INTRODUCCIÓN

En este espacio el estudiante del colegio Delia Zapata Olivella que hace parte de ciclo v, tendrá acceso a la información correspondiente a los diferentes temas que serán impartidos en Informática y tecnología  logrando con ello brindar a través  de este medio tecnológico, herramientas que contribuyan a su proceso formativo para ello tendrá acceso a vídeos, documentos, talleres y en general, explorando diversos formas de aprendizaje. 

TEMA 1

EVOLUCIÓN GENERACIONAL DE LOS PC.

INTRODUCCIÓN:

Es un sistema digital con tecnología microelectrónica capaz de procesar datos a partir de un grupo de instrucciones denominado 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.

ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR

INTRODUCCIÓN

En esta parte de la pagina encontrara diferentes conceptos fundamentales de un sistema de computo. Los estudiantes del colegio deben tener conocimientos básicos de su estructura física con su estructura lógica.

Componentes del Hardware y el Software, Algoritmos, Lenguajes de Programación para el procesamiento de datos, análisis, diseño, construcción, para aplicarlo en un proyecto de aula. 

https://www.calameo.com/read/005642056b20d511a7549 

LA ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR: Es un modelo de descripción funcional de los requerimientos, complementaciones de diseño para varias partes de una computadora.

se definirse como la forma de interconectar componentes de HARDWARE, para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo que tiene cada uno.

La computadora recibe y envía la información a través de los periféricos, por medio de los canales.

Procesador

Concepto

Es el cerebro del sistema, encargado de procesar todos los datos e informaciones. A pesar de que es un dispositivo muy sofisticado no puede llegar a hacer nada por sí solo. Para hacer funcionar es necesitamos algunos componentes más como lo son memorias, unidades de disco, dispositivos de entrada/salida y los programas. El procesador o núcleo central está formado por millones de transistores y componentes electrónicos de un tamaño microscópico. utiliza  lenguaje maquina, código binario para ser interpretado por el computador.

sistema jerárquico:

es un conjunto de sistemas interrelacionados, cada uno de los cuales se organiza de manera jerárquica, uno tras otro, hasta que alcanza el nivel más bajo de subsistema elemental. Una posible clasificación seria:

1. Nivel de Componente. Los elementos de este nivel son difusiones de impurezas tipo P y de tipo N en silicio, polisilicio cristalino y difusiones de metal que sirven para construir los transistores.

2. Nivel Electrónico. Los componentes son transistores, resistencias, condensadores y diodos construidos con las difusiones del nivel anterior. Esta tecnología de muy alta escala de integración o VLSI es la que se utiliza en la fabricación de circuitos integrados. En este nivel se construyen las puertas lógicas a partir de transistores.

3. Nivel Digital. Se describe mediante unos y ceros son las puertas lógicas, biestables y otros módulos tanto combinacionales como secuenciales. Este nivel es la aplicación del algebra booleana y las propiedades de la lógica digital.

4. Nivel RTL. El nivel de transferencia de registros RTL será el preferido para la descripción de los computadores. Elementos típicos en este nivel de abstracción son los registros y módulos combinacionales aritméticos.

5. Nivel PMS. Este nivel es el más alto de la jerarquía. Las siglas PMS provienen del ingles Processor Memory Switch. Con elementos de jerarquía los buses, memorias, procesadores y otros módulos de alto nivel.

Arquitectura Clásica de un Computador Modelo Von Neumann

La arquitectura Von Neumann tiene sus orígenes en el trabajo del matemático John Von Neumann desarrollado con John Mauchly y John P. Eckert y divulgado en 1945 en la Moore School de la Universidad de Pensilvania, Estados Unidos, en el que se presentaba e EDVAC ( Electronic Discrete Variable Automatic Computer). De aquí surgió la arquitectura del programa almacena en memoria y búsqueda/ejecución secuencial de instrucciones. En términos generales una computadora tiene que realizar 3 funciones:

ü Procesamiento de Datos

ü Almacenamiento de Datos

ü Transferencia de Datos

Tal que un PC (Personal Computer) debe procesar datos, transformando la información recibida, de igual forma tiene que almacenar datos, como resultado final de estas. También debe de realizar transferencia de datos entre su entorno y el mismo. La arquitectura de un computador hace referencia a la organización de sus elementos en módulos con una funcionabilidad definida y a la iteración entre ellos.

La estructura básica de Von Neumann que debe llevar una computadora para su correcta operación.

ESTRUCTURA BÁSICA DE UNA COMPUTADORA.

• CPU (por el acrónimo en inglés de central processing unit) :La unidad central de proceso es el corazón del computador. Controla el flujo de datos, los procesa, y gobierna las acciones en todo el sistema., que sincroniza las operaciones y marca la velocidad de proceso, este va marcando la evolución del CPU. El computador completo, dependiendo de los periféricos, sus tarjetas graficas, memorias, etc. Por lo tanto, el uso excesivo de los recursos que tenga la computadora puede resultar un sobrecalentamiento que deteriore parcial o totalmente la CPU.
• Entrada/Salida: transfiere datos entre el entorno exterior y el computador. En él se encuentran los controladores de periféricos que forman la interfaz entre los periféricos, la memoria y el procesador.
  
• Sistema de interconexión: Buses; es el mecanismo que permite el flujo de datos entre la CPU, la memoria y los módulos de entrada/salida. Aquí se propagan las señales eléctricas que son interpretadas como unos y ceros lógicos.
• Periféricos: estos dispositivos son los que permiten la entrada de datos al computador, y la salida de información una vez procesada. Un grupo de periféricos puede entenderse como un conjunto de transductores entre la información física externa y la información binaria interpretable por el computador. Ejemplos de estos dispositivos son el teclado, el monitor, el ratón, el disco duro y las tarjetas de red.

Unidad Central de Procesamiento

Controla el funcionamiento de los elementos de un computador. Desde que el sistema es alimentado por una corriente, este no deja de procesar información hasta que se corta dicha alimentación. La CPU es la parte más importante del procesador, debido a que es utilizado para realizar todas las operaciones y cálculos del computador. La CPU tiene a su vez otra estructura interna que se muestra en la .

• Unidad de Control (UC): La unidad de control se encarga de leer de la memoria las instrucciones que debe de ejecutar y de secuenciar el acceso a los datos y operaciones a realizar por la unidad de proceso. La UC genera las señales de control que establecen el flujo de datos en todo el computador e interno en la CPU. 
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Memoria

En la memoria se almacena el programa y los datos que va a ejecutar el CPU. Las instrucciones son códigos binarios interpretados por la unidad de control, los datos de igual manera se almacenan de forma binaria.

La memoria principal de los computadores tiene una estructura similar a la mostrada en el esquema de la Figura. Se considera como una matriz de celdas en la que la memoria puede acceder a los datos aleatoria mente.

Circuitos de Memoria.

El almacenamiento de la información se hace a través de dispositivos de memoria que almacenan la información de forma binaria para después tener la posibilidad de recuperar dichos datos. Estos contribuyen una jerarquía en la que están más cerca de la CPU los dispositivos más rápidos y en niveles más alejados los dispositivos más lentos. Los parámetros más importantes para medir los circuitos de memoria son:

• Tiempo de Acceso: es el tiempo necesario para poder recuperar la información de los dispositivos de memoria.
• Densidad de información:depende de la tecnología utilizada ya que ocupan un espacio distinto por cada bit de información.
• Volatilidad:se refiere a la pérdida de información si no se mantiene en alimentación al circuito, esta información debe de recuperarse de forma automática cuando se conecte de nuevo la alimentación y comience el funcionamiento de la computadora.

a) Memorias RAM

Es una memoria volátil, de acceso rápido que puede almacenar y leer información su característica es que la hace ideal para ser memoria principal en los ordenadores, la celda de almacenamiento de la SRAM contiene 4 transistores MOS que almacenan 1 y 0 mientras se mantenga la alimentación del circuito.

b) Memorias ROM

Las memorias de solo lectura una vez que han sido escritas o programadas solo se puede leer el contenido de las celdas, se suelen utilizar para almacenar el código que permite arrancar a los sistemas; estas se fabrican para aplicaciones masivas con mascaras de silicio. Hay 3 tips de memorias ROM que pueden ser programadas en el laboratorio, algunas pueden ser borradas.

Entrada/Salida

Como sabemos una computadora tiene dispositivos de entrada y salida como son los que contiene el gabinete, disco duro, placa madre, unidades de CD o DVD, etc. El problema principal que existe entre ellos es su tecnología y que tienen características diferentes a los del CPU, estos también necesitan una interfaz de cómo se van a entender con el CPU, al igual que el procesador y el controlador periférico para intercambiar datos entre la computadora.

Sistema de Interconexión: Buses.

La conexión de los diversos componentes de una computadora, tales como discos duros, tarjetas madres, unidades de CD, teclados, ratones, etc. se efectúan a través de los buses. Un bus se define como un enlace de comunicación compartido que usa múltiples cables para conectar subsistemas. Cada línea es capaz de transmitir una tensión eléctrica que representa un '1' o un '0'. Cuando hay varios dispositivos en el mismo bus, habrá uno que podrá enviar una señal que será procesada por los demás módulos. Si se mandan los datos al mismo tiempo marcara un error o una contención del bus, por lo que el acceso estará denegado. Según si criterio de funcionabilidad los buses se dividen en:

• Buses de datos: es el que se utiliza para transmitir datos entre los diferentes dispositivos del computador.
• Buses de Direcciones: sirve para indicar la posición del dato que se requiere acceder.
• Bus de Control: sirven para seleccionar al emisor y al receptor en una transacción del bus.
• Bus de alimentación: sirve para proporcionar a los dispositivos voltajes distintos.

Periféricos.

Se entenderán todos aquellos dispositivos que son necesarios para suministrar datos a la computadora o visualizar los resultados. Los periféricos se conectan mediante un bus especial a su controlador o al modulo de E/S (Entrada y Salida)

Entre los periféricos de entrada tenemos al teclado, ratones, pantallas, digitalizadoras y más. Otros dispositivos periféricos fundamentales para la interacción del hombre con la computadora son las terminales de video y las tarjetas graficas.

Tecnología de los computadores.

Las tendencias tecnológicas van avanzando con el paso del tiempo, así mismo en términos informáticos y de electrónica van saliendo circuitos integrados digitales más veloces, lo cual también va ligado en términos monetarios altos, las actualizaciones de un sistema de computo sale relativamente costoso dependiendo de las características de la tecnología que se le este implementando. Los circuitos integrados como sabemos hoy en día estos se van haciendo aun más pequeños ya que existen muchos avances en la tecnología en las ciencias de la miniaturización como son la micro y nanotecnología que estos ocupan, ya que los dispositivos que antes eran enormes y ocupaban el tamaño de una habitación ahora son tan pequeños que pueden caber en la palma de nuestras manos. Lo que implica que los sistemas avancen son los siguientes términos:

• Tecnología: los transistores utilizados por los dispositivos de un computador son los llamados transistores de unión bipolar o BJT que estos a su vez generaron familias tecnológicas como lo son los TTL. Esta tecnología ha tenido como ventajas su facilidad para suministrar corriente y su rapidez, apareciendo como desventaja su alto consumo de energía en comparación con los CMOS; esta segunda tecnología se basa en la utilización de transistores de efecto de campo, es elegida actualmente para fabricar la mayoría de los CPU's. otra tecnología como la BiCMOS combina en un solo proceso tecnológico de transistores BJT y CMOS tratando de combinar las ventajas de ambos.
• Velocidad: hace referencia al tiempo de respuesta y los retrasos inevitables que aparecen en su funcionamiento. Esto hace que los CI más sencillos dependan de la tecnología utilizada. El problema de la velocidad estribara en que la ejecución paralela requerirá más circuitería y el circuito seria mayor.
• Escala de Integración: los CIs (Circuitos Integrados) CMOS se construyen a partir de la litografía que se aplican mascaras que proyectan las siluetas de los polígonos que forman a los transistores. Se trata la oblea químicamente y en las diferentes fusiones se hacen los transistores; estos se dividen en segmentos que pueden alcanzar a las micras de tamaño. Cuanto mejor y preciso sea el proceso de la creación de las difusiones, los tamaños serán menores, y por tanto en una misma superficie de silicio se podría incluir más lógica.
• Tamaño: depende de la fabricación del CI ya sea sencillo o que tan complejo pueda ser este para las operaciones para la cual fue programado.
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La Placa Base

Es el componente principal, por lo tanto este se tiene que escoger con el más sumo cuidado para que el ordenador tenga una calidad excelente al igual que su rendimiento en la ejecución de tareas. Al comprar la placa base debemos ver qué tipo de procesador soporta, si posee slots de expansión suficientes para los periféricos que deseemos instalar. Una placa se confecciona usando una técnica llamada MPCB( Multiple Layer Contact Board), que consiste en varias placas apiladas como si fueran una; este tipo de placas deben ser fabricadas de forma minuciosa, pues un mínimo error en la posición de las pistas, haría que sufriese interferencias y convertirán a la placa en inestable. La calidad de las placas no depende precisamente de la marca pero si nos debemos cerciorar de la marca que estamos adquiriendo, ya que, para encontrar controladores de los dispositivos de dicha placa será más fácil entrando a la página del fabricante.

Disco Duro

Es importante saber el tiempo de acceso, la velocidad de rotación y la densidad del disco duro. El tiempo de acceso determina cuanto tiempo tarda el cabezal de lectura en encontrar el dato que debe leerse. La velocidad de rotación se mide en rpm, revoluciones por minuto. La densidad o cantidad de datos que caben en cada disco duro, también determina su rendimiento, pues los datos estarán más expuestos entre sí, serán localizados más rápidamente.

Tarjeta Grafica

Existen tarjetas de 2D y 3D. También existen tarjetas aceleradoras de 3D que deben usarse con una tarjeta de 2D común. También existen las tarjetas graficas "combo", que realizan funciones de 2D y 3D. Al día de hoy, incluso las tarjetas graficas on board (se refiere a dispositivos que vienen integrados en la placa madre) vienen con recursos 3D, aunque su rendimiento no se compara en lo absoluto con el de una tarjeta grafica de calidad.

Tarjeta de Sonido

No tiene ninguna influencia con el rendimiento del equipo, solamente determina la calidad de audio. Para uso normal, se utilizan las Sound Blaster generalmente con chipsets Yamaha. Las tarjetas de sonido más caras marcan la diferencia si pretendemos trabajar en la edición musical, o queremos oír música MIDI en máxima calidad. También existen las tarjetas de sonido 3D, como la Sound Blaster Live, que generan sonidos que parecen venir de todas direcciones. Este efecto es muy utilizado en teatros en casa, para escuchar el sonido de forma más real.

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