Download Introducción a los computadores Clase 1

Introducción
Arquitectura y funcionamiento
Software
El sistema operativo GNU/Linux
Introducción
Arquitectura y funcionamiento
Software
El sistema operativo GNU/Linux
Contenido
1
Introducción
Conceptos básicos
Hardware y Software
Vista computador personal
2
Arquitectura y funcionamiento
Arquitectura Eckert-Mauchly
Descripción
Principios de la arquitectura von Neumann
3
Software
Software de sistema
Software de programación
Software de aplicación
¿Qué son las distribuciones GNU/Linux?
4
El sistema operativo GNU/Linux
Aspectos de Ubuntu y su sistema de archivos
La interfaz básica de GNOME
Introducción a los computadores
Clase 1 – Introducción
CNM-130
Departamento de Matemáticas
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Universidad de Antioquia
c 2008. Reproducción permitida bajo los
Copyleft términos de la licencia de documentación libre GNU.
Introducción
Arquitectura y funcionamiento
Software
El sistema operativo GNU/Linux
Conceptos básicos
Introducción
Arquitectura y funcionamiento
Software
El sistema operativo GNU/Linux
Hardware y Software
Componente fı́sica o hardware: componentes fı́sicos de una
computadora
Informática = information + automatique
Unidad central de proceso
Información: Conjunto de sı́mbolos usados para representar
magnitudes, hechos, objetos o ideas.
Memoria
Buses
Computador: máquina electrónica que recibe y procesa datos para
convertirlos en información útil.
Periférico o dispositivos de entrada/salida (E/S)
Componente lógica o software: conjunto de programas que controlan
el funcionamiento de una computadora
Software de sistema: sistema operativo, compiladores, programas de
comunicaciones, bibliotecas estándares
Software de aplicaciones: bases de datos, navegadores, hojas de cálculo,
procesadores de texto, etc.
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Arquitectura y funcionamiento
Software
El sistema operativo GNU/Linux
Vista computador personal
Introducción
Arquitectura y funcionamiento
Software
El sistema operativo GNU/Linux
Arquitectura Eckert-Mauchly
La arquitectura Eckert-Mauchly (publicada por John von Neumann y
la más utilizada) describe una computadora en 4 secciones principales:
1
Monitor
2
Placa base
3
Procesador
4
Puertos ATA
5
Memoria principal (RAM)
6
Placas de expansión
7
Fuente eléctrica
8
Unidad de almacenamiento óptico
9
Unidad aritmético lógica (ALU): calcula operaciones aritméticas
(como adición, substracción, etc.) y operaciones lógicas (como OR,
NOT, XOR, etc.)
Unidad de control: encargada de activar o desactivar los diversos
componentes del microprocesador en función de la instrucción que el
microprocesador esté ejecutando
Memoria central: dispositivos y medios de grabación que retienen
datos informáticos durante algún intervalo de tiempo
Dispositivos de entrada y salida (E/S): dispositivos de
comunicación con el exterior
Disco duro
10
Teclado
11
Ratón
Introducción
Arquitectura y funcionamiento
Software
El sistema operativo GNU/Linux
Memoria y procesador
Memoria: almacena información e instrucciones
RAM: memoria de acceso aleatorio, tipo de memoria temporal que
pierde sus datos cuando se queda sin energı́a, por ejemplo al apagar el
computador (memoria volátil)
ROM: memoria de sólo lectura, destinada sólo a ser leı́da, no se puede
escribir sobre ella y conserva intacta la información almacenada, incluso
en el caso de que se interrumpa la corriente (memoria no volátil)
Procesador: Unidad Central de Procesamiento o CPU que consta de
Unidad Aritmético Lógica o ALU:
realiza operaciones
Unidad de control: controla la
ejecución de instrucciones
Introducción
Arquitectura y funcionamiento
Software
El sistema operativo GNU/Linux
Dispositivos auxiliares y periféricos
Disco duro: sistema de grabación magnética digital
que almacena los datos del usuario y en la mayorı́a de
los casos el sistema operativo de la computadora.
Monitor: dispositivo de salida que muestra, mediante
una interfaz, los resultados del procesamiento de una
computadora.
Teclado: periférico, fı́sico o virtual utilizado para la
introducción de órdenes y datos.
Ratón: periférico utilizado para la entrada y el control
de datos.
Impresora: permite producir una copia permanente
en papel de textos o gráficos de documentos
almacenados en formato electrónico.
Introducción
Arquitectura y funcionamiento
Software
El sistema operativo GNU/Linux
Principios de la arquitectura von Neumann
Introducción
Un computador con arquitectura von Neumann debe realizar o emular una
serie de pasos secuencialmente.
Tanto instrucciones como datos se almacenan juntos en la memoria
del computador.
La UC repite sucesivamente las siguientes fases:
Un programa es una cadena secuencial de instrucciones.
El sistema operativo GNU/Linux
Clasificación del software
1
Fase de captación de la instrucción
2
Fase de ejecución de instrucción, y vuelta a la fase 1)
Memoria (CP)
Existe una instrucción de bifurcacion condicional (capacidad lógica
binaria) que permite mediante un dato elegir entre dos secuencias de
instrucciones a ejecutar.
Software
El sistema operativo GNU/Linux
Una vez cargado, la Unidad de Control pone el registro CP (contador
de programa) a ”i”, para que empiece a ejecutarse el programa.
El computador procesa tanto instrucciones como datos.
Arquitectura y funcionamiento
Software
Para ejecutar un programa escrito en lenguaje máquina, lo primero que
hay que hacer es introducirlo en la memoria principal: El “cargador” se
encarga de introducir en posiciones consecutivas de memoria a partir
de una dada ”i”.
Datos e instrucciones se codifican en dı́gitos binarios.
Introducción
Arquitectura y funcionamiento
Principios de la arquitectura von Neumann
Introducción
Arquitectura y funcionamiento
instrucción
− − − − −− >
Software
UC
El sistema operativo GNU/Linux
Clasificación del software
Software de programación: Es el conjunto de herramientas que
permiten al programador desarrollar programas informáticos.
Software de sistema: Es aquel que permite que el hardware
funcione.
Sistemas operativos: conjunto de programas destinado a permitir una
administración eficaz de los recursos del computador. Se estima que
Editores de texto: programas que permiten crear y modificar archivos
digitales compuestos únicamente por texto y sin formato.
Compiladores: programas que traducen un programa escrito en un
lenguaje de programación a otro lenguaje que la máquina será capaz de
interpretar.
Intérpretes: programas escritos en lenguajes de alto nivel capaces
analizar y ejecutar otros programas. A diferencia de los compiladores,
los intérpretes traducen el programa a medida que lo ejecutan.
Enlazadores: programas que toman los archivos de código objeto
generados durante el proceso de compilación y los enlaza con bibliotécas
para generar un archivo ejecutable.
Controladores de dispositivo: programas informáticos que permiten
al sistema operativo interactuar con los periféricos.
Depuradores: programas que limpian los errores de otros programas
informáticos.
Herramientas de diagnóstico: monitorea y controla la funcionalidad
del hardware.
Entornos de Desarrollo Integrados (IDE): agrupan a las anteriores
herramientas, usualmente en un entorno visual, de forma que el
programador no necesite introducir múltiples comandos para compilar,
interpretar, depurar, etc.
Servidores: programas que realiza algunas tareas en beneficio de otras
aplicaciones llamadas “clientes”.
Introducción
Arquitectura y funcionamiento
Software
El sistema operativo GNU/Linux
Clasificación del software
Aplicaciones ofimáticas: conjunto de programas para el uso en oficinas y
entornos profesionales. Incluyen procesadores de texto, hojas de cálculo,
programas de presentación, sistemas de gestiòn de bases de datos, etc.
Software educativo: software destinado a la enseñanza y el auto
aprendizaje.
Software médico: software utilizado para fines médicos.
Software de cálculo numérico: programas que simulan procesos
matemáticos complejos que describen fenómenos reales.
Software de diseño asistido (CAD): herramientas computacionales
que asisten a ingenieros, arquitectos y a otros profesionales del diseño en
sus respectivas actividades.
Software de Control Numérico (CAM): programas destinados a controlar
las fases de manufactura de un producto, incluyendo la planeación del
proceso y la producción, maquinado, calendarización, administración y
control de calidad.
Arquitectura y funcionamiento
Arquitectura y funcionamiento
Software
El sistema operativo GNU/Linux
¿Qué son las distribuciones GNU/Linux?
Software de aplicación: Es aquel que permite a los usuarios llevar a
cabo una o varias tareas especı́ficas, en cualquier campo de actividad
susceptible de ser automatizado o asistido.
Introducción
Introducción
Software
El sistema operativo GNU/Linux
¿Qué es GNU/Linux?
Linux fue creado por Linus Torvalds en 1991 con el
propósito de ofrecer un sistema basado en Unix para
máquinas i386.
Linux sirvió como núcleo para el sistema operativo del
proyecto GNU que tenı́a como objetivo el desarrollo de un
sistema Unix completo compuesto enteramente de software
libre.
Linux sirvió como núcleo para el sistema operativo del
proyecto GNU que tenı́a como objetivo el desarrollo de
un sistema Unix completo compuesto enteramente de
software libre.
Linux (también conocido como GNU/Linux) es un
sistema operativo “Unix-Like”(similar a Unix).
Es una implementación de libre distribución para computadoras
personales (PC), servidores, y estaciones de trabajo.
Se distribuye bajo la Licencia Pública General de GNU
(GNU GPL), es decir que es software libre.
libre ; gratis.
libre ; libertad del usuario sobre el software para
usarlo, copiarlo, estudiarlo y distribuirlo.
Puede ser instalado en gran variedad de hardware, incluyendo
computadoras personales (PCs x86 y x86-64 ası́ como Macintosh y
PowerPC), servidores, y estaciones de trabajo.