divendres, 4 de desembre del 2015

Unidad 2: Componentes internos del ordenador

3.2 Licencias de software

Hay 4 tipos de licencias de software:
- Software libre
El software libre es el que permite que cualquiera pueda usarlo, copiarlo, modificarlo y distribuirlo. Esto no implica que sea gratuito, pues puede ser de pago. Opera bajo licencias de código abierto y los usuarios disponen del código con el que se ha diseñado el software (código fuente).
- Software no libre
Este tipo de software es aquel cuya redistribución o modificación están prohibidos (no se dispone del código fuente). Por ello, su modo de licenciamiento se denomina de código cerrado. Tambien se le conoce como software propietario.
- Freeware
Es el software que se distribuya gratuitamente con independencia del modo de licencia que utilice. Sin embargo, puesto que esto es lo habitual en el software libre, se suele emplear el término freeware en aquellos casos de código cerrado en los que se permite el uso gratuito del programa.
- Shareware
Es un tipo de software en el que se permite el uso gratuito solo durante un periodo de tiempo de evaluación o bien que dispone de una versión gratuita con funcionalidad reducida.

3.1 Clasificaciones del software

El software se divide en 3 categorías:
- Software de sistema o de base
Su función es servir de interfaz entre los usuarios y el hardware, controlando totalmente el mismo.
Los sistemas operativos más utilizados en la práctica son:
- Microsoft Windows
- MacOSX
- GNU/Linux
- Software de aplicación
El software de aplicacion es el que permite al usuario llevar a cabo tareas específicas referidas al cumplimiento de sus objetivos.
- Software de programación
El software de programación es el que permite crear y desarrollar otros programas informáticos mediante el uso de los lenguajes de programación.

3. El software

Un conjunto de programas informáticos, procedimientos y documentación asociada concerniente al funcionamiento de un sistema de procesamiento de datos.
Todo lo que no es físico en un ordenador es software, programas, videojuegos, etc...

dimecres, 2 de desembre del 2015

2.4 Dispositivo de entrada y salida

Los periféricos se pueden clasificar en:
- Periféricos de entrada: permiten introducir información al ordenador para su psterior tratamiento.
- Periféricos de salida: son los que reciben información de la CPU, la convierten en un formato comprensible para el usuario y la muestran al exterior.
- Periféricos de entrada y salida:

  • Periféricos de almacenamiento: sirven para guardar los datos utilizados por la CPU una vez que han sido eliminados de la memoria principal.
  • Periféricos de comunicación

2.3 Ciclo de ejecución de una instrucción

Fase de búsqueda
El primer paso para ejecutar cada instrucción consiste en localizarla en la memoria RAM, donde está almacenada, y llevarla a la unidad de control para procesarla.
Fase de ejecución
En esta fase se llevan a cabo las acciones que indica la instrucción, por lo que será diferente según el tipo de instrucción a ejecutar.

2.2 La memoria

Hay dos tipos de memoria:
-Memoria principal o primaria: está situada en el interior de la CPU o placa base.
-Memoria secundaria: la CPU accede a ella a través de las unidades de entrada y salida.
Las memorias tambien s epuede clasificar en:
-Volátiles: deben estar alimentadas eléctricamente todo el tiempo para no perder los datos, una vez pierda alimentación, pierde los datos.
-No volátiles: la información permanece almacenada aunque se interrumpa el suministro eléctrico.

Memoria principal
La memoria principal o central es el elemento del ordenador que almacena la información y, por tanto, el dispositivo desde donde la CPU recibe los datos e instrucciones necesarios para operar y donde guarda los resultados de sus operaciones.
La memoria principal de un ordenador es la RAM.

Memoria caché
La memoria caché es una memoria intermedia que se sitúa entre la memoria principal y la CPU para acelerar los accesos a memoria. La caché es una memoria bastante más rápida de la RAM, pero también bastante más cara, por lo que su tamaño es pequeño.

Memoria ROM
La memoria ROM es una memoria volátil que viene grabada de fábrica, cuya finalidad es contener la rutinas de inicio del equipo.
Hay dos rutinas:
POST: al encender el equipo chequea todos los recursos disponibles en el sistema, cuya información está en una memoria denominada RAM-CMOS.
BIOS: localiza todas la unidades del sistema y ejecuta los registros de arranque necesarios para cargar el sistema operativo en la memoria RAM.

dijous, 12 de novembre del 2015

2. La arquitectura von Newmann

La arquitectura Von Neumann, también conocida como modelo de Von Neumann o arquitectura Princeton, es una arquitectura de computadoras basada en la descrita en 1945 por el matemático y físico John von Neumann y otros, en el primer borrador de un informe sobre el EDVAC.1 Este describe una arquitectura de diseño para un computador digital electrónico con partes que constan de una unidad de procesamiento que contiene una unidad aritmético lógica y registros del procesador, una unidad de control que contiene un registro de instrucciones y un contador de programa, una memoria para almacenar tanto datos como instrucciones, almacenamiento masivo externo, y mecanismos de entrada y salida.1 2 El significado ha evolucionado hasta ser cualquier computador de programa almacenado en el cual no pueden ocurrir una extracción de instrucción y una operación de datos al mismo tiempo, ya que comparten un bus en común. Esto se conoce como el cuello de botella Von Neumann y muchas veces limita el rendimiento del sistema.3

El diseño de una arquitectura Von Neumann es más simple que la arquitectura Harvard más moderna, que también es un sistema de programa almacenado, pero tiene un conjunto dedicado de direcciones y buses de datos para leer datos desde memoria y escribir datos en la misma, y otro conjunto de direcciones y buses de datos para ir a buscar instrucciones.

1.2 Era electrónica de los ordenadores

Primera generación

Los ordenadores de la primera Generación emplearon válvulas para procesar información. Los operadores introducían los datos y programas en código especial por medio de tarjetas perforadas. El almacenamiento interno se lograba con un tambor que giraba rápidamente, sobre el cual un dispositivo de lectura/escritura colocaba marcas magnéticas, constituyendo el antecesor de los discos duros actuales. Eckert y Mauchly contribuyeron al desarrollo de ordenadores de la 1ª Generación formando una compañía. privada y construyendo UNIVAC I, que el Comité del censó utilizó para evaluar el de 1950.

La compañía IBM tenía el monopolio de los equipos de procesamiento de datos basándose en tarjetas perforadas y estaba teniendo un gran auge en productos como básculas, relojes y otros artículos; sin embargo no había logrado el contrato para el Censo de 1950. Comenzó entonces a construir ordenadores electrónicos (Serie MARK) y su primera entrada en el mercado fue con el IBM 701 en 1953. Después de un lento pero excitante comienzo el IBM 701 se convirtió en un producto comercialmente viable, del que se vendieron un total de 18 equipos hasta 1957. Sin embargo en 1954 fue introducido el modelo IBM 650, el cual es la razón por la que IBM disfruta hoy de una gran parte del mercado de los ordenadores. La Dirección de IBM asumió un gran riesgo y estimó una venta de 50 unidades; este número era mayor que la cantidad de ordenadores instalados en esa época en todos los EE.UU. De hecho la IBM instaló 1.000 unidades. El resto es historia.

Aunque caros y de uso limitado los ordenadores fueron aceptados rápidamente por las compañías privadas, del Gobierno y de la Administración. A la mitad de los años 50 IBM y Remington Rand se consolidaban como líderes en la fabricación de ordenadores.


Segunda generación

Avances:

-Transistor
-Compatibilidad limitada

El invento del transistor hizo posible una nueva generación de ordenadores, más rápidos, más pequeños y con menores necesidades de ventilación. Sin embargo el costo seguía siendo una porción significativa del presupuesto de una Compañía. Los ordenadores de la segunda generación también utilizaban redes de núcleos magnéticos en lugar de tambores giratorios para el almacenamiento primario. Estos núcleos contenían pequeños anillos de material magnético, enlazados entre sí, en los cuales podían almacenarse datos e instrucciones.

Los programas de los ordenadores también mejoraron. El COBOL desarrollado durante la 1ª generación estaba ya disponible comercialmente. Los programas escritos para un ordenador podían transferirse a otro con un mínimo esfuerzo. El escribir un programa ya no requería entender plenamente el hardware del ordenador. Los ordenadores de la 2ª Generación eran sustancialmente más pequeños y rápidos que los de válvulas, y se usaban para nuevas aplicaciones, como en los sistemas para reserva en líneas aéreas, control de tráfico aéreo y simulaciones para uso general. Las empresas comenzaron a aplicarlos para tareas de almacenamiento de registros, como manejo de inventarios, nómina y contabilidad.

 La marina de EE.UU. utilizó los ordenadores de la Segunda Generación para crear el primer simulador de vuelo. (Whirlwind I). HoneyWell se colocó como el primer competidor durante la segunda generación de ordenadores. Burroughs, Univac, NCR, CDC, HoneyWell, los más grandes competidores de IBM durante los 60s se conocieron como el grupo BUNCH (siglas).


Tercera generación

Avances:

- Circuitos integrados

- Multiprogramación

- Miniordenadores

Los ordenadores de la tercera generación emergieron con el desarrollo de los circuitos integrados (chips de silicio) en los cuales se colocan miles de componentes electrónicos, en una integración en miniatura. Los ordenadores nuevamente se hicieron más pequeños, más rápidos, desprendían menos calor y eran más eficientes.

Antes del advenimiento de los circuitos integrados, los ordenadores estaban diseñados para aplicaciones científicas o de negocios, pero no para las dos cosas. Los circuitos integrados permitieron a los fabricantes incrementar la flexibilidad de los programas, y estandarizar sus modelos. El IBM 360 uno de las primeros ordenadores comerciales que usó circuitos integrados, podía realizar tanto análisis numéricos como administración y procesamiento de archivos.

Los clientes podían escalar sus sistemas 360 a modelos IBM de mayor tamaño y podían todavía correr sus programas actuales. Los ordenadores trabajaban a tal velocidad que proporcionaban la capacidad de correr más de un programa de manera simultánea (multiprogramación).

Miniordenadores. Con la introducción del modelo 360 IBM acaparó el 70% del mercado. Para evitar competir directamente con IBM la empresa Digital Equipment Corporation DEC dirigió sus esfuerzos hacia ordenadores pequeños, mucho menos costosos y más fáciles de operar que los grandes éstos se desarrollaron durante la segunda generación pero alcanzaron su mayor auge entre 1960 y 70.


Cuarta generación

Avances:

- Microprocesador

- Chips de memoria

- Telecomunicaciones

 Dos mejoras en la tecnología de los ordenadores marcan el inicio de la cuarta generación: el reemplazo de las memorias con núcleos magnéticos, por las de chips de silicio y la colocación de muchos más componentes en un Chip: producto de la microminiaturización de los circuitos electrónicos. El tamaño reducido del microprocesador hizo posible la creación de los ordenadores personales. (PC) y la integración del ordenador como elemento esencial de las Telecomunicaciones.

Hoy en día las tecnologías LSI (Integración a gran escala) y VLSI (integración a muy gran escala) permiten que cientos de miles de componentes electrónicos se almacenan en un chip. Usando VLSI, un fabricante puede hacer que un ordenador pequeña rivalice con uno de la primera generación que ocupara un cuarto completo. De hecho, un PC actual tiene mucha más capacidad que el ordenador de la NASA que guió al cohete Apolo que hizo que el primer hombre pisara la Luna en 1969.


Quint generación

La quinta generación de computadoras, también conocida por sus siglas en inglés, FGCS (de Fifth Generation Computer Systems) fue un ambicioso proyecto propuesto por Japón a finales de la década de 1970. Su objetivo era el desarrollo de una nueva clase de computadoras que utilizarían técnicas y tecnologías de inteligencia artificial tanto en el plano del hardware como del software,1 usando el lenguaje PROLOG2 3 4 al nivel del lenguaje de máquina y serían capaces de resolver problemas complejos, como la traducción automática de una lengua natural a otra (del japonés al inglés, por ejemplo). Como unidad de medida del rendimiento y prestaciones de estas computadoras se empleaba la cantidad de LIPS (Logical Inferences Per Second) capaz de realizar durante la ejecución de las distintas tareas programadas. Para su desarrollo se emplearon diferentes tipos de arquitecturas VLSI


1.1 Era mecánica de los ordenadores

Hace mas de 3000 años, fue el uso de ábaco, que es un instrumento que sirve efectuar cálculos aritméticos mediante unas cuentas que se deslizan manualtmente sobre diez ejes.
En la era moderna los primeros antecedetes de los dispositivos de tratamiento de datos se remontan a los inicios del siglo XVII.
En ambos casos, ni siquiera se trataba de máquinas, sino de instrumentos que facilitaban los cálculos, si bien supusieron un gran avance y un ahorro de tiempo considerable

Las primeras máquinas de este tipo fueron:
-La calculadora mecánica de Wilhelm Schickard
-La pascalina, una calculadora artimética desarrollada por el científico francés Blaise Pascal, que permitía realizar sumas y restas
-La máquina aritmética creada por el matemático alemán Wilhem von Leibniz, quien desarrolló la máquina de Pascal para que pudieran realizar también multiplicaciones, divisiones y raíces cuadradas

En esta fase, denominada generación 0, aún no podemos hablar de ordenadores, sino más bien de máquinas de proceso automático de datos, basados en componentes mecánicos.

Pero quizás el avance más importante para el futuro desarrollo de los ordenadores se deba al llamado padre de la computación Charles Babbage, quien en 1822 diseñó la maquina diferencial, que solucionaba problemas mecánicos complejos utilizando polinomios. En 1837 desarrollo la máquina analítica, que ya tenia muchas de las características de los ordenadores modernos:
-Dispositivos de entrada y salida de información.
-Espacio para el almacenamiento de los datos procesados
-Procesador para calcular los numeros
-Unidad de control para dirigir todas las tareas

1. Historia de los ordenadores

Una máquina electrónica dotada de una memoria de gran capacitad y de métodos de tratamientos de la información, capaz de resolver problemas aritméticos y lógicos gracias a la utilización automática de programas registrados en ella.Por tanto, el ordenador es una maquina cuya finalidad es el tratamiento electrónico de la información mediante el siguiente esquema:
- Entrada de datos: al ordenador se le proporcionan unos datos.- Proceso de los datos: el ordenador procesa esos datos usando programas informáticos que realizan operaciones aritméticas y lógicas.- Salida de datos: el ordenador proporciona unos resultados, que pueden ser almacenados en una memoria.A lo largo de la historia, el ser humano ha tratado de simplificar el proceso de tratamiento de la información, sobre todo cuando este implicada tareas repetitivas o cálculos complejos que hacían que su duración se dilatara enormemente.Ello ha llevado a la invención de dispositivos que permitan agilizar el tratamiento de los datos. En sus orígenes, esos dispositivos eran simples máquinas de cálculo que fueron evolucionando y perfeccionándose hasta los actuales ordenadores.