* historia de la ingeniería
El desarrollo de la ingeniería como tal, comenzó con la revolución agrícola (año 8000 A.C.) , cuando los hombres dejaron de ser nómadas , y vivieron en un lugar fijo para poder cultivar sus productos y criar animales comestibles.
Los primeros ingenieros fueron arquitectos, que construyeron muros para proteger las ciudades, y construyeron los primeros edificios para lo cual utilizaron algunas habilidades de ingeniería.Era Antigua
Ejemplos de Ingeniería en la antigüedad:
• Pirámides de Egipto, templos Mayas, Incas, Aztecas.
• Templos de la Acrópolis de Grecia.
• Acueductos romanos, el Colisseo.
• La muralla china.
El primer ingeniero de nombre conocido se llamó Imhotep, se le atribuye junto con su padre Kanofer el diseño del muro de la ciudad de Menfis, se piensa que él probablemente diseñó y supervisó la construcción de la pirámide de Djoser.La mecánica se comenzó a desarrollar en Grecia, uno de los más fuertes precursores fue Arquímides, realizó inventos con trenes de engranajes, se estimó más exactamente el número PI, determinó la ley de las palancas y la demostró.
Era Media
Era o Edad Media desde el 500 hasta el 1500 DC, hubo una etapa llamada Oscurantismo del 600 al
1000 DC, no se dio importancia a la ciencia y a la ingeniería, se dio importancia a la religión como si estuviese en contra de las anteriores.
En el S XIV se inventó el cañón, para el S XV los castillos ya no se podían defender.
al-Jaziri, Iraqui, desarrolló entre 1174 y 1200 cinco máquinas para bombear agua a los palacios de reyes de una dinastía Turca, éstas fueron claves en el desarrollo de las máquinas modernas.
Era del Renacimiento
El primer ingeniero eléctrico se consideran que fue William Gilbert, con su publicación “De Magnete” en el año 1600, él fue quien introdujo el término “electricidad”.
En 1698 se construyó la primera máquina a vapor, por el ingeniero mecánico Thomas Savery. El desarrollo de este dispositivo fue clave para la revolución industrial en las siguientes décadas, permitiendo el inicio de la producción en masa.
Era Moderna
En esta etapa la ingeniería eléctrica como tal se desarrolló con los experimentos de Alessandro Volta en el S. XIX y los de Michael Faraday, Georg Ohm y otros. Además de la invención del motor eléctrico en 1872.
El trabajo de James Maxwell and Heinrich Hertz a finales del mismo S. XIX dio pie para el inicio del campo de la electrónica. Las posteriores invenciones del tubo de vacío y el transistor aceleraron aún más este campo hasta el punto de que hoy en día hay muchos más ingenieros eléctricos y electrónicos que sus colegas en otras especialidades de la ingeniería.
Los inventos de Thomas Newcomen y el ingeniero escocés James Watt dieron inicio a la ingeniería mecánica moderna.
La ingeniería Química como su contraparte, la ingeniería mecánica se desarrolló durante el siglo S. XIX durante la revolución industrial. Se centraron en el diseño y desarrollo de plantas químicas.
Se desarrolló también la ingeniería aeronáutica a partir de los primeros vuelos exitosos de los hermanos Wright. La década de 1920 vio un extenso desarrollo de la ingeniería aeronáutica sobre todo debido a la Primera Guerra Mundial
*Definición de términos
Disciplina y profesión de adquirir y aplicar creativamente conocimiento técnico y científico y utilizar las leyes de la naturaleza y los recursos físicos para diseñar e implementar materiales, máquinas, dispositivos, sistemas y procesos que realicen de forma segura un objetivo deseado y cumplan con requisitos especificados.
Creación de un buen diseño.
Solución a un problema.
Solución a un problema.
ingeniería en sistemas:
"Ingeniería de Sistemas es la aplicación de las ciencias matemáticas y físicas para desarrollar sistemas que utilicen económicamente los materiales y fuerzas de la naturaleza para el beneficio de la humanidad".
"Ingeniería de Sistemas es la aplicación de las ciencias matemáticas y físicas para desarrollar sistemas que utilicen económicamente los materiales y fuerzas de la naturaleza para el beneficio de la humanidad".
Tecnología
La Tecnología se define como el conjunto de conocimientos y técnicas que, aplicados de forma lógica y ordenada, permiten al ser humano modificar su entorno material o virtual para satisfacer sus necesidades, esto es, un proceso combinado de pensamiento y acción con la finalidad de crear soluciones útiles.
El término tecnología viene del griego technologuía: Téchne = Arte, y, Logos = Tratado.
De acuerdo a las variadas definiciones que encontramos en los libros de texto, el término tecnología se refiere a:
- Conjunto de los conocimientos propios de un oficio mecánico o arte industrial.
- Tratado de los medios y procedimientos empleados por el hombre para transformar los productos de la naturaleza en objetos usuales.
-Aprovechamiento sistemático de conocimientos y prácticas.
- Una manera determinada de conducir la acción, una forma de planificar y controlar el proceso operativo.
- El conjunto de todos los conocimientos, adecuadamente organizados y necesarios para la producción y comercialización de un bien o de un servicio.
- Técnicas para organizar lógicamente cosas, actividades o funciones de manera que puedan ser sistemáticamente observadas, comprendidas u transmitidas.
Codificación de imágenes
Los píxeles son puntos de color (siendo la escala de grises una gama de color monocromática). Las imágenes se forman como una sucesión de píxeles. La sucesión marca la coherencia de la información presentada, siendo su conjunto una matriz coherente de información para el uso digital. El área donde se proyectan estas matrices, suelen ser rectangulares. La representación del píxel en pantalla, al punto de ser accesible a la vista por unidad, forman un área homogénea en cuanto a la variación del color y densidad por pulgada, siendo esta variación nula, y definiendo cada punto en base a la densidad, en lo referente al área.
Código Binario
Código Hexadecimal
Blaise Pascal
MARK I
Todo este desarrollo de las computadoras suele dividirse por generaciones y el criterio que se empleo para determinar el cambio de generación no está muy bien definido, pero por lo menos deben cumplirse al menos los siguientes requisitos: La forma en que están construidas y la forma en el ser humano se comunica con ellas.
corresponde a todas las partes tangibles de una computadora: sus componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos; sus cables, gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado; contrariamente, el soporte lógico es intangible y es llamado software.
El microprocesador necesita datos e instrucciones que se almacenan en diferentes tipos de memorias
La característica principal de las memorias es su capacidad y se define en múltiplos de byte:
Memoria RAM:
Es el lugar donde la computadora almacena los datos y programas que utiliza durante su funcionamiento.
El procesador entonces efectúa accesos a dicha memoria para cargar instrucciones y enviar o recoger datos.
A menudo a la memoria principal se le conoce como memoria RAM.
Memoria Principal:
La memoria principal se construye empleando semiconductores.Podemos clasificar la memoria principal en:
Memoria secundaria
*Tipos de procesadores: El cerebro de una computadora
Existen, hoy en día tres marcas de procesadores: AMD, Cyrix e Intel. Intel tiene varios como son Pentium, Pentium MMX, Pentium Pro y Pentium II. AMD tiene el AMD586, K5 y el K6. Cyrix tiene el 586, el 686, el 686MX y el 686MXi. Los 586 ya están totalmente obsoletos y no se deben considerar siquiera. La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos por segundo). Así que un Pentium es de 166Mhz o de 200Mhz, etc. Este parámetro indica el número de ciclos de instrucciones que el procesador realiza por segundo, pero sólo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo. Por ejemplo, un 586 de 133Mhz no es más rápido que un Pentium de 100Mhz. Ahora, este tema es bastante complicado y de gran controversia ya que el rendimiento no depende sólo del procesador sino de otros componentes y para que se utiliza el procesador. Los expertos requieren entonces de programas que midan el rendimiento, pero aun así cada programa entrega sus propios números. Cometeré un pequeño pecado para ayudar a descomplicarlos a ustedes y trataré de hacer una regla de mano para la velocidad de los procesadores. No incluyo algunos como el Pentium Pro por ser un procesador cuyo mercado no es el del hogar.
Pueden clasificarse en 5 categorías principales:
Periféricos de entrada:
Captan, y digitalizan los datos de ser necesario, introducidos por el usuario o por otro dispositivo y los envían al ordenador para ser procesados.
Periféricos de salida:Son dispositivos que muestran o proyectan información hacia el exterior del ordenador. La mayoría son parainformar,alertar, comunicar, proyectar o dar al usuario cierta información. De la misma forma se encargan de convertir los impulsos eléctricos en información legible para el usuario. Sin embargo, no todos de este tipo de periféricos es información para el usuario. Entre ellos se encuentran los siguientes:
Periféricos de entrada/salida (E/S):Sirven básicamente para la comunicación de la computadora con el medio externo.Los periféricos de entrada/salida son los que utiliza el ordenador tanto para mandar como para recibir información. Su función es la de almacenar o guardar de forma permanente o virtual todo aquello que hagamos con el ordenador para que pueda ser utilizado por los usuarios u otros sistemas. Entre ellos se encuentran los siguientes:
Periféricos de almacenamiento:
Son los dispositivos que almacenan datos e información por bastante tiempo. La memoria de acceso aleatorio no puede ser considerada un periférico de almacenamiento, ya que su memoria es volátil y temporal. Entre ellos se encuentran los siguientes:
Periféricos de comunicación:Son los periféricos que se encargan de comunicarse con otras máquinas o computadoras, ya sea para trabajar en conjunto, o para enviar y recibir información.Entre ellos se encuentran los siguientes:
*Funcionamiento de la memoria RAM
Una buena inversión para aumentar las prestaciones será por tanto poner la mayor cantidad de RAM posible, con lo que minimizaremos los accesos al disco duro.
Los sistemas avanzados emplean RAM entrelazada, que reduce los tiempos de acceso mediante la segmentación de la memoria del sistema en dos bancos coordinados. Durante una solicitud particular, un banco suministra la información al procesador, mientras que el otro prepara datos para el siguiente ciclo; en el siguiente acceso, se intercambian los papeles.
Los módulos habituales que se encuentran en el mercado, tienen unos tiempos de acceso de 60 y 70 ns (aquellos de tiempos superiores deben ser desechados por lentos).
Es conveniente que todos los bancos de memoria estén constituidos por módulos con el mismo tiempo de acceso y a ser posible de 60 ns.
Hay que tener en cuenta que el bus de datos del procesador debe coincidir con el de la memoria, y en el caso de que no sea así, esta se organizará en bancos, habiendo de tener cada banco la cantidad necesaria de módulos hasta llegar al ancho buscado. Por tanto, el ordenador sólo trabaja con bancos completos, y éstos sólo pueden componerse de módulos del mismo tipo y capacidad. Como existen restricciones a la hora de colocar los módulos, hay que tener en cuenta que no siempre podemos alcanzar todas las configuraciones de memoria. Tenemos que rellenar siempre el banco primero y después el banco número dos, pero siempre rellenando los dos zócalos de cada banco (en el caso de que tengamos dos) con el mismo tipo de memoria. Combinando diferentes tamaños en cada banco podremos poner la cantidad de memoria que deseemos.
*Funcionamiento de la memoria de almacenamiento masivo
Características del almacenamiento secundario
Siempre es independiente del CPU y de la memoria primaria. Debido a esto, los dispositivos de almacenamiento secundario, también son conocidos como, Dispositivos de Almacenamiento Externo.
Unidades y soportes de almacenamiento secundario
Tipos de almacenamiento
Las dos principales categorías de tecnologías de almacenamiento que se utilizan en la actualidad son el almacenamiento magnético y elalmacenamiento óptico. A pesar de que la mayoría de los dispositivos y medios de almacenamiento emplean una tecnología o la otra, algunos utilizan ambas.
Una tercer categoría de almacenamiento (almacenamiento de estado sólido) se utiliza con mayor frecuencia en los sistemas de computación, pero es más común en cámaras digitales y reproductores multimedia.
En función de la tecnología utilizada por los dispositivos y medios (soportes).
El almacenamiento se clasifica en
Almacenamiento magnético
Es una técnica que consiste en la aplicación de campos magneticos a ciertos materiales capaces de reaccionar frente a esta influencia y orientarse en unas determinadas posiciones manteniéndolas hasta después de dejar de aplicar el campo magnético. ejemplo: disco duro,cinta magnética.
Almacenamiento óptico
En los discos ópticos la información se guarda de una forma secuencial en una espira que comienza en el centro del disco. Además de la capacidad, estos discos presentan ventajas como la fiabilidad, resistencia a los arañazos, la suciedad y a los efectos de los campos magnéticos.
Ejemplos:
CD-ROM Discos de solo lectura.
CD-R Discos de de disco de altadensidad, dsarrollada por Sony. Ganó la contienda, por ser el nuevo estándar contra su competidor el HD-DVD (DVD de Alta mucho más rápida y eficiente que la implementada por el DVD de alta definición.
COMO FUNCIONA UN DISCO DURO.
1. Una caja metálica hermética protege los componentes internos de las partículas de polvo; que podrían obstruir la estrecha separación entre las cabezas de lectura/escritura y los discos, además de provocar el fallo de la unidad a causa de la apertura de un surco en el revestimiento magnético de un disco.
2. En la parte inferior de la unidad, una placa de circuito impreso, conocida también como placa lógica, recibe comandos del controlador de la unidad, que a su vez es controlado por el sistema operativo. La placa lógica convierte estos comandos en fluctuaciones de tensión que obligan al actuador de las cabezas a mover estas a lo largo de las superficies de los discos. La placa también se asegura de que el eje giratorio que mueve los discos de vueltas a una velocidad constante y de que la placa le indique a las cabezas de la unidad en que momento deben leer y escribir en el disco. En un disco IDE (Electrónica de Unidades Integradas), el controlador de disco forma parte de la placa lógica.
3. Un eje giratorio o rotor conectado a un motor eléctrico hacen que los discos revestidos magnéticamente giren a varios miles de vueltas por minuto. El número de discos y la composición del material magnético que lo s recubre determinan la capacidad de la unidad. Generalmente los discos actuales están recubiertos de una aleación de aproximadamente la trimillonésima parte del grosor de una pulgada.
4. Un actuador de las cabezas empuja y tira del grupo de brazos de las cabezas de lectura/escritura a lo largo de las superficies de los platos con suma precisión. Alinea las cabezas con las pistas que forman círculos concéntricos sobre la superficie de los discos.
5. Las cabezas de lectura/escritura unidas a los extremos de los brazos móviles se deslizan a la vez a lo largo de las superficies de los discos giratorios del HD. Las cabezas escriben en los discos los datos procedentes del controlador de disco alineando las partículas magnéticas sobre las superficies de los discos; las cabezas leen los datos mediante la detección de las polaridades de las partículas ya alineadas.
6. Cuando el usuario o su software le indican al sistema operativo que lea o escriba un archivo, el sistema operativo ordena al controlador del HD que mueva las cabezas de lectura y escritura a la tabla de asignación de archivos de la unidad, o FAT en DOS (VFAT en Windows 95). El sistema operativo lee la FAT para determinar en que Cluster del disco comienza un archivo preexistente, o que zonas del disco están disponibles para albergar un nuevo archivo.
7. Un único archivo puede diseminarse entre cientos de Cluster independientes dispersos a lo largo de varios discos. El sistema operativo almacena el comienzo de un archivo en los primeros Cluster que encuentra enumerados como libres en la FAT. Esta mantiene un registro encadenado de los Cluster utilizados por un archivo y cada enlace de la cadena conduce al siguiente Cluster que contiene otra parte mas del archivo. Una vez que los datos de la FAT han pasado de nuevo al sistema operativo a través del sistema electrónico de la unidad y del controlador del HD, el sistema operativo da instrucciones a la unidad para que omita la operación de las cabezas de lectura/escritura a lo largo de la superficie de los discos, leyendo o escribiendo los Cluster sobre los discos que giran después de las cabezas. Después de escribir un nuevo archivo en el disco, el sistema operativo vuelve a enviar las cabezas de lectura/escritura a la FAT, donde elabora una lista de todos los Cluster del archivo.
La función del MICROBus es la de permitir la conexión lógica entre distintos subsistemas de un sistema digital, enviando datos entre dispositivos de distintos órdenes: desde dentro de los mismos circuitos integrados, hasta equipos digitales completos que forman parte de supercomputadoras.
La mayoría de los buses están basados en conductores metálicos por los cuales se trasmiten señales eléctricas que son enviadas y recibidas con la ayuda de integrados que poseen una interfaz del bus dado y se encargan de manejar las señales y entregarlas como datos útiles. Las señales digitales que se trasmiten son de datos, de direcciones o señales de control.
Los buses definen su capacidad de acuerdo a la frecuencia máxima de envío y al ancho de los datos. Por lo general estos valores son inversamente proporcionales: si se tiene una alta frecuencia, el ancho de datos debe ser pequeño. Esto se debe a que la interferencia entre las señales (crosstalk) y la dificultad de sincronizarlas, crecen con la frecuencia, de manera que un bus con pocas señales es menos susceptible a esos problemas y puede funcionar a alta velocidad.
Todos los buses de computador tienen funciones especiales como las interrupciones y las DMA que permiten que un dispositivo periférico acceda a una CPU o a la memoria usando el mínimo de recursos.
En el bus se encuentran dos pistas separadas, el bus de datos y el bus de direcciones. La CPU escribe la dirección de la posición deseada de la memoria en el bus de direcciones accediendo a la memoria, teniendo cada una de las líneas carácter binario. Es decir solo pueden representar 0 o 1 y de esta manera forman conjuntamente el numero de la posición dentro de la memoria (es decir: la dirección). Cuanto mas líneas haya disponibles, mayor es la dirección máxima y mayor es la memoria a la cual puede dirigirse de esta forma. En el bus de direcciones original habían ya 20 direcciones, ya que con 20 bits se puede dirigir a una memoria de 1 MB y esto era exactamente lo que correspondía a la CPU.
Tipos de bus
Existen dos grandes tipos clasificados por el método de envío de la información: bus paralelo o bus serie.
Hay diferencias en el desempeño y hasta hace unos años se consideraba que el uso apropiado dependía de la longitud física de la conexión: para cortas distancias el bus paralelo, para largas el serial.
Bus paralelo
Es un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo tiempo, con la ayuda de varias líneas que tienen funciones fijas. La cantidad de datos enviada es bastante grande con una frecuencia moderada y es igual al ancho de los datos por la frecuencia de funcionamiento. En los computadores ha sido usado de manera intensiva, desde el bus del procesador, los buses de discos duros, tarjetas de expansión y de vídeo, hasta las impresoras.El Front Side Bus de los procesadores Intel es un bus de este tipo y como cualquier bus presenta unas funciones en líneas dedicadas:
Las Líneas de Dirección son las encargadas de indicar la posición de memoria o el dispositivo con el que se desea establecer comunicación.
Las Líneas de Control son las encargadas de enviar señales de arbitraje entre los dispositivos. Entre las más importantes están las líneas de interrupción, DMA y los indicadores de estado.
Las Líneas de Datos trasmiten los bits de forma aleatoria de manera que por lo general un bus tiene un ancho que es potencia de 2.
Un bus paralelo tiene conexiones físicas complejas, pero la lógica es sencilla, que lo hace útil en sistemas con poco poder de cómputo. En los primeros microcomputadores, el bus era simplemente la extensión del bus del procesador y los demás integrados "escuchan" las línea de direcciones, en espera de recibir instrucciones. En el PC IBM original, el diseño del bus fue determinante a la hora de elegir un procesador con I/O de 8 bits (Intel 8088), sobre uno de 16 (el 8086), porque era posible usar hardware diseñado para otros procesadores, abaratando el producto.
Bus serie
En este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de registros o rutinas de software. Está formado por pocos conductores y su ancho de banda depende de la frecuencia. Es usado desde hace menos de 10 años en buses para discos duros, unidades de estado sólido, tarjetas de expansión y para el bus del procesador.
*sistemas numéricos
Un conjunto S
es un sistema numérico si en él están definidas dos operaciones matemáticas binarias asociativas y conmutativas, denominadas adición y multiplicación, y si además se cumple que la multiplicación es distributiva con respecto a la adición.
Para a, b y c elementos de S :
Propiedad conmutativa de la adición: a + b = b + a
Propiedad conmutativa de la multiplicación: a • b = b • a
Propiedad asociativa de la adición: (a + b) + c = a + (b + c)
Propiedad asociativa de la multiplicación: (a • b) • c = a • (b • c)
Propiedad distributiva de la multiplicación sobre la adición: a • (b + c) = a • b + a • c
La adición y la multiplicación no necesariamente deben ser las de la aritmética elemental.
Estado del arte
State of the art, muy utilizado en el inglés, aunque su origen se le atribuye a Aristóteles en su primer libro de Metafísica. Hace referencia al nivel más alto de desarrollo conseguido en un momento determinado sobre cualquier aparato, técnica o campo científico.La expresión inglesa se puede traducir al español también como "de punta", o "[lo más] avanzado"; por ejemplo, state-of-the-art technology se traduce dentro del contexto cultural hispano, es decir, no literal, como "tecnología de punta" o "tecnología de vanguardia".Dentro del ambiente tecnológico industrial, se entiende como "estado del arte" o "estado de la técnica" todos aquellos desarrollos de última tecnología realizados a un producto, que han sido probados en la industria y han sido acogidos y aceptados por diferentes fabricantes.En inglés, la frase va unida con guiones cuando se utiliza como adjetivo: "This machine is an example of state-of-the-art technology", mas no cuando se utiliza como un sustantivo. En español no se cumple esta convención, aunque puede usarse de igual manera.En el campo de la propiedad industrial, en especial en el campo de las patentes, se suele denominar Estado de la Técnica o "prior art". Se define mediante todo aquello que ha sido publicado, ya sea en el país donde se busca la patente o en todo el mundo, antes de la fecha de solicitud de la patente.
Técnica
Una técnica (del griego, τέχνη (téchne) 'arte, técnica, oficio') es un procedimiento o conjunto de reglas, normas o protocolos, que tienen como objetivo obtener un resultado determinado, ya sea en el campo de la ciencia, de la tecnología, del arte, del deporte, de la educación o en cualquier otra actividad.
Supone el razonamiento inductivo y analógico de que en situaciones similares una misma conducta o procedimiento produce el mismo efecto, cuando éste es satisfactorio. Es por tanto el ordenamiento de la conducta o determinadas formas de actuar y usar herramientas como medio para alcanzar un fin determinado.
La técnica requiere tanto destrezas manuales como intelectuales, frecuentemente el uso de herramientas y siempre de saberes muy variados. La técnica, a veces difícil de diferenciar de la tecnología, surge de la necesidad de transformar el entorno para adaptarlo mejor a sus necesidades.
Conocimiento
El conocimiento suele entenderse como:
- Hechos, o datos de información adquiridos por una persona a través de la experiencia o la educación, la comprensión teórica o práctica de un tema u objeto de la realidad.
- Lo que se adquiere como información relativa a un campo determinado o a la totalidad del universo
- Conciencia o familiaridad adquirida por la experiencia de un hecho o situación.
- Incluye el "saber qué" (know what), el "saber cómo" (know how) y el "saber dónde" (know where).
Codificación de imágenesLas imágenes constituyen un tipo de información al que la sociedad entera atribuye gran importancia. De este modo, los procesos necesarios, tanto para almacenar imágenes como para lograr que sean recibidas a distancia, han dado lugar a una demanda específica: en particular, se ha querido aprovechar los sistemas de transmisión existentes y utilizarlos para transportar, a través de ellos, las imágenes.
Pero, ¿cómo es posible lograr que una imagen pase a través de un cable? En realidad no es la imagen misma la que pasa por el cable sino la información necesaria para “reconstruirla”. Cuando se ha captado esta idea, el problema se centra en hallar una manera de codificar la información que pueda describir la imagen de un modo tal que pueda ser reconstruida en el lugar de recepción.
Partiendo de imágenes de baja resolución, es posible codificarlas para su posterior transmisión, haciendo uso de ceros y unos, donde el 1 representa un cuadrado negro y el 0 representa un cuadrado blanco. Además la secuencia debe ser de izquierda a derecha de la primera fila de la imagen, y continuar así hasta su borde inferior. Por ejemplo, la siguiente imagen (una alcancía) de 16 por 16 píxeles se codifica de acuerdo al criterio expuesto, y se obtiene la secuencia de unos y ceros que esta a su lado.
Píxel
El código binario es el sistema de representación de textos, o procesadores de instrucciones de ordenador utilizando el sistema binario (sistema numérico de dos dígitos, obit: el "0" y el "1"). En informática y telecomunicaciones, el código binario se utiliza con variados métodos de codificación de datos, tales como cadenas de caracteres, o cadenas de bits. Estos métodos pueden ser de ancho fijo o ancho variable.
Código HexadecimalEl sistema Hexadecimal, es el sistema de numeración de base 16 —empleando por tanto 16 símbolos—. Su uso actual está muy vinculado a la informática y ciencias de la computación, pues los computadores suelen utilizar el byte u octeto como unidad básica de memoria; y, debido a que un byte representa 28 valores posibles, y esto puede representarse como
, que, según el teorema general de la numeración posicional, equivale al número en base 16 10016, dos dígitos hexadecimales corresponden exactamente —permiten representar la misma línea de enteros— a un byte.
, que, según el teorema general de la numeración posicional, equivale al número en base 16 10016, dos dígitos hexadecimales corresponden exactamente —permiten representar la misma línea de enteros— a un byte.En principio, dado que el sistema usual de numeración es de base decimal y, por ello, sólo se dispone de diez dígitos, se adoptó la convención de usar las seis primeras letras del alfabeto latino para suplir los dígitos que nos faltan. El conjunto de símbolos sería, por tanto, el siguiente:
S = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F}
S = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F}
*Evolución de las computadoras
Uno de los primeros dispositivos mecánicos para contar fue el ABACO, cuya historia se remonta a 3000 años AC desarrollada por los chinos y utilizado por civilizaciones griegas y romanas. Este dispositivo es muy sencillo, consta de un marco rectangular de madera ensartado de varillas en las que se desplazaban bolas agujereadas de izquierda a derecha. Al desplazar las cuentas (bolas) sobre las varillas, sus posiciones representan valores almacenados, y es mediante estas posiciones que se representa y almacena datos. A este dispositivo no se le puede llamar computadora pues carece de un elemento fundamental llamado programa.
Blaise PascalA la edad de 19 años, además de escribir tratados filosóficos, literarios, científicos y matemáticos inventó una máquina para calcular capaz de realizar sumas y restas, parecida a los cuenta kilómetros de los automóviles, el cual utilizaba una serie de ruedas de 10 dientes en las que cada uno de los dientes representaba un dígito del 0 al 9; las ruedas estaban conectadas de tal manera que podían sumarse números haciéndolas avanzar el número de dientes correctos.
Los conceptos de esta máquina se utilizaron durante mucho tiempo, pero estas calculadoras exigían intervención de un operador, pues este debía escribir cada resultado parcial en una hoja de papel. Esto era sumamente largo y por lo tanto produce errores en los informes.
En 1670 el filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibnizf fue el siguiente en avanzar en el diseño de una máquina calculadora mecánica, perfeccionó la anterior inventada además de añadir la función de multiplicar, efectuaba divisiones y raíces cuadradas.
Charles Babbage
(1792-1781), profesor de matemáticas de la Universidad de Cambridge, Inglaterra, desarrolla en 1823 el concepto de un artefacto, que el denomina "máquina diferencial". La máquina estaba concebida para realizar cálculos, almacenar y seleccionar información, resolver problemas y entregar resultados impresos.Babbage imaginó su máquina compuesta de varias otras, todas trabajando armónicamente en conjunto: los receptores recogiendo información; un equipo transfiriéndola; un elemento almacenador de datos y operaciones; y finalmente una impresora entregando resultados. Pese a su increíble concepción, la máquina de Babbage, que se parecía mucho a una computadora, no llegó jamás a construirse. Los planes de Babbage fueron demasiado ambiciosos para su época. Demasiado y demasiado pronto. Este avanzado concepto, con respecto a la simple calculadora, le valió a Babbage ser considerado el precursor de la computadora. La novia de Babbage, Ada Augusta Byron, luego Condesa de Lovelace, hija del poeta inglés Lord Byron, que le ayuda en el desarrollo del concepto de la Máquina Diferencial, creando programas para la máquina analítica, es reconocida y respetada, como el primer programador de computadoras.
Joseph Jacquard
(1752-1834), industrial francés es el siguiente en aportar algo al moderno concepto de las computadoras, para seguir adelante.
Jacquard tuvo la idea de usar tarjetas perforadas para manejar agujas de tejer, en telares mecánicos. Un conjunto de tarjetas constituían un programa, el cual creaba diseños textiles.
Una ingeniosa combinación de los conceptos de Babbage y Jacquard, dan origen en 1890 a un equipo electromecánico, que salva del caos a la Oficina de Censo de Estado Unidos. Hermann Hollerith usa una perforadora mecánica para representar letras del alfabeto y dígitos en tarjetas de papel, que tenían 80 columnas y forma rectangular. La máquina de Hollerith usando información perforada en las tarjetas, realiza en corto tiempo la tabulación de muchos datos.
En el año 1944 se construyó en la Universidad de Harvard diseñada por un equipo encabezada por el Dr. Howard Aiken, es esta la primera máquina procesadora de información. La Mark I funcionaba eléctricamente, tenia 760.000 ruedas y relés y 800 Km. de cable y se basaba en la máquina analítica de Babbage., a pesar de su peso superior a 5 toneladas y su lentitud comparada con los equipos actuales fue la primera máquina en poseer todas las características de una verdadera computadora.
La primera computadora electrónica fue terminada de construir en 1946, por J.P.ECKERT y J.W MAUCHLY en la Universidad de Pensilvania y se llamóENIAC(Electric Numeric Integrator And Calculador); podía multiplicar 10.000 veces más rápido que la máquina de Airen pero tenía problemas pues estaba construida con casi 18.000 válvulas de vacío, era enorme la energía que consumía y el calor que producía; esto hacia que las válvulas se quemaran rápidamente y que las casas vecinas tuviesen cortes de luz.
Considerado como: El Padre De Las Computadoras El Matemático JOHNN VON NEUMANN; propuso almacenar el programa y los datos en la memoria del ordenador, su idea fundamental era permitir que en la memoria coexistan datos con instrucciones, para que entonces la computadora pueda ser programada en un lenguaje, y no por medio de alambres que eléctricamente interconectaban varias secciones de control, a este se le llamó EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer).
GENERACIONES DE COMPUTADORAS
Llamamos generaciones de computadoras a la subdivisión que se hace en el tiempo para hablar de la historia de la computadora. Realmente no existen generaciones de computadoras propiamente dichas, puesto que mucha gente interpreta los cambios de un modo distintos y muchos libros se contradicen sobre las generaciones.
La disminución en el tamaño de las máquinas calculadoras (y de los ordenadores) ha sido exponencial conforme al progreso de la electrónica. El primer salto tecnológico fue el paso de los tubos de vacío (primera generación) a los transistores (segunda generación), después de los circuitos con transistores (y componentes semiconductores en general) aislados se pasó a los circuitos con transistores integrados (chips) (tercera generación y cuarta generación) y se fue aumentando la escala de integración: SSI, MSI, LSI, VLSI (Small, Médium, Large, Very Large, Scale Integration) llegándose finalmente al microprocesador (quinta generación).
Llamamos generaciones de computadoras a la subdivisión que se hace en el tiempo para hablar de la historia de la computadora. Realmente no existen generaciones de computadoras propiamente dichas, puesto que mucha gente interpreta los cambios de un modo distintos y muchos libros se contradicen sobre las generaciones.
La disminución en el tamaño de las máquinas calculadoras (y de los ordenadores) ha sido exponencial conforme al progreso de la electrónica. El primer salto tecnológico fue el paso de los tubos de vacío (primera generación) a los transistores (segunda generación), después de los circuitos con transistores (y componentes semiconductores en general) aislados se pasó a los circuitos con transistores integrados (chips) (tercera generación y cuarta generación) y se fue aumentando la escala de integración: SSI, MSI, LSI, VLSI (Small, Médium, Large, Very Large, Scale Integration) llegándose finalmente al microprocesador (quinta generación).
GENERACION CERO (1942 - 1945)
Aparecieron los primeros ordenadores analógicos: comenzaron a construirse a principios del siglo XX los primeros modelos realizaban los cálculos mediante ejes y engranajes giratorios. Con estas máquinas se calculaban las aproximaciones numéricas de ecuaciones demasiado difíciles como para poder ser resueltas mediante otros métodos.
La generación cero que abarcó la década de la segunda guerra mundial un equipo de científicos y matemáticos crearon lo que se considera el primer ordenador digital totalmente eléctrico: EL COLOSSUS, este incorporaba 1500 válvulas o tubos de vacío y era ya operativo. Fue utilizado por el equipo dirigido por Alan Turíng para decodificar los mensajes de radio cifrado de los Alemanes.
Primera Generación (1945-1956)
La computadora fue utilizada para fines militares durante la Seguna Guerra Mundial.
IBM creó la primera calculadora electrónica en 1944.
Se desarrolló la computadora ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) en 1945 y la UNIVAC (Universal Automatic Computer)en 1951.
Lo más significativo de esta generación fue el uso de los tubos al vacío.
Segunda Generación (1956-1963)
Se remplazaron los tubos al vacío por los transistores.
Se reemplazó el lenguaje de máquina por el lenguaje ensamblador.
Se crearon los lenguajes de alto nivel como COBOL (Common Business-Oriented Language) y FORTRAN (Formula Translator).
Se diseñaron computadoras más pequeñas, rápidas y eficientes.
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
Partes de un sistema de computo
-Según la arquitectura de von Neumann los componentes básicos de una computadora son:
procesador o CPU (Central Processing Unit.)
Memoria Principal.
Dispositivos de Entrada y Salida.
Bus del Sistema.
- Un sistema de cómputo completo consiste en cuatro partes hardware, software, datos, usuarios.
Hardware
Dispositivos mecánicos que conforman la computadora se llaman hardware.
El hardware es cualquier parte de la computadora que se puede tocar. El hardware de una computadora consiste en dispositivos electrónicos interconectados que pueden utilizar para controlar la operación, además de los datos de entrada y de salida, de una computadora.
El hardware es cualquier parte de la computadora que se puede tocar. El hardware de una computadora consiste en dispositivos electrónicos interconectados que pueden utilizar para controlar la operación, además de los datos de entrada y de salida, de una computadora.
Software
El software es un conjunto de instrucciones que hace que la computadora realice tareas. En otras palabras, el software le dice a la computadora lo que debe hacer programa se refiere a cualquier pieza del software algunos programas ayudan a que la computadora realice tareas y administre sus propios recursos. Existen otros tipos de programas para el usuario que le permite realizar distintas tareas, ejemplo creación de documentos. Existen miles de distintos tipos de programas de software que permiten utilizar.
Datos
Los datos consisten en hecho o piezas individuales de información que por si mismo no tiene mucho sentido para las personas. El trabajo principal de una computadora es el procesar estas pequeñas piezas de datos de distintas maneras convirtiéndolas en información útil.
Usuarios
Las personas son los operadores operadores de la computadora también se conocen como usuarios. Algunos sistemas de computo no requieren de una persona se involucre en su funcionamiento de ninguna manera, ninguna computadora es completamente autónoma. Incluso en el caso de que una computadora pueda ser su trabajo sin que una persona se siente frente a ella, de todas formas las personas diseñan, construyen, programan y reparan todos los sistemas de cómputo.
*CICLO DE PROCESAMIENTO DE LOS DATOS
Las etapas para el Procesamiento de Datos son las siguientes:
a. Entrada:
Los datos deben ser obtenidos y llevados a un bloque central para ser procesados. Los datos en este caso, denominados de entrada, son clasificados para hacer que el proceso sea fácil y rápido.
b. Proceso:
Durante el proceso se ejecutarán las operaciones necesarias para convertir los datos en información significativa. Cuando la información esté completa se ejecutará la operación de salida, en la que se prepara un informe que servirá como base para tomar decisiones.
c. Salida:
En todo el procesamiento de datos se plantea como actividad adicional, la administración de los resultados de salida, que se puede definir como los procesos necesarios para que la información útil llegue al usuario.
La función de control asegura que los datos estén siendo procesados en forma correcta.
*hardware de la computadora:
*Tipos de memoria en una Pc
El microprocesador necesita datos e instrucciones que se almacenan en diferentes tipos de memorias
La característica principal de las memorias es su capacidad y se define en múltiplos de byte:
Memoria RAM:
Es el lugar donde la computadora almacena los datos y programas que utiliza durante su funcionamiento.
El procesador entonces efectúa accesos a dicha memoria para cargar instrucciones y enviar o recoger datos.
A menudo a la memoria principal se le conoce como memoria RAM.
Memoria Principal:
La memoria principal se construye empleando semiconductores.Podemos clasificar la memoria principal en:
Memoria volátil
DRAM
SRAM
Memoria no volátil
ROM
EPROM
EEPROM
Memoria no volátil
ROM
EPROM
EEPROM
Unidades de Memoria
Unidades de medida para la memoria
1 bit =Un 0 ó 1
1 byte =8 bits
1 kilobyte (Kb)=1024 bytes =2 ¹ bytes ⁰
1 megabyte (Mb)=1024 Kb =2 ² bytes ⁰
1 gigabyte (Gb)=1024 Mb =2 ³ bytes ⁰
1 terabyte (Tb)=1024 Gb =2 bytes ⁴⁰
El almacenamiento secundario (memoria secundaria, memoria auxiliar o memoria externa)no es el conjunto de dispositivos (aparatos) y medios (soportes) de almacenamiento, que conforman el subsistema de memoria de una computadora, junto a la memoria principal.
No deben confundirse las "unidades o dispositivos de almacenamiento" con los "medios o soportes de almacenamiento", pues los primeros son los aparatos que leen o escriben los datos almacenados en los soportes.
La memoria secundaria es un tipo de almacenamiento masivo y permanente (no volátil), a diferencia de la memoria RAM que es volátil; pero posee mayor capacidad de memoria que la memoria principal, aunque es más lenta que ésta.
El proceso de transferencia de datos a un equipo de cómputo se le llama "procedimiento de lectura". El proceso de transferencia de datos desde la computadora hacia el almacenamiento se denomina "procedimiento de escritura".
*Tipos de procesadores: El cerebro de una computadora
Ya hemos comentado en un montón de ocasiones las grandes ventajas que han dejado los ordenadores, logrando posicionarse entre uno de las mejores invenciones hasta ahora.
Diferentes componentes hacen que esta máquina pueda funcionar correctamente; tarjeta madre, tarjeta de video, la fuente de poder, entre otros. Uno de éstos, el cual se podría decir que es el cerebro de la computadora son los procesadores.
En pocas palabras, el procesador es el encargado de realizar los calculos e interpretar las instrucciones que se le provean para después, entregar los resultados a los diferentes programas que los pidieron -cabe señalar que dichos calculos son realizados a altísimas velocidades. Es decir, es el cerebro de la máquina.
A lo largo de los años los procesadores han ido avanzando un montón, la Ley de Moore es un ejemplo claro de esta afirmación la cual dice que un circuito integrado duplica (aumenta su capacidad) sus transistores cada 18 meses, dependiendo del tipo de procesador es la velocidad de éste. Algunos procesadores que conforman la línea de tiempo de los procesadores son:
Intel 8086
Pentium MMX
Pentium Pro
Pentium II;
Pentium III
Pentium IV
Pentium M;
Pentium D
Pentium Core Duo
Los mencionados arriba tuvieron su competidor inmediato, éste fue protagonizado por AMD, sin embargo no ha sido hasta los últimos años en los que ésa compañía ha crecido enormemente en todos los ámbitos, logrando posicionarse entre los mejores. Por eso actualmente la batalla por el reinado de los procesadores es librada por AMD e Intel.
Además cabe destacar que los procesadores son según la arquitectura de la computadora, los hay para 32 bits y para 64. Los avances de los procesadores de hoy en día son enormes, prueba de esto es que ya se esperan procesadores de 100 núcleos en los próximos meses, lo cual de ser así, dejaría en mal la Ley de Moore
Existen, hoy en día tres marcas de procesadores: AMD, Cyrix e Intel. Intel tiene varios como son Pentium, Pentium MMX, Pentium Pro y Pentium II. AMD tiene el AMD586, K5 y el K6. Cyrix tiene el 586, el 686, el 686MX y el 686MXi. Los 586 ya están totalmente obsoletos y no se deben considerar siquiera. La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos por segundo). Así que un Pentium es de 166Mhz o de 200Mhz, etc. Este parámetro indica el número de ciclos de instrucciones que el procesador realiza por segundo, pero sólo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo. Por ejemplo, un 586 de 133Mhz no es más rápido que un Pentium de 100Mhz. Ahora, este tema es bastante complicado y de gran controversia ya que el rendimiento no depende sólo del procesador sino de otros componentes y para que se utiliza el procesador. Los expertos requieren entonces de programas que midan el rendimiento, pero aun así cada programa entrega sus propios números. Cometeré un pequeño pecado para ayudar a descomplicarlos a ustedes y trataré de hacer una regla de mano para la velocidad de los procesadores. No incluyo algunos como el Pentium Pro por ser un procesador cuyo mercado no es el del hogar.
*La placa base
También conocida como placa madre o tarjeta madre (del inglés motherboard omainboard) es una placa de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos.
Va instalada dentro de una caja o gabinete que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro de la caja.
La placa base, además, incluye un firmware llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema operativo.
*PeriféricosPueden clasificarse en 5 categorías principales:
Periféricos de entrada:
Captan, y digitalizan los datos de ser necesario, introducidos por el usuario o por otro dispositivo y los envían al ordenador para ser procesados.
Entre ellos se encuentran los siguientes:
Teclado
Micrófono
Escáner
Ratón o mouse
Escáner de código de barras
Cámara web
Lápiz óptico
Pantalla táctil
Cámara digital
Periféricos de salida:Son dispositivos que muestran o proyectan información hacia el exterior del ordenador. La mayoría son parainformar,alertar, comunicar, proyectar o dar al usuario cierta información. De la misma forma se encargan de convertir los impulsos eléctricos en información legible para el usuario. Sin embargo, no todos de este tipo de periféricos es información para el usuario. Entre ellos se encuentran los siguientes:
Monitor
Impresora
Fax
Tarjeta de sonido
Altavoz
Periféricos de entrada/salida (E/S):Sirven básicamente para la comunicación de la computadora con el medio externo.Los periféricos de entrada/salida son los que utiliza el ordenador tanto para mandar como para recibir información. Su función es la de almacenar o guardar de forma permanente o virtual todo aquello que hagamos con el ordenador para que pueda ser utilizado por los usuarios u otros sistemas. Entre ellos se encuentran los siguientes:
Disco duro
Grabadora y/o lector de CD
Grabadora y/o lector de DVD
Impresora
Memoria flash
Cintas magnéticas
Memoria portátil
Disquete
Pantalla táctil
Casco virtual
Grabadora y/o lector de CD
Grabadora y/o lector de DVD
Grabadora y/o lector de Blu-ray
Grabadora y/o lector de HD-DVD
Periféricos de almacenamiento:
Son los dispositivos que almacenan datos e información por bastante tiempo. La memoria de acceso aleatorio no puede ser considerada un periférico de almacenamiento, ya que su memoria es volátil y temporal. Entre ellos se encuentran los siguientes:
Disco duro
Disquete
Unidad de CD
Unidad de DVD
Unidad de Blu-ray Disc
Memoria flash
Memoria USB
Cinta magnética
Tarjeta perforada
Memoria portátil
Zip (Iomega)
Otros dispositivos de almacenamiento:
EZFlyer (SyQuest): Caben 230 Mb y tiene una velocidad de lectura muy alta
SuperDisk LS-120: Caben 200 Mb y utilizan tecnología magneto-óptica.
Magneto-ópticos de 3,5: Caben de 128 Mb a 640 Mb
Jaz (Iomega): Similar al dispositivo Zip y con capacidad de 1 GB a 2 GB.
Periféricos de comunicación:Son los periféricos que se encargan de comunicarse con otras máquinas o computadoras, ya sea para trabajar en conjunto, o para enviar y recibir información.Entre ellos se encuentran los siguientes:
Fax-Módem
Tarjeta de red
Concentrador
Switch
Enrutador
Tarjeta inalámbrica
Tarjeta Bluetooth
La memoria principal o RAM (acrónimo de Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el ordenador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. Se llama de acceso aleatorio porque el procesador accede a la información que está en la memoria en cualquier punto sin tener que acceder a la información anterior y posterior. Es la memoria que se actualiza constantemente mientras el ordenador está en uso y que pierde sus datos cuando el ordenador se apaga.
Proceso de carga en la memoria RAM:
Cuando las aplicaciones se ejecutan, primeramente deben ser cargadas en memoria RAM. El procesador entonces efectúa accesos a dicha memoria para cargar instrucciones y enviar o recoger datos. Reducir el tiempo necesario para acceder a la memoria, ayuda a mejorar las prestaciones del sistema. La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y se borra al apagar el ordenador.
Es una memoria dinámica, lo que indica la necesidad de “recordar” los datos a la memoria cada pequeño periodo de tiempo, para impedir que esta pierda la información. Eso se llama Refresco. Cuando se pierde la alimentación, la memoria pierde todos los datos. “Random Access”, acceso aleatorio, indica que cada posición de memoria puede ser leída o escrita en cualquier orden. Lo contrario sería el acceso secuencial, en el cual los datos tienen que ser leídos o escritos en un orden predeterminado.
Las memorias poseen la ventaja de contar con una mayor velocidad, mayor capacidad de almacenamiento y un menor consumo. En contra partida presentan el CPU, Memoria y Disco Duro.
Los datos de instrucciones cuando se carga un programa, se carga en memoria. (DMA)
El inconveniente es de que precisan una electrónica especial para su utilización, la función de esta electrónica es generar el refresco de la memoria. La necesidad de los refrescos de las memorias dinámicas se debe al funcionamiento de las mismas, ya que este se basa en generar durante un tiempo la información que contiene. Transcurrido este lapso, la señal que contenía la célula bi-estable se va perdiendo. Para que no ocurra esta perdida, es necesario que antes que transcurra el tiempo máximo que la memoria puede mantener la señal se realice una lectura del valor que tiene y se recargue la misma.
Es preciso considerar que a cada bit de la memoria le corresponde un pequeño condensador al que le aplicamos una pequeña carga eléctrica y que mantienen durante un tiempo en función de la constante de descarga. Generalmente el refresco de memoria se realiza cíclicamente y cuando esta trabajando el DMA. El refresco de la memoria en modo normal esta a cargo del controlador del canal que también cumple la función de optimizar el tiempo requerido para la operación del refresco.
Posiblemente, en más de una ocasión en el ordenador aparecen errores de en la memoria debido a que las memorias que se están utilizando son de una velocidad inadecuada que se descargan antes de poder ser refrescadas.
Las posiciones de memoria están organizadas en filas y en columnas. Cuando se quiere acceder a la RAM se debe empezar especificando la fila, después la columna y por último se debe indicar si deseamos escribir o leer en esa posición. En ese momento la RAM coloca los datos de esa posición en la salida, si el acceso es de lectura o coge los datos y los almacena en la posición seleccionada, si el acceso es de escritura.
La cantidad de memoria Ram de nuestro sistema afecta notablemente a las prestaciones, fundamentalmente cuando se emplean sistemas operativos actuales. En general, y sobre todo cuando se ejecutan múltiples aplicaciones, puede que la demanda de memoria sea superior a la realmente existente, con lo que el sistema operativo fuerza al procesador a simular dicha memoria con el disco duro (memoria virtual).
Proceso de carga en la memoria RAM:
Cuando las aplicaciones se ejecutan, primeramente deben ser cargadas en memoria RAM. El procesador entonces efectúa accesos a dicha memoria para cargar instrucciones y enviar o recoger datos. Reducir el tiempo necesario para acceder a la memoria, ayuda a mejorar las prestaciones del sistema. La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y se borra al apagar el ordenador.
Es una memoria dinámica, lo que indica la necesidad de “recordar” los datos a la memoria cada pequeño periodo de tiempo, para impedir que esta pierda la información. Eso se llama Refresco. Cuando se pierde la alimentación, la memoria pierde todos los datos. “Random Access”, acceso aleatorio, indica que cada posición de memoria puede ser leída o escrita en cualquier orden. Lo contrario sería el acceso secuencial, en el cual los datos tienen que ser leídos o escritos en un orden predeterminado.
Las memorias poseen la ventaja de contar con una mayor velocidad, mayor capacidad de almacenamiento y un menor consumo. En contra partida presentan el CPU, Memoria y Disco Duro.
Los datos de instrucciones cuando se carga un programa, se carga en memoria. (DMA)
El inconveniente es de que precisan una electrónica especial para su utilización, la función de esta electrónica es generar el refresco de la memoria. La necesidad de los refrescos de las memorias dinámicas se debe al funcionamiento de las mismas, ya que este se basa en generar durante un tiempo la información que contiene. Transcurrido este lapso, la señal que contenía la célula bi-estable se va perdiendo. Para que no ocurra esta perdida, es necesario que antes que transcurra el tiempo máximo que la memoria puede mantener la señal se realice una lectura del valor que tiene y se recargue la misma.
Es preciso considerar que a cada bit de la memoria le corresponde un pequeño condensador al que le aplicamos una pequeña carga eléctrica y que mantienen durante un tiempo en función de la constante de descarga. Generalmente el refresco de memoria se realiza cíclicamente y cuando esta trabajando el DMA. El refresco de la memoria en modo normal esta a cargo del controlador del canal que también cumple la función de optimizar el tiempo requerido para la operación del refresco.
Posiblemente, en más de una ocasión en el ordenador aparecen errores de en la memoria debido a que las memorias que se están utilizando son de una velocidad inadecuada que se descargan antes de poder ser refrescadas.
Las posiciones de memoria están organizadas en filas y en columnas. Cuando se quiere acceder a la RAM se debe empezar especificando la fila, después la columna y por último se debe indicar si deseamos escribir o leer en esa posición. En ese momento la RAM coloca los datos de esa posición en la salida, si el acceso es de lectura o coge los datos y los almacena en la posición seleccionada, si el acceso es de escritura.
La cantidad de memoria Ram de nuestro sistema afecta notablemente a las prestaciones, fundamentalmente cuando se emplean sistemas operativos actuales. En general, y sobre todo cuando se ejecutan múltiples aplicaciones, puede que la demanda de memoria sea superior a la realmente existente, con lo que el sistema operativo fuerza al procesador a simular dicha memoria con el disco duro (memoria virtual).
Los sistemas avanzados emplean RAM entrelazada, que reduce los tiempos de acceso mediante la segmentación de la memoria del sistema en dos bancos coordinados. Durante una solicitud particular, un banco suministra la información al procesador, mientras que el otro prepara datos para el siguiente ciclo; en el siguiente acceso, se intercambian los papeles.
Los módulos habituales que se encuentran en el mercado, tienen unos tiempos de acceso de 60 y 70 ns (aquellos de tiempos superiores deben ser desechados por lentos).
Es conveniente que todos los bancos de memoria estén constituidos por módulos con el mismo tiempo de acceso y a ser posible de 60 ns.
Hay que tener en cuenta que el bus de datos del procesador debe coincidir con el de la memoria, y en el caso de que no sea así, esta se organizará en bancos, habiendo de tener cada banco la cantidad necesaria de módulos hasta llegar al ancho buscado. Por tanto, el ordenador sólo trabaja con bancos completos, y éstos sólo pueden componerse de módulos del mismo tipo y capacidad. Como existen restricciones a la hora de colocar los módulos, hay que tener en cuenta que no siempre podemos alcanzar todas las configuraciones de memoria. Tenemos que rellenar siempre el banco primero y después el banco número dos, pero siempre rellenando los dos zócalos de cada banco (en el caso de que tengamos dos) con el mismo tipo de memoria. Combinando diferentes tamaños en cada banco podremos poner la cantidad de memoria que deseemos.
*Funcionamiento de la memoria de almacenamiento masivo
Los dispositivos o unidades de almacenamiento masivo de datos son componentes que leen o escriben datos en medios o soportes de almacenamiento, y juntos conforman la memoria o almacenamiento secundario de la computadora.
Estos dispositivos realizan las operaciones de lectura o escritura de los medios o soportes donde se almacenan o guardan, lógica y físicamente, los archivos de un sistema informático.
Características del almacenamiento secundario
- Capacidad de almacenamiento grande.
- No se pierde información a falta de alimentación.
- Altas velocidades de transferencia de información.
- Mismo formato de almacenamiento que en memoria principal.
Siempre es independiente del CPU y de la memoria primaria. Debido a esto, los dispositivos de almacenamiento secundario, también son conocidos como, Dispositivos de Almacenamiento Externo.
Unidades y soportes de almacenamiento secundario
Tipos de almacenamiento
Las dos principales categorías de tecnologías de almacenamiento que se utilizan en la actualidad son el almacenamiento magnético y elalmacenamiento óptico. A pesar de que la mayoría de los dispositivos y medios de almacenamiento emplean una tecnología o la otra, algunos utilizan ambas.
Una tercer categoría de almacenamiento (almacenamiento de estado sólido) se utiliza con mayor frecuencia en los sistemas de computación, pero es más común en cámaras digitales y reproductores multimedia.
En función de la tecnología utilizada por los dispositivos y medios (soportes).
El almacenamiento se clasifica en
- Almacenamiento magnético.
- Almacenamiento óptico.
- Almacenamiento magneto-óptico (híbrido, Disco magneto-opticos)
- Almacenamiento electrónico o de estado sólido (Memoria Flash)
- Almacenamiento magnético
Almacenamiento magnético
Es una técnica que consiste en la aplicación de campos magneticos a ciertos materiales capaces de reaccionar frente a esta influencia y orientarse en unas determinadas posiciones manteniéndolas hasta después de dejar de aplicar el campo magnético. ejemplo: disco duro,cinta magnética.
Almacenamiento óptico
En los discos ópticos la información se guarda de una forma secuencial en una espira que comienza en el centro del disco. Además de la capacidad, estos discos presentan ventajas como la fiabilidad, resistencia a los arañazos, la suciedad y a los efectos de los campos magnéticos.
Ejemplos:
CD-ROM Discos de solo lectura.
CD-R Discos de de disco de altadensidad, dsarrollada por Sony. Ganó la contienda, por ser el nuevo estándar contra su competidor el HD-DVD (DVD de Alta mucho más rápida y eficiente que la implementada por el DVD de alta definición.
1. Una caja metálica hermética protege los componentes internos de las partículas de polvo; que podrían obstruir la estrecha separación entre las cabezas de lectura/escritura y los discos, además de provocar el fallo de la unidad a causa de la apertura de un surco en el revestimiento magnético de un disco.
2. En la parte inferior de la unidad, una placa de circuito impreso, conocida también como placa lógica, recibe comandos del controlador de la unidad, que a su vez es controlado por el sistema operativo. La placa lógica convierte estos comandos en fluctuaciones de tensión que obligan al actuador de las cabezas a mover estas a lo largo de las superficies de los discos. La placa también se asegura de que el eje giratorio que mueve los discos de vueltas a una velocidad constante y de que la placa le indique a las cabezas de la unidad en que momento deben leer y escribir en el disco. En un disco IDE (Electrónica de Unidades Integradas), el controlador de disco forma parte de la placa lógica.
3. Un eje giratorio o rotor conectado a un motor eléctrico hacen que los discos revestidos magnéticamente giren a varios miles de vueltas por minuto. El número de discos y la composición del material magnético que lo s recubre determinan la capacidad de la unidad. Generalmente los discos actuales están recubiertos de una aleación de aproximadamente la trimillonésima parte del grosor de una pulgada.
4. Un actuador de las cabezas empuja y tira del grupo de brazos de las cabezas de lectura/escritura a lo largo de las superficies de los platos con suma precisión. Alinea las cabezas con las pistas que forman círculos concéntricos sobre la superficie de los discos.
5. Las cabezas de lectura/escritura unidas a los extremos de los brazos móviles se deslizan a la vez a lo largo de las superficies de los discos giratorios del HD. Las cabezas escriben en los discos los datos procedentes del controlador de disco alineando las partículas magnéticas sobre las superficies de los discos; las cabezas leen los datos mediante la detección de las polaridades de las partículas ya alineadas.
6. Cuando el usuario o su software le indican al sistema operativo que lea o escriba un archivo, el sistema operativo ordena al controlador del HD que mueva las cabezas de lectura y escritura a la tabla de asignación de archivos de la unidad, o FAT en DOS (VFAT en Windows 95). El sistema operativo lee la FAT para determinar en que Cluster del disco comienza un archivo preexistente, o que zonas del disco están disponibles para albergar un nuevo archivo.
7. Un único archivo puede diseminarse entre cientos de Cluster independientes dispersos a lo largo de varios discos. El sistema operativo almacena el comienzo de un archivo en los primeros Cluster que encuentra enumerados como libres en la FAT. Esta mantiene un registro encadenado de los Cluster utilizados por un archivo y cada enlace de la cadena conduce al siguiente Cluster que contiene otra parte mas del archivo. Una vez que los datos de la FAT han pasado de nuevo al sistema operativo a través del sistema electrónico de la unidad y del controlador del HD, el sistema operativo da instrucciones a la unidad para que omita la operación de las cabezas de lectura/escritura a lo largo de la superficie de los discos, leyendo o escribiendo los Cluster sobre los discos que giran después de las cabezas. Después de escribir un nuevo archivo en el disco, el sistema operativo vuelve a enviar las cabezas de lectura/escritura a la FAT, donde elabora una lista de todos los Cluster del archivo.
conclusión:
| Las unidades de almacenamiento son dispositivos o periféricos del sistema, que actúan como medio de soporte para la grabación de los programas de usuario y de los datos que son manejados por las aplicaciones que se ejecutan en estos sistemas; en otras palabras nos sirven para guardar la información en nuestro computador. |
A veces se dice que una computadora tiene dispositivos de almacenamiento primarios (o principales) y secundarios (o auxiliares). Cuando se hace esta distinción, el dispositivo de almacenamiento primario es la memoria de acceso aleatorio (RAM) de la computadora, un dispositivo de almacenamiento permanente pero cuyo contenido es temporal. El almacenamiento secundario incluye los dispositivos de almacenamiento más permanentes, como unidades de disco y de cinta. ¿Qué es una caché? Imagine dos sistemas de memoria A y B, entre los cuales se transfiere información. Suponga que el sistema A es más rápido y presenta menor capacidad de almacenamiento que B (situación típica en un PC). Esto se traduce en que A debe funcionar a menor velocidad de la que es capaz de ofrecer, siempre que se comunique con B. Se puede mejorar la velocidad de transferencia introduciendo un nuevo sistema de memoria C entre A y B, al que se denomina caché. La caché debe presentar una capacidad de almacenamiento mayor que la de A y menor que la de B. Además, será más lenta que A, pero más rápida que B. En otras palabras, sus características son un término medio entre los sistemas A y B. La aceleración de las transferencias se basa en almacenar la información intercambiada últimamente entre A y B, puesto que con gran probabilidad será la más empleada en las próximas transferencias. La aplicación de sistemas de caché recibe el nombre de caching. Esto ya se introdujo al colocar la memoria RAM entre la CPU (rápida y con poca capacidad) y otros dispositivos lentos (y de gran capacidad), como es el caso del disco duro. Ya que esta definición es quizá un tanto confusa, en el siguiente apartado presentamos más detalles acerca del funcionamiento de una caché, que permiten entender el concepto con mayor claridad. Tomaremos como referencia un tipo particular de caché: la caché de memoria. Ésta se introduce entre la RAM y la CPU. De esta forma, se consigue incrementar notablemente la velocidad con que la CPU accede a la memoria principal. Por supuesto, la memoria caché será más rápida que la RAM, y dispondrá de menor capacidad de almacenamiento. Veamos cómo funciona. ¿Cómo funciona una memoria de caché? En realidad, el funcionamiento de una caché sigue un principio parecido al que formulamos para la memoria principal. En aquel caso, las instrucciones y datos se cargaban en la RAM (desde dispositivos lentos), donde la CPU podría acceder a mayor velocidad. Una memoria de caché se carga (desde la RAM) con los datos y/o instrucciones que ha buscado la CPU en las últimas operaciones. La CPU buscará siempre primero la información en la caché, y la encontrará allí la mayoría de las veces, con lo que el acceso será muy rápido. Si, desgraciadamente, no se encuentra la información en la caché, se perderá un tiempo extra en acudir a la RAM y copiar dicha información en la caché para que esté disponible . Como estos fallos ocurren con una frecuencia relativamente baja, el rendimiento mejora considerablemente, ya que la CPU accederá más veces a la caché que a la RAM. Lo comentado para la búsqueda en memoria funciona de forma análoga para la escritura: la CPU escribe en la caché en lugar de la RAM (más adelante hablaremos de dicho proceso con mayor detalle). No es de extrañar que esta técnica (caching) funcione. La mayoría de programas tiene un alto contenido en bucles, lo que implica un uso repetido de instrucciones (e incluso datos). Y esto implica una elevada probabilidad de acierto al buscar la información en la caché. Una forma interesante de ilustrar el funcionamiento de la caché consiste en imaginar un videoclub, equipado con un mostrador y una habitación capaz de almacenar cientos de vídeos. Ante la petición de cada cliente, el dependiente deberá acudir hasta el almacén, buscar la película solicitada, volver al mostrador y entregar la cinta al cliente. Ante la devolución de una cinta, el dependiente debe caminar hacia el almacén y guardar dicha cinta en el lugar apropiado. Realmente esa forma de trabajo no es nada eficiente, ya que implica demasiados desplazamientos y, por tanto, la atención al cliente será realmente lenta. Suponga ahora que el dependiente dispone de un pequeño archivador de 20 vídeos sobre el mostrador. Cuando un cliente devuelve una cinta, el dependiente coloca la cinta directamente en el archivador, en lugar de caminar hacia el almacén. Si se va repitiendo dicho proceso, el dependiente dispondrá continuamente de las veinte últimas películas devueltas en el archivador. Cuando se acerque un cliente y pida una película, el dependiente la buscará primero en el archivador, y sólo si no la encuentra allí se desplazará hacia el almacén. Este método funciona, sobre todo porque la mayor parte de las películas devueltas serán las de estreno, que al mismo tiempo son las más solicitadas. *Funcionamiento de los registros del procesador Los registros del procesador se emplean para controlar instrucciones en ejecución, manejar direccionamiento de memoria y proporcionar capacidad aritmética. Los registros son espacios físicos dentro del microprocesador con capacidad de 4 bits hasta 64 bits dependiendo del microprocesador que se emplee. Los registros son direccionables por medio de una viñeta, que es una dirección de memoria. Los bits, por conveniencia, se numeran de derecha a izquierda (15,14,13…. 3,2,1,0), los registros están divididos en seis grupos los cuales tienen un fin especifico. Los registros se dividen en: · Registros de segmento · Registros de apuntadores de instrucciones · Registros apuntadores · Registros de propósitos generales · Registro índice · Registro de bandera Tipos de registro y su función Un registro de segmento tiene 16 bits de longitud y facilita un área de memoria para el direccionamiento conocida como el segmento actual Registros de Apuntador de Instrucciones: Este registro esta compuesto por 16 bits y contiene el desplazamiento de la siguiente instrucción que se va a ejecutar. Los procesadores 80386 y posteriores tiene un IP ampliado de 32 bits llamado EIP. Registros Apuntadores Permiten al sistema accesar datos al segmento de la pila. Los procesadores 80386 tiene un apuntador de pila de 32 bits llamado ESP. El sistema maneja de manera automática estos registros. Registros de Propósito General Son los caballos de batalla del sistema y pueden ser direccionados como una palabra o como una parte de un bytes. Los procesadores 80386 y posteriores permiten el uso de todos los registros de propósitos general mas sus versiones ampliadas de 32 bits llamados EAX, EBX,ECX y EDX. Registros Indices Sirven para el direccionamiento de indexado y para las operaciones de sumas y restas. Registros de Banderas Sirven para indicar el estado actual de la maquina y el resultado del procesamiento. De los 16 bits de registro de bandera 9 son comunes a toda la familia de los procesadores 8086. |
*Funcionamiento de los buses de datos dirección y control
La mayoría de los buses están basados en conductores metálicos por los cuales se trasmiten señales eléctricas que son enviadas y recibidas con la ayuda de integrados que poseen una interfaz del bus dado y se encargan de manejar las señales y entregarlas como datos útiles. Las señales digitales que se trasmiten son de datos, de direcciones o señales de control.
Los buses definen su capacidad de acuerdo a la frecuencia máxima de envío y al ancho de los datos. Por lo general estos valores son inversamente proporcionales: si se tiene una alta frecuencia, el ancho de datos debe ser pequeño. Esto se debe a que la interferencia entre las señales (crosstalk) y la dificultad de sincronizarlas, crecen con la frecuencia, de manera que un bus con pocas señales es menos susceptible a esos problemas y puede funcionar a alta velocidad.
Todos los buses de computador tienen funciones especiales como las interrupciones y las DMA que permiten que un dispositivo periférico acceda a una CPU o a la memoria usando el mínimo de recursos.
En el bus se encuentran dos pistas separadas, el bus de datos y el bus de direcciones. La CPU escribe la dirección de la posición deseada de la memoria en el bus de direcciones accediendo a la memoria, teniendo cada una de las líneas carácter binario. Es decir solo pueden representar 0 o 1 y de esta manera forman conjuntamente el numero de la posición dentro de la memoria (es decir: la dirección). Cuanto mas líneas haya disponibles, mayor es la dirección máxima y mayor es la memoria a la cual puede dirigirse de esta forma. En el bus de direcciones original habían ya 20 direcciones, ya que con 20 bits se puede dirigir a una memoria de 1 MB y esto era exactamente lo que correspondía a la CPU.
Tipos de bus
Existen dos grandes tipos clasificados por el método de envío de la información: bus paralelo o bus serie.
Hay diferencias en el desempeño y hasta hace unos años se consideraba que el uso apropiado dependía de la longitud física de la conexión: para cortas distancias el bus paralelo, para largas el serial.
Bus paralelo
Es un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo tiempo, con la ayuda de varias líneas que tienen funciones fijas. La cantidad de datos enviada es bastante grande con una frecuencia moderada y es igual al ancho de los datos por la frecuencia de funcionamiento. En los computadores ha sido usado de manera intensiva, desde el bus del procesador, los buses de discos duros, tarjetas de expansión y de vídeo, hasta las impresoras.El Front Side Bus de los procesadores Intel es un bus de este tipo y como cualquier bus presenta unas funciones en líneas dedicadas:
Las Líneas de Dirección son las encargadas de indicar la posición de memoria o el dispositivo con el que se desea establecer comunicación.
Las Líneas de Control son las encargadas de enviar señales de arbitraje entre los dispositivos. Entre las más importantes están las líneas de interrupción, DMA y los indicadores de estado.
Las Líneas de Datos trasmiten los bits de forma aleatoria de manera que por lo general un bus tiene un ancho que es potencia de 2.
Un bus paralelo tiene conexiones físicas complejas, pero la lógica es sencilla, que lo hace útil en sistemas con poco poder de cómputo. En los primeros microcomputadores, el bus era simplemente la extensión del bus del procesador y los demás integrados "escuchan" las línea de direcciones, en espera de recibir instrucciones. En el PC IBM original, el diseño del bus fue determinante a la hora de elegir un procesador con I/O de 8 bits (Intel 8088), sobre uno de 16 (el 8086), porque era posible usar hardware diseñado para otros procesadores, abaratando el producto.
Bus serie
En este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de registros o rutinas de software. Está formado por pocos conductores y su ancho de banda depende de la frecuencia. Es usado desde hace menos de 10 años en buses para discos duros, unidades de estado sólido, tarjetas de expansión y para el bus del procesador.
*sistemas numéricos
Un conjunto S
es un sistema numérico si en él están definidas dos operaciones matemáticas binarias asociativas y conmutativas, denominadas adición y multiplicación, y si además se cumple que la multiplicación es distributiva con respecto a la adición.
Para a, b y c elementos de S :
Propiedad conmutativa de la adición: a + b = b + a
Propiedad conmutativa de la multiplicación: a • b = b • a
Propiedad asociativa de la adición: (a + b) + c = a + (b + c)
Propiedad asociativa de la multiplicación: (a • b) • c = a • (b • c)
Propiedad distributiva de la multiplicación sobre la adición: a • (b + c) = a • b + a • c
La adición y la multiplicación no necesariamente deben ser las de la aritmética elemental.
* Convención entre sistemas numéricos
CONVERSIÓN DE UN NUMERO DECIMAL A BINARIO
Para esta transformación es necesario tener en cuenta los pasos que mostraremos en el siguiente ejemplo: Transformemos el numero 42 a numero binario
1. Dividimos el numero 42 entre 2
2. Dividimos el cociente obtenido por 2 y repetimos el mismo procedimiento hasta que el cociente sea 1.
3. El numero binario lo formamos tomando el primer dígito el ultimo cociente, seguidos por los residuos obtenidos en cada división, seleccionándolos de derecha a izquierda, como se muestra en el siguiente esquema.
Para transformar un número decimal fraccionario a un numero binario debemos seguir los pasos que mostramos en el siguiente ejemplo: transformemos el numero 42,375.
1. la parte entera se transforma de igual forma que el ejemplo anterior.
2. La parte fraccionaria de la siguiente manera:
Multiplicamos por el numero 2 y tomamos la parte entera del producto que ira formando el numero binario correspondiente
Tomamos nuevamente la parte entera del producto, y la parte fraccionaria la multiplicamos sucesivamente por 2 hasta llegar a 0
Tomamos nuevamente la parte entera , y como la parte fraccionaria es 0, indica que se ha terminado el proceso. El numero binario correspondiente a la parte decimal será la unión de todas las partes enteras, tomadas de las multiplicaciones sucesivas realizadas durante el transcurso del proceso , en donde el primer dígito binario corresponde a la primera parte entera , el segundo dígito a la segunda parte entera , y así sucesivamente hasta llegar al ultimo .Luego tomamos el numero binario , correspondiente a la parte entera , y el numero binario , correspondiente a la parte fraccionaria y lo unimos en un solo numero binario correspondiente a el numero decimal.
CONVERSIÓN DE UN NUMERO OCTAL A BINARIO
La ventaja principal del sistema de numeración Octal es la facilidad conque pueden realizarse la conversión entre un numero binario y octal. A continuación mostraremos un ejercicio que ilustrará la teoría. Por medio de este tipo de conversiones, cualquier numero Octal se convierte a binario de manera individual. En este ejemplo, mostramos claramente el equivalente 100 111 010 en binario de cada numero octal de forma individual.
CONVERSIÓN DE UN NUMERO DECIMAL A UN NUMERO HEXADECIMAL
Convertir el numero 250.25 a Hexadecimal
1. Se toma la parte entera y se divide sucesivamente por el numero decimal 16 (base) hasta que el cociente sea 0
2. Los números enteros resultantes de los cocientes, pasarán a conformar el numero hexa-decimal correspondiente, teniendo en cuenta que el sistema de numeración hexa-decimal posee solo 16 símbolos, donde los números del 10 hasta el 15 tienen símbolos alfabéticos que ya hemos explicado
3. La parte fraccionaria del numero a convertir se multiplica por 16 (Base) sucesivamente hasta que el producto resultante no tenga parte fraccionaria
4. Al igual que en los sistemas anteriores, el numero equivalente se forma, de la unión de los dos números equivalentes, tanto entero como fraccionario, separados por un punto que establece la diferencia entre ellos.
Codificación de caracteres ASCII y UNICODE
Normas de codificación
Definen la forma en la que se codifica un carácter dado en un símbolo en otro sistema de representación. Ejemplos de esto son el código Morse, la norma ASCII o la UTF-8, entre otros.
ASCII
Por estar íntimamente ligado al octeto (y por consiguiente a los enteros que van del 0 al 127, el problema que presenta es que no puede codificar más que 128 símbolos diferentes (128 es el número total de diferentes configuraciones que se pueden conseguir con 7 dígitos binarios o digitales (0000000, 0000001,..., 1111111), usando el octavo dígito de cada octeto (bit o dígito de paridad) para detectar algún error de transmisión). Un cupo de 128 es suficiente para incluir mayúsculas y minúsculas del abecedario inglés, además de cifras, puntuación, y algunos "caracteres de control" (por ejemplo, uno que instruye a una impresora que pase a la hoja siguiente), pero el ASCII no incluye ni los caracteres acentuados ni el comienzo de interrogación que se usa en castellano, ni tantos otros símbolos (matemáticos, letras griegas,...) que son necesarios en muchos contextos. La conexion que se otorga del contexto ASCII, es referente al lenguaje de maquina.
ASCII Extendido
Debido a las limitaciones del ASCII se definieron varios códigos de caracteres de 8 bits, entre ellos el ASCII extendido. Sin embargo, el problema de estos códigos de 8 bits es que cada uno de ellos se define para un conjunto de lenguas con escrituras semejantes y por tanto no dan una solución unificada a la codificación de todas las lenguas del mundo. Es decir, no son suficientes 8 bits para codificar todos los alfabetos y escrituras del mundo.
Como los caracteres ideo-gráficos chinos son especialmente numerosos, en principio pondremos enlaces a los artículos que incluyan una lista de caracteres.
Unicode
Como solución a estos problemas, desde 1991 se ha acordado internacionalmente utilizar la norma Unicode, que es una gran tabla, que en la actualidad asigna un código a cada uno de los más de cincuenta mil símbolos, los cuales abarcan todos los alfabetos europeos, ideogramas chinos, japoneses, coreanos, muchas otras formas de escritura, y más de un millar de símbolos especiales.
Normas de Transmisión
Las normas de transmisión tienen como objetivo definir la forma en que los caracteres codificados (utilizando las normas de codificación) son transmitidos en el canal de comunicaciones (por ejemplo Internet)
Actualmente, en Internet los mensajes se transmiten en paquetes que siempre constan de un número entero de octetos, y la detección de error ya no se hace con el octavo dígito de cada octeto, sino con octetos especiales que automáticamente se agregan a cada paquete. Las normas de transmisión se limitan a especificar una correspondencia, reversible, entre códigos (que representan caracteres), y secuencias de octetos (que han de ser transmitidos en calidad de datos).
Tablas tipográficas
La tipografía es el oficio que trata el tema de las letras, números y símbolos de un texto impreso (ya sea sobre un medio físico o electromagnético), tales como su diseño, su forma, su tamaño y las relaciones visuales que se establecen entre ellos.
Pero, finalmente, para cartearse electrónicamente en chino simplificado (por ejemplo) falta un detalle importante:
La tabla que el Consorcio Unicode publica para ser leída por humanos, contiene una representación gráfica o descripción, de cada carácter incluido hasta ese momento; pero los sistemas de visualización de documentos, para funcionar, requieren tablas de tipografía, que asocian un glifo (dibujo) a cada carácter que abarcan, y sucede que hay muchísimas tablas de tipografía, con nombres como Arial o Times, que dibujan una misma letra a base de matrices diferentes y en diferentes estilos ("A" o "A"); sin embargo, la gran mayoría de las fuentes tipográficas contienen sólo un pequeño subconjunto de todos los caracteres Unicode.
CONVERSIÓN DE UN NUMERO DECIMAL A BINARIO
Para esta transformación es necesario tener en cuenta los pasos que mostraremos en el siguiente ejemplo: Transformemos el numero 42 a numero binario
1. Dividimos el numero 42 entre 2
2. Dividimos el cociente obtenido por 2 y repetimos el mismo procedimiento hasta que el cociente sea 1.
3. El numero binario lo formamos tomando el primer dígito el ultimo cociente, seguidos por los residuos obtenidos en cada división, seleccionándolos de derecha a izquierda, como se muestra en el siguiente esquema.
Para transformar un número decimal fraccionario a un numero binario debemos seguir los pasos que mostramos en el siguiente ejemplo: transformemos el numero 42,375.
1. la parte entera se transforma de igual forma que el ejemplo anterior.
2. La parte fraccionaria de la siguiente manera:
Multiplicamos por el numero 2 y tomamos la parte entera del producto que ira formando el numero binario correspondiente
Tomamos nuevamente la parte entera del producto, y la parte fraccionaria la multiplicamos sucesivamente por 2 hasta llegar a 0
Tomamos nuevamente la parte entera , y como la parte fraccionaria es 0, indica que se ha terminado el proceso. El numero binario correspondiente a la parte decimal será la unión de todas las partes enteras, tomadas de las multiplicaciones sucesivas realizadas durante el transcurso del proceso , en donde el primer dígito binario corresponde a la primera parte entera , el segundo dígito a la segunda parte entera , y así sucesivamente hasta llegar al ultimo .Luego tomamos el numero binario , correspondiente a la parte entera , y el numero binario , correspondiente a la parte fraccionaria y lo unimos en un solo numero binario correspondiente a el numero decimal.
CONVERSIÓN DE UN NUMERO BINARIO A UN NUMERO DECIMAL
Para convertir un número binario a decimal, realizamos los siguientes pasos:
1. Tomamos los valores de posición correspondiente a las columnas donde aparezcan únicamente unos
2. Sumamos los valores de posición para identificar el numero decimal equivalente.
CONVERSIÓN DE UN NUMERO DECIMAL A OCTAL
Para convertir un numero en el sistema decimal al sistema de numeración Octal, debemos seguir los pasos que mostraremos en el siguiente ejemplo Convertir el numero decimal 323.625 a el sistema de numeración Octal
1. Se toma el numero entero y se divide entre 8 repetidamente hasta que el dividendo sea menor que el divisor, para colocar entonces el numero 0 y pasar el dividendo a formar el primer dígito del numero equivalente en decimal
2. Se toma la parte fraccionaria del numero decimal y la multiplicamos por 8 sucesivamente hasta que el producto no tenga números fraccionarios
3. Pasamos la parte entera del producto a formar el dígito correspondiente
4. Al igual que los demás sistemas , el numero equivalente en el sistema decimal , esta formado por la unión del numero entero equivalente y el numero fraccionario equivalente.
CONVERSIÓN DE UN NUMERO OCTAL A BINARIO
La ventaja principal del sistema de numeración Octal es la facilidad conque pueden realizarse la conversión entre un numero binario y octal. A continuación mostraremos un ejercicio que ilustrará la teoría. Por medio de este tipo de conversiones, cualquier numero Octal se convierte a binario de manera individual. En este ejemplo, mostramos claramente el equivalente 100 111 010 en binario de cada numero octal de forma individual.
CONVERSIÓN DE UN NUMERO DECIMAL A UN NUMERO HEXADECIMAL
Convertir el numero 250.25 a Hexadecimal
1. Se toma la parte entera y se divide sucesivamente por el numero decimal 16 (base) hasta que el cociente sea 0
2. Los números enteros resultantes de los cocientes, pasarán a conformar el numero hexa-decimal correspondiente, teniendo en cuenta que el sistema de numeración hexa-decimal posee solo 16 símbolos, donde los números del 10 hasta el 15 tienen símbolos alfabéticos que ya hemos explicado
3. La parte fraccionaria del numero a convertir se multiplica por 16 (Base) sucesivamente hasta que el producto resultante no tenga parte fraccionaria
4. Al igual que en los sistemas anteriores, el numero equivalente se forma, de la unión de los dos números equivalentes, tanto entero como fraccionario, separados por un punto que establece la diferencia entre ellos.
CONVERSIÓN DE UN NUMERO HEXADECIMAL A UN NUMERO DECIMAL
Como en los ejemplos anteriores este también nos ayudará a entender mejor este procedimiento: Convertir el numero hexadecimal 2B6 a su equivalente decimal.
1. Multiplicamos el valor de posición de cada columna por el dígito hexadecimal correspondiente.
2. El resultado del número decimal equivalente se obtiene, sumando todos los productos obtenidos en el paso anterior.
Codificación de caracteres ASCII y UNICODE
Normas de codificación
Definen la forma en la que se codifica un carácter dado en un símbolo en otro sistema de representación. Ejemplos de esto son el código Morse, la norma ASCII o la UTF-8, entre otros.
Por estar íntimamente ligado al octeto (y por consiguiente a los enteros que van del 0 al 127, el problema que presenta es que no puede codificar más que 128 símbolos diferentes (128 es el número total de diferentes configuraciones que se pueden conseguir con 7 dígitos binarios o digitales (0000000, 0000001,..., 1111111), usando el octavo dígito de cada octeto (bit o dígito de paridad) para detectar algún error de transmisión). Un cupo de 128 es suficiente para incluir mayúsculas y minúsculas del abecedario inglés, además de cifras, puntuación, y algunos "caracteres de control" (por ejemplo, uno que instruye a una impresora que pase a la hoja siguiente), pero el ASCII no incluye ni los caracteres acentuados ni el comienzo de interrogación que se usa en castellano, ni tantos otros símbolos (matemáticos, letras griegas,...) que son necesarios en muchos contextos. La conexion que se otorga del contexto ASCII, es referente al lenguaje de maquina.
ASCII Extendido
Debido a las limitaciones del ASCII se definieron varios códigos de caracteres de 8 bits, entre ellos el ASCII extendido. Sin embargo, el problema de estos códigos de 8 bits es que cada uno de ellos se define para un conjunto de lenguas con escrituras semejantes y por tanto no dan una solución unificada a la codificación de todas las lenguas del mundo. Es decir, no son suficientes 8 bits para codificar todos los alfabetos y escrituras del mundo.
Como los caracteres ideo-gráficos chinos son especialmente numerosos, en principio pondremos enlaces a los artículos que incluyan una lista de caracteres.
Lista de radicales
Los radicales entre paréntesis son versiones alternativas del radical anterior. Total: 214 radicales
- 1 trazo (6 radicales): 一 丨 丶 丿 乙 亅
- 2 trazos (23): 二 亠 人 儿 入 八 冂 冖 冫 几 凵 刀 力 勹 匕 匚 匸 十 卜 卩 厂 厶 又
- 3 trazos (31): 口 囗 土 士 夂 夊 夕 大 女 子 宀 寸 小 尢 尸 屮 山 川 工 己 巾 干 幺 广 廴 廾 弋 弓 彐 彡 彳
- 4 trazos (35): 心 戈 戶 手 支 攴 文 斗 斤 方 不 日 曰 月 木 无 止 歹 殳 毋 比 毛 氏 气 水 火 爪 父 爻 爿 片 牙 牛 犬
- 5 trazos (23): 玄 玉 瓜 瓦 甘 生 用 田 疋 疒 癶 白 皮 皿 目 矛 矢 石 示 禸 禾 穴 立
- 6 trazos (29): 竹 米 糸 缶 网 羊 羽 老 而 耒 耳 聿 肉 臣 自 至 臼 舌 舛 舟 艮 色 艸 虍 虫 血 行 衣 襾
- 7 trazos (20): 見 角 信 谷 豆 豖 豸 貝 赤 走 足 身 車 辛 辰 辵 (辶) 邑 酉 釆 里
- 8 trazos (9): 金 長 門 阜 隶 隹 雨 藍 非
- 9 trazos (11): 面 革 韋 韭 音 頁 風 飛 食 首 香
- 10 trazos (8): 馬 骨 高 髟 鬥 鬯 鬲 鬼
- 11 trazos (6): 魚 鳥 鹵 鹿 麥 麻
- 12 trazos (4): 黃 黍 黑 黹
- 13 trazos (4): 黽 鼎 鼓 鼠
- 14 trazos (2): 鼻 齊
- 15 trazos (1): 齒
- 16 trazos (2): 龍 龜
- 17 trazos (1): 龠
Unicode
Como solución a estos problemas, desde 1991 se ha acordado internacionalmente utilizar la norma Unicode, que es una gran tabla, que en la actualidad asigna un código a cada uno de los más de cincuenta mil símbolos, los cuales abarcan todos los alfabetos europeos, ideogramas chinos, japoneses, coreanos, muchas otras formas de escritura, y más de un millar de símbolos especiales.
Normas de Transmisión
Las normas de transmisión tienen como objetivo definir la forma en que los caracteres codificados (utilizando las normas de codificación) son transmitidos en el canal de comunicaciones (por ejemplo Internet)
Actualmente, en Internet los mensajes se transmiten en paquetes que siempre constan de un número entero de octetos, y la detección de error ya no se hace con el octavo dígito de cada octeto, sino con octetos especiales que automáticamente se agregan a cada paquete. Las normas de transmisión se limitan a especificar una correspondencia, reversible, entre códigos (que representan caracteres), y secuencias de octetos (que han de ser transmitidos en calidad de datos).
Tablas tipográficas
La tipografía es el oficio que trata el tema de las letras, números y símbolos de un texto impreso (ya sea sobre un medio físico o electromagnético), tales como su diseño, su forma, su tamaño y las relaciones visuales que se establecen entre ellos.
Pero, finalmente, para cartearse electrónicamente en chino simplificado (por ejemplo) falta un detalle importante:
La tabla que el Consorcio Unicode publica para ser leída por humanos, contiene una representación gráfica o descripción, de cada carácter incluido hasta ese momento; pero los sistemas de visualización de documentos, para funcionar, requieren tablas de tipografía, que asocian un glifo (dibujo) a cada carácter que abarcan, y sucede que hay muchísimas tablas de tipografía, con nombres como Arial o Times, que dibujan una misma letra a base de matrices diferentes y en diferentes estilos ("A" o "A"); sin embargo, la gran mayoría de las fuentes tipográficas contienen sólo un pequeño subconjunto de todos los caracteres Unicode.
