Ordenador

TEMA 2: ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE UN ORDENADOR

1.- Introducción

2.- La codificación de la información

3.- La estructura del ordenador

3.1.- El procesador

3.2.- La memoria

3.3.- Los periféricos

4.- Tipos de ordenador

5.- La comunicación entre ordenadores

6.- El “software” y sus tipos

Bibliografía

Algarabel S. y Sanmartín, J. (1990) Métodos Informáticos aplicados a la Psicología. Madrid. Pirámide.

Guilera (1988) Introducción a la Informática. Barcelona. Edunsa.

Arrabal JJ. y otros (1999) Informática aplicada. Madrid. McGraw-Hill.

Martín, NB. (2000) Guia visual de introducción a la informática. Madrid. Anaya

Rodríguez Vega, J. (2001) Introducción a la informática. Madrid. Anaya.

1.- INTRODUCCIÓN

ORDENADOR

En un ordenador hay que distinguir entre:

o Hardware:

o Software (programas):

PRECURSORES

o ÁBACO (2000-1000 a.c.)

o MÁQUINA DE BABBAGE (1832)

o MÁQUINA DE HOLLERIT (1887)

PRIMERA GENERACIÓN (HASTA 1959)

o CARACTERÍSTICAS:

o Gran tamaño

o Memorias internas pequeñas

o Usan vávulas de vacio

o Condiciones ambientales controladas

o Posibilidad de averías frecuentes

• ORDENADORES

o MARK I (H. Aitken, 1937-44)

o ENIAC (1945)

o UNIVAC I (1951)

o IBM 701 (1953)

SEGUNDA GENERACIÓN (1960-1964)

o CARACTERÍSTICAS:

o menor tamaño

o Usan TRANSISTORES

o menos caros

o menor consumo eléctrico

• ORDENADORES

o UNIVAC 1107

o IBM 1620, 1401, 7094

TERCERA GENERACIÓN (1965-1969)

o CARACTERÍSTICAS:

o Circuitos integrados (Chips)

o Mayor integración Hardware y Software

CUARTA GENERACIÓN (DESDE 1970)

o CARACTERÍSTICAS:

o Tecnología LSI (1971)

o Tecnología VLSI (1976)

o Mocrocomputador monopastilla

o Desarrollo de los Ordenadores Personales (80-90) (Spectrum, Commodore)

o Aparecen los PCs con MS-Dos (80)

o Multimedia, Internet y portátiles (90)

GENERACIÓN

Características PRIMERA SEGUNDA TERCERA CUARTA

Años 1951-1959 1960-1964 1965-1969 1970-

Componentes Válvulas Transistores Chips LSI-VLSI

Nivel de integración 1

uc/cm3 100

uc/cm3 10.000

uc/cm3 1.000.000 uc/cm3

Velocidad del Proceso 0.01 Mips 0.1 Mips 10 Mips 1.000 Mips

Tiempo entre fallos Horas Decenas de Horas Centenas de Horas Miles de Horas

Periféricos - Vinculados a la Unidad Central

- Escasa variedad -Independientes de la UC

-Cintas y discos -Gran variedad -Gráficos

-Imágenes

-Terminales inteligentes

Software

-Inflexible

-Leng. Máquina

-Sin SO -Leng. Simbólicos

-SO Batch

-Teleproceso -Leng Alto nivel

-Multiprog

-Tiempo compartido -Leng 4ª generac.

-IA. SE

- Redes

Uc: unidades de conmutación; Mips: Millón de instrucciones por segundo

2.- CODIFICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

Podemos definir INFORMACIÓN, en términos vulgares como:

Y en términos matemáticos e informáticos, como

• Un autor importante es SHANNON, que en 1947 inicia el desarrollo de la teoría de la información

• Para que exista información debe existir incertidumbre, es decir, debe existir la posibilidad de que existan varias cosas. Así, un sistema es capaz de producir o transmitir información si al menos puede presentar dos estados distintos (verdadero/falso, ocurre/no ocurre, 0/1).

• Así pues, la mínima cantidad de información es la que tiene esos dos posibles estados. Se denomina:

Uniendo bits, podemos tener mensajes con mayor cantidad de información. Así:

• 1 bit = 2 mensajes (0, 1)

• 2 bits = 4 mensajes (00, 01, 10, 11)

• 3 bits = 8 mensajes (000, 001,...111)

en general,

Otras unidades de información ( o de almacenamisnto de información) son:

• bit (b)

• Byte (B) = 8 bits = 256 mensajes

• Kilobyte (KB) = 210 Bytes = 1024 Bytes

• Megabyte (MB) = 210 KB = 220 Bytes

• Gigabyte (GB) = 210 MB = 230 Bytes

• Terabyte (TB) =210 GB = 240 Bytes

• Peta byte (PB) = 210 TB = 250 Bytes

Definición de CODIFICACIÓN :

Características:

• Un sistema de codificación consiste en establecer para el alfabeto de partida una secuencia determinada y única del segundo alfabeto.

• Una vez establecido el sistema de codificación se puede DECODIFICAR cualquier mensaje escrito en el alfabeto A2 al alfabeto A1.

• Con un alfabeto de sólo dos símbolos (binario) se puede presentar cualquier información escrita en el alfabeto normal. Por ejemplo el alfabeto MORSE.

Existen múltiples sistemas de codificación:

• Sistema binario: 2 símbolos

• Sistema decimal: 10 símbolos

• Sistema hexadecimal: 16 símbolos

• Código ASCII (American Standard Code for Information Interchange).

3.- LA ESTRUCTURA DEL ORDENADOR

Un ordenador está compuesto por una serie de elementos que le permiten, como procesador de información que es, recibir información, procesarla y emitir los resultados.

Pueden distinguirse tres partes fundamentales:

1.- EL PROCESADOR

2.- LA MEMORIA CENTRAL

3.- LOS PERIFÉRICOS

Estas partes se articulan en torno a unas vias de comunicación denominadas BUSES

• Está compuesto por un conjunto de lineas eléctricas que transportan grupos de bits de información cada uno en un lapso de tiempo determinado.

• Hay tres tipos de BUSES INTERNOS:

o BUS DE DATOS: Transmite los datos que van a ser transferidos

o BUS DE DIRECCIONES: determina el punto de partida y destino de la información

o BUS DE CONTROL: transmite señales que determinan el momento en que se tienen que realizar los procesoso de emisión y de recepción.

3.1. EL PROCESADOR

• También se denomina microprocesador, Unidad Central de Procesamiento o CPU (Central Processing Unit)

• Es el cerebro y corazón del ordenador

• Es un circuito integrado, fabricado sobre una delgada tableta de silicio que contiene millones de pequeños interruptores (1/0).

• Se encarga de realizar las operaciones con los datos a gran velocidad y de controlar los procesos que se ejecutan

• Realiza operaciones de modificación y transferencia de la información mediante la interpretación y ejecución de una serie de instrucciones almacenadas en ciertas parcelas de la memoria interna

• Es donde se realizan todos los cálculos, los controles de acceso a los periféricos y, practicamente, la mayoría de las tareas que se ejecutan en un ordenador

• Algunos procesadores incorporan al principal, copocesadores especializados (matemáticos, gráficos, etc) (siglas SX: sin copocesador /DX: con coprocesador)

Componentes de un PROCESADOR:

• UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICA (ALU): Es donde se ejecutan cada una de las operaciones (p.ej.: traspasar un dato de la memoria a un registro de la CPU, realizar la suma de las datos almacenados en un registro, etc) sean aritméticas o lógicas.

• UNIDAD DE DECODIFICACIÓN DE INSTRUCCIONES: Es el lugar donde se decodifican las instrucciones de los programas.

• UNIDAD DE CONTROL DEL BUS: Detecta señales de estado otras partes y genera señales de control motorizando las operaciones.

• UNIDAD DE PUNTO FLOTANTE (FPU): Es la que se encarga de manejar los números decimales

CARACTERÍSTICAS DE UN PROCESADOR:

• CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO: viene determinada por el juego de instrucciones de que dispone y por la amplitud del bus de datos (de 8, 16 o 32 bits, por ejemplo)

• CAPACIDAD

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