Clases de computadoras

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1 1 Instrucciones: Lea el siguiente material y considérelo como contenido de su examen parcial. 1. Análoga Clasificación de las computadoras Clases de computadoras La computadora análoga es la que acepta y procesa señales continuas, tales como: fluctuaciones de voltaje o frecuencias. Ejemplo: El termostato es la computadora análoga más sencilla. 2. Digital La computadora digital es la que acepta y procesa datos que han sido convertidos al sistema binario. La mayoría de las computadoras son digitales. 3. Híbrida La computadora híbrida es una computadora digital que procesa señales análogas que han sido convertidas a forma digital. Es utilizada para control de procesos y en robótica. 4. Propósito especial La computadora de propósito especial está dedicada a un solo propósito o tarea. Pueden ser usadas para producir informes del tiempo, monitorear desastres naturales, hacer lecturas de gasolina y como medidor eléctrico. Ejemplo: carros de control remoto, horno microoondas, relojes digitales, cámaras, procesador de palabras, etc. 5. Propósito general La computadora de propósito general se programa para una variedad de tareas o aplicaciones. Son utilizadas para realizar cálculos matemáticos, estadísticos, contabilidad comercial, control de inventario, nómina, preparación de inventario, etc. Ejemplo: "mainframes" o minicomputadoras.

2 2 Supercomputadora Categorías de las computadoras La supercomputadora es lo máximo en computadora, es la más rápida y, por lo tanto, la más cara. Cuesta millones de dólares y se hacen de dos a tres al año. Procesan billones de instrucciones por segundo. Son utilizadas para trabajos científicos, particularmente para crear modelos matemáticos del mundo real, llamados simulación. Algunos ejemplos de uso lo son: exploración y producción petrolera, análisis estructural, dinámica de fluidos computacional, física, química, diseño electrónico, investigación de energía nuclear, meteorología, diseño de automóviles, efectos especiales de películas, trabajos sofisticados de arte, planes gubernamentales y militares y la fabricación de naves espaciales por computadoras. Ejemplo: Cray 1, Cray 2. "Mainframe" Los "mainframe" son computadoras grandes, ligeras, capaces de utilizar cientos de dispositivos de entrada y salida. Procesan millones de instrucciones por segundo. Su velocidad operacional y capacidad de procesar hacen que los grandes negocios, el gobierno, los bancos, las universidades, los hospitales, compañías de seguros, líneas aéreas, etc. confién en ellas. Su principal función es procesar grandes cantidades de datos rápidamente. Estos datos están accesibles a los usuarios del "mainframe" o a los usuarios de las microcomputadoras cuyos terminales están conectados al "mainframe". Su costo fluctúa entre varios cientos de miles de dólares hasta el millón. Requieren de un sistema especial para controlar la temperatura y la humedad. También requieren de un personal profesional especializado para procesar los datos y darle el mantenimiento. Ejemplo: IBM 360. Minicomputadora La minicomputadora se desarrolló en la década de 1960 para llevar a cabo tareas especializadas, tales como el manejo de datos de comunicación. Son más pequeñas, más baratas y más fáciles de mantener e instalar que los "mainframes". Su costo está entre los cincuenta mil hasta varios cientos de miles. Usadas por negocios, colegios y agencias gubernamentales. Su mercado ha ido disminuyendo desde que surgieron las microcomputadoras. Ejemplos: PDP-1, PDP-11, Vax 20, IBM sistema 36.

3 3 Microcomputadora La microcomputadora es conocida como computadora personal o PC. Es la más pequeña, gracias a los microprocesadores, más barata y más popular en el mercado. Su costo fluctúa entre varios cientos de dólares hasta varios miles de dólares. Puede funcionar como unidad independiente o estar en red con otras microcomputadoras o como un terminal de un "mainframe" para expandir sus capacidades. Puede ejecutar las mismas operaciones y usar los mismos programas que muchas computadoras superiores, aunque en menor capacidad. Ejemplos: MITS Altair, Macintosh, serie Apple II, IBM PC, Dell, Compaq, Gateway, etc. Tipos de microcomputadoras: a. "Desktop" Es otro nombre para la PC que está encima del escritorio.

4 4 b. Portátil Es la PC que se puede mover con facilidad. Tiene capacidad limitada y la mayoria usa una batería como fuente de poder. Pesan entre 15 y 20 lbs. * "Laptop" La computadora "laptop" tiene una pantalla plana y pesa entre 5 y 12 lbs. * "Notebook" La computadora "notebook" es más pequeña y pesa alrededor de 5 lbs. o menos. Ejemplo: Toshiba's 486 SX. c. "Palmtop" Es la computadora del tamaño de una calculadora de manos. Utiliza bateria y puede ser conectada a la desktop para transferir datos. Ejemplos: Apple Newton, Hewlett-Packard's 95 LX.

5 5 Conceptos de "hardware" Unidad de Entrada - "Input" Los dispositivos de la unidad de entrada se utilizan para entrar datos en la computadora y dar comandos para la manipulación de datos. Teclado o "keyboard" Es un dispositivo de entrada estándar que consiste de tres partes, a saber: * Teclas de función - conjunto de teclas desde la F1 hasta la F12 que pueden ser reservadas por algún programa para llevar a cabo una función especial como, por ejemplo, guardar o recuperar archivos. La función varía según el programa. * Teclas alfanuméricas - usadas para caracteres alfabéticos, numéricos o de puntuación (símbolos). * Teclas numéricas - conjunto de teclas de dígitos decimales (0 al 9), tales como los teclados de las calculadoras. Permite que se entren números y símbolos numéricos en una forma más rápida para hacer cálculos matemáticos y para mover el cursor de posición. Ratón o "mouse" Es el segundo más popular. Utiliza un puntero que al moverlo sobre una superficie plana, manipula el cursor en la pantalla de vídeo o monitor. Contiene unos botones que hacen el papel de teclas de función. Para funciones como seleccionar texto y gráficas, es más rápido utilizar el ratón que el teclado.

6 6 Ratón estacionario o "Trackball" Es un dispositivo que trabaja como un ratón boca arriba. Requiere menos espacio que un ratón. Funciona de la misma manera que el ratón. Mesa digitalizadora o "touch pads" Consiste de una superficie plana para dibujar y un puntero que funciona como si fuera un lápiz. La mesa digitalizadora o de gráfica convierte los movimientos del puntero en datos digitalizados especiales. Pluma luminosa o "light pen" Trabaja como una pluma ordinaria, pero en vez de usar tinta, usa luz. Al presionar la pluma luminosa a la pantalla de vídeo o monitor, el usuario puede seleccionar diferentes opciones del menú o dibujar imágenes. "Pen-based computer, Clipboard computer" Permite usar una pluma especial o estilete para imprimir de manera nítida en una pantalla sensitiva al tacto. El programa interpreta el manuscrito y la expone a la programación de la computadora. Se espera que en el futuro estas computadoras tipo libreta reciban, alteren y envíen facsímiles.

7 7 Algunos ejemplos de usuarios son: policías, vendedores y control de inventario. Dispositivos de entrada de voz o "voice input devices" Convierte la voz de la persona en señales digitales. La mayoría de estos sistemas tienen que ser adiestrados para reconocer los comandos que son dados verbalmente por el usuario. La computadora parea los patrones de la palabra hablada con los patrones almacenados en la computadora. Varias compañías producen una tarjeta que puede ser insertada en una computadora que reconoce cientos de palabras o comandos diferentes. Los médicos utilizan este tipo de dispositivo ya que les permite compilar los registros rápidamente para asi ahorrarse dinero y mantener vigilancia en los casos de impericia médica. Se espera que para finales de los 90's se pueda interactuar con las computadoras usando comandos vocales. Pantallas sensitivas o "touch screens" Permite darle comandos a la computadora simplemente tocando ciertos puntos en la pantalla. Esta tecnología se utiliza en tiendas por departamentos, farmacias, hoteles, aeropuertos, etc., para ayudar a los clientes. Dispositivos de entrada automatizada o "automate input" Entran datos con la menor intervención humana. Reducen drásticamente los errores cometidos por los humanos al entrar datos. * Lector de código de barra o "bar code reader" Son digitalizadores de imagen fotoeléctrica que leen las barras verticales que componen el código de barras. Este lector de código de barras es usualmente una parte integral de lo que frecuentemente es llamado terminal de punto de venta (POS). Los supermercados, las farmacias y tiendas por departamento hacen uso del código del producto universal (CPU). La información de los códigos de barra ayudan a la computadora a identificar el producto, almacenar su descripción, rastrear el inventario e imprimir un recibo al consumidor. * Digitalizador de imagen o "scanner" Convierten el texto, las fotografías, las gráficas (blancas y negras o a color) en forma legible por la computadora y transfiere la información a la computadora. Pueden digitalizar una página impresa o una gráfica en segundos. Son más rápidos, fáciles y precisos. Utiliza programas de

8 8 reconocimiento de caracteres ópticos (OCR), para encontrar la información impresa en la computadora. Unidad central de procesamiento - CPU En la unidad central de procesamiento (CPU) es donde ocurre el procesamiento de datos. Se le conoce como el cerebro de la computadora. En las microcomputadoras la CPU se encuentra en un chip llamado microprocesador. La CPU consiste de dos componentes básicos: unidad de control y unidad de aritmética y lógica. Unidad de control La función de la unidad de control es coordinar todas las actividades de la computadora. Todos los recursos de la computadora son administrados por la unidad de control. Esta unidad contiene las instrucciones de la CPU para llevar a cabo comandos. La unidad de control contiene una lista de todas las operaciones que realiza la CPU, o sea, un conjunto de instrucciones. Cada instrucción del conjunto de instrucciones está acompañado por un código. Estos códigos son instrucciones básicas que le dicen a la CPU cómo ejecutar las instrucciones. Cuando la computadora corre un programa, ésta busca los comandos del programa dentro del conjunto de instrucciones de la CPU y las ejecutan en orden. En resumen, la unidad de control es la que supervisa, controla las demás partes de la computadora y regula el trabajo que debe realizar, o sea, selecciona, verifica e interpreta las instrucciones del programa y después verifica que se ejecuten.

9 9 Unidad de aritmética lógica - ALU En la unidad de aritmética lógica (ALU) es donde ocurre el procesamiento real de los datos. Se realizan todos los cálculos y todas las comparaciones y genera los resultados. Cuando la unidad de control encuentra una instrucción de aritmética o de lógica, le envía el control a la unidad de aritmética lógica. La ALU contiene una memoria construida directamente en la CPU que se usa para guardar los datos que se están procesando por la instrucción actual. Medidas de almacenamiento de la computadora "Bits" es la unidad más pequeña de información en el sistema binario. "Byte" es la unidad de almacenamiento, incluye 8 bits y puede aguantar hasta 256 valores diferentes, dependiendo de cómo se ordenan los bits. Los bytes representan números o caracteres específicos. Un byte es equivalente a un caracter. Por lo tanto, para almacenar las letras CPU en la memoria, la computadora necesitaría 3 bytes, uno para cada caracter. "Kilobyte" (K) corresponde a kilo que significa 1,000. Sin embargo, como las computadoras emplean números binarios, K se refiere a 1,024 bytes. Ejemplo: 64K de memoria sería 64 * 1024 = 65,536 bytes. "Megabyte" (M) corresponde a 1,024 K o sea 1024 * 1024 = 1,048,576 bytes. "Gigabyte" (G) corresponde a 1,024 M o sea 1,024 * 1,048,576 = 1,073,741,824 bytes "Terabyte" (T) corresponde a 1,024 G o sea 1,024 * 1,073,741,824 = 1,099,511,627,776 bytes Palabra es uno o más "bytes" que la computadora considera en su memoria como una sola unidad. Codificación binaria de caracteres La computadora digital utiliza el sistema numérico binario para representar datos numéricos. Para que la computadora pueda reconocer el alfabeto, tiene que utilizar un sistema de código binario para que determine cómo cualquier carácter en específico es representado en digito binario. Existen varios sistemas de codificación, pero los dos más populares son ASCII (American Standard Code for Information Interchange) y EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code).

10 10 ASCII es un sistema de codificación para las computadoras personales (microcomputadoras) creado en Es el código de caracteres más utilizado hoy día. Posee 8 "bits" por carácter. Las letras mayúsculas y las letras minúsculas poseen un código diferente. Ejemplo: para la A el código sería y para la a el código sería EBCDIC es un sistema de codificación desarrollado para los "mainframes" de IBM en 1960, también es usado por las minicomputadoras. Consiste de 8 "bits" por carácter. Cada letra o símbolo es representado por un código diferente. Ejemplo: para la A el código sería y para la a el código sería Reloj del sistema El reloj del sistema controla la velocidad con que la computadora ejecuta las operaciones. La velocidad se expresa en "megahertz" (MHZ) que es equivalente a millones de ciclos por segundos. Unidad de memoria La unidad de memoria se conoce como memoria primaria o interna. La memoria primaria es un área de almacenamiento a corto plazo construida en el "hardware"de la computadora. Debe ser capaz de aguantar el sistema operativo, las instrucciones para manipular los datos y los datos entre sí. La capacidad de la memoria primaria determina la longitud y, por lo tanto, la complejidad de los programas y el tamaño de los archivos de datos que la computadora pueda manipular. La capacidad de almacenamiento determina cuántos datos se pueden almacenar en la computadora. Físicamente la memoria consiste de algunos "chips" en la tarjeta principal o en una pequeña tarjeta de circuitos que se inserta en la tarjeta principal. En algunos casos, se puede expandir la memoria instalando "chips"adicionales de memoria. Existen dos tipos de memoria primaria y hay más de una manera de clasificarlas. A continuación se explican las funciones de cada una de ellas.

11 11 Read Only Memory - ROM Al Read Only Memory (ROM) se le llama memoria de lectura solamente. Almacena ciertos programas e información necesitada por la computadora. Estas instrucciones son permanentes en el "chip"de la memoria y no puede ser alterada. Es por esta razón que se dice que es una memoria de lectura solamente. Se le llama memoria no volátil porque no se borra cuando se apaga la computadora. La computadora siempre conserva los datos que están en esta memoria. Una de las razones por la cual es importante la memoria ROM es para saber qué hacer cuando se enciende la computadora. El ROM tiene una serie de instrucciones básicas de arranque que verifica que el resto de la memoria esté funcionando correctamente, también busca dispositivos de "hardware"y el sistema operativo. En general, las computadoras IBM y las compatibles con IBM tienen escritas estas instrucciones en QBASIC. Random Access Memory - RAM La Random Access Memory (RAM) es memoria de acceso aleatorio. Se le llama así porque la CPU accesa su memoria utilizando una dirección de memoria la cual es un número que indica un lugar en el chip de memoria. Así, la computadora no tiene que buscar en toda la memoria para encontrar los datos que necesita, busca la dirección y va directamente a ella. La dirección de la memoria comienza en cero y llega hasta el número de bytes de memoria que tenga la computadora. Es una memoria vólatil. A menos que no se almacene la información en un disco, la información se pierde si se apaga la computadora. Esta memoria aguanta datos y programas vitales para el funcionamiento de la computadora. En este tipo de memoria la información puede ser cambiada, puede ser almacenada y puede ser borrada por el usuario. El propósito de esta memoria es guardar los programas y datos. Unidad de salida - "Output" La unidad de salida ("Output") convierte la información que sale de la computadora en imágenes de pantalla de vídeo o monitor, impresas y otras formas. Pantalla de vídeo o monitor Es un dispositivo de salida primario. Algunos están integrados en la caja de la computadora, mientras otros están solos. Tipos de pantallas de vídeo:

12 12 * Televisor Es de pobre resolución, fatiga el ojo, no es apto para procesadores de palabras. Adecuado para exponer juegos. * Monocromática Las pantallas de vídeo monocromáticas presentan la imagen en un solo color: negro, verde o ámbar, usualmente sobre un fondo negro o blanco. Es mejor que el TV, pero sigue fatigando el ojo. * A color La pantalla a color es buena para gráficas y juegos. Es pobre para procesar palabras u hojas electrónicas. * Plana o "Liquid Crystal Display" (LCD) Esta pantalla está desarrollada para las "Laptop Computers". Tienen caracteres negros en un fondo blanco o gris. Usan gas parecido a las luces de neón. Tiene pobre legibilidad. * "Enhanced Graphics Adapter " (EGA) Es una buena resolución, 64 colores o más expuestos en una pantalla de 640 x 350 puntos ("pixels"). * "Video Graphics Adapter" (VGA) Se usa en aplicaciones de "Computer Aided Design" (CAD), gráficas comerciales y juegos de vídeo. Las pantallas de 640 x 480 puntos usan 268,144 colores. Dependiendo de la memoria, se puede presentar desde 16 hasta 256 colores a la misma vez. Los VGA Monocromáticos pueden ofrecer hasta 64 sombras de gris. * "Super Video Graphics Array" (SVGA) Actualmente es el video más claro. Usa una pantalla de 1,024 x 768 puntos.

13 13 Impresora o "printer" Es un dispositivo que convierte la salida de la computadora en un impreso o copia en papel ("hardcopy"). Existen dos tipos de impresoras: a. Impresoras de impacto Pueden usar carbón o formas para multicopias para imprimir múltiples copias a la vez. * Matriz de puntos o "Dot-matrix" Genera los caracteres por puntos. * Impesora de calidad o "Letter Quality" Son impresoras semejantes a una maquinilla electrónica. * Graficador o "Plotter" Traza líneas con plumas de diferentes colores de manera silenciosa. b. Impresoras de no impacto

14 14 Generan una copia de una página a la vez. * Técnica termal o "Thermal printer" Los puntos se queman para formar los caracteres. Emplea papel sensible al calor. * Rocío de tinta o "Ink-jet printer" Rocía tinta sobre el papel. * Láser o "Laser printer" Utiliza la técnica electrofotográfica, o sea, la misma técnica que utiliza la fotocopiadora. Salida de voz Envuelve la selección de frases a partir de palabras almacenadas para crear un mensaje hablado para el usuario. Las palabras pueden ser voces humanas o voces sintéticas.

15 15 Microficha o "Computer Output Microfilm" (COM) Almacena datos que no se cambian. Es desarrollado para producir imágenes pequeñas en una hoja de microficha o rollo de microfilminas de 4 x 6 pulgadas. Input/Output 1. Facsímil o "FAX" Es un dispositivo para el envío o recibimiento de textos, datos e imágenes pictóricas a través de líneas telefónicas. "Magnetic Ink Character Recognition" (MICR) Es un reconocimiento de caracteres de tinta magnética que ven e interpretan caracteres impresos. Se usa en las operaciones bancarias para la grabación de números de cuenta con tinta magnética en la parte de abajo de cada cheque, y luego añade información adicional después de que el cheque está escrito y procesado. "Optical Mark Recognition" (OMR) Es un reconocimiento de marca óptica. A veces referido como el sentido de marca porque la máquina siente las marcas del lápiz en el papel. Se utiliza para corregir exámenes de selección múltiple.

16 16 Almacenamiento secundario El almacenamiento secundario es independiente del almacenamiento primario. Puede almacenar datos o información de manera permanente. Hay dos tipos de almacenamiento secundario: el magnético y el óptico. Almacenamiento magnético Discos flexibles o "diskettes" Es un medio de almacenamiento magnético que puede ser grabado y borrado muchas veces. Nos facilita la búsqueda de la información. Consiste de un plástico flexible circular, que tiene una capa de óxido ferroso capaz de sostener puntos magnéticos. Antes de usar un disco, este debe ser formateado. Al formatear el disco éste se divide en pistas y cada pista se divide en sectores. Cada sector almacena 512 bytes. Tipo de disco 5.25 DD 5.25 HD 3.5 DD 3.5 HD Número de pistas Sectores por pistas

17 17 Total sectores Total almacenamiento 360 K 1.2 M 720 K 1.44 M Dispositivos de discos o "disk drives" Es un dispositivo que lee o escribe en los discos flexibles. Disco duro o "hard disk" Es un disco magnético cubierto de óxido metálico que puede ser magnetizado para representar datos. Almacena más datos y los recupera en forma más rápida que los discos flexibles. Cinta magnética Los datos se almacenan como pequeños puntos magnéticos en cintas parecidas a las de los cassettes de música. El almacenamiento de datos se hace en forma secuencial, por lo tanto, la lectura es de manera secuencial.

18 18 Almacenamiento óptico "CD ROM" Los discos compactos almacenan los datos en forma óptica usando la misma tecnología que se usa para grabar los CD's musicales. Pueden almacenar billones de caracteres, por ejemplo 5G. Los lasers queman información en el CD como burbujas, el cual puede ser leído por otro láser. La información quemada no se puede borrar o alterar. "Write-Once-Read-Many" (WORM) Son los CD's en que se escribe una vez y se lee muchas veces. No se pueden borrar, solo se pueden leer. Lector de WORM "CD-ROM (MO)" - magneto óptico

19 19 Son discos magnéticos que pueden leer y escribir, borrar y grabar información sobre las mismas áreas del disco. Lector de CD-ROM (MO) EVALUACION Responda a las siguientes interrogantes y ponga a prueba su retentiva. 1. Con qué nombre se conoce el equipo físico de un sistema computadorizado? a. hardware b. software c. datos/información d. documentación

20 20 2. Cuando estamos trabajando en la computadora, los datos, la información y los programas están retenidos en la memoria: a. ROM b. diskette c. RAM d. hard disk 3. Cuál es la memoria interna que es permanente? a. RAM b. diskette c. hard disk d. ROM 4. Cuáles son memorias internas? a. RAM y diskette b. RAM y hard disk c. RAM, ROM y hard disk d. RAM y ROM 5. La función del CPU es: a. controlar los usos de los dispositivos de input/output b. realizar los procesos aritméticos y lógicos y controlar los procesos c. controlar los medios de almacenaje externo d. controlar la memoria interna 6. La unidad de control tiene como función: a. asignar periféricos b. cargar el sistema operativo

21 21 c. coordinar todas las actividades d. realizar los cómputos 7. La unidad de aritmética y lógica: a. controla todos los procesos aritméticos b. controla la ejecución de los programas c. asigna la memoria a los programas d. realiza los procesos matemáticos y los procesos lógicos 8. El "hard disk" es un medio con acceso: a. secuencial b. indexado c. indirecto d. directo 9. Cuál NO es un dispositivo de acceso directo? a. el diskette b. el "hard disk" c. el CD d. la cinta magnética 10. Cuál de los siguientes es dispositivo de output? a. teclado b. "scanner" c. MICR d. "plotter" 11. Cuál de los siguientes es unidad de entrada? a. monitor

22 22 b. "mouse" c. impresora d. RAM 12. El sirve para almacenamiento externo, input y output. a. RAM b. teclado c. "mouse" d. diskette 13. A los dispositivos de input/output se les llama: a. periféricos b. medios c. dispositivos centrales d. terminales 14. El lector de códigos de barra es un dispositivo para: a. "input" b. "input" y "output" c. almacenamiento interno d. almacenamiento externo 15. El tipo de computadora más pequeña y barata se conoce como: a. "mainframes" b. supercomputadoras c. microcomputadoras d. minicomputadoras 16. Cuál de las siguientes es un tipo de microcomputadora portátil?

23 23 a. Gateway 486 b. Magitronic 7500 A notebook computer c. Compact Presario d. Pentium 17. El CRAY se clasifica como: a. supercomputadora b. microcomputadora c. minicomputadora d. "mainframe"