Semana II Clase 1
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Computación 2010
Semana 2 Parte I
Fundamentos del Hardware: Dentro de la Caja
© 2010 UPCH
Universidad Peruana Cayetano Heredia
Facultad de Ciencias y Filosofía
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Objetivos
Como las computadoras almacenan y manipulan información.La estructura básica y organización de una computadora.Describir las funciones e interacciones de los principales componentes internos del sistema de una computadoraTipos de memoria y dispositivos de almacenamiento.
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Que hácen las computadoras
Funciones básicas de una computadora
Recibir una entrada: Aceptan información del mundo exterior.Procesar información: Realizan operaciones aritméticas o lógicas
(toma de desiciones) sobre la información.Producir una salida: Comunican información al mundo exterior.Almacenar información: Desplazan y almacenan información en
la memoria.
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Que hácen las computadoras (cont.)
Componentes básicos de una computadoraDispositivos de entrada
Teclados y dispositivos para señalar (mouse)
Dispositivos de salida Pantalla o monitor de vídeoImpresoraParlantes
Unidad central de procesamiento (CPU)Microprocesadores
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Que hácen las computadoras (cont.)
Componentes básicos de una computadora
Memoria y dispositivos de almacenamiento
Almacenamiento primario: RAM (Random Access Memory) Almacenamiento secundario: Dispositivos de almacenamiento que
sirven como repositorios de datos a largo plazoDiscos durosCD grabables y unidades de DVDUnidades de cinta
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Acerca de la información
Información Comunicación que tiene valor porque informa Cualquier cosa que puede ser comunicada, tenga
o no tenga valor
La información viene en muchas formasPalabras, números, imágenes
Sonidos, videos En Computación los términos: datos e
información, son más o menos intercambiables
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Información y bits
Magnitudes analógicas y discretasLa información es digital
Bit, o dígito binarioUnidad mas pequeña de informaciónPuede tener uno de dos valores: 1 ó 0Puede representar números, códigos, ó
instrucciones Byte: grupo lógico de 8 bits
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Un poco sobre los bitsUsando dos símbolos todos los números pueden ser representados asi como operados aritméticamente.
Una calculadora traduce el pulso de las teclas numéricas en series de ceros y unos Cada número es luego visto como un componente de sus valores posicionales (cada uno en base 2) 19 será representado como 00010011
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Un poco sobre los bits (cont.)Bits como númerosSistema numérico binario
Denota todos los números con combinaciones de dos dígitos
Los números decimales se convierten automaticamente en números binarios y viceversa
El proceso de numeración binario se oculta completamente al usuario
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Un poco sobre los bits (cont.)
Bits como códigosASCII …8bits
El código más utilizado Acrónimo de American Standard Code for
Information Interchange (Código normalizado americano para el intercambio de información)
Unicode ...16 bits Un esquema de codificación que soporta 65,000
caracteres únicos
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Un poco sobre los bits (cont.)
Bits como instrucciones en programasProgramas almacenados como conjuntos de bits
Las instrucciones del programa están representados en notación binaria mediante el uso de códigos
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Un poco sobre los bits (cont.)
Bits, bytes y palabras que zumban
Terminología relacionada con los bits
– Byte– Kilobyte (KB)– Megabytes (MB)– Gigabytes (GB)– Terabytes (TB)
= 8 bits
= 1000 Bytes
= 1 Millón de Bytes
= 1000 MB
= 1 Millón de MB
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Computación 2010 Semana 2 Parte I El corazón de la computadora: CPU y memoria
La CPU: la computadora realCPU (microprocesador)
Interpreta y ejecuta las instrucciones en cada programa
Supervisa la manipulación de datos aritméticos y logicos
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Se comunica con las otras partes del sistema indirectamente a través de la memoria
Es un conjunto extraordinario complejo de circuitos electrónicos
Contenido con otros chips y componentes electrónicos en la placa madre
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Computación 2010 Semana 2 Parte I El corazón de la computadora: CPU y memoria
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Computación 2010 Semana 2 Parte I Compatibilidad
No todo el software es compatible con todas las CPUEl software escrito para la familia de procesadores PowerPC
utilizados en las computadoras Macintosh no se ejecutará en los procesadores Intel
Los programas escritos para Linux no pueden ejecutarse en Windows
Ambos sistemas funcionan en PC con microprocesador Intel
Las CPU de la misma familia se diseñan generalmente para ser compatibles
Los procesadores mas recientes pueden procesar todas las instrucciones que aceptan los modelos anteriores
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
RendimientoLas aplicaciones requieren máquinas más rápidas para generar resultados satisfactoriosEl rendimiento global de una computadorta está determinado por:
La velocidad del reloj interno de su microprocesadorMedida en unidades llamadas gigahertz (GHz), miles de millones de ciclos por segundo.
La arquitectura y tamaño de palabra del procesadorEstaciones de trabajo y servidores de más alta gama utilizan procesadores de 64 bitsLa mayoría de PCs y Macintoshes utilizan procesadores de 32 bitsAlgunas computadoras acopladas y fabricadas para propositos específicos utilizan todavía procesadores de 8 y 16 bits
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Rendimiento (cont.)
Técnicas para mejorar el rendimiento de una
computadora: Procesamiento paralelo ClustersGrid
Cloud
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
La memoria de la computadora RAM (random access memory)
Usada para almacenar temporalmente las instrucciones y los datos del programa
Las direcciones únicas y datos pueden ser almacenados en cualquier locación
Puede recuperar información rapidamente No mantiene la información si se apaga la energía (volátil)
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
La memoria de la computadora (cont.)ROM (read-only memory)
La información es almacenada permanentemente en un chip
Contiene instrucciones de arranque y otra información crítica
CMOS (complementary metal oxidesemiconductor)Clase especial de RAM de baja energía
Flash memory Usada para teléfonos móviles, beepers,
computadoras portátiles, computadoras de mano, PDAs
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Buses, Puertos, y Periféricos
La información viaja entre los componentes de la placa madre a través de grupos de cables llamados buses del sistema, o sólo buses
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Buses, Puertos, y Periféricos (cont.)
BusesGeneralmente tienen 32 o 64 cables Conectan con los dispositivos de
almacenamiento en las bahíasConectan a las ranuras de expansiónConectan a buses externos y a puertos
Ranuras y puertos Hacen fácil agregar dispositivos
externos, llamados periféricos
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Inventando el Futuro
La nueva tecnología laser llamada extreme ultraviolet lithography (EUVL, litografía ultravioleta extrema) podría reducir el tamaño del chip e incrementar radicalmente su rendimiento.
Los superconductores que transmiten electricidad sin calor podrían incrementar la velocidad cien veces más
Las computadoras ópticas transmiten información en ondas de luz en lugar de hacerlo mediante impulsos electricos
La unica cosa que ha crecido mas rapido que el hardware en los ultimos 40 años, es la expectativa humana.—Bjarne Stroustrup, AT&T Bell Labs, diseñador C++
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Computación 2010 Semana 2 Parte I
Resumen
Una computadora manipula patrones de bits—dígitos binarios de información
La CPU sigue las instrucciones del software para realizar los cálculos y las manipulaciones lógicas que transforman los datos de entrada en salida
No todas las CPU son compatibles entre sí
La gran Era de la información es realmente una explosión de no-información; es una explosión de datos. Para manipular la creciente embestida de datos, es imperativo distinguir entre los dos; información es lo que conduce a la comprensión.—Richard Saul Wurman, en Information Anxiety
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Computación 2010 Semana 2 Parte I Resumen (cont.)
La CPU utiliza: RAM (random access memory) como un area de almacenamiento
temporal—un bloc de notas—para instrucciones y datos ROM (read-only memory), que contiene la información no
intercambiable que sirve como material de referencia para la CPU al ejecutar instrucciones del programa
La CPU y la memoria principal están albergadas en chips de silicio de la placa madre
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