sistemas de computacion_informatica_y_programacion

UNLaR

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Bolilla III – Sistemas de Computación Objetivos

Adquirir conocimientos básicos de los sistemas de computación, su origen, evolución y estructura actual. Extrapolar la definición de sistema, en el ámbito de hardware y software. Valorar los datos e información, para poder realizar el procesamiento de los datos correspondientes.

Contenidos La computadora. Características Evolución histórica Clasificación Arquitectura de Hardware y Software Bases de Datos

La Computadora Máquina capaz de realizar y controlar a gran

velocidad cálculos y procesos complicados que requieren una toma rápida de decisiones mediante la aplicación sistemática de criterios preestablecidos.-

Origen de la Palabra

Computer (inglés) : máquina de computar o calcular

Ordenador (francés) : ordenateur – Poner en orden la informacion

¿Nos ayudarán las computadoras?, ¿En qué?

o Informaro Con datos ordenados, concisos y concretos.

o Educaro Lo que implica: guiar, explicar, promover unas

ciertas actitudes, inculcar conocimiento.o Evaluar

o Con el análisis de los parámetros (orden, dificultad), tiempos, intentos, dudas, etc..

o Motivaro .....lo mejor de los computadores....

La computadora ya esta ayudando a:

L@s niñ@s.Las personas con problemas.L@s mayores.L@s [email protected]@s mé[email protected]@s [email protected]@s .....l@s .....l@s..... ∞

Algunos ejemplos

¡Calor!

¡Los sueños!

¡La mecánica!

¡¡Miau!!

¡La electrónica,la matemática,

el diseño!...

¡La biología,la física,

la química!

¡Ah! Me olvidaba del 3D y la realidad virtual....y también....

ENIAC

Del pasado Al Presente

ASCI White

30 toneladas18000 válvulas300 multiplicaciones por segundoCálculo de trayectorias de misiles

106 toneladas79 Km. De cables12,3 TeraflopsSimulaciones de explosiones nuclearesUniversidad de Boston (1er. Usuario Universitario)

Si ahora nos paramos un poco, y pensamos en las comunicaciones, podemos ver el número de dispositivos, que hoy en día, dependen de los computadores y de la programación. ¿cuántas cosas podemos conectar a nuestro computador? , veamos el futuro ya presente ... (IEEE)

Tele-Cable

Audio

DVD

Teléfono

Tel. Celular

Impresoras

Video cam.

PC

Palm/Note

Tarj Créd/deb.

TV InternetTelevisión

Pagar por ver

Internet Celular

Tele internet

Banco en casa

redes

Video conferencia

Tarj. Inteligentes

WWWFax

..

.. Presente

...la computaciónUbicua.

1 Gf = 1000000000 = mil millones de operaciones de punto flotante por segundo1 Tf = 1000 Gf.1 Pf = 1000 Tf = 1.000.000.000.000.000 flops.

Cinco pasos para llegar al Petaflop

(Fuente IBM)

Placa

Torre

Procesador

QUE HACEN LAS COMPUTADORAS Y SUS IMPLICACIONES SOCIALESQUE HACEN LAS COMPUTADORAS Y SUS IMPLICACIONES SOCIALES

•Velocidad de procesamiento

•Grandes cantidades de datos

•Procesos rápidos, económicos y libres de errores

•Demanda creciente de información

Aplicaciones:Aplicaciones:

•Fuera de línea con procesamiento en lotes

•En línea y tiempo real

•Uso de Time Sharing o tiempo compartido

•Simulación

•MIS

•Servicios

EVOLUCIÓN DE LA COMPUTADORAEVOLUCIÓN DE LA COMPUTADORA

“Representa uno de los acontecimientos más significativos de nuestro tiempo, el

creciente uso de las computadoras . . .”

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE COMPUTACIÓN:CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE COMPUTACIÓN:•ANALÓGICAS:ANALÓGICAS: Procesan informaciones acerca de magnitudes análogas, medir tiempo, longitud, velocidad o presión atmosférica. (El hombre fue asimismo la 1ra. C.A., al usar su antebrazo para medir.

Resuelven problemas que se presentan como realidades físicas, para hallar la solución recurre a relaciones similares análogas. Los datos que se proporcionan y utilizan son siempre continuos y la forma de medirlos está sujeta a una forma de proceso de medición. La aplicación de la computadora analógica tiene lugar en actividades donde el objetivo es ejercer alguna forma de control.

1945-55 1955-65 1965-80 1980-199?

1ra. 2da. 3ra. 4ta.

• 1ra. Generación: Bulbos

• 2da Generación: Transistores

• 3ra. Generación: C. Integrados

• 4ta. Generación: PC-VLSI

•DIGITALES:DIGITALES: En los circuitos de las computadoras digitales, los datos se representan mediante esquemas de impulsos eléctricos. Los datos se representan siempre en forma de cantidades discretas.

Las computadoras digitales pueden clasificarse en:

- Científicas

- De uso general

- Comerciales

ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA DIGITALORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA DIGITAL

•Unidad de Entrada:Unidad de Entrada: unidades de disco, cinta, teclado, lectores, etc.

•CPU:CPU: Sección de Control, Sección Aritmética Lógica, Memoria Interna, Memoria Externa en Línea, Memoria Externa Fuera de Línea.

•Unidad de Salida:Unidad de Salida: unidades de disco, unidades de cinta, impresoras, etc.

P

E

R

I

F

E

R

I

C

O

S

ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA DIGITALORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA DIGITAL

Preparación de los Preparación de los DatosDatos

Unidad de Unidad de EntradaEntrada

Unidad de Unidad de SalidaSalida

Almacenamiento PrimarioAlmacenamiento Primario

Unidad Aritmética y LógicaUnidad Aritmética y Lógica

ControlControl

Almacenamiento Almacenamiento Secundario ExternoSecundario Externo

OTRAS CLASIFICACIONESOTRAS CLASIFICACIONES

Según la base de su tamaño (costo):Según la base de su tamaño (costo):

- Grandes

- Medianas

- Pequeñas

- De escritorio

Y más recientemente (velocidad y almacenamiento)Y más recientemente (velocidad y almacenamiento)

- Supercomputadores

- De gran escala

- De escala mediana

- MicrocomputadorasMicrocomputador

Minicomputador

De escala media

De gran escala

SupercomputadorPosición relativa de la potencia de procesamiento en los sistemas de computación.

TipoTipo MIPSMIPS MB RAMMB RAM EjemploEjemplo AplicaciónAplicación

C. Personal 1 1 IBM PS2 Utilitarios Vs.

Minicomput. 2 4 PDP-11/84 Traf. Aéreo

Supermini 10 32 SUN-4 Servidor Red

Macro Comp. 30 128 IBM 3098/300 Op. Bancarias

Supercomp. 125 1024 CRAY-2 Pred. Meteor.

CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO, DESEMPEÑO Y CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO, DESEMPEÑO Y APLICACIÓNAPLICACIÓN

SEÑALES ANALÓGICAS Y DIGITALESSEÑALES ANALÓGICAS Y DIGITALES

INFORMACIÓN DIGITAL:INFORMACIÓN DIGITAL: Se aplica a un conj unt o de piezas simbólicament e separ adas con lo que se puede r epr esent ar un númer o de element os que se pueden cont ar .

La I D numér ica est á r elacionada con la r epr esent ación simbólica de la acción de cont ar (El Ábaco).

Una car act er íst ica de la I D es que ent r e dos valor es def inidos no exist en int er medios.

Las señales eléct r icas pueden ser por t ador as de inf or mación digit al binar ia. INFORMACIÓN ANALÓGICA:INFORMACIÓN ANALÓGICA: Vinculado a la medición de magnit udes f ísicas cont ínuas, su medida puede dar lugar a cualquier valor int er medio ent r e una gama cont igua de valor es f init os (t er mómet r o, r eloj de sol, et c.)

f(t)

c

condensador

Bobina I

Resistencia r

Sistema Eléctrico equivalente al Mecánico

f(t)

t

Si d e a l g u n a m a n era p o d em o s en co n tra r l a s eq u i va l en ci a s en tre l o s com p o n en tes d e a m b os si stem a s, p o d em o s estu d i a r a l si stem a m ecá n i co a n a l i za n d o el com p o rta m i en to d el si stem a el éctri co .Com o es m á s fá ci l va ri a r o reem p l a za r resi sten ci a s, b o b i n a s o co n d en sa d o res se p u ed e p o r AN ALOGÍA o b serva r el com p o rta m i en to d e cu a l q u i er si stem a q u e a ctú e si m i l a rm en te, va ri a n d o com p o n en tes m á s fá ci l es d e m a n ej a r.El si stem a el éctri co ti en e u n a ecu a ci ó n rep resen ta d a p o r l a si g u i en te fó rm u l a :

f (t) = I (R + X1 + 1 / Xc)

X1 = R + w LXc = R + L + L/ w Cw

Im p ed a n ci a I n d u cti vaIm p ed a n ci a Ca p a ci ti vaFrecu en ci a An g u l a r

I n d u cta n ci a = Bo b i n a (L) = Reso rte(r)Ca p a ci ta n ci a = Co n d en sa d o r(c) = Am o rti g u a d o r(a )

Resi sten ci a (R) = M a sa (m )

SISTEMAS DE COMPUTACIÓNSISTEMAS DE COMPUTACIÓN Analógicos:Analógicos: resuelven problemas que reflejan realidades físicas. Encuentran la solución del problema con relaciones similares o equivalentes que por lo general son tensiones eléctricas.

* Reglas de cálculo* Registro de tensiones: - control de flujo

- temperatura - presión Los datos que se proporcionan y se utilizan en computadoras o mecanismos analógicos son siempre continuos y están sujetos a una interpretación de un proceso de medición. La exactitud depende de la precisión con que puedan controlarse y representarse esas tensiones. La aplicación o uso de la computadora analógica tiene lugar en actividades donde el objetivo final es ejercer alguna forma de control.

RESORTE (r)

CARROCERÍA

MASA (m)

AMORTIGUADOR (a)

FUERZA IMPULSIVA f(t)

Sistema Mecánico deAmortiguación del

Automóvil

SISTEMAS DIGITALESSISTEMAS DIGITALES Digitales:Digitales: En los circuitos de la CD, los datos se representan mediante esquemas de impulsos eléctricos codificados. Los datos se representan siempre en forma de cantidades y totales discretos. Esta posibilidad de admitir y manipular datos discretos hace que la CD se adapte a aplicaciones comerciales, en donde la exactitud de los cálculos y el registro de los datos se hallan sólo limitadas por el número de posiciones ponderadas disponibles para la manipulación de los datos.Estas computadoras son mucho más precisas que las analógicas, donde los datos de carácter continuo se leen solo hasta el valor máximo que se les provee.

Unidad de Control

ALU

Registros

Memoria Principal

Disco Impresora

BUS

Historia de las Computadoras Mecánicas y DigitalesHistoria de las Computadoras Mecánicas y Digitales

Siglo XVII:Siglo XVII:Las varillas de Napier, 1617: Varillas grabadas de marfil se distribuían en un dispositivo mecánico para realizar multiplicaciones y divisiones.

La Calculadora de Pascal, 1642: Desarrollada por el matemático francés, fue un intendo destinado a perfeccionar la exactitud y rapidez de los cálculos de los empleados que trabajaban en la oficina de recaudación de impuestos del padre de Pascal. La calculadora de Pascal permitía un acarreo mecánico y se parecía, de alguna manera, a las calculadoras de bolsillo que actualmente existen, las operaciones eran sólo sumas y restas.

Las Calculadoras de Moreland, 1666 y 1667: Un inglés, desarrolló varias calculadoras mecánicas. Esta es una variante de la calculadora de Pascal que luego fue perfeccionada e incluia la mecanización del principio de multiplicación de las varillas de Napier.

La Calculadora de Grillet, 1678: Constituía otra variante de Pascal, combinaca con un método mecánico de manipular las varillas.

La Calculadora de Leibniz, 1692: Desarrollada por el matemático alemán, esa calculadora nunca tenía éxito en la práctica. Sin embargo, los principios y las técnicas de la máquina de Leibniz conducían al desarrollo de las actuales máquinas de sumar. Agrega a Pascal la multiplicación y división. Se inicia estudios sobre el Sistema Binario.


Siglo XVIII:Siglo XVIII:El Aritmómetro, 1820: La primera calculadora de producción comercial fue el aritmómetro. Fabricada por F. Thomas de Colmar, esa máquina era una calculadora mecánica práctica, similar a la de Leibniz.

Las máquinas de Babbage: El matemático inglés Babbage ha sido designado el padre de la computadora digital. Su Difference Engine estaba diseñada para realizar complejos cálculos sin intervención humana (solución de Polinomios de 2do. Grado). Las limitaciones de la tecnología de la época impidieron que la Difference Engine y la Analytic Engine llegaran a tener éxito. La Analytic Engine debía recibir sus instrucciones no de un ser humano, sino de una serie de tarjetas perforadas que indicaría a la UAL la operación a realizar. Las mismas tarjetas se usaban repetidas veces en secuencias interactivas de cálculos mecánicos, pudiendo también almacenar datos de resultados intermedios. Era esta una máquina programable y automática que podía realizar cualquier tipo de cálculos.

Boole, 1854: Publica la obra “Leyes del Pensamiento”, que utiliza la negación, la conjunción y la disyunción para representar enunciados de la lógica deductiva o determinar la verdad o no de enunciados compuestos.

Las Primeras Máquinas Comerciales: La revolución industrial trajo consigo la necesidad de cálculos rápidos y exactos.

El Contómetro de Felt, 1885: El contómetro fue la primera máquina práctica de sumar y listar, y una de las primeras calculadoras de mesa con teclado.


Siglo XVIII:Siglo XVIII:El Sistema de Tabulación Eléctrica de Hollerith, 1890: El doctor Hollerith, estadístico de renombre, desarrolló la primera máquina estadística basada en el principio de agujeros perforados en tarjetas y accionada por electricidad. Ese sistema de tarjetas perforadas se utilizó durante el censo de 1890 y consistía en:

- Contadores mecánicos- Una prensa, con una lectora de tarjetas para entrar los datos en los contadores- Una caja de clasificación compuesta de una serie de cajas en las cuales se colocaban las

tarjetas perforadas según la información detectada en la prensaEl doctor Hollerith fundó más tarde la Tabulating Machine Company de grandes corporaciones.

Siglo XX:Siglo XX:1910: James Powers, estadístico encargado del censo de 1910, diseñó un equipo mecánico capaz de perforar tarjetas y una clasificadora horizontal de dos lotes. Sus máquinas funcionaron en forma tan adecuada que fundó la Powers Acconting Machine Company, adquirida más tarde por la Remington Rand Corporation.

1936: Turing propone un modelo matemático de autómata general que de permitir la representación del problema, este tenía que tener solución mediante un algoritmo.

1942: Se propone el uso de discos y tambores magnéticos para almacenar grandes cantidades de información.


Siglo XX:Siglo XX:1944: Sobre la base de conceptos expuestos por Howard Aiken, se desarrolló la computadora MARK I, de Howard. Las instrucciones para la solución de problemas estaban determinadas, en parte por cinta perforada equivalente a un rollo de pianola. La Mark I era la primera máquina que realizaba largas secuencias de operaciones aritméticas y lógicas.

1944: Construida en Dresde, Alemania, la Zuse es considerada por algunos expertos como la primera máquina eléctrica que pasó del concepto externamente programado al concepto de programa almacenado.

1945: Von Newmann propone un modelo, hasto hoy utilizado, en donde se usaría la memoria interna del equipo tanto para datos como para programas cuando estos se ejecutan. También planteó usar el sistema binario para el funcionamiento interior de una computadora.

MEMORIA

UNIDAD DE CONTROL UAL

INPUT OUTPUT


Siglo XX:Siglo XX:1946: El doctor John Mauchly y J.P. Eckert de la Universidad de Pensilvania, desarrollaron la ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator), primera calculadora que usaba tubos al vacío. La ENIAC es, probablemente la primera computadora electrónica del mundo.

1951: UNIVAC I, la primera computadora que se ofrecía en el mercado, trabajaba para la Oficina de Censos.

1954: La primera instalación de computadoras para aplicaciones comerciales se estableció en General Electric Appliance Park, Lousville, Kentucky.

1964: La primera vez se emplearon, en computadoras comerciales, los conjuntos de circuitos integrados y microelectrónicos.

Algunos hitos tecnológicos en el desarrollo de la computadoraAlgunos hitos tecnológicos en el desarrollo de la computadora

AÑOAÑO NOMBRENOMBRE HECHA PORHECHA POR OBSERVACIONESOBSERVACIONES

1834 Máquina Analítica Babbage 1º intento de construir una computadora digital

1836 Z1 Zuse 1º máquina calculadora a base de relevadores

1934 COLOSSUS Gobierno Británico 1º computadora electrónica

1944 MARK I Aiken 1º computadora americana de propósito general

1946 ENIAC I EckertMauchley La historia de la computación moderna se inicia aquí

1949 EDSAC Wilkes 1º computadora con programa almacenado

1951 Whilwind I MIT 1º computadora de tiempo real

1951 UNIVAC I EckertMauchley 1º computadora vendida comercialmente

1952 IAS Von Neumann La mayoría de las computadoras actuales usan este diseño

1960 PDP-1 DEC 1º minicomputadora (50)

1961 1401 IBM Máquina pequeña de orientación comercial de gran popularidad

1961 7094 IBM Dominó la computación científica a principios de los años 60

1963 B5000 Burroughs 1º máquina diseñada para un lenguaje de alto nivel

Algunos hitos tecnológicos en el desarrollo de la computadoraAlgunos hitos tecnológicos en el desarrollo de la computadora

AÑOAÑO NOMBRENOMBRE HECHA PORHECHA POR OBSERVACIONESOBSERVACIONES

1964 360 IBM 1 de productos diseñada como familia

1964 6600 CDC 1º máquina con paralelismo interno extensivo

1965 PDP-8 DEC 1º computadora para el mercado de masas (50000)

1970 PDP-11 DEC Dominación de las minis en los años 70

1974 8080 Intel Primer CPU de propósito general integrado

1974 CRAY-1 Cray Primera supercomputadora

1978 VAX DEC 1º Supermini de 32 bits

Computación Científica y de IngenieríaComputación Científica y de Ingeniería

CARACTERÍSTICAS DE CARACTERÍSTICAS DE PROCESAMIENTOPROCESAMIENTO

CÁLCULO CIENTÍFICOCÁLCULO CIENTÍFICO EMPRESAEMPRESA

BASE DE DATOS Pequeña Muy Grande

VOLUMEN DE IO Pequeña Grande

VELOCIDAD DE IO No Importa Muy Importante

TIEMPO DE COMPUTACIÓN Muy Grande Pequeño

VELOCIDAD DE CÁLCULO Muy Grande No Importante

ADMINISTRACIÓN DE DATOS Despreciable Muy Importante

SISTEMAS ADMINISTRATIVOS EN LÍNEA Y TIEMPO SISTEMAS ADMINISTRATIVOS EN LÍNEA Y TIEMPO REALREAL

SISTEMAS ADMINISTRATIVOS EN LÍNEA Y TIEMPO SISTEMAS ADMINISTRATIVOS EN LÍNEA Y TIEMPO REALREAL

SUCURSAL I SUCURSAL II SUCURSAL III

DEPÓSITO DEPÓSITO DEPÓSITO

Petición de mercaderías en más de un depósito, físicamente distante

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS CON TIEMPO RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS CON TIEMPO COMPARTIDOCOMPARTIDO

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS CON TIEMPO RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS CON TIEMPO COMPARTIDOCOMPARTIDO

SISTEMA DE SISTEMA DE COMPUTACIÓNCOMPUTACIÓN

Médicos Usuarios

Bancos Abonados

Los abonados al sistema están en lugares diferentes, todos pueden comunicarse con la computadora, plantear problemas y obtener respuestas inmediatas.

BENEFICIOS:

* Costos distrubuidos

* Gran computadora remota

* Pequeña empresa puede competir con una gran compañía

Simulación por ComputadoraSimulación por ComputadoraSimulación por ComputadoraSimulación por Computadora

Una computadora puede simular el mundo real, no con la construcción de un sistema material, sino mediante números y cálculos. La simulación total incluye millones de cálculos y puede ser realizado rápidamente y a bajo costo, solamente en una computadora.

(Ej.: SIMULADORES DE VUELO)

Servicios Médicos y HospitalariosServicios Médicos y HospitalariosServicios Médicos y HospitalariosServicios Médicos y Hospitalarios

Las computadoras ayudan en el diagnóstico médico y en la planificación dietética, realizan pruebas de rutina, analizan datos e imprimen directamente los resultados.

La atención de la salud se hace menos costosa, más efectiva y más accesible para todos. La computadora puede ayudara los médicos y a las enfermeras a hacer más saludable la gente y aún a salvar vidas.

MISMISMISMIS

Sistemas de información administrativa (MIS), proporcionan información a los funcionarios para realizar mejores negocios y para tomar decisiones acertadas.

CARACTERÍSTICAS

Todos los datos deben ser organizados en una base de datos, el cimiento del sistema.

Se suministra una comunicación bidireccional remota, directa y rápida y entre el usuario y la base de datos.

Se brinda flexibilidad para responder a requerimientos planificados y no planificados.

La información puede ser suministrada en una forma específica por el usuario.

Se provee al usuario la capacidad de buscar entre los datos y de recuperar información, con más profundidad a medida que se requiera.

Se brinda protección de archivos para impedir que usuarios no autorizados almacenen y recuperen datos.

Aspectos a tener en cuenta al adquirir una computadora Escritorio o Portatil

PCMCIA Peso Mouse Etc.

Plataforma Gabinete Dispositivio de visualización Red? Microprocesador

Aspectos a Tener en cuenta al adquirir una computadora

Velocidad de Reloj RAM CACHE ISA, Vesa, PCA SO Software Horizontal? Vertical? HD Floppys

Aspectos a Tener en cuenta al adquirir una computadora

Periféricos Mouse Impresoras Scanners FAX/Modems......

CDR – CDRW – DVD Soporte Técnico – Garantía y Reparación

Auto-Evaluación

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Education