Estructura fsica y estructura lgica de la computadora dniela

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    19-Jul-2015

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Estructura fsica y estructura lgica de la computadoraMa. Daniela Hernandez HernandezEstructura fsica y estructura lgica de la computadora1. Un sistema informtico o de cmputo tiene diversos componentes, pero bsicamente se pueden dividir stos en tres grandes grupos: el componente humano; los equipos o hardware y los programas o software.2. La mayora de computadoras estn compuestas de por lo menos tres elementos bsicos: Unidad Central de Proceso (Central Processing Unit, CPU), teclado y monitor, aunque algunos elementos externos considerados antiguamente como equipos perifricos, como el ratn, las bocinas, el micrfono y la impresora, ya se incluyen como elementos inherentes al sistema de cmputo.3. De acuerdo con los conceptos modernos de computacin del Dr. John von Neumann, cientfico estadounidense originario de Hungra, los procesos que se llevan a cabo en las computadoras son: Entrada de datos, procesamiento de los datos y salida de informacin.4. Los dispositivos fsicos mediante los cuales se introducen los datos a la unidad central de proceso y se obtiene la salida de la informacin se denominan unidades de entrada/salida (Input/Output devices, I/O).5. Las unidades de entrada transforman los datos introducidos en cdigos binarios que pueden ser entendidos y procesados por la computadora. Los dispositivos ms utilizados en la actualidad para la entrada de datos son el teclado y el ratn.6. Teclado. Es el dispositivo ms utilizado para comunicarse con la computadora. Los teclados pueden variar mucho, dependiendo del fabricante y del idioma; sin embargo, la mayora de ellos incluyen por lo menos 102 teclas, excepto los de las porttiles (laptops o notebooks), que suelen tener aproximadamente 89. La parte principal de los teclados incluye el alfabeto y los nmeros en una configuracin conocida como QWERTY, por la disposicin de las letras de la segunda lnea superior izquierda.7. Ratn. El ratn (Mouse) es un dispositivo que permite sealar en la pantalla las opciones que ofrecen diversos programas de interfaz grfica, para realizar una operacin especfica. Generalmente tienen dos botones que permiten simular que se oprime la tecla [Entrar8. Las unidades de salida posibilitan la obtencin de los resultados de los clculos o procesamiento de diversas maneras: visual, impresa, auditiva o audiovisual. Los principales aditamentos de salida de informacin son el monitor y la impresora.9. Monitor. Es el principal dispositivo de salida visual de los datos procesados. El monitor requiere de un adaptador, que consiste normalmente en una tarjeta instalada dentro de la propia CPU. Dependiendo del tipo de adaptador de la tarjeta, vara la resolucin que podr tener el monitor, aunado a sus propias caractersticas.10. Impresora. Las impresoras son uno de los dispositivos perifricos ms tiles de las microcomputadoras; tanto, que se consideran ya como una unidad de salida por excelencia, y no como perifrico o agregado. 11. Los dispositivos perifricos son elementos adicionales que permiten potenciar en gran manera la ya de por s enorme cantidad de poder de las computadoras modernas. Algunos de ellos se han vuelto indispensables para el uso cotidiano, como las bocinas,las impresoras, los mdems, las cmaras Web y los micrfonos12. Los perifricos de entrada son los aparatos o dispositivos que permiten introducir datosa la computadora, para que stos sean procesados. Es posible jugar con la computadora, una vez que se introducen los datos necesarios mediante una palanca de juegos (joystick), por ejemplo. Los perifricos de entrada ms conocidos son el escner, el mdem, los lectores de cdigos de barras, el micrfono, las palancas de juegos, el lpiz ptico, las unidades USB, los lectores de CD-ROM y DVDs, las tablillas digitalizadoras y las pantallas sensibles al tacto..13. Los perifricos de salida son aqullos dispositivos que proporcionan resultados (informacin) de los procesos que se llevan a cabo en la computadora. Los ms importantes son: las impresoras de todos tipos, los monitores, los plteres (plotters), los altavoces o bocinas, los mdems, las unidades de discos, los CD-ROM y DVDs,las unidades USB, los proyectores, etctera14. Las unidades de almacenamiento masivo se han hecho indispensables en la computacin, porque al trabajar con archivos de texto, con grficos, o con archivos de multimedios, hay que guardarlos para protegerlos. En stas se pueden realizar respaldos o copias de seguridad de toda la informacin. Las ms populares son las unidades de discos flexibles, los discos duros internos, las unidades de disco externas, los lectores de discos compactos, las unidades de cinta, los quemadores de discos compactos y DVDs, las unidades USB, etctera.15. Algunas veces se habla de CPU al referirse a la carcasa o compartimiento donde se ubica la tarjeta principal (motherboard) y el microprocesador, sin embargo se debe entender que la unidad central de procesamiento es la parte ms importante de una computadora.16. Los microprocesadores son circuitos electrnicos que integran en una sola tableta de silicio o de algn otro material semiconductor, muchos millones de minsculos transistores, que actan como conmutadores, mediante lo cual se lleva a cabo el procesamiento de todos los datos que se introducen a la computadora.17. El desarrollo de los microprocesadores ha sido sorprendente, sobre todo a partir de 1989, cuando se rebas la cantidad que se crea el lmite de transistores que se podran insertar en una sola cpsula de silicio, que era de 1,000,000. Algunos de los microprocesadores actuales, como el AMD Opteron, contienen 233 millones de nanotransistores; el Intel Core 2 Duo-E6300, tiene 291 millones y el Intel Itanium 2, contiene ms de 1,700 millones de nanotransistores.18. La Ley de Moore, que formul Gordon E. Moore, uno de los fundadores de Intel en 1965, cuatro aos antes de la aparicin del primer microprocesador dice: El nmero de transistores contenidos en un microprocesador se duplica cada dieciocho meses, cosa que hasta la fecha se sigue cumpliendo.19. Las unidades: Bus (Bus Unit, BU), de Instruccin (Instruction Unit, IU), de Ejecucin(Execution Unit, EU) y la de Direccionamiento (Addressing Unit, AU), ejecutan dentro del procesador, todas las operaciones aritmticas y lgicas. Para ello, cuentan con una Unidad de Control en el diagrama.20. Dentro del gabinete o carcasa, se encuentran tambin la fuente de poder, que se encarga de distribuir la energa elctrica necesaria para el funcionamiento de todos loscomponentes; las tarjetas de sonido; las de red o mdem y todos los componentes de memoria. Adems, ah se alojan el disco duro, las unidades de disquetes y los lectores de discos compactos y DVDs. A estas unidades se les conoce como dispositivos internos21. La tarjeta principal, que es conocida tambin como tarjeta madre (motherboard) o placa base, es el centro de distribucin y proceso de los datos en la computadora. Es ah donde se alojan los principales componentes del sistema, como el microprocesador, los chips de memoria, las tarjetas de control de dispositivos y un sinnmero de componentes electrnicos22. La memoria principal o primaria se compone de circuitos especiales capaces de almacenar en direcciones especficas, datos binarios a los que puede acceder rpidamente el microprocesador mediante el bus de direcciones. La computadora cuenta con dos tipos de memoria. Una de ellas se denomina ROM (de Read Only Memory) o memoria de slo lectura.23. La otra memoria es la que se emplea para guardar los datos y programas que utiliza la computadora. Se le denomina RAM (de Random Access Memory) o memoria de acceso aleatorio. Esta memoria constituye el espacio de trabajo que utiliza el usuario en la computadora para procesar los datos. Podra decirse que mientras ms memoria RAM tenga la computadora, ms capacidad de trabajo tendr. 24. Adems de comunicarse a travs del teclado, del monitor, del ratn, y de otros dispositivos de comunicacin, las computadoras pueden imprimir datos, textos o grficas, o enviar los datos a otras computadoras usando una lnea telefnica, mediante conectores, que generalmente se ubican en la parte posterior de la microcomputadora, que reciben el nombre de puertos (ports). 25. Mientras se utiliza una computadora, la informacin se mantiene en la memoria RAM. Ah trabajan en conjunto tanto el programa que indica lo que hay que hacer, como los datos que se estn procesando: textos, cifras, dibujos, sonido, video, etctera. Qu sucede con la informacin cuando se apaga la computadora? La respuesta es sencilla: se pierde.26. La organizacin de cualquier disco es muy semejante en todos los sistemas. El sistema operativo DOS lo divide en anillos concntricos denominados pistas. La cantidad de stas en la superficie del disco se mide como pistas por pulgada (Tracks per inch, tpi). A su vez, cada pista (track) es dividida en sectores27. Los sectores son divisiones en forma de gajos de una naranja partida por la mitad, por lo que todas las pistas del disco contienen el mismo nmero de sectores.28. El sistema operativo optimiza la lectura o grabacin de datos, creando grupos de sectores contiguos llamados clusters. Estas unidades de grabacin pueden contener uno o muchos sectores, segn sea el formato del disco que se utilice, y los enumera en orden secuencial. Los primeros sectores los reserva para alojar el programa de carga (Boot program), la tabla de asignacin de archivos (File Alocation Table, FAT)29. Los datos se almacenan en forma de unidades denominadas Archivos (Files), los cuales pueden tener longitud variable, segn la cantidad de datos que guarden. Deben de tener un nombre o identificador. Estos archivos se asemejan a los folders o carpetas que se emplean para guardar documentos. A cada carpeta se le pone una etiqueta con un nombre nico para no confundirlo con los dems.30. Se denomina estructura lgica de la computadora a todos aquellos programas que se requieren para el funcionamiento del sistema informtico; desde los del BIOS, que permiten configurar la computadora cada vez que se enciende o reinicializa, hasta los sistemas operativos o de control, los controladores de dispositivos, y las aplicaciones de propsito especfico como procesadores de texto, manejadores de hojas de clculo y bases de datos, programas de creacin y edicin de grficos, etctera.31. Los nmeros constituyen la base del software, ya que la comunicacin ms elemental con cualquier computadora se realiza mediante el sistema numrico denominado binario. el lgebra de Boole32. Sistema de numeracin es el conjunto de reglas que permiten representar conceptos matemticos abstractos mediante una serie bien definida de smbolos denominados nmeros. Los nmeros representan una cierta cantidad de uniddes.a33. Los sistemas de numeracin pueden dividirse segn distintos criterios, por ejemplo si son posicionales o no, y tambin con respecto al nmero tomado como base del sistema, es decir, la cantidad de smbolos diferentes que utilizan34. Durante muchos siglos se utiliz el sistema numrico de base 60 creado en el esplendor de la cultura mesopotmica. No obstante que el nmero 60 es demasiado grande para usarse como base, puede dividirse entre 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30 y 60, lo cual significa que los resultados de los problemas tambin el crculo en grados, minutos y segundos de ngulo..35. El hombre hubo de inventar los nmeros, los sistemas de numeracin y algunas reglas o normas lgicas que, correctamente aplicadas, le permitieran representar los conceptos matemticos mediante smbolos. Cada una de las civilizaciones que se venan desarrollando paralelamente en diferentes regiones de la tierra, cre sistemas de numeracin utilizando smbolos diferentes36. El uso del baco se extendi con el tiempo a otras culturas; los romanos lo utilizaron ampliamente. El baco romano consista en cuentas de piedra caliza o mrmol (del latn calx) que se deslizaban sobre ranuras en una superficie plana; a estas pequeas cuentas se les llam calculi, plural de calculus, de donde proviene el trmino clculo.37. Entre los sistemas numricos ms destacados de la antigedad cabe mencionar los de las culturas sumeria, egipcia, hind, griega, romana y maya. No todos ellos estaban basados en el nmero 10, como el maya, que tena como base el nmero 20. A la cultura griega debemos muchos de los nombres de los nmeros, y a la rabe, la grafa actual de ellos, por lo cual se les llama nmeros arbigos.38. La civilizacin egipcia se desarroll sorprendentemente en el delta del rio Nilo hace aproximadamente 4,500 aos, poca en la cual construyeron las pirmides, obras de ingeniera que requirieron avanzados conocimientos de matemticas39. Los mayas emplearon un sistema de numeracin sobresaliente en muchos aspectos, ya que aparte de emplear la notacin posicional descubrieron el cero mucho tiempo antes de que se conociera en Europa. La base de su sistema fue el 20, por lo que necesitaban veinte signos diferentes para expresar las distintas cantidades.40. Los romanos utilizaron un sistema de numeracin basado en siete letras del alfabeto latino: I = uno, V = cinco, X = diez, L = cincuenta, C = cien, D = quinientos y M = mil. El valor de las letras est bien determinado y no depende de su posicin, nicamente se deben tomar en cuenta unas cuantas reglas para su correcta escritura.41. El sistema de numeracin ms utilizado en la actualidad es el decimal, que se caracteriza por ser bsicamente posicional. En los nmeros decimales cada posicin puede interpretarse como un subconjunto de diez elementos, y cuando una posicin se satura, se desplaza el elemento restante a la siguiente posicin de la izquierda.42. El sistema binario es un sistema numrico de base 2 que utiliza solamente dos smbolos para representar nmeros y se maneja con reglas mucho ms sencillas que las del sistema43. La ergonoma (ergonomics) se define como el estudio de la capacidad y psicologa humanas en relacin con el ambiente de trabajo y el equipo manejados por el trabajador, o el estudio de cmo disear el equipo que afecta el qu tan bien puede realizar la gente su trabajo. 44. Muchas empresas fabricantes de equipos y mobiliario para oficinas computadorizadas ofrecen un sinnmero de aditamentos y sistemas de proteccin para prevenir los riesgos45. Diversas asociaciones de salud de todos los pases han realizado estudios sobre los efectos que causa el trabajo informtico en la salud de los operadores, capturistas o programadores que tienen que utilizar la computadora gran parte de su tiempo productivo.46. Grupos y organizaciones de trabajadores de la informtica, en los pases avanzados, han luchado por conseguir que las empresas que los contratan les provean de: aditamentos especiales para descansar los brazos y las muecas al usar el ratn; teclados con inclinaciones y posiciones naturales; pantallas protectoras de las radiaciones de las computadoras; brazos para colocar los monitores a las alturas adecuadas; luces y ventanas 47. Actualmente casi no podemos encontrar una rama de la ciencia en donde no se aplique la tecnologa informtica. La computacin ha invadido, para bien, casi todas las actividades del ser humano, posibilitando la reduccin de precios de productos que antiguamente se realizaban por mtodos manuales.48. Las reas de trabajo donde se aprecia ms la necesidad de computadoras son: las ciencias; la administracin y la economa; el diseo, la manufactura y la ingeniera; la ecologa y el medio ambiente; la medicina; la educacin; aplicaciones militares;