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Introducción a la programación. Componentes y arquitectura de un computador




Enviado por Pablo Turmero



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    Hardware y software
    En computación tenemos dos elementos básicos:
    Hardware

    Software

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    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.

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    (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

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    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

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    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)

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    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)

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    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)

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    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

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    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)

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    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.

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    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

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    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

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    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

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    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

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    Dispositivos de entrada
    Teclado
    Expandido 101 teclas, etc.
    Mouse
    2 – 3 botones
    Scanner
    Modem
    Joystick
    Lector óptico

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    Dispositivos de salida
    Monitor
    VGA, SVGA, UVGA, CGA
    Impresora
    Láser, inyección de tinta, matriz de puntos
    Modem
    Parlantes

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    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

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    Arquitectura de Von Neumann

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    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

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    Mapas Conceptuales

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    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.

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    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.

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    Ejemplo
    Las plantas

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    Herramientas
    Existen Herramientas de Software que apoyan la construcción y distribución de Mapas Conceptuales.
    CmapTools (http://cmap.ihmc.us/download).
    FreeMind

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    ¿Qué es un mapa Conceptual?

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    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.

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    Ejemplo

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    Procesador de Texto Word (Microsoft)

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    Planilla Electrónica Excel (Microsoft)

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    Software de Presentación PowerPoint (Microsoft)

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    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

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