Tema II: ESTRUCTURA FISICA DE LA COMPUTADORA

1. ARQUITECTURA BÁSICA DE UNA COMPUTADORA (JONH VON NEWMAN)

o Arquitectura de computadora: En general el diseño de un sistema informático se conoce como su arquitectura y de ella depende su velocidad de proceso, su capacidad de memoria, la forma en que se administra dicha memoria, el manejo interno de los procesos y el tipo de dispositivos que se pueden conectar a la máquina. Estructura lógica y física de nivel básico de los componentes de una computadora.

o Arquitectura de Jonh Von Newman. En los años 40´s este personaje publicó un informe en el que hablaba sobre el funcionamiento de las computadoras, que debería consistir en dos aspectos:

§ Operaran con un sistema binario. Los dispositivos electrónicos que hacen funcionar una computadora moderna permiten tener dos estados básicos: un voltaje alto y uno bajo. Desde un punto de vista normal, estos dos estados pueden denotarse por 1 y 0. Desde un punto de vista lógico, verdadero y falso, respectivamente. De manera natural esto desemboco en que las computadoras utilizaran el sistema numérico binario para manejar la información.

§ Almacenamiento de datos e instrucciones internamente en la computadora a fin de agilizar los procedimientos.

Esquema actual de la computadora.

2. UNIDAD DE ENTRADA.

UNIDADDE

SALIDA

UNIDADDE

ENTRADA

UNIDAD DE

ALMACENAMIENTO

UNIDAD CENTRAL DE

PROCESAMIENTO

MEMORIAINTERNA

Es un dispositivo que sirve para introducir la información en la computadora, se realiza básicamente mediante dos dispositivos: mouse y teclado.

Otros dispositivos de este tipo son: Cámara digital, pantalla sensible al tacto, lápiz óptico, scanner, micrófono.

3. UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO (CPU). Representa el circuito principal de la computadora: su cerebro. Esta destinada a realizar las operaciones mas importantes que son el procesamiento y almacenamiento de datos e instrucciones. Es la parte de la computadora que interpreta y ejecuta las instrucciones contenidas en el software, en pocas palabras se trata de un motor de cómputo en un solo chip (astilla). Está conformado por las siguientes partes: la unidad de control (UC) y la unidad aritmética y lógica (ALU).

· Unidad de control. Indica la dirección de las operaciones, le dice al procesador cómo ejecutarla instrucciones en los programas.

Otra definición: la unidad de control (UC) interpreta y ejecuta las instrucciones almacenadas en la memoria principal y genera las señales de control necesarias para ejecutarlas.1

· Unidad Aritmética y lógica (ALU). Permite al procesador ejecutar operaciones aritméticas y de decisión llamadas lógicas.

Contiene una memoria ultrarápida llamada caché que emplea el procesador para tener disponibilidad de ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las operaciones siguientes sin necesidad de recurrir a la memoria RAM, lo que reduce el tiempo de espera en el proceso. 2

4. UNIDAD DE MEMORIA.Es la unidad encargada de almacenar los datos de manera “temporal” o de manera “permanente”

● ROM. Read Only Memory. La memoria de sólo lectura es un medio permanente de almacenamiento de información básica, como las instrucciones de inicio y los procedimientos de entrada/salida. El contenido de esta memoria permanece aunque se apague el ordenador.

● RAM. Random Access Memory. La memoria de acceso aleatorio es el lugar de almacenamiento temporal donde el microprocesador deposita los programas, el trabajo en ejecución y varios tipos de información para el control interno de sus tareas. El contenido de esta memoria desaparece cuando se apaga el ordenador.

● CACHÉ... Viene integrada en la CPU, en el punto 2 ya se describió.

5. UNIDAD DE ALMACENAMIENTO.

1 Definición obtenida en http://es.wikipedia.org 2 Chacón José; Becerril, Francisco. Tecnologias de la información. OXFORD.2004.

Unidad que almacena los datos de manera permanente. Se dice “permanente” por que la conservación de datos depende de la calidad del medio donde se grabe. A continuación se muestran las diferentes familias existentes.

FAMILIA Descripción EJEMPLOS Capacidades IMAGEN

MAGNETICA ● Se utiliza sustrato magnético.Este componente de anillos de ferrita (óxido de fierro) se encuentra ordenado en una rejilla.Cada anillo puede adoptar los estados de magnetización estables (0 o 1)

● Disquete, disco duro, unidad ZIP.

● Disquete= 1.44 MB

● Disco duro:80GB-500GB

OPTICA ● Un haz de rayo láser enfoca sobre los pits en una superficie de 1 micrón de diámetro y va moviéndose radialmente sobre la superficie del disco. Con base en la intensidad de la luz reflejada interpreta la información digital (los “o y los 1”)

● CD (“Compact Disc)-ROM- Lectura únicamente.

● CD-R. Se puede grabar una sòla vez.

● CD-R/W. Regrabable.

● DVD ("Digital Versatile Disc")-ROM. Lectura únicamente.

● DVD-R.Se puede grabar una sòla vez.

● DVD-R/W. Regrabable.

● CD: 700 a 800 MB.

● DVD: 1.5 a 17 GB.

FAMILIA Descripción EJEMPLOS Capacidades IMAGEN

FLASH ● Es una forma evolucionada de la memoria EPROM que permite que múltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación de programación mediante impulsos eléctricos, frente a las que solo permiten escribir o borrar una única celda cada vez. Por ello flash permite funcionar a velocidades muy superiores cuando los sistemas emplean lectura y escritura.

● USB● Reproductor

mp3● Memory stick● Memory card● SD(segurity

data)

256 MB a 5 GB.

5. UNIDAD DE SALIDA. Es un dispositivo que sirve entregar o mostrar la información que resulta del procesamiento de los datos. A continuación se describen las impresoras y monitores.

Impresora. Es un periférico de computadora que permite producir una copia permanente de textos o gráficos de documentos almacenados en formato electrónico, imprimiéndolos en medios físicos, normalmente en papel o transparencias, utilizando cartuchos de tinta o tecnología láser. Funcionamiento de una:

Láser. Consta de un tambor fotoconductor unido a un depósito de tóner y un haz láser que es modulado y proyectado a través de un disco

especular hacia el tambor fotoconductor. El giro del disco provoca un barrido del haz sobre la generatriz del tambor. Las zonas del tambor sobre las que incide el haz quedan ionizadas y cuando esas zonas (mediante el giro del tambor) pasan por el depósito del tóner atraen el polvo ionizado de éste. Posteriormente el tambor entra en contacto con el papel, impregnando de polvo las zonas correspondientes. Para finalizar se fija la tinta al papel mediante una doble acción de presión y calor.

Inyección de tinta: La tinta es emitida por boquillas que se encuentran en el cabezal de impresión. El cabezal de impresión recorre la página en franjas horizontales, usando un motor para moverse lateralmente, y otro para pasar el papel en pasos verticales. Una franja de papel es impresa, entonces el papel se mueve, listo para una nueva franja. Para acelerar las cosas, la cabeza impresora no imprime sólo una simple línea de píxeles en cada pasada, sino también una línea vertical de píxeles a la vez. La tinta se obtiene de unos cartuchos reemplazables.

Monitor. El monitor o pantalla de computadora, es un dispositivo de salida que, mediante una interfaz, muestra los resultados del procesamiento de una computadora. Podemos encontrar varios tipos de monitores: CRT (Cathode Ray Tube o tubo de Rayos Catódicos), pantallas LCD o de cristal líquido y pantallas plasma.

Conceptos alrededor de los monitores: píxel y resolución

Píxel.

Es la unidad mínima representable en un monitor. Cada píxel en la pantalla se enciende con un determinado color para formar la imagen. De esta forma, cuanto más cantidad de píxeles pue-dan ser representados en una pantalla, mayor resolución habrá. Es decir, cada uno de los pun-tos será más pequeño y habrá más al mismo tiempo en la pantalla para conformar la imagen.

Resolución en un monitor

Se denomina al número de píxeles (o máxima resolución de imagen) que puede ser mostrada en la pantalla, en horizontal x vertical. Así, un monitor cuya resolución máxima sea de 1024x768 puntos puede representar hasta 768 líneas horizontales de 1024 puntos cada una, probablemente además de otras reso-luciones inferiores, como 640x480 u 800x600.

Cuanto mayor sea la resolución de un monitor, mejor será la calidad de la imagen en pantalla, y ma-yor será la calidad del monitor. La resolución debe ser apropiada además al tamaño del monitor.

Tamaño monitor Resolución de trabajo recomenda-da

Resolución máxima exigible (no entrelazada)

14" 640x480 1024x768 (monitores nuevos)

15" 800x600 1024x768

17" 1024x768 1280x1024

19" 1152x864 1600x1200

21" 1280x1024 1600x1200

A mayor resolución se dispone de más puntos de información para presentar los elementos en pantalla, pero estos puntos son más pequeños, con lo que los elementos de la interfaz (textos, imágenes, objetos de formulario, etc.) se ven más pequeños.

6. UNIDADES DE MEDIDA DE LA INFORMACIÓN

Bit (Binary Digit) = Digito binario =Unidad mínima de información. Matemáticamente se representa con 0 o 1.Nibble= 4 BITSByte= 8 BITSKB=1024 BYTESMB= 1042 KILABYTES (1MILLON DE BYTES)GB= 1024 MEGABYTES ( 1000 MILONES DE BYTES)TB= 1024 GIGABYTES (1 BILLON DE BYTES)

Ejercicio 1:Tienes una hoja virtual y vas a escribir un texto sin imágenes.a) ¿Cuánto caracteres se pueden escribir aproximadamente por renglón?

R= 60 ¿por columna? R= 50 ¿cuántos por página? R= 3000 Aclara qué es un carácter y cuál es su equivalencia en bytes. R= es una letra, un número, signo de puntuación, símbolo, etcétera. Equivale a un byte.

b) ¿A cuántos bytes corresponde el total de caracteres que te dio? R= 3000.

c) Si escribieras un libro de 100 páginas ¿cuántos bytes se requerirían? R= 300,000

Código ASCII (acrónimo inglés de American Standard Code for Information Interchange — Código Estadounidense Estándar para el Intercambio de Información)Es un código de caracteres basado en el alfabeto latino.Ejercicio 2: Escribiendo un nombre en código ASCII.

El nombre ATA en código ASCII es:Carácter-decimal-binario A-65-01000001 T-84-01010100 A-65-01000001

¿Cómo se convierte el valor decimal a binario y viceversa?