LA COMPUTADORA DIGITAL Parte 1 Prof. Domingo Hernández Departamento de Computación Escuela de...

LA COMPUTADORA DIGITALLA COMPUTADORA DIGITALParte 1Parte 1

Prof. Domingo HernándezProf. Domingo HernándezDepartamento de ComputaciónDepartamento de Computación

Escuela de Ingeniería de SistemasEscuela de Ingeniería de SistemasFacultad de IngenieríaFacultad de Ingeniería

Universidad de Los AndesUniversidad de Los Andes

Importante !!!!Importante !!!!

Hora: M (1O09) 4:00 pm-6:00 pm

J (1O09) 4:00 am-6:00 pm Profesor: Domingo Hernández

Cubículo 2S 08 Teléfono: 240993

e-mail: [email protected] Consultas: M 10:00 am -11:00am

j 9:00 am -10:00 am

Aplicaciones GeneralesAplicaciones Generales

- CientíficasCientíficas: Solución de ecuaciones matemáticas, de : Solución de ecuaciones matemáticas, de problemas de análisis numérico, de funciones diferenciales problemas de análisis numérico, de funciones diferenciales o integrales, generación de estadísticas, programa espacial.o integrales, generación de estadísticas, programa espacial.

- SistemasSistemas: Sistemas operativos, compiladores, : Sistemas operativos, compiladores, ensambladores, cargadores, interpretadores.ensambladores, cargadores, interpretadores.

- MedicinaMedicina: Gestión hospitalaria.: Gestión hospitalaria.

- ArquitecturaArquitectura: Diseño de edificios.: Diseño de edificios.


- Aplicaciones en tiempo realAplicaciones en tiempo real: Manejo de automóviles, : Manejo de automóviles, hornos microondas, juegos de vídeo, relojes digitales.hornos microondas, juegos de vídeo, relojes digitales.

- MilitaresMilitares: Lanzamiento de misiles, práctica del aterrizaje : Lanzamiento de misiles, práctica del aterrizaje de un F14 en la cubierta de un portaaviones.de un F14 en la cubierta de un portaaviones.

- Inteligencia artificialInteligencia artificial: Juego de ajedrez.: Juego de ajedrez.

- NegociosNegocios: Introducción de pedidos, control de inventarios, : Introducción de pedidos, control de inventarios, administración de personal, nómina.administración de personal, nómina.


- OficinaOficina: Escribir cartas, mantener nóminas, crear : Escribir cartas, mantener nóminas, crear presupuestos, comunicarse con colaboradores, presupuestos, comunicarse con colaboradores, encontrar información, administrar proyectos.encontrar información, administrar proyectos.

- UniversidadUniversidad: Desarrollar proyectos, preparar : Desarrollar proyectos, preparar informes, recopilar información de fuentes informes, recopilar información de fuentes electrónicas de todo el mundo, simulación.electrónicas de todo el mundo, simulación.

- Industria. Control de procesos,Industria. Control de procesos, regulación o regulación o manejo de maquinaria, manejo de una planta manejo de maquinaria, manejo de una planta generadora de electricidad, manejo de una línea generadora de electricidad, manejo de una línea automática de ensamblaje.automática de ensamblaje.

Computadora: DefiniciónComputadora: Definición

Dispositivo electrónico que Dispositivo electrónico que almacena y ejecuta programas almacena y ejecuta programas con la finalidad de resolver problemas. con la finalidad de resolver problemas.

Las computadoras pueden hacer realmente solamente Las computadoras pueden hacer realmente solamente cuatro cosas: recibir la entrada, procesar la cuatro cosas: recibir la entrada, procesar la

información, producir la salida, almacenar la información, producir la salida, almacenar la información.información.

Tipos de ComputadorasTipos de Computadoras

Computadoras analógicasComputadoras analógicas: Manejan señales eléctricas. Su : Manejan señales eléctricas. Su programación está cableada en los circuitos que lo programación está cableada en los circuitos que lo integran.integran.


Computadoras digitalesComputadoras digitales: Dispositivo electrónico usado : Dispositivo electrónico usado para procesar datos. Maneja información binaria.para procesar datos. Maneja información binaria.


Computadoras híbridasComputadoras híbridas: Participan las características de : Participan las características de las dos anteriores. La entrada de datos suele estar las dos anteriores. La entrada de datos suele estar controlada por un convertidor analógico/digital, la controlada por un convertidor analógico/digital, la información es procesada por una computadora digital y la información es procesada por una computadora digital y la salida es canalizada a través de un convertidor salida es canalizada a través de un convertidor digital/análogo.digital/análogo.

La Computadora DigitalLa Computadora Digital

Tipos de computadoras digitalesTipos de computadoras digitales

– SupercomputadorasSupercomputadoras: Son las mas potentes, procesan cantidades : Son las mas potentes, procesan cantidades enormes de datos, de uso científico.enormes de datos, de uso científico.

– Computadoras mainframeComputadoras mainframe: Computadora grande de uso común, : Computadora grande de uso común, dedicada al procesamiento de datos, con gran capacidad para el dedicada al procesamiento de datos, con gran capacidad para el almacenamiento de datos y elevada velocidad de cálculo.almacenamiento de datos y elevada velocidad de cálculo.

– MinicomputadorasMinicomputadoras: Sistemas para el tratamiento de información : Sistemas para el tratamiento de información de características (potencia, capacidad, precio) inferiores a las de de características (potencia, capacidad, precio) inferiores a las de las computadoras mainframe. Su estructura circuital se basa en la las computadoras mainframe. Su estructura circuital se basa en la aplicación exhaustiva de componentes electrónicos de alta escala aplicación exhaustiva de componentes electrónicos de alta escala de integración.de integración.



– Microcomputadoras o computadoras personales (PC)Microcomputadoras o computadoras personales (PC): : Computadora pequeña (de escritorio) basada en un Computadora pequeña (de escritorio) basada en un microprocesador.microprocesador.

– Computadoras portátilesComputadoras portátiles: Conocidas como computadoras laptop o : Conocidas como computadoras laptop o computadoras notebook, pueden ser tan potentes como los computadoras notebook, pueden ser tan potentes como los modelos de escritorio.modelos de escritorio.

– Asistentes Personales Digitales (PDA o palmtops)Asistentes Personales Digitales (PDA o palmtops): Son las mas : Son las mas pequeñas de las computadoras portátiles, son mucho menos pequeñas de las computadoras portátiles, son mucho menos potentes que los modelos notebook o los de escritorio, se usan para potentes que los modelos notebook o los de escritorio, se usan para aplicaciones especiales como crear hojas de cálculo pequeña, aplicaciones especiales como crear hojas de cálculo pequeña, mostrar números telefónicos y direcciones.mostrar números telefónicos y direcciones.



– Estaciones de trabajoEstaciones de trabajo: Máquinas tan potentes como un PC que : Máquinas tan potentes como un PC que tienen gran poder para procesar números, usadas por científicos, tienen gran poder para procesar números, usadas por científicos, ingenieros, artistas gráficos, animadores y programadoresingenieros, artistas gráficos, animadores y programadores


Computadora digital = Hardware + Software + Datos + Computadora digital = Hardware + Software + Datos + UsuariosUsuarios

Componentes físicos o equipo (hardware)Componentes físicos o equipo (hardware)

Componentes lógicos o programas (software)Componentes lógicos o programas (software)

Datos que son convertidos en información por el sistemaDatos que son convertidos en información por el sistema

Usuarios o personasUsuarios o personas

Componentes de una Componentes de una Computadora DigitalComputadora Digital

Sistema bancario

Reservaciones aéreas

Navegador de Web

Compiladores Editores Intérprete de comandos

Programas de aplicación

Sistema operativo

Lenguaje de máquina

Microprogramación

Dispositivos físicos

Programas del sistemas

Hardware

Software

Componentes Físicos (Hardware)Componentes Físicos (Hardware)

HardwareHardware

– Dispositivos electrónicos interconectados que permiten Dispositivos electrónicos interconectados que permiten controlar la operación, así como la entrada y la salida controlar la operación, así como la entrada y la salida de la computadora.de la computadora.

» Procesadores, memoria, dispositivos de entrada/salida, Procesadores, memoria, dispositivos de entrada/salida, dispositivos de almacenamiento.dispositivos de almacenamiento.

Componentes Físicos (Hardware)Componentes Físicos (Hardware)

Componentes Físicos Componentes Físicos (Dispositivos (Dispositivos Físicos)Físicos)

Unidad de Control

RegistrosALU Bus Interno Bus Interno

CPUCPUSistemas

E/S

Memoria

Bus

de D

ato

s

Bus de direcciones


Unidad Central de Procesamiento (CPU) o procesadorUnidad Central de Procesamiento (CPU) o procesador: : “Cerebro” de la computadora. “Cerebro” de la computadora.

– Su función es ejecutar programas almacenados en la memoria Su función es ejecutar programas almacenados en la memoria principal.principal.

– Por lo general consiste de uno o mas microprocesadores (piezas Por lo general consiste de uno o mas microprocesadores (piezas pequeñas de silicio u otro material grabadas con muchos circuitos pequeñas de silicio u otro material grabadas con muchos circuitos electrónicos diminutos).electrónicos diminutos).

Ejemplos: Motorola 68000, 68030 y 68040 usados en las Macintoshes, Ejemplos: Motorola 68000, 68030 y 68040 usados en las Macintoshes, Intel 286, 386, 486 y Pentium 4 usados en las máquinas DOS.Intel 286, 386, 486 y Pentium 4 usados en las máquinas DOS.

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Componentes del CPUComponentes del CPU

– Unidad de Control (UC)Unidad de Control (UC): Controla las instrucciones de la : Controla las instrucciones de la memoria principal y determina su tipo.memoria principal y determina su tipo.

– Unidad Aritmético-Lógica (UAL)Unidad Aritmético-Lógica (UAL): Realiza operaciones : Realiza operaciones aritméticas y comparaciones necesarias para ejecutar las aritméticas y comparaciones necesarias para ejecutar las instrucciones.instrucciones.


Componentes del CPUComponentes del CPU

– Bus internoBus interno: Interconecta los diferentes componentes del : Interconecta los diferentes componentes del CPU.CPU.

– RegistrosRegistros: Pequeñas memorias de alta velocidad utilizadas : Pequeñas memorias de alta velocidad utilizadas para almacenar resultados intermedios y cierta información para almacenar resultados intermedios y cierta información de control.de control.

» Contador de Programa (PC): Registro mas importante que Contador de Programa (PC): Registro mas importante que apunta a la próxima instrucción que debe ejecutarse.apunta a la próxima instrucción que debe ejecutarse.

» Registro de Instrucciones (IR): Contiene la instrucción que se Registro de Instrucciones (IR): Contiene la instrucción que se está ejecutando.está ejecutando.


Ejecución de las instrucciones de un programa por el CPU:Ejecución de las instrucciones de un programa por el CPU:

– Extrae de la memoria la siguiente instrucción (apuntada por el PC) Extrae de la memoria la siguiente instrucción (apuntada por el PC) y la lleva al IR.y la lleva al IR.

– Cambia el PC de tal manera que apunte a la siguiente instrucción.Cambia el PC de tal manera que apunte a la siguiente instrucción.

– Determina el tipo de instrucción que se acaba de extraer.Determina el tipo de instrucción que se acaba de extraer.

– Verifica si la instrucción requiere datos de memoria y, si es así, Verifica si la instrucción requiere datos de memoria y, si es así, determina donde están almacenados.determina donde están almacenados.

– Extrae los datos, si los hay, y los carga en los registros.Extrae los datos, si los hay, y los carga en los registros.

– Ejecuta la instrucción.Ejecuta la instrucción.

– Almacena los resultados en el lugar adecuado.Almacena los resultados en el lugar adecuado.

– Va al paso 1 para ejecutar la siguiente instrucción.Va al paso 1 para ejecutar la siguiente instrucción.

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