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