Computadora

Computadora

Una computadora es una máquina programable que recibe la entrada, almacena y manipula datos, y proporciona resultados en un formato útil.

Mientras que una computadora puede, en teoría, hacerse de casi cualquier cosa (véase la sección ideas falsas), y ejemplos de equipos mecánicos han existido a través de gran parte de la historia humana, los equipos electrónicos primero se desarrollaron en el siglo de mid-20th (1940–1945 ). Originalmente, eran del tamaño de una habitación grande, consume tanta energía como varios cientos de computadoras modernas personales (PC) [1]. Computadoras modernas, basadas en circuitos integrados son millones a miles de millones de veces más poderoso que las primeras máquinas, y ocupar una fracción del espacio. [2] computadoras simples son lo suficientemente pequeño como para caber en dispositivos móviles, y puede ser alimentado por una pequeña batería. Las computadoras personales en sus diversas formas son íconos de la era de la información y lo que la mayoría de la gente piensa que los “ordenadores”. Sin embargo, los ordenadores integrados que se encuentran en muchos dispositivos de reproductores de MP3 a los aviones de combate y de los juguetes a los robots industriales son los más numerosos.

Historia de la computación Artículo principal: Historia del hardware de computación

El primer uso de la palabra “equipo” fue grabado en 1613, refiriéndose a una persona que realiza los cálculos o cálculos, y la palabra se siguió utilizando en ese sentido hasta mediados del siglo 20. A partir de finales del siglo 19 sin embargo, la palabra comenzó a tomar en su sentido más familiar, que describe una máquina que realiza cálculos [3]. Limitada función de ordenadores antiguos El telar de Jacquard, en exhibición en el Museo de Ciencia e Industria de Manchester, Inglaterra, fue uno de los dispositivos programables en primer lugar.

La historia de la computadora moderna comienza con dos cálculos separados tecnologías automatizadas y programación, pero no solo dispositivo puede ser identificado como el primer equipo, en parte debido a la aplicación incoherente de ese plazo. Ejemplos de los primeros dispositivos mecánicos de cálculo son el ábaco, la regla de cálculo y podría decirse que el astrolabio y el mecanismo de Antikythera, un equipo antiguo astronómico construido por los griegos alrededor del 80 aC. [4] El matemático griego Herón de Alejandría (c. 10–70 dC ) construyó un teatro mecánico que realiza una obra que dura 10 minutos y fue operado por un complejo sistema de cuerdas y tambores que podría ser considerado como un medio para decidir qué partes del mecanismo que realiza acciones y cuándo. [5] Este es el esencia de la programación.

El “reloj del castillo”, un reloj astronómico inventado por Al-Jazari en 1206, es considerada como la primera computadora analógica programable. [6] [verificación necesitada] muestra del zodiaco, las órbitas solares y lunares, una media luna en forma de luna viajar puntero por una puerta de entrada que causa las puertas automáticas para abrir cada hora, [7] [8] y cinco músicos robóticos que tocaban música cuando son golpeados por las palancas operadas por un árbol de levas unido a una rueda de agua. La longitud del día y la noche podría ser reprogramado para compensar el cambio de longitud del día y de noche durante todo el año [6].

El Renacimiento vio un re-fortalecimiento de las matemáticas y la ingeniería europea. 1623 Wilhelm Schickard dispositivo fue el primero de una serie de calculadoras mecánicas construidas por ingenieros europeos, pero ninguno encaja en la definición moderna de un equipo, porque no podían ser programados. Primero los ordenadores de propósito general

En 1801, Joseph Marie Jacquard realizó una mejora a la industria textil telar mediante la introducción de una serie de tarjetas de papel perforadas como una plantilla que permitió su telar para tejer patrones intrincados de forma automática. El resultado de telar de Jacquard es un paso importante en el desarrollo de las computadoras porque el uso de tarjetas perforadas para definir los patrones de tejido puede ser visto como una forma temprana, aunque limitada, de la programación.

Fue la fusión de cálculo automático con capacidad de programación que produce los equipos reconocibles en primer lugar. En 1837, Charles Babbage fue la primera en la conceptualización y diseño de un equipo mecánico completamente programable, su máquina analítica. [9] las finanzas limitada y la incapacidad de Babbage para resistir jugando con el diseño significa que el dispositivo nunca fue terminado.

En la década de 1880, Herman Hollerith inventó el registro de los datos en un soporte legible por máquina. Antes de los usos de los medios de comunicación de lectura mecánica, anteriormente, había sido para el control, no de datos. “Después de algunos ensayos iniciales con cinta de papel, se radicó en tarjetas perforadas …”[ 10] Para procesar estas tarjetas perforadas, inventó el tabulador, y las máquinas perforadora. Estos tres inventos fueron la base de la industria de procesamiento de la información moderna. automatizado de datos a gran escala el procesamiento de tarjetas perforadas se realizó durante la década de 1890 del Censo de Estados Unidos por la compañía de Hollerith, que más tarde se convirtió en el núcleo de IBM. A finales del siglo 19 una serie de tecnologías que más tarde serían útiles en la realización práctica de las computadoras habían comenzado a aparecer: la tarjeta perforada, el álgebra de Boole, el tubo de vacío (válvula termoiónica) y el teletipo.

Durante la primera mitad del siglo 20, muchas de las necesidades de computación científica se encontraron con equipos analógicos cada vez más sofisticados, que utilizó un modelo directo mecánica o eléctrica del problema como base para el cálculo. Sin embargo, estos no eran programables y, en general carecen de la flexibilidad y la precisión de los modernos equipos digitales.

Alan Turing es considerado como el padre de la informática moderna. En 1936, Turing proporcionó una influyente formalización del concepto de algoritmo y computación con la máquina de Turing, proporcionando un modelo de la computadora digital electrónica. [11] Por su papel en la creación de la computadora moderna, la revista Time en el nombramiento de uno de Turing las 100 personas más influyentes del siglo 20, afirma: “El hecho es que todos los que toques en un teclado, la apertura de una hoja de cálculo o un procesador de textos, está trabajando en una encarnación de una máquina de Turing” [11]. El Z3 de Zuse de 1941, considerada la primera máquina programable de trabajo, la informática completamente automático. El ENIAC, que entró en funcionamiento en 1946, es considerado el primer ordenador electrónico de propósito general. EDSAC fue una de las primeras computadoras para implementar el programa almacenado (von Neumann), la arquitectura. Muere de un procesador Intel 80486DX2 microprocesador (tamaño real: 12 x 6,75 mm) en su embalaje.

La computadora Atanasoff-Berry (ABC) fue de los primeros dispositivos electrónicos totalmente digital binario de computación. Concebido en 1937 por Iowa State College profesor de física de John Atanasoff, y construido con la ayuda del estudiante graduado Clifford Berry, [12], la máquina no era programable en el sentido moderno, siendo diseñado sólo para resolver sistemas de ecuaciones lineales. El equipo empleó computación paralela. Un fallo judicial de 1973 en una disputa de patentes que se encuentran que la patente de la computadora ENIAC 1946 derivados de la computadora Atanasoff-Berry.

El inventor de la computadora controlada por programa fue Konrad Zuse, que construyó la primera computadora de trabajo en 1941 y más tarde en 1955 la primera computadora basada en el almacenamiento magnético. [13]

George Stibitz es reconocido internacionalmente como un padre de la computadora digital moderna. Mientras trabajaba en los Laboratorios Bell en noviembre de 1937, Stibitz inventó y construyó una calculadora basado en relés que denominó el “modelo K” (de “mesa de la cocina”, en la que lo había montado), que fue el primero en usar circuitos binarios para llevar a cabo una operación aritmética. Más tarde agregó una mayor sofisticación de los modelos incluyendo aritmética compleja y de programación [14].

Una sucesión de dispositivos informáticos cada vez más potente y flexible se construyeron en los años 1930 y 1940, añadiendo poco a poco las principales características que se observan en las computadoras modernas. El uso de la electrónica digital (en gran medida inventado por Claude Shannon en 1937) y más flexibles de programación fueron de vital pasos importantes, pero la definición de un punto a lo largo de este camino como “la primera computadora electrónica digital” es difficult.Shannon 1940 los logros importantes figura.

De programa almacenado arquitectura

Varios desarrolladores de ENIAC, reconociendo sus fallas, se acercó con un diseño mucho más flexible y elegante, que llegó a ser conocida como la “arquitectura de programa almacenado”, o la arquitectura de von Neumann. Este diseño fue descrito formalmente por primera vez por John von Neumann en el primer documento borrador de un informe sobre el EDVAC, distribuidos en 1945. Una serie de proyectos de desarrollo de equipos basados en la arquitectura de programa almacenado comenzó alrededor de este tiempo, la primera de estas se complete en Gran Bretaña. El primer prototipo de trabajo que se demostró fue el Manchester pequeña Scale Experimental Machine (SSEM o “Baby”) en 1948. La electrónica de retardo de almacenamiento automático Calculadora (EDSAC), completó un año después de la SSEM la Universidad de Cambridge, fue la primera aplicación práctica, no experimental, del diseño del programa almacenado y se empezó a utilizar inmediatamente para el trabajo de investigación en la universidad. Poco después, la máquina originalmente descrita por von Neumann papel EDVAC-se terminó, pero no ven el uso a tiempo completo durante dos años.

Casi todos los equipos modernos implementan alguna forma de la arquitectura de programa almacenado, lo que es el único rasgo por el que es ahora la palabra “equipo” definido. Mientras que las tecnologías utilizadas en las computadoras han cambiado drásticamente desde los primeros ordenadores electrónicos, de uso general de la década de 1940, la mayoría todavía utilizan la arquitectura de von Neumann.

A partir de la década de 1950, los científicos soviéticos Sergei Sobolev y Brusentsov Nikolay llevado a cabo investigaciones en los equipos ternario, dispositivos que operaba sobre una base de tres sistema de numeración de −1, 0, y una vez que el sistema convencional de numeración binario en el que la mayoría de los ordenadores se basan. Ellos diseñaron el Setun, un equipo funcional ternario, Universidad Estatal de Moscú. El dispositivo se puso en producción limitada en la Unión Soviética, pero suplantada por la arquitectura binarios más comunes. Semiconductores y microprocesadores

Los ordenadores que utilizan tubos de vacío como sus elementos electrónicos estaban en uso a lo largo de la década de 1950, pero en la década de 1960 había sido sustituido en gran medida por las máquinas basadas en transistores, que eran más pequeños, más rápido, más barato de producir, requiere menos energía, y eran más fiables. El equipo transistorizado primer caso se demostró en la Universidad de Manchester en 1953. [18] En la década de 1970, la tecnología de circuito integrado y la posterior creación de los microprocesadores, como el Intel 4004, volvieron a disminuir el tamaño y el costo y la velocidad aumentó aún más y la fiabilidad de los equipos . A fines de 1970, muchos productos, como los grabadores de vídeo contenidos dedicados equipos llamados microcontroladores, y empezaron a aparecer como un reemplazo a los controles mecánicos en los aparatos domésticos, como lavadoras. La década de 1980 fue testigo de ordenadores y el ordenador personal ahora en todas partes. Con la evolución de Internet, los ordenadores personales se están convirtiendo en tan común como la televisión y el teléfono en el [cita requerida] hogar.

smartphones modernos son totalmente computadoras programables por derecho propio, y a partir de 2009 bien puede ser la forma más común de estos equipos en existencia [cita requerida]. Programas

La característica definitoria de las computadoras modernas que las distingue de todas las otras máquinas es que pueden ser programados. Es decir que algún tipo de instrucciones (el programa) se puede dar al equipo, y llevará a procesarlos. Mientras que algunos equipos pueden tener conceptos extraños “instrucciones” y “salida” (ver la computación cuántica), los equipos modernos basados en la arquitectura de von Neumann son a menudo tienen el código máquina en forma de un lenguaje de programación imperativo.

En términos prácticos, un programa de computadora puede ser sólo unas pocas instrucciones o se extiende a muchos millones de instrucciones, al igual que los programas de procesadores de texto y navegadores web, por ejemplo. Un ordenador moderno típico puede ejecutar miles de millones de instrucciones por segundo (gigaflops) y rara vez comete un error durante muchos años de operación. Los grandes programas de computadora que consiste de varios millones de instrucciones puede tener equipos de años a los programadores a escribir, y debido a la complejidad de la tarea casi seguro que contienen errores. Almacenados arquitectura del programa Artículo principal: Programa de Informática y Programación Una década de 1970 de tarjetas perforadas que contiene una línea de un programa FORTRAN. La carta dice: “Z (1) = Y + W (1)” y tiene la etiqueta “PROJ 039?” para propósitos de identificación.

Esta sección se aplica a los equipos de RAM más comunes basados en máquinas.

En la mayoría de los casos, las instrucciones son sencillas: agregar un número a otro, mover algunos datos de un lugar a otro, enviar un mensaje a un dispositivo externo, etc Estas instrucciones se leen de la memoria del ordenador y generalmente se llevan a cabo (ejecutado) en el orden en que fueron dadas. Sin embargo, hay instrucciones por lo general especializados para decirle a la computadora para saltar hacia delante o hacia atrás a algún otro lugar en el programa y para llevar a cabo la ejecución de allí. Estos se llaman “saltar” las instrucciones (o ramas). Además, las instrucciones de salto se puede hacer que suceda con condiciones para que las diferentes secuencias de instrucciones se pueden utilizar en función del resultado de algún cálculo anterior o algún evento externo. Muchos equipos apoyan directamente subrutinas proporcionando un tipo de salto que “recuerda” la ubicación que saltó de instrucción y otro para volver a la instrucción siguiente instrucción de salto.

La ejecución del programa podría ser comparado con la lectura de un libro. Mientras que una persona normalmente va a leer cada palabra y la línea en la secuencia, que a veces puede saltar de nuevo a un lugar anterior en el texto o saltar secciones que no son de interés. Del mismo modo, un equipo a veces puede volver atrás y repetir las instrucciones en alguna sección del programa una y otra vez hasta que algún estado interno se cumple. Esto se conoce como el flujo de control dentro del programa y es lo que permite a la computadora para realizar tareas en varias ocasiones sin intervención humana.

En comparación, una persona con una calculadora de bolsillo puede realizar una operación aritmética básica como la adición de dos números con un solo presionar un botón pocos. Sin embargo, para sumar todos los números del 1 al 1000 tomaría miles de botones y un montón de tiempo con una certeza casi total de cometer un error. Por otra parte, un equipo puede ser programado para hacer esto con sólo unas pocas instrucciones sencillas. Por ejemplo:

mov # 0, suma, establecer la suma a 0

mov # 1, número, establecer un número de bucle: añadir número, suma, añade número para sumar

agregue # 1, número, añadir 1 al número

número cmp, # 1000; comparar número 1000

bucle ble, si num <= 1000, vuelve a ‘bucle’

suspensión del mismo; final del programa. dejar de correr

Una vez dijo que ejecutar este programa, el equipo llevará a cabo la tarea adición repetida sin intervención humana más allá. Es casi nunca comete un error y un PC moderno puede completar la tarea en aproximadamente una millonésima de segundo.

Errores

Los errores en los programas de ordenador son llamados “bugs”. Errores pueden ser benignos y no afectar a la utilidad del programa, o sólo tienen efectos sutiles. Sin embargo, en algunos casos puede hacer que el programa para “colgar”-no responde a la entrada, como los clics del ratón o pulsaciones de teclado, o una incapacidad total o “accidente”. De lo contrario los insectos benignos a veces puede ser aprovechada con fines malévolos por un usuario sin escrúpulos por escrito un “exploit”-un código diseñado para aprovechar un error y perturbar la correcta ejecución de una computadora. Los errores son por lo general no la falla del equipo. Dado que los ordenadores sólo ejecutan las instrucciones que se dan, los errores son casi siempre el resultado de un error del programador o un descuido hizo en el diseño del programa [20]. Código máquina

En la mayoría de los ordenadores, las instrucciones individuales se almacenan en código de máquina, con cada instrucción que se le asigna un número único (su código de operación o código de operación para abreviar). El comando para sumar dos números que tienen un código de operación, el comando para multiplicar tendría un código de operación diferente y así sucesivamente. La forma más sencilla las computadoras son capaces de realizar cualquiera de un puñado de instrucciones diferentes, los equipos más complejos tienen varios cientos para elegir, cada uno con un código numérico único. Dado que la memoria de la computadora es capaz de almacenar números, también puede guardar los códigos de instrucción. Esto nos lleva al hecho importante que los programas de todo (que son sólo listas de estas instrucciones) se puede representar como listas de números y pueden ser manipulados dentro de la computadora de la misma manera como datos numéricos. El concepto fundamental de almacenar los programas en la memoria de la computadora junto con los datos que operan es el quid de la de von Neumann, o por programa almacenado, la arquitectura. En algunos casos, una computadora puede almacenar parte o la totalidad de su programa en la memoria que se mantiene separada de los datos que opera sobre. Esto se conoce como la arquitectura de Harvard después de la Harvard Mark I ordenador. Modernos equipos de von Neumann mostrar algunos rasgos de la arquitectura Harvard en sus diseños, como en caché de la CPU.

Si bien es posible escribir programas de ordenador como las largas listas de números (lenguaje de máquina) y si bien esta técnica se utilizó con muchas primeras computadoras, [21] es muy tedioso y propenso a errores potencialmente de hacerlo en la práctica, especialmente para programas complicados . En su lugar, cada instrucción básica se puede dar un nombre corto que es indicativo de su función y fácil de recordar, una tecla de acceso tales como ADD, SUB, MULT o JUMP. Estas teclas de acceso se conocen colectivamente como el lenguaje ensamblador de un ordenador. La conversión de programas escritos en lenguaje ensamblador en algo que la computadora puede realmente entender (lenguaje de máquina) se realiza habitualmente mediante un programa informático llamado ensamblador. idiomas de la máquina y el conjunto de lenguas que los representan (en adelante denominado lenguajes de bajo nivel de programación) tienden a ser exclusivas de un tipo particular de computadora. Por ejemplo, un equipo de arquitectura ARM (por ejemplo, se pueden encontrar en un PDA o un videojuego de mano) no pueden entender el lenguaje de máquina de un procesador Intel Pentium o la computadora AMD Athlon 64 que podría estar en una PC [22]. De nivel superior idiomas y el diseño del programa

Aunque considerablemente más fácil que en lenguaje de máquina, la escritura de programas de largo en lenguaje ensamblador es a menudo difícil y es también propenso a errores. Por lo tanto, los programas más prácticos están escritos en varias lenguas resumen de programación de alto nivel que son capaces de expresar las necesidades de los programadores más conveniente (y con ello ayudar a reducir el error del programador). Los lenguajes de alto nivel son por lo general “compilado” en lenguaje de máquina (o, a veces en lenguaje ensamblador y luego a lenguaje de máquina) con cualquier otro programa de computadora llamado compilador. [23] lenguajes de alto nivel están menos relacionados con el funcionamiento del equipo de destino que el lenguaje ensamblador , y más relacionado con el lenguaje y la estructura del problema (s) a ser resuelto por el programa final. Por tanto, es a menudo posible utilizar diferentes compiladores para traducir el mismo programa de lenguaje de alto nivel en el lenguaje de máquina de muchos tipos diferentes de equipo. Esto es parte de los medios por los que pueden ser de software como juegos de vídeo disponibles para diferentes arquitecturas de equipo tales como computadoras personales y consolas de videojuegos diferentes.

La tarea de desarrollo de grandes sistemas de software presenta un desafío intelectual importante. La producción de software con una fiabilidad aceptable de alta dentro de un horario predecible y el presupuesto ha sido históricamente difícil, la disciplina académica y profesional de la ingeniería de software se concentra específicamente en este desafío. Función Artículo principal: unidad de procesamiento central y microprocesador

Una computadora de propósito general tiene cuatro componentes principales: la unidad lógica aritmética (ALU), la unidad de control, la memoria, y la entrada y los dispositivos de salida (en adelante denominado I / O). Estas piezas están interconectados por buses, a menudo de grupos de cables.

Dentro de cada una de estas partes son miles de millones de millones de pequeños circuitos eléctricos que se puede activar o desactivar mediante un interruptor electrónico. Cada circuito representa un bit (binary digit) de información de modo que cuando el circuito está en que representa un “1″, y cuando fuera de él representa un “0″ (en la representación lógica positiva). Los circuitos están dispuestas en puertas de la lógica para que una o más de los circuitos pueden controlar el estado de uno o más de los otros circuitos.

La unidad de control, ALU, registros, y de base de E / S (y muchas veces otros equipos estrechamente vinculados con ellos) se conocen colectivamente como una unidad de procesamiento central (CPU). Los primeros CPU se compone de muchos componentes por separado, pero desde mediados de la década de 1970 CPUs típicamente han sido construidos en un solo circuito integrado llamado microprocesador. Unidad de control Artículos principales: el diseño de la CPU y la unidad de control Diagrama que muestra cómo un particular, la arquitectura de instrucciones MIPS sería descifrada por el sistema de control.

La unidad de control (a menudo llamado sistema de control o mando central) gestiona los distintos componentes del ordenador, sino que lee e interpreta (decodifica) las instrucciones del programa, transformándolos en una serie de señales de control que activan otras partes de la computadora [24] de control. sistemas de ordenadores avanzados pueden cambiar el orden de algunas instrucciones a fin de mejorar el rendimiento.

Un componente clave común a todas las CPU es el contador de programa, una célula de memoria especiales (un registro) que realiza un seguimiento de que la ubicación en la memoria de la siguiente instrucción es que se leerán en [25].

La función del sistema de control es la siguiente, tenga en cuenta que esta es una descripción simplificada, y algunos de estos pasos se pueden realizar simultáneamente o en un orden diferente en función del tipo de CPU:

1. Leer el código de la siguiente instrucción de la celda indicada por el contador de programa.

2. Descodificar el código numérico para la instrucción en un conjunto de órdenes o señales para cada uno de los otros sistemas.

3. Incrementar el contador de programa para que apunte a la siguiente instrucción.

4. Leer todos los datos que requiere la instrucción de las células en la memoria (o tal vez de un dispositivo de entrada). La ubicación de estos datos requiere normalmente se almacena en el código de la instrucción.

5. Proporcionar los datos necesarios para una UTA o registrarse.

6. Si la instrucción requiere una ALU o hardware especializado para completar, instruir el hardware para realizar la operación solicitada.

7. Escriba el resultado de la ALU de nuevo a una posición de memoria o un registro o tal vez un dispositivo de salida.

8. Ir de nuevo al paso (1).

Dado que el contador de programa es (conceptualmente) más que otro conjunto de células de memoria, puede ser cambiado por los cálculos hechos en la UTA. Agregar 100 al contador de programa podría causar la siguiente instrucción a ser leída desde un lugar de 100 lugares más abajo en el programa. Las instrucciones que modifican el contador de programa se conoce a menudo como “saltos” y permitir que los bucles (instrucciones que se repiten por la computadora) y, a menudo ejecución de la instrucción condicional (dos ejemplos de control de flujo).

Cabe señalar que la secuencia de operaciones que la unidad de control pasa por un proceso de instrucción es en sí mismo como un programa de ordenador a corto y, de hecho, en algunos diseños de CPU más complejos, hay otro equipo aún más pequeño llamado microsecuenciador que ejecuta un microcódigo programa que hace que todos estos acontecimientos a suceder. Aritmética / lógica de la unidad (ALU) Artículo principal: unidad de la lógica aritmética

La ALU es capaz de realizar dos tipos de operaciones:. Aritmética y la lógica [26]

El conjunto de operaciones aritméticas que un particular, apoya ALU puede limitarse a sumar y restar, o podría incluir multiplicar o dividir, funciones trigonométricas (seno, coseno, etc) y raíces cuadradas. Algunos sólo pueden operar en números enteros (números enteros), mientras que otros el uso de la coma flotante para representar los números reales-aunque con una precisión limitada. Sin embargo, cualquier equipo que es capaz de realizar sólo las operaciones más simples pueden ser programados para romper las operaciones más complejas en pasos sencillos que puede realizar. Por lo tanto, cualquier equipo puede ser programado para realizar cualquier operación aritmética, aunque se necesita más tiempo para hacerlo si su UTA no admite directamente la operación. Una ALU también puede comparar los números y devolver los valores de verdad booleanos (verdadero o falso) dependiendo de si uno es igual, mayor o menor que el otro (“es de 64 mayores de 65 años?”).

las operaciones de la lógica implica la lógica booleana AND, OR, XOR y NOT. Estos pueden ser útiles tanto para la creación de complicadas instrucciones condicionales y de la lógica booleana de procesamiento.

equipos superescalar puede contener múltiples ALUs para que pueda procesar varias instrucciones al mismo tiempo [27]. procesadores gráficos y de ordenadores con SIMD y MIMD características proporcionan a menudo ALUs que puede realizar operaciones aritméticas con vectores y matrices. Memoria Artículo principal: Equipo de almacenamiento de datos memoria de núcleo magnético era la memoria de la computadora de elección a lo largo de la década de 1960, hasta que fue reemplazado por la memoria de semiconductor.

la memoria de una computadora puede ser visto como una lista de números de celdas en las que se puede colocar o leer. Cada célula tiene un número “dirección” y puede almacenar un único número. La computadora puede ser instruido para “poner el número 123 en la celda número 1357″ o “agregar el número que está en la celda 1357 con el número que está en la celda 2468 y poner la respuesta en la celda 1595″. La información almacenada en la memoria puede representar prácticamente cualquier cosa. Las letras, números, incluso instrucciones de computadora se puede colocar en la memoria con la misma facilidad. Dado que la CPU no distingue entre diferentes tipos de información, es responsabilidad del software para dar importancia a lo que la memoria ve como nada más que una serie de números.

En casi todas las computadoras modernas, cada célula de memoria está configurado para almacenar los números binarios en grupos de ocho bits (llamado un byte). Cada byte puede representar 256 números diferentes (2 ^ 8 = 256), ya sea de 0 a 255 o −128 a 127. Para almacenar números más grandes, de varios bytes consecutivos puede ser utilizado (por lo general, dos, cuatro u ocho). Cuando los números negativos se requieren, por lo general son almacenados en dos de notación de complemento. Otros arreglos son posibles, pero no suelen ser vistos fuera de las aplicaciones especializadas o contextos históricos. Un ordenador puede almacenar cualquier tipo de información en la memoria si se puede representar numéricamente. Las computadoras modernas tienen miles de millones o incluso billones de bytes de memoria.

La CPU contiene un conjunto especial de células de memoria llamada registros que se pueden leer y escribir en mucho más rápidamente que el área de memoria principal. Hay por lo general entre dos y cien registros en función del tipo de CPU. Los registros son utilizados para las partidas con mayor frecuencia los datos necesarios para evitar tener que acceder a la memoria principal que se necesita todos los datos de tiempo. Como los datos es constantemente se está trabajando, lo que reduce la necesidad de acceso a la memoria principal (que a menudo es lento en comparación con la UTA y unidades de control) en gran medida que aumenta la velocidad de la computadora.

La memoria de computadora principal se presenta en dos variedades principales: memoria de acceso aleatorio o RAM y la memoria de sólo lectura o ROM. RAM se puede leer y escribir en cualquier momento la CPU lo ordena, pero ROM está pre-cargado con datos y software que nunca cambia, por lo que la CPU sólo puede leer de él. ROM se suele utilizar para almacenar el equipo inicial de puesta en marcha instrucciones. En general, el contenido de la RAM se borra cuando el poder de la computadora está apagada, pero ROM conserva sus datos de forma indefinida. En un PC, la memoria ROM contiene un programa especializado llamado BIOS que organiza la carga del sistema operativo del equipo de la unidad de disco duro en la memoria RAM cuando la computadora se enciende o se restablece. En ordenadores integrados, que con frecuencia no tienen unidades de disco, todo el software necesario se puede almacenar en la memoria ROM. Software almacenado en la ROM se llama a menudo el firmware, ya que es teóricamente más que un software como de hardware. La memoria flash difumina la distinción entre ROM y RAM, ya que conserva los datos cuando se apaga, pero también es regrabable. Es típicamente mucho más lento que la RAM y ROM convencional sin embargo, por lo que su uso está restringido a aplicaciones donde la alta velocidad no es necesario [28].

En más sofisticadas computadoras puede haber una o más memorias caché RAM que son más lentos que los registros pero más rápido que la memoria principal. En general, los ordenadores con este tipo de caché se diseñan para mover los datos con frecuencia necesarios en la caché de forma automática, a menudo sin necesidad de ninguna intervención por parte del programador. Entrada / salida (E / S) Artículo principal: entrada / salida Los discos duros son dispositivos comunes de almacenamiento utilizado con los ordenadores.

E / S es el medio por el cual una información de la computadora los intercambios con el mundo exterior. [29] Los dispositivos que proporcionan la entrada o salida a la computadora son llamados periféricos. [30] En un ordenador personal normal, los periféricos son dispositivos de entrada como el teclado y el ratón y dispositivos de salida como la pantalla y la impresora. Los discos duros, unidades de disquete y unidades de disco óptico de servir como dispositivos de entrada y de salida. redes informáticas es otra forma de I / O.

A menudo, los dispositivos I / O son equipos complejos en sí mismos con su propia CPU y la memoria. Una unidad de procesamiento gráfico puede contener equipos cincuenta o más pequeños que realizan los cálculos necesarios para mostrar gráficos 3D [cita requerida]. Las computadoras modernas de escritorio contienen muchos equipos más pequeños que asisten a la CPU principal en la realización de I / O. Multitarea Artículo principal: Equipo de tareas múltiples

Mientras que una computadora puede ser visto como ejecutar un programa gigantesco almacenados en la memoria principal, en algunos sistemas es necesario para dar la apariencia de ejecutar varios programas simultáneamente. Esto se logra realizar múltiples tareas, es decir que el ordenador cambiar rápidamente entre la ejecución de cada programa, a su vez [31].

Uno de los medios por los cuales esto se hace es con una señal especial llamada una interrupción que, periódicamente, puede hacer que el equipo deje de ejecutar instrucciones de donde estaba y hacer otra cosa en su lugar. Al recordar que se estaba ejecutando antes de la interrupción, el equipo puede volver a esta tarea más tarde. Si varios programas se están ejecutando “al mismo tiempo”, entonces el generador de la interrupción podría ser la causa de varios cientos de interrupciones por segundo, provocando un programa de cambio cada vez. Dado que los ordenadores modernos suelen ejecutar las instrucciones en varios órdenes de magnitud más rápido que la percepción humana, puede parecer que muchos programas se están ejecutando al mismo tiempo, a pesar de que sólo uno es cada vez que se ejecuta en un instante dado. Este método de realizar múltiples tareas a veces se denomina “tiempo compartido”, ya que cada programa se le asigna una “rebanada” de tiempo, a su vez [32].

Antes de la era de los ordenadores baratos, el uso principal para la multitarea era permitir a muchas personas a compartir el mismo equipo.

Al parecer, la multitarea causaría un equipo que es el cambio entre varios programas que se ejecutan más lentamente - en proporción directa al número de programas que está ejecutando. Sin embargo, la mayoría de los programas pasan mucho de su tiempo de espera para la entrada lenta / dispositivos de salida para completar sus tareas. Si un programa está esperando para que el usuario haga clic en el mouse o presione una tecla del teclado, entonces no tendrá un “espacio de tiempo” hasta que el evento se está esperando que se ha producido. Esto libera tiempo para otros programas para ejecutar lo que muchos programas se pueden ejecutar al mismo tiempo, sin pérdida de velocidad inaceptable. Multiprocesamiento Artículo principal: multiprocesamiento Cray diseñado supercomputadoras muchos que se utiliza en gran medida de multiprocesamiento.

Algunos equipos están diseñados para distribuir su trabajo entre varias CPUs en una configuración multi-procesamiento, una técnica empleada sólo una vez en las máquinas grandes y potentes, como supercomputadoras, computadoras mainframe y servidores. Multiprocesador y multinúcleo (varias CPU en un solo circuito integrado), computadoras personales y portátiles son ahora ampliamente disponible, y se están utilizando cada vez más en los mercados de gama baja como resultado.

Supercomputadoras, en particular, a menudo tienen arquitecturas muy singular que difieren significativamente de la arquitectura básica de programa almacenado y de ordenadores de propósito general. [33] A menudo cuentan con miles de procesadores, a medida interconexiones de alta velocidad, y el hardware de computación especializados. Tales diseños tienden a ser útil sólo para tareas especializadas, debido a la gran escala de la organización del programa se requiere para utilizar con éxito la mayor parte de los recursos disponibles a la vez. Las supercomputadoras suelen ver el uso en la simulación a gran escala, de procesamiento de gráficos y aplicaciones de la criptografía, así como con otros de los llamados tareas “vergonzosamente paralela”. Redes e Internet Artículos principales: la creación de redes de informática y de Internet Visualización de una parte de las rutas a través de Internet.

Las computadoras han sido utilizadas para coordinar la información entre múltiples ubicaciones desde la década de 1950. El sistema militar de EE.UU. SAGE fue el primer ejemplo a gran escala de dicho sistema, lo que llevó a una serie de sistemas comerciales de propósito especial como Sabre [34].

En la década de 1970, los ingenieros de computación en las instituciones de investigación en los Estados Unidos comenzó a conectar sus ordenadores entre sí mediante la tecnología de las telecomunicaciones. Este esfuerzo fue financiado por ARPA (ahora DARPA), y la red informática que lo produjo fue llamado ARPANET. [35] Las tecnologías que hicieron posible la propagación de Arpanet y evolucionado.

Con el tiempo, la red extendido más allá de las instituciones académicas y militares, y llegó a ser conocido como Internet. La aparición de las redes que participan una redefinición de la naturaleza y los límites de la computadora. Los sistemas informáticos operativos y aplicaciones fueron modificados para incluir la capacidad para definir y acceder a los recursos de otros equipos de la red, tales como los dispositivos periféricos, la información almacenada, y similares, como extensiones de los recursos de un equipo individual. En un principio estas instalaciones se distribuye en primer lugar a las personas que trabajan en entornos de alta tecnología, pero en la década de 1990 la propagación de aplicaciones como el correo electrónico y la World Wide Web, junto con el desarrollo de tecnologías baratas, rápidas como la creación de redes Ethernet y ADSL vio redes de computadoras llegado a ser casi ubicua. De hecho, el número de equipos que están conectados en red está creciendo extraordinariamente. Una proporción muy grande de computadoras personales se conectan con regularidad a Internet para comunicar y recibir información. “Wireless” en la creación de redes, a menudo la utilización de redes de telefonía móvil, ha significado la creación de redes se está convirtiendo cada vez más omnipresente, incluso en entornos de computación móvil. Conceptos erróneos

Un ordenador no necesita ser eléctrico, ni siquiera tiene un procesador, ni RAM, ni siquiera en el disco duro. La definición mínima de una computadora es algo que transforma la información en ese sentido. la tecnología necesaria Artículo principal: computación no convencional

sistemas de cómputo tan flexible como un ordenador personal puede construirse a partir de casi cualquier cosa. Por ejemplo, una computadora puede ser hecha de bolas de billar (ordenador de bolas de billar), este es un ejemplo poco intuitivo y pedagógico que una computadora se pueden hacer de casi cualquier cosa. Más realista, las computadoras modernas están hechas de transistores hechos de semiconductores litografiada.

Históricamente, los equipos evolucionaron a partir de equipos mecánicos y con el tiempo de los tubos de vacío a los transistores.

Existen investigaciones activas para hacer que las computadoras de muchos tipos de nuevo y prometedor de la tecnología, tales como la computación óptica, las computadoras de ADN, los ordenadores neuronales, y los ordenadores cuánticos. Algunos de estos pueden hacer frente a los problemas que las computadoras modernas no pueden (por ejemplo, cómo las computadoras cuánticas pueden romper algunos algoritmos de cifrado modernos por factoring cuántica). Paradigmas de la arquitectura informática

Algunos paradigmas diferentes de cómo construir un equipo de la tierra-para arriba:

máquinas de memoria RAM

Estos son los tipos de equipos con una CPU, la memoria del ordenador, etc, que entienden las instrucciones básicas en lenguaje de máquina. El concepto evolucionó de la máquina de Turing. Cerebros

Los cerebros son procesadores paralelos masivos hechos de neuronas, conectados en patrones intrincados, que se comunican a través de la electricidad y productos químicos neurotransmisores. Lenguajes de programación

Tales como el cálculo lambda, o lenguajes de programación modernos, son equipos virtuales construida encima de otros equipos. Autómatas celulares

Por ejemplo, el juego de la vida humana puede crear “velas” y “loops” y otras construcciones que transmiten la información, este paradigma puede ser aplicado a la informática de ADN, químicos informática, etc Grupos y comités

La vinculación de varios equipos (los cerebros) en sí es un equipo

Las puertas lógicas son una abstracción común que puede aplicarse a la mayoría de los paradigmas anteriores digital o analógica.

La capacidad de almacenar y ejecutar listas de instrucciones llamados programas de computadoras hace extremadamente versátil, distinguiéndolos de las calculadoras. La tesis de Church-Turing es un enunciado matemático de esta versatilidad: cualquier ordenador con una capacidad mínima (de ser Turing-completo) es, en principio, capaz de realizar las mismas tareas que cualquier otro equipo puede realizar. Por tanto, cualquier tipo de ordenador (netbook, superordenador, autómatas celulares, etc) es capaz de realizar las tareas de cómputo mismo, dado el tiempo suficiente y la capacidad de almacenamiento. Limitada función de computadoras

Por el contrario, un equipo que se limita en la función (que no es “Turing completo”) no puede simular cosas arbitrarias. Por ejemplo, simples calculadoras de cuatro funciones no pueden simular un equipo real, sin intervención humana. Como un ejemplo más complicado, sin la capacidad de programar una consola de juegos, nunca se puede lograr lo que una calculadora programable de la década de 1990 podría (dado el tiempo suficiente), el sistema en su conjunto no es Turing completo, a pesar de que contiene una de Turing -componente completo (el microprocesador). Los organismos vivos (el cuerpo, no el cerebro) también son equipos con funcionalidad limitada diseñada para hacer copias de sí mismos, no pueden ser reprogramados sin ingeniería genética. Equipos virtuales

Un “equipo” es comúnmente considerado como un dispositivo físico. Sin embargo, uno puede crear un programa informático que se describe cómo ejecutar un equipo diferente, es decir, “que simula un ordenador en un ordenador”. Esto no sólo es una prueba constructiva de la tesis de Church-Turing, pero también es muy común en todas las computadoras modernas. Por ejemplo, algunos lenguajes de programación utilizar algo llamado un intérprete, que es un ordenador simulado construido en la parte superior de la computadora básica, lo que permite a los programadores a escribir código (entrada de la computadora) en una lengua diferente a la entendida por el equipo base (la alternativa es utilizar un compilador). Además, las máquinas virtuales son las computadoras que simula virtualmente replicar un equipo físico en el software, y son muy utilizados por TI. Las máquinas virtuales son también una técnica común usada para crear emuladores, juegos como emuladores de la consola. Otros temas

Inteligencia artificial

Un equipo que va a resolver los problemas exactamente de la forma en que están programados para, sin tener en cuenta soluciones de eficiencia ni alternativa ni posible ni atajos posibles errores en el código. Los programas de ordenador que aprender y adaptarse forman parte del campo emergente de la inteligencia artificial y aprendizaje de máquinas. Hardware

El hardware término se aplica a todas las partes de un equipo que son objetos tangibles. Circuitos, muestra, fuentes de alimentación, cables, teclados, impresoras y ratones son todo el hardware. Historia de la informática de hardware de primera generación (Mecánica / Electromecánica) Calculadoras mecanismo de Antikythera, el motor de diferencia, mira de bombardeo Norden Dispositivos programables telar de Jacquard, el motor de análisis, de Harvard Mark I, Z3 Segunda generación (tubos de vacío) Calculadoras ordenador Atanasoff-Berry, IBM 604, UNIVAC 60, UNIVAC 120 Dispositivos programables Colossus, ENIAC, la máquina de Manchester experimentales en pequeña escala, Mark EDSAC, Manchester 1, Pegasus Ferranti, Mercury Ferranti, CSIRAC, EDVAC, UNIVAC I, IBM 701, IBM 702, IBM 650, Z22 Tercera Generación (transistores discretos y MSI SSI, circuitos integrados LSI) mainframes IBM 7090, IBM 7080, IBM System/360, RACIMO

Minicomputadora PDP-8, PDP-11, IBM System/32, IBM Sistema/36

Cuarta Generación (circuitos integrados VLSI) miniordenadores VAX, IBM System i

De 4 bits microcomputadoras Intel 4004, Intel 4040

Microordenador de 8 bits de Intel 8008, Intel 8080, Motorola 6800, Motorola 6809, MOS Technology 6502, Zilog Z80

De 16 bits Intel 8088 microcomputadora, Zilog Z8000, WDC 65816/65802

De 32 bits Intel 80386 microcomputadora, Pentium, Motorola 68000, arquitectura ARM

De 64 bits microcomputadora [36] Alpha, MIPS, PA-RISC, Power PC, SPARC, x86–64 Embebido equipo Intel 8048, Intel 8051

computadora personal de escritorio computadora, ordenador, computadora portátil, asistente digital personal (PDA), computadoras portátiles, Tablet PC, ordenador para colgar

Teórico-experimental de ordenador cuántico, equipo química, la informática de ADN, equipo óptico, el ordenador basado en espintrónica

Otros temas de hardware del dispositivo periférico (entrada / salida) de entrada Ratón, teclado, joystick, escáner de imágenes, cámara web, Tableta gráfica, micrófono

Salida de monitor, impresora, altavoces

Tanto la unidad de disquete, unidad de disco duro, unidad de discos ópticos, teleimpresora

Equipo buses RS-232 de corto alcance, SCSI, PCI, USB

de largo alcance (Informática en red) Ethernet, ATM, FDDI Software Artículo principal: Aplicaciones informáticas

Software se refiere a partes de la computadora que no tienen una forma material, como los programas, datos, protocolos, etc Cuando el software se almacena en hardware que no se puede modificar fácilmente (como BIOS ROM en una PC compatible con IBM), es a veces llamado “firmware” para indicar que se cae en una zona incierta en algún lugar entre el hardware y software.

Software del sistema operativo Unix y BSD UNIX System V, IBM AIX, HP-UX, Solaris (Sun OS), IRIX, la lista de sistemas operativos BSD

GNU / Linux de la lista de las distribuciones de Linux, Comparación de las distribuciones de Linux

Windows de Microsoft Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 DOS 86-DOS (QDOS), PC-DOS, MS-DOS, DR-DOS, Free DOS?

Mac OS Mac OS clásico y Mac OS X

Embedded y lista en tiempo real de sistemas operativos integrados Experimental ameba, Oberon / Bluebottle, Plan 9 from Bell Labs

Biblioteca Multimedia de Direct X?, Open GL?, Open AL?

biblioteca de programación de C biblioteca estándar, Standard Template Library Datos de Protocolo TCP / IP, Kermit, FTP, HTTP, SMTP

Archivo en formato HTML, XML, JPEG, MPEG, PNG

Interfaz de usuario Interfaz gráfica de usuario (WIMP) de Microsoft Windows, GNOME, KDE, QNX Photon, CDE, GEM, Aqua interfaz de usuario basado en texto de línea de comandos de la interfaz, la interfaz de usuario de texto Aplicación Office procesamiento de textos, edición electrónica, el programa de presentación, el sistema de base de datos de gestión, administración y programación de tiempo, hoja de cálculo, software de contabilidad Acceso a Internet navegador, cliente de correo electrónico, servidor Web, el agente de transferencia del correo, mensajería instantánea Diseño y fabricación de diseño asistido por ordenador, la fabricación asistida por ordenador, gestión de la planta, la fabricación de robótica, la gestión de la cadena de suministro Gráficos de mapa de bits editor de gráficos, editor de gráficos vectoriales, modelador 3D, editor de animación, gráficos por ordenador en 3D, edición de video, procesamiento de imágenes

Audio Digital Audio Editor, reproducción de audio, mezcla, la síntesis de audio, música por ordenador Ingeniería del software del compilador, ensamblador, intérprete, depurador, editor de texto, el medio ambiente integrado de desarrollo, análisis de rendimiento de software, control de revisiones, gestión de configuración de software Educación Edutainment, juegos educativos, juegos serios, simulador de vuelo

Los juegos de estrategia, arcade, puzzle, simulación, shooter en primera persona, Plataforma, multijugador masivo, la ficción interactiva

Varios de inteligencia artificial, el software antivirus, un escáner de malware, instalador / Paquete de sistemas de gestión, el Gestor de archivos

Lenguajes de programación

Artículo principal: Lenguaje de programación

Los lenguajes de programación ofrecen varias maneras de especificar los programas de ordenador para funcionar. A diferencia de los lenguajes naturales, los lenguajes de programación están diseñados para permitir ninguna ambigüedad y ser conciso. Son puramente escrito idiomas y son a menudo difíciles de leer en voz alta. Por lo general, ya sea traducido a código máquina por un compilador o un ensamblador antes de ser ejecutado, o traducido directamente en tiempo de ejecución de un intérprete. A veces los programas son ejecutados por un método híbrido de las dos técnicas. Hay miles de lenguajes de programación diferentes, algunas destinadas a ser de uso general, otros útiles sólo para aplicaciones altamente especializadas. Los lenguajes de programación Lista de lenguajes de programación de línea de tiempo de lenguajes de programación, la lista de lenguajes de programación por categoría, la lista de generaciones de lenguajes de programación, la lista de lenguajes de programación, lenguajes de programación no-Inglés-base

De uso general 86 Asamblea idiomas ARM, MIPS,

De uso común lenguajes de alto nivel de programación Ada, BASIC, C, C + +, C #, COBOL, Fortran, Java, Lisp, Pascal, Object Pascal De uso general de secuencias de comandos Bourne lenguajes de script, Java Script, Python, Ruby, PHP, Perl Profesiones y organizaciones

Como el uso de las computadoras se ha extendido por toda la sociedad, hay un número creciente de carreras relacionadas con las computadoras.

profesiones relacionados con la informática de ingeniería eléctrica de hardware, ingeniería electrónica, ingeniería informática, ingeniería de telecomunicaciones, la ingeniería óptica, Nanoingeniería Relacionados con el software Informática, edición electrónica, la interacción hombre-máquina, la tecnología de la información, sistemas de información, la ciencia computacional, ingeniería de software, la industria de videojuegos, diseño web

La necesidad de equipos para trabajar bien juntos y ser capaces de intercambiar información ha generado la necesidad de muchas organizaciones de normalización, los clubes y las sociedades tanto de carácter formal e informal.

Las organizaciones de normalización grupos ANSI, IEC, IEEE, IETF, ISO, W3C

Profesional de Sociedades de la ACM, AIS, IET, IFIP, BCS

Libre / código abierto grupos de software de la Free Software Foundation, la Fundación Mozilla, Apache Software Foundation

para mas informacion:

http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Computer&oldid=407948223


Computadora

Una computadora conocida en algunos países como ordenador y en otros países como 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 una computadora 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) 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 los ejecute el procesador. Tabla de contenidos [ocultar]

Sistema operativo

Artículo principal: Sistema operativo

Una computadora, normalmente, utiliza un programa informático especial, denominado sistema operativo (SO), que ha sido diseñado, construido y probado para gestionar los recursos de la computadora: la memoria, los dispositivos de E/S, los dispositivos de almacenamiento (discos duros, unidades de DVD y CD), entre otros.

Evolución del término computadora

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar información de acuerdo con un procedimiento bien definido. En un principio, la palabra era usada para describir a las personas que hacían cálculos aritméticos, con o sin ayuda mecánica, pero luego se trasladó a las propias máquinas. Dentro de la definición que acabamos de dar, entraría el uso de dispositivos mecánicos como la regla de cálculo, toda la gama de calculadoras mecánicas desde el ábaco hacia adelante, además de todas las computadoras electrónicas contemporáneas.

Sin embargo, la definición anterior incluye muchos dispositivos de usos específicos que sólo pueden realizar una función o un número determinado de funciones. Si pensamos en las computadoras modernas, la característica más importante que los distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programación adecuada. Con cualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otra (únicamente limitado por la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y, de hecho, se cree que con las actuales se puede emular a cualquier computadora que se invente en el futuro (aunque sean mucho más lentos). Por lo tanto, en cierto sentido, esta capacidad crítica es una prueba muy útil, para identificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usos específicos(como las macrocomputadoras).

Esta característica de poderse emplear para un uso general se puede formalizar en una regla según la cual con una máquina de estas características se debe poder emular el funcionamiento de una máquina de Turing universal. Las máquinas que cumplan con esta definición son homologables a la máquina de Turing.

Originariamente, el procesamiento de la información estaba relacionado de manera casi exclusiva con problemas aritméticos.

Uso actual del término

Sin embargo, en los últimos veinte años aproximadamente muchos aparatos domésticos, sobre todo las consolas para videojuegos, a las que hay que añadir los teléfonos móviles, los vídeos, los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfín de aparatos caseros, industriales, para coches y electrónicos, tienen circuitos homologables a la máquina de Turing (con la limitación de que la programación de estos aparatos está instalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremos cambiar la programación).

Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de uso general son conocidos como microcontroladores o computadores integrados. Por lo tanto, muchas personas han restringido la definición de computadora a aquellas máquinas cuyo propósito principal sea el procesamiento de información y que puedan adaptarse a una gran variedad de tareas, sin ninguna modificación física, excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema más grande como los teléfonos, microondas o aviones. [editar]

Tipos de computadoras

Tradicionalmente existen tres tipos de computadoras que cumplen con estos requisitos: las computadoras centrales, las minicomputadoras y las computadoras personales. Las minicomputadoras, como tales, ya no existen, habiendo sido reemplazadas por computadoras personales con programas especiales capaces de manejar y distribuir recursos entre múltiples usuarios, como por ejemplo programas para servicio de correo; las mismas computadoras centrales tienen características propias de la computadora personal, como el estar basadas en microprocesadores.

Para finalizar, hay que decir que mucha gente que no está familiarizada con otras formas de computadoras, usa el término para referirse exclusivamente a las computadoras personales.

Dentro de las computadoras personales, se suele distinguir entre la computadora de sobremesa, (desktop computer, en inglés), la computadora portátil (notebook o laptop) y la computadora portátil de sobremesa,en México semiportatil, (desk+note o desknote en inglés), híbrido de las dos anteriores. [editar]

Cómo funcionan las computadoras Vista expandida de una computadora 1: Monitor 2: Placa base 3: Procesador 4: Puertos ATA 5: Memoria principal (RAM) 6: Placas de expansión 7: Fuente eléctrica 8: Unidad de almacenamiento óptico 9: Disco duro 10: Teclado 11: Mouse Aumentar Vista expandida de una computadora 1: Monitor 2: Placa base 3: Procesador 4: Puertos ATA 5: Memoria principal (RAM) 6: Placas de expansión 7: Fuente eléctrica 8: Unidad de almacenamiento óptico 9: Disco duro 10: Teclado 11: Mouse

Aunque las tecnologías empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho desde que aparecieron los primeros computadores en los años 40, la mayoría todavía utilizan la arquitectura von Neumann, propuesta a principios de los años 1940 por John von Neumann.

La arquitectura von Neumann describe un computador con 4 secciones principales: la unidad lógica y 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.

En 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 la computadora. Las «celdas» contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones, con la computadora. En general, la memoria puede ser rescrita varios millones de veces; se parece más a una libreta que a una lápida.

El tamaño de cada celda y el número de celdas varía mucho de computadora a computadora, y las tecnologías empleadas para la memoria han cambiado bastante; van desde los relés electromecánicos, tubos llenos de mercurio en los que se formaban los pulsos acústicos, matrices de imanes permanentes, transistores individuales a circuitos integrados con millones de celdas en un solo chip.

Con los circuitos electrónicos se simula las operaciones lógicas y aritméticas, se pueden diseñar circuitos para que realicen cualquier forma de operación.

La unidad lógica y aritmética, o ALU, es el dispositivo diseñado y construido para llevar a cabo las operaciones elementales como las operaciones aritméticas (suma, resta), operaciones lógicas (Y, O, NO), y operaciones de comparación. En esta unidad es en donde se hace todo el trabajo computacional.

La unidad de control sigue la dirección de las posiciones en memoria que contienen la instrucción que la computadora va a realizar en ese momento; recupera la información poniéndola en la ALU para la operación que debe desarrollar. Transfiere luego el resultado a ubicaciones apropiadas en la memoria. Una vez que ocurre lo anterior, la unidad de control va a la siguiente instrucción (normalmente situada en la siguiente posición, a menos que la instrucción sea una instrucción de salto, informando a la computadora de que la próxima instrucción estará ubicada en otra posición de la memoria).

Los dispositivos E/S sirven a la computadora para, obtener información del mundo exterior y devolver los resultados de dicha información. Hay una gama muy extensa de dispositivos E/S como los teclados, monitores y unidades de disco flexible o las cámaras web.

Las instrucciones que acabamos de discutir, no son las ricas instrucciones del ser humano. Una computadora sólo se diseña con un número limitado de instrucciones bien definidas. Los tipos de instrucciones típicas realizadas por la mayoría de las computadoras son como estos ejemplos: “…copia los contenidos de la posición de memoria 123, y coloca la copia en la posición 456, añade los contenidos de la posición 666 a la 042, y coloca el resultado en la posición 013, y, si los contenidos de la posición 999 son 0, tu próxima instrucción está en la posición 345…”.

Las instrucciones dentro de la computadora se representan mediante números. Por ejemplo, el código para copiar puede ser 001. El conjunto de instrucciones que puede realizar una computadora se conoce como lenguaje de máquina o código máquina. En la práctica, no se escriben las instrucciones para las computadoras directamente en lenguaje de máquina, sino que se usa un lenguaje de programación de alto nivel que se traduce después al lenguaje de la máquina automáticamente, a través de programas especiales de traducción (intérpretes y compiladores). Algunos lenguajes de programación representan de manera muy directa el lenguaje de máquina, como los ensambladores (lenguajes de bajo nivel) y, por otra parte, los lenguajes como Prolog, se basan en principios abstractos muy alejados de los que hace la máquina en concreto (lenguajes de alto nivel).

Las computadoras actuales colocan la ALU y la unidad de control dentro de un único circuito integrado conocido como Unidad central de procesamiento o CPU. Normalmente, la memoria de la computadora se sitúa en unos pocos circuitos integrados pequeños cerca de la CPU. La gran mayoría de la masa de la computadora está formada por sistemas auxiliares (por ejemplo, para traer electricidad) o dispositivos E/S.

Algunas computadoras más grandes se diferencian del modelo anterior, en un aspecto importante, porque tienen varias CPU y unidades de control que trabajan al mismo tiempo. Además, algunas computadoras, usadas principalmente para la investigación, son muy diferentes del modelo anterior, pero no tienen muchas aplicaciones comerciales.

Por lo tanto, el funcionamiento de una computadora es en principio bastante sencillo. La computadora trae las instrucciones y los datos de la memoria. Se ejecutan las instrucciones, se almacenan los datos y se va a por la siguiente instrucción. Este procedimiento se repite continuamente, hasta que se apaga la computadora. Los Programas de computadora (software) son simplemente largas listas de instrucciones que debe ejecutar la computadora, a veces con tablas de datos. Muchos programas de computadora contienen millones de instrucciones, y muchas de esas instrucciones se ejecutan rápidamente. Una computadora personal moderna (en el año 2003) puede ejecutar de 2000 a 3000 millones de instrucciones por segundo. Las capacidades extraordinarias que tienen las computadoras no se deben a su habilidad para ejecutar instrucciones complejas. Las computadoras ejecutan millones de instrucciones simples diseñadas por personas inteligentes llamados programadores. Los buenos programadores desarrollan grupos de instrucciones para hacer tareas comunes (por ejemplo, dibujar un punto en la pantalla) y luego ponen dichos grupos de instrucciones a disposición de otros programadores.

En la actualidad, podemos tener la impresión de que las computadoras están ejecutando varios programas al mismo tiempo. Esto se conoce como multitarea, siendo más usado el segundo término. En realidad, la CPU ejecuta instrucciones de un programa y después tras un breve periodo de tiempo, cambian a un segundo programa y ejecuta algunas de sus instrucciones. Esto crea la ilusión de que se están ejecutando varios programas simultáneamente, repartiendo el tiempo de la CPU entre los programas. Esto es similar a la película que está formada por una sucesión rápida de fotogramas. El sistema operativo es el programa que controla el reparto del tiempo generalmente.

El sistema operativo es una especie de caja de herramientas lleno de rutinas. Cada vez que alguna rutina de computadora se usa en muchos tipos diferentes de programas durante muchos años, los programadores llevarán dicha rutina al sistema operativo, al final.

El sistema operativo sirve para decidir, por ejemplo, qué programas se ejecutan, y cuándo, y qué fuentes (memoria o dispositivos E/S) se utilizan. El sistema operativo tiene otras funciones que ofrecer a otros programas, como los códigos que sirven a los programadores, escribir programas para una máquina sin necesidad de conocer los detalles internos de todos los dispositivos electrónicos conectados.

En la actualidad se están empezando a incluir dentro del sistema operativo algunos programas muy usados debido a que es una manera económica de distribuirlos. No es extraño que un sistema operativo incluya navegadores de internet, procesadores de texto, programas de correo electrónico, interfaces de red, reproductores de películas y otros programas que antes se tenían que conseguir aparte.

Usos de las computadoras

Las primeras computadoras digitales, de gran tamaño y coste, se utilizaban principalmente para hacer cálculos científicos. ENIAC, una de las primeras computadoras, calculaba densidades de neutrón transversales para ver si explotaría la bomba de hidrógeno. El CSIR Mk I, el primer computador australiano, evaluó patrones de precipitaciones para un gran proyecto de generación hidroeléctrica. Los primeros visionarios vaticinaron que la programación permitiría jugar al ajedrez, ver películas y otros usos.

La gente que trabajaba para los gobiernos y las grandes empresas también usaron las computadoras para automatizar muchas de las tareas de recolección y procesamiento de datos, que antes eran hechas por humanos; por ejemplo, mantener y actualizar la contabilidad y los inventarios. En el mundo académico, los científicos de todos los campos empezaron a utilizar las computadoras para hacer sus propios análisis. El descenso continuo de los precios de las computadoras permitió su uso por empresas cada vez más pequeñas. Las empresas, las organizaciones y los gobiernos empiezan a emplear un gran número de pequeñas computadoras para realizar tareas que antes eran hechas por computadores centrales grandes y costosos. La reunión de varias pequeñas computadoras en un solo lugar se llamaba torre de servidores.

Con la invención del microprocesador en 1970, fue posible fabricar computadoras muy baratas. Las computadoras personales se hicieron famosas para llevar a cabo diferentes tareas como guardar libros, escribir e imprimir documentos. Calcular probabilidades y otras tareas matemáticas repetitivas con hojas de cálculo, comunicarse mediante correo electrónico e Internet. Sin embargo, la gran disponibilidad de computadoras y su fácil adaptación a las necesidades de cada persona, han hecho que se utilicen para varios propósitos.

Al mismo tiempo, las pequeñas computadoras, casi siempre con una programación fija, empezaron a hacerse camino entre las aplicaciones del hogar, los coches, los aviones y la maquinaria industrial. Estos procesadores integrados controlaban el comportamiento de los aparatos más fácilmente, permitiendo el desarrollo de funciones de control más complejas como los sistemas de freno antibloqueo en los coches. A principios del siglo 21, la mayoría de los aparatos eléctricos, casi todos los tipos de transporte eléctrico y la mayoría de las líneas de producción de las fábricas funcionan con una computadora. La mayoría de los ingenieros piensa que esta tendencia va a continuar.

Etimología de las palabras ordenador y computadora

La denominación recomendada de forma general en castellano es la de computadora, del latin “computare” aunque parezca un anglicismo procedente de computer (no hay que olvidar que el origen de las computadoras actuales está en los Estados Unidos). En España está generalizado el localismo ordenador, galicismo derivado de ordinateur.

En italiano, se emplea usa el término en inglés, il computer (el computador); el árabe alterna el término inglés (arabizado como kumbiyūter كمبيوتر) con el neologismo hāsūb حاسوب («computador», literalmente). En Suecia el nombre está relacionado con los datos dator. En China, a la computadora se le denomina 计算机 (cerebro eléctrico).

En un principio, la palabra inglesa se utilizaba para designar a una persona que realizaba cálculos aritméticos con o sin ayuda mecánica. Podemos considerar las computadoras programables modernas como la evolución de sistemas antiguos de cálculo o de ordenación, como la máquina diferencial de Babbage o la máquina tabuladora de Hollerith.

Computadora

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