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1. arquitectura de computadores

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1. arquitectura de computadores

  1. 1. ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  2. 2. COMPUTADOR DIGITALLa computadora digital es un ordenadornumérico, automático, secuencial y universal.Es numérico porque toda la información que se puede encontrar dentrode la computadora está codificada por un conjunto ordenado de ceros yunos.Es automática pues puede operar sin la intervención del operador alpasar de una operación a otra en la resolución de un determinadoproblema.Es secuencial pues debe seguir una serie ordenada de pasos para laresolución de cada problema.Es universal porque está capacitada para resolver cualquier tipo deproblema que se plantee, dependiendo de como se haya programado ala máquina.
  3. 3. COMPONENTESTodas las computadoras digitales están compuestas por cinco(5) seccionesbásicas
  4. 4.  Unidad de Entrada: Tiene por función la conversión de señales a nivel humano, en señales que sean entendibles por la máquina. La unidad de entrada traduce la información de nivel humano a nivel de máquina, usando el sistema binario (ceros y unos codificados). Unidad de Salida: Es el traductor inverso de la unidad de entrada, es decir, la información que estaba a nivel máquina se transforma en lenguaje humano. CPU: En el bloque central del esquema podemos ver dos bloques: Unidad de Control y Unidad aritmético-lógica. Estos dos bloques forman la Unidad Central de Proceso (CPU o UCP). Unidad de Memoria: Los dispositivos electrónicos o electromagnéticos en donde se almacena la información recibida del exterior antes de ser procesada, y la ya procesada, constituye la MEMORIA. En la memoria reside el programa que será procesado, los datos para el proceso y los resultados del proceso. Unidad de Control: Se encarga de que las operaciones se realicen en las secuencias que correspondan (por ejemplo no calcular antes de recibir los datos, no comunicar información al exterior mientras no se terminen los cálculos, etc.).
  5. 5. CLASIFICACION DE LOS COMPUTADORES La característica distintiva de cualquier sistema de computación es su capacidad de cómputo, es decir la cantidad de procesamiento que un sistema de computación puede realizar por unidad de tiempo.
  6. 6. MacrocomputadorMáquina de enormes dimensiones, que usan lasgrandes organizaciones y que tienden a ser invisiblespara le público en general, ya que están escondidasen salas con clima controlado. Son capaces decomunicarse simultáneamente con varios usuariospor la técnica de tiempo compartido.
  7. 7. MinicomputadorTambién es una máquina multiusuario(es decir que usa la técnica de tiempocompartido). Es más pequeño yeconómico que un macrocomputador,pero mayor y más potente que unacomputadora personal.
  8. 8. Estación de trabajoComputador de escritorio que tiene el poder de unminicomputador, pero a una fracción del costo. Es deuso muy común entre personas cuyas tareasrequieren gran cantidad de cálculos(científicos, analistas bursátiles, ingenieros). Aunquemuchas estaciones de trabajo son capaces de darservicio a varios usuarios al mismo tiempo, en lapráctica a menudo son usadas por una sola personaa la vez.
  9. 9. Microcomputadora o Computador personalPC (Personal computer). Computador habitualmentemonousuario (aunque puede configurarse parausuarios múltiples) de propósito general. En una microse monta el microprocesador, los circuitos electrónicospara manejar los dispositivos periféricos y los chips dememoria en un solo tablero de circuitos, el tablero desistema o tablero madre (mother board). Elmicroprocesador y los otros chips se montan en unaportadora
  10. 10. La PC puede ser de escritorio o portátil.Dentro de los computadores portátilesencontramos: Laptop: alimentado por baterías, con pantalla plana y que pueden cargarse como un portafolios.
  11. 11.  Notebook: Más livianas que las anteriores y que pueden transportarse dentro de un portafolios.
  12. 12.  Palmtop: o computador manual, o PC de bolsillo. Tan pequeñas que caben en un bolsillo. Atiende las necesidades de usuarios para los cuales la movilidad es más valiosa que un teclado o una pantalla de tamaño usual.
  13. 13. HARDWARE Y SOFWARE El Hardware de una computadora es el conjunto de circuitos, elementos y equipos eléctricos de un computador. Software es un término general que se usa para hacer referencia a un programa o conjunto de programas. Cualquier material impreso que el operador utiliza para operar la computadora, así como el conjunto de programas, se considera también como Software.
  14. 14. PROCESADOREs el componente del computador y otros dispositivosprogramables, que interpreta las instruccionescontenidas en los programas y procesa los datos. LosCPU proporcionan la característica fundamental de lacomputadora digital (la programabilidad) y son uno delos componentes necesarios encontrados en lascomputadoras de cualquier tiempo, junto con elalmacenamiento primario y los dispositivos deentrada/salida.
  15. 15. MEMORIA RAM Memoria de almacenamiento primario. Almacena temporalmente instrucciones de programa y datos.
  16. 16. MEMORIA ROMROM (Read Only Memory, memoria sólo de lectura): Esuna memoria no volátil, porque el computador puedeleer información de ella pero nunca escribir informaciónnueva. Todas las computadoras cuentan condispositivos de ROM que contienen las instrucciones dearranque y otra información crítica. La información en laROM se graba permanentemente cuando nace elcomputador, pero no hay manera de reemplazarla amenos que se reemplace el chip de ROM.
  17. 17. PERIFERICOS El teclado: es un periférico de entrada (porque con el se pueden ingresar datos). Consta de las teclas usuales de una máquina de escribir, más un conjunto de teclas de funciones (F1..F12), un teclado numérico (del tipo calculadora) y otras teclas de usos especiales (Esc, Ctrl, Alt,etc). También los podemos encontrar en idioma Inglés o en Español (que tienen la tecla de la ñ).
  18. 18. MONITORESEl monitor Es una pantalla de video de altaresolución. Los monitores pueden ser, según eltamaño de la pantalla, de 9"(pulgadas), 12", 14", 17“y 20". Los más usados son los de 14". Según el tipose clasifican en VGA Monocromáticos, VGAColor, SVGA Color, y UVGA Color. Los monitores sonperiféricos de salida de datos.
  19. 19. IMPRESORASPermiten tener un registro en papel delas operaciones realizadas. No hay unestándar universal de impresoras, dadala cantidad de tipos y modelosexistentes.Las impresoras son periféricos de salidade datos.
  20. 20.  Las Matriciales son rápidas, más baratas, permiten imprimir gráficos y todo tipo de letras. Constan de una serie de agujas situadas en un cabezal móvil (pueden tener de 9 a 24 agujas). Las hay de carro angosto (80 columnas) y de carro ancho (136 columnas).
  21. 21.  Las de Inyección de Tinta son más rápidas que las anteriores, y la calidad de impresión es muy superior a la matricial.
  22. 22.  Las impresoras Laser son muchísimo más rápidas que las de inyección de tinta y la calidad de impresión es simplemente perfecta.
  23. 23. MOUSE O RATÓNEste periférico consta de un cable, unapequeña unidad con dos o tres botones en elfrente, y una esfera debajo de dicha unidad. Amedida que deslizamos el mouse sobre unasuperficie plana, se transmitirán losdesplazamientos en la pantalla delmonitor, mediante un cursor que variará deforma, según el programa que se estémanejando.Se usa especialmente en aplicacionesgráficas, es un periférico de entrada de datos.
  24. 24. Unidades de almacenamientoDiscos magnéticos: gracias a su capacidad deacceso aleatorio, son el medio más popular parael almacenamiento de datos. Los hay de dostipos: Discos flexibles o diskettes o discos magnéticos intercambiables: Es una pequeña oblea de plástico flexible, con sensibilidad magnética encerrada en un paquete de plástico que puede ser rígido o flexible. Es económico, práctico y confiable, pero no tiene la capacidad de almacenamiento ni la velocidad necesaria para trabajos de gran magnitud.
  25. 25.  Discos duros o discos magnéticos fijos: es un disco rígido, con sensibilidad magnética, que gira continuamente a gran velocidad dentro del chasis del computador. Se instalan en forma permanente, aunque existen unidades portátiles. Contiene varios platos de disco rígidos apilados en un solo eje giratorio. El movimiento de rotación pasa todos los lados debajo o sobre una cabeza de escritura/lectura, permitiendo tener acceso a todos los datos del disco en cada giro; un disco fijo tiene por lo menos una cabeza de escritura/lectura para cada superficie de grabación.
  26. 26. Discos ópticosUna unidad de disco óptico usa rayos láser en lugar deimanes para leer y escribir la información en la superficiedel disco.Aunque no son tan rápidos como los discos duros, losdiscos ópticos tienen mucho más espacio para almacenardatos.Las unidades de CD-ROM (compact disc-read onlymemory, disco compacto-memoria sólo de lectura) sonunidades ópticas capaces de leer CD-ROM, discos dedatos físicamente idénticos a un disco compacto musical.Los discos ópticos son menos sensibles a lasfluctuaciones ambientales y proporcionan mayoralmacenamiento a un costo menor.
  27. 27. MEMORIA USBUna memoria USB (de Universal Serial Bus), es undispositivo de almacenamiento que utiliza unamemoria flash para guardar información. Se loconoce también con el nombre de unidad flash USB,lápiz de memoria, lápiz USB, minidisco duro, unidadde memoria, llave de memoria, entre otros.
  28. 28. MEMORIA USBLos primeros modelos requerían de unabatería, pero los actuales ya no. Estasmemorias son resistentes a losrasguños (externos), al polvo, y algunoshasta al agua, factores que afectaban alas formas previas de almacenamientoportátil, como los disquetes, discoscompactos y los DVD.
  29. 29. MEMORIA USBEstas memorias se han convertido en elsistema de almacenamiento y transportepersonal de datos más utilizado, desplazandoen este uso a los tradicionales disquetes y alos CD.Se pueden encontrar en el mercado fácilmentememorias de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 y hasta256 GB (a partir de los 64 GB ya no resultanprácticas por su elevado costo). Estosupone, como mínimo, el equivalente a 180 CDde 700 MB o 91.000 disquetes de 1,44 MBaproximadamente.
  30. 30. DVD El DVD es un disco óptico de almacenamiento de datos cuyo estándar surgió en 1995. Sus siglas corresponden a (disco versátil digital traducido al español). En sus inicios, la v intermedia hacía referencia a video (digital videodisk), debido a su desarrollo como reemplazo del formato VHS para la distribución de vídeo a los hogares. Unidad de DVD: el nombre de este dispositivo hace referencia a la multitud de maneras en las que se almacenan los datos: DVD-ROM (dispositivo de lectura únicamente), DVD+R (solo pueden escribirse una vez), DVD-RW (permiten grabar y borrar las veces que se quiera). También difieren en la capacidad de almacenamiento de cada uno de los tipos.
  31. 31. TARJETA MADREEs el componente más importante de uncomputador. Es el dispositivo que funciona comola plataforma o circuito principal de unacomputadora, integra y coordina todos los susdemás elementos. También es conocida comoplaca base, placa central, placa madre, tarjetamadre o Board (en inglésmotherboard, mainboard).La tarjeta madre es un tablero que contienetodos los conectores que se necesitan paraconectar las demás tarjetas del computador. Unatarjeta madre alberga los conectores delprocesador, memoria RAM, Bios, puertas enserie, puertas en paralelo, expansión de lamemoria, pantalla, teclado, disco duro, enchufes.
  32. 32. Tareas Tarjeta Madre• Conexión física.• Administración, control y distribuciónde energía eléctrica.• Comunicación de datos.• Temporización.• Sincronismo.• Control y monitoreo.Para que la placa base cumpla con sucometido, lleva instalado un softwaremuy básico denominado BIOS.
  33. 33. BIOS La BIOS (Basic Input Output System, Sistema de entrada/salida básico) es una memoria ROM la cual contiene las rutinas de más bajo nivel que hace posible que el ordenador pueda arrancar, controlando el teclado, el disco y la disquetera permite pasar el control al sistema operativo. Además, la BIOS se apoya en otra memoria, la CMOS (llamada así porque suele estar hecha con esta tecnología), que almacena todos los datos propios de la configuración del ordenador, como pueden ser los discos duros instalados, número de cabezas, cilindros, número y tipo de disqueteras, la fecha, hora, etc..., así como otros parámetros necesarios para el correcto funcionamiento del ordenador.

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