☞ Hardware & Software

- Diferencia entre Hardware y Software .

En computación, "HARDWARE" es el término inglés que hace referencia a cualquier componente físico tecnológico, que trabaja o interactúa de algún modo con la computadora. No sólo incluye elementos internos como el disco duro, CD-ROM, disquetera, sino que también hace referencia al cableado, circuitos, gabinete, etc. E incluso hace referencia a elementos externos como la impresora, el mouse, el teclado, el monitor y demás periféricos.

En cambio, se conoce como "SOFTWARE" al equipamiento o soporte lógico de una computadora; comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios que hacen posible la realización de tareas específicas, en contraposición a los componentes físicos del sistema, llamados hardware.

En síntesis:

• Software es todo el conjunto intangible de datos y programas de la computadora.

• Hardware son los dispositivos físicos como la placa base, la CPU o el monitor.

• La interacción entre el Software y el Hardware hace operativa la máquina, es decir, el Software envía instrucciones al Hardware haciendo posible su funcionamiento.

- Software de Sistema, Programación y Aplicación .

• Software de sistema: Su objetivo es desvincular adecuadamente al usuario y al programador de los detalles de la computadora en particular que se use, aislándolo especialmente del procesamiento referido a las características internas de: memoria, discos, puertos y dispositivos de comunicaciones, impresoras, pantallas, teclados, etc. El software de sistema le procura al usuario y programador adecuadas interfaces de alto nivel, herramientas y utilidades de apoyo que permiten su mantenimiento.

• Software de programación: Es el conjunto de herramientas que permiten al programador desarrollar programas informáticos, usando diferentes alternativas y lenguajes de programación de una manera práctica.

• Software de aplicación: Es aquel que permite a los usuarios llevar a cabo una o varias tareas específicas, en cualquier campo de actividad susceptible de ser automatizado o asistido, con especial énfasis en los negocios.

- Software libres y privados .

El software libre es la denominación del software que respeta la libertad de los usuarios sobre su producto adquirido y, por tanto, una vez obtenido puede ser usado, copiado, estudiado, cambiado y redistribuido libremente. El software libre se refiere a la libertad de los usuarios para ejecutar, copiar, distribuir, estudiar, modificar el software y distribuirlo modificado. Suele estar disponible gratuitamente, o al precio de costo de la distribución a través de otros medios; sin embargo no es obligatorio que sea así, por lo tanto no hay que asociar software libre a "software gratuito", ya que, conservando su carácter de libre, puede ser distribuido comercialmente ("software comercial").

El software propietario (también llamado privativo, de código cerrado o software no libre) es cualquier programa informático en el que el usuario final tiene limitaciones para usarlo, modificarlo o redistribuirlo (con o sin modificaciones), o cuyo código fuente no está disponible o el acceso a éste se encuentra restringido por un acuerdo de licencia, o por tecnología anticopia. Este concepto se aplica a cualquier software que no es libre o que sólo lo es parcialmente (semilibre) , sea porque su uso, redistribución o modificación está prohibida, o requiere permiso expreso del titular del software. En el software de código cerrado una persona física o jurídica (compañía, corporación, fundación, etc.) posee los derechos de autor sobre un software lo que le da la posibilidad de controlar y restringir los derechos del usuario sobre su programa.

- Para qué sirve un controlador .

Un controlador es un software que permite que el equipo se comunique con hardwares o dispositivos. Sin controladores, el hardware que se conecte al equipo (camaras webs, por ejemplo) no funcionará correctamente.

☞ Sistemas de Cómputos

- Componentes de los Sistemas de Cómputos .

La computadora realiza las operaciones necesarias para tomar datos, transformarlos y convertirlos en la información requerida de acuerdo con las instrucciones que se le indican en los programas que rigen su funcionamiento.

Los datos de entrada, si son nuevos para el sistema, en su conjunto, se toman de dispositivos de entrada; si ya se encontraban disponibles en el sistema se toman de dispositivos de almacenamiento.

La transformación tiene lugar en la unidad central de proceso, según las indicaciones de los programas aplicados.

La presentación de la información elaborada se realiza en dispositivos de salida o es guardada en dispositivos de almacenamiento.

Una computadora esta compuesta por los siguientes elementos característicos, que interactúan entre si:

• El procesador central, conocido como CPU.

• Los dispositivos de entrada y salida.

• Los dispositivos de almacenamiento.

- Categorías de Computadoras .

Los sistemas de cómputos pueden ser categorizados, generalmente, de acuerdo a su tamaño. Las categorías y subcategorias son múltiples, siendo las siguientes las mas conocidas:

• Computadoras personales (click para ver video): Están destinadas para el uso individual de la persona, pudiendo o no ser parte de un sistema de cómputo superior . Por ejemplo:

- Maquinas de escritorio.

- Portátiles (Notbooks, Netbooks, Laptops).

- PDA: Asistentes personales (Palms, etc.).

• Estaciones de trabajo: Están destinadas a ser utilizadas como un puesto de trabajo individual dentro de un sistema de nivel superior. A diferencia de las computadoras personales, en principio, las estaciones de trabajo carecen de unidades de archivo en si mismas, compartiendo las del sistema general.

• Minicomputadoras: Están destinadas a ser utilizadas por varias personas, cada una de las cuales tiene una computadora personal o una estación de trabajo. En esta categoria pueden incluirse los servidores de redes de área local y equipos de porte mediano y pequeño. Por ejemplo:

- Cajas de Bancos.

- Cajas de restaurantes de comidas rapidas.

- Boleterias de compañías de aviación o micros.

• Mainframes: Computadoras de mayor porte, ofrecen servicio a cientos o miles de estaciones de trabajo, y usualmente, están conectadas con redes de minicomputadoras y computadoras personales.

- CPU : El Procesador . (click para ver video)

La complejidad de cada modelo de CPU puede variar pero se distinguen las siguientes partes:

• La unidad central de proceso, compuesta a su vez por la unidad de control y la unidad aritmetico-logica.

• La unidad de entrada-salida.

• La memoria interna.

- Estructura del Procesador .

- Unidades .

La unidad de control tiene tres funciones principales:

• Interpretar las instrucciones.

• Dirigir las operaciones de los elementos internos.

• Controlar el flujo de instrucciones y datos hacia y desde la RAM.

Las instrucciones de los programas se cargan en la memoria principal. Al ejecutar la primera instrucción, esta es transfiere la memoria principal, la UC, donde el decodificador la decodifica e interpreta.

La UC dirige las operaciones necesarias en los distintos componentes.

La UC contiene áreas de almacenamiento de trabajo de alta velocidad, llamadas registros.

La unidad aritmética-lógica realiza los cálculos y las operaciones lógicas. Es la encargada de realizar, en el computador las operaciones con los datos, de acuerdo al programa en ejecución.

El resto de los elementos (Unidad de Control, Registros de Memoria Interna y Unidad de Entrada Salida) proveen las instrucciones y suministran los datos a /a UAL, para que los procese y entregue los resultados.

Los datos le llegan por registros (áreas de memoria) y en registros los devuelve. Los registros son posiciones de memoria interna que están conectados a la UAL.

La UAL tiene:

• Uno o varios operadores, que son los circuitos que realizan la función aritmética y lógica.

• Un banco de registros de tipo general, donde se almacenan los da tos.

• Un registro l/amado acumulador en el que se deposita el resultado que origina el operador, y que soporta la información de numerosas operaciones.

• Un conjunto de indicadores de estado, que muestran condiciones de la ultima operación realizado en la UAL siendo los mas comunes:

- El indicador de cero

- El indicador de negativo.

- El indicador de acarreo.

- El indicador de overFlow.

- Trabajo de la UC .

La UC proporciona las señales que dominan el funcionamiento de la UAL y la transferencia de datos dentro y fuera de ella. Entrega los datos y los códigos que indican qué se debe hacer con ellos y recupera los resultados.

- Las Memorias más Importantes .

La memoria interna almacena los datos y las instrucciones, realizando solo dos operaciones básicas: lectura y escritura. Forma parte de la Unidad Central de Proceso y es aquella que esta unida directamente a la UAL y la UC.

Esta memoria permite el acceso individualizado a nivel de palabra. Para hacer la conexión con el resto del sistema se emplean dos registros: uno contiene la dirección y el otro el dato o leer o escribir, una señal de control con el tipo de operación (leer o grabar), otra señal de control de inicio.

El registro de direcciones puede direccionar a toda la memoria. El registro de datos tiene que tener una longitud igual al tamaño de la palabra con que trabaja la memoria. Ambos se conectan a los buses o canales del sistema, que son los elementos que vinculan las distintas unidades entre si.

Con el desarrollo tecnológico actual hay diferentes niveles de memoria primaria, como también extensiones de memoria no primaria, cuyo direccionamiento es permitido. Ellas son:

• CACHE: Es cerca de 10 veces mas veloz que la RAM y 100 veces mas costosa. Su tamaño se encuentra en orden de los Mb, y su velocidad de acceso es del orden de los 20 ns (nano segundos).

• RAM : Quiere decir random access memory. Se encuentra ordenada en decenas de Mb y con un acceso de 200 ns.

• ROM : Quiere decir read only memory. Es no volátil, el fabricante instala el contenido de la ROM directamente y fijo en uno o varios chips. Este se lee al encender el computador y contiene, básicamente, las instrucciones que deben ejecutarse para que el sistema se cargue, bootstrap e instrucciones sobre la configuración del sistema. También se utiliza para almacenar programas de aplicación específica.

• VM : Quiere decir virtual memory. Es una extensión en disco. Un programa se ejecuta en forma secuencial, los programas se segmentan en páginas. Una porción reside en la RAM, el resto en VM.

También existen otros tipos de memorias, tales como:

• PROM : Quiere decir programmable read only memory. Una variación de la anterior. Se carga con datos que no son variados durante el procesamiento. En algunos casos puede reprogramarse con ciertos cuidados y bajo ciertas circunstancias, recibiendo así el nombre de EPROM.

• FLASH : Similar a la anterior, normalmente se utiliza para cargar instrucciones de manejo de dispositivos.

- Las unidades o dispositivos de Entrada , Salida y Mixtas .

Los dispositivos de entrada son los equipos por medio de los cuales se pueden ingresar datos nuevos al sistema de cómputos, es decir, datos que no se encontraban disponibles en su memoria.

Los dispositivos de salida son los equipos por medio de los cuales los datos contenidos en los sistemas de cómputos son presentados para su disposición.

Algunos dispositivos pueden cumplir con las dos funciones a la vez: se les denomina dispositivos de entrada/salida o mixtos. En algunos casos son genuinamente dispositivos de doble función, mientras que en otros se presentan como dispositivos de doble función, siendo en realidad la combinación de ambos dispositivos: uno de entrada y otro de salida.

- Características del Procesador .

Un procesador puede caracterizarse por su arquitectura, el tamaño de su palabra, su capacidad de memoria primaria y su velocidad. Estas son las diferencias fundamentales (aunque no las únicas) entre los distintos procesadores.

- Arquitectura de una PC .

• Arquitectura CISC (complex instruction set computer)

Tiene operadores para instrucciones complejas, incluyendo instrucciones para sumar multiplicar, diferentes comparaciones y diferentes formas de mover datos.

• Arquitectura RISC (reduced instruction set computer)

Incluye un conjunto limitado de operadores, buscando un mejor rendimiento mediante la limitación en la cantidad de instrucciones, compensada con creces por la mayor velocidad de procesamiento y el menor costo de los procesadores.

• Arquitecturas con procesadores (RISC o CISC) paralelos

Un primer procesador (procesador de primer nivel) analiza el problema y determina las funciones que se pueden resolver por partes, si las hay.

Cada parte aislada se envía a procesadores de segundo nivel, dependientes del primero, que las procesan y devuelven los resultados.

El procesador de primer nivel integra los resultados.

☞ Desarrollo Histórico de la Computación

- La necesidad de Máquinas de Contar .

Desde los inicios de la civilización, los hombres hemos buscado la forma de simplificar nuestras tareas, construyendo máquinas que pudieran ayudarnos con tal fin.

Los primeros avances se orientaron a simplificar cuestiones de supervivencia y movimiento físico, entre otros casos.

Con el desarrollo de las civilizaciones surgió la necesidad de realizar cálculos. Las finanzas publicas y el comercio fueron los principales impulsores de desarrollo de elementos para simplificar los cálculos numéricos, pero que en esencia fueron la base de lo que hoy son complejos sistemas de tratamiento de la información.

- Las primeras Máquinas de Computar .

El ábaco fue el primer exponente en las maquinas para calcular que surgió como evolución natural del conteo mediante el uso de dedos de la mano y pequeñas piedras.



Ábaco antiguo.

En el siglo XV de nuestra era, encontramos lo que podríamos considerar el primer antecedente de la calculadora, de un diseño de Leonardo Da Vinci.

En el siglo XVII se desarrollaron varias máquinas capaces de sumar, restar, multiplicar y dividir. Entre ellas se destacan la pascalina, máquina de sumar y de restar desarrollada por Blas Pascal.

La viabilidad de la esta máquina requería de un nivel de desarrollo superior al disponible entonces; sin embargo su esquema de funcionamiento se utilizo en las maquinas de cálculo.

Pascalina.

En 1801, Joseph-Marie Jacquard construyo una maquina conocida como el telar de Jacquard; ésta trabajaba con un mecanismo que interpretaba las codificaciones preestablecidas en tarjetas perforadas, las cuales le proporcionaban el diseño a las telas que se realizaban en ella.

En 1812, Charles Babbage, diseño dos maquinas de cálculo: la máquina diferencial(propulsada por vapor) y la máquina analítica (propulsada por una locomotora de ferrocarril, podía realizar operaciones de sumas, restas, multiplicaciones y divisiones).Babbage trabajó en el diseño de la máquina analítica hasta su muerte, en 1871. si bien no pasó de un modelo experimental, su estructura y componentes fueron la base de la computadora actual. Nuevamente la tecnología disponible no permitió viabilizar la invención.

Maquina Analítica.

Maquina Diferencial.

Herman Hollerith, aguzó su ingenio y basándose en el modelo de la maquina diferencial, desarrollo una maquina tabuladora que fue utilizada, entre otras cosas, para el censo de 1890 en 1893.

Máquina Tabuladora.

La TMC (Tabulating Machine Company) en 1911, se fusionó con otras empresas menores productoras de maquinas de sumar formando la Computing Tabulating Recording Company, que en 1919 anunció la aparición de la primera impresora comercial. Su nombre fue sustituido en 1924 por el de Internacional Business Machines Corporation, por decisión del entonces director general, Thomas J. Watson. Esta empresa es actualmente la compañía IBM.

Se desarrolló toda una serie de máquinas denominadas EAM (Electromechanical Accounting Machine) que incluía diferentes dispositivos, tales como:

· La perforadora de tarjetas.

· La verificadora de tarjetas.

· La lectora de tarjetas.

· La clasificadora de tarjetas.

· La maquina de contabilidad, con unidad impresora.

Una misma maquina permitía realizar diferentes funciones para diferentes formatos de columnas mediante el cambio en su programación.

En la década de 1920, en Estados Unidos se desarrollaron maquinas analógicas, habiendo sido la mas representativa una maquina desarrollada por General Electric para simular circuitos eléctricos.

En la decada de 1940, en Alemania, Konrad Zuse construyó un calculador electromecánico exacto, el Z3; lamentablemente perdido en 1944, durante un bombardeo aliado en la Segunda Guerra Mundial. En 1945, Zeuse finalizó el Z4, un calculador electrónico, pero los trabajos de Zuse no tuvieron continuidad.

- Los Inicios de la Computación Electrónica y las Últimas computadoras mecánicas .

En 1939, en los Estados Unidos, iniciaron el armado de una calculadora electrónica con tubos de vacío y circuitos de memoria y lógica, que trabajaba utilizando un sistema de numeración binario. El proyecto fue ofrecido a IBM, empresa cuya gerencia consideró que se trataba de una curiosidad científica que no reemplazaría a las máquinas mecánicas procesadoras de tarjetas.

Luego de desarrollar diferentes computadoras, como la ENIAC, se creó una máquina llamada UNIVAC, considerada la primera computadora económicamente viable.

☞ Evolución en el Procesamiento de Datos

- Las Maquinas de Computar .

Desde hace mucho tiempo, el hombre ha tratado de facilitar las tareas de cálculos matemáticos, a veces complejas o repetitivas. A lo largo de historia, se perfeccionaron mecanismos que resultaron fundamentales para el desarrollo de los que hoy día utilizamos.

El instrumento de calculo mas antiguo es, quizás, un conjunto de piedras que, por medio de ranuras hechas en el suelo, eran utilizadas hace miles de años para contar.

A partir de este elemento de calculo, aparecieron varios instrumentos similares llamadosábacos (el mas antiguo fue descubierto en Egipto en el 3500 a.C.). Al rededor del año 2600 a.C. apareció el ábaco chino o suan-pan y el japones denominado soroban.

El ábaco fue el primer instrumento de calculo manual, y servía para realizar operaciones sencillas. su uso perduró hasta el siglo XVI y en algunos países orientales sigue utilizándose.

Ábaco.

A comienzos del siglo XVII, con el fin de simplificar las operaciones de potenciación, multiplicación y división, fueron inventados en 1614, los logaritmos naturales oneperianos por John Napier.

Años depues, Blais Pascal ideó una maquina de calcular llamada Pascal o Pascalina, que permitia sumar y restar.

Pascalina.

En 1632, William Oughtred y Patridg, en 1650, inventaron una regla que tiene varias escalas marcadas, sobre la cual se desliza otra pequeña regla y permite realizar diversas operaciones; ésta se denominó regla de cálculo y fué muy usada en la decada del 60 hasta la aparicion de la calculadora electronica portatil.

Pocos años después Gottfried Wilhelm von Leibniz mejoró la maquina de Pascal y contruyo lacalculadora universal que realizaba operaciones de sumas, restas, multiplicaciones, divisiones y extraía raices cuadradas.

Calculadora Universal.

Charles Babbage ideó en 1802 una máquina diferencial para cálculos logarítmicos, y en 1833 diseñó una máquina analítica capaz de realizar todas las operaciones matematicas y ser programada por medio de tarjetas de cartón perforado.

Máquina diferencial.

En 1847, George Boole desarrolló en su libro Análisis matemático de la lógica una teoría que posibilito el diseño de circuitos lógicos y el desarrollo de la conocida álgebra de Boole oalgebra booleana.

En 1885 Herman Hollerith ideó una tarjeta perforada para realizar el censo y una maquina que permitía leer y procesar tarjetas, la máquina censadora o tabuladora.

Maquina Tabuladora.

Cliford Berry y John V. Atanasoff construyeron la primera maquina de calcular digital en 1937. en ese mismo año, Howard H. Aiken desarrolló una calculadora numérica que funcionaba utilizando relés electromagnéticos, mecanismos de ruedas dentadas y embragues electromecánicos, llegando así a la primera computadora electromecánica. Fue denominada Calculadora Automática de Secuencia Controlada, aunque su nombre mas popular fue la Harvard Mark-I.

Harvard Mark-I.

John Presper Eckert y John W. Mauchly construyeron entre 1940 y 1945, la primera computadora electrónica, denominada ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator).

ENIAC.

En 1944 John von Neuman desarrolo una idea de computadora innovadora, y en 1952 se contruyó una maquina basada en ese modelo llamada EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)

EDVAC.

Unos años después, en 1951, fue construida por los creadores de ENIAC la primera computadora en serie, llamada UNIVAC-I y a partir de 1952 se construyeron computadoras de fabricación en serie como MANIAC-I, MANIAC-II y la UNIVAC-II.

Desarrollo histórico.