Elaborado por: Pérez Pérez Raymundo

Un vistazo a los sistemas

Antecedentes de la computación

1.122 a.C. y 249 a.C. :

Creación del ábaco, instrumento utilizado en la antigüedad para realizar operaciones matemáticas simples (suma, resta, multiplicación y división), por lo que es considerado como uno de los primeros dispositivos mecánicos.

1642:

Se desarrolla la Pascalina, inventada por Blaise Pascal, la cual fue la primera calculadora en funcionar con engranes y ruedas.

1801:

Joseph Marie Jacquard inventa las tarjetas perforadas, dichas tarjetas son capaces de almacenar información en forma de perforaciones basándose en el código binario.

1837:

La primera computadora fue creada por Charles Babbage, matemático de la Universidad de Cambridge en el siglo XX.

1944:

Se construyó en la Universidad de Harvard la Mark 1.

1947:

Se construye la ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) en la Universidad de Pennsylvania por los ingenieros John Mauchly y John Eckert

1980:

El primer lenguaje de programación es creado y es llamado ADA en honor a Lady Augusta Ada.

ENIAC

Recuperado de Diario EL PAÍS

Abaco antiguo

Recuperado de Fundación CIENTEC

GENERACIONES DE LAS COMPUTADORAS

1era. Generación

Inició en 1951-1958
E.U empezó a utilizar la UNIVAC 1
Computadoras fabricadas con bulbos
Programas escritos con un lenguaje maquinal
Alto consumo de energía produciendo altas temperaturas
Tubos al vacío
Tarjetas perforadas

2da. Generación

Transistores y sistemas de procesamiento por lotes
Cambio de transistores en vez de bulbos
Inició en 1959-1963
Se desarrollan telecomunicaciones entre computadoras
Mainframes: computadoras capaces de procesar miles de millones de cálculos y transacciones en tiempo real, de manera segura y confiable.
Fortran y COBOL

3era. Generación

Circuitos integrados y multiprogramación
Comenzó a mediados de los años 60
Introducción de circuitos integrados en un chip sencillo
Más capacidad de memoria y poder de procesamiento
Desarrollo de software
CTSS (Compatible Time Sharing System)
UNIX y LINUX

4ta. Generación

Computadoras personales
GUI
Apple Macintosh
Introducción de circuitos integrados a gran escala
Mercado expandido de lenguajes como dBase, Lotus 1-2-3 y wordperfect
DOS (Disk Operating System)
Bill Gates crea MS-DOS, Windows 95 y 11

5ta. Generación

Inició en 1981-1999-Actualidad
Computadoras portátiles
Reducción de tamaño
Movilidad más accesible
Supercomputadoras

Computadora del Glenn Research Center, perteneciente a la NASA,1949

Computadora del centro de control del túnel de viento de la NASA, 1956

Computadora de circuitos integrados

Apple Machintosh, 1984

Smartphone, 2000-Act.

Video complementario

ARQUITECTURA DE LOS SISTEMAS DE CÓMPUTO

Computadora

Dispositivo usado para procesar información con una serie de instrucciones almacenadas.

HARDWARE

Componentes tangibles y físicos, tanto internos como externos, y las conexiones internas.

ELEMENTOS DE ENTRADA

Medios por los cuales un usuario transmite datos e instrucciones (dialogo con la computadora).

Ej: Joy Stick, Pluma de luz, Micrófono, Tableta digital y etc.

PROCESADOR CENTRAL

Unidad Central de Procesamiento (CPU "Central Processing Unit").

Cerebro de la computadora.

Organiza y lleva a cabo instrucciones que pueden provenir del usuario o software.

Consiste en uno o más circuitos integrados especializados (micro-procesadores).

La computadora deja pasar electricidad a través de los circuitos.

SISTEMA DE CÓMPUTO

Conjunto de elementos electrónicos (Hardware) que procesan información.

-Serie de instrucciones (Software).

SOFTWARE

Equipamiento lógico o soporte lógico de un sistema informático.

ELEMENTOS DE SALIDA

Transmiten información de la memoria de la computadora hacia el mundo exterior.

EJ: Monitor, Módem, Audífonos, Bocinas y etc.

MEMORIA PRINCIPAL/DISPOSITIVOS DE MEMORIA

Recupera datos de manera inmediata.

Información enviada para ser procesada desde los dispositivos de almacenamiento.

ROM: Read Only Memory (No Volátil): Información del fabricante de su hardware (contiene instrucciones que la computadora necesita para funcionar).

RAM: Random Access Memory (Volatíl): No almacena información, borra despues de apagar el computador, pues realiza la mayoria de las tareas diarias al momento.

Modelo de von neumann

Unidad de entrada:

Provee las instrucciones y datos requeridos por el sistema.

Unidad de memoria:

Las instrucciones y datos se almacenan en la unidad de memoria.

Unidad de aritmética lógica (ALU):

Las instrucciones y datos se procesan aquí.

Unidad de control:

Se encarga de leer una tras otra las instrucciones máquina almacenadas en memoria principal.

Unidad de salida:

Los resultados se envian aquí.

*La CPU es la combinación de ALU y la unidad de control

Programa almacenado: Es el aspecto más importante del modelo Von Neumann.

Los programas se almacenan en la memoria de la computadora junto a los datos a procesar.
Este concepto da origen a compiladores y sistemas operativos (S.O).

Representación Grafica

Video Complementario

decimal a binario - Binario a decimal

Decimal a Binario

Basta con realizar divisiones sucesivas entre 2 y escribir los residuos obtenidos en cada división en orden inverso al que han sido obtenidos.

Binario a Decimal

Basta con numerar los dígitos de derecha a izquierda comenzando desde cero, a cada número se le asigna la correspondiente potencia base 2 y al final se suman las potencias.

BUses de datos

Un bus es una ruta entre los componentes de una computadora. Existen dos tipos: Bus interno (o del sistema) y bus externo (o de expansión).

El bus interno reside en la tarjeta madre y conecta al CPU con otros dispositivos que se alojan en la tarjeta madre. Se compone de dos partes:

BUS DE DATOS:

Entrada y salida de datos
Se mide en megahertz (MHz)
Cada cable puede transportar 1 bit de datos por vez
Un bus de 8 cables puede mover 8 bits, lo cual es 1 byte completo
Uno de 16 puede transferir 2 bytes.

BUS DE DIRECCIONES:

Posicionar los datos del CPU a la RAM
Solo transporta direcciones de memoria.

El bus externo conecta dispositivos externos, como el teclado, mouse, módem y otros, con el CPU.

BUS DE CONTROL: Controlar las direcciones de memoria.

DECIMAL-HEXADECIMAL Y HEXADECIMAL-DECIMAL

Decimal a Hexadecimal: Para pasar de decimal a hexadecimal es necesario tomar las potencias de 16 para ver cuál cabe dentro del número en decimal, representar la potencia en hexadecimal (con valores entre (0 y F), para después abordar el residuo hasta que la totalidad del número decimal esté representada.

Ejemplo de Decimal a Hexadecimal

Hexadecimal a Decimal: De derecha a izquierda: multiplicamos la primera cifra por 1 (1 es 160); la segunda, por 16 (16 es 161); la tercera, por 162; la cuarta, por 163. Y así hasta que hayamos multiplicado todas las cifras.

Ejemplo de Hexadecimal a Decimal

ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS

¿Qué es la arquitectura de computadoras?

"La arquitectura de computadoras se refiere a los atributos de un sistema que son visibles a un programador, es decir, aquellos atributos que tienen un impacto directo en la ejecución lógica de un programa" (Stallings, 2016).

En otras palabras, interconectar componentes de hardware según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo.

Elementos clave de la arquitectura de computadoras

CPU

Memoria

Buses

Dispositivos de E/S

Memoria caché

En conclusión, es la estructura y diseño fundamental de los componentes, circuitos y sistemas que componen una computadora.

Tipos de arquitecturas de computadoras

Arquitectura de Von Neumann
Harvard

Von Neumann: Modelo de arquitectura de computadoras que separa las funciones de procesamiento y memoria, utilizando un bus de datos y un bus de direcciones.

Harvard: Se utiliza una separación física y funcional entre la memoria y las unidades de procesamiento. Gracias a esta separación la CPU accede a datos e instrucciones mas rápida y eficientemente.

Modelo de Von Neumann

Modelo de Harvard

Arquitectura cisc y risc

CISC: Computación con Conjunto de Instrucciones Complejas

La arquitectura x86 es CISC que se originó en los procesadores Intel 8086 y 8088.
Segmentación de instrucciones y la ejecución fuera de orden.
Se implementa actualmente en: Computadoras de escritorio y portátiles que usan procesadores x86 o x86_64 de Intel o AMD.

RISC: Computación con Conjunto de Instrucciones Reducidas

Cada instrucción realiza una operación simple y ejecutada en un ciclo de reloj.
Son mas simples y fáciles de decodificar.
Rendimiento mas predecible y eficiente.
Se implementa actualmente en: Dispositivos móviles

Representación de la arquitectura CISC y RISC

Dispositivos de almacenamiento secundario

Un dispositivo de almacenamiento secundario posee los datos por separado del procesador para ser guardados permanentemente a menos que se borre por el usuario. Los datos se mantienen en almacenamiento incluso cuando se retira la alimentación a la computadora.

Ejemplos:

Disco Duro (HDD): Son los más utilizados por su precio y accesibilidad.
Unidad de Estado Sólido (SSD): Son más rápidos que los discos duros, sin embargo, su precio puede ser más elevado.
Flash USB: Son usados usualmente para transportar datos en un dispositivo mas pequeño (pendrives).
Discos Ópticos: Pueden ser escritos una sola vez, algunos de ellos son los CDS/DVDS y etc.
Cintas Magnéticas: Se utilizan para crear copias de seguridad y almacenamiento a largo plazo.

Unidad HDD y SSD

Unidad Flash USB

Cinta Magnética

REFERENCIAS

EduprofeScience. (2018, 23 noviembre). Generaciones de las computadoras [Vídeo]. YouTube. Recuperado 27 de agosto de 2023, de https://www.youtube.com/watch?v=z5IIWdgdMEo

Gulo, L. (2022, 14 diciembre). Buses de datos. Solo Con Linux. Recuperado 27 de agosto de 2023, de https://soloconlinux.org.es/bus-de-datos/

Majezuar. (2020, 5 septiembre). Introducción al modelo de Von Neumann |Explicación sencilla | 2022 [Vídeo]. YouTube. Recuperado 27 de agosto de 2023, de https://www.youtube.com/watch?v=UmIAn3RDmbI

Mac, E. (2019, 26 diciembre). La diferencia en CISC y RISC. Techlandia. Recuperado 27 de agosto de 2023, de https://techlandia.com/diferencia-cisc-risc-info_291061/

Marker, G. (2022, 26 septiembre). Historia de la computadora. Tecnología + Informática. Recuperado 27 de agosto de 2023, de https://www.tecnologia-informatica.com/historia-de-la-computadora/

Ruane, M. (2017, 20 noviembre). Tipos de dispositivos de almacenamiento secundario. Techlandia. Recuperado 27 de agosto de 2023, de https://techlandia.com/tipos-dispositivos-almacenamiento-secundario-hechos_39843/

Silva, A. (2019, 2 marzo). Sistemas binarios y decimales. EDteam - En español nadie te explica mejor. Recuperado 27 de agosto de 2023, de https://ed.team/blog/sistemas-binarios-y-decimales

Apuntes de clase generados por el estudiante.

Hogar Inteligente: https://www.canva.com/design/DAFsURe9RAg/2TUuk9YbmatfZNsHaLgKdw/view

Cuadro Comparativo D.A.S: https://www.canva.com/design/DAFr6uFLuPY/deMxDDtQQ0w39CSzeMyxAg/view#1

Antecedentes Históricos (presentación): https://www.canva.com/design/DAFqaX_dG3g/Ro3lybJdFTe9gSNZ98F3Yg/view

Crucigrama: https://www.flipsnack.com/E7DEF699E8C/actividad-2-crucigrama-p-rez-p-rez-raymundo.html

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