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Instituto Superior de Formación Docente N° 41
- 2015 -
Fundamentos de la
Computación
Uso formal de los procesadoresde text...
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CONTENIDO
FUNDAMENTOS DE LA COMPUTACIÓN.......................................................................2
ANTECEDE...
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FUNDAMENTOS DE LA COMPUTACIÓN
ANTECEDENTES Y RAZÓN DE SER
El hombre se ha esforzado por buscar mecanismos que le facilit...
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características de un ordenador moderno. Incluía una corriente, o flujo de
entrada en forma de paquete de tarjetas perfo...
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fue programada, que son ejecutadas sin intervención humana. Tiene la
capacidad de aceptar y almacenar datos de entrada, ...
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 Unidad central de procesamiento
 Que es la computadora en sí, es decir un sistema de
computación.
 Memoria primaria
...
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 Una memoria principal de tambor magnético, consistente de pequeños
anillos (del tamaño de una cabeza de un alfiler), e...
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 Alto consumo de energía. El voltaje de los tubos era de 300 v. y la
posibilidad de sobrecalentamiento era grande.
 Al...
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En cuanto a programación, se pasa de lenguajes máquina a lenguajes
ensambladores, también llamados lenguajes simbólicos,...
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 Memoria interna de núcleos de ferrita
 Instrumentos de almacenamiento
 Mejora de los dispositivos de entrada y salid...
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En esta época se desarrollan los circuitos integrados, un circuito
electrónico completo sobre una pastilla (chip) de si...
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lógicos del inicio de la tercera generación, al procesador de propósito general
en un chip o microprocesador.
CARACTERÍ...
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CUARTA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS (1971 - 1988)
La época se refiere principalmente a las computadoras de 1980 y
continú...
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 Se desarrolló el microprocesador
 Se colocan más circuitos dentro de un "chip"
 "LSI - Large Scale Integration circ...
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 Entorno de programación: Orientado a la construcción de
sistemas, están formados por un conjunto de herramientas que
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SECTOR ADMINISTRATIVO – COMERCIAL
El campo relacionado con la administración, el comercio, las finanzas y
la contabilid...
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SECTOR CIENTÍFICO Y TECNOLÓGICO
La computadora se ha vuelto una herramienta fundamental del quehacer
científico durante...
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 Diagnósticos
 Prótesis electromecánicas
 Sistemas de exploración (tomografía axial computarizada,
termografía, ultr...
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 Sistemas tutoriales
 Programas de apoyo para la enseñanza de varias materias
 Evaluación de conocimientos en línea
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APLICACIONES NOVEDOSAS
MULTIMEDIA
Una aplicación muy reciente es la multimedia esta palabra indica una
concepto sobre c...
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requerimientos de una vivienda son controlados automáticamente por un
sistema de cómputo. Pero la demótica no se limita...
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 Su funcionamiento está basado en el conteo de los valores
que le son introducidos.
 Este tipo de computadora debe se...
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 La programación en estas computadoras no es necesaria;
las relaciones de cálculo son construidas y forman parte de és...
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En la gráfica inferior se observa una señal analógica, que para ser
interpretada en una computadora ha de modificarse m...
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CONCEPTOS DE HARDWARE Y SOFTWARE
EL HARDWARE
Daremos inicio a esta unidad revisando algunas definiciones de
diferentes ...
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 Término que hace referencia a cada uno de los elementos
físicos de un sistema informático (pantalla, teclado, mouse, ...
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un joystick, un digitalizador óptico (emplea dispositivos fotosensibles para
convertir imágenes como una fotografía o u...
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información que un disco duro, pero la velocidad de recuperación de
información es menor.
CONEXIONES DEL HARDWARE
Para ...
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 El software es un conjunto de programas elaborados por el
hombre, que controlan la actuación del computador, haciendo...
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 Administrar los recursos de cómputo
 Proporcionar las herramientas para optimizar estos recursos.
 Actuar como inte...
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BIBLIOGRAFÍA
Castellanos Casas, R. & Ferreyra Cortes, G. (2004). Informática Activa I (2da.
ed.). México: Alfaomega.
La...
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ANEXO FOTOGRÁFICO
En este anexo se han incluido las fotografías de cómo fueron
evolucionando las computadoras.
Primera ...
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Tercera Generación de Computadoras (1969 – 1971)
Cuarta Generación de Computadoras (1971 – 1988)
Quinta Generación de C...
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  1. 1. Instituto Superior de Formación Docente N° 41 - 2015 - Fundamentos de la Computación Uso formal de los procesadoresde texto Gutierrez, Federico Gabriel
  2. 2. 1 CONTENIDO FUNDAMENTOS DE LA COMPUTACIÓN.......................................................................2 ANTECEDENTES Y RAZÓN DE SER....................................................................................2 DEFINICIÓN DE COMPUTADORA ........................................................................................3 GENERACIONES DE COMPUTADORAS ...............................................................................5 PRIMERA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS (1946 - 1959)............................5 SEGUNDA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS (1959 - 1964)...........................7 TERCERA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS (1964 - 1971) ...........................9 CUARTA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS (1971 - 1988)............................12 QUINTA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS....................................................13 UTILIZACIÓN DE LAS COMPUTADORAS EN LOS DISTINTOS SECTORES ..............................14 SECTOR ADMINISTRATIVO – COMERCIAL.........................................................15 SECTOR INDUSTRIAL............................................................................................15 SECTOR CIENTÍFICO Y TECNOLÓGICO .............................................................16 SECTOR DOMÉSTICO............................................................................................16 SECTOR MÉDICO...................................................................................................16 SECTOR DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES..........................................17 SECTOR EDUCATIVO ............................................................................................17 SECTOR MILITAR ...................................................................................................18 APLICACIONES NOVEDOSAS ...........................................................................................19 MULTIMEDIA............................................................................................................19 REALIDAD VIRTUAL...............................................................................................19 DOMÓTICA..............................................................................................................19 COMPONENTES DE NUEVA TECNOLOGÍA.........................................................20 COMPUTADORAS DIGITALES, ANALÓGICAS E HIBRIDAS ..................................................20 LAS COMPUTADORAS DIGITALES.......................................................................20 LAS COMPUTADORAS ANALÓGICAS..................................................................21 LAS COMPUTADORAS HÍBRIDAS ........................................................................22 CONCEPTOS DE HARDWARE Y SOFTWARE ....................................................................24 EL HARDWARE.......................................................................................................24 EL SOFTWARE........................................................................................................27 BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................30 ANEXO FOTOGRÁFICO.................................................................................................31
  3. 3. 2 FUNDAMENTOS DE LA COMPUTACIÓN ANTECEDENTES Y RAZÓN DE SER El hombre se ha esforzado por buscar mecanismos que le faciliten las actividades de su trabajo cotidiano, con el paso del tiempo y en su afán por hacer más actividades en menor tiempo y con mayor control ha desarrollado una serie de técnicas y mecanismos de cálculo, por ejemplo para facilitar el manejo de los números que son tan antiguos como la humanidad misma, desarrollando conceptos que permitieron al hombre controlar sus pertenencias para facilitar el proceso de conteo, los primeros medios habrían sido piedras y los dedos de manos y pies, por lo que se vio forzado buscar otras formas de cálculo que le permitieran realizar tareas más complejas. Los desarrollos teóricos e instrumentos para realizar el cálculo se fueron haciendo cada vez más sofisticados, teniendo medios que poco a poco aumentaban en cuanto a complejidad, su funcionamiento consideraba mejoras tanto en tiempos como en la cantidad de operaciones que se podían realizar. El ábaco, quizás fue el primer dispositivo mecánico de contabilidad que existió. Se ha calculado que tuvo su origen hace al menos 5000 años y su efectividad ha soportado la prueba del tiempo, usado por el imperio inca entre los siglos XII y XVI D. C. El filósofo y matemático francés Blas Pascal (1623-1662) inventó y construyó la primera sumadora mecánica. Se le llamo Pascalina y funcionaba como maquinaria a base de engranes y ruedas, resultando un desconsolador fallo financiero, pues para esos momentos, resultaba más costosa que la labor humana para los cálculos aritméticos. En el siglo XIX el matemático e inventor británico Charles Babbage elaboró los principios de la computadora digital moderna. La tecnología de aquella época no era capaz de trasladar a la práctica sus acertados conceptos; pero una de sus invenciones, la máquina analítica, ya tenía muchas de las
  4. 4. 3 características de un ordenador moderno. Incluía una corriente, o flujo de entrada en forma de paquete de tarjetas perforadas, una memoria para guardar los datos, un procesador para las operaciones matemáticas y una impresora para hacer permanente el registro. Las tarjetas perforadas, utilizada por Joseph Jaquar en el siglo XVII (Revolución Industrial) para elaborar patrones de tejido pudiendo cambiar el estilo del tejido al intercambiar la tarjeta. Durante la Segunda Guerra Mundial (1939-1945), un equipo de científicos y matemáticos que trabajaban en Bletchley Park, al norte de Londres, crearon lo que se consideró el primer ordenador o computadora digital totalmente electrónica: el Colossus. Hacia diciembre de 1943 el Colossus, que incorporaba 1.500 válvulas o tubos de vacío, era ya operativo. Fue utilizado por el equipo dirigido por Alan Turing para descodificar los mensajes de radio cifrados de los alemanes. A finales de la década de 1960 aparecieron los circuitos integrados (CI), que posibilitaron la fabricación de varios transistores en un único sustrato de silicio en el que los cables de interconexión iban soldados. El circuito integrado permitió una posterior reducción del precio, el tamaño y los porcentajes de error. El microprocesador se convirtió en una realidad a mediados de la década de 1970. DEFINICIÓN DE COMPUTADORA Para tener un claro entendimiento de lo que es una computadora, se describen algunas definiciones de varios autores y la propia, que vistas desde un punto de vista particular pudieran ser repetitivas, sin embargo de lo que se trata es que quede claro el concepto de lo que es una computadora. La computadora es, un dispositivo electrónico capaz de interpretar y ejecutar instrucciones o comandos programados para realizar operaciones de entrada, cálculos aritméticos y lógicos, y salida. Es decir, es un sistema electrónico que realiza operaciones aritméticas y de lógicas a altas velocidades de acuerdo a las instrucciones internas con que
  5. 5. 4 fue programada, que son ejecutadas sin intervención humana. Tiene la capacidad de aceptar y almacenar datos de entrada, procesarlos y producir información de salida automáticamente. Dentro de sus funciones principales está el procesamiento de datos que son leídos o introducidos a la computadora mediante dispositivos periféricos de entrada, para su posterior procesamiento y emisión de información mediante dispositivos de salida, como producto intermedio en el procesamiento puede almacenar y extraer información de dispositivos de almacenamiento masivo. También se le define como un dispositivo electrónico cuyos componentes básicos son el procesador, la memoria y los dispositivos de entrada/salida (E/S) . La característica principal de la computadora, respecto a otros dispositivos similares, es que puede realizar tareas diversas, utilizando distintos programas que se almacenan en la memoria para que los ejecute el procesador. Es una máquina capaz de procesar o tratar automáticamente a gran velocidad cálculos y complicados procesos que requieren una toma rápida de decisiones, mediante la aplicación sistemática de los criterios preestablecidos, siguiendo las instrucciones de un programa, la información que se le suministra, es procesada para así obtener un resultado deseado. Dispositivo electrónico encargado de realizar operaciones de diversos tipos tanto aritméticas como lógicas de gran complejidad en tiempos considerablemente reducidos. Los sistemas de cómputo tienen diversos componentes de hardware comúnmente llamados dispositivos de entrada, salida, entrada - salida y de almacenamiento primario o secundario.  Dispositivos de entrada  Dispositivos de salida  Dispositivos de entrada / salida
  6. 6. 5  Unidad central de procesamiento  Que es la computadora en sí, es decir un sistema de computación.  Memoria primaria  Dispositivos de almacenamiento masivo o memoria secundaria. Cabe hacer notar que al referirnos a una computadora se deberá entender como tal, no importando sus dimensiones, ni sus capacidades. GENERACIONES DE COMPUTADORAS Antes de hablar o hacer referencia a las generaciones de computadoras, podemos darnos cuenta que existen algunas diferencias en cuanto a fechas, inventores y lugares, sin embargo el uso de la tecnología existente en cada generación es lo que prácticamente cambia el sentido de una generación con otra. PRIMERA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS (1946 - 1959) La primera generación de computadoras se caracterizó por el rasgo más prominente de la ENIAC; los tubos al vacío. Durante 1950 se construyeron varias computadoras notables, cada una contribuía con avances significativos, como aritmética binaria, acceso aleatorio y el concepto de programas almacenados. Esta generación se identifica por el hecho que la tecnología electrónica estaba basada en “Tubos de vacío”, más conocidos como bulbos electrónicos. Los sistemas de bulbos podían multiplicar dos números de diez dígitos en un cuarentavo de segundo. El inicio de esta generación lo marca la primera UNIVAC (Universal Automatic Computer), fue la primera computadora construida para aplicaciones comerciales, más que para uso miliar, científico o de ingeniería. Las características generales de estas máquinas o computadoras, contenían:
  7. 7. 6  Una memoria principal de tambor magnético, consistente de pequeños anillos (del tamaño de una cabeza de un alfiler), engarzada como cuentas en las intersecciones de una malla de alambres delgados.  El almacén primario se basaba en tarjetas perforadas, pero en 1957 se introduce la cinta magnética como método más rápido y compacto de almacenamiento.  Por la gran cantidad de calor que generaban, necesitaban de costosas instalaciones de aire acondicionado.  Los tiempos de operación (ejecución de instrucciones) eran del rango de milésimas de segundo.  El lenguaje utilizado para programarlas era el Lenguaje Máquina, basado únicamente en número binarios (los lenguajes actuales se asemejan mucho al lenguaje natural), lo que hacía difícil y tardado el proceso de programar la computadora.  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. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES Válvula electrónica o tubos al vacío. Se construye la computadora ENIAC de grandes dimensiones (30 toneladas)
  8. 8. 7  Alto consumo de energía. El voltaje de los tubos era de 300 v. y la posibilidad de sobrecalentamiento era grande.  Almacenamiento de la información en tambor magnético interior, recogía y memorizaba los datos y los programas que se le suministraban mediante tarjetas.  Lenguaje de máquina. La programación se codifica en un lenguaje muy rudimentario denominado (lenguaje de máquina). Consistía en la yuxtaposición de largo bits o cadenas de cero y unos.  Fabricación industrial. La iniciativa se aventuró a entrar en este campo e inició la fabricación de computadoras en serie.  Aplicaciones comerciales. La gran novedad fue el uso de la computadora en actividades comerciales SEGUNDA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS (1959 - 1964) El invento del transistor señaló el comienzo de la segunda generación de computadoras. El transistor representó la construcción de computadoras más poderosas, más confiables y menos costosas que ocuparían menos espacio y producirían menos calor que las computadoras que operaban basándose en tubos al vació. Esta generación nace con el uso del transistor, que sustituyendo a los bulbos electrónicos. El invento del transistor, en 1948, les valió el Premio Nóbel a los estadounidenses Walter H. Brattain, John Bardeen y William B. Shockley. Con esto se da un paso decisivo, no sólo en la computación, sino en toda la electrónica. El transistor es un pequeño dispositivo que transfiere señales eléctricas a través de una resistencia, entre las ventajas de los transistores sobre los bulbos se encuentran: su menor tamaño, no necesitan tiempo de calentamiento, consumen menos energía y son más rápidos y confiables.
  9. 9. 8 En cuanto a programación, se pasa de lenguajes máquina a lenguajes ensambladores, también llamados lenguajes simbólicos, estos usan abreviaciones para las instrucciones, como ADD (sumar), en lugar de números. Con esto la programación se hizo menos complicada, después de los lenguajes ensambladores se empezaron a desarrollar los lenguajes de alto nivel, como FORTRAN (1954) y COBOL (1959), que se acercan más a la lengua inglesa que el ensamblador. Esto permitió a los programadores otorgar más atención a la resolución de problemas que a la codificación de programas, iniciándose así el desarrollo de los llamados sistemas de cómputo. El avance en el software de esta generación provocó reducciones en los costos de operación de las computadoras que, en este periodo, se usaban principalmente en empresas, universidades y organismos de gobierno. A partir de 1950 las computadoras se hacen ampliamente conocidas; algunos pioneros de este campo habían pensado que las computadoras habían sido diseñadas para el uso de los matemáticos, pero ahora se hacía evidente su potencial de uso en actividades comerciales. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES  El componente principal es un pequeño trozo de semiconductor, y se expone en los llamados circuitos transistorizado(transistor)  Disminución del tamaño  Disminución del consumo y de la producción del calor  Su fiabilidad alcanza metas imaginables con los efímeros tubos al vacío  Mayor rapidez a la velocidades de datos
  10. 10. 9  Memoria interna de núcleos de ferrita  Instrumentos de almacenamiento  Mejora de los dispositivos de entrada y salida  Introducción de elementos modulares  Lenguaje de programación más potente  Memoria principal mejorada constituida por núcleos magnéticos  Instalación de sistemas de teleproceso  Tiempo de operación del rango de microsegundos (realizan 100 000 instrucciones por segundo)  Aparece el primer paquete de discos magnéticos removibles como medio de almacenaje (1962)  Compatibilidad Limitada: los programas escritos para una computadora generalmente requerían modificaciones antes de que se pudieran ejecutar en otra computadora  Orientación al procesamiento secuencial en cinta  Lenguajes simbólicos de programación de bajo nivel TERCERA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS (1964 - 1971) Los circuitos integrados hicieron por la tercera generación lo que los transistores por la segunda. La línea del sistema 360 y la tercera generación de computadoras de Honeywell, NCR, CDC, UNIVAC, Burroughs, GE, y otros fabricantes hicieron obsoletas todas las computadoras instaladas con anterioridad.
  11. 11. 10 En esta época se desarrollan los circuitos integrados, un circuito electrónico completo sobre una pastilla (chip) de silicio, que constaban inicialmente de la agrupación de unos cuantos transistores. Hechos de uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre, el silicio, una sustancia no metálica que se encuentra en la arena común de las playas y en prácticamente en todas las rocas y arcilla. Cada pastilla, de menos de 1/8 de pulgada cuadrada, contiene miles o millones de componentes electrónicos entre transistores, diodos y resistencias. El silicio es un semiconductor (sustancia que conducirá la corriente eléctrica cuando ha sido “contaminada” con impurezas químicas). Los chips de circuitos integrados tienen la ventaja, respecto de los transistores, de ser más confiables, compactos y de menor costo. Las técnicas de producción masiva han hecho posible la manufactura de circuitos integrados de bajo costo. El siguiente desarrollo mayor se da con la Integración a gran escala (LSI de Large Scale Integration), que hizo posible aglutinar miles de transistores y dispositivos relacionados en un solo circuito integrado. Se producen dos dispositivos que revolucionan la tecnología computacional: el primero microprocesador, un circuito integrado que incluye todas las unidades necesarias para funcionar como Unidad de Procesamiento Central y que conllevan la aparición de las microcomputadoras o computadoras personales, en 1968, y a la producción de terminales remotas “inteligentes”. El otro dispositivo es la memoria de acceso aleatorio (RAM por sus siglas en inglés). Hasta 1970 las computadoras mejoraron dramáticamente en velocidad, confiabilidad y capacidad de almacenamiento. La llegada de la cuarta generación sería más una evolución que una revolución; al pasar del chip especializado para uso en la memoria y procesos
  12. 12. 11 lógicos del inicio de la tercera generación, al procesador de propósito general en un chip o microprocesador. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES  Se sigue utilizando la memoria de núcleos magnéticos  Los tiempos de operación son del orden de nanosegundos (una mil millonésima parte de segundo)  Aparece el disco magnético como medio de almacenamiento  Compatibilidad de información entre diferentes tipos de computadoras  Circuito integrado, miniaturización y reunión de centenares de elementos en una placa de silicio o (chip)  Menor consumo  Apreciable reducción de espacio  Aumento de fiabilidad  Teleproceso  Multiprogramación  Renovación de periféricos  Instrumentación del sistema  Compatibilidad  Ampliación de las aplicaciones  La mini computadora
  13. 13. 12 CUARTA GENERACIÓN DE COMPUTADORAS (1971 - 1988) La época se refiere principalmente a las computadoras de 1980 y continúa hasta la fecha. Los elementos principales de las computadoras de esta generación son los microprocesadores, que son dispositivos de estado sólido, de forma autónoma efectúan las funciones de acceso, operación y mando del computador. También se hace posible la integración a gran escala muy grande (VLSI Very Large Scale Integration), incrementando en forma vasta la densidad de los circuitos del microprocesador, la memoria y los chips de apoyo (aquellos que sirven de interface entre los microprocesadores y los dispositivos de entrada/salida). A principios de los 90 se producen nuevos paradigmas en el campo. Las computadoras personales y las estaciones de trabajo ya eran computadoras potentes; de alguna manera alcanzaron la capacidad de las mini computadoras de diez años antes. Pero lo más importante es que se empezaron a diseñar para usarse como partes de redes de computadoras. Surgieron los conceptos de “computación distribuida” , hacer uso del poder de cómputo y almacenamiento en cualquier parte de la red- y “computación cliente-servidor”, una combinación de computadoras pequeñas y grandes, conectadas en conjunto, en donde cada una se usa para lo que es mejor. Otro proceso, llamado downsizing, se manifestó un diversas instancias, donde las computadoras mayores (mainframes) con terminales dieron cabida a un sistema de redes con microcomputadoras y estaciones de trabajo. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
  14. 14. 13  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 DE COMPUTADORAS El termino quinta generación fue acuñado por los japoneses para describir las potentes e “inteligentes” computadoras que deseaban producir a mediados de los noventa. La meta es organizar sistemas de computación que produzcan inferencias y no solamente realicen cálculos. En el proceso se han incorporado muchos campos de investigación en la industria de la computación, como la inteligencia artificial (IA), los sistemas expertos, sistemas evolutivos, robótica y el lenguaje natural. Se distingue normalmente dos clases de entorno:
  15. 15. 14  Entorno de programación: Orientado a la construcción de sistemas, están formados por un conjunto de herramientas que asisten al programador en las distintas fases del ciclo de construcción del programa (edición, verificación, ejecución, corrección de errores.)  Entorno de utilización: orientado a facilitar la comunicación del usuario con el sistema, este sistema está compuesto por herramientas que facilitan la comunicación hombre – máquina, sistemas de adquisición de datos, sistemas gráficos, entro otros. UTILIZACIÓN DE LAS COMPUTADORAS EN LOS DISTINTOS SECTORES La incorporación de computadoras en casas, escuelas, oficinas, plantas de producción, en la medicinas y en prácticamente todas áreas cuya actividades están asociadas con la actividad humana, han constituido una revolución en los sistemas informáticos, ya que las computadoras ofrecen el medio para realizar comunicaciones e intercambio de información instantáneos entre diferentes áreas de actividad, optimizando recursos y equipos. Los rápidos avances tecnológicos han mejorado los sistemas de generación y acceso a la información. El desarrollo tecnológico ha sido tan vertiginoso que las computadoras saltaron de los laboratorios y centros especializados a nuestros hogares y centros de trabajo. Podemos ver como las computadoras se han vuelto un elemento más de nuestra vida diaria de igual forma las encontramos haciendo procesos administrativos, que controlando vuelos espaciales o produciendo resultados como por ejemplo ADN de las personas. Algunos sectores en donde podemos encontrar aplicaciones de las computadoras se describen a continuación, aclarando que son, sólo un ejemplo del universo que existe:
  16. 16. 15 SECTOR ADMINISTRATIVO – COMERCIAL El campo relacionado con la administración, el comercio, las finanzas y la contabilidad es una de las áreas con mayor aplicación para las computadoras debido a la gran cantidad de datos e información que requiere para su operación.  Administración de nominas  Administración de inventarios  Administración de presupuesto  Control de compras, ventas  Administración del capital humano  Transferencia electrónica de fondos  Cajeros automáticos SECTOR INDUSTRIAL En actualidad los sistemas computarizados son indispensables en el proceso productivo de las fábricas (en especial en los países altamente industrializados), para ello se requiere de mecanismos muy complejos y que se apoyan en equipos y sistemas de cómputo, por ejemplo:  El control de procesos  El control de la producción  El control del ambiente de trabajo (ajustes de maquinaria, temperaturas, accesos)  El control de calidad de los productos  Sistemas control de Robótica (en plantas automotrices, fábrica de ropa, puertos de embarque)
  17. 17. 16 SECTOR CIENTÍFICO Y TECNOLÓGICO La computadora se ha vuelto una herramienta fundamental del quehacer científico durante la segunda mitad del siglo XX muchos de los grandes avances hubiesen sido imposibles sin el apoyo de sistemas de cómputo, algún ejemplo los podemos tener en:  El Diseño (circuitos electrónicos, análisis clínicos, estudios de bacterias)  En la Simulación de procesos (químicos biológicos, astronómicos, climatológicos)  En manejo de sustancias peligrosas (materiales radioactivos, químicos)  Control y cálculo numérico SECTOR DOMÉSTICO En la vida diaria nos encontramos con multitud de dispositivos computarizados algunos de ellos son:  Electrodomésticos: Hornos de microondas, máquinas de coser, televisores, estéreos, lavadoras relojes, calculadoras y agendas personales electrónicas.  Reproductoras de discos compactos (CD), y videodiscos (DVD) SECTOR MÉDICO En este rubro de la introducción de los sistemas computarizados no solo es novedosa sino también muy poderosa, tenemos por ejemplo, importantes beneficios en aspectos como los siguientes:  Análisis clínicos  Microscopia electrónica
  18. 18. 17  Diagnósticos  Prótesis electromecánicas  Sistemas de exploración (tomografía axial computarizada, termografía, ultrasonografía, resonancia magnética nuclear) SECTOR DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES Las comunicaciones modernas y los sistemas de transporte han tenido grandes cambios, gracias al uso de la tecnología computacional, aspectos como:  Satélites, cohetes y sondas espaciales: Las computadoras están presentes en su diseño, en el lanzamiento y colocación, en el control de la órbita y en la transmisión y procesamiento de los datos obtenidos.  Sistemas ferroviarios: Trenes de levitación magnética requieren del control computarizado para regular la velocidad, paradas, diseño de rutas, pilotaje automático.  Diseño de nuevos transportes: Los nuevos vehículos se producen ahora tras una exhaustiva investigación sobre aéreo dinámica consumo de energía simulaciones y muchas tareas apoyadas por la computadora.  Diseño de carreteras: Antes de construir una carretera se estudian mediante computadoras las características de los terrenos los trazos óptimos y otras actividades. SECTOR EDUCATIVO Las computadoras incursionan en el terreno educativo como un apoyo a los profesores y alumnos, algunas aplicaciones comunes son:  Educación a distancia
  19. 19. 18  Sistemas tutoriales  Programas de apoyo para la enseñanza de varias materias  Evaluación de conocimientos en línea  Educación virtual  Use de materiales multimedia ENTRETENIMIENTO En este campo se puede apreciar la presencia de la computación en gran medida, algunos ejemplos son:  Efectos cinematográficos (especiales)  Video juegos  Edición de programas de TV  Síntesis musical  Auxiliar deportivo: sistemas de entretenimiento robots, para recoger pelotas, robots seguidores de corredores, computo de puntuaciones, verificación de salidas y llegadas correctas de los atletas  Simulación de vuelos, autos de carreras, juegos de destreza SECTOR MILITAR Algunos usos para aplicaciones militares de las computadoras son:  Telemetría  Control de proyectiles  Practicas militares  Espionaje  Soporte de estrategias de defensa  Cifrado y decodificaciónde mensajes
  20. 20. 19 APLICACIONES NOVEDOSAS MULTIMEDIA Una aplicación muy reciente es la multimedia esta palabra indica una concepto sobre comunicación eficiente de ideas, mucho más que la simple transmisión de datos. Multimedia no es un objeto específico, sino que reúne las más diversas tecnologías para trabajar de manera coordinada. Las aplicaciones multimedia permiten al usuario dejar de ser un simple espectador y pasar a formar parte activa de la presentación. En su modalidad más sencilla la multimedia usa el equipo de cómputo para integrar audio, video y texto para comunicar ideas. Pero las grandes aplicaciones multimedia pueden ser impresionantes: computadoras sonido de alta fidelidad, cine y video, fotografía, robots, rayo láser, holografía y todo lo que el ingenio humano pueda aportar. REALIDAD VIRTUAL Aunque el termino realidad virtual puede parecer contradictorio la tecnología moderna la utiliza para describir un ambiente físico inexistente pero que se percibe como verdadero. El objetivo es crear un “universo nuevo” inexistente en nuestro mundo pero fabricado por un sistema de cómputo que reproduce las sensaciones físicas necesarias para hacer creer al espectador que es real. Los seres humanos captamos el medio con nuestros sentidos. Al aplicar los estímulos adecuados a estos se puede obtener una impresión diferente de la realidad como por ejemplo: los espejismos. Desafortunadamente el concepto de realidad virtual solo viviéndolo puede comprenderse en su totalidad. DOMÓTICA La palabra demótica es un término elegante para hablar de casas automatizadas, y con él se hace referencia a una tecnología donde todos los
  21. 21. 20 requerimientos de una vivienda son controlados automáticamente por un sistema de cómputo. Pero la demótica no se limita a que el edificio actué en forma automática, sino que también aproveche al máximo los recursos naturales (agua luz aire) utilizando la moderna arquitectura bioclimática, esto incluso llega a la creación de los edificios inteligentes. COMPONENTES DE NUEVA TECNOLOGÍA No obstante que la tecnología ha avanzado notablemente los especialistas continúan investigando e integrando nuevas mejoras, desarrollan nuevos elementos como es el caso de los biosensores, los biochips y los componentes ópticos que muy probablemente formen parte de las próximas generaciones de computadoras. BIOSENSORES: Se forman uniendo elementos biológicos (células) que reaccionan ante la presencia de la sustancia que se desea detectar y elementos electrónicos que interpretan procesan y transmiten esas reacciones hacia el sistema que las necesite. BIOCHIPS: Son elementos que aprovechan las características de los elementos biológicos células y neuronas para efectuar los trabajos que realizan los componentes puramente electrónicos. COMPONENTES ÓPTICOS: Son componentes que aprovechan las características de la luz para desarrollar las tareas de los componentes electrónicos. En la actualidad existen componentes híbridos parte ópticos y parte electrónicos a esta tecnología se llama opto electrónica, la tendencia de la tecnología es lograr componentes totalmente ópticos (tecnología llamada fotónica). COMPUTADORAS DIGITALES, ANALÓGICAS E HIBRIDAS LAS COMPUTADORAS DIGITALES Son computadoras que operan contando números y haciendo comparaciones lógicas entre factores que tienen valores numéricos. Características:
  22. 22. 21  Su funcionamiento está basado en el conteo de los valores que le son introducidos.  Este tipo de computadora debe ser programada antes de ser utilizada para algún fin específico.  Son máquinas de propósito general; dado un programa, ellas pueden resolver virtualmente todo tipo de problemas.  Son precisas, proveen exactamente la respuesta correcta a algún problema específico.  Estas computadoras tienen una gran memoria interna, donde pueden ser introducidos millones de caracteres.  Estas computadoras son las más utilizadas.  En la actualidad el 95% de los computadores utilizados son digitales dado a su gran utilidad a nivel comercial, científico y educativo. Una señal digital varía de forma discreta o discontinua a lo largo del tiempo. Parece como si la señal digital fuera variando "a intervalos" entre un valor máximo y un valor mínimo. Por otra parte, una señal analógica es una señal que varía de forma continua a lo largo del tiempo. LAS COMPUTADORAS ANALÓGICAS Trabajan en base a analogías. Requieren de un proceso físico, un apuntador y una escala. Las computadoras analógicas no computan directamente, sino que perciben constantemente valores, señales o magnitudes físicas variadas. Las Computadoras Analógicas son rápidas pero la naturaleza directa de los circuitos que la componen las hace aún más rápidas. Características:
  23. 23. 22  La programación en estas computadoras no es necesaria; las relaciones de cálculo son construidas y forman parte de éstas.  Son máquinas de propósitos específicos.  Dan respuestas aproximadas, ya que están diseñadas para representar electrónicamente algunos conjuntos de daros del mundo real, por lo que sus resultados son cercanos a la realidad.  Estos se utilizan generalmente para supervisar las condiciones del mundo real, tales como Viento, Temperatura, Sonido, Movimiento, etc. Generalmente se usan en problemas especiales en los que los datos de entrada provienen de mediciones convertidas a dígitos y son procesados por una computadora por ejemplo las Computadoras Híbridas controlan el radar de la defensa de Estados Unidos y de los vuelos comerciales. LAS COMPUTADORAS HÍBRIDAS Es un sistema construido de una computadora Digital y una Análoga, conectados a través de una interfaz que permite el intercambio de información entre las dos computadoras y el desarrollo de su trabajo en conjunto. La mayoría de las señales que representan una magnitud física (temperatura, luminosidad, humedad, etc.) son señales analógicas. Las señales analógicas pueden tomar todos los valores posibles de un intervalo; y las digitales solo pueden tomar dos valores posibles. Una computadora o cualquier sistema de control basado en un microprocesador no pueden interpretar señales analógicas, ya que solo utiliza señales digitales. Es necesario traducir, o transformar en señales binarias, lo que se denomina proceso de digitalización o conversión de señales analógicas a digitales.
  24. 24. 23 En la gráfica inferior se observa una señal analógica, que para ser interpretada en una computadora ha de modificarse mediante digitalización. Un medio simple es el muestreado, cada cierto tiempo se lee el valor de la señal analógica. Si el valor de la señal en ese instante está por debajo de un determinado umbral, la señal digital toma un valor mínimo cero (0). Cuando la señal analógica se encuentra por encima del valor umbral, la señal digital toma un valor máximo uno (1). Digitalización por muestreado de una señal analógica. El momento en que se realiza cada lectura por la computadora, por un sistema de sincronización que emite una señal de reloj con un período constante. Estas conversiones analógico-digitales son habituales en adquisición de datos por parte de una computadora y en la modulación digital para transmisiones y comunicaciones por radio.
  25. 25. 24 CONCEPTOS DE HARDWARE Y SOFTWARE EL HARDWARE Daremos inicio a esta unidad revisando algunas definiciones de diferentes autores:  Hardware: Hace referencia a los componentes electrónicos y mecánicos (físicos) de una computadora.  Hardware es el substrato físico en el cual existe el software, este abarca todas las piezas físicas de una computadora (disco duro, placa base, memoria, tarjeta aceleradora o de vídeo, lectora de CD, microprocesadores, entre otras).  Se denomina hardware al conjunto de elementos materiales que componen una computadora. Es decir todo lo que podemos tocar de nuestro equipo.  Se denomina hardware o soporte físico al conjunto de elementos materiales que componen un ordenador.  Son los componentes físicos de una computadora tales como el disco duro, CD-Rom, disquetera, etc. En dicho conjunto se incluyen los dispositivos electrónicos y electromecánicos, circuitos, cables, tarjetas, armarios o cajas, periféricos de todo tipo y otros elementos físicos.  Hardware son todos aquellos componentes físicos de una computadora, todo lo visible y tangible. El Hardware realiza las 4 actividades fundamentales: entrada, procesamiento, salida y almacenamiento secundario.  El hardware se refiere a los componentes materiales de un sistema informático. La función de estos componentes suele dividirse en tres categorías principales: entrada, salida y almacenamiento.
  26. 26. 25  Término que hace referencia a cada uno de los elementos físicos de un sistema informático (pantalla, teclado, mouse, memoria, discos duros, microprocesador, etc).  Se denomina hardware o soporte físico al conjunto de elementos materiales que componen un computador. Hardware también son los componentes físicos de una computadora tales como el disco duro, dispositivo de CD-Rom, disquetera.  El hardware se refiere a los componentes materiales con los que cuenta un sistema de cómputo. Las funciones de estos se pueden dividir en: entrada, salida y almacenamiento y están conectados a través de un conjunto de cables o circuitos llamado bus a la unidad central de proceso (CPU) del ordenador, el microprocesador que controla la computadora y le proporciona capacidad de cálculo. A continuación se exponen las funciones del hardware en forma desarrollada:  Dispositivos de entrada  Dispositivos de proceso  Dispositivos de almacenamiento  Dispositivos de entrada salida  Dispositivos de salida En breves palabras se puede decir que el hardware es, “El conjunto de elementos físicos que conforman e integran un equipo o sistema de cómputo”. HARDWARE DE ENTRADA El hardware de entrada está constituido de dispositivos externos (componentes situados fuera de la CPU de la computadora) que proporcionan información e instrucciones ejemplos de estos son: Un lápiz óptico, un mouse,
  27. 27. 26 un joystick, un digitalizador óptico (emplea dispositivos fotosensibles para convertir imágenes como una fotografía o un texto) en señales electrónicas que puedan ser manipuladas por la máquina), un micrófono, un módulo de reconocimiento de voz, un módem, entre muchos otros. HARDWARE DE SALIDA A éste lo conforman dispositivos externos que transfieren información de la CPU de la computadora al usuario informático. Como por ejemplo: La pantalla (convierte la información generada por el ordenador en información visual), impresoras (reciben textos e imágenes de la computadora y los imprimen en papel), parlantes (emiten los sonidos provenientes de la maquina), entre otros. HARDWARE DE ALMACENAMIENTO Este tipo de hardware sirve para almacenar permanentemente información y programas que la computadora deba recuperar en algún momento. Los dos tipos principales de dispositivos de almacenamiento son las unidades de disco y la memoria. Existen varios tipos de discos: duros, flexibles, magneto-ópticos y compactos. Las unidades de disco duro almacenan información en partículas magnéticas integradas en un disco suelen ser una parte permanente de la computadora, pueden almacenar grandes cantidades de información y recuperarla muy rápidamente. Las unidades de disco flexible también almacenan información en partículas magnéticas integradas en discos intercambiables, que de hecho pueden ser flexibles o rígidos. Los discos flexibles almacenan menos información que un disco duro, y la recuperación de la misma es muchísimo más lenta. Las unidades de disco magneto-óptico almacenan la información en discos intercambiables sensibles a la luz láser y a los campos magnéticos. Pueden almacenar tanta información como un disco duro, pero la velocidad de recuperación de la misma es algo menor. Las unidades de disco compacto, o CD-ROM, almacenan información en las cavidades grabadas en la superficie de un disco de material reflectante. La información almacenada en un CD-ROM no puede borrarse ni sustituirse por otra información. Los CD-ROM pueden almacenar aproximadamente la misma
  28. 28. 27 información que un disco duro, pero la velocidad de recuperación de información es menor. CONEXIONES DEL HARDWARE Para llegar a su objetivo, el hardware necesita unas conexiones físicas que permitan a los componentes comunicarse entre sí e interaccionar. Un bus constituye un sistema común interconectado, compuesto por un grupo de cables o circuitos que coordina y transporta información entre las partes internas de la computadora. El bus de una computadora consta de dos canales: uno que la CPU emplea para localizar datos, llamado bus de direcciones, y otro que se utiliza para enviar datos a una dirección determinada, llamado bus de datos. Un bus se caracteriza por dos propiedades: la cantidad de información que puede manipular simultáneamente (la llamada 'anchura de bus') y la rapidez con que puede transferir dichos datos. EL SOFTWARE Daremos inicio revisando algunas definiciones de diferentes autores:  La palabra «software» se refiere al equipamiento lógico o soporte lógico de un computador digital, comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios para hacer posible la realización de una tarea específica, en contraposición a los componentes físicos del sistema (hardware).  El software son las instrucciones electrónicas que van a indicar al ordenador que es lo que tiene que hacer. También se puede decir que son los programas usados para dirigir las funciones de un sistema de computación o un hardware.  Software se refiere a los programas y datos almacenados en un ordenador, los programas dan instrucciones para realizar tareas al hardware o sirven de conexión con otro software.
  29. 29. 28  El software es un conjunto de programas elaborados por el hombre, que controlan la actuación del computador, haciendo que éste siga en sus acciones una serie de esquemas lógicos predeterminados.  Software: término que hace referencia a los programas o aplicaciones que son ejecutados en un ordenador para llevar a cabo tareas o acciones.  Son las instrucciones responsables de que el hardware (la máquina) realice su tarea.  El software es el conjunto de instrucciones que las computadoras emplean para manipular datos. Sin el software, la computadora sería un conjunto de medios sin utilizar.  El Software es un conjunto de programas, documentos, procedimientos, y rutinas asociadas con la operación de un sistema de cómputo.  Es el conjunto de programas, procedimientos y documentos relacionados con el sistema hardware. En pocas palabras también se puede definir al software como el, “Conjunto de instrucciones, programas, aplicaciones y/o sistemas que hacen posible la interrelación hombre–máquina” El software es un ingrediente indispensable para el funcionamiento del computador. Está formado por una serie de instrucciones y datos, que permiten aprovechar todos los recursos que el computador tiene, de manera que pueda resolver gran cantidad de problemas. Un computador en sí, es sólo un conglomerado de componentes electrónicos; 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 operación de un sistema computacional. Funciones del software:
  30. 30. 29  Administrar los recursos de cómputo  Proporcionar las herramientas para optimizar estos recursos.  Actuar como intermediario entre el usuario y la información almacenada.  Tipos de Software  Software del sistema: Es un conjunto de programas que administran los recursos de la computadora. Ejemplos: Unidad central de proceso, dispositivos de comunicaciones y dispositivos periféricos, el software del sistema administra y controla al acceso del hardware.  Software de aplicaciones: Programas que son escritos para o por los usuarios para realizar una tarea específica en la computadora. Ejemplo: software para procesar un texto, para generar una hoja de cálculo, el software de aplicación debe estar sobre el software del sistema para poder operar.  Software de usuario final: Es el software que permiten el desarrollo de algunas aplicaciones directamente por los usuarios finales, el software del usuario final con frecuencia tiene que trabajar a través del software de aplicación y finalmente a través del software del sistema.
  31. 31. 30 BIBLIOGRAFÍA Castellanos Casas, R. & Ferreyra Cortes, G. (2004). Informática Activa I (2da. ed.). México: Alfaomega. Larousse Enciclopedia Metódica. (1983). (Vol. 6) México: Larousse. Leal, R.; González del Valle, E. A. & Martínez, G. (2000). Fundamentos de computación. México: Trillas-UAM. Norton, P. (1995). Introducción a la computación. México: McGraw-Hill. Romero Gómez, A. (2008). Aprendiendo Computación I (2da. ed.). México: Éxodo. Stallings, W. (1985). Organización y Arquitectura de Computadoras (3er. ed.). México: Megabyte.
  32. 32. 31 ANEXO FOTOGRÁFICO En este anexo se han incluido las fotografías de cómo fueron evolucionando las computadoras. Primera Generación de Computadoras (1946 – 1959) Segunda Generación de Computadoras (1959 – 1964)
  33. 33. 32 Tercera Generación de Computadoras (1969 – 1971) Cuarta Generación de Computadoras (1971 – 1988) Quinta Generación de Computadoras

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