ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE UNA COMPUTADORA

ESTRUCTURA DE UN EQUIPO DE COMPUTO

  Podemos definir un sistema de cómputo como un conjunto de elementos organizados que interactúan, unos con otros y con el ambiente, para lograr objetivos comunes operando sobre información.
Estos elementos son la computadora (Hardware), los programas (software), los datos y los usuarios. Todos estos componentes son importantes y cada uno de ellos juega un papel fundamental para el correcto funcionamiento del sistema.

La computadora posee una estructura conjunta de dispositivos anexos que necesitas distinguir.

Pasos para resolver un problema con la Computadora →

Principales dispositivos de hardware:

Teclado

Conjunto Ordenado de teclas, es un mecanismo anicamente de entrada que se comunica a la PC por medio de un conector, tradicionalmente es por el puerto universal USB, auqnue utiliza el PS/2 y anteriormente el DIN. El teclado opera con una examinacion de codificaciones, que se generan cada tiempo que una tecla se aprieta y suelta y las convierte a valores ASCII, que traduce segun la codificacion del sistema.

Monitor

El monitor o pantalla es el dispositivo en el que se muestran las imagenes generadas por el adaptador de video del ordenador o computadora. El termino monitor se refiere normalmente a la pantalla de video y su carcasa. El monitor se conecta al adaptador de video mediante un cable.

Ratón o Mouse

El Mouse es un dispositivo señalador (apuntador) muy comun, popularizado gracias a estar incluido en el equipamiento estandar de cualquier computadora. Fue desarrollado por Xerox en el parque de investigacion de Palo Alto (EEUU). La aparicion de este dispositivo y de la interfaz grafica de usuario, que une un puntero en la pantalla de la computadora al movimiento del raton, ha abierto el potente mundo de las computadoras a una poblacion anteriormente excluida a causa de la oscuridad de los lenguajes de computadora y de la interfaz de linea de comandos.

Existen muchas variaciones en su diseño, con formas distintas y distinto numero de botones, pero todos funcionan de un modo similar. Cuando el usuario lo mueve, el movimiento se convierte en señales electricas.

Memoria

Los circuitos que permiten almacenar y recuperar la informacion. En un sentido mas amplio, puede referirse tambien a sistemas externos de almacenamiento, como las unidades de disco. Por lo general se refiere solo al semiconductor rapido de almacenaje conectado directamente al procesador.

• Memoria de acceso aleatorio o RAM: memoria basada en semiconductores que puede ser lei­da y escrita por el microprocesador u otros dispositivos de hardware. Es un acronimo del ingless Random Access Memory. El acceso a las posiciones de almacenamiento se puede realizar en cualquier orden.
• Memoria de solo lectura o ROM: memoria basada en semiconductores que contiene instrucciones o datos que se pueden leer pero no modificar. Las memorias ROM suelen contener el software necesario para el funcionamiento del sistema. Para crear un chip ROM, el diseñador facilita a un fabricante de semiconductores la informacion o las instrucciones que se van a almacenar. El fabricante produce entonces uno o más chips que contienen esas instrucciones o datos. Como crear chips ROM implica un proceso de fabricacion, esta es viable economicamente solo si se producen grandes cantidades de chips. Los diseseos experimentales o los pequeños volumenes son más asequibles usando PROM o EPROM.

Unidad de Proceso

Conocida por sus siglas en ingles, CPU. El CPU se ocupa del control y el proceso de datos en las computadoras. Generalmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un unico trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos. El microprocesador de la CPU esta formado por una unidad aritmetico que realiza calculos y comparaciones, y otra de decisiones logicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del algebra de Boole); por una serie de registros donde se almacena información temporalmente, y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones.

DISPOSITIVOS DE HARDWARE INTERNO

Hace días hablé de las partes de una computadora pero, de manera externa, es decir, todo lo que vemos a vuelo de pájaros. El CPU, el monitor, el teclado, el mouse, …, son tan sólo algunas de las partes mencionadas en dicho apartado.

Ahora me dispongo a hablarles sobre el hardware interno o mejor dicho, las partes internas de una computadora, detallándoles las más importantes…

Procesador

Es el chip más importante de la tarjeta madre, es el que se encarga de organizar elfuncionamiento del computador, procesar la información, ejecutar cálculos y en general realizar millones de instrucciones por segundos y esto es lo que define sus características y precio.

Este chip actúa como calculador y ordenador a otros componentes. Al procesador se le dan varios nombres: procesasdor principal, corazón del sistema, y CPU.

Memoria

El computador funciona con varios tipos de memoria: ROM, RAM, caché interna, caché externa, de video…

Se conoce como memoria el conjunto de BITS que almacena caracteres temporal y permanentemente. La representación mínima de éste es el BYTE.

> Artículos relacionados:

– DIFERENCIA ENTRE LOS BITS Y LOS BYTES
– DIFERENCIA ENTRE MEMORIA RAM Y ROM
– CONCEPTO Y CARACTERISTICAS DE LAS MEMORIAS

Tarjeta Madre (MotherBoard o MainBoard)

Es la tarjeta primordial que se encuentra dentro del computador, a esta se adhieren todos los circuitos electrónicos, las memorias, CPU (microprocesador), tarjetas, y otras conexiones principales.

Tarjetas de Expansión

Son aquellos dispositivos que se le instalan a la tarjeta madre para realizar una función específica, además mejora el funcionamiento y le da nuevas características y funciones alcomputador, entre ellas:

> Tarjeta de Sonido

> Tarjeta de Red

> Tarjeta de Fax Modem

> Tarjeta de Video

Las tarjetas hijas o de expansión se conectan a la tarjeta madre por medio de las ranuras o slot que se encuentran en ésta.

Disco Duro (HDD – Hard Disk Drive)

El disco duro es el sistema (o dispositivo) de almacenamiento masivo de datos más difundido. Los primeros computadores no incorporaban estos discos, porque manejaban un volumen de datos pequeños, y les bastaba utilizar los disquetes de pocos KB.

El disco duro tiene una gran capacidad de almacenamiento que varía a medida que pasa el tiempo, en la actualidad existen de 20, 40, 80 y hasta 250 GB (Gigabytes).

                       SOFWARE DE COMPUTADORA

software -en sentido estricto- es un conjunto de programas de cómputo, procedimientos, reglas, documentación y datos asociados que forman parte de las operaciones de un sistema de computación para realizar tareas específicas. El término “software” fue usado por primera vez por John W. Tukey en 1957. La palabra “software” es un contraste de “hardware”; el software se ejecuta dentro del hardware.

Algunos autores prefieren ampliar la definición de software e incluir también en la definición todo lo que es producido en el desarrollo del mismo.

Considerando esta definición, el concepto de software va más allá de los programas de cómputo en sus distintos estados: código fuente, binario o ejecutable; también sudocumentación, datos a procesar e información de usuario forman parte del software: es decir, abarca todo lo intangible, todo lo “no físico” relacionado.

Es un ingrediente indispensable para el funcionamiento del computador. Está formado por una serie de instrucciones y datos, que permiten aprovechar todos los recursos que el computador tiene, de manera que pueda resolver gran cantidad de problemas.Un computador en sí, es sólo un conglomerado de componentes electrónicos; el software le da vida al computador, haciendo que sus componentes funcionen de forma ordenada.

En general, el software es un conjunto de instrucciones detalladas que controlan la operación de un sistema computacional.

Elementos y funciones

El Software consiste en un código escrito en lenguaje de programación que debe convertirse en un lenguaje-máquina específico para ser ejecutado

Están compuestos por una serie de rutinas, las cuales están formadas porinstrucciones,procedimientos y comandos que conforma dichoprograma. Cada una de las rutinas realiza una función dentro del mismo.

Como programa, consiste enun código que se suele escribir en un lenguaje de programación de alto nivel, que es más sencillo de escribir (pues es más cercano al lenguaje natural humano), pero debe convertirse en un lenguaje-máquina específico para ser ejecutado por  un procesador individual. El código es una secuencia de instrucciones ordenadas que cambian el estado del hardware de una computadora.

Funciones del software:

• Administrar los recursos de cómputo
• Proporcionar las herramientas para optimizar estos recursos.
• Actuar como intermediario entre el usuario y la información almacenada.

El software establece procedimientos de comunicación entre el usuario y viceversa. Tales componentes lógicos incluyen, entre otros, aplicaciones informáticas comoprocesador de textos, que permite al usuario realizar todas las tareas concernientes a edición de textos.

Clasificaciones del Software

El Software se clasifica en 3 tipos: de Sistema, de Aplicación y de Programas.

Como concepto general, el software puede dividirse en varias categorías basadas en el tipo de trabajo realizado. Las dos categorías primarias de software son los sistemas operativos (software del sistema), que controlan los trabajos del ordenador o computadora, y elsoftware de aplicación, que dirige las distintas tareas para las que se utilizan las computadoras. Por lo tanto, el software del sistema procesa tareas tan esenciales, aunque a menudo invisibles, como el mantenimiento de los archivos del disco y la administración de la pantalla, mientras que el softwarede aplicación lleva a cabo tareas de tratamiento de textos, gestión de bases de datos y similares. Constituyen dos categorías separadas el software de red, que permite comunicarse a grupos de usuarios, y el software de lenguaje utilizado para escribir programas.

Además de estas categorías basadas en tareas, varios tipos de software se describen basándose en su método de distribución. Entre estos se encuentran los así llamados programas enlatados, el software desarrollado por compañías y vendido principalmente por distribuidores, el freeware y software de dominio público, que se ofrece sin costo alguno, el shareware, que es similar al freeware, pero suele conllevar una pequeña tasa a pagar por los usuarios que lo utilicen profesionalmente y, por último, el infame vapourware, que es software que no llega a presentarse o que aparece mucho después de lo prometido

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. Incluye entre otros:

• Sistemas operativos
• Herramientas de Corrección y Optimización
• Controladores de dispositivos
• Herramientas de diagnóstico
• Servidores Utilidades

Sistemas Operativos

Microsoft Windows es un ejemplo de Sistemas Operativos.

Un sistema operativo es un software de sistema, es decir, un conjunto de programas de computación destinados a realizar muchas tareas entre las que destaca la administración de los dispositivos periféricos.

Se encarga de ejercer el control y coordinar el uso del hardware entre diferentes programas de aplicación y los diferentes usuarios. Es un administrador de los recursos de hardware del sistema.

En una definición informal es un sistema que consiste en ofrecer una distribución ordenada y controlada de los procesadores, memorias y dispositivos de E/S entre los diversos programas que compiten por ellos.
A pesar de que todos nosotros usamos sistemas operativos casi a diario, es difícil definir qué es un sistema operativo. En parte, esto se debe a que los sistemas operativos realizan dos funciones diferentes.

Proveer una máquina virtual, es decir, un ambiente en el cual el usuario pueda ejecutar programas de manera conveniente, protegiéndolo de los detalles y complejidades del hardware. Administrar eficientemente los recursos del computador.

Controlador de dispositivo

Driver o controlador para el SO Windows

Un controlador de dispositivo, llamado normalmente controlador (en inglés, device driver) es unprograma informático que permite al sistema operativo interactuar con un periférico, haciendo unaabstracción del hardware y proporcionando una interfaz -posiblemente estandarizada- para usarlo. Se puede esquematizar como un manual de instruccionesque le indica cómo debe controlar y comunicarse con un dispositivo en particular. Por tanto, es una pieza esencial, sin la cual no se podría usar el hardware.

Herramientas de diagnóstico

Una herramienta de diagnóstico es un software que permite monitorear y en algunos casos controlar la funcionalidad del hardware, como: computadoras, servidores y periféricos, según el tipo y sus funciones. Estos dispositivos pueden ser, la memoria RAM, el procesador, los discos duros, ruteadores, tarjetas de red, entre muchos dispositivos más.

Servidores

Una aplicación informática o programa que realiza algunas tareas en beneficio de otras aplicaciones llamadas clientes. Algunos servicios habituales son los servicios de archivos, que permiten a los usuarios almacenar y acceder a los archivos de una computadora y los servicios de aplicaciones, que realizan tareas en beneficio directo del usuario final. Este es el significado original del término. Es posible que un ordenador cumpla simultáneamente las funciones de cliente y de servidor.

Software de Aplicación

El software de aplicación es capaz de realizar casi cualquier tarea imaginable.

Es aquel quepermitea 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. Incluye entre otros:

Es el conjunto de programas concebidos o creados para atender trabajos específicos del usuario, referidos al cumplimiento de sus diversos objetivos.

Este software está diseñado y escrito para realizar tareas específicas personales, empresariales o científicas. Todas estas aplicaciones procesan datos y generan información. El software de aplicación necesita parte del software de base para ejecutarse.

• Aplicaciones para Control de sistemas y automatización industrial
• Aplicaciones ofimáticas
• Software educativo
• Software empresarial
• Bases de datos
• Telecomunicaciones (p.ej. internet y toda su estructura lógica)
• Videojuegos Software médico
• Software de Cálculo Numérico y simbólico.
• Software de Diseño Asistido (CAD)
• Software de Control Numérico (CAM)

Software educativo

Se denomina software educativo al destinado a la enseñanza y el auto aprendizaje y además permite el desarrollo de ciertas habilidades cognitivas. Como software educativo tenemos desde programas orientados al aprendizaje hasta sistemas operativos completos destinados a la educación, como por ejemplo las distribuciones GNU/Linux orientadas a la enseñanza.

Software empresarial

Cualquier tipo de software que está orientado a ayudar a una empresa a mejorar su productividad o a medirla.

El término engloba una amplia variedad de aplicaciones informáticas que incluyen desde programas de contabilidad y de ofimática, hasta sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP), pasando por programas de gestión de clientes (CRM),de recursos humanos, etc.

Base de datos

Una base de datos o banco de datos es un conjunto de datos pertenecientes a un mismo contexto y almacenados sistemáticamente para su posterior uso. En este sentido, una biblioteca puede considerarse una base de datos compuesta en su mayoría por documentos y textos impresos en papel e indexados para su consulta. En la actualidad, y debido al desarrollo tecnológico de campos como la informática y la electrónica, la mayoría de las bases de datos están en formato digital (electrónico), que ofrece un amplio rango de soluciones al problema de almacenar datos.

Software de Programación o de Usuario Final

El famoso "Notepad" de Windows es un Editor de Texto, que entra en la clasifiación de Software de Programa

Es el conjunto de herramientas quepermiten al programador desarrollar programas informáticos, usando diferentes alternativas y lenguajes de programación, de una manera práctica. Incluye entre otros:

Entornos de Desarrollo Integrados (IDE):Agrupan las anteriores herramientas, usualmente en unentorno visual, de forma tal que el programadorno necesite introducir múltiples comandos para compilar, interpretar, depurar, etc. Habitualmente cuentan con una avanzada interfaz gráfica de usuario (GUI).

• Editores de texto
• Compiladores
• Intérpretes
• Enlazadores
• Depuradores

Editores de texto

Es un programa que permite crear y modificar archivos digitales compuestos únicamente por texto sin formato, conocidos comúnmente como archivos de texto o texto plano. El programa lee el archivo e interpreta los bytes leídos según el código de caracteres que usa el editor. Se usan cuando se deben crear o modificar archivos de texto como archivos de configuración, scripts o el código fuente de algún programa.

Compiladores

Un compilador es un programa informático que traduce un programa escrito en un lenguaje de programación a otro lenguaje de programación, generando un programa equivalente que la máquina será capaz de interpretar.

Enlazadores

Un enlazador (en inglés, linker) es un programa que toma los ficheros de código objeto generado en los primeros pasos del proceso de compilación, la información de todos los recursos necesarios (biblioteca), quita aquellos recursos que no necesita, y enlaza el código objeto con su(s) biblioteca(s) con lo que finalmenteproduce un fichero ejecutable o una biblioteca

Depurador

Un depurador (en inglés, debugger), es un programa que permite depurar o limpiar los errores de otro programa informático. El depurador permite detener el programa en:

• Un punto determinado mediante un punto de ruptura.
• Un punto determinado bajo ciertas condiciones mediante un punto de ruptura condicional.
• Un momento determinado cuando se cumplan ciertas condiciones.
• Un momento determinado a petición del usuario.