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1.1. 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 desarrollando 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 vió 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 àbaco, 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 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.

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1.1. 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 desarrollando 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 vió 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 àbaco, 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 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.

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El transistor fue desarrollado en los laboratorios Bell, por los científicos Shockley, Bardeeny Brattain, con este avance electrónico se pudo hacer económicamente accesible la tecnología computacional, sustituyo a los costosos bulbos por dispositivos mas pequeños resultando ser mas eficientes reducir precios y espacio.

Las tarjetas perforadas, utilizada por Joseph Jaquar en el siglo XVII (Rev.Industrial) para elaborar patrones de tejido pudiendo cambiar el estilo del tejido al intercambiar la tarjeta.

Durante la II 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.

1.2 DEFINICION DE COMPUTADORA

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Para tener un claro entendiemirnto de lo que es una computadora, se describen algunas deficiniciones 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 instricciones o comandos programados para realizar operaciones de entrada, cálculos aritmeticos y lógicos, ysalida.

Es decir, es un sistema electrónico que realiza operaciones aritméticas y de lógicas a altas velocidades de acuerdo a las instrucciones internas con que 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 us funciones principales esta el procesamiento de datos que son leidos o introducidos a la computadora mediante dispositivos periféricos de entrada, para su posterior procesamiento y emision de información mediante dispositivos de salida, como producto intermedio en el procesamiento puede almacenar y extraer información de dispositivos de almacenamiento masivo.

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Tambien 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.

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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 aritmeticas como lógicas de gran complejidad en tiempos considerablemente reducidos.

Los sistemas de cómputo tienen diversos componentes de hardware comunmente llamados dispositivos de entrada, salida, entrada - salida y de almacenamiento primario o secundario.

Dispositivos de entrada Dispositivos de salida Dispositivos de entrada / salida Unidad central de procesamiento

Que es la computadora en si, es decir un sistema de computación. Memoria primaria

Dispositivos de almacenamiento masivo o memoria secundaria.

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Cabe hacer notar que al referirnos a una computadora se debera entender como tal, no importando sus dimensiones, ni sus capacidades.

1.3 GENERACIONES DE COMPUTADORAS

1.3. 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).

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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:

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, necesitabande 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 hacia 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.

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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)

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 aventuro 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

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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.

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,iniciandose 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

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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.

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

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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 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

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Ampliación de las aplicaciones La mini computadora

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 interfase 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

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computadoras mayores (mainframes) con terminales dieron cabida a un sistema de redes con microcomputadoras y estaciones de trabajo.

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

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 calculos.

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, robotica y el lenguaje natural.

Se distingue normalmente dos clases de entorno:

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

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comunicación del usuario con el sistema, este sistema esta compuesto por herramientas que facilitan la comunicación hombre – máquina, sistemas de adquisición de datos, sistemas gráficos, entro otros.

1.5. 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:

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.

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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. Llas Computadoras Analógicas: Son rápidas pero la naturaleza directa de los circuitos que la componen las hacen aún más rápidas.

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.

La computadora Híbrida: 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.

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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 puede 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.

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 (0). Cuando la señal analógica se encuentra por encima del valor umbral, la señal digital toma un valor máximo (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

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de una computadora y en la modulación digital para transmisiones y comunicaciones por radio.

1.6. 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 un ordenador.

Hardware es el substrato físico en el cual existe el software. El hardware abarca todas las piezas físicas de un ordenador (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 de computo.

Hardware es el substrato físico en el cual existe el software. El hardware abarca todas las piezas físicas de un ordenador (disco duro, placa base,memoria, tarjeta aceleradora o de vídeo,salida de audio,lectora de cd, microprocesadores,salida de vídeo,puertos usb entre otras).

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 (floppy), 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

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función de estos componentes suele dividirse en tres categorías principales: entrada, salida y almacenamiento.

Término que hace referencia a cada uno de los elementos físicos de un sistema informático (pantalla, teclado, ratón, 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:

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”.

Dispositivos de entrada Dispositivos de proceso Dispositivos de almacenamiento Dispositivos de entrada salida Dispositivos de salida

HARDWARE DE ENTRADA El hardware de entrada esta 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, 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

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información generada por el ordenador en información visual), Impresoras(reciben textos e imágenes de la computadora y los imprimen en papel). Bocinas (emiten los sonidos provenientes de la maquina) etc. 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 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.

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EL SOFTWARE

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.

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.

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En pocas palabras tambien se puede definir al software como el, “Conjunto de instrucciones, programas, aplicaciones y/o sistemas que hacen posible la interrelación hombre–maquina.”

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 si, 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:

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 especifica en la computadora. Ejemplo: software para procesar un texto, para generar una hoja de calculo, 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.

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Super Computadoras

Una supercomputadora es el tipo de computadora más potente y más rápida que existe en este momento. Como estas máquinas están diseñadas para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y se dedican a una tarea específica, su aplicación o uso se escapa del particular, más bien se dedican a: 1. Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos sísmicos. 2. El estudio y predicción de tornados. 3. El estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo. 4. La elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones, simuladores de vuelo. También hay que agregar que las supercomputadoras son una tecnología relativamente nueva, por lo tanto su uso no se ha masificado y está sensible a los cambios. Es por esta razón que su precio es muy elevado superando los 30 millones de dólares y el número que se fabrica al año es reducido. Concepto

Las supercomputadoras son el tipo de computadoras más potentes y más rápidas que existen en un momento dado. Son de gran tamaño, las más grandes entre sus pares. Pueden procesar enormes cantidades de información en poco tiempo pudiendo ejecutar millones de instrucciones por segundo, están destinadas a una tarea específica y poseen una capacidad de almacenamiento muy grande. Además son los más caros teniendo un costo que puede superar los 30 millones de dólares. Por su alto costo se fabrican muy pocas durante un año, incluso existen algunas que se fabrican solo por pedido.

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Cuentan con un control de temperatura especial para poder disipar el calor que algunos de sus componentes pueden llegar a alcanzar. Actúa como árbitro de todas las solicitudes y controla el acceso a todos los archivos, lo mismo hace con las operaciones de entrada y salida. El usuario se dirige a la computadora central de la organización cuando requiere apoyo de procesamiento. Están diseñados para sistemas de multiprocesamiento, la CPU es el centro del procesamiento y pueden soportar a miles de usuarios en línea. La cantidad de procesadores que puede llegar a tener un supercomputador depende principalmente del modelo, pueden tener desde alrededor de 16 procesadores hasta 512 (como el modelo SX-4 de NEC de 1997) y más. Como pertenecientes a la clase de los supercomputadores se pueden nombrar: La CRAY 1, Cyber, Fujitsu, etc.

Definición de Macrocomputadora

las macrocomputadoras son también conocidas como mainframes. Los mainframes son

sistemas grandes, rápidos y caros con capacidad de controlar cientos de usuarios en forma

simultánea, así como manejar cientos de dispositivos de entrada y salida.

-La computadora de mayor tamaño en uso común es el macrocomputadora.

Lasmacrocomputadoras (mainframe) están diseñadas para manejar grandes cantidades de

entrada, salida y almacenamiento.

-Unacomputadora central o mainframe es una computadora grande, potente y costosa usada

principalmente por una gran compania para el procesamiento de una gran cantidad de datos;

por ejemplo, para el procesamiento de transacciones bancarias.

-La administracion de los recursos es una tarea compleja puesto que los recursos a administrar

son muchos que pueden incluir discos duros que se encuentran en diferentes ubicaciones

logicas como los arreglos de discos RAID, asi mismo estos sistemas pueden sincronizar los

recursos de hardware que se encuentran distribuidos por lo cual tienen caracteristicas de los

sistemas operativos distribuidos ya que administran procesadores, unidades de

almacenamiento yunidades de salida como impresoras y todo esto lo realizan para un gran

numerode usuarios, la sincronizacion para un gran numero de usuarios es dificil y compleja de

dicha administracion se encargan los componentes del sistema como el administrador de

archivos el cual se debe de encontrar con la capacidad para gestionar un gran numero de

peticiones de recursos de forma concurrente o enforma paralela dependiendo si el sistema de

computacion cuenta con mas de un procesador, por lo anteriormente mencionado los sistemas

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operativos para Macrocomputadoras tienen caracteristicas de varios tipos de sistemas

operativos como lo son los distribuidos y paralelos.

En la actualidad las Supercomputadoras son las que ocupan el lugar mas alto en la escala de lostipos de computadoras.

Las Supercomputadoras se diferencia de las "macros" en que son totalmente modulares, es decir que una

supercomputadora es una enorme cantidad de microprocesadores que trabajan enconjunto para realizar una o varias

tareas. El conjunto de todos estos microprocesadores puede verse como una sola computadora super potente.

Microcomputadora

Es el sistema más pequeño de propósito general que puede ejecutar instrucciones de un programa para llevar a cabo una amplia variedad de tareas. La mayoría de la microcomputadoras son unidades compactas y tan ligeras que pueden ser trasladadas con facilidad, están diseñadas para ser utilizadas por una sola persona. Usos de las Microcomputadoras: Administrar presupuesto personal Aprender una nueva materia, un nuevo idioma, etc. Calcular los pagos a plazo Archivar información sencilla, direcciones, teléfonos, etc. Calcular nóminas, elaborar y conservar registros de estudiantes, pacientes, personas o clientes; pagar deudas o cobrar recibos y organizar tareas de contabilidad general. Analizar sus inversiones y preparar los pagos de impuesto. Historia Las microcomputadoras o Computadoras Personales (PC´s) tuvieron su origen con la creación de los microprocesadores. Un microprocesador es "una computadora en un chic", o sea un circuito integrado independiente. Las PC´s son computadoras para uso personal y relativamente son baratas y actualmente se encuentran en las oficinas, escuelas y hogares. El término PC se deriva de que para el año de 1981 , IBM®, sacó a la venta su modelo "IBM PC", la cual se convirtió en un tipo de computadora ideal para uso "personal", de ahí que el término "PC" se estandarizó y los clones que sacaron posteriormente otras empresas fueron llamados "PC y compatibles", usando procesadores del mismo tipo que las IBM , pero a un costo menor y pudiendo ejecutar el mismo tipo de programas. Existen otros tipos de microcomputadoras , como la Macintosh®, que no son compatibles con la IBM, pero que en muchos de los casos se les llaman también "PC´s", por ser de uso personal. En la actualidad existen variados tipos en el diseño de PC´s: Computadoras personales, con el gabinete tipo minitorre, separado del monitor. Computadoras personales portátiles "Laptop" o "Notebook". Computadoras personales más comunes, con el gabinete horizontal, separado del monitor. Computadoras personales que están en una sola unidad compacta el monitor y el CPU. Las computadoras "laptops" son aquellas computadoras que están diseñadas para poder ser transportadas de un lugar a otro. Se alimentan por medio de baterías recargables , pesan entre 2 y 5 kilos y la mayoría trae integrado una pantalla de LCD (Liquid Crys tal Display). Estaciones de trabajo o Workstations Las estaciones de trabajo se encuentran entre las Minicomputadoras y las macrocomputadoras (por el procesamiento). Las estaciones de trabajo son un tipo de computadoras que se utilizan para aplicaciones que requieran de poder de procesam iento moderado y relativamente capacidades de gráficos de alta calidad.

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Son usadas para: Aplicaciones de ingeniería CAD (Diseño asistido por computadora) CAM (manufactura asistida por computadora) Publicidad Creación de Software en redes, la palabra "workstation" o "estación de trabajo" se utiliza para referirse a cualquier computadora que está conectada a una red de área local. La microcomputadora es conocida como computadora personal o PC. Es la más pequeña, gracias a los microprocesadores, más barata y más popular en el mercado. Su costo fluctúa entre varios cientos de dólares hasta varios miles de dólares. Puede funcionar como unidad independiente o estar en red con otras microcomputadoras o como un terminal de un "mainframe" para expandir sus capacidades. Puede ejecutar las mismas operaciones y usar los mismos programas que muchas computadoras superiores, aunque en menor capacidad. Ejemplos: MITS Altair, Macintosh, serie Apple II, IBM PC, Dell, Compaq, Gateway, etc. Tipos de microcomputadoras: a. "Desktop" Es otro nombre para la PC que está encima del escritorio. b. Portátil Es la PC que se puede mover con facilidad. Tiene capacidad limitada y la mayoria usa una batería como fuente de poder. Pesan entre 15 y 20 lbs. * "Laptop" La computadora "laptop" tiene una pantalla plana y pesa entre 5 y 12 lbs. * "Notebook" La computadora "notebook" es más pequeña y pesa alrededor de 5 lbs. o menos. Ejemplo: Toshiba's 486 SX.

c. "Palmtop"

Es la computadora del tamaño de una calculadora de manos. Utiliza bateria y puede ser conectada a la

desktop para transferir datos. Ejemplos: Apple Newton, Hewlett-Packard's 95 LX.

Características del Software

Para poder comprender lo que es el software (y consecuentemente la Ingeniería del Software),

es importante examinar las características del software que lo diferencian de otras cosas que

los hombres pueden construir.

El software es un elemento del sistema que es lógico, en lugar de físico. Por lo tanto el software

tiene unas características considerablemente distintas a las del hardware:

El software se desarrolla, no se fabrica en un sentido clásico. Aunque existen similitudes entre

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el desarrollo del software y la construcción del hardware, ambas actividades son

fundamentalmente diferentes. En ambas actividades la buena calidad se adquiere mediante un

buen diseño, pero la fase de construcción del hardware puede introducir problemas de calidad

que no existen (o son fácilmente corregibles) en el software. Ambas actividades dependen de

las personas, pero la relación entre las personas dedicadas y el trabajo realizado es

completamente diferente para el software. Ambas actividades requieren de la construcción de

un producto, pero los métodos son diferentes.

Por tanto, el mantenimiento del software tiene una complejidad considerablemente mayor que la

del mantenimiento del hardware.

La mayoría del software se construye a medida, en vez de ensamblar componentes existentes.

No existen catálogos de componentes de software.

Clasificación

*Software de Base

Esta formado por los programas que sirven de enlace entre los programas escritos por un

programador, con el fin de realizar un determinado trabajo, y los elementos Hardware de la

computadora. Por ejemplo:

Un programador puede ordenar a un computadora que imprima una frase en la impresora.

Componer esta orden resulta muy fácil cualquiera que sea el lenguaje de programación que se

utilice, pero no es tan sencilla su ejecución: <<ALGUIEN>> ha de estar informado de la

necesidad de ejecución de esa orden, <<ALGUIEN>> tiene que traducirla a un lenguaje que la

computadora pueda comprender; finalmente, <<ALGUIEN>> tiene que controlar el buen

funcionamiento de la operación. Este <<ALGUIEN>> es el SOFTWARE DE BASE, q esta

formado fundamentalmente por los elementos que se citan a continuación:

* Los traductores: interpretes y compiladores

* El ensamblador

* Los programas de utilidad

* Sistema Operativo

El Sistema Operativo es el elemento principal del SOFTWARE DE BASE

*Software de Aplicación

Este describe programas que son para el usuario, así descrito para poder realizar casi cualquier

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tarea. Este es aquel que puede ser utilizado en cualquier instalación informática, independiente

del empleo que vayamos a hacer de ella. Como existen muchos programas se dividen en varias

categorías:

a. Aplicaciones de negocios: en esta se encuentran los procesadores de palabras, hojas de

cálculos, base de datos, Graficadores.

b. Aplicaciones de Utilería

c. Aplicaciones Personales

d. Aplicaciones de Entretenimiento

Componentes funcionales: 1. Unidad central de proceso: Es el elemento principal o centro neurálgico de una computadora y su misión consiste en realizar y coordinar todas las operaciones del sistema informático. Costa de los siguiente elementos: a.) Procesador: Es el elemento encargado del control y ejecución de las operaciones y está formado por

a.1. Unidad de control: Es la parte del procesador encargada de gobernar al resto de las

unidades, a demás de interpretar y ejecutar las instrucciones controlando su secuencia a.2. Unidad Aritmética – lógica: Es la parte del procesador encargado de realizar todas las

operaciones elementales de tipo aritmético y de tipo lógico

b.) Memoria Central: También denominada memoria interna o principal, es el elemento de la

unidad central del proceso encargado de almacenar los programas y los datos necesarios para

que el sistema informático realice un determinado trabajo. Es importante decir aquí que para

que un programa pueda ser ejecutado en una computadora tiene que estar en esta memoria,

así como los datos que necesitan ser procesados en ese momento.

2. Elementos de entrada: También llamadas periféricos o unidades de entradas, son los

dispositivos encargados de introducir los datos y los programas desde el exterior a la memoria

central para su utilización. Estos dispositivos, a demás de recibir la información del exterior, la

preparan para que la máquina puedan entenderla de la forma correcta. Un ejemplo lo constituye

un teclado.

3. Memoria Auxiliar: Son los dispositivos de almacenamiento masivo de información que se

utilizan para guardar datos y programas en el tiempo para su posterior utilización. La

característica principal de los soportes que manejan estos dispositivos es la de retener la

información a lo largo del tiempo mientras que se desee, recuperándose cuando lo sea

requerida y sin que se pierda, aunque el dispositivo quede desconectado de la red eléctrica.

También se denomina memoria secundaria. Ejemplo; disquete, disco duros, discos ópticos,

cintas, etc.

4. Elemento de salida: Son aquellos dispositivos cuya misión es recoger y proporcionar al

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exterior los datos de salida o resultado de los procesos que se realicen en el sistema

informático. También se denomina periféricos o unidades de salida, Ejemplo; monitor,

impresora, etc.

Tipo de memoria

1. Memoria RAM (Random Access Memory)

Es la memoria volátil del computador, es decir que ante la ausen¬cia de energía los datos se

pierden. A este tipo de almacenamiento primario se lo denomina pastillas de memoria de

acceso aleatorio (RAM) debido a que pueden elegirse al azar cualquiera de las localidades de la

pastilla y emplearse y leer datos e instrucciones en forma directa.

2. Memoria ROM (Read Only Memory)

A diferencia de la Memoria RAM, estas conservan la información almacenada cuando se

interrumpe el suministro de energía. Es posible leer de una memoria ROM las instrucciones de

microprograma de control, pero no aceptará la introducción de datos o instrucciones por parte

de los usuarios de la computadora.

Una de las principales razones por las que una computadora necesita el ROM es para saber

que hacer cuando se enciende.

El ROM contiene una serie de instrucciones de arranque que verifica que el resto de la memoria

este funcionando correctamente, que busca dispositivos de hardware y el sistema operativo.

El tipo más sencillo de memoria ROM viene incluido en la computa¬dora desde su fabricación

como parte del sistema y no puede ser modificado ni alterado por los usuarios. Estas pastillas

se uti¬lizan ampliamente como medio de almacenamiento de juegos de vídeo, etc.

Otros tipos de memoria:

Memoria de alta velocidad (memoria cache o buffer)

Es un tipo de memoria más rápida y más costosa por carácter almacenado que el

almacenamiento primario. Estos circuitos de alta velocidad se emplean como libreta de notas

para almacenar temporalmente datos e instrucciones con alta probabilidad de utilizarse muchas

veces durante un proceso.

Funciona de la siguiente manera, cuando la CPU solicita información de la RAM, el controlador

de la cache intercepta la solicitud y busca la información dentro de su propia memoria. Si la

información no se encuentra allí, la CPU extrae los datos requeridos de la memoria RAM y

también manda una copia de regreso a la caché. La siguiente vez que la CPU necesita la

misma información la cache encuentra esta información y la envía rápidamente a la CPU,

dejando la RAM fuera del ciclo.

Clasificación de la memoria ROM

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PROM. (programmable read-only memory)

Las operaciones muy largas o importantes que se habían estado ejecutando con lentitud

mediante programas, pueden convertirse en microprogramas y grabarse en una pastilla PROM

de tal manera que las tareas se ejecuten en una fracción del tiempo que se requería antes. Las

grabaciones hechas en una de estas pastillas, ya no es posible modificarlas.

EPROM (erasable and programmable read-only)

Es igual que la pastilla PROM con la diferencia que debe ser expuesto a la luz ultravioleta por

un periodo de tiempo para que el programa que fue grabado se borre y pueda ser utilizado

nuevamente.

EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory)

Igual a los anteriores con la diferencia que se puede volver a programar mediante ciertos

impulsos eléctricos especiales

Clasificación de la memoria RAM

RAM DINÁMICA

Un tipo de memoria física usado en la mayoría de los ordenadores personales. El término

dinámico indica que la memoria debe ser restaurado constantemente (re energizada) o perderá

su contenido.

DRAM utiliza tiempos de acceso de cerca de 60 nanosegundos

RAM ESTÁTICA

Abreviatura para la memoria de acceso al azar estática. SRAM es un tipo de memoria que es

más rápida y más confiable que la DRAM más común (RAM dinámica). El término se deriva del

hecho de que no necesitan ser restaurados como RAM dinámica.

La RAM estática es más rápida y menos volátil que la

RAM dinámica, pero requiere más potencia y es más costosa.

SRAM puede dar los tiempos de acceso de hasta sólo 10 nanosegundos.