UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNO

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA, ELECTRONICA Y SISTEMASESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA

TRABAJO ENCARGADO #9: ARQUITECTURA, CONFIGURACION E IMPLEMENTACION DE UNA PC Y UN ORDENADOR.

ASIGNATURA:

LENGUAJES DE PROGRAMACION I

PERTENECE A:

GUTIERREZ QUISPE AYRTON

SEMESTRE: II

ING. GUIDO HUMBERTO CAYO CABRERA

PUNO-PERU2014

ARQUITECTURA, CONFIGURACION E IMPLEMENTACION DE UNA PC Y UN ORDENADOR

1) FUNDAMENTOS:Estetrabajoha sido concebido con la finalidad de aportar un conjunto ordenado de conocimientos que permita describir la complejidad de unacomputadoradeescritorio.Se hace unadescripcinde los diversos componentes delsistemay de su funcionalidad. Se analiza, adems, la interrelacin que existen entre ellos haciendo posible el funcionamiento integral y armnico de un sistema decomputacin.En el captulo 1 se tratan los componentes principales de una computadora. En el captulo 2 se analizan losdispositivos de entrada y saliday finalmente el captulo 3 aborda losdispositivos de almacenamiento.Esperamos que este esfuerzo sirva de punto de inicio en la labor deinvestigacinde losestudiantesdeingenieray de los que consideran a lainformticacomo una herramienta poderosa para eldesarrollode sus profesiones.

2) ANALISISESTRUCTURA DEL COMPUTADOR 2. Arquitectura de los Computadores El trmino arquitectura de computadores hace referencia a la naturaleza de las diferentes unidades funcionales que componen al hardware, as como a la forma en que dichos agrupamientos de componentes electrnicos se interrelacionan para proporcionar poder computacional al equipo. 2.1 Arquitectura Von Neumann Existen muchas configuraciones que a lo largo de la historia de los computadores se han propuesto para integrar a estos equipos. De entre todas stas, la que por mayor tiempo ha influenciado a la industria del cmputo es la propuesta por el matemtico hngaro-americano J. Von Neumann. En 1946, para el desarrollo de uno de los primeros computadores, denominado mquina IAS, Von Neumann elabor algunos documentos y ofreci platicas relacionadas con la organizacin y naturaleza de los componentes. Con posterioridad, el diseo de este equipo fue profusamente copiado, convirtindose en el prototipo de la arquitectura de los computadores de la primera generacin con programa almacenado, y con algunos cambios, es posible encontrarlo an en computadores actuales. El diseo, tambin conocido como mquina Von Neumann de direccin nica (arquitectura Von Neumann), fue fruto del trabajo del grupo compuesto por Von Neumann, Burks, Goldstine y otros. La esencia de la arquitectura Von Neumann se encuentra explicada en el primer memorando del proyecto IAS, denominado 'Preliminary discussion of the logical design of an electronic computing instrument. En ste, Von Neumann postul que los elementos funcionales de un computador debern ser: La unidad de aritmtica-lgica, encargada de efectuar las operaciones sobre los datos. La unidad de control, encargada de dirigir la operacin del computador. La unidad de memoria (almacenamiento), donde se guardan tanto los datos como las instrucciones que se efectuarn sobre stos. La unidad de entrada/salida (E/S, o I/O por sus siglas en ingls). encargada del proceso de comunicacin del computador con su entorno (el operador, por ejemplo).

Es comn que se considere a la unidad de control integrada (fsica y lgicamente) con la unidad aritmtico-lgica, formando lo que se ha dado en llamar Unidad Central de Procesamiento (CPU, por sus siglas en ingls).

COMPUTADOR:

Es una mquinaelectrnica, humanamente programada, capaz de realizar a granvelocidadclculosmatemticosyprocesoslgicos. Tambin es capaz de leer, almacenar, procesar y escribirinformacincon mucha rapidez y exactitud.Elcomputadorresponde a unaestructuramecnicacapaz de desarrollar actividades que, de hacerlasel hombre, demandaran el uso de capacidadesintelectuales. La idea de computador comoCerebroElectrnico es adecuada si se entiende como un mecanismo que debe ser programado para cada tarea que se quiere realizar.Unacomputadorano debe considerarse como una mquina capaz de realizar nicamenteoperacionesaritmticas, aunque ste fue su primera aplicacin real, es capaz de realizar trabajos consmbolos, nmeros, textos,imgenes, sonidos y otros, describiendo as elconceptodemultimedia.

La gran velocidad de operacin es la ms brillante caracterstica de la computadora. La velocidad de un computador se mide, en nuestros das, en nanosegundos y picosegundos, equivalentes a una mil millonsima y una billonsima parte de un segundo respectivamente.COMPONENTES:EL HARDWAREEL SOFTWARE

Definiendo cada una de las partes tendremos:Software:Del ingles "soft" blando y "ware" artculos, se refiere al conjunto de instrucciones (programa) que indican a la electrnica de la maquina que modifique suestado, para llevar a cabo unprocesodedatos; ste se encuentra almacenado previamente enmemoriajunto con los datos.Elsoftwarees un ingrediente indispensable para el funcionamiento del computador. Est formado por una serie de instrucciones y datos, que permiten aprovechar todos losrecursosque el computador tiene, de manera que pueda resolver gran cantidad deproblemas. Un computador en si, es slo un conglomerado de componentes electrnicos; el software le da vida al computador, haciendo que sus componentes funcionen de forma ordenada.El software es un conjunto de instrucciones detalladas que controlan la operacin de unsistemacomputacional.Hardware:Del ingles "hard" duro y "ware" artculos, hace referencia a losmediosfsicos (equipamiento material) que permiten llevar a cabo un proceso de datos, conforme lo ordenan las instrucciones de un cierto programa, previamente memorizado en un computador.Conjunto de dispositivos fsicos que forman un computador. El equipo que debe permitir a un usuario hacer trabajos (escribir textos, sacarcuentas), escucharmsica, navegar enInternet, hacer llamadas telefnicas, ver pelculas, etc.En elhardwareencontramosla memoriadel computador, loscircuitosque se encuentran dentro del gabinete, la disquetera, elteclado, laimpresora, elmonitor, elmouse.

3) DESCRIPCIONArquitectura de un computador.Un equipo debe cumplir con algunas caractersticas para que cumpla lafuncinde un computador:a) Tener unaCPUo UCP (Unidad Central de Proceso)b) Memoria principalRAMy ROMc) Memoria Auxiliar (disco duroy otros dispositivos dealmacenamientode informacin)d) Dispositivos de entrada y salida (teclado, mouse, monitor, impresora)UCP.Es el cerebro del computador. Se encarga de controlar el flujo de la informacin entre todos los componentes y de procesar las instrucciones de los distintosprogramasen uso, en un determinado momento.Sus componentes son:-Unidad de Control: coordina lasaccionesque se llevan a cabo en la UCP, como decodificar e interpretar informacin desde un componente a otro, entre otras tareas.-Unidad Aritmtica y Lgica: Realiza las operaciones aritmticas como adicin, sustraccin, divisin, multiplicacin y las lgicas como mayor que, menor que, mayor o igual, menor o igual.Memoria Principal

RAM:(RandomAccessMemory)

Es una zona de almacenamiento temporal, entre cuyas caractersticas estn ser delecturayescritura, pudindose acceder a la informacin aqu almacenada, con el objeto de modificarla. Se le considera reutilizable.Es voltil, reteniendo la informacin basndose en energa elctrica. Al apagarse el computador, todo lo contenido se pierde.ROM:(Read Only Memory)Es permanente, ya que lo que permanece en la ROM no se pierde aunque el computador se apague.Su funcin principal es guardar informacin inicial que el computador necesita para colocarse en marcha una vez que se enciende. Solo sirve para leer. Se puede leer la informacin desde esta memoria y no recibir informacin.CACH:Tiene la informacin que elprocesadorocupar a continuacin.Memorias Auxiliares.Son los dispositivos fsicos magnticos en que se almacena informacin en forma permanente, con el objeto de recuperarla posteriormente.Cintas magnticas: Sistema de almacenamiento antiguo. Su apariencia era parecida a las cintas devideoo a cintas de film.Disquetes: Son unidades magnticas de 31/2 (pulgadas) y que en ellos se almacenan hasta 1.44 Mb (Megabyte) de informacin, pudindose decir que es igual a 1.474 Kb (Kilobyte). Son borrables y reutilizables, pudindose escribir varias veces sobre la informacin almacenada anteriormente.Disco duro: Disco metlico que se encuentra en el interior del computador donde se almacena mucha informacin (programas, datos numricos,documentos, etc.). Se puede decir que es la bodega del computador.CD ROM: Son discos compactos que se graban por medio dellser. Son regrabables ya la mayora de ellos. Aceptan gran cantidad de informacin.

PRINCIPALES COMPONENTES DE UNA PCLA PLACAMADREO MAINBOARDLa placa madre es la tarjeta principal y es considerada como el centro nervioso de la computadora. Todos los dems componentes de los que consta un sistema se conectan a ella y quedan bajo suadministracin.Fsicamente, se trata de una tarjetaelectrnicade material sinttico sobre la cual existe un circuito electrnico que conecta diversos elementos que se encuentran atachados sobre ella. Los principales son:Elmicroprocesador.La memoriaLos slots o ranuras de expansin.Diversos chips decontrol, entre ellos laBIOS.Conectores internos, externos y elctricos.Elementos integrados.Veamos a continuacin en laFigura1 un ejemplo de placa madre en la que se sealan sus elementos ms importantes:

http://www.monografias.com/Computacion/Internet/Cuadro 1:TIPOAOVELOCIDAD RELOJ (Mhz)

FPM199025

EDO199440

SDRAM199666

SDRAM1998100

SDRAM1999133

RDRAM1999400

RDRAM2003533

DDR SDRAM2001100

DDR SDRAM2001133

DDR SDRAM2002166

DDR SDRAM2004200

DDR22004200

DDR22005333

Cuadro 1

Podemos decir que en la actualidad las memorias DDR2 son las ms rpidas alcanzando 400 Mhz. A esta importante caracterstica se aade su bajo consumno de energa y por consiguiente su bajaproduccindecalor.FUENTE DE PODEREste es tal vez uno de los componentes menos considerados por los usuarios de PC. Sin embargo, cumple unafuncinmuy importante al suministrar de la energa elctrica necesaria para el funcionamiento del sistema. La fuente depoderrecibe la corriente elctrica alterna desde la lnea pblica y la transforma en continua. Debido a que muchos componentes de la PC funcionan a 3 / 5 v. y otros a 12 v. lafuente de poderse debe encargar del suministros de ambos voltajes.A pesar que el mbito de lasfuentesde poder puede estar inclinado hacia el campo de laelectricidady no de lainformtica, existen algunos criterios que si son deintersdel presentetrabajocomo el de las formas que las fuentes adquieren. En el Cuadro 2 se hace un resumen de stos:NOMBREDESCRIPCIONAO DE APARICION

PC/XT/ATUsado en placas con procesador 286. En desuso en la actualidad.1984

BABY AT/LPXAlcanz gran popularidad entre 1985 y 1995. Tena los mismos conectores que el AT, pero era de menor tamao.1985

ATX/NLXSe suprimi el conector delmonitor. Primer estndar.1995

MINI ATX / MICRO-ATX/SFXMs pequeo que el ATX, no cuenta con suministro de 5v.1996

WTXDesarrollado por Intel. Destinado al uso deservidores.1998

ATX12VMs reciente estndar con suministro de 12 v.2000

Cuadro 2

COMPONENTES DE ENTRADA Y SALIDA

MOUSEDISPOSITIVOS DE ENTRADAElmousees un perifrico, generalmente fabricado enplstico, utilizado como dispositivo de entrada de datos y de control. En los programas relacionados con eldiseoy entornos operativosgrficosel mouse permite utilizar el software de forma ms sencilla y rpida que si se realizara con elteclado. Sin embargo, el software pone a disposicin todas sus funcionessiempre accesibles desde el teclado de manera que sea el usuario quien voluntariamente escoja el perifrico que le resulte ms cmodo.2.1.1.1 TIPOS DE MOUSEMouse mecnicoUn mouse mecnico tiene una gran bola en su fondo y esta bola conduce dos ruedas internas, una para cada eje coordenado, que generan pulsos en respuesta almovimientodel mouse.La circuitera dentro del mouse cuenta los pulsos generados por las ruedas internas y manda informacin sobre los movimientos del mouse al computador. sta es procesada en el controlador del sistema operativo correspondiente.Mouse pticoEs una variante de mouse que carece de bola de goma con lo que se consigue evitar el frecuente problema de la acumulacin de suciedad en el eje de transmisin y por sus caractersticas pticas es mucho menos propenso a sufrir este inconveniente. Se considera uno de los mouse ms modernos y prcticos.Mouse lserEste tipo de mouse es mucho ms sensible que el mouse ptico hacindolo ideal para los diseadores grficos y los fanticos de losjuegospor computadora. En vez de utilizar el sistema de refraccin y el halo deluzroja que utilizan los pticos, tiene unmotorde captura de movimiento a base de unlserque es invisible al ojo humano.Otro tipo de clasificacin es por la conexin que tiene los mouse con la PC.Mouse con cablesHoy en da se puede conseguir un mouse con cable apreciossumamente mdicos lo que hace de ste el ms popular. Sin embargo, tambin se puede conseguir un mouse con cable de altasprestaciones; por ejemplo, un mouse lser. Los hay de todos los tipos. Vienen con uno de 2 tipos de conectores posibles en la actualidad: Puerto USB y puerto PS/2. An existen versiones del mouse que se conectan porpuerto Serial, pero son poco comunes.Mouse inalmbricoEs un mouse que se usa sin cables de comunicacin entre el computador y el mouse. Al usarlo, se requiere de un punto de concentracin de la seal inalmbrica producida por el mouse. A este punto se le llama receptor y normalmente se conecta al computador por un puerto USB, aunque se le puede colocar un adaptador para que se conecte por el puerto PS/2.Existen dos tipos importantes de mouse inalmbricos:Radio Frecuencia (RF)Es el tipo ms comn y econmico. Funciona enviando una seal a una frecuencia de 2.4Ghz, la misma que utilizan muchos telfonos inalmbricos y las tecnologas inalmbricas IEEE 802.11b y IEEE 802.11g. No sufre de muchas desconexiones ni interferencias de los otros equipos en su misma frecuencia y tiene un rango aceptable: aprox. 3 m.Infrarrojo (IR)ste utiliza latecnologade transmisin de datos por seal infrarroja la misma que utilizan telfonos mviles/celulares, los controles remotos de nuestros televisores y equipos desonido. El rango de alcance es bastante inferior que el deradiofrecuencia. Tambin tienen el inconveniente de tener que mantener una lnea visual directa e ininterrumpida entre el mouse y el receptor de la seal.Bluetooth (Bt)Utiliza el relativamente nuevo estndar de transmisin inalmbrica Bluetooth, el mismo que utilizan los auriculares inalmbricos de los telfonos celulares/mviles. El rango es de 10 metros.2.1.2. TECLADOUn teclado es un perifrico utilizado para laintroduccinde rdenes y datos en un computador. Existen distintas disposiciones de teclado, para que se puedan utilizar en diversos idiomas.Se han sugerido distintas alternativas a la disposicin de teclado indicando ventajas tales como mayores velocidades de tecleado. La alternativa ms famosa es el Teclado Simplificado Dvorak.La disposicin de las teclas se remonta a las primerasmquinasde escribir. Aquellas mquinas eran enteramente mecnicas. Al pulsar una letra en el teclado se mova un pequeo martillo mecnico que golpeaba el papel a travs de una cinta impregnada en tinta. Al escribir con varios dedos de forma rpida, los martillos no tenan tiempo de volver a su sitio antes de que se moviesen los siguientes, de forma que se atoraban unos contra otros. Para que esto ocurriese lo menos posible se hizo unadistribucinde las letras de forma contraria a lo que hubiese sido lgico con base en la frecuencia con la que cada letra apareca en untexto. De esta manera la pulsacin era ms lenta y los martillos se atoraban menos veces.Cuando aparecieron las mquinas de escribir elctricas y despus los computadores, con sus teclados tambin elctricos, se consider seriamente modificar la distribucin de las letras en los teclados, colocando las letras ms corrientes en la zona central. El nuevo teclado ya estaba diseado y los fabricantes preparados para iniciar la fabricacin. Sin embargo, elproyectose cancel debido al temor de que los usuarios tuvieran excesivas incomodidades para habituarse al nuevo teclado, y que ello perjudicara la introduccin de los computadores personales, que por aquel entonces se encontraban en pleno auge.El primer teclado apareci en 1981 y tena 83 teclas, luego en 1984 apareci el teclado PC/AT con 84 teclas (una ms al lado de SHIFT IZQ).En 1987 IBM desarroll el MF-II (Multifuncin II o teclado extendido) a partir del AT. Sus caractersticas son que usa el mismo interfaz que el AT, aade muchas teclas ms, se ponen leds y soporta el Scan Code set 3, aunque usa por defecto el 2. De este tipo hay dos versiones, la americana con 101 teclas y la europea con 102.Los teclados PS/2 son bsicamente iguales a los MF-II. Las nicas diferencias son el conector (mini-DIN de 6 pin) ms pequeo que el AT y mscomandos, pero la comunicacin es la misma, usan elprotocoloAT. Incluso los ratones PS/2 usan el mismo protocolo.Actualmente la denominacin AT PS/2 slo se refiere al conector porque hay una gran diversidad de ellos.Un teclado est realizado mediante un microcontrolador, normalmente de las familias 8048 u 8051 de Intel. Estosmicro controladoresejecutan sus propios programas que estn grabados en sus respectivas ROMs internas. Estos programas realizan la exploracin matricial de las teclas para determinar cuales estn pulsadas.Por cada pulsacin o liberacin de una tecla el microcontrolador enva uncdigoidentificativo que se llama Scan Code. Para permitir que varias teclas sean pulsadas simultneamente, el teclado genera un cdigo diferente cuando una tecla se pulsa y cuando dicha tecla se libera.La comunicacin del teclado es va serial, aunque las tecnologas inalmbricas explicadas en la seccin de mouse tambin son extensibles a stos dispositivos.2.2. DISPOSITIVOS DE SALIDAEl monitor es el componente ms evidente cuando se habla de una computadora. En los primeros aos de las PC, lascomputadorasno contaban con un sistema de comunicacin visual con el usuario, en su lugar las luces parpadeantes que indicaban el procesamiento de los datos y una mquina de escribir que imprima el resultado hacan ver lo que era capaz de hacer una PC.Hoy en da los das en que prcticamente todo nuestro escritorio era ocupado por un monitor han quedado atrs con la aparicin de losmonitoresLCD que cuentan con la misma tecnologa que los monitores de laptop. Hoy en da existen monitores desde 14" hasta 21-22" muy recomendables para trabajos deedicinfotogrfica o para los fanticos de los juegos de video.MONITORTARJETA DE VIDEOEs una tarjeta de ampliacin o un conjunto de chips incorporados en una placa para poder visualizar texto y grficos en el monitor de un computador. La tambin incluye un conector fsico para el cable del monitor.Una caracterstica importante de una tarjeta de video es su resolucin y la cantidad decoloresque sta puede soportar. La resolucin es una medida de la cantidad de puntos horizontales y verticales que se pueden dibujar en una pantalla. Su notacin es: 640 x 480, por citar la resolucin ms bsica. Esto quiere decir 640 pxeles de ancho y 480 pxeles de alto, siempre con referencia a la pantalla. Las tarjetas de video cuentan con una pequea memoria integrada que determinar la cantidad de colores y la resolucin que podr manejar.El Cuadro 3muestraun resumen de las diferentes resoluciones disponibles en elmercado:TIPO DE TARJETARESOLUCINCOLORES SOPORTADOS

CGAHasta 640 x 200Hasta 4 ( resol. 300x200)

EGA640 x 35016

VGA640 x 480256

SVGA2048 x 153616 millones

UNIDADES DE ALMACENAMIENTOEs un dispositivo que podco a poco va quedando obsoleto y es utilizado para leer y grabar informacin en un disquete.DISQUETERALosCD-ROMson ledos por una lectora deCD-ROM y escritos por grabadoras de CD (a menudo llamadas "quemadoras"). Los lectores CD-ROM puede ser conectados a la computadora por la interfase IDE (ATA), por una interfaz SCSI o a travs del puerto USB. La mayora de los lectores de CD-ROM leen CD de audio y CD de vdeo (VCD) con el software apropiado.LECTORAS DE CD ROMLos lectores deDVD-ROM tambin leen los DVD-Video y los formatos en CD, como CD-ROM, CD-R, CD-RW y CDs de Video. Para que pueda leer los DVD y CD las lectoras contienen en su parte interna un ojo ptico en la cual lee el formato de unos y ceros con la que se encuentran grabados estos tipos de CDs.LECTORAS DE DVDSe llama disco duro (eninglshard disk, abreviado con frecuencia HD o HDD) al dispositivo encargado de almacenar informacin de forma persistente en un computador. Los discos duros generalmente utilizan un sistema de grabacin magntica analgica. El disco aloja dentro de una carcasa una serie de platos metlicos apilados girando a gran velocidad. Sobre estos platos se sitan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnticos. Hay distintos estndares a la hora de comunicar un disco duro con el sistema. Los ms utilizados son IDE/ATA, SCSI, Ultra ATA y Serial ATA. Dada la importancia y complejidad de losdiscos durosexplicaremos brevemente algunas caractersticas de este dispositivo.Dentro de undisco durohay varios platos (entre 2 y 4), que son discos (dealuminioo cristal) concntricos y que giran todos a la vez.El cabezal delecturayescrituraes un conjunto de brazos alineados verticalmente que se mueven hacia dentro o fuera segn convenga, todos a la vez. En la punta de dichos brazos estn las cabezas de lectura/escritura, que gracias al movimiento del cabezal pueden leer tanto zonas interiores como exteriores del disco. Cada plato tiene dos caras, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada cara (no es una cabeza por plato, sino una por cara). Si se mira el esquema Cilindro-Cabeza-Sector (ms abajo), a primera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4 platos.Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanmetros). Si alguna llega a tocarlo, causara muchos daos en el disco, debido a lo rpido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto se mueve a 120 Km/h en el borde).ESTRUCTURA FSICA DEL DISCO DUROESTRUCTURA LGICA DEL DISCO DUROEL DISCO DURODentro del disco se encuentran:El Master Boot Record (en el sector de arranque), que contiene la tabla de particiones.Las particiones, necesarias para poder colocar lossistemasde ficherosCARACTERSTICAS DE UN DISCO DUROLas caractersticas que se deben tener en cuenta en un disco duro son:Tiempo medio de accesoTiempo medio que tarda en situarse la aguja en el cilindro deseado; suele ser aproximadamente un 1/3 del tiempo que tarda en ir desde el centro al exterior o viceversa.Tiempo de GiroTiempo que tarda el disco en girar media vuelta, que equivale al promedio del tiempo de acceso (tiempo medio de acceso). Una vez que la aguja del disco duro se sita en el cilindro el disco debe girar hasta que el dato se site bajo la cabeza; el tiempo en que esto ocurre es, en promedio, el tiempo que tarda el disco en dar medio giro; por este motivo la latencia es diferente a la velocidad de giro, pero es aproximadamente proporcional a sta.Tasa de transferenciaVelocidad a la que puede transferir la informacin al computador. Puede ser velocidad sostenida o de pico.Cach de pistaEs una memoria deestadoslido, tipo RAM, dentro del disco duro de estado slido. Los discos duros de estado slido utilizan cierto tipo de memorias construidas consemiconductorespara almacenar la informacin. El uso de estaclasede discos generalmente se limita a las supercomputadoras, por su elevadoprecio.USB DRIVE OFLASHDRIVEEste dispositivo es de reciente aparicin y se est convirtiendo rpidamente en un medio de almacenamiento muy utilizado por el pblico, pues tiene una ghran portabilidad y un bajocosto. Esta tecnologa aprovecha la gran estandarizacin con que cuentan los puertos USB generalmente incluido en todas las mainboard. Adems, casi no existe sistema oprativo que no le brinde soporte. Su dimensiones muy pequeas hacen que no solo sea utilizado para el almacenamiento de datos sino tambin como reproductos demsicay video.4) EXPERIENCIAS EN LABORATORIOS

Evolucin histrica de las computadoras.

En la historia de la humanidad se han construido distintos tipos de instrumentos de ayuda para que el hombre pudiera calcular, hasta llegar a la computadora digital moderna. Aqu mostraremos algunos hitos importantes en esta historia. Se muestra la evolucin de las computadoras, as como de los dispositivos para entrada/salida y los medios de comunicacin de datos.

La primer persona en construir una mquina de calcular fue el francs Blaise Pascal (1642). Era una mquina mecnica que slo serva para sumar. En 1666 Samuel Morbard crea una mquina para sumar y restar. Ya en 1674, el barn Gottfired Wilhelm von Leibniz construye en Alemania una calculadora mecnica que no solo suma y resta, sino que tambin puede efectuar operaciones de multiplicacin y divisin. Todas estas calculadoras eran mecnicas, en base a movimientos de engranajes, y los datos se ingresaban por medio de husos giratorios.Primera Generacin: Vlvulas de vaco (1945-1955).

Para el momento en que Howard Aiken haba terminado la Mark II, las computadoras basadas en rels ya eran obsoletas. El principal estmulo para desarrollar computadoras electrnicas estuvo en la segunda guerra mundial. Los submarinos alemanes, que destruan a la flota inglesa, se comunicaban por radio con sus almirantes en Berln. Los britnicos podan captar las seales de radio, pero los mensajes estaban encriptados usando un dispositivo llamado ENIGMA. La inteligencia britnica haba podido obtener una mquina ENIGMA robada a los alemanes, pero para quebrar los cdigos era necesaria una gran cantidad de clculo, que deba hacerse a alta velocidad.

Para decodificar estos mensajes, el gobierno britnico construy un laboratorio para construir una computadora, llamada COLOSSUS. Alan Turing, T. Flowers y M. Newman construyeron esta computadora (1943), que fue la primer computadora electrnica de la historia. Estaba construida de vlvulas de vaco y no tena dispositivos electromecnicos. A pesar de ello, al ser un secreto militar, su construccin no tuvo ninguna influencia posterior.

En EE.UU., simultneamente, haba inters de la armada para obtener tablas que pudieran usarse para mejorar la precisin en los disparos de artillera pesada (en particular para armas antiareas), ya que hacerlos manualmente era tedioso y frecuentemente con errores.

En 1943, John Mauchly y uno de sus alumnos, un joven ingeniero llamado John P. Eckert obtienen un subsidio de la armada para construir una computadora electrnica, que llamaron Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC). John Mauchly propuso construir una computadora electrnica digital para reemplazar al analizador diferencial, dando dos ventajas principales: la velocidad de la electrnica, y la precisin del principio digital. La computadora consista de 18000 vlvulas de vaco y 1500 rels. Consuma 140 KW/h y pesaba 30 toneladas. Su hardware electrnico era 10 veces ms rpidos que los del analizador diferencial y 100 veces ms rpido que un calculista humano: poda hacer 5000 sumas por segundo. La computadora era programada por completo usando una tcnica similar a los tableros de enchufes de las antiguas mquinas de calcular (enciendiendo y apagando llaves y enchufando y desenchufando cables). Esta computadora no era binaria, sino decimal: los nmeros se representaban en forma decimal, y la aritmtica se haca en el sistema decimal. Tena 20 registros que podan usarse como un acumulador, cada uno de los cuales almacenaba nmeros decimales de 10 dgitos. Luego que la ENIAC estuvo operativa, y se vio que tomaba tiempo considerable en preparar un programa e incorporarlo en el cableado, la mquina se modific de tal forma que una secuencia de instrucciones pudiera leerse como una secuencia de nmeros de dos dgitos que se ponan en una tabla de funciones. Para mantener la lgica simple, un solo registro qued de acumulador, y los dems fueron usados como memoria. Como mencionamos, mientras la ENIAC era construida, en 1944 Mark I se puso operativa. En el mismo ao, prcticamente todas las mquinas de Zuse fueron destruidas por el bombardeo de los aliados a Berln , por ende, su trabajo no tuvo influencia en mquinas posteriores. La computadora Z4, que entr en operacin en 1945, sobrevivi al bombardeo y ayud al desarrollo de postguerra de computadoras cientficas en Alemania. Contena unos 2200 rels y trabajaba con nmeros binarios de punto flotante normalizado con una mantisa de 22 bits. Una multiplicacin tomaba entre 2.5 y 3 segundos. El programa se lea de dos lectoras de cinta perforada, y segua teniendo memoria mecnica (para almacenar hasta 64 nmeros).Segunda Generacin: Transistores (1955-1965).

La primer computadora puramente basada en transistores fue la TX-0 (Transitorized eXperimental computer 0), en el MIT. Esta fue un dispositivo usado para probar la TX-2. Uno de los ingenieros trabajando en este laboratorio, Kenneth Olsen, abandon el laboratorio para formar la compaa DEC (Digital Equipment Company).

En 1956, IBM introduce el primer disco duro. En el mismo ao, se disea la primer computadora comercial UNIVAC puramente basada en transistores. En 1957 la EDSAC 2 estuvo operativa. Era una computadora con 1024 palabras de 40 bits, con dos rdenes por palabras. Estaba hecha con vlvulas, y la memoria usaba ncleos de ferrita. La ALU era bit-sliced. Se incluyeron operaciones de punto flotante para hacer los clculos ms simples, que usaba una fraccin de 32 bits y un exponente de 8 bits. La computadora era microprogramada, con una ROM 768 palabras. La ROM permita que diversas subrutinas tiles (seno, coseno, logaritmos, exponenciales) estuvieran siempre disponibles. La memoria fija inclua un ensamblador y un conjunto de subrutinas de impresin que permitan hacer entrada/salida.

Los microprogramas permitieron que las rdenes pudieran ser diseadas cuidadosamente, menos dependientes de accidentes del hardware. La computadora ejecutaba una instruccin simple en unos 20 microsegundos, y una multiplicacin precisaba 250 microsegundos. La lectora de papel lea 1000 caracteres por segundo, y la perforadora perforaba 300 caracteres por segundo. La salida se segua imprimiendo en una telelimpresora. En el mismo ao, la computadora ERMETH se construy en el ETH en Zurich. Tena palabras de 16 dgitos decimales, cada uno de los cuales contena dos instrucciones y un nmero de punto fijo de 14 dgitos o un nmero de punto flotante con una mantisa de 11 dgitos. Una suma de punto flotante tomaba 4 milisegundos; una multiplicacin, 18 milisegundos. Tena un tambor magntico que poda almacenar 1000 palabras. La mquina tena unos 1900 vlvulas de vaco y unos 7000 diodos de germanio.Tercera Generacin: Circuitos Integrados (1965-1980)

Como fue mencionado, a fines de los aos '50, ingenieros en Fairchild Semiconductor Co. y en Texas Instrument desarrollaron el primer transistor plano, y mas adelante el primer circuito integrado plano. La invencin del circuito integrado revel el potencial para extender el costo y los beneficios de operacin de los transistores a todos los circuitos producidos en masa. La invencin del circuito integrado permiti que docenas de transistores se pusieran en el mismo chip. Este empaquetamiento permiti construir computadoras ms pequeas, rpidas y baratas que sus predecesores con transistores. Las primeras versiones de la IBM 360 eran transistorizadas, pero las versiones posteriores no solo eran ms rpidas y poderosas, sino que fueron construidas en base a circuitos integrados. En 1965, Gordon E. Moore (fundador de Fairchild, y patentador del primer circuito integrado) cuantific el crecimiento sorprendente de las nuevas tecnologas de semiconductores. Dijo que los fabricantes haban duplicado la densidad de los componentes por circuito integrado a intervalos regulares (un ao), y que seguiran hacindolo mientras el ojo humano pudiera ver. En 1967, Fairchild introduce un chip que contena una ALU de 8 bits: el 3800. En 1968, Gordon Moore, Robert Noyce y Andy Grove establecen la compaa Intel, que en un principio se dedica a fabricar chips de memoria. En este mismo ao, la computadora CDC 7600 logra la velocidad de 40 Mflops..CUARTA GENERACIN (1971 a 1981)Microprocesador , Chips dememoria, MicrominiaturizacinDos mejoras en la tecnologa de las computadoras marcan el inicio de la cuarta generacin: el reemplazo de lasmemoriascon ncleos magnticos, por las de chips de silicio y la colocacin de Muchos ms componentes en un Chip: producto de la microminiaturizacin de los circuitos electrnicos. El tamao reducido delmicroprocesadory de chips hizo posible la creacin de las computadoras personales (PC)En 1971, intel Corporation, que era una pequea compaa fabricante desemiconductoresubicada en Silicon Valley, presenta el primer microprocesador o Chip de 4 bits, que en un espacio de aproximadamente 4 x 5 mm contena 2 250 transistores. Este primer microprocesador que semuestraen la figura 1.14, fue bautizado como el 4004.QUINTA GENERACIN Y LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL (1982-1989)Cada vez se hace ms difcil la identificacin de las generaciones de computadoras, porque los grandes avances y nuevos descubrimientos ya no nos sorprenden como sucedi a mediados del siglo XX. Hay quienes consideran que la cuarta y quinta generacin han terminado, y las ubican entre los aos 1971-1984 la cuarta, y entre 1984-1990 la quinta. Ellos consideran que la sexta generacin est en desarrollo desde 1990 hasta la fecha.Siguiendo la pista a los acontecimientos tecnolgicos en materia de computacin e informtica, podemos puntualizar algunas fechas y caractersticas de lo que podra ser la quinta generacin de computadoras.Con base en los grandes acontecimientos tecnolgicos en materia de microelectrnica y computacin (software) como CADI CAM, CAE, CASE, inteligencia artificial, sistemas expertos, redes neuronales, teora del caos, algoritmos genticos, fibras pticas, telecomunicaciones, etc., a de la dcada de los aos ochenta se establecieron las bases de lo que se puede conocer como quinta generacin de computadoras.

SEXTA GENERACIN 1990 HASTA LA FECHAComo supuestamente la sexta generacin de computadoras est en marcha desde principios de los aos noventas, debemos por lo menos, esbozar las caractersticas que deben tener las computadoras de esta generacin. Tambin se mencionan algunos de los avances tecnolgicos de la ltima dcada del siglo XX y lo que se espera lograr en el siglo XXI. Las computadoras de esta generacin cuentan con arquitecturas combinadas Paralelo / Vectorial, con cientos de microprocesadores vectoriales trabajando al mismo tiempo; se han creado computadoras capaces de realizar ms de un milln de millones de operaciones aritmticas de punto flotante por segundo (teraflops); las redes de rea mundial (Wide Area Network, WAN) seguirn creciendo desorbitadamente utilizando medios de comunicacin a travs de fibras pticas y satlites, con anchos de banda impresionantes. Las tecnologas de esta generacin ya han sido desarrolla das o estn en ese proceso. Algunas de ellas son: inteligencia / artificial distribuida; teora del caos, sistemas difusos, holografa, transistores pticos, etctera.

5)APLICACIONES: Estas son algunas aplicaciones Casi Escenciales para un nuevo ordenador:Seguridad y proteccin

Para reforzar la seguridad del sistema operativo Windows, la opcin ms recomendada es la instalacin de un antivirus en el ordenador. Una de las alternativas gratuitas disponibles es el antivirus Avast! en su versin ms bsica denominada Avast! Free Antivirus , que incluye un motor para identificar y bloquear los virus y software espa.

Para reforzar la seguridad del sistema operativo Windows, la opcin ms recomendada es la instalacin de un antivirus en el ordenadorEn el aspecto de seguridad, tambin es aconsejable instalar otras aplicaciones esenciales como Prey, un programa para facilitar la localizacin remota del PC en caso de sustraccin o prdida.

Para ordenadores familiares o utilizados por nios, una aplicacin para tener en cuenta es Qustodio. Este software es un control parental gratuito orientado a la gestin y filtrado de la actividad de los menores en el ordenador, tanto en el uso de aplicaciones como en su navegacin por Internet.

Mensajera instantnea y llamada

Skype es una de las aplicaciones ms utilizadas para hacer llamadas de VoIP gratuitas entre usuarios o a telfonos mediante un plan de precios. Tambin permite realizar chat de texto y videollamadas. Esta aplicacin, comprada por Microsoft, sustituir en breve al MSN Messenger. Por tanto, es un programa para tener en cuenta a la hora de instalar en el ordenador.

Una alternativa interesante es Facebook Messenger. Es el programa oficial para Windows de la red social que posibilita los chats entre los usuarios sin necesidad de acceder a la pgina web. Tambin es muy buena solucin utilizar Google Talk, el chat de Google.

Navegadores y multimedia

Junto con Internet Explorer, existen otros programas para navegar por Internet. Firefox, Chrome, Safari y Opera son otras opciones gratuitas que aaden algunas funciones bsicas esenciales, como la posibilidad de disponer de un amplio catlogo de extensiones o la sincronizacin ente dispositivos. Google Chrome es el que mayor crecimiento ha experimentado en los ltimos aos, gracias a que es uno de los navegadores ms rpidos para cargar pginas web y por su agilidad a la hora de ejecutarse en el ordenador.

Uno de los reproductores ms empleados como reproductor de vdeo y audio es la aplicacin gratuita VLC Media PlayerUno de los reproductores ms utilizados como reproductor de vdeo y audio es la aplicacin gratuita VLC Media Player. Entre sus ventajas est que no es necesario instalar cdecs adicionales en el ordenador para poder visualizar los formatos de vdeo ms empleados.

Para la gestin de libros electrnicos, Calibre es un programa gratuito que cuenta con diferentes funciones bsicas esenciales, como convertir libros electrnicos en diferentes formatos, gestionar la biblioteca, "desparasitar" uno con DRM o subir archivos de modo directo a un dispositivo de lectura.

Edicin de imgenes y fotografas

Photoscape es un software gratuito para la edicin de fotografas que incluye las caractersticas ms utilizadas por los usuarios en este tipo de aplicaciones: retoque y mejoras de imgenes, eliminacin de ojos rojos, ajuste de tamao, correccin de niveles o varias opciones para ajustar una imagen para su correcta impresin a diferentes tamaos.

Otras alternativas gratuitas disponibles son Paint.net y GIMP.

Twitter

La opcin ms recomendada para acceder de forma permanente a Twitter desde un ordenador es mediante la instalacin de un cliente de esta red social. Existen numerosas aplicaciones gratuitas para este cometido. Las ms recomendables y empleadas son Janetter, TweetDeck o Metrotwit. Esta ltimo cuenta con un entorno grfico que se integra con el sistema operativo Windows 8.

Ofimtica y disco duro en la "nube"

Una de las alternativas gratuitas ms aconsejables para editar documentos en el PC es la aplicacin LibreOffice. Esta aplicacin de software est basada en el proyecto original de Open Office. Cuando Oracle adquiri Open Office, un grupo de los desarrolladores del proyecto pusieron en marcha esta bifurcacin para crear una suite ofimtica independiente que no dependa de ninguna empresa. Hoy en da ms de la mitad del cdigo es nuevo y contiene algunas caractersticas no incorporadas en Open Office.

Como complemento, es muy prctica la instalacin del lector oficial de documentos PDF Adobe ReaderComo complemento, es muy prctica la instalacin del lector oficial de documentos PDF Adobe Reader junto con la aplicacin PDFCreator para la creacin de documentos PDF como una opcin ms del ordenador a la hora de imprimir un documento.

Por otro lado, Microsoft dispone de la aplicacin SkyDrive para su plataforma de almacenamiento en la "nube". Sin embargo, tambin existen otros programas para este mismo cometido. Dropbox es una de las plataformas ms utilizadas para disponer de un disco duro virtual desde donde guardar y sincronizar archivos entre diferentes dispositivos.