1. Equipo e
Infraestructura Física
Índice
1. Concepto de Ordenador.
2. Estructura del Ordenador.
3. Funcionamiento del Ordenador.
4. Montando un Ordenador.
5. Historia de los Ordenadores.
Ordenador o Computadora
Una computadora u ordenador es un sistema digital con tecnología microelectrónica capaz de
procesar información a partir de un grupo de instrucciones denominado programa sistema digital
microelectrónica información programa. La estructura básica de una computadora incluye
microprocesador (CPU), memoria y dispositivos de entrada/salida (E/S), junto a los buses que permiten
la comunicación entre ellos.
2. Concepto de Ordenador
Sistema Digital
Un sistema digital es cualquier dispositivo destinado a la generación, transmisión, procesamiento o
almacenamiento de señales digitales. Se dice que una señal es digital cuando las magnitudes de la misma
se representan mediante valores discretos en lugar de variables continuas Por ejemplo, el interruptor de la
luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado (lámpara encendida o apagada).
Microelectrónica
La microelectrónica es la aplicación de la ciencia electrónica a componentes y circuitos de
dimensiones muy pequeñas, microscópicas y hasta de nivel molecular para producir dispositivos y equipos
electrónicos de dimensiones reducidas pero altamente funcionales. El teléfono celular, el microprocesador
de la CPU y la computadora tipo Palm son claros ejemplos de los alcances actuales de la Tecnología
Microelectrónica.
Información
En sentido general, la información es un conjunto organizado de datos, que constituyen un
mensaje sobre un determinado ente o fenómeno. Si, por ejemplo, se organizan los datos sobre un país
(número de habitantes, densidad de población, nombre del presidente,...) y se escribe, por ejemplo, el
capítulo de un libro, podemos decir que ese capítulo constituye información sobre ese país.
Programa
Programa es un esquema que muestra la secuencia que lleva a cabo un proceso Software es el
conjunto de programas que puede ejecutar el hardware para la realización de las tareas de computación a
las que se destina. Se trate del conjunto de instrucciones que permite la utilización del ordenador.
3. Estructura del Ordenador
Estructura
La estructura básica de una computadora incluye microprocesador (CPU), memoria y
dispositivos de entrada/salida (E/S), junto a los buses que permiten la comunicación entre ellos memoria
microprocesador dispositivos de entrada/salida buses CPU.
Microprocesador
Un Microprocesador es un conjunto de circuitos electrónicos altamente integrado para cálculo y
control computacional, es utilizado como Unidad Central de Proceso (CPU) en un ordenador y en otros
dispositivos electrónicos complejos como cámaras fotográficas, impresoras, Intel, ADM,…
Se denomina CPU (siglas de Central Processing Unit) o Unidad Central de Proceso (UCP) a la
unidad donde se ejecutan las instrucciones de los programas y se controla el funcionamiento de los
distintos componentes del ordenador. Suele estar integrado en un chip denominado microprocesadores el
corazón de todo computador.
Memoria
Dispositivo capaz de almacenar información. La memoria de ordenador es la parte del hardware
que retiene durante cierto período de tiempo información que necesita el sistema para funcionar
correctamente.
4. Tipos de Memoria
• Disco duro: almacena los archivos y programas del usuario; Mantiene la información incluso si el
ordenador es apagado y tiene una gran capacidad de almacenamiento.
• Memoria RAM: usada para almacenar cosas tales como programas e información de manera
temporal mientras el ordenador está siendo utilizado; Este tipo de memoria es rápida y es útil para
acceder a datos sin tener que leerlos de un soporte de almacenamiento más lento, como un disco
duro. La información se pierde cuando el ordenador es apagado (es volátil).
• Memoria caché: es generalmente encontrada en los microprocesadores, discos duros u otros
aparatos, es una pequeña cantidad de memoria de muy alta velocidad.
Dispositivos Entrada/Salida
Un dispositivo de entrada/salida es cada uno de los elementos físicos (hardware) de un ordenador
o computadora que permiten al sistema interactuar con elementos o actores físicos externos a la
computadora.
Pantallas o terminales (dispositivos de salida).
Teclados o dispositivos apuntadores, como ratones, joystick (dispositivos de entrada).
Sistemas de almacenamiento, como discos duros (dispositivos de entrada y salida).
Impresoras (dispositivos de salida).
Buses
En arquitectura de ordenadores, un bus es un subsistema que transfiere datos o electricidad entre
componentes del ordenador dentro de un ordenador o entre ordenadores.
5. Funcionamiento del Ordenador
Arquitectura Von Neumann
Aunque las tecnologías empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho desde que
aparecieron los primeros computadores en los años 40, la mayoría todavía utilizan la arquitectura von
Neumann, propuesta a principios de los años 1940 por John von Neumann.
La arquitectura von Neumann describe un computador con 4 secciones principales: la unidad
lógica y aritmética (ALU), la unidad de control, la memoria, y los dispositivos de entrada y salida (E/S);
Estas partes están interconectadas por un conjunto de cables denominados buses.
Esquema
Mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos CPU.
Fase 1 Von Neumann
Obtiene la siguiente instrucción desde la memoria en la Fase 4 Von Neumann
dirección indicada por el contador de programa y la Se ejecuta la instrucción (Ésta puede cambiar el
guarda en el registro de instrucción. valor del contador del programa, permitiendo así
operaciones repetitivas; El contador puede cambiar
Fase 2 Von Neumann también cuando se cumpla una cierta condición
aritmética, haciendo que el ordenador pueda 'tomar
Aumenta el contador de programa en la longitud de la
decisiones', que pueden alcanzar cualquier grado de
instrucción para apuntar a la siguiente.
complejidad, aritmética y lógica).
Fase 3 Von Neumann Fase 5 Von Neumann
Descodifica la instrucción mediante la unidad de Vuelve al paso 1 y obtiene la siguiente instrucción
control; Ésta se encarga de coordinar el resto de desde la memoria en la dirección indicada por el
componentes del ordenador para realizar una función contador de programa y la guarda en el registro de
determinada. instrucción.
Añadidos
6. Hoy en día, la mayoría de ordenadores están basados en esta arquitectura, aunque pueden incluir
otros dispositivos adicionales, (por ejemplo, para gestionar las interrupciones de dispositivos externos como
ratón, teclado,…).
Montando un Ordenador
La Caja
Placa Base
CPU
Tarjetas
Almacenamiento
Fin
Encender el Ordenador
Cuando se conecta el interruptor de un ordenador, ocurren una serie de operaciones (dos grandes
tipos). Los test de comprobación: Entrada de la alimentación eléctrica al ordenador desde la fuente de
alimentación; Llamada del microprocesador a la ROM-BIOS; La BIOS le da las indicaciones de los test a
realizar; Comprobación del bus de expansión (placas instaladas); Verificación de la tarjeta de vídeo;
7. comprobación de la memoria caché; Comprobación de la memoria RAM; Comprobación del teclado;
comprobación de las unidades de disco. La carga del resto del sistema operativo: según el sistema
operativo que se tenga.
Historia de los Ordenadores
Calculadoras
Historia de los Ordenadores 36
Las calculadoras aparecen porque el hombre necesita realizar cálculos básicos para el control de
sus propiedades. La calculadora más antigua son las manos Luego empieza a utilizar trozos de madera y
piedras. El paso siguiente es asignar un valor simbólico a un objeto El ábaco se compone de un marco de
madera en el que hay tendidos una serie de varillas; en cada una se insertan una serie de cuentas que
permiten almacenar números y realizar operaciones de suma y resta.
Calculadora Mecánica
En 1623, un alemán llamado Schickard diseño la primera calculadora que sumaba y restaba (tuvo
tan mala suerte que el modelo fue destruido en un incendio). La calculadora más famosa de esta época fue
desarrollada por el filósofo Blaise Pascal a los 19 años Machina Aritmética (sumas y restas).
G.W. Leibniz
En 1671, Gottfried Wilhelm Leibniz construye la primera máquina capaz de sumar, restar,
multiplicar y dividir La Máquina Universal Todas estas máquinas no eran completamente automáticas ya
que requerían la intervención humana durante el proceso de cálculo.
Comienzos Siglo XIX
A comienzos del XIX el francés Joseph-Marie Jacquard inventa un telar mecánico cuyos diseños
se reproducían gracias a una serie de tarjetas perforadas.
8. La Máquina Analítica
Utilizando el procedimiento de las tarjetas perforadas unido a los diseños de ruedas mecánicas,
Charles Babbage desarrolla en 1834 la Máquina Analítica. Tenía los tres componentes básicos de un
ordenador moderno: una memoria, una unidad de cálculo y una unidad de control Almacenaba
programas.
IBM
En 1980 Herman Hollerith, crea una máquina para realizar el censo de los EEUU. Esta máquina
utiliza un sistema electrónico para la lectura de las tarjetas perforadas y un sistema mecánico para calcular
En 1924 la compañía fundada por Hollerith cambia de nombre para denominarse “Internacional Business
Machines”.
Ordenadores Modernos
Aparece la tecnología eléctrica que permite la incorporación de relés. En china antiguamente ya se
había utilizado un sistema binario de numeración. Se desarrolla la Lógica Algebraica de Boole. Las
computadoras, a diferencia de las calculadoras, poseen un programa, el cual puede ser modificado para
que la máquina realice diferentes operaciones, mientras que las calculadoras se limitan a un único
propósito, o varios, pero ya prefijados desde su fabricación.
Primera Generación (1940-1960)
En 1936 Turing desarrolla una teoría sobre el funcionamiento de calculadores binarios. En 1941 el
científico alemán Konrad Zuse construye la primera computadora que plasma la teoría de Turing con
relés. La Universidad de Harvard establece un acuerdo con IBM pare crear un computador de carácter
general; Terminada en 1944, el Mark I tardaba diez segundos en multiplicar ocupando 25m2.
Eniac
9. En 1947 se construyó en la Universidad de Pennylvania la ENIAC, que fue la primera
computadora propiamente dicha Ocupaba todo un sótano de la Universidad y pesaba 30 toneladas, pero
realizaba cinco mil operaciones aritméticas por segundo.
J. Von Neumann
Considerado el padre de las computadoras modernas por el impacto de sus ideas, John Von
Neumann se incorpora al proyecto ENIAC Bajo subvención del Departamento de Defensa de EEUU, crea
EDVAC la primera máquina que, además de almacenar los datos, era capaz de almacenar programas para
su funcionamiento.
Segunda Generación (1960-1965)
Se cambia la válvula de vacío por el transistor. Su aparición hizo que las computadoras fuesen
más rápidas, pequeñas y baratas.
Tercera Generación (1965-1975)
Se caracteriza por la aparición de los circuitos integrados realizados a base de silicio, el aumento
de la velocidad, el mayor número de programas y la aparición de terminales. Nace el concepto de Sistema
Operativo (IBM serie 360).
Cuarta Generación (1975-1990)
Aparecen los chip, circuitos integrados con gran cantidad de transistores integrados en un
pequeño espacio. Se abre una nueva era con la aparición de las Computadoras Personales (Personal
Compute; PC). En 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs fabrican en el garaje de su casa Apple I, la primera
microcomputadora del mundo.
10. Quinta Generación (1990-)
La velocidad se dispara y se generaliza el Ordenador Personal Ley de Moore: “El número de
transistores por microprocesador se duplica cada 18 meses”. La ley de Moore se ha cumplido en los
últimos 30 años y se prevé que se cumpla durante los próximos 20 años.