Introducción a los ordenadores Conceptos básicos y arquitectura.
Introducción a los ordenadores
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Introducción a la Informática
Introducción a los ordenadores
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Introducción histórica
4000 – 1200 AC: Piedras (calculus) 3000 AC: Ábac en Babilonia.
1642: Pascal, Pascalina. Primera calculadora mecánica.
– Sumas y restas contando los dientes de un engranaje (similar a un cuentakilómetros)
1694: Leibnitz, Máquina Universal – Mejora con multiplicación (sumas
sucesivas) y división (restas sucesivas)
1806: Telar mecánico de Jaquard– Mediante tarjetas perforadas se
transmitía a la tejedora las instrucciones necesarias para su funcionamiento (reproducción de diseños)
Abaco
Pascalina
Telar mecánico
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Introducción histórica
1832-35: Charles Babbage. Máquina diferencial/ Màquina analítica– Mecanismo de ruedas dentadas – 3 componentes básicos:
Una memoria Una unidad de cálculo Una unidad de control de las
operaciones mediante tarjetas perforadas.
1854: George Boole, lógica algebraica– Reduce las operaciones
matemátiques a combinaciones de elementos binarios
1876: Alexander Graham Bell, teléfono
Máquina diferencial
Teléfono
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Introducción histórica
1889: Hans Hollerith, el censo de EUA
– Máquina con un sistema electrónico para la lectura de las tarjetas perforadas y un sistema mecánico para calcular
1904: J. A. Fleming, válvula de diodo para radiocomunicaciones
1939: MARK 1. Resolución de ecuaciones lineales
Máquina de HollerithVálvula diodo
Mark I
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Introducción histórica
1ª Generación de ordenadores (1940-52): válvulas de vacío
– 1945: EDVAC (Electronic Discrete Variable Numeric Computer) John von Newman
– 1946: ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator).
Primera computadora sólo electrónica
Codificación decimal Programada manualmente Pesaba 30 toneladas, tenía
18.000 válvulas y ocupaba 150m2.
– 1951: UNIVAC 1. 1er ordenador comercial
ENIAC
UNIVAC
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Introducción histórica
2ª Generación de ordenadores (1958-64): transistores
– Características: Menor tamaño Menor coste de fabricación Menor disipación de calor Menor consumo eléctrico Mayor fiabilidad
– Aparecen los disquets– Lenguajes de programación
(COBOL, FORTRAN, ALGOL60)
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Introducción histórica
3ª Generación de ordenadores (1964-71): circuitos integrados
– IBM serie 360.– DEC VAX 11-780– Popularización de los
miniordenadores.
DEC VAX 11-780
IBM 360
Circuito integrado
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Introducción histórica
4ª Generación de ordenadores (1971-81): microprocesadores
– integración de todos los elementos básicos del ordenador en un solo circuito integrado
– Periféricos más versátiles– 1983 IBM PC MS DOS– 1985 Apple Macintosh
IBM PC MS DOS
Apple Macintosh
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Introducción histórica
5ª Generación de ordenadores (1981-1990)
– Inteligencia artificial– trabajo en paralelo de
múltiples microprocesadores.
-------------– 1992: Popularización del
uso de Internet.– 2002: Windows XP, Mac
OS X
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Arquitectura y funcionamiento
Elementos de procesamiento Almacenamiento de datos Puertos de comunicación Dispositivos de entrada Dispositivos de salida
Arquitectura Von Newman
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Arquitectura y funcionamiento
Elementos de procesamiento Almacenamiento de datos Puertos de comunicación Dispositivos de entrada Dispositivos de salida
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Elementos del proceso de datos
Placa madre o placa principal: superficie que contiene los componentes internos
– El Microprocesador CPU Velocidad de ejecución de
intrucciones (1’2 GHz – 6 GHz)
– Bus de Datos Velocidad de transferencia
(Gb/seg)
– Conexión de periféricos externos, denominados slots o ranuras de expansión
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Placa madre
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Tarjetas y ranuras de expansión
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Conexiones externas
Conexión eléctrica
Ventilador
Ranuras de expansión
Puertos serie y puertos paralelos
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CPU. Ciclo de máquina
1. Obtener la instrucción que se ha de procesar2. Interpretar la instrucción3. Procesar las tareas indicadas por la instrucción, que
pueden ser: Extraer información de la memoria Realizar cálculos aritmeticológicos (Unidad
aritmeticológica, ALU) Transferir datos desde un dispositivo de entrada
hacia la memoria (Unidad de control) Transferir datos desde la memoria hacia un
dispositivo de salida (Unidad de control)4. Informar si se han producido errores
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Arquitectura de los procesadores
Gama procesadores Intel(sobremesa)
– Core– Pentium– Celeron
Gama procesadores AMD (sobremesa)
– Phenom– Athlon– Sempron
Fabricantes de microprocesadores: Intel, AMD ,IBM, Zilog, Motorola, Cyrix
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Arquitectura y funcionamiento
Elementos de procesamiento Almacenamiento de datos Puertos de comunicación Dispositivos de entrada Dispositivos de salida
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Almacenamiento de datos
Velocidad de la memoria: tiempo que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente serie de datos. Unidad de medida: Ns
Tecnologia de VLSI (Very Large Scale Integration)
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Tipos de memorias
Memoria
Principal
Secundaria
RAM
ROM
Disco duro
Disquet
CD-ROM
...
Memorias portátiles USB
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Memoria RAM (Random Acces Memory)
Es una memoria volátil de lectura y escritura
Es donde el ordenador guarda los datos que está utilizando en el momento presente
Las memorias se agrupan en módulos que se conectan a la placa base
– SIMM (Single In-line Memory Module)
– DIMM (Double In-line Memory Module)
Módulo de 30 contactos (SIMM)
Módulo de 72 contactos (SIMM)
Módulo de 168 contactos (DIMM)
Módulo de 184 contactos (DIMM)
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Tipos de memoria RAM
SRAM o RAM estàtica: circuitos lógicos.< tamaño, + rápida, + cara. – Memoria caché: almacena los
datos que se usan más frecuentemente
DRAM o RAM dinámica: condensadores+ sencilla, + utilizada+ lenta (necesita ser refrescada
cientos de veces por segundo)
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Memòria ROM (Read Only Memory)
Es una memoria sólo para ser leída y no destructible– no se puede escribir sobre ella– conserva intacta la información almacenada, incluso en el
caso de que se interrumpa la corriente (memoria no volátil). La ROM suele almacenar la configuración del
sistema o el programa de arranque de la computadora.
Tipos de ROM– PROM (Programable Read Only Memory)– EPROM (Erasable Programable Read Only Memory)– EEPROM (Electrically erasable programmable read-only memory)– EPROM Flash
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Unidades de medida de la memoria
Unidad Descripción Referencia
8 bits 1 Byte Unitat bàsica 1 caràcter
1024 bytes 1 KB Kilobyte ½ pàgina
1024 KB 1 MB Megabyte 500 pàgs.
1024 MB 1 GB Gigabyte
1024 GB 1 TB Terabyte
1024 TB 1 PB Petabyte
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Dispositivos de Almacenamiento
• Disco duro
Capacidades: MB y GB Tiempo de acceso: Tiempo que tardan los cabezales del disco en ir de una pista a otra (miliseg)
Tiempo de latencia: Tiempo que tarda el disco en dar una vuelta completa
Conectores IDE
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• Disco flexible, disquet o FD
Se leen en disqueteras, FDD
Sirven para transportar información
Capacidad: 1’44 MB
Tamaño: 3,5’’
Dispositivos de Almacenaniento
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• Memoria portátil USB (pendrive, flash drive o memory stick)
Capacidad : 128 MB – 16 GB
Conexión al puerto USB
Dispositivos de Almacenaniento
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Dispositivos de Almacenaniento
Capacidad: 650 - 700 MB (~80 min)
• CD-Rom /CD-R / CD-RW
Funcionamiento como el del CD musical (rayo láser)
Velocidad básica: 150 KB/s
Velocidades mayores se expresanen función de múltiplos respecto de la v. bàsica: Ex. 10x, 32x … 52x
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Dispositivos de Almacenaniento
• DVD / DVD-R / DVD-RW– Disco Versátil Digital– Similares al CD
– Velocidad de transferencia: múltiplos de 1.350 KB/s– Capacidad: 4’7 GB (una cara) – 9’4 GB (dos caras)
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Dispositivos de Almacenaniento
HD-DVD: DVD alta definición– Capacidad: 15GB, 30GB. – Velocidad: 36,5 Mbps
Blu-ray: – Disco óptico de nueva
generación. – Sony i Philips. – Capacidad: 25GB, 50GB. – Velocidad: 54 Mbps
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Dispositivos de Almacenaniento
• CintasBajo coste
Copias de seguridad de grandes ordenadores
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Arquitectura y funcionamiento
Elementos de procesamiento Almacenamiento de datos Puertos de comunicación Dispositivos de entrada Dispositivos de salida
![Page 33: Introducción a los ordenadores](https://reader031.fdocuments.es/reader031/viewer/2022012401/5596362e1a28abfd148b4643/html5/thumbnails/33.jpg)
Puertos de comunicaciones
– Puertos Serie. Los bits se transmiten de uno en uno. 9 y 25 pins Ejemplo: teclado y ratón
– Puertos Paralelos: Transmisión simultanea de bits 25 pins Ejemplo: impresora
– Puertos USB (UNIVERSAL SERIAL BUS) Puerto en serie, de alta velocidad (12 Mb/s)
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Dispositivos de comunicaciones
Modem
Tarjetas de red local
Modem externoModem interno Modem PC-Card
(PCMCIA)
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Arquitectura y funcionamiento
Elementos de procesamiento Almacenamiento de datos Puertos de comunicación Dispositivos de entrada Dispositivos de salida
![Page 36: Introducción a los ordenadores](https://reader031.fdocuments.es/reader031/viewer/2022012401/5596362e1a28abfd148b4643/html5/thumbnails/36.jpg)
Dispositivos de entrada de datos
MicrófonoTeclado Ratón
Escáner
Joystick
Lector de tarjetas o códigos de barras Pantalla
táctil
Cámara
Tableta gráfica
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Arquitectura y funcionamiento
Elementos de procesamiento Almacenamiento de datos Puertos de comunicación Dispositivos de entrada Dispositivos de salida
![Page 38: Introducción a los ordenadores](https://reader031.fdocuments.es/reader031/viewer/2022012401/5596362e1a28abfd148b4643/html5/thumbnails/38.jpg)
Dispositivos de salida de datos
MonitorAltavoces
Impresoras
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El monitor
• Resolución:Nº de píxeles de pantallaEjemplo: 1024x768; 640x480
Veces por segundo que se renueva la imagen de pantallaDepende de la velocidad y memoria de la tarjeta gráfica
• Velocidad de refresco
Monitor TFT
• Tamaño del monitorSe mide en pulgadas.Un monitor de 15” significa que la diagonal tiene 15 pulgadas
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Impresoras
MatricialTecnologia como lade la máquina de escribir
Injección de tinta Proyección magnética degotas de tinta
Láser
Plóters
![Page 41: Introducción a los ordenadores](https://reader031.fdocuments.es/reader031/viewer/2022012401/5596362e1a28abfd148b4643/html5/thumbnails/41.jpg)
Videoclip “Destripando un ordenador”
![Page 42: Introducción a los ordenadores](https://reader031.fdocuments.es/reader031/viewer/2022012401/5596362e1a28abfd148b4643/html5/thumbnails/42.jpg)
Videoclip “Elección del hardware”
![Page 43: Introducción a los ordenadores](https://reader031.fdocuments.es/reader031/viewer/2022012401/5596362e1a28abfd148b4643/html5/thumbnails/43.jpg)
Videoclip “Compra de Dispositivos”
![Page 44: Introducción a los ordenadores](https://reader031.fdocuments.es/reader031/viewer/2022012401/5596362e1a28abfd148b4643/html5/thumbnails/44.jpg)
Videoclip “Elección del software”