Introducción a la programación. Componentes y arquitectura de un computador
Hardware y software
En computación tenemos dos elementos básicos:
Hardware
Software
Hardware y software
En computación tenemos dos elementos básicos:
Hardware
En términos simples, corresponde a todas aquellas partes físicas o materiales, que podemos ver y tocar. Por ejemplo, el monitor, el teclado, mouse, disco duro, tarjeta de video, CPU, etc.
Software
Podríamos entender por software el conjunto de instrucciones que los computadores emplean para manipular y procesar datos
Sin el sw el computador sería un conjunto de dispositivos físicos sin utilidad.
(Gp:) Componentes Físicos
Electro-Mecánicos
Dispositivos de Entrada
Dispositivos de Salida
Unidad Central de Proceso
Memoria Principal
Memoria Secundaria
(Gp:) Hardware
(Gp:) Componentes lógicos que se ejecutan en el hardware:
Sistema Operativo
Paquetes Básicos: Procesador de Texto
Planilla Electrónica
Presentación
Programas de Aplicación
(Gp:) Software
Hardware y software
Hardware
Los computadores están formados por una serie de componentes, los cuales determinan en conjunto las capacidades del computador
CPU y tarjeta madre
Memoria RAM y ROM
Disco duro y disquetera
Monitor y tarjeta de video
Otros dispositivos
Hardware
CPU (Central Process Unit)
Unidad de procesamiento central
Cerebro
Memoria ROM
Instintos
Memoria RAM
Información que se maneja en el momento
Memoria secundaria
Discos magnéticos y ópticos, cintas
Información que se busca en elementos adicionales
CPU
Memoria RAM
Memoria Secundaria
Disp. Entrada (mirar, escuchar)
Disp. Salida hablar)
Hardware
Dispositivos de entrada
Ingreso de información
Sentidos (ojos, oídos)
Dispositivos de salida
Entrega de información
Gestos, voz
CPU
Memoria RAM
Memoria Secundaria
Disp. Entrada (mirar, escuchar)
Disp. Salida hablar)
Hardware: Tarjeta madre
Tarjeta madre (mother board)
Es la placa de circuitos integrados en la cual se inserta el procesador, la memoria y otros componentes a través de los buses y las ranuras de expansión
Es la base para comenzar a armar un computador
Las ranuras de expansión permiten conectar, por ejemplo, tarjetas de sonido (que permiten al PC reproducir sonido), modem (para navegar por internet), tarjeta de video (para mostrar imágenes en la pantalla)
Almacenamiento (Memoria)
Unidades de memoria
1 bit (puede tomar valores: 1 ó 0 – binarios)
1 byte : 8 bits
1 kilobyte (Kb) : 210 bytes
1 megabyte (Mb) : 210 kilobytes: 220 bytes
1 gigabyte (Gb) : 210 megabytes: 230 bytes
1 terabyte : 210 gigabytes: 240 bytes
Almacenamiento (Memoria)
Tipos de memoria
Memoria RAM (random access memory)
Permite al computador almacenar información que la CPU está accesando frecuentemente y necesita para operar
Por ejemplo, información de un programa, instrucciones, datos, etc.
Memoria ROM (read only memory)
Contiene la información preinstalada, la cual es imposible modificar o borrar por completo
Es la información que indica los procesos básicos que debe ejecutar el computador (antes de ejecutar cualquier programa)
Las partes de un computador
Caché
es una unidad pequeña de memoria ultrarrápida en la que se almacena información a la que se ha accedido recientemente o a la que se accede con frecuencia, lo que evita que el microprocesador tenga que recuperar esta información de circuitos de memoria más lentos.
Almacenamiento (Memoria)
La memoria secundaria son todas las unidades de disco que un computador puede tener
Disco duro: 400 Mb, 20 Gb, 100 Gb
Unidad de disco flexible (disquete)
Disquete tamaño 5¼, capacidad 360 Kb, 1.2 Mb
Disquete tamaño 3½, capacidad 720 Kb, 1.44 Mb
CD-ROM (compact disc, read only memory)
Tamaño 700 Mb, usualmente se utilizan con información sólo para lectura
DVD (digital video disc o digital versatile disk)
4.7 Gb a 17 Gb
Cintas
Originalmente gran tamaño y lentas. Hoy existe el DAT (digital audio tape), usado para tener respaldos de información de discos duros
CPU (Unidad Central de Procesamiento)
Es un chip que viene en una tarjeta de circuitos (tarjeta madre)
Grandes computadores (mainframe) usan CPU más poderosas e incluso varias dentro del mismo computador
PC utilizan una sola CPU
Su capacidad se indica por el modelo (en PC: 8088, 80286, 80386, 80486, Pentium)
Intel Pentium IV (3 GHz)
AMD Athlon (2,1 GHz)
CPU tiene un reloj interno cuya velocidad se mide en hertz, lo que determina la velocidad de procesamiento
CPU (Unidad Central de Procesamiento)
Unidad de Control (CU)
Se encarga de traer las instrucciones de memoria principal y determinar su tipo
Unidad de Aritmética y Lógica (ALU)
Se encarga de llevar a cabo evaluaciones aritméticas (adición, substracción, multiplicación, división) y lógicas (and, or, not, etc.) necesarias para realizar las distintas instrucciones
Registros
Constituyen una pequeña memoria de alta velocidad, utilizada para almacenamiento de resultados intermedios y de cierta información de control
Contador de programa: almacena información (la dirección) de la siguiente instrucción a ejecutar
Registro de instrucción: contiene la instrucción que se está ejecutando
Registro de propósito general: registros accesibles por programadores de bajo nivel
CPU (Unidad Central de Procesamiento)
Diferentes computadores entienden diferentes conjuntos de instrucciones
Assembler
Dentro de la misma familia de computadores entienden las mismas instrucciones
Pentium III vs Pentium IV (nuevas instrucciones)
Aplicación hecha para un tipo de procesador no funcionará en otro tipo de computador
Macintosh vs PC
Dispositivos de entrada
Teclado
Expandido 101 teclas, etc.
Mouse
2 3 botones
Scanner
Modem
Joystick
Lector óptico
Dispositivos de salida
Monitor
VGA, SVGA, UVGA, CGA
Impresora
Láser, inyección de tinta, matriz de puntos
Modem
Parlantes
Arquitectura de un computador
Como hemos visto, la arquitectura general de un computador consta básicamente de 3 partes:
CPU
Memoria
Dispositivos de entrada/salida
Esta arquitectura fue propuesta por John Von Neumann en 1945, y hoy en día la mayoría de los computadores están basados en ella
Arquitectura de Von Neumann
La CPU de von Neumann
Arithmetic
Logic
Circuits
AC
Control Circuits
PC
IR
AR
DR
Main
Memory
C0
C1
C2
C12
Flags
…
Devices
ALU:
Arithmetic
Logic
Unit
Control
Unit
Registros del Procesador
Bus de
control
Bus de
direcciones
Bus de
datos
Mapas Conceptuales
Fueron propuesto formalmente por Joseph Novack.
Son una forma de organizar el conocimiento respecto de un tema
Se trata de presentar CONCEPTOS relacionados mediante ENLACES.
Son una forma gráfica de organizar conocimientos para comunicarlo y distribuirlo rápidamente.
Mapa Conceptual
Recuerda:
Un mapa conceptual no tiene que ser simétrico.
Un mapa conceptual es una forma breve de representar información.
No existe un mapa correcto o perfecto para un grupo de conceptos, los errores solo ocurren si las relaciones entre los conceptos son incorrectas.
Ejemplo
Las plantas
Herramientas
Existen Herramientas de Software que apoyan la construcción y distribución de Mapas Conceptuales.
CmapTools (http://cmap.ihmc.us/download).
FreeMind
¿Qué es un mapa Conceptual?
Ejercicio
Con respecto a lo que UD. sabe (y se ha revisado en clases) acerca del Hardware y Software, construya un mapa conceptual que represente ese conocimiento. Debe representar qué son, para qué sirven, donde se utilizan, sus componentes y funciones.
Ejemplo
Procesador de Texto Word (Microsoft)
Planilla Electrónica Excel (Microsoft)
Software de Presentación PowerPoint (Microsoft)
Programa que permite resolver la ecuación de primer grado
Programa de Aplicación
Programa que permite resolver la ecuación de primer grado
a x + b = 0
?
a
b
x = -b / a
#include
int a,b,x;
main()
{
printf(Ingrese valores de EC);
scanf(%d %d,&a,&b);
if a ==0 printf (error);
else
{
x = -b / a;
printf(La solución es %d:,x);
}
printf(Fin programa);
}
Algoritmo EC 1er Grado
Variables
a,b,x de tipo entero
Inicio
Escribir(Ingrese valores de EC)
Leer (a,b)
Si a = 0 entonces
escribir (Error)
sino
Inicio
x=-b/a
Escribir (La solución es:,x)
Fin
Escribir(Fin programa)
Fin