Hardware y software

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Fundamentos de la Informtica

Presentacin

Profesor Responsable: Lic. Jacqueline Fernndez

Dpto. de Informtica Fac. Cs. Fsico, Matemtica y Naturales

Bloque 2 Primer Piso Boxes 5, 6 y 20

http://www.dirinfo.unsl.edu.ar/servicios/Materias.html

Area de Servicios

Ingeniera Electrnica Int. A la Programacin TUT TUG Prof. EnTec. Electrnica

Int. A la Computacin

Materia:

TUW - TUR Int. A la Programacin TUM - TUE

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Teora N 1

Hardware y Software

Area de Servicios Dpto. de Informtica FCFMyN - UNSL

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Computadoras - Introduccin

Una computadora es, esencialmente, una herramienta.

Una herramienta sirve para operar la conversin de una materia prima en un producto mediante un dispositivo que desarrolla un proceso. El proceso a su vez, lo determina una persona.

Dispositivo que realiza el proceso

Materia Prima Producto

Persona


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cada sistema constar de un conjunto de componentes y sus interrelaciones los cuales pueden organizarse jerrquicamente.

una computadora es un sistema complejocompuesta por muchos componentes electrnicos bsicos.

Todo sistema complejo se compone de un conjunto de sistemas interrelacionados, entre los cuales existe una jerarqua.

Una computadora es, esencialmente, una herramienta.


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Cada sistema y conjunto de componentes tendrn un comportamiento que puede catalogarse a travs de una caracterizacin abstracta y simplificada.

Para poder describirla es importante entonces, poder reconocer los sistemas que la integran por medio de su naturaleza.

Dicha caracterizacin se puede resumir en la determinacin de dos aspectos:

Estructura: el modo en que los sistemas (o componentes) estn interrelacionados. Describe cmo sucede.


Funcin: la operacin de cada sistema individual (o componentes) como parte de la estructura. Describe qu es lo que sucede


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En forma general y desde un punto de vista global se podra identificar las funciones bsicas de una computadora.


Recibirla materia prima y entregar el producto.

Dado que la materia prima est constituida por datos que debern ser operados, ser necesario

Procesar la materia prima.

Almacenamiento, al menos temporario, de los datos.

Persona

Materia Prima Producto Computadora Datos Informacin


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Sistema de transferencia

de datos

Sistema de Interconexin

Sistema de almacenamiento

de datos

Sistema de procesamiento

de datos

ENTORNO OPERATIVO (Usuario: Fuente y destino de los datos)

Esquema Funcional de una Computadora

Acorde con las funciones bsicas establecidas, se podran establecer las partes funcionales de una computadora o Subsistemas.

(recibir datos y entregar informacin)



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2- Almacenamiento de datos

1- Transferenciade datos

Ruta de los datos segn la funcin realizada

Transfe- rencia

Interco- nexin

Almace- namiento

Procesa- miento

Transfe- rencia

Interco- nexin

Almace- namiento

Procesa- miento


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4- Procesamiento de Datos Almacenados

3- Procesamiento de Datos en Trnsito

Transfe- rencia

Interco- nexin

Almace- namiento

Procesa- miento

Transfe- rencia

Interco- nexin

Almace- namiento

Procesa- miento

Ruta de los datos segn la funcin realizada


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Hardware y Software La computadora es un dispositivo que desarrolla un proceso. El proceso a su vez, lo determina una persona. Dicho de otra manera, podramos expresar que la computadora es un conjunto de componentes fsicas relacionadas que necesitan que se les indique de que manera se debe realizar el proceso de los datos. Quien determina dichas indicaciones es el hombre.

Elemento fsico: conjunto de componentes electrnicas, elctricas o mecnicas. Elemento No fsico: conjunto de directivas que describen la tarea a realizar. Elemento Coordinador: el hombre.

El procesamiento de los datos involucra tres elementos:

Elemento fsico Elemento No fsico

HARDWARE

Las componentes fsicas se especifican y relacionan conservando las definiciones funcionales e interrelaciones de los diferentes sistemas que conforman una computadora, constituyendo la Estructura Fsicade la misma.


SOFTWARE


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Esquema Estructural de una Computadora

Computadora

Entorno Operativo

Unidad Central de Procesamiento

Interconexin del sistema (Bus)

Memoria Principal

Mdulo de E/S

COMPUTADORA

Hardware


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La CPU Memoria

Bus E/S

CPU

COMPUTADORA

Unidad de control Unidad aritmtico

lgica

Interconexin interna de

la CPU

Registros

Unidad Central de Procesamiento

Hardware


Datos e Informacin - Alfabeto

Qu tipo de informacin utilizar la computadora?

Los datos usualmente hacen referencia a situaciones reales y se representan por medio de smbolos. Al ser interpretados adquieren un significado y a esto se le denomina Informacin.

Las computadoras son herramientas digitales: Es el contexto el que le confiere significado a los datos.

Hay tensin

No hay tensin

1

0

DatoSmbolo

Hardware


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1Kb (Kilobyte) = 1024 bytes = 210 bytes 1Mb (Megabyte) = 1024 Kb = 1048576 bytes = 220 bytes 1Gb (Gigabyte) = 1024 Mb = 1048576 Kb = 230 bytes 1Tb (TeraByte) = 1024 Gb = 1048576 Mb = 240 bytes 1 Pb (Petabyte) = 1024 Tb = 250 bytes 1 Eb (Exabyte) = 1024 Pb = 260 bytes

Unidades de Medida A la agrupacin de 8 bits se la denomina BYTE (caracter).

La mnima unidad de informacin el BIT (BinaryDigit) representa un dgito en el sistema binario (0-1).

Datos e Informacin - Alfabeto Hardware


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Dispositivos Externos

Una computadora no sirve para nada sin algn medio que le permita realizar las entradas y las salidas. Las operaciones de E/S se ejecutan a travs de una amplia gama de dispositivos que proporcionan una forma de intercambiar datos entre el exterior y la computadora.

Un dispositivo externo se lo denomina frecuentemente Dispositivo Perifrico o, simplemente Perifrico.

Hardware


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De Entrada: son dispositivos mediante los cuales se ingresan datos desde el exterior de la computadoras. Permiten la comunicacin Hombre Mquina.

En sentido amplio los dispositivos externos se pueden clasificar en dos categoras bsicas:

Ningn perifrico interacta directamente con la CPU o la memoria.

Dispositivos Externos Hardware

De Salida: son dispositivos por medio de los cuales se muestran datos hacia el exterior. Permiten la comunicacin Mquina Hombre.

Se puede mencionar una tercer categora:

De Entrada/Salida: dispositivos que poseen la capacidad de ingresar y mostrar datos al mismo tiempo.


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Esquema Estructural de una Computadora

Computadora

Unidad Central de Procesamiento Interconexin

del sistema (Bus)

Memoria Principal

Mdulo de E/S

COMPUTADORA

Monitor Teclado

Hardware - Perifricos


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Entrada/Salida Junto con la CPU y la memoria, el tercer elemento clave de una computadora es un conjunto de Mdulos de E/S. Cada mdulo se conecta al bus del sistema o a un conmutador central y controla uno o ms dispositivos perifricos. Un mdulo de E/S no es nicamente un conector mecnico sino que adems est dotado de cierta inteligencia, es decir, contiene la lgica necesaria para permitir la comunicacin entre el perifrico y el bus.

Un mdulo de E/S es un traductor de datos expresados en el lenguaje del perifrico al lenguaje de la mquina (0-1)

Dispositivos Perifricos

Hardware


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Teclado/Monitor La forma ms comn de interaccin computadora/usuario se produce a travs de la combinacin teclado/monitor.

Cada caracter se representa mediante un nico cdigo binario de 7 bits; por consiguiente se pueden representar 128 caracteres.

b6b5b4 (column)b3b2b1b0 row

(Hex)000

00011

0102

0113

1004

1015

1106

1117

0000 0 NUL DLE SP 0 @ P ` p0001 1 SOH DC1 ! 1 A Q a q0010 2 STX DC2 " 2 B R b r0011 3 ETX DC3 # 3 C S c s0100 4 EOT DC4 $ 4 D T d t0101 5 ENQ NAK % 5 E U e u0110 6 ACK SYN & 6 F V f v0111 7 BEL ETB ' 7 G W g w1000 8 BS CAN ( 8 H X h x1001 9 HT EM ) 9 I Y i y1010 A LF SUB * : J Z j z1011 B VT ESC + ; K [ k {1100 C FF FS < L \ l |1101 D CR GS - = M ] m }1110 E O S . > N ^ n ~1111 F SI US / ? O _ o DEL

La unidad bsica de intercambio de datos es el caracter.

Tabla ASCII

La idea es asociar a cada caracter un cdigo de interpretacin (combinacin de bits).


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La Memoria

Memoria Interna: a la computadora normalmente conocida como Principal

(aunque hay otras formas de memoria interna). Existe comunicacin directa con la CPU. Tiene la caracterstica de poder ser accedida en forma aleatoria (el acceso a la primer celda de memoria implica el mismo tiempo que el acceso a la ltima celda de memoria)

Clasificacin por: su ubicacin.

La memoria consiste de una sucesin de celdas con capacidad de almacenar datos de informacin (secuencias de ceros y unos).

Hardware

Memoria Externa: tambin denominada Secundaria. Existe comunicacin indirecta con la CPU. Consta de dispositivos de almacenamiento perifricos, tales como los discos que son accesibles por la CPU a travs de Mdulos de E/S. No son memorias aleatorias pues la forma en que se organizan los datos implica ciertos tiempos de demora dependiendo de la celda a ser accedida.


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Las restricciones de diseo de memoria de una computadora se pueden resumir en tres preguntas: 1.- Cunta informacin almacena?

2.- Cun rpida es? 3.- Qu costo tiene (precio)?

1.- El problema de la cantidad esta siempre abierto: si se consigue hasta una cierta capacidad, probablemente se desarrollarn aplicaciones que la utilicen.

La respuesta a este dilema no es tener un nico componente de memoria sino emplear una Jerarqua de Memorias.

Otra clasificacin: La Memoria Hardware

2.- Lo crucial es la velocidad y en este sentido, la memoria debe seguir a la CPU.

3.- Por ltimo y no menos importante, el costo debe ser razonable en relacin con los otros componentes.


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Registros

Cache

Memoria Principal

Cinta magntica

Disco magntico

Jerarqua de memoria tradicional

Jerarqua de memoria moderna

Jerarqua de Memoria

Costo por bit

Aum

ento Frec. de acc. CPU

A

umen

to d

e C

apac

idad

Tiem

po d

e ac

ceso

+

+

Hardware: La Memoria


23 Jerarqua de memoria moderna

Hardware: La Memoria


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Memoria Interna

Tipo dememoria

Clase Borrado Mecanis.deEscrit.

Voltil

Memoria RAM Memorialect/escr

Elctric.Por bytes

Elctricamente Voltil

Memoria ROMMemoria No

Mediantemscaras

ROM prog(PROM)

de slolectura

Posible

PROM borrable(EPROM) Memoria

Luzultravioleta Elctricamente

No-Volatil

Memoria FLASH De sobreTodo

Elctric. PorBloques

PROM borrableelectric EEPROM

Lectura Elctric. Porbytes

Existen distintos tipos de memorias usadas en la Memoria Principal.

Tipos de memorias semiconductoras

Hardware


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Memoria Externa Hardware

Discos Duros

Discos pticos

Memoria Flash utilizada en los llaveros USB, PC card y tarjetas de memorias


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Los datos se organizan en un conjunto de anillos concntricos en el plato, llamados pistas. Las pistas adyacentes estn separadas por bandas vacas. Las pistas se dividen en bloques llamados sectores. El sector es la unidad mnima de lectura/escritura.

Organizacin de los datos y formato

Discos Magnticos Un disco magntico es un plato circular construido con metal o plstico cubierto por un material magnetizable. Los datos se graban en l y despus se recuperan del mismo a travs de un bobina llamada cabeza.

Sector

Pista

Bandas Vacas

1

0

48

12

Hardware


Discos pticos

Constitucin: a partir de una resina, como un policarbonato, y se cubre con una superficie altamente reflectante, normalmente aluminio.

Recuperacin: con un lser de baja potencia situado en un lector de disco ptico o en una unidad de disco.

Grabacin: digitalmente por medio de una serie de hoyos microscpicos en la superficie reflectante.

La superficie con los hoyos se protege del polvo y rasguos con una capa final de laca transparente.

Hardware


28 28

Los datos se sitan secuencialmente a lo largo de una pista en espiral. La pista, al igual que en los discos magnticos, se divide en sectores.

Espiral de datos secuenciales

Organizacin de los datos y formato

Discos pticos Hardware


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MODULOS DE E/S

Hardware


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El Software Todo lo visto hasta ahora corresponde al Hardware de la computadora, pero de nada nos sirve sin contar con el Software necesario que ponga a nuestro servicio todos los recursos del hardware. Cada vez que hablamos de software nos referimos a programas. Un programa es una unidad de procesamiento formado por una serie de instrucciones o sentencias ordenadas en una secuencia predeterminada, siendo instrucciones las rdenes en las que se descompone un trabajo. Por lo tanto el software es: el conjunto de programas, rutinas, procedimientos o normas para la explotacin, funcionamiento y operacin del sistema. Por sus funciones el software puede categorizarse en:

Software de Base Software de Aplicacin


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Software de Base El software de base se puede clasificar en:

1.- Sistema Operativo: es un conjunto de programas que administra los recursos de la computadora, proporciona servicios a los programadores y planifica la ejecucin de otros programas.

2.- Utilitarios: dichos programas son creados para cumplir con funciones especficas que ayudan y complementan al sistema operativo, en la facilidad y optimizacin de los recursos de la computadora.

Las funciones o capacidades bsicas:

La que permite crear el entorno adecuado para el dilogo hombre-mquina. La que permite gestionar en forma automtica la lectura y el almacenamiento

de informacin en la unidades de memoria.

La que ofrece al usuario los medios adecuados para el tratamiento de la informacin y para el conocimiento de su estado y situacin en cualquier instante

Software


Software de aplicacin

Son como cualquier otro software, uno o ms programas que ordenan, planifican o programan a la computadora para realizar una tarea determinada especifica al usuario (tareas administrativas, etc.).

Juegos y entretenimientos. Educacin. Cientfico-tcnicas. Contabilidad y Administracin Productividad y gestin

Software

32 Area de Servicios Dpto. de Informtica FCFMyN - UNSL

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Software

Hardware de la computadora Sistema operativo

Utilitarios Programas de aplicacin

Usuario final

Visin jerrquica del Software que se ejecuta en una Computadora

Es posible que el usuario haga su propio sistema de aplicacin. Esto requiere de tcnicas de programacin as como de lenguajes de programacin.


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Lenguajes de programacin

Originalmente, las computadoras, eran programadas mediante el cableado de sus circuitos y otras mediante tarjetas perforadas directamente en el lenguaje de mquina.

Posteriormente, surgen los ensambladores, que facilitaban la programacin en lenguaje de mquina mediante representaciones simblicas de las instrucciones del usuario.

Finalmente surgen los lenguajes de programacin de alto nivel, tal que haciendo abstraccin de la mquina permiten programar en lenguaje ms prximos al lenguaje natural del ser humano.

Software


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Software

Si la traduccin es a medida que el programa se ejecuta (pueden existir errores sintcticos al momento de la ejecucin). El traductor se denomina Intrprete.

Sl la traduccin es previa a la ejecucin (el programa se ejecuta sin errores sintcticos). El traductor se denomina Compilador.

Todo programa realizado en lenguaje de alto nivel (fuente) debe ser previamente traducido al lenguaje de mquina (objeto) para que puedan ser ejecutados.

La traduccin la realiza otro programa:

Lenguajes de programacin


Documents

Hardware y software