Funcionamiento

ÍNDICE GENERAL[pic 1]

• Introducción al funcionamiento de las computadoras ………………………2

• Principios analógicos y digitales……………………………………………….2

1. Numero binarios…………………………………………………3
2. Conversión de señal…………………………………………….4
3. Puertas lógicas…………………………………………………..4

• Unidad central de proceso……………………………………………………...5

1. Memoria de la computadora…………………………………...6

• Señales periféricas………………………………………………………………7

• Redes multiplexadas…………………………………………………………….7

1. Protocolo CAN…………………………………………………...8
2. Protocolo VAN…………………………………………………...9

• BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………..10

INTRODUCCION AL FUNCIONAMIENTO DE LAS COMPUTADORAS

El uso de las computadoras actuales comenzó con los sistemas de inyección electrónica de gasolina y encendido, se ha incluido hasta el control y operatividad de varias funciones, como la climatización, el alumbrado, los sistemas anti blocaje de frenos, la suspensión electrónica, las trasmisiones automáticas. Cualquiera de estos sistemas, así como otros muchos están operados por la llamada “unidad electrónica de control” (UCE) [pic 2]

Una computadora opera las condiciones físicas que constituye una información adaptándolas convenientemente para, seguidamente, dar salida a las corrientes eléctricas de gobierno de los actuadores pertinentes en cada caso

• Entrada: Una señal de voltaje es enviada desde una unidad de entrada. Esta entrada puede ser un sensor o interruptor
• Procesamiento: las computadoras utilizan la información de entradas y las comparan con instrucciones ya señaladas
• Almacenaje: las instrucciones del programa se encuentran almacenadas en una memoria electrónica
• Salida: después de que la computadora halla procesado las señales procedentes de los sensores de entrada y comprobado sus instrucciones de programa, dará salida a los comandos u ordenes para las diferentes unidades de salida

PRINCIPIOS ANALOGICOS Y DIGITALES

un programa es un conjunto de instrucciones que la computadora debe seguir para obtener los resultados deseados. Las expresiones digitales y analógicas son opuestas. Analógico se significa algo que varia de forma continua, es decir, que la señal de voltaje es variable, sin un rango determinante. Una señal analógica se puede tomar distintos valores de tensión entre un máximo y un minino, variando progresivamente a lo largo del tiempo, como acure con las señales del régimen de los sensores de régimen y temperatura, digital significa algo de naturaleza incremental , lo que supone que la señal de voltaje tiene uno o dos estados como apagado-encendido. Este tipo de señal solo tiene 2 valores de tensión sin ningún valor de intermedio en su progresión en el tiempo.

La computadora es capaz de leer solo señales de voltaje. Los programas empleados por las computadoras son grabados en circuitos integrados usando una secuencia de números. Estos números representan varias combinaciones de valores de voltaje que la computadora puede interpretar. Las señales de voltaje para las computadoras pueden ser analógicas o digitales. La mayoría de las entradas de los sensores son variables analógicas. Por ejemplo los sensores de temperatura no cambian de forma escalona o abrupta.

• NUMEROS BINARIOS

Un transistor que opera con un relé es una computadora digital básica. Como la señal de entrada procede de un interruptor conectado o desconectado, la salida del transistor cambia de bajo a saturado. Las señales de salida de encendido-apagado representan los dígitos binarios 1 y  0. 

La computadora convierte la señal digital al código binario, traduciendo los valores por encima de uno en el digito 1, y los que están por debajo de ese valor en el digito 0, cuando el interruptor esta abierto y son detectados los 5 voltios, el valor del voltaje es traducido por 1. Cuando el interruptor esta cerrado, es detectado voltaje bajo y el valor se traduce a 0.[pic 3]

Así pues el bit es la unidad más pequeña de información que se puede producir, almacenar, y trasmitir en forma eléctrica. Se presenta por 0 y unos para indicar la ausencia de señal eléctrica.

Un byte (también llamado octeto) es un conjunto o grupo de 8 bits, cuyo significado viene determinado por la forma en que están codificados los datos de calcular y en la forma que se trasmiten

Pueden establecer un sistema de cálculo utilizando solo los guarismo 0 y 1, este es un sistema binario, que al igual que otros, como el decimal, permite contar y representar cualquier cifra, pero dada la sencillez de sus reglas aritméticas, es el sistema utilizado por computadoras  

En el sistema binario, todos los números se agrupan y leen de derecha a izquierda dado que el sistema solo usa los números (0,1), la columna que presenta un 0 no tiene valor, mientras que la que presenta uno vale 1 si es la primera columna empezando por la derecha

• CONVERSION DE SEÑAL

Para que la computadora reciba la señal del sensor, y de las ordenes a los actuadores, se requiere un interface (cambiar de fase). La computadora tendrá 2 circuitos interface: entrad y salida. Las computadoras digitales no pueden aceptar señales de los sensores y requieren un interface de entrada que convierta las señales analógicas a digitales. También, algunos de los actuadores señalados pueden requerir señales analógicas. En este caso es utilizado un conversor de salida digital a analógica (D/A).

Los datos de entrada son trasmitidos al microprocesador por medio de un interface y desde aquí se obtienen los datos de salida a través de otro interface. El tratamiento de los datos en el microprocesador esta comandado por las memorias RAM, ROM y PROM, a que a su vez  se combinan con un reloj de pulsos el cual es un oscilador de cristal o reloj que indica el pulso de tiempo constante. E reloj marca un crecimiento ordenado de la información a través de los circuitos de la computadora trasmitiendo un bit en código binario en cada pulso del reloj. De este modo las computadora es capaz d e distinguir en el código binario un 101 de un 1001

El sistema binario utilizado por las computadoras permite convertir cualquier cifra en estado de pasa o no pasa corriente. Tomemos el ejemplo de una calculadora al sumar 5+4. Cuando se introduce el primer numero, la maquina lo convierte de inmediato a código binario y lo trasforma en 1001, lo cual supone que en el circuito eléctrico 2 transistores determinados se hacen pasantes (conducen). Después se introduce el signo se + y luego el numero 4, y la calculadora lo convierte en el binario 0100, lo que supone en este caso un transistor se ponga en el estado de conducción. Luego realiza una suma en binario y el resultado es 1001 supone que la conducción de 2 nuevos transistores.

• PUERTAS LOGICAS

Están formadas por millares de transistores de efecto campo (FET) incorporados en la circuitería de la computadora. Los FETs utilicen los modelos de voltaje que llegan para determinar los modelos de pulsos que abandonan la puerta.

1. Puerta NO: una puerta NO simplemente cambia los unos binarios a ceros y viceversa

1. Puerta AND (Y): la puerta Y tiene al menos 2 entradas y una salida. La operación efectuada es similar a la que realizan los interruptores conectados en serie.

1. Puerta OR: la puerta OR opera de forma similar a 2 interruptores que están conectados en forma paralela como una lámpara. Si el interruptor A o B están cerrados la lámpara se encenderá una señal alta en una entrada se traduce a una señal de salida alta

1. Puertas NAND y NOR: una puerta de negación antes de una puerta OR y AND invertirá la salida de la misma

1. Puerta EXCLUSIVE-OR: es una combinación de puertas tales que la salida solo será una señal alta si y solo si las entradas son diferentes.

1. Circuito descodificador: para depurar la salida correcta o deseada basada en una combinación de entradas dada, es utilizada una combinación de puertas AND. Cuando el bit modelo correcto es recibido por el decodificador, este producirá la señal de voltaje alto para activar el relé del aire acondicionado

1. MULTIPLEXOR; una computadora básica no es capaz de atender todos los datos que llegan por las diferentes entradas al mismo tiempo. Para examinar cada una de las señales de entrada es utilizando u multiplexor, mediante el cual se examina el análisis en el orden adecuado.

1. DEMULTIPLEXOR: trabaja de forma idéntica al MUX exceptuando que controla las salidas

1. Biestables RS y circuitos RS flip-flop: son circuitos lógicos que recuerdan las entradas previas que no modifican sus salidas hasta que reciben nuevas señales de entrada. Un circuito flip-flop controlado en tiempo tiene un reloj inversor de la señal como entrada, por lo cual, las operaciones en este circuito deben sucederse en el orden apropiado.

UNIDAD CENTRAL DE PROCESO

La unidad central de proceso es el cerebro de la computadora esta formada por miles de transmisores ubicados en un pequeño chip que proporciona la información dentro y fuera de la memoria de la computadora la señales de entrada son procesadas en la CPU y comparadas con el programa en memoria. La CPU a veces también compara cuidadosamente cualquier otra información con los parámetros de programa que están almacenados en la memoria.

...