Este documento describe cómo funcionan las computadoras, incluyendo el proceso de inicio, los componentes de hardware como la CPU y los periféricos, y el software como los sistemas operativos. Explica que cuando se enciende una computadora, el programa bootstrap verifica el hardware y carga el sistema operativo en la memoria RAM, permitiendo que el OS controle el proceso de inicio. Luego describe los componentes clave de hardware como la CPU y los periféricos de entrada y salida, así como los diferentes tipos de software como los sistemas operativos, software de programación y aplicaciones

1. CÓMO FUNCIONAN LAS COMPUTADORAS
Descripción general:
Este módulo trata cómo funcionan las computadoras. Comienza con una descripción
general del sistema. El alumno aprenderá el proceso de inicio. El proceso de inicio incluye
la inicialización y la prueba del sistema, la carga del OS, y la secuencia de inicio que se
requiere para operar la computadora.
El hardware de computadoras se explica en detalle, y se incluyen ilustraciones. Además
de los componentes de la computadora de escritorio, este módulo proporcionará
información relativa a las laptops o computadoras portátiles.
Los recursos del sistema son compartidos por los componentes y dispositivos de la
computadora. Las solicitudes de interrupción (IRQs), el acceso directo a la memoria
(DMA), y las direcciones de entrada/salida (I/O) permiten a la CPU manipular múltiples
solicitudes.
2.1 Descripción General del Sistema
2.1.1 Entrada, procesamiento, resultado y almacenamiento
El sistema operativo (OS) es el software que controla la funcionalidad y proporciona
rutinas de bajo nivel para los programas de aplicación. La mayoría de los sistemas
operativos proporcionan funciones necesarias para leer y escribir datos en los archivos.
Un sistema operativo traduce solicitudes de operación sobre los archivos en operaciones
que pueda llevar a cabo el controlador del disco. El sistema operativo ayuda a la
computadora a llevar a cabo cuatro operaciones básicas, como lo muestra la Figura 1:
• La operación de entrada.
• La operación de procesamiento.
• La operación de salida.
• La operación de almacenamiento.

2. La forma más común de introducir datos en una computadora es mediante un teclado y un
mouse, como lo muestra la Figura 2. Otra forma de introducir datos es mediante una
pantalla de contacto, como lo muestra la Figura 3. En computadoras con pantalla total, las
pantallas de contacto poseen botones en la pantalla a las cuales puede accederse
mediante un dedo o un lápiz de contacto. Estas aplicaciones cuentan con un diseño
personalizado y por lo general son fáciles de utilizar. Por lo tanto, pueden ser utilizadas
por cualquiera. Las pantallas de contacto también se utilizan en las PDAs y en las
computadoras Tablet. Puesto que sus pantallas son más pequeñas, es necesario un lápiz
de contacto para una interacción precisa con los objetos de la pantalla. Los dispositivos
de entrada permiten al usuario abrir una página Web, enviar un archivo por e-mail o
acceder a un archivo desde un servidor de red.
Una vez introducidos los datos, la computadora puede procesarlos. Mientras un archivo
está abierto y el texto se está reformateando, la computadora se encuentra procesando
datos.

3. El procesamiento de datos genera usualmente un resultado. Ejemplos de resultados
incluyen un archivo de procesador de texto o planilla de cálculo. La forma más común de
generar resultados de datos es enviar los datos al monitor de la computadora, como lo
muestra la Figura 4, o a una impresora. La mayoría de las computadoras poseen una
conexión a la Internet. Otras formas de generar resultados de datos incluyen enviar los
datos a la Internet utilizando el correo electrónico o a través de una página web.
El almacenamiento de datos es probablemente la más importante de las cuatro funciones
básicas de una computadora. Los diskettes y unidades de disco duro son ejemplos de
dispositivos de almacenamiento. La forma más común de almacenar un archivo es
guardarlo en una unidad de disco duro. Las unidades de disco duro pueden compararse a
grandes gabinetes de archivos. Un sistema operativo encontrará un lugar en el disco duro,
guardará el archivo, y recordará su ubicación.

4. 2.2 El Proceso de Inicio
2.2.1 Inicio del hardware del sistema
Para que un sistema operativo pueda ejecutarse, el sistema debe cargarse en la RAM de
la computadora. Cuando una computadora se enciende por primera vez, lanza un
programa llamado cargador bootstrap que reside en el chip Sistema Básico de Entrada y
Salida (BIOS) o firmware. Las funciones principales del cargador bootstrap son probar el
hardware de la computadora y localizar y cargar el sistema operativo en la RAM. Puesto
que el programa bootstrap está incorporado al chip BIOS, también se denomina control
del BIOS. Durante la ejecución de las rutinas de firmware del BIOS, se llevan a cabo tres
conjuntos de operaciones:
1. Se ejecutan las Auto-Pruebas de Encendido (POSTs).
2. Se completa la inicialización.
3. El BIOS desplaza la dirección de inicio y la información de modo al controlador
DMA, y luego carga el Registro de Inicio Maestro (MBR).
Auto-Prueba de Encendido (POST)
Para probar el hardware de la computadora, el programa bootstrap ejecuta un programa
llamado auto-prueba de encendido o POST. Durante esta prueba, la CPU de la
computadora se verifica a sí misma y 82 luego verifica el cronómetro del sistema. La
POST verifica la RAM escribiendo datos en cada chip de la misma y luego leyéndolos.
Cualquier diferencia indica un problema. Si la POST encuentra errores, envía un mensaje
al monitor de la computadora. Si la POST encuentra errores que no pueden mostrarse en
el monitor, envía los errores en forma de bips. Si la POST no encuentra errores, envía un
bip y la pantalla comienza a mostrar mensajes sobre la carga del OS.
Son tres los fabricantes más importantes de chips BIOS:
• AMIBIOS, American Megatrends, Inc.
• PhoenixBIOS, Phoenix Technologies Ltd.
• AwardBIOS, Award Software, Inc., parte de Phoenix Technologies
Cada fabricante posee diferentes códigos de bips. Diferentes versiones del BIOS tienen
diferentes códigos de bips. Es normal escuchar un único bip durante el proceso de inicio,
mientras este proceso no se detenga. Éste es un código que significa que la computadora
se está iniciando normalmente.
La POST es una fase importante del proceso de bootstrap. Consulte el manual que viene
con la placa madre o el sitio web del fabricante para conocer más acerca del BIOS y de
los códigos de bips que indican errores.

5. 2.2.2 Carga del sistema operativo
A continuación, el programa bootstrap necesita localizar y copiar el OS a la RAM de la
computadora. El orden en el cual el programa bootstrap busca el archivo de inicio del OS
puede cambiarse en la configuración del BIOS del sistema. El orden más común para la
búsqueda del OS es primero el diskette, luego la unidad de disco duro, y finalmente el
CD-ROM.
Cuando el bootstrap encuentra el registro de inicio del OS, el registro se copia a la RAM
de la computadora. Luego el programa bootstrap pasa el control del proceso de inicio al
registro de inicio. El registro de inicio busca archivos en el disco duro que ayuden al disco
duro a encontrar y localizar el resto del OS. A medida que los archivos se localizan y se
cargan en la RAM, el registro de inicio ya no es necesario. El OS que estaba almacenado
en el disco duro se encuentra ahora controlando el proceso de inicio. La Figura demuestra
la carga del programa bootstrap.
El último paso del proceso de inicio es que el OS encuentre los archivos de configuración
del hardware que son específicos de la computadora. Si la computadora posee un módem
o una tarjeta de sonido, el OS encuentra sus archivos de configuración y los carga. Los
archivos de configuración también se denominan controladores de hardware.

6. 2.2.3 La secuencia de inicio
La secuencia de inicio de la PC define un conjunto de acciones y su secuencia. La
secuencia de inicio tiene lugar durante un arranque en frío, cuando se enciende el
interruptor de energía de la PC. La secuencia de inicio también tiene lugar durante un
arranque en caliente, cuando la PC se reinicia o "resetea".

7. Lleve a cabo un arranque en caliente en una de tres formas:
• Elija Inicio > Apagar el sistema > Reiniciar.
• Presione el botón de reinicio de la computadora. 84
• Presione Ctrl-Alt-Supr dos veces.
Un arranque en frío comienza cada vez que se enciende el interruptor de energía de la
PC. Un arranque en frío involucra más eventos y actividades de bootstrap que un
arranque en caliente. Un arranque en frío hace que el BIOS guíe la secuencia de inicio de
la computadora a través de una serie de pasos que verifican la integridad del sistema.
Los pasos exactos y la cantidad de eventos de la secuencia de inicio pueden variar
dependiendo de una cantidad de factores:
• La versión de Windows
• El fabricante del BIOS
• La versión del BIOS
• La configuración del hardware del sistema
• Si se trata de un arranque en caliente o en frío
HARDWARE Y SOFTWARE
La computadora presenta dos aspectos íntimamente relacionados: el hardware y el
software. La palabra inglesa hardware se refiere a aquella parte “dura” o material. El
término software designa aquella otra parte “blanda” o lógica. Así pues, etimológicamente,
la computadora se compone de una parte dura y de una parte blanda. Estas expresiones
han de entenderse metafóricamente. Significan que existen unos elementos materiales o
tangibles, los que forman el llamado soporte físico del procesamiento de la información
como los circuitos, los aparatos y terminales y también unos elementos intangibles de
programación, que se designan como soporte lógico.
Hardware Es el conjunto de elementos físicos (máquinas y circuitos) y puede ser
comparado con la fuerza; el hardware difícilmente puede ser modificado, y abarca todos

8. los componentes materiales de la propia computadora, sean mecánicos, eléctricos o
electrónicos, así como las unidades periféricas, sean teclados, impresoras, monitores, etc.
UNIDAD CENTRAL DE PROCESO:
La unidad central de proceso (UCP o CPU, Central Process Unit) es la encargada de
interpretar ordenadamente las instrucciones almacenadas en la memoria para poder ser
ejecutadas. La unidad central de proceso actúa como el cerebro de la unidad central
multiusuario, y se encarga del control general y del envío de información a todos los
demás elementos de la máquina (memoria principal y periféricos). La unidad central de
proceso está formada por la Unidad de Control (UC), incluyendo los registros en los que
se almacena temporalmente la información manejada por la unidad central de proceso y
la Unidad Operativa o Unidad Aritmético-Lógica (ALU). La CPU es el centro neurálgico de
cualquier sistema de ordenador digital, ya que es el que coordina y controla las
actividades de todas las unidades periféricas y realiza los procesos de cómputos
aritméticos y comparaciones lógicas que han de efectuarse con los datos. Todas las
instrucciones de programas que vayan a procesarse deben cargarse previamente en esta
unidad.

9. Las funciones del CPU son:
-representa datos e instrucciones
-almacena los datos en la memoria
-los transfiere internamente de una unidad a otra
-interpreta y ejecuta las instrucciones.
PERIFERICOS
En informática, se denomina periféricos a los aparatos y/o dispositivos auxiliares e
independientes conectados a la unidad central de procesamiento de una computadora. Se
consideran 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 de la memoria principal. Se
entenderá por periférico al conjunto de dispositivos que, sin pertenecer al núcleo
fundamental de la computadora, formado por la CPU y la memoria central, permitan
realizar operaciones de entrada/salida (E/S) complementarias al proceso de datos que
realiza la CPU. Estas tres unidades básicas en un computador, CPU, memoria central y el
subsistema de E/S, están comunicadas entre sí por tres buses o canales de
comunicación: direcciones, para seleccionar la dirección del dato o del periférico al que se
quiere acceder control, básicamente para seleccionar la operación a realizar sobre el
dato (principalmente lectura, escritura o modificación) y datos, por donde circulan los
datos. A pesar de que el término periférico implica a menudo el concepto de “adicional
pero no esencial”, muchos de ellos son elementos fundamentales para un sistema
informático. El teclado y el monitor, imprescindibles en cualquier computadora personal de
hoy en día (no lo fueron en los primeros computadores), son posiblemente los periféricos
más comunes, y es posible que mucha gente no los considere como tal debido a que
generalmente se toman como parte necesaria de una computadora. El ratón o mouse es
posiblemente el ejemplo más claro de este aspecto. Hace menos de 20 años no todos las
computadora personales incluían este dispositivo. El sistema operativo MS-DOS, el más
común en esa época, tenía una interfaz de línea de comandos para la que no era
necesario el empleo de un ratón, todo se hacía mediante comandos de texto.

10. Periféricos de entrada: Son los que permiten introducir datos externos a la computadora
para su posterior tratamiento por parte de la CPU.
Estos datos pueden provenir de distintas fuentes, siendo la principal un ser humano. Los
periféricos de entrada más habituales son:
 Teclado
 Micrófono
 Escáner
 Ratón o mouse
 Escáner de código de barras
 Cámara web
 Lápiz óptico
 Cámara digital
Periféricos de salida: Son los que reciben la información procesada por la CPU y la
reproducen, de modo que sea perceptible por el usuario. Algunos ejemplos son:
 Visualizador
 Monitor
 Impresora
 Fax
 Tarjeta de sonido
 Altavoz
 Proyector digital
 Auriculares

11. SOFTWARE
CONCEPTO DE SOFTWARE
Conjunto de Instrucciones de programa de computador que dirige la operación del
hardware. Un conjunto de instrucciones para una tarea específica se llama Rutina. Un
conjunto completo de instrucciones para ejecutar un conjunto de tareas relacionadas se
llama PROGRAMA.
CLASIFICACIÓN DEL SOFTWARE
Si bien esta distinción es, en cierto modo, arbitraria, y a veces confusa, a los fines
prácticos se puede clasificar al software
en tres grandes tipos:
 Software de sistema:
o Sistemas operativos
o Controladores de dispositivos
o Herramientas de diagnóstico

12.  Software de programación:
o Editores de texto
o Compiladores
o Intérpretes
o Enlazadores
o Depuradores
 Software de aplicación:
o Aplicaciones para Control de sistemas y automatización industrial
o Aplicaciones ofimáticas
o Software educativo
o Software empresarial
o Bases de datos
o Telecomunicaciones (por ejemplo Internet y toda su estructura lógica)
o Videojuegos
o Software médico
o Software de cálculo Numérico y simbólico.
o Software de diseño asistido (CAD)
o Software de control numérico (CAM)