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La informática
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UNIDAD I
LA INFORMÁTICA
Definición y origen del término informática. Elementos y conceptos fundamentales. Esquema
básico del elemento físico (Hardware).Esquema básico del elemento lógico (Software).
Esquema básico del elemento humano (personal informático). Evolución histórica.
Generaciones de computadoras. Tipos de computadoras.
11 DEFINICIÓN Y ORÍGEN DEL TÉRMINO INFORMÁTICA
El término informática se creó en Francia en el año 1962 con la denominación
informatique, que en ese idioma significa información automática .
Podríamos ampliar la definición y decir entonces que la informática es la ciencia que
estudia el tratamiento automático de la información a través de medios y dispositivos
mecánicos, electrónicos y comunicacional .
La información compuesta por uno o varios medios electrónicos y de comunicaciones
pertenecen al área de la informática. Pero el principal componente de la informática es la
computadora. Por ejemplo una carta realizada a mano no pertenece a la rama de la
informática, ahora, si la misma carta es realizada en una computadora pertenece a esta ciencia.
Dijimos que la computadora es el principal componente de la informática, pero ¿qué
es una computadora?. La computadora es un dispositivo electrónico capaz de recibir un
conjunto de instrucciones y ejecutarlas en forma lógica y ordenada realizando cálculos sobre
los datos numéricos, o bien compilando y correlacionando otros tipos de información ( texto,
gráficos, sonidos, imágenes, videos). Por la tanto la Real Academia de la Lengua la ha
titulado como ordenador. Entonces el ordenador es una máquina que gracias a su velocidad
recibe todo tipo de información, la procesa o sea la ordena y una vez procesada la emite ya
terminada para su interpretación.
La informática es una ciencia que combina conocimientos científicos y
técnicas y hacen posible el tratamiento automático de la información .
Combina aspectos teóricos y prácticos de la ingeniería, electrónica,
teoría de la información, matemática, lógica y comportamiento humano.
Esta ciencia cubre desde la programación y la arquitectura informática
hasta la inteligencia artificial y la robótica.
La informática
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22 ELEMENTOS Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES
La computadora es un conjunto de circuitos electrónicos comprimidos en una pastilla
de silicio (llamada Chip), siendo su función fundamental la de encausar las señales
electromagnéticas de un dispositivo a otro. El chip, conocido también como microprocesador
es el cerebro y razón de ser del ente denominado computadora. Todo lo demás que le rodea y
se le es conectado no son más que dispositivos mediante los cuales el cerebro se alimenta de
energía e interactúa con el medio ambiente y por lo tanto con nosotros los usuarios
Al iniciar el arranque, el control pasa mediante circuito cableado a unas memorias de
tipo ROM (memoria de solo lectura) grabadas con información permanente (datos de
configuración, fecha y hora, dispositivos, etc.).Después de la lectura de esta información, el
circuito de control mandará a cargar en la memoria principal desde algún soporte externo
(disco rígido o disquete) los programas del sistema operativo que controlarán las operaciones
a seguir, y en pocos segundos aparecerá en pantalla el identificador o interfaz, dando muestra
al usuario que ya se está en condiciones de utilización.
Si el usuario carga un programa con sus instrucciones y datos desde cualquier soporte
de información, bastará una pequeña orden para que dicho programa comience a procesarse
una instrucción tras otra, a gran velocidad, transfiriendo la información desde y hacia donde
esté previsto en el programa con pausas si el programa es inactivo, en las que se pide al
usuario entradas de información. Finalizada esta operación de entrada, la computadora
continuará su proceso secuencial hasta culminar la ejecución del programa, presentando sus
resultados en pantalla, impresora o cualquier periférico. Cada una de las instrucciones tiene un
código diferente expresado en formato binario. Esta combinación distinta de unos y ceros la
interpreta el microprocesador, y como está diseñado para que sepa diferenciar lo que tiene que
hacer al procesar cada una de ellas, las ejecuta y continúa con la siguiente instrucción.
El proceso de una instrucción se descompone en operaciones muy simples de
transferencia de información u operaciones aritméticas y lógicas elementales, que realizadas a
gran velocidad le proporcionan una gran potencia que es utilizada en múltiples aplicaciones.
Realmente, esa información digitalizada en binario, a la que se refiere con unos y ceros, la
computadora la diferencia porque se trata de niveles diferentes de voltaje. Cuando se emplean
circuitos integrados, los niveles lógicos bajo y alto, que se representan por ceros y unos,
corresponden a valores muy próximos a cero y cinco voltios en la mayoría de los casos.
Cuando las entradas de las puertas lógicas de los circuitos digitales se les aplica el nivel alto o
bajo de voltaje, el comportamiento es muy diferente. Por ejemplo, si se le aplica nivel alto
conducen o cierran el circuito; en cambio si se aplica nivel bajo no conducen o dejan abierto
el circuito. Para que esto ocurra, los transistores que constituyen los circuitos integrados
trabajan en conmutación, pasando del corte a la saturación.
2.1 Estructura Interna
La placa madre es la encargada de reunir todos los chips y demás componentes que
conforman la computadora . Dentro de la mother se encuentran :
La informática
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• Bios : "Basic Input-Output System", la bios es el sistema básico de entrada-salida.
Este programa incorporado en un chip de la placa madre se encarga de realizar las
funciones básicas de manejo y configuración de la computadora.
• Caché : es un tipo de memoria; por tanto, en ella se guardarán datos que la
computadora necesita para trabajar. Esta también tiene una segunda utilidad que es la
de memoria intermedia que almacena los datos más usados para ahorrar tiempo del
tránsito y acceso a la lenta memoria RAM (memoria de acceso aleatorio).
• Chipset : es el conjunto (set) de chips que se encargan de controlar determinadas
funciones como por ejemplo la forma en que interacciona el microprocesador con la
memoria o la caché, o el control de los puertos y slots ISA, PCI, AGP, USB.
• Puestos USB : En las placas más modernas son los encargados de interconectar la
placa madre con periféricos como por ejemplo proyectores, escáner, etc.
• Zócalo ZIF : Es el lugar donde se inserta el microprocesador. Durante más de 10 años
ha consistido en un rectángulo o cuadrado donde el "micro", una pastilla de plástico
negro con patitas, se introducía con mayor o menor facilidad; a partir del modelo
Pentium II ha cambiado un poco este panorama.
• Slot de Expansión : son unas ranuras de plástico con conectores eléctricos (slots)
donde se introducen las tarjetas de expansión (tarjeta de vídeo, de sonido, de red, etc.).
Según la tecnología en que se basen presentan un aspecto externo diferente, con
diferente tamaño y a veces incluso en distinto color. En esta se encuentran:
• Ranuras PCI : pueden dar hasta 132 MB/s a 33 MHz, lo que es suficiente para
casi todo, excepto quizá para algunas tarjetas de vídeo 3D. Miden unos 8,5 cm
y generalmente son blancas.
• Ranuras DIMM : son ranuras de 168 contactos y 13 cm. Originalmente de
color negro.
• Ranuras SIMM : los originales tenían 30 conectores, esto es, 30 contactos, y
medían unos 8,5 cm. Hacia finales de la época del microprocesador 486
aparecieron los de 72 contactos, más largos: unos 10,5 cm de color blanco.
• Ranuras AGP : o más bien ranura, ya que se dedica exclusivamente a conectar
tarjetas de vídeo 3D, por lo que sólo suele haber una; además, su propia
estructura impide que se utilice para todos los propósitos, por lo que se utiliza
como una ayuda para el PCI. Según el modo de funcionamiento puede ofrecer
264 MB/s o incluso 528 MB/s. Mide unos 8 cm y se encuentra bastante
separada del borde de la placa.
• Ranuras ISA : son las más antiguas, un legado de los primeros tiempos de las
computadoras. Funcionan a unos 8 MHz y ofrecen un máximo de 16 MB/s,
suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido, pero muy poco para
una tarjeta de vídeo. Miden unos 14 cm y su color suele ser negro; existe una
versión aún más antigua que mide sólo 8,5 cm.
• Pila: se encarga de conservar los parámetros de la bios cuando la computadora está
apagada. Sin ella, cada vez que encendiéramos tendríamos que introducir las
características del disco duro, del Chipset, la fecha y la hora.
• Conectores internos: Bajo esta denominación englobamos a los conectores para
dispositivos internos, como puedan ser la disquetera, el disco rígido, el Cd-rom o el
parlante interno, e incluso para los puertos serie, paralelo y de joystick.
Estos elementos van cambiando día a día ya que la dinámica sobre la tecnología
empleada es altamente activa .
La informática
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2.2 Vista panorámica
Para resumir lo dicho hasta ahora y plantear los temas a tratar a través de las distintas
unidades, intentaremos partir de una vista panorámica para poder empezar a detallar todos y
cada uno de los elementos a analizar .
Una computadora es una herramienta que ayuda a manejar tareas de una manera más
productiva y efectiva. Tiene entradas, salidas, almacenamiento, proceso y control y cuyas
principales características son :
• Procesan información a alta velocidad.
• Exacta.
• Automática.
• Electrónica.
• Digital.
• No son inteligentes.
Los tipos de datos que pueden ser dados de alta como entrada pueden ser:
• Numéricos: números, punto decimal, signos positivos y negativos.
• Texto: letras, números y caracteres especiales.
• Audio-visuales: sonido, dibujos, video.
• Físicos: luz, temperatura, presión, etc. Requieren de un convertidor.
Los elementos que la componen son :
• Hardware : dispositivos de entrada (teclado, mouse), dispositivos de salida
(monitor, impresora), almacenamiento secundario (discos flexibles, discos
duros), Unidad Central de Proceso (-CPU- unidad aritmética y lógica, unidad
de control, bus de datos), memoria (RAM, ROM, memoria caché, memoria
virtual).
• Software : programas
• Información : datos
La informática
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33 ESQUEMA BÁSICO DEL ELEMENTO FÍSICO
(HARDWARE)
Hardware son todos aquellos componentes físicos de una computadora, todo lo visible
y tangible. El Hardware realiza las 4 actividades fundamentales: entrada, procesamiento,
salida y almacenamiento secundario de datos
3.1 Unidades de entrada – salida (E/S)
Se denominan periféricos tanto a las unidades o dispositivos a través de los cuales la
computadora se comunica con el mundo exterior, como a los sistemas que almacenan o
archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar (discos) de la memoria principal.
La memoria masiva o auxiliar trata de suplir las deficiencias de la memoria central.
Estas son, su relativa baja capacidad y el hecho de que la información almacenada se borra al
eliminar la alimentación de energía eléctrica (al desconectarla). En efecto, los dispositivos de
memoria masiva auxiliar (disco magnéticos u ópticos ) son mucho más capaces que la
memoria principal.
Según la definición de periférico dada anteriormente, éstos están constituidas por
unidades de entrada, unidades de salida y unidades de memoria auxiliar. Estas últimas
unidades también pueden considerarse como unidades de E/S, ya que la CPU puede escribir
(dar salidas) sobre ellas, y la información escrita puede ser leída, es decir, ser dada como
entrada.
La computadora es una máquina que no tendría sentido si no se comunicase con el
exterior, es decir, si padeciese de periféricos. Por lo que debe disponer de:
• Unidad(es) de entrada, a través de la(s) cual(es) poderle dar los programas que
queramos que ejecute y los datos correspondientes.
• Unidad(es) de salida, con la(s) que la ocomputadora nos da los resultados de
los programas.
• Memoria auxiliar, que facilite su funcionamiento y utilización.
Los dispositivos de E/S transforman la información externa en señales codificadas,
permitiendo su transmisión, detección, interpretación, procesamiento y almacenamiento de
forma automática. Los dispositivos de entrada transforman la información externa
(instrucciones o datos tecleados) según alguno de los códigos de entrada/salida (E/S). Así la
computadora recibe dicha información adecuadamente preparada (en binario). En un
dispositivo de salida se efectúa el proceso inverso: la información binaria que llega de la
computadora se transforma de acuerdo con el código de E/S en caracteres escritos inteligibles
por el usuario.
No hay que confundir periférico con soporte de información. Por soporte de
información se entiende aquellos medios físicos sobre los que va la información. Por unidades
La informática
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o dispositivos periféricos se entiende aquellos elementos encargados de transcribir la
información al correspondiente soporte. Por ejemplo, los disquetes son soporte de
información, mientras que la unidad lectora o disquetera es unidad periférica, o el papel
impresora es soporte de información, y la impresora unidad periférica.
Cada periférico suele estar formado por dos partes claramente diferenciadas en cuanto
a su misión y funcionamiento: una parte mecánica y otra electrónica. La parte mecánica está
formada básicamente por dispositivos electromecánicos (conmutadores manuales, motores,
electroimanes, etc.) controlados por los elementos electrónicos. La parte electrónica se
incluye en su mayor parte en los circuitos de la interfase. La velocidad de funcionamiento de
un periférico viene dada por los elementos mecánicos.
3.1.1 Periféricos de entrada
Para ingresar los datos a la computadora, se utilizan diferentes dispositivos, ellos
pueden ser :
• Teclado : Dispositivo de entrada más comúnmente utilizado que encontramos
en todos los equipos de computadoras. El teclado se encuentra compuesto de 3
partes: teclas de función, teclas alfanuméricas y teclas numéricas,
correspondiendo cada tecla a uno o varios caracteres, funciones u órdenes. Para
seleccionar uno de los caracteres de una tecla puede ser necesario pulsar
simultáneamente dos o más teclas, una de ellas la correspondiente al carácter.
Al pulsar una tecla se cierra un conmutador que hay en el interior del teclado,
esto hace que unos circuitos codificadores generen el código de E/S
correspondiente al carácter seleccionado, apareciendo éste en la pantalla si no
es un carácter de control.
• Mouse : Es el segundo dispositivo de entrada más utilizado. El mouse o ratón
es arrastrado a lo largo de una superficie para maniobrar un apuntador en la
pantalla del monitor y en el momento de activar el ratón, se asocia su posición
con la del cursor en la pantalla. Es muy empleado en aplicaciones dirigidas por
menús o entornos gráficos, como por ejemplo Windows ya que con el botón
en cualquier instante se pueden obtener en programa las coordenadas (x,y)
donde se encuentra el cursor en la pantalla, seleccionando de esta forma una de
las opciones de un menú. Fue inventado por Douglas Engelbart y su nombre se
deriva por su forma la cual se asemeja a la de un ratón.
• Lápiz óptico : Este dispositivo es muy parecido a un lápiz común, pero
conectada a un cable eléctrico y que requiere de un software especial Al
activar el lápiz óptico frente a un punto de la pantalla se obtienen las
coordenadas del lugar donde apuntaba el lápiz.. Haciendo que el lápiz toque el
monitor, el usuario puede elegir los comandos de las programas.
• Entrada de voz (micrófono): Convierten la emisión vocal de una persona en
señales digitales. La mayoría de estos programas tienen que ser "entrenados”
para reconocer los comandos que el usuario da verbalmente. Este novedoso
sistema de reconocimiento fónico utiliza tecnología de independencia del
hablante. Esto significa que una computadora no tiene que ser entrenada para
reconocer el lenguaje o tono de voz de una sola persona. Puede reconocer la
misma palabra dicha por varios individuos.
La informática
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• Pantallas sensibles al tacto (Touch Screen) : Permiten dar comandos a la
computadora tocando ciertas partes de la pantalla. Muy pocos programas de
software trabajan con ellas y los usuarios se quejan de que las pantallas están
muy lejos del teclado. Su aceptación ha sido muy reducida para usuarios
finales, pero de cada vez mayor aceptación en, por ejemplo entidades
financieras empleando este tipo de tecnología para ayudar a los clientes a
encontrar los bienes o servicios dentro del banco.
• Lectores de código de barras : Son rastreadores que leen las barras verticales
que conforman un código. Esto se conoce como Punto de Venta (PDV). Los
supermercados mayoritariamente utilizan este dispositivo para ingresar codigos
demercaderias al sistema. Este código identifica cada carácter, a ellos se le
hace corresponder una secuencia ordenada de ceros y unos y al mismo tiempo
realiza el ticket descuenta de inventario y hará una orden de compra en caso de
ser necesario. Algunos lectores están instalados en una superficie física y otros
se operan manualmente. Los lectores ópticos suelen contener : una fuente de
luz que ilumina intensamente el dato a leer, un sistema óptico de ampliación de
imagen y los elementos necesarios para identificar el carácter.
• Escáner : Convierten texto, fotografías a color ó en Blanco y Negro a una
forma que puede leer una computadora. Después esta imagen puede ser
modificada, impresa y almacenada. Son capaces de digitalizar una página de
gráficas en unos segundos y proporcionan una forma rápida, fácil y eficiente de
ingresar información impresa en una computadora; también se puede ingresar
información si se cuenta con un Software especial llamado OCR
(Reconocimiento óptico de caracteres). Los lectores ópticos de caracteres
pueden detectar caracteres (alfabéticos y/o numéricos), o bien impresos o
mecanografiados, o bien manuscritos. Los lectores de caracteres impresos
suelen utilizar patrones normalizados.
• Joystick. (palanca manual de control). La palanca manual de control (en
inglés "joystick") está constituida por una caja de la que sale una palanca o
mando móvil. El usuario puede actuar sobre el extremo de la palanca exterior a
la caja, y a cada posición de ella le corresponde sobre la pantalla un punto de
coordenadas (x,y). La caja dispone de un pulsador que debe ser presionado
para que exista una interacción entre el programa y la posición de la palanca.
Su uso ha sido popularizado por los video-juegos y aplicaciones gráficas.
• Detector de bandas magnéticas Las bandas magnéticas se emplean en
productos como tarjetas de crédito, tarjetas de acceso a edificios y etiquetas de
algunos productos. Contienen datos como números de cuenta, códigos de
productos, precios, etc. . Las bandas magnéticas se leen mediante dispositivos
de lectura manuales, similares a un lápiz, o por detectores situados en los
dispositivos en los que se introducen las tarjetas, incluso disponibles en
algunos teclados. La ventaja de este método es que la información es
prácticamente imposible de alterar una vez que se ha grabado en la banda,
salvo que se le aplique un campo magnético de intensidad suficiente. Esto
proporciona un notable grado de seguridad frente a los sistemas
convencionales.
3.1.2 Periféricos de salida
La informática
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Los dispositivos de salida de una computadora es el hardware que se encarga de
mandar una respuesta hacia el exterior, estos pueden ser :
• Impresora
• Sintetizado de voz
• Visualizador
• Trazador de gráficos o "plotter"
• Monitor
• Microfilm
• Instrumentación científica o industrial
Los dispositivos de salida más usualmente utilizados son el monitor y la impresora, y
en ellos nos detendremos .
3.1.2.1 Monitores
El monitor o pantalla de video, es el dispositivo de salida más común. Hay algunos
que forman parte del cuerpo de la computadora y otros están separados de la misma. Existen
muchas formas de clasificar los monitores, la básica es en término de sus capacidades de
color, y pueden ser:
• Monocromáticos, despliegan sólo 2 colores, uno para el fondo y otro para la
superficie. Los colores pueden ser blanco y negro, verde y negro ó ámbar y
negro.
• Escala de Grises, un monitor a escala de grises es un tipo especial de monitor
monocromático capaz de desplegar diferentes tonos de grises.
• Color: Los monitores de color pueden desplegar de 4 hasta 1 millón de colores
diferentes. Conforme ha avanzado la tecnología han surgido los diferentes
modelos:
• TTL, Monocromático, muy pobre resolución, los primeros no
tenían capacidad de graficar.
• CGA, Color Graphics Adapter, desplegaba 4 colores, con muy
pobre resolución a comparación de los monitores actuales, hoy en
día fuera del mercado.
• EGA, Enhanced Graphics Adapter, manejaba una mejor resolución
que el CGA, de 640x350 pixeles. (los pixeles son los puntos de luz
con los que se forman los caracteres y gráficas en el monitor,
mientras más pixeles mejor resolución). Desplegaban 64 colores.
• VGA, Vídeo Graphics Array, los hay monocromáticos y de color.
Adecuados para ambiente gráfico por su alta resolución (640x480
pixeles). Pueden llegar hasta 256 colores ó 64 tonalidades de gris
dependiendo de la memoria destinada al dispositivo.
• SVGA, Super Vídeo Graphics Array, maneja una resolución más
alta (1.024x768), el número de colores desplegables varía
dependiendo de la memoria, pero puede llegar a 16 millones de
colores.
• UVGA, Ultra Vídeo Graphics Array, Resolución de 1280 x 1024 .
La informática
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La calidad de las imágenes que un monitor puede desplegar se define más por las
capacidades de la tarjeta controladora de vídeo, que por las del monitor mismo. El controlador
de vídeo es un dispositivo intermediario entre el CPU y el monitor. El controlador contiene la
memoria y otros circuitos electrónicos necesarios para enviar la información al monitor para
que la despliegue en la pantalla.
3.1.2.2 Impresoras
Es un dispositivo que convierte la salida de la computadora en imágenes impresas. Las
impresoras se pueden dividir en 2 tipos: las de impacto y las de no impacto.
3.1.2.2.1 Impresoras de Impacto
Es una impresora que utiliza un mecanismo de impresión que hace impactar la imagen
del carácter en una cinta y sobre el papel. Las impresoras de línea, de matriz de punto y de
rueda de margarita son ejemplos de impresoras de impacto.
• Impresora de Matriz de puntos, es la impresora más común. Tiene una cabeza
de impresión movible con varias agujas que al golpear la cinta con tinta forman
caracteres por medio de puntos en el papel. Mientras más agujas tenga la
cabeza de impresión mejor será la calidad del resultado. Las hay de 10 y 15",
las velocidades varían desde: 280 cps hasta 1,066 cps
• Impresoras de Línea : son impresoras de alta velocidad que imprimen una
línea por vez. Generalmente se conectan a grandes computadoras y a
minicomputadoras. Las impresoras de línea imprimen una línea a la vez desde
aproximadamente 100 a 5000 LPM.
3.1.2.2.2 Impresoras de no impacto
Hacen la impresión por diferentes métodos, pero no utilizan el impacto. Son menos
ruidosas y con una calidad de impresión notoriamente mejor a las impresoras de impacto. Los
métodos que utilizan son los siguientes:
• Térmicas: Imprimen de forma similar a la máquina de matriz, pero los
caracteres son formados marcando puntos por quemadura de un papel especial.
Vel. 80 cps. Los faxes trabajan con este método.
• Impresora de inyección de tinta: Emite pequeños chorros de tinta desde
cartuchos desechables hacia el papel. Vel. de 4 a 7 ppm.
• Electrofotográficas o Láser: Crean letras y gráficas mediante un proceso de
fotocopiado. Un rayo láser traza los caracteres en un tambor fotosensible,
después fija el toner al papel utilizando calor. Muy alta calidad de resolución,
velocidades de 4 a 18 ppm.
3.2 Unidad Central de Proceso (C.P.U.)
La CPU es el responsable de controlar el flujo de datos (Actividades de Entrada y
Salida) y de la ejecución de las instrucciones de los programas sobre los datos. Realiza todos
La informática
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los cálculos (suma, resta, multiplicación, división y compara números y caracteres). Es el
"cerebro” de la computadora.
Se divide en 3 componentes
• Unidad de Control (UC)
• Unidad Aritmético/Lógica (UAL)
• Área de almacenamiento primario (memoria)
3.2.1. Unidad de control
Es en esencia la que gobierna todas las actividades de la computadora, así como el
CPU es el cerebro de la computadora, se puede decir que la UC es el núcleo del CPU.
Supervisa la ejecución de los programas . Coordina y controla al sistema de cómputo, es
decir, coordina actividades de E/S Determina que instrucción se debe ejecutar y pone a
disposición los datos pedidos por la instrucción. Determina donde se almacenan los datos y
los transfiere desde las posiciones donde están almacenado. Una vez ejecutada la instrucción
la Unidad de Control debe determinar donde pondrá el resultado para salida ó para su uso
posterior.
3.2.2. Unidad Aritmético/Lógica
Esta unidad realiza cálculos (suma, resta, multiplicación y división) y operaciones
lógicas (comparaciones). Transfiere los datos entre las posiciones de almacenamiento. Tiene
un registro muy importante conocido como: Acumulador ACC.
Al realizar operaciones aritméticas y lógicas, la UAL mueve datos entre ella y el
almacenamiento. Los datos usados en el procesamiento se transfieren de su posición en el
almacenamiento a la UAL. Los datos se manipulan de acuerdo con las instrucciones del
programa y regresan al almacenamiento. Debido a que el procesamiento no puede efectuarse
en el área de almacenamiento, los datos deben transferirse a la UAL. Para terminar una
operación puede suceder que los datos pasen de la UAL al área de almacenamiento o varias
veces.
3.2.3. Área de almacenamiento Primario
La memoria da al procesador almacenamiento temporal para programas y datos.
Todos los programas y datos deben transferirse a la memoria desde un dispositivo de entrada
o desde el almacenamiento secundario (disquete) antes de que los programas puedan
ejecutarse o procesarse los datos.
Las computadoras usan 2 tipos de memoria primaria:
• ROM (read only memory), memoria de sólo lectura, en la cual se almacena
ciertos programas e información que necesita la computadora las cuales están
grabadas permanentemente y no pueden ser modificadas por el programador.
Las instrucciones básicas para arrancar una computadora están grabadas aquí.
• RAM (Random access memory), memoria de acceso aleatorio, la utiliza el
usuario mediante sus programas, y es volátil. La memoria del equipo permite
La informática
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almacenar datos de entrada, instrucciones de los programas que se están
ejecutando en ese momento, los datos resultados del procesamiento y los datos
que se preparan para la salida. Los datos proporcionados a la computadora
permanecen en el almacenamiento primario hasta que se utilizan en el
procesamiento. Durante el procesamiento, el almacenamiento primario
almacena los datos intermedios y finales de todas las operaciones aritméticas y
lógicas.
El almacenamiento primario debe guardar también las instrucciones de los programas
usados en el procesamiento. La memoria está subdividida en celdas individuales cada una de
las cuales tiene una capacidad similar para almacenar datos.
3.3 Almacenamiento secundario
El almacenamiento secundario es un medio de almacenamiento definitivo (no volátil
como el de la memoria RAM). El proceso de transferencia de datos a un equipo de cómputo
se le llama procedimiento de lectura. El proceso de transferencia de datos desde la
computadora hacia el almacenamiento se denomina procedimiento de escritura. Los
parámetros que lo caracterizan son:
• Velocidad de transferencia: Refiriéndose a los dispositivos de
almacenamiento secundario, es la cantidad de información que el dispositivo es
capaz de leer/grabar por unidad de tiempo. Ejemplo : bits/s, caracteres/s.
• Tiempo de acceso: Es el tiempo promedio que necesita un dispositivo de
almacenamiento secundario para leer/grabar un dato en su soporte de
información.
• Ergonomía: Un periférico se dice que es ergonómico cuando su diseño físico
externo se adapta al usuario obteniéndose una buena integración hombre-
máquina y una adecuada eficiencia en su utilización haciéndose cómodo su uso
al hombre. Los equipos que llevan la homologación alemana GS son
ergonómicos.
En la actualidad se pueden usar principalmente dos tecnologías para almacenar
información:
• Almacenamiento Magnético : Discos Flexibles ( disquetes) , Discos Duros,
Cintas Magnéticas o Cartuchos.
• Almacenamiento Óptico : La necesidad de mayores capacidades de
almacenamiento han llevado a los fabricantes de hardware a una búsqueda
continua de medios de almacenamiento alternativos y cuando no hay opciones,
a mejorar tecnologías disponibles y desarrollar nuevas. Las técnicas de
almacenamiento óptico hacen posible el uso de la localización precisa
mediante rayos láser. Leer información de un medio óptico es una tarea
relativamente fácil, escribirla no tanto. El problema es la dificultad para
modificar la superficie de un medio óptico, ya que los medios ópticos perforan
físicamente la superficie para reflejar o dispersar la luz del láser. Los
principales dispositivos de almacenamiento óptico son:
• CD ROM.- CD Read Only Memory
La informática
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• DVD- Disco Versátil Digital.
3.3 Comunicación de periféricos
Las unidades funcionales de la computadora , así como éstas con los periféricos, se
comunican por conjuntos o grupos de hilos denominados buses.
Como las unidades central funcionan a velocidades muy elevadas, se intercomunican
con buses paralelos. Sin embargo, hay periféricos que actúan, en comparación con las
unidades centrales, muy lentamente y además pueden estar muy alejados de la computadora
central necesitándose hilos muy largos para realizar la conexión. En este caso es aconsejable
una conexión de tipo serie. Los periféricos se interconectan al bus del sistema directamente, o
bien a través de unos circuitos denominados interfaces.
Existe una gran diversidad de periféricos con distintas características eléctricas y
velocidades de funcionamiento. Las interfaces son para adaptar las características de los
periféricos a las del bus del sistema.
Más concretamente, las interfaces cubren básicamente estos tres objetivos:
• Conversión de datos: Adaptan la representación de datos del bus del sistema a
la representación de datos del periférico. Si el periférico, por ejemplo, es de
tipo serie la interfase realiza la conversión de paralelo a serie (si es un
dispositivo de salida) o de serie a paralelo (si es un dispositivo de entrada).
• Sincronización: La velocidad operativa de la computadora central suele ser
mucho mayor que la de los periféricos. La interfase regula el tráfico de
información para que no se den problemas de desincronización o pérdidas de
información. Los periféricos (o las interfases) incluyen una memoria
intermedia ("buffer"), efectuándose el tráfico de datos entre el periférico y el
bus a través de ella. La interfase suele actuar con unas señales de control y
estado que intercambia con la CPU indicando situaciones tales como que está
preparada o lista para recibir o transmitir, que ha reconocido la llegada de unos
datos, que desea ser atendida por la CPU, etc.
• Selección de dispositivos: Las interfaces también se encargan de identificar la
dirección del periférico que debe intervenir en tráfico de datos. Todos los
periféricos están conectados físicamente al bus del sistema, pero en una
transmisión concreta, por lo general, solamente uno de ellos debe estar
conectado lógicamente al bus de datos, para transmitir a través de él.
La informática
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44 ESQUEMA BÁSICO DEL ELEMENTO FÍSICO
(SOFTWARE)
El software es el conjunto de instrucciones que las computadoras emplean para
manipular datos. Sin el software, la computadora sería un conjunto de medios sin utilizar. Al
cargar los programas en una computadora, la máquina actuará como si recibiera una
educación instantánea; de pronto "sabe" cómo operar.
El Software es un conjunto de programas, documentos, procedimientos, y rutinas
asociados con la operación de un sistema de computo. Distinguiéndose de los componentes
físicos llamados hardware. Comúnmente a los programas de computación se les llama
software; el software asegura que el programa o sistema cumpla por completo con sus
objetivos, opera con eficiencia, esta adecuadamente documentado, y suficientemente sencillo
de operar.
Es simplemente el conjunto de instrucciones individuales que se le proporciona al
microprocesador para que pueda procesar los datos y generar los resultados esperados.
El hardware por si solo no puede hacer nada, pues es necesario que exista el software,
que es el conjunto de instrucciones que hacen funcionar al hardware.
4.1 Clasificaciones del Software
El software se clasifica en 4 diferentes Categorías: Sistemas Operativos, Lenguajes de
Programación, Software de uso general, Software de Aplicación. (algunos autores consideran
la 3era y 4ta clasificación como una sola).
4.1.1 Sistemas Operativos
El sistema operativo es el gestor y organizador de todas las actividades que realiza la
computadora. Marca las pautas según las cuales se intercambia información entre la memoria
central y la externa, y determina las operaciones elementales que puede realizar el procesador.
El sistema operativo, debe ser cargado en la memoria central antes que ninguna otra
información. Además, proporciona la facilidad para que los usuarios se comuniquen con la
computadora y sirve de plataforma a partir de la cual se corran programas de aplicación.
4.1.2 Lenguajes de Programación
Mediante los programas se indica a la computadora que tarea debe realizar y cómo
efectuarla , pero para ello es preciso introducir estas órdenes en un lenguaje que el sistema
pueda entender. En principio, el ordenador sólo entiende las instrucciones en código máquina,
es decir ,el específico de la computadora. Sin embargo, a partir de éstos se elaboran los
llamados lenguajes de alto y bajo nivel.
4.1.3 Software de Uso General
La informática
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El software para uso general ofrece la estructura para un gran número de aplicaciones
empresariales, científicas y personales. El software de hoja de cálculo, de diseño asistido por
computadoras (CAD), de procesamiento de texto, de manejo de Bases de Datos, pertenece a
esta categoría. La mayoría de software para uso general se vende como paquete; es decir, con
software y documentación orientada al usuario ( manuales de referencia, plantillas de teclado
y demás ).
4.1.4 Software de aplicaciones
El software de aplicación esta diseñado y escrito para realizar tareas específicas
personales, empresariales o científicas como el procesamiento de nóminas, la administración
de los recursos humanos o el control de inventarios. Todas éstas aplicación es procesan datos
(recepción de materiales) y generan información (registros de nómina) para el usuario.
55 ESQUEMA BÁSICO DEL ELEMENTO HUMANO
(Personal Informático)
La computadora tiene al personal informático como eje principal de su
funcionamiento, quien, a través de los recursos físicos y lógicos de que ésta dispone,
transforma los datos en información.
Un sistema informático no opera en el vacío, sino que está inmerso en determinado
contexto, y su uso varía según el objetivo final al que se aspire. Los sistemas informáticos son
diseñados para satisfacer las necesidades de la gente: los más exitosos son aquellos que
centran el control en los recursos humanos. Las personas pueden llevar a cabo diferentes
funciones:
• Recopilar datos que le suministraran a la computadora,
• Diseñar los programas,
• Operar el equipo,
• Utilizar el equipo como herramienta,
5.1 Tareas que realizan los Analistas de Sistemas
Los analistas de sistemas se dedican a:
• Investigar acerca de los principios y los métodos informáticos, incluidos los
sistemas de comunicación y de tratamiento de datos e información;
• Mantener actualizados y en buen funcionamiento los datos y los sistemas de
gestión de datos para garantizar la integridad de la información registrada por
los medios informáticos;
• Analizar las necesidades de los usuarios para determinar las configuraciones de
las computadoras y los programas adecuados; y
• Proyectar e implementar redes de comunicación entre diferentes instalaciones
informáticas.
La informática
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66 EVOLUCIÓN HISTÓRICA
La primera máquina de calcular mecánica (precursor del microcomputador digital) fue
inventada en 1642 por el matemático francés Blaise Pascal (figura 1). Aquel dispositivo
utilizaba una serie de ruedas de diez dientes en las que cada uno de los dientes representaba
un dígito del 0 al 9. Las ruedas estaban conectadas de tal manera que podían sumarse números
haciéndolas avanzar el número de dientes correcto.
Fig. 1: Máquina inventada por Blaise Pascal
En 1670 el filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccionó esta
máquina 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
Para describir mejor la historia de la computadora, podemos enumerar algunos hitos
que marcan el surco de la historia, estos son
6.1 El ábaco
Quizá fue el primer dispositivo mecánico de contabilidad que existió. Se ha calculado
que tuvo su origen hace al menos 5,000 años y su efectividad ha soportado la prueba del
tiempo.
6.2 La pascalina
El inventor y pintor Leonardo Da Vinci (1452-1519) trazó las ideas para una sumadora
mecánica. Siglo y medio después, el filósofo y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662)
construyó la primera sumadora mecánica. Se le llamo Pascalina y funcionaba como
maquinaria a base de engranes y ruedas. A pesar de que Pascal fue enaltecido por toda Europa
debido a sus logros, la Pascalina, resultó un desconsolador fallo financiero, pues para esos
momentos, resultaba más costosa que la labor humana para los cálculos aritméticos.
6.3 La máquina de diferencias
La informática
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Charles Babbage (1793-1871), visionario inglés y catedrático de Cambridge, adelantó
la situación del hardware computacional al inventar la "máquina de diferencias" capaz de
calcular tablas matemáticas (figura 2). En 1834, cuando trabajaba en los avances de la
máquina de diferencias Babbage concibió la idea de una "máquina analítica". En esencia, ésta
era una computadora de propósitos generales. Conforme con su diseño, la máquina analítica
de podía sumar, substraer, multiplicar y dividir en secuencia automática a una velocidad de 60
sumas por minuto. El diseño requería miles de engranes y mecanismos que cubrirían el área
de un campo de fútbol y necesitaría accionarse por una locomotora. Los trazos detallados de
Babbage describían las características incorporadas ahora en la moderna computadora
electrónica. Irónicamente, su obra se olvidó a tal grado, que algunos pioneros en el desarrollo
de la computadora electrónica ignoraron por completo sus conceptos sobre memoria,
impresoras, tarjetas perforadas y control de programa secuencial.
Fig. 2: Máquina diferencial de Babbage
6.4 La primera tarjeta perforada
El telar de tejido, inventado en 1801 por el Francés Joseph-Marie Jackard (1753-
1834), usado todavía en la actualidad, se controla por medio de tarjetas perforadas creadas por
Herman Hollerit. El telar opera de la siguiente manera: las tarjetas se perforan
estratégicamente y se acomodan en cierta secuencia para indicar un diseño de tejido en
particular. En 1843 Lady Ada Augusta Lovelace sugirió la idea de que las tarjetas perforadas
pudieran adaptarse de manera que propiciaran que el motor de Babbage repitiera ciertas
operaciones. Debido a esta sugerencia algunas personas consideran a Lady Lovelace la
primera programadora.
La oficina de Estados Unidos comisionó al estadístico Herman Hollerit para que
aplicara su experiencia en tarjetas perforadas y llevara a cabo el censo de 1890. Con el
procesamiento de las tarjetas perforadas y el tabulador de tarjetas perforadas de Hollerit, el
censo se terminó en sólo 3 años (antes de esta experiencia duraba 10 años) y la oficina se
ahorró alrededor de $5,000,000 de dólares. Así empezó el procesamiento automatizado de
datos. Hollerit no tomó la idea de las tarjetas perforadas del invento de Jackard, sino de la
"fotografía de perforación" Algunas líneas ferroviarias de la época expedían boletos con
descripciones físicas del pasajero; los conductores hacían orificios en los boletos que
describían el color de cabello, de ojos y la forma de nariz del pasajero. Eso le dio a Hollerith
la idea para hacer la fotografía perforada de cada persona que se iba a tabular. Hollertih
fundó la Tabulating Machine Company y vendió sus productos en todo el mundo. La
La informática
- 17 -
demanda de sus máquinas se extendió incluso hasta Rusia. El primer censo llevado a cabo en
Rusia en 1897, se registró con el Tabulador de Hollerith. En 1911, la Tabulating Machine
Company, al unirse con otras Compañías, formó la Computing-Tabulating-Recording-
Company.
6.5 Las máquinas electromagnéticas de contabilidad
Los resultados de las máquinas tabuladoras tenían que llevarse por manuscrito hasta
que en 1919 la Computing-Tabulating-Recording-Company anunció la aparición de la
impresora/listadora. Esta innovación revolucionó la manera en que las Compañías efectuaban
sus operaciones. Para reflejar mejor el alcance de sus intereses comerciales, en 1924 la
Compañía cambió el nombre por el de International Bussines Machines Corporation (IBM).
Durante décadas, desde mediados de los cincuenta la tecnología de las tarjetas
perforadas se perfeccionó con la implantación de más dispositivos con capacidades más
complejas. Dado que cada tarjeta contenía en general un registro (un nombre, dirección, etc.)
el procesamiento de la tarjeta perforada se conoció también como procesamiento de registro
unitario. La familia de las máquinas electromecánicas de contabilidad (EAM)
eloctromechanical accounting machine de dispositivos de tarjeta perforada comprende: la
perforadora de tarjetas, el verificador, el reproductor, la perforación sumaria, el intérprete, el
clasificador, el comparado, el calculador y la máquina de contabilidad. El operador de un
cuarto de máquinas en una instalación de tarjetas perforadas tenía un trabajo que demandaba
mucho esfuerzo físico. Algunos cuartos de máquinas asemejaban la actividad de una fábrica;
las tarjetas perforadas y las salidas impresas se cambiaban de un dispositivo a otro en carros
manuales, el ruido que producía eran tan intenso como el de una planta ensambladora de
automóviles.
6.6 La ENIAC : primera computadora digital
Una antigua patente de un dispositivo que mucha gente creyó que era la primera
computadora digital electrónica, se invalidó en 1973 por orden de un tribunal federal, y
oficialmente se le dio el crédito a John V. Atanasoff como el inventor de la computadora
digital electrónica. El Dr. Atanasoff, catedrático de la Universidad Estatal de Iowa, desarrolló
la primera computadora digital electrónica entre los años de 1937 a 1942. Llamó a su invento
ABC (Atanasoff Berry Computer).
En el antiguo edificio de Física de la Universidad de Iowa aparece una placa con la
siguiente leyenda: "La primera computadora digital electrónica de operación automática del
mundo, fue construida en este edificio en 1939 por John Vincent Atanasoff, matemático y
físico de la Facultad de la Universidad, quien concibió la idea, y por Clifford Edward Berry,
estudiante graduado de física."
Mauchly y Eckert, después de varias conversaciones con el Dr. Atanasoff, leer apuntes
que describían los principios de la computadora ABC y verla en persona, el Dr. John W.
Mauchly colaboró con J.Presper Eckert, Jr. para desarrollar una máquina que calculara tablas
de trayectoria para el ejército estadounidense. El producto final, una computadora electrónica
completamente operacional a gran escala, se terminó en 1946 y se llamó ENIAC (Electronic
La informática
- 18 -
Numerical Integrator And Computer), ó Integrador numérico y calculador electrónico. La
ENIAC construida para aplicaciones de la Segunda Guerra mundial, se terminó en 30 meses
por un equipo de científicos que trabajan bajo reloj. (figura 3)
La ENIAC, mil veces más veloz que sus predecesoras electromecánicas, irrumpió
como un importante descubrimiento en la tecnología de la computación. Pesaba 30 toneladas
y ocupaba un espacio de 450 mts cuadrados, llenaba un cuarto de 6 m x 12 m y contenía
18.000 tubos tenía que programarse manualmente conectándola a 3 tableros que contenían
más de 6.000 interruptores.
Ingresar un nuevo programa era un proceso muy tedioso que requería días o incluso
semanas. A diferencia de las computadoras actuales que operan con un sistema binario (0,1)
la ENIAC operaba con uno decimal (0,1,2..9).
La ENIAC requería una gran cantidad de electricidad. La leyenda cuenta que la
ENIAC, construida en la Universidad de Pennsilvania, bajaba las luces de Filadelfia siempre
que se activaba. La imponente escala y las numerosas aplicaciones generales de la ENIAC
señalaron el comienzo de la primera generación de computadoras.
Fig.3 : La ENIAC
6.7 EDVAC
La informática
- 19 -
En 1945, John von Neumann, que había trabajado con Eckert y Mauchly en la
Universidad de Pennsylvania, publicó un artículo acerca del almacenamiento de programas.
El concepto de programa almacenado permitió la lectura de un programa dentro de la
memoria de la computadora, y después la ejecución de las instrucciones del mismo sin tener
que volverlas a escribir. La primera computadora en usar el citado concepto fue la llamada
EDVAC (Eletronic Discrete-Variable Automatic Computer, es decir computadora automática
electrónica de variable discreta), desarrollada por Von Neumann, Eckert y Mauchly.
Los programas almacenados dieron a las computadoras una flexibilidad y
confiabilidad tremendas, haciéndolas más rápidas y menos sujetas a errores que los programas
mecánicos. Una computadora con capacidad de programa almacenado podría ser utilizada
para varias aplicaciones cargando y ejecutando el programa apropiado.
Hasta este punto, los programas y datos podrían ser ingresados en la computadora sólo
con la notación binaria, que es el único código que las computadoras "entienden". El siguiente
desarrollo importante en el diseño de las computadoras fueron los programas intérpretes, que
permitían a las personas comunicarse con las computadoras utilizando medios distintos a los
números binarios.
6.8 COBOL : El primer compilador
En 1952 Grace Murray Hoper una oficial de la Marina de E.U., desarrolló el primer
compilador, un programa que puede traducir enunciados parecidos al inglés en un código
binario comprensible para la maquina llamado COBOL (COmmon Business-Oriented
Languaje).
La siguiente parte de la historia tiene que ver con las tecnologías utilizadas, a esto se
lo conoce como generación de computadoras, y es el siguiente punto a tratar .
77 GENERACIÓN DE COMPUTADORAS
7.1 Primera Generación (1951 a 1958) : Los tubos de vacío
La sustitución de los relés por tubos de vacío dio lugar a la Primera Generación de
computadoras electrónicas. Como vimos el primero fue el ENIAC (Electronic Numerical
Integrator and Calculator) de los estadounidenses John Eckert y John Mauchly (1945) que se
aplicó en el cálculo de las trayectorias de proyectiles. Acabada la guerra se utilizó para
calcular el número pi con unos 2000 decimales, y para hacer los primeros diseños de la bomba
de hidrógeno y sólo costaba 400000 dólares frente a los 5 millones del Mark I (su antecesor)
aunque sólo tenía 20 registros de memoria de 10 dígitos decimales.
La informática
- 20 -
Fig. 4: sustitución de los relés por tubos de vacío
En 1945 mientras se construía el ENIAC, se incorporó al equipo el prestigioso
matemático húngaro Johannes Von Neumann (1903-1957), el cual propuso que los programas
se almacenasen en la memoria como si fuesen datos, y no en una memoria especial, como se
hacía desde el diseño de Babbage, equipo que se iba a llamar EDVAC.
7.2 Segunda Generación (1959-1964) : El Transistor
Esta generación surgió en 1959 con la sustitución de los tubos de vacío por los
transistores (figura 5). Las primeras computadoras transistorizadas fueron dos pequeños
modelos de NCR y RCA. Los primeros de IBM y Sperry Rand fueron el IBM 7070 (1960) y
el UNIVAC 1107 (1962), respectivamente. Durante esta época se introdujeron las unidades de
cinta y discos magnéticos, y las lectoras de tarjetas perforadas e impresoras de alta velocidad.
Así mismo aparecieron algunos lenguajes de programación, el COBOL, el Algol y el LISP; el
FORTRAN fue creado en 1954 para IBM, por John Backus.
Fig. 5: la sustitución de los tubos de vacío por los transistores
7.3 Tercera generación (1964-1971) : Los Circuitos Integrados
El elemento característico de esta generación es el circuito integrado, que se incorporó a las
computadoras a mediados de los años sesenta (figura 6). Destaca la familia IBM 360 (1964) y
sobre todo la IBM 370 (1970), el producto más famoso de esta generación.
La informática
- 21 -
Fig. 6: circuito integrado
Durante esta época surgieron la multiplicación y el tiempo compartido. También tuvo
lugar la denominada crisis del "software" Se intentó la creación de lenguajes universales, el
PL/1 y se estandarizaron los lenguajes más utilizados: Fortran, Algol y el COBOL . También
datan de esta generación el BASIC y el Pascal.
Los microordenadores surgieron a finales de los 60, como elemento de transición entre
las generaciones tercera y cuarta, con los circuitos integrados de media escala (MSI). Sus
destinatarios fueron grandes y medianas empresas. Disponían de varias terminales y se
organizaban en redes. Destaca la familia PDP 11 de Digital Equipment Corporation.
7.4 Cuarta Generación (1971 a 1980) : El microprocesador
El elemento que provocó el nacimiento de esta generación fue el microprocesador Intel 4004,
desarrollado por Intel en 1971. El primer ordenador personal en EE.UU. fue el Altair 8800 de
la desaparecida empresa MITS. Microsoft tuvo el acierto de construir un intérprete BASIC
para él, MITS sobrevivió un par de años, pero Microsoft inició un despegue imparable, dando
un gran salto al facilitar a IBM el sistema operativo MS-DOS para PC ( Personal Computer).
Las imágenes siguientes muestran microprocesadores bajo distintas escalas de ampliación.
En 1971 apareció el PET 2001 de Commodore (figura 5), empresa recientemente
absorbida por la holandesa Tulip, el TRS 80 de Radio Shack y el Apple II, fabricado en un
garaje por dos jóvenes norteamericanos: Steven Jobs y Stephen Wozniak. A partir de 1980 se
produce una eclosión de marcas. Se destaca entre ellas Sinclair ZX80, precedente del ZX81 y
del Spectrum, fabricante absorbido por Amstrad, que consiguió gran éxito vendiendo
productos de muy baja calidad fabricados en Corea. Amstrad, como es lógico, abandonó la
informática, aunque sigue con equipos musicales y antenas de televisión, de muy baja calidad.
La informática
- 22 -
Fig. 5: PET 2001 de Commodore
En Agosto de 1981 se presentó el IBM PC, que ha dado lugar a la difusión masiva de
la informática personal.
Fig. 6: IBM PC
7.5 Quinta Generación ( 1981 a la fecha) : La Teleinformática
En Octubre de 1981 el mundo de las computadoras se vio sacudido por el anuncio
hecho en Japón de una iniciativa de investigación y desarrollo orientada a producir una nueva
generación de computadoras a los que se les dio el nombre de computadoras de quinta
generación.
Las computadoras de esta generación deben de ser capaces de resolver problemas muy
complicados, algunos de los cuales requieren toda la experiencia, capacidad de razonamiento
e inteligencia de las personas para ser resueltos. Deben de ser capaces de trabajar con grandes
subconjuntos de los lenguajes naturales y estar asentados en grandes bases de conocimientos.
A pesar de su complejidad las computadoras de esta generación se están diseñadas para ser
manejadas por personas no expertas en informática.
Para conseguir estos fines tan ambiciosos estos equipos no tendrán un único
procesador, sino un gran número agrupado en tres subsistemas fundamentales: un sistema
inteligente, un mecanismo de inferencia y una interfaz de usuario inteligente.
Los avances se sitúan en materia de teleinformática (comunicaciones), y un todavía
progresivo disminución de tamaño y costo del equipo, así como de técnicas de programación
y desarrollo de Inteligencia Artificial, y de control de procesos (robotización).
Actualmente se siguen desarrollando computadoras de esta generación que combina la total
interconexión entre millones de equipos distantes a millones de kms. Y el uso cada vez más
intuitivo para aquellos usuarios con pocos conocimientos .
La informática
- 23 -
88 TIPOS DE COMPUTADORAS
En la actualidad se utilizan dos tipos principales de computadoras: analógicos y
digitales. Sin embargo, el término computadora suele utilizarse para referirse exclusivamente
al tipo digital. Las computadoras analógicas aprovechan la similitud matemática entre las
interrelaciones físicas de determinados problemas y emplean circuitos electrónicos para
simular el problema físico. Las computadoras digitales resuelven los problemas realizando
cálculos y tratando cada número dígito por dígito.
8.1 Tipos de computadoras
8.1.1 Computadoras analógicas
Las microcomputadoras analógicas es un dispositivo electrónico diseñado para
manipular la entrada de datos en términos de, por ejemplo, niveles de tensión o presiones
hidráulicas, en lugar de hacerlo como datos numéricos. El dispositivo de cálculo analógico
más sencillo es la regla de cálculo, que utiliza longitudes de escalas especialmente calibradas
para facilitar la multiplicación, la división y otras funciones.
Las respuestas se generan continuamente para su visualización o para su conversión en
otra forma deseada.
8.1.2 Computadoras digitales
Todo lo que hace a una microcomputadora digital se basa en una operación: la
capacidad de determinar si un conmutador, o ‘puerta’, está abierto o cerrado. Es decir, el
microcomputador puede reconocer sólo dos estados en cualquiera de sus circuitos
microscópicos: abierto o cerrado, alta o baja tensión o, en el caso de números, 0 ó 1. Sin
embargo, es la velocidad con la cual el microcomputador realiza este acto tan sencillo lo que
lo convierte en una maravilla de la tecnología moderna. Las velocidades del microcomputador
se miden en megahercios, o millones de ciclos por segundo. Un microcomputador con una
velocidad de 100 MHz, es capaz de ejecutar 100 millones de operaciones discretas por
segundo. La velocidad y la potencia de cálculo de las computadorasa digitales se incrementan
aún más por la cantidad de datos manipulados durante cada ciclo. Si una microcomputadora
verifica sólo un conmutador cada vez, dicho conmutador puede representar solamente dos
comandos o números. Así, ON simbolizaría una operación o un número, mientras que OFF
simbolizará otra u otro.
Un grupo de ocho bits se denomina byte y cada uno contiene 256 configuraciones
posibles de ON y OFF (o 1 y 0). Cada configuración equivale a una instrucción, a una parte
de una instrucción o a un determinado tipo de dato; estos últimos pueden ser un número, un
carácter o un símbolo gráfico. Por ejemplo, la configuración 11010010 puede representar
datos binarios, en este caso el número decimal 210, o bien estar indicando al
microcomputador que compare los datos almacenados en estos conmutadores con los datos
almacenados en determinada ubicación del chip de memoria. El desarrollo de procesadores
capaces de manejar simultáneamente 16, 32 y 64 bits de datos ha permitido incrementar la
velocidad de los computadores.
La informática
- 24 -
Ambos factores, el número de bits simultáneos y el tamaño de los conjuntos de
instrucciones, continúa incrementándose a medida que avanza el desarrollo de las
computadoras digitales modernas.
8.2 Modelos de computadoras
8.2.1 Supercomputadoras
Una supercomputadora es el tipo de computadora más potente y más rápido que existe
en un momento dado. Estas máquinas están diseñadas para procesar enormes cantidades de
información en poco tiempo y son dedicadas a una tarea específica. Así mismo son las más
caras, y cuentan con un control de temperatura especial, esto para disipar el calor que algunos
componentes alcanzan a tener. Unos ejemplos de tareas a las que son expuestas las
supercomputadoras son los siguientes:
• Búsqueda y estudio de la energía y armas nucleares.
• Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos sísmicos.
• El estudio y predicción de tornados.
• El estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo.
• La elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones, simuladores
de vuelo.
Debido a su precio, son muy pocas las supercomputadoras que se construyen en un
año.
8.2.2. Macrocomputadoras o Mainframes
Las macrocomputadoras son también conocidas como Mainframes. Los mainframes
son grandes, rápidos y caros sistemas que son capaces de controlar cientos de usuarios
simultáneamente, así como cientos de dispositivos de entrada y salida.
De alguna forma los mainframes son más poderosos que las supercomputadoras porque
soportan más programas simultáneamente. PERO las supercomputadoras pueden ejecutar un
solo
8.2.3. Minicomputadoras
En 1960 surgió la minicomputadora, una versión más pequeña de la
Macrocomputadora. Al ser orientada a tareas específicas, no necesitaba de todos los
periféricos que necesita un Mainframe, y esto ayudo a reducir el precio y costos de
mantenimiento .
Las minicomputadoras , en tamaño y poder de procesamiento, se encuentran entre los
mainframes y las estaciones de trabajo. En general, una minicomputadora, es un sistema
multiproceso (varios procesos en paralelo) capaz de soportar de 10 hasta 200 usuarios
simultáneamente. Actualmente se usan para almacenar grandes bases de datos,
automatización industrial y aplicaciones multiusuario.
8.2.4. Microcomputadoras o PC´s
La informática
- 25 -
Las microcomputadoras o Computadoras Personales (PC´s) tuvieron su origen con la
creación de los microprocesadores. Un microprocesador es "una computadora en un chip", o
sea un circuito integrado independiente. Las PC´s son computadoras para uso personal y
relativamente son baratas y actualmente se encuentran en las oficinas, escuelas y hogares.
El término PC se deriva de que para el año de 1981 , IBM, sacó a la venta su modelo "IBM
PC", la cual se convirtió en un tipo de computadora ideal para uso "personal", de ahí que el
término "PC" se estandarizó y los clones que sacaron posteriormente otras empresas fueron
llamados "PC y compatibles", usando procesadores del mismo tipo que las IBM , pero a un
costo menor y pudiendo ejecutar el mismo tipo de programas.
Existen otros tipos de microcomputadoras, como la Macintosh, que no son
compatibles con la IBM, pero que en muchos de los casos se les llaman también "PC´s", por
ser de uso personal.
En la actualidad existen variados tipos en el diseño de PC´s:
• Computadoras personales, con el gabinete tipo minitorre, separado del
monitor.
• Computadoras personales portátiles "Laptop" o "Notebook".
• Computadoras personales con el gabinete horizontal, separado del monitor.
• Computadoras personales que están en una sola unidad compacta el monitor y
el CPU.
• Las computadoras "laptops" son aquellas computadoras que están diseñadas
para poder ser
• transportadas de un lugar a otro. Se alimentan por medio de baterías
recargables , pesan entre
• 2 y 5 kilos y la mayoría trae integrado una pantalla de LCD (Liquid Crys tal
Display).
8.2.5. Estaciones de trabajo o Workstations
Las estaciones de trabajo se encuentran entre las minicomputadoras y las
macrocomputadoras (por el procesamiento). Son un tipo de computadoras que se utilizan para
aplicaciones que requieran de poder de procesamiento moderado y relativamente capacidades
de gráficos de alta calidad. Son usadas para:
• Aplicaciones de ingeniería
• CAD (Diseño asistido por computadora)
• CAM (manufactura asistida por computadora)
• Publicidad
• Creación de Software

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1 la informatica

  • 1. La informática - 1 - UNIDAD I LA INFORMÁTICA Definición y origen del término informática. Elementos y conceptos fundamentales. Esquema básico del elemento físico (Hardware).Esquema básico del elemento lógico (Software). Esquema básico del elemento humano (personal informático). Evolución histórica. Generaciones de computadoras. Tipos de computadoras. 11 DEFINICIÓN Y ORÍGEN DEL TÉRMINO INFORMÁTICA El término informática se creó en Francia en el año 1962 con la denominación informatique, que en ese idioma significa información automática . Podríamos ampliar la definición y decir entonces que la informática es la ciencia que estudia el tratamiento automático de la información a través de medios y dispositivos mecánicos, electrónicos y comunicacional . La información compuesta por uno o varios medios electrónicos y de comunicaciones pertenecen al área de la informática. Pero el principal componente de la informática es la computadora. Por ejemplo una carta realizada a mano no pertenece a la rama de la informática, ahora, si la misma carta es realizada en una computadora pertenece a esta ciencia. Dijimos que la computadora es el principal componente de la informática, pero ¿qué es una computadora?. La computadora es un dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas en forma lógica y ordenada realizando cálculos sobre los datos numéricos, o bien compilando y correlacionando otros tipos de información ( texto, gráficos, sonidos, imágenes, videos). Por la tanto la Real Academia de la Lengua la ha titulado como ordenador. Entonces el ordenador es una máquina que gracias a su velocidad recibe todo tipo de información, la procesa o sea la ordena y una vez procesada la emite ya terminada para su interpretación. La informática es una ciencia que combina conocimientos científicos y técnicas y hacen posible el tratamiento automático de la información . Combina aspectos teóricos y prácticos de la ingeniería, electrónica, teoría de la información, matemática, lógica y comportamiento humano. Esta ciencia cubre desde la programación y la arquitectura informática hasta la inteligencia artificial y la robótica.
  • 2. La informática - 2 - 22 ELEMENTOS Y CONCEPTOS FUNDAMENTALES La computadora es un conjunto de circuitos electrónicos comprimidos en una pastilla de silicio (llamada Chip), siendo su función fundamental la de encausar las señales electromagnéticas de un dispositivo a otro. El chip, conocido también como microprocesador es el cerebro y razón de ser del ente denominado computadora. Todo lo demás que le rodea y se le es conectado no son más que dispositivos mediante los cuales el cerebro se alimenta de energía e interactúa con el medio ambiente y por lo tanto con nosotros los usuarios Al iniciar el arranque, el control pasa mediante circuito cableado a unas memorias de tipo ROM (memoria de solo lectura) grabadas con información permanente (datos de configuración, fecha y hora, dispositivos, etc.).Después de la lectura de esta información, el circuito de control mandará a cargar en la memoria principal desde algún soporte externo (disco rígido o disquete) los programas del sistema operativo que controlarán las operaciones a seguir, y en pocos segundos aparecerá en pantalla el identificador o interfaz, dando muestra al usuario que ya se está en condiciones de utilización. Si el usuario carga un programa con sus instrucciones y datos desde cualquier soporte de información, bastará una pequeña orden para que dicho programa comience a procesarse una instrucción tras otra, a gran velocidad, transfiriendo la información desde y hacia donde esté previsto en el programa con pausas si el programa es inactivo, en las que se pide al usuario entradas de información. Finalizada esta operación de entrada, la computadora continuará su proceso secuencial hasta culminar la ejecución del programa, presentando sus resultados en pantalla, impresora o cualquier periférico. Cada una de las instrucciones tiene un código diferente expresado en formato binario. Esta combinación distinta de unos y ceros la interpreta el microprocesador, y como está diseñado para que sepa diferenciar lo que tiene que hacer al procesar cada una de ellas, las ejecuta y continúa con la siguiente instrucción. El proceso de una instrucción se descompone en operaciones muy simples de transferencia de información u operaciones aritméticas y lógicas elementales, que realizadas a gran velocidad le proporcionan una gran potencia que es utilizada en múltiples aplicaciones. Realmente, esa información digitalizada en binario, a la que se refiere con unos y ceros, la computadora la diferencia porque se trata de niveles diferentes de voltaje. Cuando se emplean circuitos integrados, los niveles lógicos bajo y alto, que se representan por ceros y unos, corresponden a valores muy próximos a cero y cinco voltios en la mayoría de los casos. Cuando las entradas de las puertas lógicas de los circuitos digitales se les aplica el nivel alto o bajo de voltaje, el comportamiento es muy diferente. Por ejemplo, si se le aplica nivel alto conducen o cierran el circuito; en cambio si se aplica nivel bajo no conducen o dejan abierto el circuito. Para que esto ocurra, los transistores que constituyen los circuitos integrados trabajan en conmutación, pasando del corte a la saturación. 2.1 Estructura Interna La placa madre es la encargada de reunir todos los chips y demás componentes que conforman la computadora . Dentro de la mother se encuentran :
  • 3. La informática - 3 - • Bios : "Basic Input-Output System", la bios es el sistema básico de entrada-salida. Este programa incorporado en un chip de la placa madre se encarga de realizar las funciones básicas de manejo y configuración de la computadora. • Caché : es un tipo de memoria; por tanto, en ella se guardarán datos que la computadora necesita para trabajar. Esta también tiene una segunda utilidad que es la de memoria intermedia que almacena los datos más usados para ahorrar tiempo del tránsito y acceso a la lenta memoria RAM (memoria de acceso aleatorio). • Chipset : es el conjunto (set) de chips que se encargan de controlar determinadas funciones como por ejemplo la forma en que interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control de los puertos y slots ISA, PCI, AGP, USB. • Puestos USB : En las placas más modernas son los encargados de interconectar la placa madre con periféricos como por ejemplo proyectores, escáner, etc. • Zócalo ZIF : Es el lugar donde se inserta el microprocesador. Durante más de 10 años ha consistido en un rectángulo o cuadrado donde el "micro", una pastilla de plástico negro con patitas, se introducía con mayor o menor facilidad; a partir del modelo Pentium II ha cambiado un poco este panorama. • Slot de Expansión : son unas ranuras de plástico con conectores eléctricos (slots) donde se introducen las tarjetas de expansión (tarjeta de vídeo, de sonido, de red, etc.). Según la tecnología en que se basen presentan un aspecto externo diferente, con diferente tamaño y a veces incluso en distinto color. En esta se encuentran: • Ranuras PCI : pueden dar hasta 132 MB/s a 33 MHz, lo que es suficiente para casi todo, excepto quizá para algunas tarjetas de vídeo 3D. Miden unos 8,5 cm y generalmente son blancas. • Ranuras DIMM : son ranuras de 168 contactos y 13 cm. Originalmente de color negro. • Ranuras SIMM : los originales tenían 30 conectores, esto es, 30 contactos, y medían unos 8,5 cm. Hacia finales de la época del microprocesador 486 aparecieron los de 72 contactos, más largos: unos 10,5 cm de color blanco. • Ranuras AGP : o más bien ranura, ya que se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D, por lo que sólo suele haber una; además, su propia estructura impide que se utilice para todos los propósitos, por lo que se utiliza como una ayuda para el PCI. Según el modo de funcionamiento puede ofrecer 264 MB/s o incluso 528 MB/s. Mide unos 8 cm y se encuentra bastante separada del borde de la placa. • Ranuras ISA : son las más antiguas, un legado de los primeros tiempos de las computadoras. Funcionan a unos 8 MHz y ofrecen un máximo de 16 MB/s, suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido, pero muy poco para una tarjeta de vídeo. Miden unos 14 cm y su color suele ser negro; existe una versión aún más antigua que mide sólo 8,5 cm. • Pila: se encarga de conservar los parámetros de la bios cuando la computadora está apagada. Sin ella, cada vez que encendiéramos tendríamos que introducir las características del disco duro, del Chipset, la fecha y la hora. • Conectores internos: Bajo esta denominación englobamos a los conectores para dispositivos internos, como puedan ser la disquetera, el disco rígido, el Cd-rom o el parlante interno, e incluso para los puertos serie, paralelo y de joystick. Estos elementos van cambiando día a día ya que la dinámica sobre la tecnología empleada es altamente activa .
  • 4. La informática - 4 - 2.2 Vista panorámica Para resumir lo dicho hasta ahora y plantear los temas a tratar a través de las distintas unidades, intentaremos partir de una vista panorámica para poder empezar a detallar todos y cada uno de los elementos a analizar . Una computadora es una herramienta que ayuda a manejar tareas de una manera más productiva y efectiva. Tiene entradas, salidas, almacenamiento, proceso y control y cuyas principales características son : • Procesan información a alta velocidad. • Exacta. • Automática. • Electrónica. • Digital. • No son inteligentes. Los tipos de datos que pueden ser dados de alta como entrada pueden ser: • Numéricos: números, punto decimal, signos positivos y negativos. • Texto: letras, números y caracteres especiales. • Audio-visuales: sonido, dibujos, video. • Físicos: luz, temperatura, presión, etc. Requieren de un convertidor. Los elementos que la componen son : • Hardware : dispositivos de entrada (teclado, mouse), dispositivos de salida (monitor, impresora), almacenamiento secundario (discos flexibles, discos duros), Unidad Central de Proceso (-CPU- unidad aritmética y lógica, unidad de control, bus de datos), memoria (RAM, ROM, memoria caché, memoria virtual). • Software : programas • Información : datos
  • 5. La informática - 5 - 33 ESQUEMA BÁSICO DEL ELEMENTO FÍSICO (HARDWARE) Hardware son todos aquellos componentes físicos de una computadora, todo lo visible y tangible. El Hardware realiza las 4 actividades fundamentales: entrada, procesamiento, salida y almacenamiento secundario de datos 3.1 Unidades de entrada – salida (E/S) Se denominan periféricos tanto a las unidades o dispositivos a través de los cuales la computadora se comunica con el mundo exterior, como a los sistemas que almacenan o archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar (discos) de la memoria principal. La memoria masiva o auxiliar trata de suplir las deficiencias de la memoria central. Estas son, su relativa baja capacidad y el hecho de que la información almacenada se borra al eliminar la alimentación de energía eléctrica (al desconectarla). En efecto, los dispositivos de memoria masiva auxiliar (disco magnéticos u ópticos ) son mucho más capaces que la memoria principal. Según la definición de periférico dada anteriormente, éstos están constituidas por unidades de entrada, unidades de salida y unidades de memoria auxiliar. Estas últimas unidades también pueden considerarse como unidades de E/S, ya que la CPU puede escribir (dar salidas) sobre ellas, y la información escrita puede ser leída, es decir, ser dada como entrada. La computadora es una máquina que no tendría sentido si no se comunicase con el exterior, es decir, si padeciese de periféricos. Por lo que debe disponer de: • Unidad(es) de entrada, a través de la(s) cual(es) poderle dar los programas que queramos que ejecute y los datos correspondientes. • Unidad(es) de salida, con la(s) que la ocomputadora nos da los resultados de los programas. • Memoria auxiliar, que facilite su funcionamiento y utilización. Los dispositivos de E/S transforman la información externa en señales codificadas, permitiendo su transmisión, detección, interpretación, procesamiento y almacenamiento de forma automática. Los dispositivos de entrada transforman la información externa (instrucciones o datos tecleados) según alguno de los códigos de entrada/salida (E/S). Así la computadora recibe dicha información adecuadamente preparada (en binario). En un dispositivo de salida se efectúa el proceso inverso: la información binaria que llega de la computadora se transforma de acuerdo con el código de E/S en caracteres escritos inteligibles por el usuario. No hay que confundir periférico con soporte de información. Por soporte de información se entiende aquellos medios físicos sobre los que va la información. Por unidades
  • 6. La informática - 6 - o dispositivos periféricos se entiende aquellos elementos encargados de transcribir la información al correspondiente soporte. Por ejemplo, los disquetes son soporte de información, mientras que la unidad lectora o disquetera es unidad periférica, o el papel impresora es soporte de información, y la impresora unidad periférica. Cada periférico suele estar formado por dos partes claramente diferenciadas en cuanto a su misión y funcionamiento: una parte mecánica y otra electrónica. La parte mecánica está formada básicamente por dispositivos electromecánicos (conmutadores manuales, motores, electroimanes, etc.) controlados por los elementos electrónicos. La parte electrónica se incluye en su mayor parte en los circuitos de la interfase. La velocidad de funcionamiento de un periférico viene dada por los elementos mecánicos. 3.1.1 Periféricos de entrada Para ingresar los datos a la computadora, se utilizan diferentes dispositivos, ellos pueden ser : • Teclado : Dispositivo de entrada más comúnmente utilizado que encontramos en todos los equipos de computadoras. El teclado se encuentra compuesto de 3 partes: teclas de función, teclas alfanuméricas y teclas numéricas, correspondiendo cada tecla a uno o varios caracteres, funciones u órdenes. Para seleccionar uno de los caracteres de una tecla puede ser necesario pulsar simultáneamente dos o más teclas, una de ellas la correspondiente al carácter. Al pulsar una tecla se cierra un conmutador que hay en el interior del teclado, esto hace que unos circuitos codificadores generen el código de E/S correspondiente al carácter seleccionado, apareciendo éste en la pantalla si no es un carácter de control. • Mouse : Es el segundo dispositivo de entrada más utilizado. El mouse o ratón es arrastrado a lo largo de una superficie para maniobrar un apuntador en la pantalla del monitor y en el momento de activar el ratón, se asocia su posición con la del cursor en la pantalla. Es muy empleado en aplicaciones dirigidas por menús o entornos gráficos, como por ejemplo Windows ya que con el botón en cualquier instante se pueden obtener en programa las coordenadas (x,y) donde se encuentra el cursor en la pantalla, seleccionando de esta forma una de las opciones de un menú. Fue inventado por Douglas Engelbart y su nombre se deriva por su forma la cual se asemeja a la de un ratón. • Lápiz óptico : Este dispositivo es muy parecido a un lápiz común, pero conectada a un cable eléctrico y que requiere de un software especial Al activar el lápiz óptico frente a un punto de la pantalla se obtienen las coordenadas del lugar donde apuntaba el lápiz.. Haciendo que el lápiz toque el monitor, el usuario puede elegir los comandos de las programas. • Entrada de voz (micrófono): Convierten la emisión vocal de una persona en señales digitales. La mayoría de estos programas tienen que ser "entrenados” para reconocer los comandos que el usuario da verbalmente. Este novedoso sistema de reconocimiento fónico utiliza tecnología de independencia del hablante. Esto significa que una computadora no tiene que ser entrenada para reconocer el lenguaje o tono de voz de una sola persona. Puede reconocer la misma palabra dicha por varios individuos.
  • 7. La informática - 7 - • Pantallas sensibles al tacto (Touch Screen) : Permiten dar comandos a la computadora tocando ciertas partes de la pantalla. Muy pocos programas de software trabajan con ellas y los usuarios se quejan de que las pantallas están muy lejos del teclado. Su aceptación ha sido muy reducida para usuarios finales, pero de cada vez mayor aceptación en, por ejemplo entidades financieras empleando este tipo de tecnología para ayudar a los clientes a encontrar los bienes o servicios dentro del banco. • Lectores de código de barras : Son rastreadores que leen las barras verticales que conforman un código. Esto se conoce como Punto de Venta (PDV). Los supermercados mayoritariamente utilizan este dispositivo para ingresar codigos demercaderias al sistema. Este código identifica cada carácter, a ellos se le hace corresponder una secuencia ordenada de ceros y unos y al mismo tiempo realiza el ticket descuenta de inventario y hará una orden de compra en caso de ser necesario. Algunos lectores están instalados en una superficie física y otros se operan manualmente. Los lectores ópticos suelen contener : una fuente de luz que ilumina intensamente el dato a leer, un sistema óptico de ampliación de imagen y los elementos necesarios para identificar el carácter. • Escáner : Convierten texto, fotografías a color ó en Blanco y Negro a una forma que puede leer una computadora. Después esta imagen puede ser modificada, impresa y almacenada. Son capaces de digitalizar una página de gráficas en unos segundos y proporcionan una forma rápida, fácil y eficiente de ingresar información impresa en una computadora; también se puede ingresar información si se cuenta con un Software especial llamado OCR (Reconocimiento óptico de caracteres). Los lectores ópticos de caracteres pueden detectar caracteres (alfabéticos y/o numéricos), o bien impresos o mecanografiados, o bien manuscritos. Los lectores de caracteres impresos suelen utilizar patrones normalizados. • Joystick. (palanca manual de control). La palanca manual de control (en inglés "joystick") está constituida por una caja de la que sale una palanca o mando móvil. El usuario puede actuar sobre el extremo de la palanca exterior a la caja, y a cada posición de ella le corresponde sobre la pantalla un punto de coordenadas (x,y). La caja dispone de un pulsador que debe ser presionado para que exista una interacción entre el programa y la posición de la palanca. Su uso ha sido popularizado por los video-juegos y aplicaciones gráficas. • Detector de bandas magnéticas Las bandas magnéticas se emplean en productos como tarjetas de crédito, tarjetas de acceso a edificios y etiquetas de algunos productos. Contienen datos como números de cuenta, códigos de productos, precios, etc. . Las bandas magnéticas se leen mediante dispositivos de lectura manuales, similares a un lápiz, o por detectores situados en los dispositivos en los que se introducen las tarjetas, incluso disponibles en algunos teclados. La ventaja de este método es que la información es prácticamente imposible de alterar una vez que se ha grabado en la banda, salvo que se le aplique un campo magnético de intensidad suficiente. Esto proporciona un notable grado de seguridad frente a los sistemas convencionales. 3.1.2 Periféricos de salida
  • 8. La informática - 8 - Los dispositivos de salida de una computadora es el hardware que se encarga de mandar una respuesta hacia el exterior, estos pueden ser : • Impresora • Sintetizado de voz • Visualizador • Trazador de gráficos o "plotter" • Monitor • Microfilm • Instrumentación científica o industrial Los dispositivos de salida más usualmente utilizados son el monitor y la impresora, y en ellos nos detendremos . 3.1.2.1 Monitores El monitor o pantalla de video, es el dispositivo de salida más común. Hay algunos que forman parte del cuerpo de la computadora y otros están separados de la misma. Existen muchas formas de clasificar los monitores, la básica es en término de sus capacidades de color, y pueden ser: • Monocromáticos, despliegan sólo 2 colores, uno para el fondo y otro para la superficie. Los colores pueden ser blanco y negro, verde y negro ó ámbar y negro. • Escala de Grises, un monitor a escala de grises es un tipo especial de monitor monocromático capaz de desplegar diferentes tonos de grises. • Color: Los monitores de color pueden desplegar de 4 hasta 1 millón de colores diferentes. Conforme ha avanzado la tecnología han surgido los diferentes modelos: • TTL, Monocromático, muy pobre resolución, los primeros no tenían capacidad de graficar. • CGA, Color Graphics Adapter, desplegaba 4 colores, con muy pobre resolución a comparación de los monitores actuales, hoy en día fuera del mercado. • EGA, Enhanced Graphics Adapter, manejaba una mejor resolución que el CGA, de 640x350 pixeles. (los pixeles son los puntos de luz con los que se forman los caracteres y gráficas en el monitor, mientras más pixeles mejor resolución). Desplegaban 64 colores. • VGA, Vídeo Graphics Array, los hay monocromáticos y de color. Adecuados para ambiente gráfico por su alta resolución (640x480 pixeles). Pueden llegar hasta 256 colores ó 64 tonalidades de gris dependiendo de la memoria destinada al dispositivo. • SVGA, Super Vídeo Graphics Array, maneja una resolución más alta (1.024x768), el número de colores desplegables varía dependiendo de la memoria, pero puede llegar a 16 millones de colores. • UVGA, Ultra Vídeo Graphics Array, Resolución de 1280 x 1024 .
  • 9. La informática - 9 - La calidad de las imágenes que un monitor puede desplegar se define más por las capacidades de la tarjeta controladora de vídeo, que por las del monitor mismo. El controlador de vídeo es un dispositivo intermediario entre el CPU y el monitor. El controlador contiene la memoria y otros circuitos electrónicos necesarios para enviar la información al monitor para que la despliegue en la pantalla. 3.1.2.2 Impresoras Es un dispositivo que convierte la salida de la computadora en imágenes impresas. Las impresoras se pueden dividir en 2 tipos: las de impacto y las de no impacto. 3.1.2.2.1 Impresoras de Impacto Es una impresora que utiliza un mecanismo de impresión que hace impactar la imagen del carácter en una cinta y sobre el papel. Las impresoras de línea, de matriz de punto y de rueda de margarita son ejemplos de impresoras de impacto. • Impresora de Matriz de puntos, es la impresora más común. Tiene una cabeza de impresión movible con varias agujas que al golpear la cinta con tinta forman caracteres por medio de puntos en el papel. Mientras más agujas tenga la cabeza de impresión mejor será la calidad del resultado. Las hay de 10 y 15", las velocidades varían desde: 280 cps hasta 1,066 cps • Impresoras de Línea : son impresoras de alta velocidad que imprimen una línea por vez. Generalmente se conectan a grandes computadoras y a minicomputadoras. Las impresoras de línea imprimen una línea a la vez desde aproximadamente 100 a 5000 LPM. 3.1.2.2.2 Impresoras de no impacto Hacen la impresión por diferentes métodos, pero no utilizan el impacto. Son menos ruidosas y con una calidad de impresión notoriamente mejor a las impresoras de impacto. Los métodos que utilizan son los siguientes: • Térmicas: Imprimen de forma similar a la máquina de matriz, pero los caracteres son formados marcando puntos por quemadura de un papel especial. Vel. 80 cps. Los faxes trabajan con este método. • Impresora de inyección de tinta: Emite pequeños chorros de tinta desde cartuchos desechables hacia el papel. Vel. de 4 a 7 ppm. • Electrofotográficas o Láser: Crean letras y gráficas mediante un proceso de fotocopiado. Un rayo láser traza los caracteres en un tambor fotosensible, después fija el toner al papel utilizando calor. Muy alta calidad de resolución, velocidades de 4 a 18 ppm. 3.2 Unidad Central de Proceso (C.P.U.) La CPU es el responsable de controlar el flujo de datos (Actividades de Entrada y Salida) y de la ejecución de las instrucciones de los programas sobre los datos. Realiza todos
  • 10. La informática - 10 - los cálculos (suma, resta, multiplicación, división y compara números y caracteres). Es el "cerebro” de la computadora. Se divide en 3 componentes • Unidad de Control (UC) • Unidad Aritmético/Lógica (UAL) • Área de almacenamiento primario (memoria) 3.2.1. Unidad de control Es en esencia la que gobierna todas las actividades de la computadora, así como el CPU es el cerebro de la computadora, se puede decir que la UC es el núcleo del CPU. Supervisa la ejecución de los programas . Coordina y controla al sistema de cómputo, es decir, coordina actividades de E/S Determina que instrucción se debe ejecutar y pone a disposición los datos pedidos por la instrucción. Determina donde se almacenan los datos y los transfiere desde las posiciones donde están almacenado. Una vez ejecutada la instrucción la Unidad de Control debe determinar donde pondrá el resultado para salida ó para su uso posterior. 3.2.2. Unidad Aritmético/Lógica Esta unidad realiza cálculos (suma, resta, multiplicación y división) y operaciones lógicas (comparaciones). Transfiere los datos entre las posiciones de almacenamiento. Tiene un registro muy importante conocido como: Acumulador ACC. Al realizar operaciones aritméticas y lógicas, la UAL mueve datos entre ella y el almacenamiento. Los datos usados en el procesamiento se transfieren de su posición en el almacenamiento a la UAL. Los datos se manipulan de acuerdo con las instrucciones del programa y regresan al almacenamiento. Debido a que el procesamiento no puede efectuarse en el área de almacenamiento, los datos deben transferirse a la UAL. Para terminar una operación puede suceder que los datos pasen de la UAL al área de almacenamiento o varias veces. 3.2.3. Área de almacenamiento Primario La memoria da al procesador almacenamiento temporal para programas y datos. Todos los programas y datos deben transferirse a la memoria desde un dispositivo de entrada o desde el almacenamiento secundario (disquete) antes de que los programas puedan ejecutarse o procesarse los datos. Las computadoras usan 2 tipos de memoria primaria: • ROM (read only memory), memoria de sólo lectura, en la cual se almacena ciertos programas e información que necesita la computadora las cuales están grabadas permanentemente y no pueden ser modificadas por el programador. Las instrucciones básicas para arrancar una computadora están grabadas aquí. • RAM (Random access memory), memoria de acceso aleatorio, la utiliza el usuario mediante sus programas, y es volátil. La memoria del equipo permite
  • 11. La informática - 11 - almacenar datos de entrada, instrucciones de los programas que se están ejecutando en ese momento, los datos resultados del procesamiento y los datos que se preparan para la salida. Los datos proporcionados a la computadora permanecen en el almacenamiento primario hasta que se utilizan en el procesamiento. Durante el procesamiento, el almacenamiento primario almacena los datos intermedios y finales de todas las operaciones aritméticas y lógicas. El almacenamiento primario debe guardar también las instrucciones de los programas usados en el procesamiento. La memoria está subdividida en celdas individuales cada una de las cuales tiene una capacidad similar para almacenar datos. 3.3 Almacenamiento secundario El almacenamiento secundario es un medio de almacenamiento definitivo (no volátil como el de la memoria RAM). El proceso de transferencia de datos a un equipo de cómputo se le llama procedimiento de lectura. El proceso de transferencia de datos desde la computadora hacia el almacenamiento se denomina procedimiento de escritura. Los parámetros que lo caracterizan son: • Velocidad de transferencia: Refiriéndose a los dispositivos de almacenamiento secundario, es la cantidad de información que el dispositivo es capaz de leer/grabar por unidad de tiempo. Ejemplo : bits/s, caracteres/s. • Tiempo de acceso: Es el tiempo promedio que necesita un dispositivo de almacenamiento secundario para leer/grabar un dato en su soporte de información. • Ergonomía: Un periférico se dice que es ergonómico cuando su diseño físico externo se adapta al usuario obteniéndose una buena integración hombre- máquina y una adecuada eficiencia en su utilización haciéndose cómodo su uso al hombre. Los equipos que llevan la homologación alemana GS son ergonómicos. En la actualidad se pueden usar principalmente dos tecnologías para almacenar información: • Almacenamiento Magnético : Discos Flexibles ( disquetes) , Discos Duros, Cintas Magnéticas o Cartuchos. • Almacenamiento Óptico : La necesidad de mayores capacidades de almacenamiento han llevado a los fabricantes de hardware a una búsqueda continua de medios de almacenamiento alternativos y cuando no hay opciones, a mejorar tecnologías disponibles y desarrollar nuevas. Las técnicas de almacenamiento óptico hacen posible el uso de la localización precisa mediante rayos láser. Leer información de un medio óptico es una tarea relativamente fácil, escribirla no tanto. El problema es la dificultad para modificar la superficie de un medio óptico, ya que los medios ópticos perforan físicamente la superficie para reflejar o dispersar la luz del láser. Los principales dispositivos de almacenamiento óptico son: • CD ROM.- CD Read Only Memory
  • 12. La informática - 12 - • DVD- Disco Versátil Digital. 3.3 Comunicación de periféricos Las unidades funcionales de la computadora , así como éstas con los periféricos, se comunican por conjuntos o grupos de hilos denominados buses. Como las unidades central funcionan a velocidades muy elevadas, se intercomunican con buses paralelos. Sin embargo, hay periféricos que actúan, en comparación con las unidades centrales, muy lentamente y además pueden estar muy alejados de la computadora central necesitándose hilos muy largos para realizar la conexión. En este caso es aconsejable una conexión de tipo serie. Los periféricos se interconectan al bus del sistema directamente, o bien a través de unos circuitos denominados interfaces. Existe una gran diversidad de periféricos con distintas características eléctricas y velocidades de funcionamiento. Las interfaces son para adaptar las características de los periféricos a las del bus del sistema. Más concretamente, las interfaces cubren básicamente estos tres objetivos: • Conversión de datos: Adaptan la representación de datos del bus del sistema a la representación de datos del periférico. Si el periférico, por ejemplo, es de tipo serie la interfase realiza la conversión de paralelo a serie (si es un dispositivo de salida) o de serie a paralelo (si es un dispositivo de entrada). • Sincronización: La velocidad operativa de la computadora central suele ser mucho mayor que la de los periféricos. La interfase regula el tráfico de información para que no se den problemas de desincronización o pérdidas de información. Los periféricos (o las interfases) incluyen una memoria intermedia ("buffer"), efectuándose el tráfico de datos entre el periférico y el bus a través de ella. La interfase suele actuar con unas señales de control y estado que intercambia con la CPU indicando situaciones tales como que está preparada o lista para recibir o transmitir, que ha reconocido la llegada de unos datos, que desea ser atendida por la CPU, etc. • Selección de dispositivos: Las interfaces también se encargan de identificar la dirección del periférico que debe intervenir en tráfico de datos. Todos los periféricos están conectados físicamente al bus del sistema, pero en una transmisión concreta, por lo general, solamente uno de ellos debe estar conectado lógicamente al bus de datos, para transmitir a través de él.
  • 13. La informática - 13 - 44 ESQUEMA BÁSICO DEL ELEMENTO FÍSICO (SOFTWARE) El software es el conjunto de instrucciones que las computadoras emplean para manipular datos. Sin el software, la computadora sería un conjunto de medios sin utilizar. Al cargar los programas en una computadora, la máquina actuará como si recibiera una educación instantánea; de pronto "sabe" cómo operar. El Software es un conjunto de programas, documentos, procedimientos, y rutinas asociados con la operación de un sistema de computo. Distinguiéndose de los componentes físicos llamados hardware. Comúnmente a los programas de computación se les llama software; el software asegura que el programa o sistema cumpla por completo con sus objetivos, opera con eficiencia, esta adecuadamente documentado, y suficientemente sencillo de operar. Es simplemente el conjunto de instrucciones individuales que se le proporciona al microprocesador para que pueda procesar los datos y generar los resultados esperados. El hardware por si solo no puede hacer nada, pues es necesario que exista el software, que es el conjunto de instrucciones que hacen funcionar al hardware. 4.1 Clasificaciones del Software El software se clasifica en 4 diferentes Categorías: Sistemas Operativos, Lenguajes de Programación, Software de uso general, Software de Aplicación. (algunos autores consideran la 3era y 4ta clasificación como una sola). 4.1.1 Sistemas Operativos El sistema operativo es el gestor y organizador de todas las actividades que realiza la computadora. Marca las pautas según las cuales se intercambia información entre la memoria central y la externa, y determina las operaciones elementales que puede realizar el procesador. El sistema operativo, debe ser cargado en la memoria central antes que ninguna otra información. Además, proporciona la facilidad para que los usuarios se comuniquen con la computadora y sirve de plataforma a partir de la cual se corran programas de aplicación. 4.1.2 Lenguajes de Programación Mediante los programas se indica a la computadora que tarea debe realizar y cómo efectuarla , pero para ello es preciso introducir estas órdenes en un lenguaje que el sistema pueda entender. En principio, el ordenador sólo entiende las instrucciones en código máquina, es decir ,el específico de la computadora. Sin embargo, a partir de éstos se elaboran los llamados lenguajes de alto y bajo nivel. 4.1.3 Software de Uso General
  • 14. La informática - 14 - El software para uso general ofrece la estructura para un gran número de aplicaciones empresariales, científicas y personales. El software de hoja de cálculo, de diseño asistido por computadoras (CAD), de procesamiento de texto, de manejo de Bases de Datos, pertenece a esta categoría. La mayoría de software para uso general se vende como paquete; es decir, con software y documentación orientada al usuario ( manuales de referencia, plantillas de teclado y demás ). 4.1.4 Software de aplicaciones El software de aplicación esta diseñado y escrito para realizar tareas específicas personales, empresariales o científicas como el procesamiento de nóminas, la administración de los recursos humanos o el control de inventarios. Todas éstas aplicación es procesan datos (recepción de materiales) y generan información (registros de nómina) para el usuario. 55 ESQUEMA BÁSICO DEL ELEMENTO HUMANO (Personal Informático) La computadora tiene al personal informático como eje principal de su funcionamiento, quien, a través de los recursos físicos y lógicos de que ésta dispone, transforma los datos en información. Un sistema informático no opera en el vacío, sino que está inmerso en determinado contexto, y su uso varía según el objetivo final al que se aspire. Los sistemas informáticos son diseñados para satisfacer las necesidades de la gente: los más exitosos son aquellos que centran el control en los recursos humanos. Las personas pueden llevar a cabo diferentes funciones: • Recopilar datos que le suministraran a la computadora, • Diseñar los programas, • Operar el equipo, • Utilizar el equipo como herramienta, 5.1 Tareas que realizan los Analistas de Sistemas Los analistas de sistemas se dedican a: • Investigar acerca de los principios y los métodos informáticos, incluidos los sistemas de comunicación y de tratamiento de datos e información; • Mantener actualizados y en buen funcionamiento los datos y los sistemas de gestión de datos para garantizar la integridad de la información registrada por los medios informáticos; • Analizar las necesidades de los usuarios para determinar las configuraciones de las computadoras y los programas adecuados; y • Proyectar e implementar redes de comunicación entre diferentes instalaciones informáticas.
  • 15. La informática - 15 - 66 EVOLUCIÓN HISTÓRICA La primera máquina de calcular mecánica (precursor del microcomputador digital) fue inventada en 1642 por el matemático francés Blaise Pascal (figura 1). Aquel dispositivo utilizaba una serie de ruedas de diez dientes en las que cada uno de los dientes representaba un dígito del 0 al 9. Las ruedas estaban conectadas de tal manera que podían sumarse números haciéndolas avanzar el número de dientes correcto. Fig. 1: Máquina inventada por Blaise Pascal En 1670 el filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccionó esta máquina 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 Para describir mejor la historia de la computadora, podemos enumerar algunos hitos que marcan el surco de la historia, estos son 6.1 El ábaco Quizá fue el primer dispositivo mecánico de contabilidad que existió. Se ha calculado que tuvo su origen hace al menos 5,000 años y su efectividad ha soportado la prueba del tiempo. 6.2 La pascalina El inventor y pintor Leonardo Da Vinci (1452-1519) trazó las ideas para una sumadora mecánica. Siglo y medio después, el filósofo y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) construyó la primera sumadora mecánica. Se le llamo Pascalina y funcionaba como maquinaria a base de engranes y ruedas. A pesar de que Pascal fue enaltecido por toda Europa debido a sus logros, la Pascalina, resultó un desconsolador fallo financiero, pues para esos momentos, resultaba más costosa que la labor humana para los cálculos aritméticos. 6.3 La máquina de diferencias
  • 16. La informática - 16 - Charles Babbage (1793-1871), visionario inglés y catedrático de Cambridge, adelantó la situación del hardware computacional al inventar la "máquina de diferencias" capaz de calcular tablas matemáticas (figura 2). En 1834, cuando trabajaba en los avances de la máquina de diferencias Babbage concibió la idea de una "máquina analítica". En esencia, ésta era una computadora de propósitos generales. Conforme con su diseño, la máquina analítica de podía sumar, substraer, multiplicar y dividir en secuencia automática a una velocidad de 60 sumas por minuto. El diseño requería miles de engranes y mecanismos que cubrirían el área de un campo de fútbol y necesitaría accionarse por una locomotora. Los trazos detallados de Babbage describían las características incorporadas ahora en la moderna computadora electrónica. Irónicamente, su obra se olvidó a tal grado, que algunos pioneros en el desarrollo de la computadora electrónica ignoraron por completo sus conceptos sobre memoria, impresoras, tarjetas perforadas y control de programa secuencial. Fig. 2: Máquina diferencial de Babbage 6.4 La primera tarjeta perforada El telar de tejido, inventado en 1801 por el Francés Joseph-Marie Jackard (1753- 1834), usado todavía en la actualidad, se controla por medio de tarjetas perforadas creadas por Herman Hollerit. El telar opera de la siguiente manera: las tarjetas se perforan estratégicamente y se acomodan en cierta secuencia para indicar un diseño de tejido en particular. En 1843 Lady Ada Augusta Lovelace sugirió la idea de que las tarjetas perforadas pudieran adaptarse de manera que propiciaran que el motor de Babbage repitiera ciertas operaciones. Debido a esta sugerencia algunas personas consideran a Lady Lovelace la primera programadora. La oficina de Estados Unidos comisionó al estadístico Herman Hollerit para que aplicara su experiencia en tarjetas perforadas y llevara a cabo el censo de 1890. Con el procesamiento de las tarjetas perforadas y el tabulador de tarjetas perforadas de Hollerit, el censo se terminó en sólo 3 años (antes de esta experiencia duraba 10 años) y la oficina se ahorró alrededor de $5,000,000 de dólares. Así empezó el procesamiento automatizado de datos. Hollerit no tomó la idea de las tarjetas perforadas del invento de Jackard, sino de la "fotografía de perforación" Algunas líneas ferroviarias de la época expedían boletos con descripciones físicas del pasajero; los conductores hacían orificios en los boletos que describían el color de cabello, de ojos y la forma de nariz del pasajero. Eso le dio a Hollerith la idea para hacer la fotografía perforada de cada persona que se iba a tabular. Hollertih fundó la Tabulating Machine Company y vendió sus productos en todo el mundo. La
  • 17. La informática - 17 - demanda de sus máquinas se extendió incluso hasta Rusia. El primer censo llevado a cabo en Rusia en 1897, se registró con el Tabulador de Hollerith. En 1911, la Tabulating Machine Company, al unirse con otras Compañías, formó la Computing-Tabulating-Recording- Company. 6.5 Las máquinas electromagnéticas de contabilidad Los resultados de las máquinas tabuladoras tenían que llevarse por manuscrito hasta que en 1919 la Computing-Tabulating-Recording-Company anunció la aparición de la impresora/listadora. Esta innovación revolucionó la manera en que las Compañías efectuaban sus operaciones. Para reflejar mejor el alcance de sus intereses comerciales, en 1924 la Compañía cambió el nombre por el de International Bussines Machines Corporation (IBM). Durante décadas, desde mediados de los cincuenta la tecnología de las tarjetas perforadas se perfeccionó con la implantación de más dispositivos con capacidades más complejas. Dado que cada tarjeta contenía en general un registro (un nombre, dirección, etc.) el procesamiento de la tarjeta perforada se conoció también como procesamiento de registro unitario. La familia de las máquinas electromecánicas de contabilidad (EAM) eloctromechanical accounting machine de dispositivos de tarjeta perforada comprende: la perforadora de tarjetas, el verificador, el reproductor, la perforación sumaria, el intérprete, el clasificador, el comparado, el calculador y la máquina de contabilidad. El operador de un cuarto de máquinas en una instalación de tarjetas perforadas tenía un trabajo que demandaba mucho esfuerzo físico. Algunos cuartos de máquinas asemejaban la actividad de una fábrica; las tarjetas perforadas y las salidas impresas se cambiaban de un dispositivo a otro en carros manuales, el ruido que producía eran tan intenso como el de una planta ensambladora de automóviles. 6.6 La ENIAC : primera computadora digital Una antigua patente de un dispositivo que mucha gente creyó que era la primera computadora digital electrónica, se invalidó en 1973 por orden de un tribunal federal, y oficialmente se le dio el crédito a John V. Atanasoff como el inventor de la computadora digital electrónica. El Dr. Atanasoff, catedrático de la Universidad Estatal de Iowa, desarrolló la primera computadora digital electrónica entre los años de 1937 a 1942. Llamó a su invento ABC (Atanasoff Berry Computer). En el antiguo edificio de Física de la Universidad de Iowa aparece una placa con la siguiente leyenda: "La primera computadora digital electrónica de operación automática del mundo, fue construida en este edificio en 1939 por John Vincent Atanasoff, matemático y físico de la Facultad de la Universidad, quien concibió la idea, y por Clifford Edward Berry, estudiante graduado de física." Mauchly y Eckert, después de varias conversaciones con el Dr. Atanasoff, leer apuntes que describían los principios de la computadora ABC y verla en persona, el Dr. John W. Mauchly colaboró con J.Presper Eckert, Jr. para desarrollar una máquina que calculara tablas de trayectoria para el ejército estadounidense. El producto final, una computadora electrónica completamente operacional a gran escala, se terminó en 1946 y se llamó ENIAC (Electronic
  • 18. La informática - 18 - Numerical Integrator And Computer), ó Integrador numérico y calculador electrónico. La ENIAC construida para aplicaciones de la Segunda Guerra mundial, se terminó en 30 meses por un equipo de científicos que trabajan bajo reloj. (figura 3) La ENIAC, mil veces más veloz que sus predecesoras electromecánicas, irrumpió como un importante descubrimiento en la tecnología de la computación. Pesaba 30 toneladas y ocupaba un espacio de 450 mts cuadrados, llenaba un cuarto de 6 m x 12 m y contenía 18.000 tubos tenía que programarse manualmente conectándola a 3 tableros que contenían más de 6.000 interruptores. Ingresar un nuevo programa era un proceso muy tedioso que requería días o incluso semanas. A diferencia de las computadoras actuales que operan con un sistema binario (0,1) la ENIAC operaba con uno decimal (0,1,2..9). La ENIAC requería una gran cantidad de electricidad. La leyenda cuenta que la ENIAC, construida en la Universidad de Pennsilvania, bajaba las luces de Filadelfia siempre que se activaba. La imponente escala y las numerosas aplicaciones generales de la ENIAC señalaron el comienzo de la primera generación de computadoras. Fig.3 : La ENIAC 6.7 EDVAC
  • 19. La informática - 19 - En 1945, John von Neumann, que había trabajado con Eckert y Mauchly en la Universidad de Pennsylvania, publicó un artículo acerca del almacenamiento de programas. El concepto de programa almacenado permitió la lectura de un programa dentro de la memoria de la computadora, y después la ejecución de las instrucciones del mismo sin tener que volverlas a escribir. La primera computadora en usar el citado concepto fue la llamada EDVAC (Eletronic Discrete-Variable Automatic Computer, es decir computadora automática electrónica de variable discreta), desarrollada por Von Neumann, Eckert y Mauchly. Los programas almacenados dieron a las computadoras una flexibilidad y confiabilidad tremendas, haciéndolas más rápidas y menos sujetas a errores que los programas mecánicos. Una computadora con capacidad de programa almacenado podría ser utilizada para varias aplicaciones cargando y ejecutando el programa apropiado. Hasta este punto, los programas y datos podrían ser ingresados en la computadora sólo con la notación binaria, que es el único código que las computadoras "entienden". El siguiente desarrollo importante en el diseño de las computadoras fueron los programas intérpretes, que permitían a las personas comunicarse con las computadoras utilizando medios distintos a los números binarios. 6.8 COBOL : El primer compilador En 1952 Grace Murray Hoper una oficial de la Marina de E.U., desarrolló el primer compilador, un programa que puede traducir enunciados parecidos al inglés en un código binario comprensible para la maquina llamado COBOL (COmmon Business-Oriented Languaje). La siguiente parte de la historia tiene que ver con las tecnologías utilizadas, a esto se lo conoce como generación de computadoras, y es el siguiente punto a tratar . 77 GENERACIÓN DE COMPUTADORAS 7.1 Primera Generación (1951 a 1958) : Los tubos de vacío La sustitución de los relés por tubos de vacío dio lugar a la Primera Generación de computadoras electrónicas. Como vimos el primero fue el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) de los estadounidenses John Eckert y John Mauchly (1945) que se aplicó en el cálculo de las trayectorias de proyectiles. Acabada la guerra se utilizó para calcular el número pi con unos 2000 decimales, y para hacer los primeros diseños de la bomba de hidrógeno y sólo costaba 400000 dólares frente a los 5 millones del Mark I (su antecesor) aunque sólo tenía 20 registros de memoria de 10 dígitos decimales.
  • 20. La informática - 20 - Fig. 4: sustitución de los relés por tubos de vacío En 1945 mientras se construía el ENIAC, se incorporó al equipo el prestigioso matemático húngaro Johannes Von Neumann (1903-1957), el cual propuso que los programas se almacenasen en la memoria como si fuesen datos, y no en una memoria especial, como se hacía desde el diseño de Babbage, equipo que se iba a llamar EDVAC. 7.2 Segunda Generación (1959-1964) : El Transistor Esta generación surgió en 1959 con la sustitución de los tubos de vacío por los transistores (figura 5). Las primeras computadoras transistorizadas fueron dos pequeños modelos de NCR y RCA. Los primeros de IBM y Sperry Rand fueron el IBM 7070 (1960) y el UNIVAC 1107 (1962), respectivamente. Durante esta época se introdujeron las unidades de cinta y discos magnéticos, y las lectoras de tarjetas perforadas e impresoras de alta velocidad. Así mismo aparecieron algunos lenguajes de programación, el COBOL, el Algol y el LISP; el FORTRAN fue creado en 1954 para IBM, por John Backus. Fig. 5: la sustitución de los tubos de vacío por los transistores 7.3 Tercera generación (1964-1971) : Los Circuitos Integrados El elemento característico de esta generación es el circuito integrado, que se incorporó a las computadoras a mediados de los años sesenta (figura 6). Destaca la familia IBM 360 (1964) y sobre todo la IBM 370 (1970), el producto más famoso de esta generación.
  • 21. La informática - 21 - Fig. 6: circuito integrado Durante esta época surgieron la multiplicación y el tiempo compartido. También tuvo lugar la denominada crisis del "software" Se intentó la creación de lenguajes universales, el PL/1 y se estandarizaron los lenguajes más utilizados: Fortran, Algol y el COBOL . También datan de esta generación el BASIC y el Pascal. Los microordenadores surgieron a finales de los 60, como elemento de transición entre las generaciones tercera y cuarta, con los circuitos integrados de media escala (MSI). Sus destinatarios fueron grandes y medianas empresas. Disponían de varias terminales y se organizaban en redes. Destaca la familia PDP 11 de Digital Equipment Corporation. 7.4 Cuarta Generación (1971 a 1980) : El microprocesador El elemento que provocó el nacimiento de esta generación fue el microprocesador Intel 4004, desarrollado por Intel en 1971. El primer ordenador personal en EE.UU. fue el Altair 8800 de la desaparecida empresa MITS. Microsoft tuvo el acierto de construir un intérprete BASIC para él, MITS sobrevivió un par de años, pero Microsoft inició un despegue imparable, dando un gran salto al facilitar a IBM el sistema operativo MS-DOS para PC ( Personal Computer). Las imágenes siguientes muestran microprocesadores bajo distintas escalas de ampliación. En 1971 apareció el PET 2001 de Commodore (figura 5), empresa recientemente absorbida por la holandesa Tulip, el TRS 80 de Radio Shack y el Apple II, fabricado en un garaje por dos jóvenes norteamericanos: Steven Jobs y Stephen Wozniak. A partir de 1980 se produce una eclosión de marcas. Se destaca entre ellas Sinclair ZX80, precedente del ZX81 y del Spectrum, fabricante absorbido por Amstrad, que consiguió gran éxito vendiendo productos de muy baja calidad fabricados en Corea. Amstrad, como es lógico, abandonó la informática, aunque sigue con equipos musicales y antenas de televisión, de muy baja calidad.
  • 22. La informática - 22 - Fig. 5: PET 2001 de Commodore En Agosto de 1981 se presentó el IBM PC, que ha dado lugar a la difusión masiva de la informática personal. Fig. 6: IBM PC 7.5 Quinta Generación ( 1981 a la fecha) : La Teleinformática En Octubre de 1981 el mundo de las computadoras se vio sacudido por el anuncio hecho en Japón de una iniciativa de investigación y desarrollo orientada a producir una nueva generación de computadoras a los que se les dio el nombre de computadoras de quinta generación. Las computadoras de esta generación deben de ser capaces de resolver problemas muy complicados, algunos de los cuales requieren toda la experiencia, capacidad de razonamiento e inteligencia de las personas para ser resueltos. Deben de ser capaces de trabajar con grandes subconjuntos de los lenguajes naturales y estar asentados en grandes bases de conocimientos. A pesar de su complejidad las computadoras de esta generación se están diseñadas para ser manejadas por personas no expertas en informática. Para conseguir estos fines tan ambiciosos estos equipos no tendrán un único procesador, sino un gran número agrupado en tres subsistemas fundamentales: un sistema inteligente, un mecanismo de inferencia y una interfaz de usuario inteligente. Los avances se sitúan en materia de teleinformática (comunicaciones), y un todavía progresivo disminución de tamaño y costo del equipo, así como de técnicas de programación y desarrollo de Inteligencia Artificial, y de control de procesos (robotización). Actualmente se siguen desarrollando computadoras de esta generación que combina la total interconexión entre millones de equipos distantes a millones de kms. Y el uso cada vez más intuitivo para aquellos usuarios con pocos conocimientos .
  • 23. La informática - 23 - 88 TIPOS DE COMPUTADORAS En la actualidad se utilizan dos tipos principales de computadoras: analógicos y digitales. Sin embargo, el término computadora suele utilizarse para referirse exclusivamente al tipo digital. Las computadoras analógicas aprovechan la similitud matemática entre las interrelaciones físicas de determinados problemas y emplean circuitos electrónicos para simular el problema físico. Las computadoras digitales resuelven los problemas realizando cálculos y tratando cada número dígito por dígito. 8.1 Tipos de computadoras 8.1.1 Computadoras analógicas Las microcomputadoras analógicas es un dispositivo electrónico diseñado para manipular la entrada de datos en términos de, por ejemplo, niveles de tensión o presiones hidráulicas, en lugar de hacerlo como datos numéricos. El dispositivo de cálculo analógico más sencillo es la regla de cálculo, que utiliza longitudes de escalas especialmente calibradas para facilitar la multiplicación, la división y otras funciones. Las respuestas se generan continuamente para su visualización o para su conversión en otra forma deseada. 8.1.2 Computadoras digitales Todo lo que hace a una microcomputadora digital se basa en una operación: la capacidad de determinar si un conmutador, o ‘puerta’, está abierto o cerrado. Es decir, el microcomputador puede reconocer sólo dos estados en cualquiera de sus circuitos microscópicos: abierto o cerrado, alta o baja tensión o, en el caso de números, 0 ó 1. Sin embargo, es la velocidad con la cual el microcomputador realiza este acto tan sencillo lo que lo convierte en una maravilla de la tecnología moderna. Las velocidades del microcomputador se miden en megahercios, o millones de ciclos por segundo. Un microcomputador con una velocidad de 100 MHz, es capaz de ejecutar 100 millones de operaciones discretas por segundo. La velocidad y la potencia de cálculo de las computadorasa digitales se incrementan aún más por la cantidad de datos manipulados durante cada ciclo. Si una microcomputadora verifica sólo un conmutador cada vez, dicho conmutador puede representar solamente dos comandos o números. Así, ON simbolizaría una operación o un número, mientras que OFF simbolizará otra u otro. Un grupo de ocho bits se denomina byte y cada uno contiene 256 configuraciones posibles de ON y OFF (o 1 y 0). Cada configuración equivale a una instrucción, a una parte de una instrucción o a un determinado tipo de dato; estos últimos pueden ser un número, un carácter o un símbolo gráfico. Por ejemplo, la configuración 11010010 puede representar datos binarios, en este caso el número decimal 210, o bien estar indicando al microcomputador que compare los datos almacenados en estos conmutadores con los datos almacenados en determinada ubicación del chip de memoria. El desarrollo de procesadores capaces de manejar simultáneamente 16, 32 y 64 bits de datos ha permitido incrementar la velocidad de los computadores.
  • 24. La informática - 24 - Ambos factores, el número de bits simultáneos y el tamaño de los conjuntos de instrucciones, continúa incrementándose a medida que avanza el desarrollo de las computadoras digitales modernas. 8.2 Modelos de computadoras 8.2.1 Supercomputadoras Una supercomputadora es el tipo de computadora más potente y más rápido que existe en un momento dado. Estas máquinas están diseñadas para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y son dedicadas a una tarea específica. Así mismo son las más caras, y cuentan con un control de temperatura especial, esto para disipar el calor que algunos componentes alcanzan a tener. Unos ejemplos de tareas a las que son expuestas las supercomputadoras son los siguientes: • Búsqueda y estudio de la energía y armas nucleares. • Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos sísmicos. • El estudio y predicción de tornados. • El estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo. • La elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones, simuladores de vuelo. Debido a su precio, son muy pocas las supercomputadoras que se construyen en un año. 8.2.2. Macrocomputadoras o Mainframes Las macrocomputadoras son también conocidas como Mainframes. Los mainframes son grandes, rápidos y caros sistemas que son capaces de controlar cientos de usuarios simultáneamente, así como cientos de dispositivos de entrada y salida. De alguna forma los mainframes son más poderosos que las supercomputadoras porque soportan más programas simultáneamente. PERO las supercomputadoras pueden ejecutar un solo 8.2.3. Minicomputadoras En 1960 surgió la minicomputadora, una versión más pequeña de la Macrocomputadora. Al ser orientada a tareas específicas, no necesitaba de todos los periféricos que necesita un Mainframe, y esto ayudo a reducir el precio y costos de mantenimiento . Las minicomputadoras , en tamaño y poder de procesamiento, se encuentran entre los mainframes y las estaciones de trabajo. En general, una minicomputadora, es un sistema multiproceso (varios procesos en paralelo) capaz de soportar de 10 hasta 200 usuarios simultáneamente. Actualmente se usan para almacenar grandes bases de datos, automatización industrial y aplicaciones multiusuario. 8.2.4. Microcomputadoras o PC´s
  • 25. La informática - 25 - Las microcomputadoras o Computadoras Personales (PC´s) tuvieron su origen con la creación de los microprocesadores. Un microprocesador es "una computadora en un chip", o sea un circuito integrado independiente. Las PC´s son computadoras para uso personal y relativamente son baratas y actualmente se encuentran en las oficinas, escuelas y hogares. El término PC se deriva de que para el año de 1981 , IBM, sacó a la venta su modelo "IBM PC", la cual se convirtió en un tipo de computadora ideal para uso "personal", de ahí que el término "PC" se estandarizó y los clones que sacaron posteriormente otras empresas fueron llamados "PC y compatibles", usando procesadores del mismo tipo que las IBM , pero a un costo menor y pudiendo ejecutar el mismo tipo de programas. Existen otros tipos de microcomputadoras, como la Macintosh, que no son compatibles con la IBM, pero que en muchos de los casos se les llaman también "PC´s", por ser de uso personal. En la actualidad existen variados tipos en el diseño de PC´s: • Computadoras personales, con el gabinete tipo minitorre, separado del monitor. • Computadoras personales portátiles "Laptop" o "Notebook". • Computadoras personales con el gabinete horizontal, separado del monitor. • Computadoras personales que están en una sola unidad compacta el monitor y el CPU. • Las computadoras "laptops" son aquellas computadoras que están diseñadas para poder ser • transportadas de un lugar a otro. Se alimentan por medio de baterías recargables , pesan entre • 2 y 5 kilos y la mayoría trae integrado una pantalla de LCD (Liquid Crys tal Display). 8.2.5. Estaciones de trabajo o Workstations Las estaciones de trabajo se encuentran entre las minicomputadoras y las macrocomputadoras (por el procesamiento). Son un tipo de computadoras que se utilizan para aplicaciones que requieran de poder de procesamiento moderado y relativamente capacidades de gráficos de alta calidad. Son usadas para: • Aplicaciones de ingeniería • CAD (Diseño asistido por computadora) • CAM (manufactura asistida por computadora) • Publicidad • Creación de Software