LA COMPUTADORA DIGITAL Parte 2 Departamento de Computación Escuela de Ingeniería de Sistemas...

LA COMPUTADORA DIGITALLA COMPUTADORA DIGITALParte 2Parte 2

Departamento de ComputaciónDepartamento de ComputaciónEscuela de Ingeniería de SistemasEscuela de Ingeniería de Sistemas

Facultad de IngenieríaFacultad de IngenieríaUniversidad de Los AndesUniversidad de Los Andes

Guia de la prof. Flor NarcisoGuia de la prof. Flor Narciso

Componentes Físicos Componentes Físicos (Dispositivos (Dispositivos Físicos)Físicos)

MemoriaMemoria– Parte de la computadora donde se almacena de manera temporal la Parte de la computadora donde se almacena de manera temporal la

información (programas + datos). información (programas + datos).

– La unidad básica de memoria es el bit o dígito binario (0 ó 1).La unidad básica de memoria es el bit o dígito binario (0 ó 1).

Representación de la informaciónRepresentación de la información

A) Representación numérica (sistema binario)A) Representación numérica (sistema binario)

Secuencia binaria: bSecuencia binaria: bN-1N-1….b….b33bb22bb11bb00

N-1N-1 Ejemplos:Ejemplos:Número: Número: b bii22ii 1101 = 1x21101 = 1x233 + 1x2 + 1x222 + 0x2 + 0x211 + 1x2 + 1x200 = 13 = 13 i = 0i = 0 10001 = 1x210001 = 1x244 + 0x2 + 0x233 + 0x2 + 0x222 + 0x2 + 0x211 + 1x2 + 1x200 = 17 = 17

Representación numérica: Representación numérica: Sistema BinarioSistema Binario



B) Representación de caracteres. Para hacer que las B) Representación de caracteres. Para hacer que las palabras, oraciones, y párrafos puedan representarse y palabras, oraciones, y párrafos puedan representarse y manipularse en los circuitos binarios de la computadora, se manipularse en los circuitos binarios de la computadora, se han ideado códigos que representan cada letra, dígito, y han ideado códigos que representan cada letra, dígito, y carácter especial como cadena única de bits. carácter especial como cadena única de bits.

– ASCII (American Standard Code for Information Interchange): ASCII (American Standard Code for Information Interchange): Representa cada carácter como código de 8 bits. Hay 256 códigos Representa cada carácter como código de 8 bits. Hay 256 códigos únicos para representar: cada una de las letras (mayúsculas y únicos para representar: cada una de las letras (mayúsculas y minúsculas), los números, y los caracteres especiales que se utilizan minúsculas), los números, y los caracteres especiales que se utilizan comúnmente en el inglés escrito.comúnmente en el inglés escrito.

– EBCDIC (Extended Binary-Coded Decimal Interchange Code: EBCDIC (Extended Binary-Coded Decimal Interchange Code: Utilizado en la mayoría de las computadoras mainframe.Utilizado en la mayoría de las computadoras mainframe.

Códigos BinariosCódigos Binarios



C)C) Representación de instrucciones de programas. Los Representación de instrucciones de programas. Los programas, al igual que los caracteres, se representan en programas, al igual que los caracteres, se representan en notación binaria a través del uso de códigos. notación binaria a través del uso de códigos.

MemoriaMemoria

DirecciónDirección ContenidoContenido

Posiciones dePosiciones de 00000000 0000 0100 0111 10000000 0100 0111 1000

memoriamemoria 00010001 0101 0000 0010 10000101 0000 0010 100000100010 1100 1100 0101 00001100 1100 0101 0000

……………….……………….


Capacidad de memoriaCapacidad de memoria

Byte u octeto: grupo de 8 bits.Byte u octeto: grupo de 8 bits. K (kilobyte) (llamado a veces KB): 1024 bytes. K (kilobyte) (llamado a veces KB): 1024 bytes. MB de o (megabyte) (llamado a veces meg): aproximadamente MB de o (megabyte) (llamado a veces meg): aproximadamente

1000 K, o 1 millón de bytes.1000 K, o 1 millón de bytes. GB (gigabyte) (a veces llamado gig): aproximadamente 1000 GB (gigabyte) (a veces llamado gig): aproximadamente 1000

megabytes o 1 billón de bytes.megabytes o 1 billón de bytes. TB (Terabyte): aproximadamente un millón megabytes. TB (Terabyte): aproximadamente un millón megabytes.


Tipos de memoriaTipos de memoria

– Memoria principalMemoria principal» Parte de la computadora donde se almacenan (temporalmente) Parte de la computadora donde se almacenan (temporalmente)

los programas y los datos. La información procesada por el los programas y los datos. La información procesada por el CPU se almacena normalmente en la memoria principal hasta CPU se almacena normalmente en la memoria principal hasta que termina la ejecución del programa.que termina la ejecución del programa.


Tipos de memoria principalTipos de memoria principal

– RAM (Random Access Memory): Memoria de lectura/escritura. RAM (Random Access Memory): Memoria de lectura/escritura. Usualmente se conoce como memoria principal. Memoria Usualmente se conoce como memoria principal. Memoria temporal. Es volátil, necesita un suministro constante de energía. temporal. Es volátil, necesita un suministro constante de energía. Cuando se apaga una computadora, todo lo que está en la RAM Cuando se apaga una computadora, todo lo que está en la RAM desaparece.desaparece.

– ROM (Read Only Memory): El estado de los dígitos puede leerse ROM (Read Only Memory): El estado de los dígitos puede leerse pero no cambiarse. Contiene chips con instrucciones. Memoria pero no cambiarse. Contiene chips con instrucciones. Memoria permanente. permanente.


Tipos de memoria principalTipos de memoria principal

– PROM (Programmable Read-Only Memory): Permite que la PROM (Programmable Read-Only Memory): Permite que la información la introduzca el usuario. Posteriormente puede leerse información la introduzca el usuario. Posteriormente puede leerse la información de la PROM tantas veces como se quiera, pero no la información de la PROM tantas veces como se quiera, pero no puede escribirse de nuevo en ella.puede escribirse de nuevo en ella.

– EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory): Se puede EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory): Se puede escribir en una EPROM, pero su contenido se puede borrar. Una escribir en una EPROM, pero su contenido se puede borrar. Una vez introducida la información, actúa como una PROM.vez introducida la información, actúa como una PROM.


Tipos de memoriaTipos de memoria

– Memoria secundaria (dispositivos de almacenamiento Memoria secundaria (dispositivos de almacenamiento secundario)secundario)

» Almacenamiento semi-permanente de información. Se usa Almacenamiento semi-permanente de información. Se usa para almacenar grandes cantidades de información. para almacenar grandes cantidades de información.

» Para ser procesados por el CPU, los datos se almacenan en la Para ser procesados por el CPU, los datos se almacenan en la memoria secundaria y luego se llevan a la memoria principal. memoria secundaria y luego se llevan a la memoria principal.


Tipos de memoria secundariaTipos de memoria secundaria Discos magnéticos Discos magnéticos

Disco duro: 4 GB, 6 GB, 8 GB, 10 GB, 20 GB, 25 GBDisco duro: 4 GB, 6 GB, 8 GB, 10 GB, 20 GB, 25 GB, , 80 GB, 160 Giga Byte, 300 Giga Byte, 1 Terabyte80 GB, 160 Giga Byte, 300 Giga Byte, 1 Terabyte

Disco flexible o disquete: 1.4 MB.Disco flexible o disquete: 1.4 MB. Zip: 100 MB, 120 MB, 250 MB.Zip: 100 MB, 120 MB, 250 MB.

Discos ópticosDiscos ópticos CD-ROM: 650 - 750 MB.CD-ROM: 650 - 750 MB.

DVD-ROM: 5 GB.DVD-ROM: 5 GB. DVD-RAM: 5 GB.DVD-RAM: 5 GB. Cintas magnéticas.Cintas magnéticas.

Dispositivos de Almacenamiento Dispositivos de Almacenamiento SecundarioSecundario


Dispositivos de entradaDispositivos de entrada: Aceptan la entrada del mundo exterior : Aceptan la entrada del mundo exterior (datos e instrucciones). El dispositivo de entrada más común es el (datos e instrucciones). El dispositivo de entrada más común es el teclado (QWERTY). Otros dispositivos de entrada incluyen:teclado (QWERTY). Otros dispositivos de entrada incluyen:

RatónRatón Joystick (palanca de Joystick (palanca de juegos)juegos)

TrackballTrackball Micrófono MicrófonoGuante (dataGlove)Guante (dataGlove) Reconocedores de voz Reconocedores de vozEscánerEscáner Lectora óptica Lectora ópticaCámara digitalCámara digital Lectora de código de barra Lectora de código de barraSensorSensor Reconocedores de escritura Reconocedores de escrituraDigitalizador de audioDigitalizador de audio Lápiz óptico Lápiz ópticoDigitalizador de vídeoDigitalizador de vídeoCámara de vídeo conferenciaCámara de vídeo conferencia

Dispositivos de EntradaDispositivos de Entrada


Dispositivos de salidaDispositivos de salida: Envían la información (datos : Envían la información (datos procesados) al mundo exterior. La mayoría de las procesados) al mundo exterior. La mayoría de las computadoras utilizan un monitor de vídeo como su dispositivo computadoras utilizan un monitor de vídeo como su dispositivo de salida principal y una impresora para producir el listado de de salida principal y una impresora para producir el listado de papel. papel.

Clases de monitores: monitores CRT como los de los Clases de monitores: monitores CRT como los de los televisores (tubo de rayos catódicos) y el modelo plano LCD televisores (tubo de rayos catódicos) y el modelo plano LCD (cristal líquido). Ambos tipos están disponibles en modelos del (cristal líquido). Ambos tipos están disponibles en modelos del color o del monocromático en una variedad de tamaños. Otros color o del monocromático en una variedad de tamaños. Otros dispositivos de salida incluyen:dispositivos de salida incluyen:

DiscoDisco Trazadores gráficos (plotters)Trazadores gráficos (plotters)Generador o sintetizador de sonidoGenerador o sintetizador de sonidoAltavoces estereofónicosAltavoces estereofónicos

Dispositivos de SalidaDispositivos de Salida

Dispositivos de Entrada y SalidaDispositivos de Entrada y Salida


Dispositivos de entrada/salidaDispositivos de entrada/salida

– Módem: Permite la comunicación entre la Módem: Permite la comunicación entre la computadora y el mundo exterior a través de una línea computadora y el mundo exterior a través de una línea telefónica).telefónica).

» 14.4 kilobits14.4 kilobits» 28.8 kilobits28.8 kilobits» 33.6 kilobits33.6 kilobits

– Tarjeta de interfaz de red (Network Interface Cards - NIC): Tarjeta de interfaz de red (Network Interface Cards - NIC): Permiten a los usuarios conectar un grupo de computadoras para Permiten a los usuarios conectar un grupo de computadoras para compartir datos y dispositivos.compartir datos y dispositivos.

– Pantalla sensible al tacto.Pantalla sensible al tacto.

MódemMódem


Bus de datosBus de datos: Interconecta los dispositivos de E/S, la : Interconecta los dispositivos de E/S, la memoria principal y el CPU.memoria principal y el CPU.

Bus de direccionesBus de direcciones: Se utiliza para direccionar las : Se utiliza para direccionar las localidades de memoria y los dispositivos de E/S.localidades de memoria y los dispositivos de E/S.

BusesBuses

Componentes Físicos Componentes Físicos (Microprogramas)(Microprogramas)

- MicroprogramasMicroprogramas: Software primitivo (en algunas : Software primitivo (en algunas máquinas) que controla directamente los dispositivos máquinas) que controla directamente los dispositivos físicos. Almacenados en memoria sólo de lectura (ROM).físicos. Almacenados en memoria sólo de lectura (ROM).

Ejemplo: Para ejecutar una instrucción ADD (sumar) el Ejemplo: Para ejecutar una instrucción ADD (sumar) el microprograma debe:microprograma debe:– Determinar dónde se encuentran los números que se Determinar dónde se encuentran los números que se

van a sumar.van a sumar.– Obtener los números.Obtener los números.– Sumar los números.Sumar los números.– Almacenar el resultado.Almacenar el resultado.

Componentes Físicos Componentes Físicos (Lenguaje de (Lenguaje de Máquina)Máquina)

- Lenguaje de máquinaLenguaje de máquina: Lenguaje de bajo nivel que permite : Lenguaje de bajo nivel que permite la comunicación directa con el hardware de la la comunicación directa con el hardware de la computadora. computadora.

Los programas son escritos en un código binario, donde Los programas son escritos en un código binario, donde cada instrucción corresponde a una operación de cada instrucción corresponde a una operación de computadora. computadora.

Por lo general tiene entre 50 y 300 instrucciones (trasladar Por lo general tiene entre 50 y 300 instrucciones (trasladar datos dentro de la máquina, realizar operaciones datos dentro de la máquina, realizar operaciones aritméticas, comparar valores).aritméticas, comparar valores).

Componentes Lógicos (Software)Componentes Lógicos (Software)

Software Software

Puente de comunicación entre los seres humanos que Puente de comunicación entre los seres humanos que desean solucionar problemas y las computadoras que desean solucionar problemas y las computadoras que pueden entender solamente ceros y unos. pueden entender solamente ceros y unos.

Permite almacenar, procesar y recuperar información; Permite almacenar, procesar y recuperar información; mostrar documentos multimedia; realizar búsquedas en mostrar documentos multimedia; realizar búsquedas en Internet, a través de un conjunto de instrucciones Internet, a través de un conjunto de instrucciones electrónicas que le dicen al hardware qué debe hacer.electrónicas que le dicen al hardware qué debe hacer.


Tipos de componentes lógicos:Tipos de componentes lógicos:– Programas del sistemaProgramas del sistema: Controlan la operación de la : Controlan la operación de la

computadora misma.computadora misma.» Sistema OperativoSistema Operativo» Traductores (compiladores, interpretadores, ensambladores)Traductores (compiladores, interpretadores, ensambladores)

– Programas de aplicaciónProgramas de aplicación: Realizan las tareas reales que el : Realizan las tareas reales que el usuario desea.usuario desea.

» NegociosNegocios» EntretenimientoEntretenimiento» EducaciónEducación» Procesamiento de palabrasProcesamiento de palabras» Hojas de cálculoHojas de cálculo» Administración de Bases de DatosAdministración de Bases de Datos» Aplicaciones gráficas, multimedia y de presentaciónAplicaciones gráficas, multimedia y de presentación

Componentes Lógicos Componentes Lógicos (Programas (Programas del Sistema)del Sistema)

Sistema operativoSistema operativo: : Unix, Linux, Windows 95/98, Windows Unix, Linux, Windows 95/98, Windows NT, Mac OS.NT, Mac OS.

– Administra todos los recursos (procesadores, memorias, Administra todos los recursos (procesadores, memorias, dispositivos de E/S) de la computadora y establece la base dispositivos de E/S) de la computadora y establece la base sobre la que pueden escribirse los programas de aplicación.sobre la que pueden escribirse los programas de aplicación.

– Oculta toda la complejidad del hardware de la Oculta toda la complejidad del hardware de la computadora y ofrece al programador un conjunto de computadora y ofrece al programador un conjunto de instrucciones mas cómodo con el que pueda trabajar.instrucciones mas cómodo con el que pueda trabajar.

– Mantiene la seguridad.Mantiene la seguridad.

– Detecta fallas del equipo.Detecta fallas del equipo.

Sistema OperativoSistema Operativo


TraductoresTraductores: Programas que permiten que los programas : Programas que permiten que los programas escritos por los usuarios en un lenguaje distinto al de la escritos por los usuarios en un lenguaje distinto al de la máquina se conviertan en programas con instrucciones en máquina se conviertan en programas con instrucciones en código de lenguaje de máquina.código de lenguaje de máquina.

Programa fuente

TraductorPrograma

objeto


TraductoresTraductores– EnsambladorEnsamblador: Programa que traduce un programa escrito en : Programa que traduce un programa escrito en

lenguaje ensamblador (códigos nemotécnicos y direcciones lenguaje ensamblador (códigos nemotécnicos y direcciones simbólicas) en un simbólicas) en un programa objetoprograma objeto escritos\ en lenguaje de escritos\ en lenguaje de máquina.máquina.

– CompiladorCompilador: Programa que traduce un programa escrito en : Programa que traduce un programa escrito en lenguaje de alto nivel (su estructura es muy próxima a la de lenguaje de alto nivel (su estructura es muy próxima a la de los lenguajes naturales) en un los lenguajes naturales) en un programa objetoprograma objeto escrito en escrito en lenguaje de máquina.lenguaje de máquina.

– InterpretadorInterpretador: Programa que efectúa la traducción y : Programa que efectúa la traducción y ejecución sucesiva instrucción a instrucción de un programa ejecución sucesiva instrucción a instrucción de un programa escrito en lenguaje de alto nivel.escrito en lenguaje de alto nivel.

Componentes Lógicos Componentes Lógicos (Programas (Programas de Aplicación)de Aplicación)


Elementos del softwareElementos del software– InstruccionesInstrucciones: Información que indica a una computadora : Información que indica a una computadora

una acción elemental a ejecutar.una acción elemental a ejecutar.

– Algoritmo Algoritmo (proviene de Mohammed al-Khowarizmi, (proviene de Mohammed al-Khowarizmi, matemático persa que vivió durante el siglo IX y alcanzó matemático persa que vivió durante el siglo IX y alcanzó gran reputación por el enunciado de las reglas paso a paso gran reputación por el enunciado de las reglas paso a paso para sumar, restar, multiplicar y dividir números decimales): para sumar, restar, multiplicar y dividir números decimales): Serie de instrucciones, en una cierta secuencia, necesarias Serie de instrucciones, en una cierta secuencia, necesarias para describir las operaciones que llevan a la solución de un para describir las operaciones que llevan a la solución de un problema.problema.

– Algoritmo: Secuencia lógica y finita de pasos que permiten Algoritmo: Secuencia lógica y finita de pasos que permiten resolver de manera eficiente un problema.resolver de manera eficiente un problema.

AlgoritmosAlgoritmos

Los algoritmos codificados por los Los algoritmos codificados por los programadores en un lenguaje de programadores en un lenguaje de programación permiten a las computadoras programación permiten a las computadoras resolver problemas.resolver problemas.

Recordar que las computadoras por si solas Recordar que las computadoras por si solas no son inteligentes sino que el inteligente es no son inteligentes sino que el inteligente es el ser humano.el ser humano.


– ProgramaPrograma: Conjunto de instrucciones perfectamente legibles : Conjunto de instrucciones perfectamente legibles por la computadora, ordenadas secuencialmente para realizar por la computadora, ordenadas secuencialmente para realizar un determinado trabajo o para solucionar un problema.un determinado trabajo o para solucionar un problema.

Los programas se pueden realizar en distintos lenguajes Los programas se pueden realizar en distintos lenguajes de programación.de programación.

Qué es un lenguaje de programación?Qué es un lenguaje de programación?Es un conjunto de constructos válidos que son empleados Es un conjunto de constructos válidos que son empleados

para codificar los algoritmos para obtener un programa.para codificar los algoritmos para obtener un programa.

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