Teoría de las Microcomputadoras

 

I. Conceptos Básicos

 

A. Definir que es una computadora?

Es una máquina programable con dos (2) características principales.

1-Responden a un conjunto de instrucciones en forma bien definida (el sistema operativo).

2-Ejecuta instrucciones pregrabadas o sea programas o aplicaciones.

                   Las computadoras tienen 4 unidades procesamiento lógico:

1)La unidad de entrada – dispositivo por el cual se introducen la información y programas al equipo.

2)La unidad de memoria – parte del equipo que almacena la información y los programas.

                                    3)La unidad de aritmética – realiza todos los cálculos necesarios.

4)La unidad de salida – pone al alcance del operador la información requerida.

* Nota ...Todas las unidades de unas computadoras están controladas por una unidad de Control y al cual el operador tiene acceso limitado.

B. Las computadoras son electrónicas y digitales.

La maquinaria ( la cablería, los transistores, los circuitos, discos, impresoras, cintas magnéticas, modems) hacen el HARDWARE.  Las instrucciones y data son el SOFTWARE.  La computadora contiene los siguientes componentes:

1-CPU (“Central Processing Unit”, es el corazón del computador, es él que ejecuta las instrucciones y es el único componente de la computadora que cuenta con las unidades de memoria directa, aritmética y de control).

2-Memoria (permite almacenar, aunque temporalmente, data y programas).

3-Bus (transmite la data de una parte de la computadora a otra).

4-Disco Duro o Cinta Magnética (mantienen mucha información).

5-Impresora (utilizamos para imprimir texto o ilustraciones en papel).

6-Monitor (nos permite presentar la información de la computadora sea en texto o gráfico en una pantalla).

7-Equipos de entrada y salida (nos permiten entrar o nos dejan ver o escuchar datos en nuestro computador). Algunos de estos son:

a)Fax/Modems -Es un equipo o tarjeta interna de comunicaciónes que permite a la computadora establecer comunicación con otras computadoras a través de línea telefónica. En otras palabras, recibe o envía información a través de las líneas telefónica convirtiendo la información de digital a análoga y viceversa aunque hay otros que trabajan convirtiendo la información de asincrónico a sincrónico y viceversa como los que se utilizan en los equipos “Midrange” y “Mainfrain”.

b)Scanners - Aparato que puede leer texto e ilustraciones impresas en papel y convertirlas en forma que la computadora pueda leerlas o representar visualmente.

c)Barcode Readers - Aparato que puede leer los códigos de barra, como aquellos que aparecen en las cosas que compramos en los supermercados.

           d)Teclado (keyboard) y el Mouse - son mecanismos de entrada “input”.

f)Tarjeta de red – Son tarjetas de comunicaciones al igual que el modem, nos ayudan a establecer una unión entre dos o más equipos para compartir información y recursos. Entre estas las más conocidas son la “tooking-ring” y la “ethernet”. 

C.Tipos de Computadoras

Las computadoras se pueden clasificar por su tamaño y poderío (manejo de funciones).

1-Computadora Personal (pequeña “single user” (Un usuario) con microprocesador, tiene monitor, disco duro y equipos de salida).

2-Estación de Trabajo “Workstation” (poderosa, de un usuario, es como una PC pero con un microprocesador más poderoso,  un monitor y otros componentes de mejor calidad).

3-Los Servidores (son equipos como los “Workstation” pero con mayor capacidad de disco duro para almacenar mayor cantidad de información y algunos pueden tener dos(2) o más procesadores en la misma tarjeta madre).

4-Mini computador o servidor de mediano rango (le puede dar soporte de 10 a cientos de usuarios simultáneamente, usualmente se utiliza en empresas mediana y grandes. Estas pueden estar compuestas de varias tarjetas madre con sus procesadores individuales en una matriz con conexiones de entrada y salida en común).

5-Mainframe (es una computadora para multi-usuarios capaz de darle soporte a Cientos o    miles de usuarios, utilizada por las grandes empresas y compañías multinacionales. Por lo general se componen de varias unidades de procesamiento y coprocesadores individuales sincronizadas por el sistema operativo).

6-Multimedios (es una computadora personal con el poder de una estación de trabajo a la cual se le añaden unidades de CD rápidas, tarjetas de sonido y de video de alta resolución para el manejo de textos, gráficas, video, animaciones y sonido en forma integrada). En estos equipos algunas de las partes más importantes son:

a)Unidad de CD-ROM - que nos permite leer los discos compactos.

b)Tarjeta de sonido - que no solo nos permite escuchar a través de nuestro computador, nos permite también utilizarlo como un equipo de entrada al conectarle un micrófono o conectándolo a una grabadora.

c)Tarjeta de video - es un equipo de salida que actualmente vienen con memoria de hasta 128 MB, con capacidad de rastreo de 2x ó 3x y aceleradores gráficos que nos permiten ver inclusive películas y ejecutar juegos con gráficas de alta resolución.

 

II.Componentes Mecánicos

 

A. Teclado (Keyboard)

1-Parece una maquinilla (es la unidad principal  que utilizamos para entrar información y instrucciones al computador).

a)Las teclas están  ordenadas como las de una maquinilla.

b)A la extrema derecha aparecen las teclas numéricas.

c)A la parte superior aparecen las teclas de función (function keys) para hacer trabajos específico con  las aplicaciones.

d)Escape Key (tecla de escape) se utiliza para interrumpir algún trabajo.

e)Alt Keys(tecla de alternador) se usan solas o en combinación para hacer funciones más rápidas.

 

B. Mouse o ratón  

1-Aparato que maneja el cursor en el monitor. Contiene desde un botón a tres con diferentes funciones dependiendo el programa que se este ejecutando.  Son ergonómicos porque libra al usuario de estar  usando el teclado todo el tiempo.  Es importante para el manejo del interfase gráfico (graphical user interfaces). También es útil para programas gráficos porque se puede           dibujar en vez de lápiz, bolígrafo o pincel.

a)Tiene cuatro acciones básicas: (Pointing, Clicking, Double Clicking and Dragging).

1)Pointing (apuntar) -  Identifica la localización del cursor en el monitor o                                       pantalla.

2)Clicking - Oprimir y liberar una vez uno de los botones del “ mouse”                                           dependiendo  del “software” que se utilice.

3)Double Clicking - Oprimir y liberar dos veces en forma rápida uno de  los  botones dependiendo del “software” que se utilice.

4)Dragging - Arrastrar los objetos o iconos dentro de la pantalla.

 

C. Impresoras (Printers)

1-Es el equipo que utilizamos para  imprimir texto o ilustraciones en papel.

2-Tipos de Impresoras:

a) Daisy-wheel (estas son  como las maquinillas (bola), de buena calidad pero no imprimen gráficas).

b) Dot-matrix (son de pines que forman las letras mediante la impresión de puntos, se pueden imprimir gráficos pero de muy mala calidad).

c) Ink-jet (imprime los textos y las gráficas mediante la aplicación de tinta en  papel y produce buen texto y gráficas).

d) Láser (la misma tecnología que las fotocopiadoras, de alta calidad de texto y gráficas).

e) LCD & LED (similar la impresora “laser”, pero usa “liquid crystals”).

f) Line Printer (caracteres en una cadena que giran muy rápido, se utilizan para producción   por su rapidez aunque de muy mala calidad.

g) Thermal Printer (económica que imprime usando pines calientes contra el papel.

 

D. Monitores (Display Station)

1-Los monitores son equipos análogos que se construyen siguiendo las guias establecidas en 1989 por la VESA (Video Electronic Standards Association).

2-Los monitores presentan la información de la computadora sea en texto o gráfico.

3-Hay tres tipos básicos (monochrome, gray-scale y color (de hasta 16 a millones de colores)).

4-La resolución se mide en “pixels” o puntitos por pulgada y mientras más puntitos mejor es la imagen.. Sus resoluciones van desde:

a)VGA         - 640 x 480

b)SVGA       - 800 x 600

c)UVGA       - 1024 x 768

d)XGA         - 1280 x 1024

e)UXGA       - 1600 x 1200

5-La resolución más utilizada es SVGA 800 x 600 a 16 bit(16 millones de colores).

6-Los monitores se deben utilizar en conjunto con las tarjetas de video,  ya que si el monitor no le da apoyo o viceversa a las opciones no podrán trabajar bien.

 

E. Unidades de Almacenamiento

1-Son todos aquellos medios que nos permiten guardar información sea esta temporera mente, permanentemente o como resguardo.  Entre estos los más comunes son:

a)Disco Flexible - es un medio magnético que nos permite guardar información y poder moverla de una máquina a otra dándonos portabilidad.  Estos viene de 5 ½ con capacidad de 360K hasta 1.2MB y los de 3 ½ de alta densidad con capacidad de 1.44MB.

b)Disco Compacto - es un medio de poli carbono con una o más capas de metal que nos permiten guardar información digital, entre estos esta el CD-ROM con capacidad para 700MB pero es “read-only”, lo que significa que después de escrita la información en éste, solo podemos utilizarlo para leerlo. Hay otros como el CD-R y el CD-RW que podemos borrar o volver a escribir en ellos cuantas veces necesitemos pero son unidades lentas y no las podemos utilizar como unidades principales de almacenamiento.

c)Cinta magnética - es una cinta con cubierta magnética donde podemos grabar la data muy similar a las unidades que compramos con música.  Este es considerablemente más           barato a los demás tomando en cuenta que podemos guardar desde unos cientos de “kilobytes” hasta varios “gigabytes” dependiendo del modelo o tipo.  Normalmente lo utilizamos para hacer resguardo(backup) de nuestra información o para transportar esta a otros equipos cuando no tenemos la alternativa de conectar físicamente las dos máquinas.

d)Disco duro - es la unidad principal de la computadora para guardar información y programas en ésta.  Este guarda más información y es más rápido que el disco flexible de           manera que podemos guardar desde 10 “megabytes” hasta varios “gigabytes”.  Un disco duro consiste de varios platos o discos que requieren dos cabezales por cada lado para           poder leer y escribir.  Los cabezales están en un solo brazo, así que no se pueden mover independientemente.  Cada plato tiene la misma cantidad de “tracks” y están ubicados en áreas predeterminadas llamadas “cylinder”(cilindros).  Por ejemplo un disco duro de 84MB tiene dos “platters” con cuatro lados disponibles y 1,053 “cylinders”.  Aunque los disco duros no son removibles, hoy día es posible conseguir unidades portables.

 

F. CPU o Procesadores

1-El CPU (Central Processing Unit) -  Es una ficha de silicón y es el responsable por todas las calculaciones hechas por la PC.  Este determina a que velocidad van a ejecutar las calculaciones y que sistemas van a ejecutar también tiene otras tareas como dirigir la transferencia de data del disco duro al RAM.

2-Las características básicas de los diferentes microprocesadores son:

a)Instruction set - es una lista de instrucciones que el procesador puede ejecutar.

b)Bandwidth - es el número de “bits” que puede procesar en una instrucción.

c)Clock speed - el cual se mide por “megahertz”(MHZ) y determina cuantas instrucciones puede procesar por segundo.

1) Procesadores más comunes en el mercado y que utilizamos.

Celeron       -        500MHz a  800MHz

Pentium II   -        233MHz a 450MHz

Pentium III  -        450MHz a 1.0GHz

Pentium IV  -        1.2GHz a 2.20GHz

Pentium Xeon      -        500MHz a 1.0GHz

AMD K6 II   -        250MHz a 450MHz

AMD K6 III  -        500MHz a 1.1GHz

3-Otros tipos de microprocesadores existentes son los RISC(reduced instruction set computer) utilizados mayor mente en los “Minicomputers”y los CISC(complex instruction set computer) que utilizan  los “Mainframe”.

 

G. Memorias

1-Es un componente de almacenamiento de data y programas en forma de módulo con varias fichas de silicón de diferente tamaño.  El tamaño y la cantidad de fichas determinan la cantidad de información que puede procesar en un momento dado.  Esta es volátil, una vez se apaga el computador, se pierde la información.

2-Medimos las memorias por capacidad y velocidad, capacidad en Megabytes y velocidad en nanosegundos o por “Mhz”.

a)Ejemplos de capacidad - 16mb, 32mb, 64mb, 128mb, 256mb,  etc.

b)Ejemplo de velocidad - 50ns, 60ns, 70ns, 80ns, 100 Mhz, 133 Mhz, etc.

3-Hay varios tipos de Memorias:

a)RAM - igual que la memoria principal. RAM quiera decir memoria de leer y escribir.

b)ROM (read only memory) - Leer data solamente, mantiene las instrucciones del comienzo o “start-up” de la computadora y no es volátil.

c)PROM (Programmable read only memory) - Es un chip de memoria donde se puede almacenar un programa y no es volátil.

d)EPROM (erasable programmable read-only memory) - Se puede Borrar exponiéndola a la luz ultravioleta.

e)EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory.) - se puede borrar mediante el uso de pulsos eléctricos.

 

III. Programas de Aplicaciones

 

A.Programas de Aplicaciones y de Sistemas Operativos

1-El sistema operativo es el programa más importante de tu computadora. Ejecuta operaciones básicas como el reconocer “input” del teclado, le envía información a la pantalla, le mantiene el           enfoque en  los archivos y directorios en el disco duro y controla todos los periferales como los discos e impresoras y todas las aplicaciones.

a)Entre estos podemos mencionar los siguientes:

1)Sistemas de 8 bits       - DOS,Windows 3.1 a 3.51, etc

2)Sistemas de 16 bits     - OS/2, Windows 95 y 98, etc.

3)Sistemas de 32 bits     - Windows NT, Windows2000, Linux, etc.

4)Sistemas de 64 bits     - Aix, Unix, etc.

b)Se pueden clasificar como:

1)Single-user - que solo permite un solo usuario utilizarlo en todo momento.

2)Multi-user - permite a más de un usuario correr programas al mismo tiempo y dentro de éste sistemas operativos permiten cientos o miles de usuarios al mismo tiempo.

3)Multiprocessing -permite que más de un programa ejecuten a la misma vez.

4)Multitasking - permite que más de una parte de un  programa ejecuten a la vez.

5)Real Time - La respuesta es instantánea.

2-Programas de sistemas son aquellos programas que corren a segundo nivel  que nos ayudan en los procesos diarios de trabajo como los compiladores, los manejadores de archivos y  las utilidades para el manejo de los recursos de la computadora.

3-”Software” o aplicaciones son programas diseñados para el usuario.  Entre éstos se incluyen programas de base de datos, procesadores de palabras(word proccesing) y hojas de trabajo (worksheets). Se puede decir que están por  encima del sistemas operativo y los programas de sistema. No pueden funcionar sin el sistema operativo y programas de utilidades.

 

B.Aplicaciones para las microcomputadoras

1-Algunos ejemplos de programas de aplicación que comúnmente utilizamos o más importantes en el mercado son:

a)Base de Datos                       - Dbase, Foxbase, Dataease, Access, Paradox,  etc.

b)Procesadores de palabras     - WordStar, Word, WordPerfect, etc.

c)Gráficas                                 - Harvard Graphics

d)Presentaciones                     - Power Point, Presentation, etc.