I n t r o d u c c i ó n a l a I n f o r m á t i c a

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I n t r o d u c c i ó n . Desde la invención de las computadoras la informática se ido consolidando como una nueva ciencia que influye en el desarrollo del conocimiento. Por lo que, todas las áreas de conocimiento has sido modificadas por este desarrollo, encontrándose entre estas la Administración de Empresas, debido a que el manejo manual que se realizaba de las operaciones administrativas, financieras o económicas así como de otras áreas ha sido reemplazado por un manejo automatizado o semi-automatizado a través del uso de las computadoras en todos los niveles de la organización incluso colaborando cada vez más en la toma de decisiones.

¿ Q u é e s l a I n f o r m á t i c a ? La Informática hace referencia al manejo de la información, y se define de la siguiente manera:

La informática es la ciencia que estudia el procesamiento automatizado de la información por medio de las computadoras. El término de informática proviene de las palabras: Infor información y Mática automática.

Cuando se hace referencia al procesamiento de la información se indica que este debe ser automático por lo que se debe realizar mediante computadoras. Aunque la necesidad de procesar información existe desde tiempo atrás, la consolidación de la informática como ciencia solo se da desde el desarrollo de las computadoras. Tratándose, por lo tanto, de una ciencia relativamente reciente.

El elemento principal de procesamiento es la información, por lo que se define como:

La información en un conjunto de datos transformados o modificados que tienen valor para quien hace uso de ellos. Estos datos normalmente pueden estar constituidos por registros de operaciones, hechos, acontecimientos, transacciones y otros.

Llegándose a la conclusión que lo que para unos puede ser información para otros solamente llegarían a ser datos.

Entre las tareas más importante para las empresas esta el manejar la información de la organización colaborando en el proceso de la información operativa para la obtención de informes para el proceso de toma de decisiones, y entre las más comunes están las elaborar documentos, folletos, libros, enviar y recibir correo electrónico, dibujar y crear efectos visuales y sonoros, realizar, y quizás.

¿ Q u é e s l a C o m p u t a d o r a ? “Una computadora es un sistema con tecnología micro-electrónica capaz de procesar información a partir de un grupo de instrucciones denominado programa”.

La computadora1 es un sistema electrónico para procesar y almacenar información a través de aplicaciones.

La computadora se caracteriza por ser un dispositivo de procesamiento general que puede realizar diversas tareas dependiendo de las aplicaciones o programas que se utilicen, a diferencia de lo que ocurre con otros dispositivos similares como son las calculadoras, etc.

La estructura básica de la computadora incluye al microprocesador, las memorias y los dispositivos de entrada/salida y los buses que permiten la comunicación entre todos los demás componentes.

1 Alternativamente se puede utilizar el término de computador u ordenador para designar a la computadora.

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E l D e s a r r o l l o d e l a s C o m p u t a d o r a s . Para llegar a las computadoras actuales cuyas características en el procesamiento de información presenta varias ventajas se tuvo que pasar por varias etapas y mejoras que cambiaron e hicieron del uso de las computadoras como algo indispensable, a continuación se resume este desarrollo en dos etapas:

• El Desarrollo logrado antes de la Primera Computadora.

• Desarrollo logrado después de la Primera Computadora, que incluye desde la primera generación de las computadoras hasta la fecha.

A n t e s d e l a P r i m e r a C o m p u t a d o r a ( D i s p o s i t i v o s M e c á n i c o s y E l e c t r o - m e c á n i c o s ) .

El Ábaco. Es el primer dispositivo mecánico de contabilidad que existió, se calcula que tuvo su origen hace 5000 años y su efectividad se demostrado por el tiempo que se lo ha utilizado como dispositivo para realizar operaciones de suma.

La Pascalina. Leonardo Da Vinci (1452-1519) trazó las ideas para desarrollar una sumadora mecánica, pero es siglo y medio después, cuando el filósofo y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) construyó la primera sumadora mecánica, se llego a denominar Pascalina y funcionaba en base a engranajes y ruedas. A pesar de que Pascal fue reconocido en Europa debido a sus logros, la sumadora resultó ser un fracaso debido a que para ese tiempo, resultaba realizar más económico emplear personas para realizar los cálculos aritméticos.

La Maquina Analítica. Charles Babbage (1793-1871), catedrático de la Universidad de Cambridge, invento la máquina de diferencias capaz de calcular tablas matemáticas. Pero cuando en los avances de la máquina de diferencias Babbage concibió la idea de una máquina analítica que se podría llegar a denominar como una computadora de propósitos generales.

Conforme con su diseño, la máquina analítica podía sumar, restar, multiplicar y dividir en secuencia automática a una velocidad de 60 sumas por minuto. El diseño requería miles de engranes y mecanismos que cubrirían el área como de un campo de fútbol y necesitarían accionarse por una locomotora. Los trazos detallados de Babbage describían las características incorporadas en la computadora electrónica actual.

Si Babbage hubiera vivido en la era de la tecnología electrónica hubiera adelantado el desarrollo de las computadoras por varias décadas. Más por el contrario, su trabajo se olvido de forma que en el desarrollo original de las computadoras se ignoraron sus conceptos relacionados a la secuencia y almacenamiento de programas.

Las Maquinas de Tarjetas Perforadas. El telar de tejido inventado en 1801 por el Francés Joseph-Marie Jackard (1753-1834), usado todavía en la actualidad, se controla por medio de tarjetas perforadas. El telar opera a través de tarjetas que se perforan estratégicamente y se acomodan en cierta secuencia para indicar un diseño de tejido específico.

La Oficina de Censos de Estados Unidos no terminó el censo de 1880 sino hasta 1888 debido a esto se podría llegar a la conclusión de que el censo de cada 10 años tardaría mas de los mismo 10 años para terminarse y obtener los resultados. Al estadístico Herman Hollerith (1860-1929) la oficina de censos le comisionó para que aplique su experiencia en tarjetas perforadas y lleve a cabo el censo de 1890. Con el procesamiento de las tarjetas perforadas y el tabulador de tarjetas, el censo se terminó en sólo 3 años y la oficina se ahorró alrededor de 5’000.000 USD comenzando así el procesamiento automatizado de datos.

Hollerith no tomó la idea de las tarjetas perforadas del invento de Jackard, sino de la Fotografía de Perforación, para ese tiempo algunas líneas ferroviarias expedían boletos con descripciones físicas del pasajero; los conductores hacían orificios en los boletos que describían el color de cabello, de ojos y la forma de nariz del pasajero. Esto le dio la idea para hacer la fotografía

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perforada de cada persona. Hollerith fundó la Tabulating Machine Company y vendió sus productos en todo el mundo.

La Maquina Electro-Mecánica de Contabilidad. Los resultados de la máquina tabuladora tenían que llevarse al corriente por medios manuales, hasta que en 1919 se anunció la aparición de la primera impresora. Esta innovación revolucionó la manera en que las empresas efectuaban sus operaciones. Para reflejar mejor el alcance de sus intereses comerciales, en 1924 la Tabulating Machine Company cambió el nombre por el de International Bussines Machines Corporation (IBM).

Durante décadas, la tecnología de las tarjetas perforadas se perfeccionó con la implantación de más dispositivos con capacidades complejas. La familia de las máquinas de contabilidad (EAM) Eloctromechanical Accounting Machine de dispositivos de tarjeta perforada comprende: la perforadora de tarjetas, el verificador, el reproductor, la perforación sumaria, el intérprete, el clasificador, el cotejador, el calculador y la máquina de contabilidad.

D e s p u é s d e l a P r i m e r a C o m p u t a d o r a ( D i s p o s i t i v o s E l e c t r ó n i c o s ) .

John Atanasoff, catedrático de la Universidad de Iowa, fue el inventor de la primera computadora digital electrónica entre los años de 1937 a 1942 llamando a su invento la computadora Atanasoff-Berry (ABC - Atanasoff Berry Computer). Clifford Berry era un estudiante graduado de la universidad.

Mauchly y Eckert partiendo de los principios de la computadora ABC, desarrollaron una computadora electrónica completamente operacional que calculaba tablas de trayectoria para el ejército de los Estados Unidos denominado Integrador Numérico y Calculador Electrónico (ENIAC - Electronic Numerical Integrator And Computer), que se terminó en 1946 después de 30 meses de trabajos por un equipo de científicos. La ENIAC2 era muchas veces más veloz que sus predecesoras electromecánicas, es considerada como un importante descubrimiento en la tecnología de la computación. La ENIAC operaba con un sistema decimal (0, 1, 2,…9) por lo que la información se representaba en valores de ese rango a diferencia de las maquinas actuales que utilizan un sistema binario (0,1). Ingresar un nuevo programa era un proceso muy tedioso que requería días o incluso semanas.

En 1945, Von Neumann, Mauchly y Eckert que trabajaban en la Universidad Pennsylvania, crearon la primera computadora que usaba el concepto de programa almacenado llamada Computadora Automática Electrónica de Variable Discreta (EDVAC - Eletronic Discrete-Variable Automatic Computer). Von Neumann publicó un artículo acerca del almacenamiento de programas, concepto que permitió la lectura de un programa dentro de la memoria de la computadora y después la ejecución de sus instrucciones, dándoles a las computadoras una flexibilidad y confiabilidad mayores y haciéndolas más rápidas y menos sujetas a errores.

L a s C u a t r o G e n e r a c i o n e s d e l a s C o m p u t a d o r a s .

La Primera Generación (1951-1958 Bulbos). Las computadoras de la primera Generación emplearon bulbos para procesar información. Se ingresaban los datos y programas en código especial por medio de tarjetas perforadas y el almacenamiento interno se lograba con un tambor que giraba rápidamente, sobre el cual un dispositivo de lectura/escritura colocaba marcas magnéticas. Estas computadoras eran muy grandes y generaban mucho calor, y los programas y datos podían ser ingresados en la computadora sólo con la notación binaria.

2 La ENIAC pesaba 30 toneladas, ocupaba un espacio de 450 metros cuadrados (un cuarto de 6 metros x 12 metros) y contenía 18,000 bulbos.

I n t r o d u c c i ó n a l a I n f o r m á t i c a

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Eckert y Mauchly contribuyeron al desarrollo de computadoras de la Primera Generación formando una compañía privada y construyendo la Computadora Universal Automática I (UNIVAC I - UNIVersal Automatic Computer I) la primera computadora distribuida comercialmente, utilizada para el censo de 1950, por el Comité de Censo de los Estados Unidos.

La IBM tenía el monopolio de los equipos de procesamiento de datos a base de tarjetas perforadas y estaba teniendo éxito en otros tipos de productos excepto computadoras. Por lo que realizo su primera entrada con la IBM 701 en 1953 convirtiéndola en un producto comercialmente viable. Sin embargo en 1954 fue introducido el modelo IBM 650, que tuvo un éxito mayor no solo en el ámbito empresarial sino en el científico.

La Segunda Generación (1959-1964 Transistor). El invento del transistor hizo posible una nueva generación de computadoras, más rápidas, más pequeñas y que generaban menos calor con su funcionamiento, sin embargo el costo seguía siendo considerable. Las computadoras de la segunda generación también utilizaban redes de núcleos magnéticos para el almacenamiento, estos núcleos contenían pequeños anillos de material magnético, en los cuales podían almacenarse datos e instrucciones.

En esta generación se desarrollan programas interpretes que permitían comunicarse con las computadoras, por lo que el escribir un programa ya no requería entender plenamente el hardware de la computación y estos podían ser transferidos de una computadora a otra con un mínimo esfuerzo, y se utilizaban en vez de números binarios enunciados parecidos al inglés y luego transformados a códigos binarios. Uno de esos intérpretes era el Lenguaje Común Orientado a los Negocios (COBOL - COmmon Business-Oriented Lenguaje). HoneyWell se colocó como el primer competidor durante la segunda generación de computadoras.

Tercera Generación (1964-1971) - Circuitos Integrados. Las computadoras de la tercera generación aparecieron con el desarrollo de los circuitos integrados (pastillas de silicio) en las cuales se colocan miles de componentes electrónicos en miniatura. Las computadoras nuevamente se hicieron más pequeñas, más rápidas, generaban menos calor y eran más eficientes.

Los circuitos permitieron a los fabricantes de computadoras aumentar la flexibilidad de los programas y estandarizar los modelos de computadoras. Dándole la funcionalidad a las computadoras de poder realizar el análisis numérico como la administración o procesamiento de archivos. Las computadoras trabajaban a tal velocidad que proporcionaban la capacidad de ejecutar más de un programa de manera simultánea y compartir en tiempo en diferentes tareas.

Cuarta Generación (1971-1982) – Microprocesador. Dos mejoras en la tecnología de las computadoras marcan el inicio de la cuarta generación, el primero el reemplazo de las memorias con núcleos magnéticos, por las de pastillas de silicio y la colocación de muchos más componentes en una pastilla, producto de la micro-miniaturización de los circuitos electrónicos. El tamaño reducido del microprocesador y de las pastillas de silicio hizo posible la creación de las computadoras personales (PC - Personal Computer).

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 almacenen en una pastilla. Usando VLSI, se puede hacer que una computadora actual rivalice con una computadora de la primera generación que ocupaba un espacio bastante amplio.

Quinta Generación (1983 al presente). Se caracteriza por la utilización sobre las computadoras de la inteligencia artificial, la robótica, los sistemas expertos y las redes de comunicación.

La inteligencia artificial trata de aplicar los procesos del pensamiento humano usados en la solución de problemas a la computadora. La robótica es la creación y empleo sistemas de computación híbrido independiente con inteligencia artificial para realizar actividades entre ellas físicas, cálculo, etc. Estos son conocidos como robots. Los sistemas expertos son aplicaciones de inteligencia artificial que usan bases de conocimiento de la experiencia humana para ayudar a la

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resolución de problemas. Las redes de comunicaciones que interconectan computadoras se conocen como redes de computadoras y requieres de un hardware y software para que conecte y administre todos los elementos de la red.

En otras palabras, las computadoras de la quinta generación, se definen como equipos que podrán interactuar de manera similar como los hacen las personas utilizando la inteligencia artificial. La idea de crear un sistema que pueda pensar y sazonar, existe desde la antigüedad. Sin embargo, recientemente es cuando se empieza a ver productos comerciales que realizan funciones que son sencillas para el ser humano, como identificar el rostro de una persona, leer un texto, entender una conversación, hablar, etc. Aunque se ha visto ciertos avances, se puede decir que la quinta generación esta aún en sus comienzos.

T i p o s d e C o m p u t a d o r a s . Tradicionalmente existen tres tipos de computadoras: las computadoras centrales, las minicomputadoras y las microcomputadoras.

• Las computadoras centrales, mainframes o macrocomputadoras, son computadoras grandes, potentes y caras usadas principalmente por empresas para el procesamiento de grandes cantidades de información, por ejemplo, el procesamiento de transacciones realizado por un banco. Las macrocomputadoras tienen la capacidad de ejecutar simultáneamente diversas aplicaciones, para distintos usuarios conectados directa o remotamente.

• Las minicomputadoras o servidores, se desarrollaron principalmente en los años 70 y 80, debido al desarrollo de sistemas operativos como Unix, Solaris y Linux y Microsoft Windows NT por su soporte multitareas y servicios de red. El disminución tuvo lugar debido al menor costo del soporte basado en microprocesadores y el deseo de los usuarios finales de depender menos de las minicomputadoras, con el resultado de que las minicomputadoras y las terminales falsas fueron remplazados por microcomputadoras interconectados entre si con un servidor.

Actualmente las minicomputadoras no existen como tales, en su lugar están microcomputadoras que tienen características especiales para brindar servicios de red por lo que son conocidos como servidores, y rellena el área central entre los microcomputadoras de poca potencia y las computadoras centrales de gran capacidad.

• Las microcomputadoras o computadoras personales3, el cambio fue facilitado por el desarrollo de los microprocesadores, el termino computadora personal tiene un significado genérico utilizado para referirse a microcomputadoras que son compatibles con las especificaciones de IBM debido a que esta empresa se mantuvo como estándar por muchos años.

Una computadora personal es usada por una solo persona, es encargada de realizar tareas que en la actualidad como son escribir documentos, realizar planillas y otros trabajos de oficina y otras como navegar por Internet, escuchar música, ver videos, etc.

P r o c e s a m i e n t o d e l a C o m p u t a d o r a s . Las computadoras realizan el siguiente procesamiento:

Figura 1.1. Procesamiento de la Información 3 El término Computadora Personal viene del inglés Personal Computer o PC.

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Todas las computadoras actuales tienen incluido el concepto de procedimiento almacenado de la arquitectura de Von Neumann, este procedimiento determina como los dispositivos de procesamiento, almacenamiento, envío y recepción de la información, y a pesar de que se incluyen nuevos dispositivos actuales (por ejemplo, para gestionar las interrupciones de dispositivos externos como ratón, teclado, etc.) este principio aun es valido. Una computadora con arquitectura Von Neumann realiza muchos pasos secuencialmente (miles o millones), que a pesar de ser simples o sencillos permiten realizar cualquier operación en la computadora, por ejemplo para copiar información de la disquetera a la computadora se requiere realizar muchas de estas instrucciones sencillas.

Una computadora sólo se diseña con un número limitado de instrucciones bien definidas. Los tipos de instrucciones típicas realizadas por la mayoría de las computadoras son como: "...copia los contenidos de la posición de memoria 123, y coloca la copia en la posición 456, añade los contenidos de la posición 666 a la 042, y coloca el resultado en la posición 013, y, si los contenidos de la posición 999 son 0, la próxima instrucción está en la posición 345...". Es a través de una combinación de este número de instrucciones limitadas que la computadora realiza todo el procesamiento y almacenamiento de información requeridos por los usuarios.

Las computadoras con arquitectura Von Neumann constan de cuatro partes: El microprocesador con la unidad aritmético lógica o ALU y la unidad de control, la memoria, los dispositivos de entrada/salida y el bus del sistema que proporciona un medio de transporte de los información entre las distintas partes.

Figura 1.2. Relación entre los Distintos Tipos de Dispositivos

• El Microprocesador incluye:

o La Unidad Lógica y Aritmética o ALU. Es el dispositivo diseñado y construido para llevar a cabo las operaciones elementales como las operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación y división), operaciones lógicas (y, o, no), y operaciones de comparación. En esta unidad es en donde se hace todo el trabajo de cálculo.

o La Unidad de Control o UC. Recupera la información poniéndola en la ALU para la operación que debe desarrollar. Transfiere luego el resultado a la memoria. Una vez que ocurre lo anterior, la unidad de control va a la siguiente instrucción (normalmente situada en la siguiente ubicación, informando a la computadora de que la próxima instrucción estará ubicada en otra ubicación).

Las computadoras actuales colocan la ALU y la UC dentro de un único circuito integrado conocido como Unidad Central de Proceso, CPU o Microprocesador.

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• La Memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit4 o unidad de información. En la memoria se guardan las instrucciones son la información necesaria para realizar cualquier actividad con la computadora, los datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones. En general, la memoria puede ser rescrita varios millones de veces.

Se describen a continuación las unidades de medida de la memoria más frecuentemente utilizadas para designar los dispositivos de memoria actuales.

o Bit. Es la unidad de información, representa un uno o un cero en la memoria. Es el acrónimo de dígito binario (binary digit).

o Byte. Es equivalente a ocho bits, permite almacenar una letra del alfabeto o un número.

o Kilobyte (KB). Equivale a 1.000 bytes.

o Megabyte (MB). Es un múltiplo del byte, que equivale a 1.000.000 bytes, en esta unidad de medida se determina la capacidad de los disquetes, cds o dvds.

o Gigabyte (GB). Es una unidad de medida informática equivalente a 1.000.000.000 bytes. La mayoría de discos duros se miden en el rango de capacidades de gigabytes. En conversación se abrevia a menudo como giga, (por ejemplo: "Este disco es de 200 gigas").

o Terabyte (GB). Es una unidad de medida informática equivalente a 1.000.000.000.000 bytes.

Existe la clasificacion de la memoria de acuerdo con el uso que se le va a dar, de acuerdo a esto tenemos que se puede tener un almacenamiento primario y secundario.

El almacenamiento primario. La memoria primaria está directamente conectada al microprocesador, y debe estar presente para que esta funcione correctamente. El almacenamiento primario consiste en tres tipos de almacenamiento:

• Los registros del procesador son internos de la unidad central de proceso. Contienen información que las unidades aritmético-lógicas necesitan llevar a la instrucción en ejecución, son los más rápidos de los almacenamientos de la computadora.

• La memoria caché es un tipo especial de memoria interna usada en muchos microprocesadores para mejorar su eficiencia o rendimiento. Parte de la información de la memoria principal se duplica en la memoria caché. Comparada con los registros, la caché es ligeramente más lenta pero de mayor capacidad. Sin embargo, es más rápida pero de mucha menor capacidad que la memoria principal.

• La memoria principal o memoria RAM contiene los programas en ejecución y los datos con que operan. La unidad aritmético-lógica puede transferir información muy rápidamente entre un registro del procesador y localizaciones del almacenamiento principal.

El almacenamiento secundario. La memoria secundaria requiere que la computadora use sus canales de entrada/salida para acceder a la información y es usada para almacenamiento a largo plazo de información persistente. A la memoria secundaria también se le llama almacenamiento masivo.

Habitualmente, la memoria secundaria o de almacenamiento masivo es de mucha mayor capacidad que la memoria primaria, pero también es mucho más lenta. Los discos duros suelen usarse como dispositivos de almacenamiento masivo. Los dispositivos de

4 Un bit es la unidad mínima de información empleada en informática, representa un uno o un cero.

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almacenamiento óptico (unidades de CD y DVD) son incluso más lentos que los discos duros.

• Los Dispositivos de Entrada o Salida. Sirven a la computadora para obtener información del mundo exterior y devolver los resultados de dicha información respectivamente. Hay una gama extensa de dispositivos E/S como son: los teclados, los monitores, las unidades de disco flexible, las cámaras digitales, etc.

• El Bus del Sistema. Sirve para llevar información entre los demás dispositivos, interconectándolos de esta manera.

A primera vista una computadora es un conjunto de placas, circuitos integrados, módulos, cables, etc. Pero se puede realizar una clasificación de estos componentes considerando los componentes físicos, tangibles o también denominados como "hardware" que son los componentes eléctricos, mecánicos y electrónicos que desempeñan las funciones de procesamiento, almacenamiento, entrada y salida de información. Por otro lado se tienen los componentes lógicos, intangibles o también denominados como "software", que están conformados por la información y los programas almacenados en la memoria, estos programas son los encargados de determinar cono el componente físico debe realizar todas las operaciones.

El componente físico no puede hacer nada si no se dispone de programas o aplicaciones que son el componente lógico para que la computadora funcione correctamente, considerándose por esto a este componente más importante que el componente físico. Los programas son los encargados de determinar como van a funcionar todos los dispositivos físicos, entre los que se encuentran el microprocesador, las memorias, los dispositivos de entrada y salida, y el bus del sistema.

Figura 1.3. Separación entre los Dispositivos Lógicos y Físicos

E l C o m p o n e n t e F í s i c o o H a r d w a r e . A continuación se describen los componentes físicos más comunes de los que se disponen.

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Figura 1.4. Componentes Físicos de la Computadora

La Tarjeta Madre. (placa base, placa madre, motherboard o mainboard) es la tarjeta de circuitos impresos que sirve como medio de conexión entre el microprocesador, los circuitos electrónicos de soporte, las ranuras para conectar parte o toda la RAM5 del sistema, la ROM6 y las ranuras especiales que permiten la conexión de tarjetas adaptadoras adicionales. Estas tarjetas de expansión suelen realizar funciones de control de periféricos tales como monitores, la impresora, las unidades de disco, etc. Para que la tarjeta madre realice sus tareas, lleva instalado un software muy básico denominado BIOS.

El Sistema Básico de Entrada/Salida (BIOS - Basic Input Output System) es un código que localiza y carga el sistema operativo; esta instalado en la tarjeta madre y proporciona la comunicación, el funcionamiento y la configuración del hardware del sistema durante el arranque. Al encender la computadora ordenador, el BIOS se carga automáticamente en la memoria principal y se ejecuta desde ahí por el procesador, se verifica e inicializa los componentes presentes en la computadora, a través de un proceso denominado Auto Prueba de Prendido (POST - Power On Self Test). Al finalizar esta fase busca el código de inicio del sistema operativo en algunos de los dispositivos de memoria secundaria presentes, se carga en memoria y transfiere el control de la computadora a éste.

La Unidad Central de Proceso o Microprocesador. Es el conjunto de circuitos electrónicos integrados para cálculo y control, es utilizado como Unidad Central de Proceso. Los microprocesadores modernos están integrados por millones de transistores y otros componentes unidos. Las partes lógicas que componen un microprocesador son entre otras: la unidad aritmético-lógica, los registros de almacenamiento, la unidad de control, la unidad de ejecución, la memoria caché y buses de datos control y dirección.

Parámetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits, la frecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios y el tamaño de memoria caché medido en Kb.

La Memoria RAM. Es el acrónimo inglés de Random-Access Memory (memoria de acceso aleatorio). Su denominación surge en contraposición a las denominadas memorias de acceso secuencial. Debido a que en los comienzos de la computación las memorias principales (o primarias) de eran siempre de tipo aleatorio y las memorias secundarias (o masivas) eran de

5 RAM es la abreviación de Random Access Memory o en español Memoria de Acceso Aleatorio. 6 ROM es la abreviación de Read Only Memory o en español Memoria de Solo Lectura.

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acceso secuencial, es frecuente que se hable de memoria RAM para hacer referencia a la memoria principal de un ordenador.

RAM es el acrónimo de Memoria de Acceso Aleatorio (RAM - Random Access Memory). Aunque se utiliza para denominar las memorias que pierden sus datos cuando se dejan de alimentar. Se utiliza normalmente como memoria temporal para almacenar resultados intermedios y datos similares no permanentes. Se dicen "de acceso aleatorio" o "de acceso directo" porque los diferentes accesos son independientes entre sí.

Figura 1.5. Componentes Básicos para el Procesamiento

Los microprocesador se han ido fabricando de acuerdo a una numeración que indicaba el número de Hertz que tiene de velocidad, a continuación se detallan varios modelos.

Procesador Año de

Presentación Velocidad del Reloj

4004 1971 108 KHz. 8008 1972 108 KHz. 8080 1974 2 MHz. 8086 1978 10 MHz. 8088 1979 8 MHz.

80286 1982 12 MHz. 80386 DX 1985 16 MHz. 80386 SX 1988 20 MHz. 80486 DX 1989 50 MHz. 80486 SX 1991 33 MHz. Pentium 1993 200 MHz. Pentium 1995 200 MHz.

Pentium II 1997 300 MHz. Pentium III 1999 desde 400 MHz. a 1.3 GHz. Pentium IV 2000 desde 1.3 GHz. a 3.8 GHz. Pentium D 2005 desde 2.6 GHz. a 3.8 GHz.

Pentium Core 2 Duo 2006 desde 1.6 GHz. a 3 GHz. Tabla 1.1. Descripción de los Microprocesadores.

El Disco Duro. (En inglés hard disk, abreviado con frecuencia HD) Es el dispositivo encargado de almacenar información de forma permanente en la computadora. Los discos duros generalmente utilizan un sistema magnético de lectura/escritura, y dentro de la carcasa se encuentra una serie de discos metálicos apilados que giran a gran velocidad sobre los que se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos.

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Hay estándares como el IDE/ATA y el SCSI para recuperar o transferir la información al disco duro. Un disco duro para que pueda ser utilizado tiene que tener una o más particiones cada una su formato respectivo.

Figura 1.6. Componentes de Memoria

El Lector/Grabador de CD/DVD. Es un dispositivo que se utiliza para grabar o leer información en CDs/DVDs. Las características de estos aparatos pueden variar en velocidad y calidad. Actualmente permiten tanto la lectura (CD-R/DVD-R), grabado y re-grabado (CD-RW/DVD-RW). El tiempo que requiere cada operación varía, ya que para la lectura es prácticamente rápida, pero en el caso de grabado y re-grabado puede durar desde 5 a 30 minutos (depende bastante del grabador y la computadora que se este utilizando).

La disquetera. Es la unidad que lee los disquetes, y ayuda a introducirlo para guardar la información. Las disqueteras o llamados discos flexibles son la verdad unos discos flácidos como el papel. Las disqueteras actuales de 3½ pulgadas y sus disquetes de alta densidad de 1,44Mbytes.

El Monitor y la Tarjeta de Video. Es un dispositivo de salida de una computadora, denominado también pantalla, por el que se visualizan los datos en forma de imágenes y textos. Se conecta a la computadora a través de una tarjeta de video, también denominado adaptador de vídeo.

La tarjeta de video está encargada de transformar las señales eléctricas que llegan desde el microprocesador en información comprensible y representable por la pantalla, por lo que es la conexión entre la tarjeta madre y el monitor. Normalmente lleva chips o incluso un procesador de apoyo para poder realizar operaciones gráficas con la máxima eficiencia posible, así como memoria para almacenar tanto la imagen como otros datos que se usan en esas operaciones.

La Impresora. Tiene la funcionalidad de pasar un documento (imagen o texto) desde la computadora (procesador de textos, bloc de notas, editor de imágenes, etc.) a un medio físico, generalmente papel, mediante el uso de cinta, tinta o láser.

El medio físico para la mayoría de las impresoras es el papel, así que estas, usualmente, se clasifican de acuerdo al método de procesamiento sobre el papel.

• Las Impresoras de Impacto o Puntos. Las impresoras de impacto se basan en la fuerza de impacto para transferir tinta al medio, de forma similar a las máquinas de escribir, están limitadas a reproducir texto exclusivamente.

• Las Impresoras de Tinta. Estas impresoras rocían cantidades muy pequeñas de tinta sobre el papel. Para aplicaciones de color típicamente impresiones de fotos, se combinan tres colores para obtener toda la gama.

• Las Impresoras Láser. Son impresoras que utilizan este procedimiento para adherir polvo a la hoja, y de esta manera formar tanto las letras como imágenes.

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Monitor

Impresora

Figura 1.7. Componentes de Salida

El Escáner. Es un dispositivo para obtener o "leer" imágenes. Hay mucha variedad de escáneres.

• Escáner de computadora. Se utiliza para introducir imágenes de papel, libros, negativos o diapositivas.

• Escáner de código de barras. Al pasar por el código de barras mandan el número del código a la computadora y avisan con un bip que la lectura ha sido correcta.

El Teclado. Es un dispositivo utilizado para la introducción de órdenes y datos a la computadora. Existen distintas disposiciones de teclado, para que se puedan utilizar de acuerdo con el idioma.

Se han sugerido distintas alternativas a la disposición de teclado, indicando ventajas tales como mayores velocidades de tecleado, como por ejemplo se tiene en teclados para Latino América para teclear un símbolo que se encuentra en la parte inferior derecha de una tecla, se emplea la tecla [Alt-Gr] para sacar los símbolos especiales del castellano.

El Ratón. Es un periférico de computadora que se considera como un dispositivo de entrada de datos. Tiene generalmente dos botones que permiten activar distintas acciones dependiendo del botón y del área en el que se encuentra el puntero. Actualmente la mayoría de los ratones tiene una rueda central; que permite mayor comodidad en el uso de algunos programas al integrar acciones relacionadas con el movimiento ascendente y descendente del contenido de la pantalla (como con los navegadores de Internet).

Al ser desplazado sobre una superficie plana determina el movimiento de una flecha o puntero sobre la pantalla. La función principal del ratón se produce al seleccionar opciones que aparecen en pantalla, cosa que se consigue con los clics realizados sobre sus botones. Existen distintos tipos de ratones, entre los que se tienen:

• El Ratón Optomecánico. Cuenta con una bola de goma a través de la cual se transmite el movimiento a dos ejes dotados de una rueda dentada que obtura alternativamente el enlace óptico entre dos células fotoeléctricas (emisora y receptora), esto genera impulsos eléctricos que se interpretan como movimientos del puntero.

• El Ratón Óptico. Es una variante de ratón que carece de bola de goma, con lo que se consigue evitar el frecuente problema de la acumulación de suciedad en el eje de transmisión, y realiza la detección del movimiento por un haz de luz de color rojo. Se considera uno de los ratones más modernos y prácticos de usar.

• El Ratón Inalámbrico. Pueden ser de bola u ópticos, su característica es que carecen de cable que le conecte a la computadora con lo que la comodidad del usuario se ve mejorada. presenta el inconveniente de necesitar baterías adicionales.

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Figura 1.7. Componentes de Entrada

La Tarjeta de Red. Es el dispositivo que permite a una computadora o impresora acceder a la red y comunicarse con otras computadoras compartiendo recursos entre dos o más equipos (recursos como discos duros, cds, etc.). Hay diversos tipos de adaptadores en función del tipo de cableado o arquitectura que se utilice en la red, pero actualmente el más común es del tipo Ethernet utilizando un conector RJ45.

Las tarjetas de red Ethernet pueden variar en función de la velocidad de transmisión que brindan, normalmente las tarjetas de red tienen una velocidad de 10 Mbps7 o 100 Mbps, actualmente se está comenzando a utilizar las de 1000 Mbps.

La Tarjeta de Sonido. Permite a una computadora enviar y recibir sonidos, normalmente son compatibles con Sound Blaster. En la actualidad se utilizan las tarjetas de sonido envolvente (surround), principalmente Dolby Digital 5.1 o superior, siendo 5 el número de altavoces, mientras que el número tras el punto indica la cantidad de subwoofers o bajos.

El Modem Telefónico. Sirve para la transmisión de datos a través de una línea telefónica para poder acceder a servicios como el de Internet. Las computadoras procesan datos de forma digital, sin embargo, las líneas telefónicas de la red básica sólo transmiten señales analógicas por lo que se tiene que hacer transformaciones para poder enviar información a través de la línea telefónica, normalmente un modem trasfiere a una velocidad de 56 Kbps.

Tarjeta de Sonido

Tarjeta de Red

Modem

Figura 1.8. Componentes de Entrada/Salida

7 Mbps es la abreviación de Megabytes por Segundo, por lo que una tarjeta de 10 Mbps transfiere información por la red a una velocidad de 10 Megabytes por Segundo.

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Existen, además, módems DSL (Digital Subscriber Line) que permiten alcanzar velocidades mayores que un módem telefónico hasta 128 Mbps. También poseen otras cualidades, como la posibilidad de establecer una comunicación telefónica por voz al mismo tiempo que se envían y reciben datos, lo que representa que uno no tiene que tener la línea de teléfono ocupada cuando accede al servicio de Internet.

Todos los dispositivos físicos anteriormente descritos tienen interconexiones que son representadas en el siguiente gráfico, donde se puede observar que la memoria RAM y el disco duro que se encuentran en la memoria se conectan con la tarjeta madre a través de buses, la Unidad Aritmética Lógica, la Unidad de Control y los Registros que están dentro del microprocesador están conectados a la tarjeta madre. Los dispositivos de entrada como: el teclado, el ratón, el escáner, están conectados a la tarjeta madre, de la misma como los dispositivos de salida como: la impresora y el monitor a través de la tarjeta de video, existen también dispositivos tanto de entrada como de salida como: el modem, la tarjeta de y la tarjeta de sonido.

Figura 1.9. Ubicación de los Componentes Físicos

Adicionalmente hay considerar que cada uno de estos dispositivos tiene alimentación que viene de la Fuente de Energía, que es la encargada de transformar la corriente eléctrica de 110 o 220 Voltios a 10 o 12 Voltios que utiliza todos los dispositivos de la computadora.

E l C o m p o n e n t e L ó g i c o o S o f t w a r e .

Figura 1.10. Separación entre los Componentes Lógicos

El Software es un conjunto de programas, documentos, procedimientos, y rutinas asociados con la operación de un sistema de cómputo. Distinguiéndose de los componentes físicos llamados hardware. Comúnmente a los programas de computación se les llama software; el software asegura que el programa o sistema cumpla por completo con sus objetivos, opera con eficiencia, esta adecuadamente documentado, y suficientemente sencillo de operar. Es simplemente el

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conjunto de instrucciones individuales que se le proporciona al microprocesador para que pueda procesar los datos y generar los resultados esperados. El hardware por si solo no puede hacer nada, pues es necesario que exista el software, que es el conjunto de instrucciones que hacen funcionar al hardware.

Al cargar los programas en una computadora, la máquina actuará como si recibiera una educación instantánea; de pronto "sabe" cómo pensar y cómo operar.

Se presenta a continuación la clasificación del software:

• Los Sistemas Operativos. Son un conjunto de programas necesarios para que la computadora funcione. Hacen posible que la pantalla represente los elementos gráficos, el teclado escriba, muestre los movimientos del ratón, etc.

El sistema operativo es el gestor y organizador de todas las actividades que realiza la computadora. Determina como se intercambia información entre la memoria central y la externa, y determina las operaciones elementales que puede realizar el procesador. El sistema operativo, debe ser cargado en la memoria central antes que ninguna otra información.

• Los Programas de Uso general (Sistemas Cerrados). El software para uso general ofrece la estructura para un gran número de aplicaciones empresariales, científicas y personales. Entre estos se encuentran: las planillas de cálculo, los procesadores de texto, el diseño asistido por computadoras (CAD), el manejo de bases de datos, etc. La mayoría de software para uso general se vende como paquete; es decir, con software y documentación orientada a un gran número de usuarios y cubres por lo tanto la mayor cantidad de funcionalidades para ellos.

• Los Programas de Uso Específico (Sistemas Abiertos). El software de aplicación esta diseñado y escrito para realizar tareas específicas personales, empresariales o científicas como el procesamiento de planillas de sueldos, la administración de los recursos humanos o el control de inventarios. Todas estas aplicaciones procesan datos y generan información para el usuario. Este tipo de aplicaciones es desarrollado por lo general para un usuario por lo que dentro de estas se observa la forma como realiza los procedimientos esa empresa u organización.

E l S o f t w a r e f r e c u e n t e m e n t e u t i l i z a d o .

Microsoft Windows XP. Es un sistema operativo que se encarga de manejar todo el hardware de la computadora, e interactuar con las otras aplicaciones y el usuario. Teniendo la característica de realizar todas las operaciones a través de ventanas, y tiene una ventana principal que es la presentación inicial denominada escritorio que centraliza todos los recursos.

Microsoft Office Word 2007. Es un programa diseñado para el manejo documentos de texto con formato.

Microsoft Office Excel 2007. Es un programa de planillas de cálculo muy potente y relativamente fácil de utilizar, que permite realizar tareas tan sencillas como operaciones básicas de suma o resta hasta complejas como análisis de regresión y correlación de estadística.

B i b l i o g r a f í a . [1] Sistemas Operativos Modernos, Segunda Edición, Andrew Tenenbaum, 1992, Prentice Hall.