jueves, 27 de octubre de 2011

Arquitectura

A pesar de que las tecnologías empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho desde que aparecieron los primeros modelos en los años 40, la mayoría todavía utiliza la Arquitectura de von Neumann, publicada a principios de los años 1940 por John von Neumann, que otros autores atribuyen a John Presper Eckert y John William Mauchly.
La arquitectura de Von Neumann describe una computadora con 4 secciones principales: la unidad aritmético lógica (ALU por sus siglas del inglés: Arithmetic Logic Unit), la unidad de control, la memoria central, y los dispositivos de entrada y salida (E/S). Estas partes están interconectadas por canales de conductores denominados buses:
  • La memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad de información. La instrucción es la información necesaria para realizar lo que se desea con el computador. Las «celdas» contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones, con el computador. El número de celdas varían mucho de computador a computador, y las tecnologías empleadas para la memoria han cambiado bastante; van desde los relés electromecánicos, tubos llenos de mercurio en los que se formaban los pulsos acústicos, matrices de imanes permanentes, transistores individuales a circuitos integrados con millones de celdas en un solo chip. En general, la memoria puede ser reescrita varios millones de veces (memoria RAM); se parece más a una pizarra que a una lápida (memoria ROM) que sólo puede ser escrita una vez.
  • El procesador (también llamado Unidad central de procesamiento o CPU) consta de manera básica de los siguientes elementos:
 
  • La unidad aritmético lógica o ALU es el dispositivo diseñado y construido para llevar a cabo las operaciones elementales como las operaciones aritméticas (suma, resta, ...), operaciones lógicas (Y, O, NO), y operaciones de comparación o relacionales. En esta unidad es en donde se hace todo el trabajo computacional.
  • La unidad de control sigue la dirección de las posiciones en memoria que contienen la instrucción que el computador va a realizar en ese momento; recupera la información poniéndola en la ALU para la operación que debe desarrollar. Transfiere luego el resultado a ubicaciones apropiadas en la memoria. Una vez que ocurre lo anterior, la unidad de control va a la siguiente instrucción (normalmente situada en la siguiente posición, a menos que la instrucción sea una instrucción de salto, informando al ordenador de que la próxima instrucción estará ubicada en otra posición de la memoria).
Los procesadores pueden constar de además de las anteriormente citadas, de otras unidades adicionales como la unidad de Coma Flotante

Computadora

Una computadora o computador (del inglés computer y este del latín computare -calcular), también denominada ordenador (del francés ordinateur, y este del latín ordinator), es una máquina electrónica que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil. Una computadora es una colección de circuitos integrados y otros componentes relacionados que puede ejecutar con exactitud, rapidez y de acuerdo a lo indicado por un usuario o automáticamente por otro programa, una gran variedad de secuencias o rutinas de instrucciones que son ordenadas, organizadas y sistematizadas en función a una amplia gama de aplicaciones prácticas y precisamente determinadas, proceso al cual se le ha denominado con el nombre de programación y al que lo realiza se le llama programador. La computadora, además de la rutina o programa informático, necesita de datos específicos (a estos datos, en conjunto, se les conoce como "Input" en inglés o de entrada) que deben ser suministrados, y que son requeridos al momento de la ejecución, para proporcionar el producto final del procesamiento de datos, que recibe el nombre de "output" o de salida. La información puede ser entonces utilizada, reinterpretada, copiada, transferida, o retransmitida a otra(s) persona(s), computadora(s) o componente(s) electrónico(s) local o remotamente usando diferentes sistemas de telecomunicación, pudiendo ser grabada, salvada o almacenada en algún tipo de dispositivo o unidad de almacenamiento.
La característica principal que la distingue de otros dispositivos similares, como la calculadora no programable, es que es una máquina de propósito general, es decir, puede realizar tareas muy diversas, de acuerdo a las posibilidades que brinde los lenguajes de programación y el hardware.

martes, 18 de octubre de 2011

Computadoras

Máquina capaz de efectuar una secuencia de operaciones mediante un programa, para que se realice un procesamiento sobre un conjunto de datos de entrada, obteniendose otro de salida.

 Se pueden dividir en:

Analógicas (foto 1)
 Aprovechando el hecho de que diferentes fenómenos físicos se describen por relaciones matematicas similares pueden entregar la solución rápidamente. Pero al cambiar el problema, se debe cambiar el software.

(foto 1)

Digital (foto 2)
 Dispositivos biestales que solo pueden tomar uno de dos valores posibles. 1 o 0. Pueden ejecutar diferentes programas para diferentes problemas, sin tener que modificar la maquina.

 (foto 2)

Historia de la computación y sus generaciones

 La primera computadora fue la máquina analítica creada por Charles Babbage, profesor matemático del siglo XIX, el cual la creó debido a que penso que las tablas matemáticas eran tediosas y propensas a errores. Fue fabricada en 1823.
 En 1944 se construyo, en Harvard, la Mark 1 (foto 3). No es electrónica porque no era de proposito general y funcionaba a base de relevadores. La primera computadora electronica se construyo en 1947, en la Universidad de Pennsylvania. Este proyecto culminó en 1949, a manos de John Von Neumann, llamado"el padre de las computadoras" debido a sus aporyes al desarrollo posterior de las computadoras. Su idea fundamental fue la de permitir que en la memoria coexistan datos con instrucciones para que la computadora pueda ser programada en un lenguaje.
 El desarrollo de las computadoras se divisa segun estas generaciones:
 (foto 3)
 Primera generación

Abarco la década de los 50 y habia un gran desconocimiento de las capacidades de las computadoras. Estas máquinas tenian estas características:
  •  Estaban construidas por medio de tubos de vacío
  •  Eran programadas en lenguaje de máquina
  •  Eran grandes y costosas

 En 1951 aparece la UNIVAC (foto 4), primera computadora comercial, con mil palabras de memoria central y la capacidad de leer cintas magnéticas.
 En las 2 primeras generaciones se usaban tarjetas perforadas como unidades de entrada, que fueron retomadas por Herman Hollerith, creador de la empresa IBM.

 (foto 4)

 Segunda generación

 El tamaño de las computadoras se reducia y su capacida de procesamiento aumentaba en la década del 60 y se empezó a definir la forma de comunicarse con las computadoras, llamado programa de sistemas.
 Las características son:
  •  Construidas con sistemas de transistores
  •  Se programan en lenguajes de alto nivel
  •  Son de menor tamano y costo

 En esta generación aparecieron la serie 5000 de Burroughs y la ATLAS (foto 5) de la Universidad de Manchester.

 (foto 5)

 Los programas eran hechos por un equipo de expertos: analistas, programadores y diseadores que resolvian los problemas y cálculos solicitados por la administración. El usuario final de la información no tenia contacto con las computadoras debido a que eran muy difíciles de manejar en ese momento, excepto por un grupo de expertos. Pero en esta epoca se busca que el uso de estas máquinas sea más fácil y se implementan medidas como: programar programas con menús que orientan en todo momento al usuario, atajos para efectuar todo tipo de efectos en el trabajo, etc.
 Algunas computadoras de esta generación fueron: la Philco 212, la Control Data Corporation modelo 1604, entre otras.

 Tercera generación

Características de esta generación:
  • Basados en circuitos integrados
  • Manejo por medio de los lenguajes de control de los sistemas operativos

 En esta generación se desarrolla la IBM serie 360, que incluía un conjunto de técnicas de manejo de memoria y del procesador que se convirtieron en estándares.
 A mediados de 1970 aparecen las minicomputadoras que no son tan costosas como las grandes. Algunos ejemplos son: la VAX (foto6), la serie 3000 y 9000 de Hewlett-packard, entre otros.
 (foto 6)

 Cuarta generación

 Aqui aparecen los microprocesadores, circuitos integrados de alta densidad y velocidad. Las microcomputadoras con base en estos circuitos son pequeñas y baratas, lo cual hace que sean de uso hogareño.

 En 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs crean la primera microcomputadora de uso masivo y forman la compañia Apple, la segunda empresa mas grande del mundo.

 Con el surgimiento de las computadoras personales  el software y los sistemas que las manejan han hecho más interactiva la comunicación con el usuario, con lo cual tuvieron un increible avance.
 A pesar del éxito de las microcomputadoras, las minicomputadoras y los grandes sistemas continuaban en desarrollo, de hecho, las computadoras pequeñas rebasaban por mucho la capacidad de sus antecesores de 10 o 15 años atrás.
 Ejemplos: Hitachi, CDC, CRAY, etc.

 Quinta generación

En vista de la acelerada marcha de la microelectrónica, la sociedad industrial quiso poner a la misma altura a lo software y los sistemas que operan las computadoras. Surge la competencia internacional por el dominio del mercado de la computación tratando de alcanzar un objetivo: la capacidad de comunicarse con la computadora a traves de códigos o lenguajes de control espcializados.

 En 1983, Japón lanzo el programa de la quinta generación de computadoras, con los objetivos de:
  •  Procesar en paralelo mediante arquitecturas y disenos especiales y circuitos a gran velocidad
  •  Manejo del lenguaje natural y sistemas de lenguaje artificial

 El futuro de la computación es muy interesante, y se puede esperar que siga siendo el centro de atención prioritaria de gobiernos y de la sociedad en conjunto.