Computadora

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Una computadora (también llamada ordenador o computador) es un sistema digital con tecnología microelectrónica, capaz de procesar datos a partir de un grupo de instrucciones denominado programa. La estructura básica de un ordenador incluye microprocesador (CPU), memoria y dispositivos de entrada/salida (E/S), junto a los buses que permiten la comunicación entre ellos. En resumen la computadora es una dualidad entre hardware (parte física) tales como: la pantalla, el teclado o el disco duro y software (parte lógica), que interactúan entre sí para una determinada función.

La característica principal que la distingue de otros dispositivos similares, como una calculadora no programable, es que puede realizar tareas muy diversas cargando distintos programas en la memoria para que el procesador los ejecute.

[editar] Cómo funcionan las computadoras

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Aunque las tecnologías empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho desde que aparecieron los primeros modelos en los años 40, la mayoría todavía utiliza la arquitectura Eckert-Mauchly, publicada a principios de los años 1940 por John von Neumann pero que fue creada por John Presper Eckert y John William Mauchly.

La arquitectura Eckert-Mauchly describe una computadora 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.

Este sistema, la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad de información. La instrucción es la información necesaria para realizar lo que se desea con el computador. Las «celdas» contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones, con el computador. En general, la memoria puede ser rescrita varios millones de veces; se parece más a una pizarra que a una lápida.

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El número de celdas varían mucho de computador a computador, 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.

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 el computador 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 del computador se representan mediante números. Por ejemplo, el código para copiar puede ser 001. El conjunto de instrucciones que puede realizar un computador se conoce como lenguaje de máquina o código máquina. En la práctica, no se escriben las instrucciones para los computadores 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 Java, se basan en principios abstractos muy alejados de los que hace la máquina en concreto (lenguajes de alto nivel).

Los computadores 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 del computador se sitúa en unos pocos circuitos integrados pequeños cerca de la CPU. La gran mayoría de la masa de el computador está formada por sistemas auxiliares (por ejemplo, para traer electricidad) o dispositivos E/S.

Algunos computadores 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, algunos computadores, usadas principalmente para la investigación, son muy diferentes del modelo anterior, pero no tienen muchas aplicaciones comerciales.

Por lo tanto, el funcionamiento de un computador es en principio bastante sencillo. El computador 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 el computador. Los Programas de ordenador (software) son simplemente largas listas de instrucciones que debe ejecutar el computador, a veces con tablas de datos. Muchos programas de computador contienen millones de instrucciones, y muchas de esas instrucciones se ejecutan rápidamente. un computador personal moderna (en el año 2003) puede ejecutar de 2000 a 3000 millones de instrucciones por segundo. Las capacidades extraordinarias que tienen los computadores no se deben a su habilidad para ejecutar instrucciones complejas. los computadores 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 los computadores 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 computador 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.

Los primeros computadores digitales, de gran tamaño y coste, se utilizaban principalmente para hacer cálculos científicos. ENIAC, una de las primeros computadores, calculaba densidades de neutrón transversales para ver si explotaría la bomba de hidrógeno. El CSIR Mk I, el primer ordenador 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 los computadores 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 los computadores para hacer sus propios análisis. El descenso continuo de los precios de los computadores permitió su uso por empresas cada vez más pequeñas. Las empresas, las organizaciones y los gobiernos empiezan a emplear un gran número de pequeños computadores para realizar tareas que antes eran hechas por computadores centrales grandes y costosos. La reunión de varias pequeños computadors en un solo lugar se llamaba torre de servidores.

Con la invención del microprocesador en 1970, fue posible fabricar computadores muy baratos. los computadores 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 computadores y su fácil adaptación a las necesidades de cada persona, han hecho que se utilicen para varios propósitos.

Al mismo tiempo, los pequeños computadores son 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 un computador. La mayoría de los ingenieros piensa que esta tendencia va a continuar.

Actualmente, los computadores personales son usadas desde usos de investigación hasta usos de entretenimiento (Videojuegos), pero los grandes computadores aún sirven para cálculos matemáticos complejos y para otros usos de la ciencia, tecnología, astronomia, medicina etc..

[editar] Monitor

Artículo principal: Monitor de computadora

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

[editar] Teclado

Artículo principal: Teclado de computadora

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

[editar] Mouse (ratón)

Artículo principal: Mouse

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

[editar] Impresora

Artículo principal: Impresora

Una impresora es un periférico de computadora que permite producir una copia permanente de textos o gráficos de documentos almacenados en formato electrónico, imprimiéndolos en medios físicos, normalmente en papel o transparencias, utilizando cartuchos de tinta o tecnología láser. Muchas impresoras son usadas como periféricos, y están permanentemente unidas a la computadora por un cable. Otras impresoras, llamadas impresoras de red, tienen un interfaz de red interno (típicamente wireless o Ethernet), y que puede servir como un dispositivo para imprimir en papel algún documento para cualquier usuario de la red.

Artículo principal: Escáner de computadora

En informática, un escáner (del idioma inglés: scanner) es un periférico que se utiliza para convertir, mediante el uso de la luz, imágenes impresas a formato digital.

[editar] Etimología de la palabra ordenador

La denominación más usada en España es la de ordenador (derivado de la palabra francesa ordinateur) sin embargo computador, junto con la variante femenina computadora se usan más en Latinoamerica.

En italiano, se emplea 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 ordenador 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 los computadores programables modernos como la evolución de sistemas antiguos de cálculo o de ordenación, como la máquina diferencial de Babbage o la máquina tabuladora de Hollerith.

[editar] Flujo de datos

Este mapa conceptual muestra de forma sencilla como funciona el flujo de los datos en una computadora. Podemos notar que los datos siempre usan la función de Entrada, proceso, y finalmente salida o almacenamiento.

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