CONCEPTOS CONCEPTOS BASICOS DE BASICOS DE

COMPUTACIÓNCOMPUTACIÓN

Historía de las Computadoras

Primeras Calculadoras Manuales

Ábaco (500 AC) Primer dispositivo manual que se usaba para contar.  Todavía se utiliza para ilustrar los principios de contar en las escuelas. Se usa en China desde el siglo trece.

Comienzo de la Historía•Se contaba con los dedos. •Se contaba con piedras, palitos.

Primeras Calculadoras MecánicasPrimeras Calculadoras Mecánicas

Napiers Rods - Huesos de Napier (1617) Máquina de contar desarrollada por John Napier.  Usada

para resolver problemas de multiplicación usando funciones logarítmicas.

The Pascaline - La Pascalina (1642) Primera máquina mecánica de suma y resta.  Inventada por Blaise Pascal. Sumaba y restaba largas columnas de

números sin equivocarse.

Leibnitz Calculating Machine (1673) Desarrollada por Gottfried Wilhelm Von Leibnitz.  Usó

alguna de las ideas de Pascal.  Este modelo podía sumar, restar, multiplicar, dividir y calcular raíces cuadradas.  Se

le acredita el haber comenzado el estudio formal de la lógica, la cual es la base de la programación y de la

operación de las computadoras.

Revolución Industrial

Jacquard's Weaving Loom - El telar de Jacquard (1801)

Creada por Joseph Marie Jacquard, tejedor francés que quería encontrar un método más fácil para hacer sus telares.  El hizo un aditamento para la máquina de tejer que era controlado por tarjetas perforadas.  Esta máquina fue considerada el primer paso significativo para la automatización binaria.  Esta máquina se encuentra actualmente en el "Smithsonian Institute".

Analytical Engine - Máquina Analítica (1833) Desarrollada por Charles Babbage.  Un dispositivo complejo de cálculo

que usaba dos pares de tarjetas perforadas.  Un par daba las instrucciones a la máquina mientras que el otro par grababa los números a ser usados en los cálculos.  Esta máquina podía recibir instrucciones, procesar y guardar información e imprimir los resultados.  Esto es similar a las computadoras desarrolladas en 1940.  A Charles Babbage se le conoce como el padre de

las computadoras.

Ada Byron - Lady Lovelace Trabajó con Babbage.  Escribió un programa de demostración para el uso

de la máquina análitica.  Por esta razón ella es considerada la primera programadora.

Hollerith's Punched-Card Tabulating System – Máquina Tabuladora (1890)

Desarrollada por Dr. Herman Hollerith que trabajó para la oficina del Censo de los E.U. durante el censo de 1880.  El diseño un sistema mediante el cual las tarjetas eran perforadas para representar la información del censo.  Las tarjetas eran insertadas en la máquina tabuladora y ésta calculaba la información recibida.  Hollerith alquilaba sus máquinas al gobierno.  En 1896 fundó la "Tabulating Machine Company", la cual en 1923 paso a ser la "International Business Machines Corporation (IBM)".   

Era Electrónica

ABC - Atanasoff and Berry Computer (1939 - 1942)

Primera computadora electrónica digital construida por John Atanasoff y Clifford Berry.

MARK I (1944) Desarrollada por Howard Aiken.  Primera computadora electromecánica que utiliza principios magnéticos.  Utilizaba ceros y unos (encendido y apagado)

para representar números.

ENIAC (1946) Desarrollada por Dr. John W. Mauchly y John Presper Eckert, Jr..  Primera

computadora electrónica digital a gran escala en ser completada.  Construida en la Universidad de Pennsylvania y financiada con fondos del ejército de los

Estados Unidos para ser usada en la Segunda Guerra Mundial, tabulando nuevas armas.

EDVAC (1947) Desarrollada por Dr. John W. Mauchly, John Presper Eckert, Jr. y John Von Neumann. Primera computadora en utilizar el concepto de almacenar información.  Podía almacenar datos e instrucciones usando un código especial llamado notación binaria.

EDSAC (1949) Desarrollada por Maurice Wilkes.  Primera computadora capaz de almacenar

programas electrónicamente.

UNIVAC I (1951) Desarrollada por Mauchly y Eckert para la Remington-Rand Corporation.  Primera computadora comercial utilizada en las oficinas del censo de los

Estados Unidos.  Esta máquina se encuentra actualmente en el "Smithsonian Institute".  En 1952 fue utilizada para predecir la victoria de Dwight D.

Eisenhower en las elecciones presidenciales de los Estados Unidos.

Generaciones de la Computadora

Las primeras cuatro generaciones de la computadora se diferencian por sus componentes electrónicos.  Existe una posible quinta generación, la cual se caracteriza por las aplicaciones avanzadas.

Primera Generación(1951 -1958)•Usaban tubos al vacío para procesar información. •Usaban tarjetas perforadas para entrar los datos y los programas. •Usaban cilindros magnéticos para almacenar información e instrucciones internas. •Eran sumamente grandes, utilizaban gran cantidad de electricidad, generaban gran cantidad de calor y eran sumamente lentas.

•Se comenzó a utilizar el sistema binario para representar los datos.

Segunda Generación(1958 - 1964)

•Usaban transistores para procesar información. •Los transistores eran más rápidos, pequeños y más confiables que los tubos al vacío. •200 transistores podían acomodarse en la misma cantidad de espacio que un tubo al vacío. •Usaban pequeños anillos magnéticos para almacenar información e instrucciones. •Se mejoraron los programas de computadoras que fueron desarrollados durante la primera generación. •Se desarrollaron nuevos lenguajes de programación como COBOL y FORTRAN, los cuales eran comercialmente accesibles. •Se usaban en aplicaciones de sistemas de reservaciones de líneas aéreas, control del tráfico aéreo y simulaciones de propósito general. •La marina de los Estados Unidos desarrolla el primer simulador de vuelo, "Whirlwind I". •Surgieron las minicomputadoras y los terminales a distancia. •Se comenzó a disminuir el tamaño de las computadoras.

Tercera Generación(1964 - 1971) •Se desarrollaron circuitos integrados para procesar información. •Se desarrollaron los "chips" para almacenar y procesar la información.Un "chip" es una pieza de silicio que contiene los componentes electrónicos en miniatura llamados semiconductores. •Los circuitos integrados recuerdan los datos, ya que almacenan la información como cargas eléctricas. •Surge la multiprogramación. •Las computadoras pueden llevar a cabo ambas tareas de procesamiento o análisis matemáticos. •Emerge la industria del "software". •Se desarrollan las minicomputadoras IBM 360 y DEC PDP-1. •Otra vez las computadoras se tornan más pequeñas, más ligeras y más eficientes. •Consumían menos electricidad, por lo tanto, generaban menos calor.

Cuarta Generación(1971 - 1988)

•Se desarrolló el microprocesador. •Se colocan más circuitos dentro de un "chip". •"LSI - Large Scale Integration circuit". •"VLSI - Very Large Scale Integration circuit". •Cada "chip" puede hacer diferentes tareas. •Un "chip" sencillo actualmente contiene la unidad de control y la unidad de aritmética/lógica.  El tercer componente, la memoria primaria, es operado por otros "chips". •Se reemplaza la memoria de anillos magnéticos por la memoria de "chips" de silicio. •Se desarrollan las microcomputadoras, o sea, computadoras personales o PC. •Se desarrollan las supercomputadoras.

Quinta Generación(1983 - al presente)

•Inteligencia artificial

La inteligencia artificial es el campo de estudio que trata de aplicar los procesos del pensamiento humano usados en la solución de problemas a la computadora.

• RobóticaLa robótica es el arte y ciencia de la creación y empleo de robots.

Un robot es un sistema de computación híbrido independiente que realiza actividades físicas y de cálculo.  Están siendo diseñados con inteligencia artificial, para que puedan responder de manera más efectiva a situaciones no estructuradas.

Categorías de Sistemas Categorías de Sistemas ComputacionalesComputacionales

Características actuales Características actuales deseadas para una PCdeseadas para una PC

El concepto de El concepto de ComputadoraComputadora

Central Processing UnitControl

UnitArithmeticLogic Unit

System BusInput

DevicesOutputDevices

SecondaryStorageDevices

SpecialPurpose

Processors

CacheMemory

PrimaryStorageMemory• Keyboard

• Mouse• Touch Screen• Optical-Scanner• Voice Recognition etc.

Magnetic DiskTape UnitsOptical Disks, etc.

•Sistemas expertos

Un sistema experto es una aplicación de inteligencia artificial que usa una base de conocimiento de la experiencia humana para ayudar a la resolución de problemas.

Ejemplos de sistemas expertos:

Diagnósticos médicosControl de producción y entrenamiento Reparación de equipos Análisis de inversiones Planeamiento financiero Elección de rutas para vehículos Ofertas de contrato Asesoramiento para clientes de autoservicio Control de producción y entrenamiento

•Redes de comunicaciones

Los canales de comunicaciones que interconectan terminales y computadoras se conocen como redes de comunicaciones; todo el "hardware" que soporta las interconexiones y todo el "software" que administra la transmisión.

•Ejemplos de redes de comunicaciones:

LAN - Local Area NetworkBBN - Back Bone NetworkMAN - Metropolitan Area NetworkWAN - Wide Area Network

Conceptos básicosConceptos básicos

ComputadoraLa computadora es un sistema electrónico que lleva a cabo operaciones de aritmética y de lógica a alta velocidad de acuerdo a las instrucciones internas, que son ejecutadas sin intervención humana.  Además, tiene la capacidad de aceptar y almacenar datos de entrada, procesarlos y producir resultados de salida automáticamente.  Su función principal es procesar datos.

Características de la Computadora

•La computadora realiza un paso a la vez. •Puede sumar, restar, dividir y multiplicar. •Puede hacer operaciones lógicas, o sea, comparar letras y números. •Opera a alta velocidad. •Es exacta o precisa - realiza exactamente lo que se le indica. •Es eficiente - puede trabajar sin parar. •Tiene capacidad para manejar cantidades enormes de información. •Es confiable - tiene la capacidad de verificar la exactitud de sus operaciones internas, o sea, autocomprobación. •Puede manipular símbolos. •Al compararla con las primeras computadoras, cada vez su tamaño es menor, son más útiles y menos costosas.

Sistema de información de la computadora

Componentes

•"Hardware" El "hardware" se refiere a todo equipo físico del sistema de la computadora. Puede consistir de una sola unidad o puede ser un número de dispositivos separados.  Incluye terminales, teclados, unidades de disco y cinta, impresoras, CPU y monitor.

•"Software" •El "software" es el conjunto de programas que dirigen el funcionamiento de la computadora. •Recuerda que un programa es un conjunto de instrucciones en secuencia para lograr que la computadora ejecute determinadas operaciones.

•Usuario y programador

•El usuario es la persona que usa la computadora.

•El programador es la persona que diseña los programas para que las computadoras los ejecuten.  La computadora no puede llevar a cabo ninguna tarea, por sencilla que sea, sin la asistencia humana.  Esta asistencia se le da a la computadora en forma de instrucciones o programas y es la más importante porque determina el éxito o el fracaso del producto esperado.

•Datos e información

•Datos - hechos o material original que no han sido procesados.

•Información - es el producto de los datos ya procesados.

•Los datos se usan para producir información que nos va a ayudar a tomar decisiones.

•Documentación

•Se refiere a las instrucciones o manuales de procedimiento que le proporcionan información al usuario de cómo usar el equipo o los programas.

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 (F1 - F12)     *  Teclas alfanuméricas     *  Teclas numéricas

•Ratón o "mouse"Utiliza un puntero que al moverlo sobre una superficie plana, manipula el cursor

en la pantalla de vídeo o monitor.

•Lápiz Óptico Dispositivo parecido a una pluma ordinaria. Necesita un programa especial.• Tableta DigitalizadoraSuperficie de dibujo que convierte los movimientos en un programa especial.• Micrófono Convierte la emisión vocal de una persona en señales digitales.• Pantallas sensibles al tactoPermiten dar comandos a la computadora tocando ciertas partes de la pantalla•Lectores de código de barrasRastreadores que leen las barras verticales que conforman un código• ScannerConvierten 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.

Unidad de salida - "Output"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.

•Impresora o "printer"

Es un dispositivo que convierte la salida de la computadora en un impreso o copia en papel ("hardcopy").  

Input/Output

Facsímil o "FAX"

Es un dispositivo para el envío o recibimiento de textos, datos e imágenes pictóricas a través de líneas telefónicas.

Procesamiento Procesamiento En la unidad central de procesamiento (CPU) es donde ocurre el manejo, cambio, almacenamiento y procesamiento de datos.  Se le conoce como el cerebro de la computadora

Componentes del procesamiento

• Unidad de Control: La función 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.     

• Unidad Aritmética Lógica: Es donde ocurre el procesamiento real de los datos.  Se realizan todos los cálculos y todas las comparaciones y genera los resultados. 

• 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.   Las computadoras usan 2 tipos de memoria primaria:

•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.  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

•Random Access Memory – RAMEs memoria de acceso aleatorio.  Se le llama así porque el CPU accesa su memoria utilizando una dirección de memoria la cual es un número que indica un lugar en el chip de memoria.  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.