físico”, y el software, que se refiere a lo intangible o el “programa”. Los soportes físicos son elementos electrónicos que trabajan conectados para proporcionar datos, y esos datos son procesados gracias a las instrucciones que proporcionan los programas.

El hardware es como una caja en la que se conectan una serie de dispositivos que procesan información de entrada y de salida. El software es el conjunto de instrucciones para ejecutar esa información de entrada y salida. Sin las instrucciones del software, la computadora sería una caja sin utilidad, al igual que lo sería el cuerpo humano sin un cerebro.

Hardware de una computadora El hardware hace referencia a los diferentes elementos tangibles de una computadora, y puede ser interno o externo.

El hardware interno está conformado principalmente por: •

Placa madre (o motherboard). Es la placa principal de cualquier sistema informático al que todos los demás dispositivos se conectan, tanto de manera directa (como los circuitos eléctricos interconectados) como indirecta (a través de puertos USB u otro tipo de conectores). Cuenta con un software básico llamado BIOS que le permite realizar y sincronizar sus funciones básicas (como la transmisión de datos, la administración de la energía eléctrica y el reconocimiento de la conexión física de otros componentes externos).

•

Procesador.

Es la Unidad Central de Procesamiento (CPU), es decir, el cerebro de la computadora que controla todo lo que ejecuta el ordenador y es responsable de realizar los cálculos y la comprensión de datos. Hay varios tipos de CPU que se diferencian, entre otras cosas, por su velocidad para procesar la información. Esa velocidad se mide en una unidad de frecuencia llamada Hertz (o Hercio en español) y, cuanto más rápida es la velocidad alcanzada por el procesador, más rápido será el rendimiento de la computadora. En la actualidad, las dos marcas principales de CPU son AMD e Intel.

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• Memoria interna RAM. Es la memoria que almacena información, de manera temporal y rápida, para que la computadora la utilice en el momento. Su capacidad de almacenamiento se mide en unidades llamadas gigabytes (GB). A mayor cantidad de memoria RAM, más rápido puede funcionar la computadora, por ejemplo, para abrir y usar varios programas a la vez. El contenido de la memoria RAM se elimina tan pronto se apaga la computadora porque no almacena datos (archivos, videos, programas, etc.), sino que conserva información sobre las acciones que se están realizando con esos datos. No almacena el archivo o el programa en sí, sino la información para ejecutarlo.

•

Memoria interna ROM. Es la memoria que almacena información de manera permanente y que se denomina de “solo lectura”, es decir, el usuario no puede alterar el contenido una vez que se almacenó esa información, solo puede instalarlo o desinstalarlo. La memoria ROM almacena todo lo relacionado con instrucciones o lo que también se denomina BIOS (sistema básico o programa de arranque) y que comprende las instrucciones de cómo se inicia la máquina o cómo funcionan los programas, entre otros.

• Placa de video. También conocida como “tarjeta gráfica” es un dispositivo de hardware interno que se conecta a la placa madre y permite que la computadora muestre imágenes en el monitor. Requiere de la instalación de un software para que le indique a la computadora cómo usar esa placa de video. El usuario puede modificar la configuración de la imagen proyectada en el monitor, por ejemplo, la calidad (mayor o menor definición), el tamaño, entre otros.

• Placa de sonido. Es un dispositivo de hardware interno que se conecta a la placa madre y se clasifica según los canales que utiliza, por ejemplo, estéreo, cuadra fónica (sonido envolvente), MIDI (conector de uso profesional), entre otros. La función principal de la placa es permitir a la computadora reproducir sonidos (música, voz o cualquier señal de audio) a través de altavoces o auriculares. También recibe sonidos del usuario a través de la conexión de un micrófono.

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•

Dispositivo de almacenamiento secundario. Es la memoria que almacena datos de manera permanente (o hasta que el usuario los elimine), como documentos, planillas, imágenes, videos, audios, copias de seguridad de los archivos, entre otros. Son datos almacenados que la computadora no necesita de manera inmediata o rápida para su funcionamiento, sino que es el usuario el que los utiliza de manera directa. Existen dos tipos de dispositivos de almacenamiento secundario: interno (la unidad de disco duro) y externo (disco duro externo, tarjeta de memoria, pendrive, CD ROM, etc.).

El hardware externo de una computadora está conformado principalmente por: • Dispositivos de entrada. Son piezas que reciben datos sin procesar y que la computadora puede procesar a través del correspondiente software. Se dividen en dos categorías: dispositivos de entrada manual, que deben ser operados por el usuario (teclado, mouse, pantalla táctil, micrófono, etc.) y dispositivos de entrada automática, que accionan el ingreso de información por su cuenta, de manera independiente del usuario (lector de banda magnética, reconocimiento de caracteres de tinta magnética, lector de PIN y chip, lector de código de barras, etc.).

•

Dispositivos de salida. Son piezas que envían hacia afuera los datos procesados por la computadora. Hay dos tipos: de salida temporal (como el monitor, que actualiza constantemente la imagen de salida en la pantalla) y de salida permanente (como la impresora, que reproduce información sobre un papel que perdura como una copia impresa).

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•

Dispositivos periféricos. Son la mayoría de los dispositivos de entrada y de salida que se consideran componentes de hardware externos “no esenciales” porque la computadora puede funcionar sin ellos. Por ejemplo, parlantes, cámara web, teclado, micrófono, impresora, escáner, mouse, joystick, entre otros.

Software de una computadora El software es la parte “no física” de la computadora, que existe en forma de códigos que contienen instrucciones para que el hardware sepa qué hacer. Sin estos programas, la mayoría de los dispositivos de hardware no serían útiles. Hay dos tipos:

•

Software de sistema. Son los programas preinstalados en la computadora, que permiten dar soporte a otros programas instalados por el usuario. Algunos ejemplos son los sistemas operativos (Windows, Mac OS, Linux, BIOS, etc.), los limpiadores de disco, los desfragmentadores de disco, los antivirus, los controladores gráficos, softwares de cifrado, entre otros.

• Software de aplicación. Son los programas que no tienen que ver con el funcionamiento del equipo, sino que son instalados por el usuario para realizar funciones determinadas. Por ejemplo, hojas de cálculo (Excel), procesadores de palabras (Word), programas de base de datos (Access), programas de diseño gráfico (Illustrator), navegadores de Internet (Chrome), entre otros.

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Periférico En informática, periférico es la denominación genérica para designar al aparato o dispositivo auxiliar e independiente conectado a la placa base de una computadora.

Se consideran periféricos a las unidades o dispositivos de hardware a través de los cuales el ordenador se comunica con el exterior, y también a los sistemas que almacenan o archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar de la memoria principal.

Se considera periférico a los dispositivos que no pertenecen al núcleo fundamental del ordenador, formado por la unidad central de procesamiento (CPU) y la memoria principal, permitan realizar operaciones de entrada/salida (E/S) complementarias al proceso de datos que realiza la CPU. Estas tres unidades básicas en un ordenador son: CPU, memoria central y el subsistema de E/S, están comunicadas entre sí por tres buses o canales de comunicación: • • •

Direcciones, para seleccionar la dirección del dato o del periférico al que se quiere acceder.

Control, básicamente para seleccionar la operación a realizar sobre el dato (principalmente lectura, escritura o modificación).

Datos, por donde circulan los datos.

Clasificación de periféricos A pesar de que el término periférico implica a menudo el concepto de “adicional pero no esencial”, muchos de ellos son elementos fundamentales para un sistema informático.

El monitor es prácticamente el único periférico que las personas consideran imprescindible en cualquier computadora personal (no lo fue en los primeros computadores) pero a pesar de ello, técnicamente no lo es. El ratón o mouse es posiblemente el ejemplo más claro de este aspecto.

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Los periféricos pueden clasificarse en las siguientes categorías principales:

•

•

•

•

•

Periféricos de entrada: captan y digitalizan los datos de ser necesario, introducidos por el usuario o por otro dispositivo y los envían al ordenador para ser procesados.

Periféricos de salida: son dispositivos que muestran o proyectan información hacia el exterior del ordenador. La mayoría son para informar, alertar, comunicar, proyectar o dar al usuario cierta información, de la misma forma se encargan de convertir los impulsos eléctricos en información legible para el usuario. Sin embargo, no todos de este tipo de periféricos es información para el usuario. Un ejemplo: Impresora.

Periféricos de entrada/salida (E/S): sirven para la comunicación de la computadora con el medio externo.

Periféricos de almacenamiento: son los dispositivos que almacenan datos e información. La memoria de acceso aleatorio no puede ser considerada un periférico de almacenamiento, ya que su memoria es volátil y temporal. Ejemplos: Disco duro, Memoria flash, Cinta magnética, Memoria portátil, Disquete, Grabadora o lectora de: CD; DVD; Blu-ray; HD-DVD. Periféricos de comunicación: permiten la interacción entre dos o más dispositivos.

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Almacenamiento (Memoria) La memoria secundaria son todas las unidades de disco que un computador puede tener: •

Disco duro o 400 Mb, 20 Gb, 100 Gb

•

Unidad de disco flexible (disquete) o Disquete tamaño 5¼, capacidad 360 Kb, 1.2 Mb o Disquete tamaño 3½, capacidad 720 Kb, 1.44 Mb

•

CD-ROM (compact disc, read only memory) o Tamaño 700 Mb, usualmente se utilizan con información solo para lectura

•

DVD (digital video disc o digital versatile disk) o 4.7 Gb a 17 Gb

•

Cintas o Originalmente gran tamaño y lentas. Hoy existe el DAT (digital audio tape), usado para tener respaldos de información de discos duros

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Unidades de medida de almacenamiento (memoria) La siguiente tabla muestra la relación entre las distintas unidades de almacenamiento que usan las computadoras. Los cálculos binarios se basan en unidades de A continuación te mostramos una tabla en donde podrás ver las equivalencias entre las diferentes medidas de almacenamiento.

Nombre Byte Kilobyte (KB) Megabyte (MB) Gigabyte (GB) Terabyte (TB) Petabyte (PB) Exabyte (EB) Zettabyte (ZB) Yottabyte (YB)

Equivalente 8 bits 1024 Bytes 1024 KB 1024 MB 1024 GB 1024 TB 1024 PB 1024 EB 1024 ZB

CPU (Unidad Central de Procesamiento) Es un chip que viene en una tarjeta de circuitos (tarjeta madre) • •

Grandes computadores (mainframe) usan CPU más poderosas e incluso varias dentro del mismo computador PC utilizan una sola CPU

Su capacidad se indica por el modelo (en PC: 8088, 80286, 80386, Pentium) • •

Intel – Pentium IV (3 GHz) AMD – Athlon (2,1 GHz)

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CPU tiene un reloj interno cuya velocidad se mide en hertz, lo que determina la velocidad de procesamiento Unidad de Control (CU) •

Se encarga de traer las instrucciones de memoria principal y determinar su tipo

Unidad de Aritmética y Lógica (ALU) •

Se encarga de llevar a cabo evaluaciones aritméticas (adición, substracción, multiplicación, división) y lógicas (and, or, not, etc.) necesarias para realizar las distintas instrucciones

Registros • • • •

Constituyen una pequeña memoria de alta velocidad, utilizada para almacenamiento de resultados intermedios y de cierta información de control Contador de programa: almacena información (la dirección) de la siguiente instrucción a ejecutar Registro de instrucción: contiene la instrucción que se está ejecutando Registro de propósito general: registros accesibles por programadores de bajo nivel

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Arquitectura de una computadora Como hemos visto, la arquitectura general de un computador consta básicamente de 3 partes: • • •

CPU Memoria Dispositivos de entrada/salida

Esta arquitectura fue propuesta por John Von Neumann en 1945, y hoy en día la mayoría de los computadores están basados en ella.

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Conclusión

Conociendo las partes de una computadora podemos conocer su rapidez, la capacidad que tiene para almacenar archivos, los programas que podemos instalar en el equipo, las operaciones que podemos realizar en la computadora y saber si podemos expandir la memoria.

Igualmente, al momento de adquirir una computadora, sabremos qué equipo nos conviene más para nuestro uso, personal o trabajo.

La gran mayoría de personas a la hora de comprar ordenadores no saben sobre el modelo, ni la versión de sus piezas, lo cual provoca un mal empleo de dichas máquinas, puesto que al desconocer sobre el equipo del que se dispone, podemos adquirir programas que no le funcionen correctamente a nuestro dispositivo, o piezas que sean incompatibles con otras.

Siendo de suma importancia estos conocimientos actualmente, ya que literalmente las computadoras están presentes en todos los ámbitos de nuestras vidas.

Contando cada vez más con usos más ilimitados que justifican y ratifican su relevancia actual.

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