Conceptos Básicos de la Computacion

CPU (Unidad central de proceso)

Interpreta y ejecuta las instrucciones de los programas, efectúa manipulaciones aritméticas y
lógicas con los datos y se comunica con las demás partes del sistema. Una CPU es un conjunto de
circuitos electrónicos. Cuando se incorporan todos estos circuitos en un chip de silicio, a este chip
se le denomina microprocesador (o simplemente procesador). La CPU y otros chips y
componentes electrónicos se ubican en la tarjeta madre.

Traductores de lenguaje

Los traductores de lenguaje son programas que traducen los programas fuente escritos en algún
lenguaje d programación a código maquina

Ensamblador

Un ensamblador es una aplicación de software de sistema que se encarga de traducir un archivo
fuente escrito en un lenguaje ensamblador, a un fichero objeto que contiene código máquina,
ejecutable directamente por la maquina a para la que se ha generado.

Interprete

Un intérprete en un programa que toma un programa fuente escrito en L.A, lo traduce y a
continuación lo ejecuta línea a línea.

Compilador

Un compilador acepta programas escritos en un L.A y los traduce a otro lenguaje, generando un
programa equivalente independiente. Este proceso de traducción se conoce como compilación.
Los programas interpretados suelen ser más lentos que los compilados, pero los intérpretes son
más flexibles como entornos de programación y depuración.
Comparando su actuación con la de un ser humano, un compilador equivale a un traductor
profesional que, a partir de un texto, prepara otro independiente traducido a otra lengua,
mientras que un intérprete corresponde al intérprete humano, que traduce de viva voz las
palabras que oye.

LOS SISTEMAS DE REPRESENTACIÓN NUMÉRICA

Es común escuchar que las computadoras utilizan el sistema binario para representar cantidades e
instrucciones. Los sistemas de representación numérica más usados son el sistema binario, el
sistema octal, el sistema hexadecimal y, por supuesto, el sistema decimal.
Sistema decimal
En cuanto al problema de representar cantidades numéricas, el sistema decimal en el sistema
tradicional. En este sistema, una cantidad cualquiera, por ejemplo 2435, en realidad se lee como:
2 x 103 + 4 x 102 + 3 x 101 + 5 x 100 = 2 x 1000 + 4 x 100 + 3 x 10 + 5 x 1

Sistema Binario

El sistema binario puede representar también cualquier cantidad basándose en cifras que solo
pueden tener dos valores, 0 y 1. El sistema binario es exactamente análogo al decimal, con la
diferencia de la base de las potencias y de los posibles valores para cada cifra (0 ó 1).

Componentes de un equipo de computo

* Componentes básicos internos:

Algunos de los componentes que se encuentran dentro del gabinete o carcaza de la computadora: 

Placa Madre: toda computadora cuenta con una placa madre, pieza fundamental de una computadora, encargada de intercomunicar todas las demás placas, periféricos y otros componentes entre sí. 

Microprocesador: ubicado en el corazón de la placa madre, es el "cerebro" de la computadora. Lógicamente es llamado CPU.

Memoria: la memoria RAM, donde se guarda la información que está siendo usada en el momento. También cuenta con memoria ROM, donde se almacena la BIOS y la configuración más básica de la computadora.

Cables de comunicación: normalmente llamados bus, comunican diferentes componentes entre sí. 

Otras placas: generalmente van conectadas a las bahías libres de la placa madre. Otras placas pueden ser: aceleradora de gráficos, de sonido, de red, etc. (Ver Cómo instalar una placa aceleradora) 

Dispositivos de enfriamiento: los más comunes son los coolers (ventiladores) y los disipadores de calor. 

Fuente eléctrica: para proveer de energía a la computadora. (Ver Tipos e instalación de fuentes de alimentación eléctrica). 

Puertos de comunicación: USB, puerto serial, puerto paralelo, para la conexión con periféricos externos. 

Diagrama Conceptual de una Computadora

Dispositivos de Entrada, Almacenamiento y Salida

Dispositivos de entrada

Son todos aquellos elementos que permiten la interacción del usuario con la unidad de
procesamiento central y la memoria, principalmente para proporcionarle datos o información a la computadora. Ejemplos de estos dispositivos son: teclado, mouse o ratón, escáner o digitalizador de imágenes, lápices ópticos, joysticks, micrófonos, etc.

Dispositivos de almacenamiento

En esta clasificación se encuentran los dispositivos de almacenamiento permanente y los volátiles.
La memoria secundaria es un tipo de almacenamiento masivo y permanente (no volátil) que posee gran capacidad, está formado por dispositivos y medios de almacenamiento. Los medios de almacenamiento contienen los datos que leen o escriben los dispositivos de almacenamiento.

Entre los dispositivos de almacenamiento permanente se encuentran: disco duro, disquete, CDROM, CD-R, CD-RW, cinta magnética, disco magneto-óptico, DVD, etc.
Entre los dispositivos de almacenamiento volátiles se encuentra la memoria RAM es la memoria desde donde el procesador recibe las instrucciones de los programas y guarda los resultados de las operaciones.

Cada programa de aplicación que se esté ejecutando en una computadora, emplea la memoria principal (RAM) para almacenar en variables los datos de procesamiento, que corresponden a valores de entrada, así como valores calculados.

Dispositivos de salida

Estos dispositivos permiten al usuario ver los resultados de los cálculos o de las manipulaciones de
datos de la computadora. Ejemplos: impresora, graficado, monitor, etc.

Lenguaje de Programación

Un lenguaje de programación es un idioma artificial diseñado para expresar procesos que pueden ser llevadas a cabo por máquinas como las computadoras.

Pueden usarse para crear programas que controlen el comportamiento físico y lógico de una máquina, para expresar algoritmos con precisión, o como modo de comunicación humana.

Está formado por un conjunto de símbolos y reglas sintácticas y semánticas que definen su estructura y el significado de sus elementos y expresiones. Al proceso por el cual se escribe, se prueba, se depura,se compila y se mantiene el código fuente de un programa informático se le llama programación.

Código Fuente

El código fuente de un programa informático  es un conjunto de líneas de texto que son las instrucciones que debe seguir la computadora para ejecutar dicho programa. Por tanto, en el código fuente de un programa está descrito por completo su funcionamiento.

El código fuente de un programa está escrito por un programador en algún lenguaje de programación, pero en este primer estado no es directamente ejecutable por la computadora, sino que debe ser traducido a otro lenguaje (el lenguaje máquina) que sí pueda ser ejecutado por el hardware de la computadora. Para esta traducción se usan los llamados compiladores, ensambladores,intérpretes y otros sistemas de traducción.

El término código fuente también se usa para hacer referencia al código fuente de otros elementos del software, como por ejemplo el código fuente de una página web que está escrito en el lenguaje de marcado HTML o en Javascript u otros lenguajes de programación web y que es posteriormente ejecutado por el navegador web para visualizar dicha página cuando es visitada.

Un aspecto interesante a tener en cuenta cuando se habla del código fuente de un programa informático es si su licencia permite que dicho código fuente esté disponible para que cualquiera pueda estudiarlo, modificarlo o reutilizarlo. Cuando se cumple este aspecto se dice que el programa es de Código abierto y son, en general, software libre, en contraposición al software privativo sobre el cual no se tiene ninguno de estos permisos. Este código es escrito mediante el uso de un lenguaje de programación.

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Lenguaje Maquina

El lenguaje de máquina es el sistema de códigos directamente interpretable por un circuito microprogramable, como el microprocesador de una computadora o el microcontrolador de un autómata. Este lenguaje está compuesto por un conjunto de instrucciones que determinan acciones al ser tomadas por la máquina. Un programa consiste en una cadena de estas instrucciones más un conjunto de datos sobre el cual se trabaja. Estas instrucciones son normalmente ejecutadas en secuencia, con eventuales cambios de flujo causados por el propio programa o eventos externos. El lenguaje de máquina es específico de la arquitectura de la máquina, aunque el conjunto de instrucciones disponibles pueda ser similar entre arquitecturas distintas.

Lenguaje de Alto, Medio y Bajo nivel

Lenguaje de alto nivel (L.A)

La programación en el lenguaje de la maquina o en lenguaje simbólico tiene ciertas ventajas:
Mayor adaptación al equipo.
Posibilidad de obtener la máxima velocidad con mínimo uso de memoria.

También tienen importantes inconvenientes:
Imposibilidad de escribir código independiente de la maquina.
Mayor dificultad en la programación y en la comprensión de los programas.

Por esta razón, a finales de los años 1950 surgió un nuevo tipo de lenguaje que evitaba los
inconvenientes, a costa de ceder un poco en las ventajas.
Estos lenguajes se llaman “de tercera generación “o “de alto nivel”, en contraposición a los “de
bajo nivel”. Son instrucciones similares al idioma inglés. Una de las principales características de los L.A es que son independientes del hardware, de ahí que hay más personas que programan en L.A que en lenguaje ensamblador. Algunos lenguajes de alto nivel son: Ada, ALGOL, Basic, C,  Pitón, Modula-2, etc

Lenguaje de Medio Nivel

Se dice de lenguajes de programación como C, que aunque sea un lenguaje de alto nivel, tiene características que exponen detalles de bajo nivel de la arquitectura. No es un término
formalmente utilizado.

Lenguaje de Bajo Nivel

Un lenguaje de programación de bajo nivel es aquel que es fácilmente trasladado a lenguaje de máquina, por ejemplo el lenguaje ensamblador. En general se utiliza este tipo de lenguaje para programar controladores (drivers).

Generación de Computadoras

Primera Generación (1940-1954)

En esta época las computadoras funcionaban con válvulas, usaban tarjetas perforadas para entrar los datos y los programas, utilizaban cilindros magnéticos para almacenar información e instrucciones internas y se utilizaban exclusivamente en el ámbito científico o militar. La programación implicaba la modificación directa de los cartuchos y eran sumamente grandes, utilizaban gran cantidad de electricidad, generaban gran cantidad de calor y eran sumamente lentas.

Segunda Generación (1955-1963)

Usaban transistores para procesar información. Los transistores eran más rápidos, pequeños y más confiables que los tubos al vacío. 200 transistores podían acomodarse en la misma cantidad de espacio que un tubo al vacío. Usaban pequeños anillos magnéticos para almacenar información e instrucciones. Producían gran cantidad de calor y eran sumamente lentas. Se mejoraron los programas de computadoras que fueron desarrollados durante la primera generación. La marina de los Estados Unidos desarrolla el primer simulador de vuelo,Computadora Whirlwind Surgieron las minicomputadoras y los terminales a distancia. Se comenzó a disminuir el tamaño de las computadoras.

Tercera Generación (1964-1970)

Comienza a utilizarse los circuitos integrados, lo cual permitió abaratar costos al tiempo que se aumentaba la capacidad de procesamiento y se reducía el tamaño de las máquinas. La tercera generación de computadoras emergió con el desarrollo de circuitos integrados (pastillas de silicio) en las que se colocan miles de componentes electrónicos en una integración en miniatura. El PDP-8 de la Digital Equipment Corporation fue el primer miniordenador.

Cuarta Generación (1971-1983)

Fase caracterizada por la integración de los componentes electrónicos, lo que propició la aparición del microprocesador, es decir, un único circuito integrado en el que se reúnen los elementos básicos de la máquina. Se desarrolló el microprocesador. Se colocan más circuitos dentro de un "chip".

Se desarrollaron circuitos integrados para procesar información. Se desarrollaron los "chips" para almacenar y procesar la información. Un "chip" es una pieza de silicio que contiene los componentes electrónicos en miniatura llamados semiconductores. Los circuitos integrados recuerdan los datos, ya que almacenan la información como cargas eléctricas. Surge la multiprogramación. Las computadoras pueden llevar a cabo ambas tareas de procesamiento o análisis matemáticos. Emerge la industria del "software". Se desarrollan las minicomputadoras IBM 360 y DEC PDP-1.

Quinta Generación (1984 -1989 )

Surge la PC tal cual como la conocemos en la actualidad. IBM presenta su primera computadora personal y revoluciona el sector informativo. En vista de la acelerada marcha de la microelectrónica, la sociedad industrial se ha dado a la tarea de poner también a esa altura el desarrollo del software y los sistemas con que se manejan las computadoras.

Sexta Generación (1999 hasta la fecha )

Las computadoras de esta generación cuentan con arquitecturas combinadas Paralelo / Vectorial, con cientos de microprocesadores vectoriales trabajando al mismo tiempo; se han creado computadoras capaces de realizar más de un millón de millones de operaciones aritméticas de punto flotante por segundo (teraflops); las redes de área mundial (Wide Area Network, WAN) seguirán creciendo desorbitadamente utilizando medios de comunicación a través de fibras ópticas y satélites, con anchos de banda impresionantes. Las tecnologías de esta generación ya han sido desarrolladas o están en ese proceso. Algunas de ellas son: inteligencia / artificial distribuida; teoría del caos, sistemas difusos, holografía, transistores ópticos, etc.