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El documento presenta información sobre la historia y evolución de las computadoras desde sus orígenes hasta la actualidad. Comienza describiendo algunos de los primeros dispositivos de cómputo como el ábaco y la máquina diferencial de Babbage. Luego resume las generaciones de computadoras desde la primera hasta la cuarta generación, destacando cambios tecnológicos clave en cada era. Finalmente, explica conceptos fundamentales como la arquitectura de Von Neumann y diferentes tipologías de redes.
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- 1. Aplicación de software ejecutivo Giovanni Luz Cervantes García Catedrático: Ing. Ángel Pérez Morales Ingeniería en gestión empresarial Grupo: 211 Marzo de 2011
- 2. Misión. Formar personas con una actitud científica, creativa e innovadora, con espíritu innovador, orientados al logro y a la superación permanente; sustentada en una educación integral con u n amplio sentido ético y humanístico. Visión. Ser una institución que se construya como un pilar esencial del desarrollo social de la nación. Objetivos. 1. Impartir educación superior en sus niveles de licenciatura, especialización, maestría y doctorado. 2. Orientar el servicio de educación atendiendo los problemas regionales, estatales y nacionales, en las relación con las necesidades del desarrollo socioeconómico. 3. Formar integralmente profesionales competentes con un amplio sentido ético, humanístico y nacionalista. 4. Formar profesionales aptos para generar y aplicar creativamente los conocimientos adquiridos en la sollocion de problemas. 5. Formar personas con un elevado compromiso social, solidarias, sensibles a las realidades humanas, comprometidas con el progreso del ser humano, del estado y el país.
- 3. Porque es importante la computadora. Por esto o más… Las agencias gubernamentales, la empresa privada, las instituciones educativas y otras entidades utilizan las computadoras para llevar a cabo transacciones, automatizar procesos, enseñar o sencillamente con fines de entretenimiento. Esta es también una herramienta que ha venido a acortar distancias por medio de la comunicación. El uso de la computadora ha mejorado y agilizado muchas de nuestras labores diarias que realizamos tanto en el hogar como en el trabajo. Este artefacto no es reciente, tiene una larga e interesante trayectoria. La história de la evolución de las computadoras es una sorprendente y llena de controversias. Es increíble como de un sencillo dispositivo mecánico para contabilizar haya surgido tan poderosa e impresindible herramienta que ha llegado a obtener tan grande importancia a nivel mundial. A través del tiempo los ordenadores han cambiado de forma, tamaño, capacidad, composición y han adquirido nuevas funciones para resolver diferentes tipos de problemas o facilitar tareas específicas. Abaco (5,000 años atrás) - Surgió en Asia Menor y Máquina diferencial de Babbage se utiliza actualmente. Se utilizó originalmente por (1822)- Diseñada para trabajar con mercaderes para llevar a cabo transacciones y vapor, era una máquina amplia del contar los días. Comenzó a perder importancia tamaño de una locomotora. Tenía cuando se inventó el lápiz y el papel. como función resolver ecuaciones diferenciales. Durante el transcurso del tiempo Babbage comenzó a trabajar en la primera computadora de uso general o máquina analítica. Dispositivos computadorizad os utilizados a Primera computadora eléctrica de Atanasoff y Berry (1940). través del tiempo Invención del ratón (mouse) y la interface gráfica (1970)-Por la compañía Xerox PARC. Máquina tabuladora de Hollerith (1889)- Le dio paso al procesamiento de datos automatizado. Hollerith fundó una compañía Apple (1976)- Crearon las de máquinas tabuladoras que posteriormente computadoras Apple I y II y las paso a ser “International Business Machines” máquinas Macintosh en 1984. Se o IBM. comenzó a utilizar las computadoras personales en las oficinas y hogares.
- 4. Primera Generación (1945-1956) • La computadora fue utilizada para fines militares durante la Seguna Guerra Mundial. • IBM creó la primera calculadora electrónica en 1944. Segunda Generación (1956-1963) • Se desarrolló la computadora ENIAC (Electronic • Se remplazaron los tubos al vacío Numerical Integrator and Computer), EDVAC por los transistores. (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) • Se reemplazó el lenguaje de en 1945 y la UNIVAC (Universal Automatic máquina por el lenguaje Computer)en 1951. ensamblador. • Lo más significativo de esta generación fue el uso • Se crearon los lenguajes de alto de los tubos al vacío. nivel como COBOL (Common Business-Oriented Language) y FORTRAN (Formula Translator). • Se diseñaron computadoras más pequeñas, rápidas y eficientes. Generaciones de la Computadora Tercera Generación (1964-1971) • Uso de chips de silicón. • Sistemas operativos. Cuarta Generación (1971-presente) • Se desarrollaron nuevos chips con mayor capacidad de almacenamiento. • Se comenzaron a utilizar las computadoras personales y las Macintosh. • Se desarrolló el diseño de redes. • Internet
- 5. Categorías • Supercomputadora - Diseñada para aplicaciones científicas y procesos complejos. • Mainframe- Mayor velocidad en el procesamiento y mayor capacidad de almacenaje. • Minicomputadoras- Son de propósitos generales, más poderosas y costosas que que las microcomputadoras. • Servidor-Se diseñó para apoyar una red de computadoras permitiendo a los usuarios compartir archivos, programas de aplicaciones y “hardware”, como por ejemplo las impresoras. • Microcomputadoras-Sistemas pequeños de propósitos generales. Pueden ejecutar las mismas operaciones y usar las mismas instrucciones de muchas sistemas grandes. Modelo von newman. John Von Newman observo que la torpeza de la aritmética decimal utilizadas en la computadora ENIAC podía remplazarse utilizando la aritmética binaria. Realizo un diseño básico llamado la máquina de Von Newman y se utilizo en la computadora EDVAC que fue la primer computadora que almacenaba el programa. La máquina de Von Newman tenía 5 partes principales y son las siguientes: LA MEMORIA: Constaba de 4096 palabras cada una de 40 bits. Y cada palabra podia contener 2 instrucciones de 20 bits cada una o un número entero de 39 bits y su signo. UNIDAD DE CONTROL:Es la que supervisaba la transferencia de información y la indicaba a la unidad aritmetica lógica cual operación debia ejecutar. UNIDAD DE ARITMATICA LÓGICA: Es aquella que se encarga de realizar las operaciones aritméticas y lógicas necesarias para la ejecución de una instrucción. ENTRADA:Es cualquier dispositivopor el que se introduce información a la computadora.
- 6. SALIDA:Es cualquier dispositivo que recibe información de la máquina para ser utilizadas por el usuario. Centrándonos en los ordenadores sobre los que vamos a trabajar desarrollaré a grandes rasgos la arquitectura Von Newman que, si bien no es la primera en aparecer, sí que lo hizo prácticamente desde el comienzo de los ordenadores y se sigue desarrollando actualmente. Claro es que está siendo desplazada por otra que permiten una mayor velocidad de proceso, la RISC. En los primeros tiempos de los ordenadores, con sistemas de numeración decimal, una electrónica sumamente complicada muy susceptible a fallos y un sistema de programación cableado o mediante fichas, Von Newman propuso dos conceptos básicos que revolucionarían la incipiente informática: a) La utilización del sistema de numeración binario. Simplificaba enormemente los problemas que la implementación electrónica de las operaciones y funciones lógicas planteaban, a la vez proporcionaba una mayor inmunidad a los fallos (electrónica digital). b) Almacenamiento de la secuencia de instrucciones de que consta el programa en una memoria interna, fácilmente accesible, junto con los datos que referencia. De este forma la velocidad de proceso experimenta un considerable incremento; recordemos que anteriormente una instrucción o un dato estaban codificados en una ficha en el mejor de los casos. Tomando como modelo las máquinas que aparecieron incorporando las anteriores características, el ordenador se puede considerar compuesto por las siguientes partes: - La Unidad Central de Proceso, U.C.P., más conocida por sus siglas en inglés (CPU). - La Memoria Interna, MI. - Unidad de Entrada y Salida, E/S. - Memoria masiva Externa, ME.
- 7. Realicemos a continuación una descripción de lo que se entiende por cada una de estas partes y cómo están relacionadas entre si: - La Unidad Central de Proceso (CPU) viene a ser el cerebro del ordenador y tiene por misión efectuar las operaciones aritmético-lógicas y controlar las transferencias de información a realizar. - La Memoria Interna (MI) contiene el conjunto de instrucciones que ejecuta la CPU en el transcurso de un programa. Es también donde se almacenan temporalmente las variables del mismo, todos los datos que se precisan y todos los resultados que devuelve. - Unidades de entrada y salida (E/S) o Input/Output (I/O): son las encargadas de la comunicación de la máquina con el exterior, proporcionando al operador una forma de introducir al ordenador tanto los programas como los datos y obtener los resultados. Como es de suponer, estas tres partes principales de que consta el ordenador deben estar íntimamente conectadas; aparece en este momento el concepto de bus: el bus es un conjunto de líneas que enlazan los distintos componentes del ordenador, por ellas se realiza la transferencia de datos entre todos sus elementos. Se distinguen tres tipos de bus: - De control: forman parte de él las líneas que seleccionan desde dónde y hacia dónde va dirigida la información, también las que marcan la secuencia de los pasos a seguir para dicha transferencia. - De datos: por él, de forma bidireccional, fluyen los datos entre las distintas partes del ordenador. - De direcciones: como vimos, la memoria está dividida en pequeñas unidades de almacenamiento que contienen las instrucciones del programa y los datos. El bus de direcciones consta de un conjunto de líneas que permite seleccionar de qué posición de la memoria se quiere leer su contenido. También direcciona los puertos de E/S.
- 8. La forma de operar del ordenador en su conjunto es direccionar una posición de la memoria en busca de una instrucción mediante el bus de direcciones, llevar la instrucción a la unidad central de proceso -CPU- por medio del bus de datos, marcando la secuencia de la transferencia el bus de control. En la CPU la instrucción se decodifica, interpretando qué operandos necesita: si son de memoria, es necesario llevarles a la CPU; una vez que la operación es realizada, si es preciso se devuelve el resultado a la memoria. Algunas topologías; Bus: Esta topología permite que todas las estaciones reciban la información que se transmite, una estación transmite y todas las restantes escuchan. Consiste en un cable con un terminador en cada extremo del que se cuelgan todos los elementos de una red. Todos los nodos de la red están unidos a este cable: el cual recibe el nombre de "Backbone Cable". Tanto Ethernet como Local Talk pueden utilizar esta topología. El bus es pasivo, no se produce regeneración de las señales en cada nodo. Los nodos en una red de "bus" transmiten la información y esperan que ésta no vaya a chocar con otra información transmitida por otro de los nodos. Si esto ocurre, cada nodo espera una pequeña cantidad de tiempo al azar, después intenta retransmitir la información. Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Anillo: Las estaciones están unidas unas con otras formando un círculo por medio de un cable común. El último nodo de la cadena se conecta al primero cerrando el anillo. Las señales circulan en un solo sentido alrededor del círculo, regenerándose en cada nodo. Con esta metodología, cada nodo examina la información que es enviada a través del anillo. Si la información no está dirigida al nodo que la examina, la pasa al siguiente en el anillo. La desventaja del anillo es que si se rompe una conexión, se cae la red completa. Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Estrella: Los datos en estas redes fluyen del emisor hasta el concentrador, este realiza todas las funciones de la red, además actúa como amplificador de los datos. La red se une en un único punto, normalmente con un panel de control centralizado, como un concentrador de cableado. Los bloques de información son dirigidos a través del panel de control central hacia sus destinos. Este esquema tiene una ventaja al tener un panel de control que monitorea el tráfico y evita las colisiones y una conexión interrumpida no afecta al resto de la red. Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Híbridas: El bus lineal, la estrella y el anillo se combinan algunas veces para formar combinaciones de redes híbridas.
- 9. Anillo en Estrella: Esta topología se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red. Físicamente, la red es una estrella centralizada en un concentrador, mientras que a nivel lógico, la red es un anillo. "Bus" en Estrella: El fin es igual a la topología anterior. En este caso la red es un "bus" que se cablea físicamente como una estrella por medio de concentradores. Estrella Jerárquica: Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales, por medio de concentradores dispuestos en cascada par formar una red jerárquica. Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior Árbol: Esta estructura se utiliza en aplicaciones de televisión por cable, sobre la cual podrían basarse las futuras estructuras de redes que alcancen los hogares. También se ha utilizado en aplicaciones de redes locales analógicas de banda ancha. Trama: Esta estructura de red es típica de las WAN, pero también se puede utilizar en algunas aplicaciones de redes locales (LAN). Las estaciones de trabajo están conectadas cada una con todas las demás. TOPOLOGÍA DE RED LONGITUD SEGMENTO MÁXIMO Ethernet de cable fino (BUS) 185 Mts (607 pies) Ethernet de par trenzado (Estrella/BUS) 100 Mts (607 pies) Token Ring de par trenzado (Estrella/Anillo) 100 Mts (607 pies) ARCNET Coaxial (Estrella) 609 Mts (2000 pies) ARCNET Coaxial (BUS) 305 Mts (1000 pies) ARCNET de par trenzado (Estrella) 122 Mts (400 pies) ARCNET de par trenzado (BUS) 122 Mts (400 pies)