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Introducción a la Programación“Componentes y Arquitectura de un computador”
Pedro Campos S., Manuel Crisosto M.,
Claudio Gutiérrez S., Christian Vidal C.
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.
Componentes Físicos Electro-Mecánicos•Dispositivos de Entrada•Dispositivos de Salida•Unidad Central de Proceso•Memoria Principal•Memoria Secundaria
Hardware
Componentes lógicos que se ejecutan en el hardware:Sistema OperativoPaquetes Básicos: Procesador de Texto Planilla Electrónica Presentación Programas de Aplicación
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
ArithmeticLogic
Circuits
AC
Control Circuits
PC IRAR
DR
MainMemory
C0
C1
C2
C12
Flags
...Devices
ALU:
ArithmeticLogicUnit
ControlUnit
Registros del
Procesador
Bus decontrol
Bus dedirecciones
Bus dedatos
Mapas Conceptuales
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
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
¿Preguntas?
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
bx = -b / a
#include <stdio.h>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 GradoVariables a,b,x de tipo enteroInicio 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