Download conceptos basicos de computación

CONCEPTOS
BASICOS DE
COMPUTACIÓN
Historía de las Computadoras
Comienzo de la Historía
•Se contaba con los dedos.
•Se contaba con piedras, palitos.
Primeras Calculadoras Manuales
Ábaco (500 AC)
Primer dispositivo manual que se usaba para contar. Todavía se utiliza para
ilustrar los principios de contar en las escuelas. Se usa en China desde el siglo
trece.
Primeras Calculadoras Mecánicas
Napiers Rods - Huesos de Napier (1617)
Máquina de contar desarrollada por John Napier. Usada para resolver
problemas de multiplicación usando funciones logarítmicas.
The Pascaline - La Pascalina (1642)
Primera máquina mecánica de suma y resta. Inventada por Blaise Pascal.
Sumaba y restaba largas columnas de números sin equivocarse.
Leibnitz Calculating Machine (1673)
Desarrollada por Gottfried Wilhelm Von Leibnitz. Usó alguna de las ideas
de Pascal. Este modelo podía sumar, restar, multiplicar, dividir y calcular
raíces cuadradas. Se le acredita el haber comenzado el estudio formal de la
lógica, la cual es la base de la programación y de la operación de las
computadoras.
Revolución Industrial
Jacquard's Weaving Loom - El telar de Jacquard (1801)
Creada por Joseph Marie Jacquard, tejedor francés que quería encontrar un
método más fácil para hacer sus telares. El hizo un aditamento para la máquina
de tejer que era controlado por tarjetas perforadas. Esta máquina fue
considerada el primer paso significativo para la automatización binaria. Esta
máquina se encuentra actualmente en el "Smithsonian Institute".
Analytical Engine - Máquina Analítica (1833)
Desarrollada por Charles Babbage. Un dispositivo complejo de cálculo
que usaba dos pares de tarjetas perforadas. Un par daba las instrucciones
a la máquina mientras que el otro par grababa los números a ser usados en
los cálculos. Esta máquina podía recibir instrucciones, procesar y guardar
información e imprimir los resultados. Esto es similar a las computadoras
desarrolladas en 1940. A Charles Babbage se le conoce como el padre de
las computadoras.
Ada Byron - Lady Lovelace
Trabajó con Babbage. Escribió un programa de demostración para el uso
de la máquina análitica. Por esta razón ella es considerada la primera
programadora.
Hollerith's Punched-Card Tabulating System –
Máquina Tabuladora (1890)
Desarrollada por Dr. Herman Hollerith que trabajó para la oficina del Censo de
los E.U. durante el censo de 1880. El diseño un sistema mediante el cual las
tarjetas eran perforadas para representar la información del censo. Las tarjetas
eran insertadas en la máquina tabuladora y ésta calculaba la información
recibida. Hollerith alquilaba sus máquinas al gobierno. En 1896 fundó la
"Tabulating Machine Company", la cual en 1923 paso a ser la "International
Business Machines Corporation (IBM)".
Era Electrónica
ABC - Atanasoff and Berry Computer (1939 - 1942)
Primera computadora electrónica digital construida por John Atanasoff y Clifford
Berry.
MARK I (1944)
Desarrollada por Howard Aiken. Primera computadora electromecánica que
utiliza principios magnéticos. Utilizaba ceros y unos (encendido y apagado)
para representar números.
ENIAC (1946)
Desarrollada por Dr. John W. Mauchly y John Presper Eckert, Jr.. Primera
computadora electrónica digital a gran escala en ser completada. Construida
en la Universidad de Pennsylvania y financiada con fondos del ejército de los
Estados Unidos para ser usada en la Segunda Guerra Mundial, tabulando
nuevas armas.
EDVAC (1947)
Desarrollada por Dr. John W. Mauchly, John Presper Eckert, Jr. y John Von
Neumann. Primera computadora en utilizar el concepto de almacenar
información. Podía almacenar datos e instrucciones usando un código especial
llamado notación binaria.
EDSAC (1949)
Desarrollada por Maurice Wilkes. Primera computadora capaz de almacenar
programas electrónicamente.
UNIVAC I (1951)
Desarrollada por Mauchly y Eckert para la Remington-Rand
Corporation. Primera computadora comercial utilizada en las oficinas del
censo de los Estados Unidos. Esta máquina se encuentra actualmente en el
"Smithsonian Institute". En 1952 fue utilizada para predecir la victoria de
Dwight D. Eisenhower en las elecciones presidenciales de los Estados Unidos.
Generaciones de la Computadora
Las primeras cuatro generaciones de la computadora se diferencian por sus
componentes electrónicos. Existe una posible quinta generación, la cual se
caracteriza por las aplicaciones avanzadas.
Primera Generación
(1951 -1958)
•Usaban tubos al vacío para procesar información.
•Usaban tarjetas perforadas para entrar los datos y los programas.
•Usaban cilindros magnéticos para almacenar información e
instrucciones internas.
•Eran sumamente grandes, utilizaban gran cantidad de electricidad, generaban
gran cantidad de calor y eran sumamente lentas.
•Se comenzó a utilizar el sistema binario para representar los datos.
Segunda Generación
(1958 - 1964)
•Usaban transistores para procesar información.
•Los transistores eran más rápidos, pequeños y más confiables que los tubos
al vacío.
•200 transistores podían acomodarse en la misma cantidad de espacio que un
tubo al vacío.
•Usaban pequeños anillos magnéticos para almacenar información e
instrucciones.
•Se mejoraron los programas de computadoras que fueron desarrollados
durante la primera generación.
•Se desarrollaron nuevos lenguajes de programación como COBOL y
FORTRAN, los cuales eran comercialmente accesibles.
•Se usaban en aplicaciones de sistemas de reservaciones de líneas aéreas,
control del tráfico aéreo y simulaciones de propósito general.
•La marina de los Estados Unidos desarrolla el primer simulador de vuelo,
"Whirlwind I".
•Surgieron las minicomputadoras y los terminales a distancia.
•Se comenzó a disminuir el tamaño de las computadoras.
Tercera Generación
(1964 - 1971)
•Se desarrollaron circuitos integrados para procesar información.
•Se desarrollaron los "chips" para almacenar y procesar la información.
Un "chip" es una pieza de silicio que contiene los componentes electrónicos
en miniatura llamados semiconductores.
•Los circuitos integrados recuerdan los datos, ya que almacenan la
información como cargas eléctricas.
•Surge la multiprogramación.
•Las computadoras pueden llevar a cabo ambas tareas de procesamiento o
análisis matemáticos.
•Emerge la industria del "software".
•Se desarrollan las minicomputadoras
IBM 360 y DEC PDP-1.
•Otra vez las computadoras se tornan
más pequeñas, más ligeras y más eficientes.
•Consumían menos electricidad, por lo
tanto, generaban menos calor.
Cuarta Generación
(1971 - 1988)
•Se desarrolló el microprocesador.
•Se colocan más circuitos dentro de un "chip".
•"LSI - Large Scale Integration circuit".
•"VLSI - Very Large Scale Integration circuit".
•Cada "chip" puede hacer diferentes tareas.
•Un "chip" sencillo actualmente contiene la unidad de control y la unidad
de aritmética/lógica. El tercer componente, la memoria primaria, es
operado por otros "chips".
•Se reemplaza la memoria de anillos magnéticos por la memoria de "chips"
de silicio.
•Se desarrollan las microcomputadoras, o sea, computadoras personales o
PC.
•Se desarrollan las supercomputadoras.
Quinta Generación
(1983 - al presente)
•Inteligencia artificial
La inteligencia artificial es el campo de estudio que trata de aplicar los procesos
del pensamiento humano usados en la solución de problemas a la computadora.
• Robótica
La robótica es el arte y ciencia de la creación y empleo de robots.
Un robot es un sistema de computación híbrido independiente que realiza
actividades físicas y de cálculo. Están siendo diseñados con inteligencia artificial,
para que puedan responder de manera más efectiva a situaciones no
estructuradas.
Categorías de Sistemas Computacionales
Características actuales deseadas
para una PC
El concepto de Computadora
Central Processing Unit
Input
Devices
• Keyboard
• Mouse
• Touch Screen
• Optical-Scanner
• Voice Recognition
etc.
Control Arithmetic
Unit
Logic Unit
System Bus
Special
Cache
Purpose
Processors Memory
Output
Devices
Primary
Storage
Memory
Secondary
Storage
Devices
Magnetic Disk
Tape Units
Optical Disks, etc.
•Sistemas expertos
Un sistema experto es una aplicación de inteligencia artificial que usa una base
de conocimiento de la experiencia humana para ayudar a la resolución de
problemas.
Ejemplos de sistemas expertos:
Diagnósticos médicos
Control de producción y entrenamiento
Reparación de equipos
Análisis de inversiones
Planeamiento financiero
Elección de rutas para vehículos
Ofertas de contrato
Asesoramiento para clientes de autoservicio
Control de producción y entrenamiento
•Redes de comunicaciones
Los canales de comunicaciones que interconectan terminales y computadoras se
conocen como redes de comunicaciones; todo el "hardware" que soporta las
interconexiones y todo el "software" que administra la transmisión.
•Ejemplos de redes de comunicaciones:
LAN - Local Area Network
BBN - Back Bone Network
MAN - Metropolitan Area Network
WAN - Wide Area Network
Conceptos básicos
Computadora
La computadora es un sistema electrónico que lleva a cabo operaciones de
aritmética y de lógica a alta velocidad de acuerdo a las instrucciones internas, que
son ejecutadas sin intervención humana. Además, tiene la capacidad de aceptar y
almacenar datos de entrada, procesarlos y producir resultados de salida
automáticamente. Su función principal es procesar datos.
Características de la Computadora
•La computadora realiza un paso a la vez.
•Puede sumar, restar, dividir y multiplicar.
•Puede hacer operaciones lógicas, o sea, comparar letras y números.
•Opera a alta velocidad.
•Es exacta o precisa - realiza exactamente lo que se le indica.
•Es eficiente - puede trabajar sin parar.
•Tiene capacidad para manejar cantidades enormes de información.
•Es confiable - tiene la capacidad de verificar la exactitud de sus operaciones
internas, o sea, autocomprobación.
•Puede manipular símbolos.
•Al compararla con las primeras computadoras, cada vez su tamaño es
menor, son más útiles y menos costosas.
Sistema de información de la computadora
Componentes
•"Hardware"
El "hardware" se refiere a todo equipo físico del sistema de la
computadora. Puede consistir de una sola unidad o puede ser un
número de dispositivos separados. Incluye terminales, teclados,
unidades de disco y cinta, impresoras, CPU y monitor.
•"Software"
•El "software" es el conjunto de programas que dirigen el
funcionamiento de la computadora.
•Recuerda que un programa es un conjunto de instrucciones en
secuencia para lograr que la computadora ejecute determinadas
operaciones.
•Usuario y programador
•El usuario es la persona que usa la computadora.
•El programador es la persona que diseña los programas para que las
computadoras los ejecuten. La computadora no puede llevar a cabo
ninguna tarea, por sencilla que sea, sin la asistencia humana. Esta
asistencia se le da a la computadora en forma de instrucciones o
programas y es la más importante porque determina el éxito o el fracaso
del producto esperado.
•Datos e información
•Datos - hechos o material original que no han sido procesados.
•Información - es el producto de los datos ya procesados.
•Los datos se usan para producir información que nos va a ayudar a
tomar decisiones.
•Documentación
•Se refiere a las instrucciones o manuales de procedimiento que le
proporcionan información al usuario de cómo usar el equipo o los
programas.
Unidad de Entrada - "Input"
Los dispositivos de la unidad de entrada se utilizan para entrar datos en la
computadora y dar comandos para la manipulación de datos.
•Teclado o "keyboard"
Es un dispositivo de entrada estándar que consiste de tres partes, a saber:
* Teclas de función (F1 - F12)
* Teclas alfanuméricas
* Teclas numéricas
•Ratón o "mouse"
Utiliza un puntero que al moverlo sobre
una superficie plana, manipula el cursor
en la pantalla de vídeo o monitor.
•Lápiz Óptico
Dispositivo parecido a una pluma ordinaria. Necesita un programa especial.
• Tableta Digitalizadora
Superficie de dibujo que convierte los movimientos en un programa especial.
• Micrófono
Convierte la emisión vocal de una persona en señales digitales.
• Pantallas sensibles al tacto
Permiten dar comandos a la computadora tocando ciertas partes de la pantalla
•Lectores de código de barras
Rastreadores que leen las barras verticales que conforman un código
• Scanner
Convierten el texto, las fotografías, las gráficas (blancas y negras o a color) en
forma legible por la computadora y transfiere la información a la computadora.
Unidad de salida - "Output"
La unidad de salida ("Output") convierte la información que sale de la
computadora en imágenes de pantalla de vídeo o monitor, impresas y otras
formas.
•Pantalla de vídeo o monitor
Es un dispositivo de salida primario. Algunos están integrados en la caja de la
computadora, mientras otros están solos.
•Impresora o "printer"
Es un dispositivo que convierte la salida de la computadora en un impreso o
copia en papel ("hardcopy").
Input/Output
Facsímil o "FAX"
Es un dispositivo para el envío o recibimiento de textos, datos e imágenes
pictóricas a través de líneas telefónicas.
Procesamiento
En la unidad central de procesamiento (CPU) es donde ocurre el manejo,
cambio, almacenamiento y procesamiento de datos. Se le conoce como el
cerebro de la computadora
Componentes del procesamiento
• Unidad de Control: La función es coordinar todas las actividades de la
computadora. Todos los recursos de la computadora son administrados
por la unidad de control. Esta unidad contiene las instrucciones de la
CPU para llevar a cabo comandos.
• Unidad Aritmética Lógica: Es donde ocurre el procesamiento real de
los datos. Se realizan todos los cálculos y todas las comparaciones y
genera los resultados.
• La memoria primaria es un área de almacenamiento a corto plazo
construida en el "hardware"de la computadora. Debe ser capaz de
aguantar el sistema operativo, las instrucciones para manipular los
datos y los datos entre sí. Las computadoras usan 2 tipos de memoria
primaria:
•Read Only Memory - ROM
Se le llama memoria de lectura solamente. Almacena ciertos programas e
información necesitada por la computadora. Estas instrucciones son
permanentes en el "chip"de la memoria y no puede ser alterada. Se le llama
memoria no volátil porque no se borra cuando se apaga la computadora. La
computadora siempre conserva los datos que están en esta memoria.
Una de las razones por la cual es importante la memoria ROM es para saber qué
hacer cuando se enciende la computadora
•Random Access Memory – RAM
Es memoria de acceso aleatorio. Se le llama así porque el CPU accesa su
memoria utilizando una dirección de memoria la cual es un número que indica
un lugar en el chip de memoria. Es una memoria vólatil. A menos que no se
almacene la información en un disco, la información se pierde si se apaga la
computadora. Esta memoria aguanta datos y programas vitales para el
funcionamiento de la computadora. En este tipo de memoria la información
puede ser cambiada, puede ser almacenada y puede ser borrada por el
usuario. El propósito de esta memoria es guardar los programas y datos.