Estructuras del Computador.

Una computadora también llamada ordenador o computador es un sistema digital con tecnología microelectrónica, capaz de procesar datos a partir de un grupo de instrucciones denominado programa. La estructura básica de un ordenador incluye microprocesador (CPU), memoria y dispositivos de entrada/salida,(E/S), junto a los buses que permiten la comunicación entre ellos. En resumen la computadora es una dualidad entre hardware (parte física) tales como: la pantalla, el teclado o el disco duro y software (parte lógica), que interactúan entre sí para una determinada función.
La característica principal que la distingue de otros dispositivos similares, como una calculador no programable, es que puede realizar tareas muy diversas cargando distintos programas en la memoria para que el procesador los ejecute.



computadora personal

Aunque las tecnologías empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho desde que aparecieron los primeros modelos en los años 40, la mayoría todavía utiliza la arquitectura Eckert-Mauchly, publicada a principios de los años 1940 por John von Neumann pero que fue creada por John Presper Eckerty John William Mauchly.
La arquitectura Eckert-Mauchly describe una computadora con 4 secciones principales: la unidad lógica aritmética(ALU), la unidad de control, la memoria, y los dispositivos de entrada y salida (E/S). Estas partes están interconectadas por un conjunto de cables denominados buses.
Este sistema, la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad de información. La instrucción es la información necesaria para realizar lo que se desea con el computador. Las «celdas» contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones, con el computador. En general, la memoria puede ser rescrita varios millones de veces; se parece más a una pizarra que a una lápida.




Monitor

Artículo principal: Monitor de computadora
El monitor o pantalla de computadora, es un dispositivo de salida que, mediante una interfaz, muestra los resultados del procesamiento de una computadora.

Teclado

Artículo principal: Teclado de computadora
Un teclado de computadora (ordenador) es un periférico, físico o virtual (por ejemplo teclados en pantalla o teclados láser), utilizado para la introducción de órdenes y datos en una computadora. Tiene su origen en los teletipos y las máquinas de escribir eléctricas, que se utilizaron como los teclados de los primeros ordenadores y dispositivos de almacenamiento (grabadoras de cinta de papel y tarjetas perforadas). Aunque físicamente hay una miríada de formas, se suelen clasificar principalmente por la distribución de teclado de su zona alfanumérica, pues salvo casos muy especiales es común a todos los dispositivos y fabricantes (incluso para teclados árabes y japoneses).

Mouse (ratón)

Artículo principal: Mouse
El mouse o ratón es un periférico de computadora de uso manual, generalmente fabricado en plástico, utilizado como entrada o control de datos. Se utiliza con una de las dos manos del usuario y detecta su movimiento relativo en dos dimensiones por la superficie horizontal en la que se apoya, reflejándose habitualmente a través de un puntero o flecha en el monitor.

Impresora

Artículo principal: Impresora
Una impresora es un periférico de computadora que permite producir una copia permanente de textos o gráficos de documentos almacenados en formato electrónico, imprimiéndolos en medios físicos, normalmente en papel o transparencias, utilizando cartuchos de tinta o tecnología láser. Muchas impresoras son usadas como periféricos, y están permanentemente unidas a la computadora por un cable. Otras impresoras, llamadas impresoras de red, tienen un interfaz de red interno (típicamente wireless o Ethernet), y que puede servir como un dispositivo para imprimir en papel algún documento para cualquier usuario de la red.
Artículo principal: Escáner de computadora
En informática, un escáner (del idioma inglés: scanner) es un periférico que se utiliza para convertir, mediante el uso de la luz, imágenes impresas a formato digital.

Estructura Interna

Procesador:

Comúnmente se la conoce como CPU, que significa unidad central de procesos (Central Processing unit), es el dispositivo más importante y el que más influye en su velocidad al analizar información, ya que en ella se encuentra la unidad de control y la unidad aritmético-lógica, las cuales en constante interacción con la memoria principal (también conocida como memoria interna) permiten manipular y procesar la información, y controlar los demás dispositivos de la unidad computacional.
Es el cerebro de un computador. Es un chip que ejecuta las instrucciones y procesa los datos con los que trabaja el computador.

Memoria RAM o memoria principal:

Es un chip en el que el procesador almacena de manera temporal los datos e instrucciones con los que trabaja. El computador para poder funcional necesita colocar su sistema operativo, los programas y datos con los que va a trabajar, en un lugar donde los pueda encontrar de manera inmediata y fácil (para no tener que ir continuamente a buscarlos al disco duro donde se encuentran almacenados; esto sería 100 veces más lento). Así que los ubica en un espacio de almacenamiento temporal, la memoria RAM es de acceso aleatorio.
A la RAM se le conoce como memoria de lectura / escritura, para diferenciarla de la ROM.
Es decir que en la RAM, la CPU puede escribir y leer.
Por esto, la mayoría de los programas destinan parte de la RAM como espacio temporal para guardar datos, lo que permite rescribir.
Como no retiene su contenido, al apagar la computadora es importante guardar la información.
La cantidad de memoria RAM influye bastante en la velocidad de la PC. Entre más memoria RAM tenga, más rápido trabaja y más programas puede tener abiertos al mismo tiempo.
Memoria ROM: Es la que contiene las instrucciones fundamentales para hacer funcionar la computadora, nunca cambia y retiene su información, así la computadora reciba o no corriente.
Es una memoria solo para lectura. Contiene programas esenciales del sistema que ni la computadora ni el usuario pueden borrar, como los que le permiten iniciar el funcionamiento cada vez que se enciende la computadora.

Memoria 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.
El caché suele estar ubicado en la tarjeta madre (Motherboard), pero a veces está integrado en el módulo del procesador.
Su capacidad de almacenamiento de datos se mide en kilobytes (KB). Mientras más caché tenga la computadora es mejor, porque tendrá más instrucciones y datos disponibles en una memoria más veloz.
Memoria externa: También se la conoce como memoria auxiliar, ésta es la encargada de brindar seguridad a la información almacenada, por cuanto guarda los datos de manera permanente e independiente de que el computador esté en funcionamiento, a diferencia de la memoria interna que solo mantiene la información mientras el equipo esté encendido. Los dispositivos de almacenamiento son discos y cintas principalmente, los discos pueden ser flexibles, duros u ópticos.

Puertos:

Para la conexión de periféricos. En la parte posterior de su computadora existen enchufes denominados puertos, donde se conectan al computador los periféricos.
Los puertos son de tres tipos:
Serial: Conecta el ratón, el módem, el escáner y, en ciertos casos la impresora. El computador los reconoce internamente con las letras COM.
Paralelo: Es más rápido que el serial. Conecta la impresora o el drive para cintas de respaldo. El computador lo reconoce con las letras LPT. Estos puertos se diferencian entre sí por las características para transmitir datos a determinada velocidad.
USB: El Universal Serial Bus (USB) es una de las maneras más eficientes de agregar dispositivos externos a un computador, y si éste es portátil es mucho más ventajoso. Virtualmente todas las portátiles nuevas tienen uno o dos puertos USB.
El USB permite conectar en cadena hasta 127 periféricos. El USB provee energía para la mayoría de los periféricos, reduciendo en gran medida la cantidad de adaptadores de voltaje. Algunos dispositivos USB como las impresoras necesitan corrientes de energía separadas. No requiere reiniciarse el equipo después de conectar o desconectar un dispositivo, a esto se le denomina "hotswapping".
Una vez que se conecta un dispositivo USB, los periféricos se pueden conectar en cualquier momento y Windows los detectará automáticamente. Cabe señalar que a partir del Windows 98 Segunda Edición pueden soportarse estos dispositivos en los equipos.

Tarjeta Madre:

Es una tarjeta plástica sobre la que están montados los principales componentes del PC (el procesador, la memoria RAM, la memoria ROM, la tarjeta de sonido, etcétera. Esta tarjeta tiene ranuras de expansión (SLOT) para que allí se conecten las tarjetas de expansión (tarjetas hijas). Estas son las que permiten insertar, por ejemplo, la tarjeta de sonido (que permite al PC reproducir sonido), el módem interno (que hace posible navegar por Internet) o la tarjeta gráfica o de video (que permite mostrar imágenes en la pantalla).
Bus: Vía por la que circulan los datos dentro de una computadora logrando así la interconexión entre las partes; de la memoria al monitor, el modem o la impresora, etc.

Disco Duro:

Instala y guarda los programas. Almacena de manera permanente la información que se le suministra al computador. A diferencia de los discos flexibles, estos están hechos generalmente de aluminio, giran a una velocidad 10 veces mayor y su capacidad de almacenamiento es muy grande (Ejemplo: 40 gigabytes). Un disco duro es un paquete herméticamente cerrado, conformado por varios discos o placas, sus respectivas cabezas de lectura / escritura y la unidad de disco. El disco duro constituye el medio de almacenamiento más importante de un computador, ya que en la actualidad, por los volúmenes de información que se maneja, es muy difícil trabajar sin éste.
Es el dispositivo de almacenamiento secundario que usa varios discos rígidos cubiertos de un material magnéticamente sensible.
Entre más capacidad tenga un disco duro, más información y programas puede almacenar en el PC.
La capacidad del disco duro, actualmente se mide en gigabytes (GB).
Un GB equivale a 1.024 megabytes (MB) aproximadamente.
En el disco duro quedan guardados, entre otras cosas, todos los archivos creados por el usuario.

Arquitectura interna (software)

Los computadores están formados por hardware, que ya aparece explicado y relacionado en el acápite anterior, y el software. Lo único tangible del software es el sitio en el que se almacena: disquetes, discos compactos (CD ROM), disco duro., etc.
Los programas o software, como seguramente lo escucharemos con mucha frecuencia, son conjuntos de instrucciones que le dicen al computador qué debe hacer específicamente.
Hay diferentes clase de programas de computador. Las dos principales categorías son los sistemas operativos y el software aplicativo o las llamadas aplicaciones.
El sistema operativo es el programa más importante porque controla el funcionamiento del computador y el de los demás programas. Las aplicaciones, por su parte, son todos los programas que permiten al usuario realizar tareas: procesadores de palabra para escribir, juegos para divertirse, hojas de cálculo para trabajo financiero, browsers para navegar por la red.
El sistema operativo establece las reglas y parámetros para que el software aplicativo interactúe con el computador. Si no existiera el sistema operativo, cada desarrollador de software tendría que crear su propio método para que sus aplicaciones grabaran archivos en el disco duro, para desplegar textos y gráficos en la pantalla, para enviar texto a la impresora e infinidad de funciones más. Pero en lugar de hablar directamente con el hardware las aplicaciones hablan con el sistema operativo y este actúa como interprete ante el hardware.
El sistema operativo también se encarga de repartir entre las diferentes aplicaciones abiertas los recursos del computador (como la atención del procesador o la memoria RAM) Los sistemas operativos se diseñan para que funciones sobre una familia particular de computadores.


Toda la actividad da comienzo con la carga en memoria de un programa (cold start) cuya única misión es gestionar la carga de otro programa: el sistema operativo.
1. Sistema operativo: Es el programa más importante de un computador; controla el funcionamiento del computador y de los programas aplicativos.
2. Sistema D.O.S: Sigla de DISK OPERATING SYSTEM. Sistema operativo de Microsoft, con el que salió al mercado el IBM en 1981, también se le llama MS DOS, para diferenciarlo de otros D.O.S., que salieron después como DR DOS (de Digital Research) y P.C. D.O.S de I.B.M.
2.3. Sistema OS/2: Sigla de OPERATING SISTEM/2. Es un sistema operacional creado por IBM y MICROSOFT. Fue lanzado en 1987, la idea era que este sucediera al D.O.S pero nunca ocurrió; I.B.M rompió vínculos con Microsoft y continuaron solos. Es el sistema actual de los equipos I.B.M.
No huelga advertir que los sistemas operativos y las aplicaciones son, como ya se anotó, los principales programas, pero no los únicos. Existen otras categorías importantes que son los lenguajes de programación, el software que se usa para escribir todos los demás programas. El nivel más básico está el lenguaje de máquina, que es el único que el procesador, esto es, el cerebro del ordenador, entiende; es como la lengua nativa del computador. El lenguaje de máquina habla, si lo pudiéramos decir así, con el procesador usando unos UNOS (1´s) y CEROS (0´s).
En un nivel ligeramente superior está el lenguaje ensamblador, que es esencialmente el mismo lenguaje de máquina, pero expresado en una forma más fácil de entender para los programadores que las crípticas sucesiones de 1 y 0. Finalmente vienen todos los demás lenguajes, llamados de alto nivel que son los que se usan para crear los programas.
2.4.Finalmente tenemos que hablar de los programas gratis y que como navegadores consumados en los que nos vamos constituir después de leer este libro, los encontrarán en la web. De esta manera no será extraño encontrar en algunas páginas términos como SOFTWARE LIBRE, que algunas veces, efectivamente son gratis. Software gratis, como el sistema operativo LINUX, el traductor BABYLON, el compresor WINZIP, y muchos otros, son considerados por algunos usuarios, como programas para el uso y el abuso. Ello nos obliga a explicarle al lector que no es así, todas las veces, implicando por ello responsabilidades legales, cuando se superan las limitaciones que incluyen algunos software en sus licencias y debemos conocer.
Veamos cuales son:

FREE SOFTWARE (Programa libre y gratis) Cuando hablamos o encontramos el término de FREE, se cree que se trata solamente de programas que el usuario puede utilizar sin pagar un peso y que normalmente se encuentra gratis en Internet. Pero FREE SOFTWARE, es muchos más que eso. RICHARD STALLMAN, fundador del proyecto GNU (no es una sigla, sino el producto de un juegos de palabras que significa "nosotros no somos UNIX"), nos dice en su página web, que fue desarrollador de un sistema operativo y que tiene las habilidades apropiadas para esa tarea. Agrega que aún cuando no tenía garantías de éxito, se dio cuenta que había sido elegido para hacer ese trabajo. Que por eso decidió hacer que el sistema fuese compatible con UNIX pues así sería portable, y los usuarios de UNIX podrían cambiarse a él con facilidad. Dice también que para un software sea libre, este debe cumplir los siguientes requisitos:


OPEN SOURCE. Es necesario aclarar que OPEN SOURCE y FREE SOFTWARE son esencialmente los mismos, la diferencia radica en que los defensores del free software no están cien por cien de acuerdo conque las empresas disfruten y distribuyan free software ya que, según ello, el mercado corporativo antepone la utilidad a la libertad, a la comunidad y a los principios y por ende no va de la mano con la filosofía pura detrás del free software. Open Source es pues, el software que puede ser compartido abiertamente entre desarrolladores y usuarios finales de tal forma que todos aprendan de todos. Tal es el caso de Linux.


LICENCIA GPL (General Public Licence o copy left) La licencia GPL se aplica al software de la FSF (Free Software Foundation) y el proyecto GNU y otorga al usuario la libertad de compartir el software y realizar cambios en él. Mutatis mutandi, el usuario tiene derecho a usar el programa, modificarlo y a distribuir las versiones modificadas pero no tiene permiso de realizar restricciones propias con respecto a la utilización de programa modificado. El nombre de COPYLEFT ALL RIGHTS REVERSED (algo así como izquierdos de autor-todos los derechos reversados) sería lo contrario de COPY RIGHT-ALL RIGHTS RESERVED, todos los derechos de autor reservados.

SOFWARE DE DOMINIO PÚBLICO: Este software no está protegido por las leyes de derechos de autor y puede ser copiado por cualquiera sin costo alguno, no implicando que se le puedan sacar copias ora modificarlo o redistribuirlo

FREWARE : Es el software que el usuario final puede bajar totalmente gratis de Internet, y éste finalmente no puede realizar algo que no este expresamente autorizado por el autor del programa, como modificarlo o venderlo.


SHARWARE : Es el software que se distribuye gratis y el usuario puede utilizarlo totalmente gratis durante un tiempo como prueba, el autor exige que superado el término, el usuario pagará el programa.

Arquitectura externa



Procesador : En el interior de un ordenador habita una densa amalgama de componentes electrónicos que son los responsable de su correcto funcionamiento; componentes que conforman los circuitos que dan vida al ordenador. Entre ellos destaca una zona fundamental, denominada UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (Central Processing Unit) Es el cerebro del PC; es un chip que se encarga de procesar las instrucciones y los datos con los que trabaja el computador. El procesador es el dispositivo más importante de un PC y el que más influye en su velocidad.

Memoria RAM: La memoria RAM (Random Acces Memory) o memoria principal son unos chips en los que el procesador almacena de forma temporal los datos y los programas con los que trabaja. La cantidad de memoria RAM influye bastante en la velocidad de un PC, entre más memoria RAM tenga, más rápido trabaja los programas y más programas puede tener abiertos al mismo tiempo

Disco duro: Es el dispositivo de almacenamiento permanente interno en el que se guardan los programas y todos los archivos que usted crea con esos programas cuando trabaja en el computador. Entre más capacidad tenga un disco dura, más información y programas puede almacenar en el PC. La capacidad del disco duro se mide en gigabytes (GB). Un GB equivale a 1.024 MB aproximadamente.

Unidad de CD-ROM: Esta unidad sirve para leer los discos compactos (CD-ROM) en los que vienen casi todos los programas y para escuchar CD de música en el PC. La velocidad de una unidad de CD ROM depende dos factores: la tasa de transferencia de datos (lo más importante y el único dato que le mencionarán) y el tiempo de acceso.

Unidad de CD RW: Es la que permite en un disco compacto, como el CD ROM o el CD de música, escribir y guardar información; tiene las ventajas tradicionales de esos discos, como durabilidad y una gran capacidad de almacenamiento de datos (650 MB). Una unidad de CD RW permite escribir información en dos tipos de discos: CD grabables (CD R por CD recordable) y CD reescribible (CD RW por CD Rewritable) .

Módem: Es un aparato que permite a los PC intercambiar datos por las líneas telefónicas. Es el dispositivo que se usa para navegar por Internet. También sirve para enviar y recibir faxes desde el PC (por ello algunos lo llaman fax-módem). La forma corriente de conectarse con Internet es a través del teléfono, por lo tanto se necesitará de uno.Además de la variedad de tamaños físicos, hay también una enorme variedad de características internas.

Caché secundario: El caché secundario o de segundo nivel (L2) es un chip de memoria de alta velocidad (mucho más rápida que la memoria RAM) Este chip mejora el desempeño debido a que el computador puede colocar y tomar datos e instrucciones del caché secundario, en lugar de usar la más lenta memoria RAM
El caché secundario suele estar ubicado en la tarjeta madre, pero a veces está integrado en el módulo del procesador (en procesadores como el k6-III). La capacidad de almacenamiento de dato del caché se mide en kilobytes (KB)
.
Tarjeta madre : Es una tarjeta interna que aloja los principales componentes del computador, como el procesador, la memoria RAM, las ranuras de expansión, caché secundario y el BIOS. En esa tarjeta también están integrados los controladores que manejan dispositivos como el disco dura, el teclado y el ratón.

Ranuras de expansión : Están ubicadas en la tarjeta madre y permiten conectar tarjetas de expansión que dotan al PC de ciertas capacidades. En esa ranuras se inserta, por ejemplo, la tarjeta de sonido (que permite al PC reproducir sonido) el módem interno (que hace posible navegar por internet) la tarjeta de vídeo (que permite mostrar imágenes en la pantalla). Una tarjeta madre moderna deberá incluir tres tipos de ranuras de expansión: ISA, PCI y AGP.

Escáner : Son unidades que permiten copiar documentos y archivarlos digitalmente, son una especie de fotocopiadora pero en vez de imprimir se almacena en un archivo.

El computador

Un computador (también llamada ordenador o computador) es un sistema digital con tecnología microelectrónica, capaz de procesar datos a partir de un grupo de instrucciones denominado programa. La estructura básica de un ordenador incluye microprocesador (CPU), memoria y dispositivos de entrada/salida (E/S), junto a los buses que permiten la comunicación entre ellos. En resumen la computadora es una dualidad entre hardware (parte física) tales como: la pantalla, el teclado o el disco duro y software (parte lógica), que interactúan entre sí para una determinada función.
La característica principal que la distingue de otros dispositivos similares, como una calculadora no programable, es que puede realizar tareas muy diversas cargando distintos programas en la memoria para que el procesador los ejecute.