Las Generaciones del computador y el modelo Von Neumann

PRIMERA GENERACION:
Esta generación se cumple desde el año 1951-1958, para esta generación habia un gran desconocimiento de las capacidades de las computadoras, puesto que se realizó un estudio en esta epoca que determinó que con veinte computadoras se saturaria el mercado de los Estados Unidos en el campo de procesamiento de datos.
Estas computadoras empleaban bulbos para procesar información. Le ingresaban los datos y programas en código especial por medio de tarjetas perforadas.
La IBM tenia el monopolio de los equipos de procesamiento de tarjetas perforadas y estaba teniendo un gran auge en productos como rebenadores de carne, básculas para relojes y otros articulos; sin embargo no habia logrado el contrato para el censo de 1950.
SEGUNDA GENERACION:
Esta generación constituye al 1959-1964, en esta generación las computadoras seguían evolucionando, se reducia su tamaño y crecia su capacidad de procesamiento. Tambien en esta epoca se empezó a definir la forma de comunicarse con las computadoras, que recibia el nombre de programación de sistemas.
El invento del transistor hizo posible una nueva generación de computadoras, más rápidas, más pequeñas y con menores necesidades de ventilación.
Aparecen muchas compañias y las computadoras eran bastantes avanzadas para su epoca como la serie 5000 de Burroughs y la Atlas de la Universidad de Manchester. Algunas de estas computadoras se programaban con cintas perforadas y otras por medio de cableado en un tablero.
Aparecen los programas procesadores de palabras como el celebre Word Star, la impresionante hoja de cálculo ( spreadsheet ) Visicalc y otros mas que de la noche a la mañana cambian la imegen de la PC. El software empieza a tratar de alcanzar el paso del hardware. Pero aqui aparece un nuevo elemento: el usuario.
TERCERA GENERACION:
Las computadoras de la tercera generación emergieron con el desarrollo de los circuitos integrados ( pastillas de silicio ). Esta generación se inaugura con la IBM 360 en abril de 1964.
La IBM produce la serie 360 con los modelos 20, 22, 30, 40, 50, 65, 67, 75, 85, 90, 195 que utilizaban tecnicas especiales del procesador, unidades de cintas de nueve canales, paquetes de discos magneticos y otras caracteristicas que ahora son estándares ( no todos los modelos usaban estas tecnicas, sino que estaban dividido por aplicaciones).
El sistema operativo de la serie 360, se llamó OS que contaba con varias configuraciones, incluia un conjunto de tecnicas de manejo de memoria y del procesador que pronto se convirtieron en estándares.
En la decada de 1970, la IBM produce la serie 370 ( modelos 115, 125, 135, 145, 158, 168 ). UNIVAC con los modelos 1108 y 1110, máquinas en gran escala; mientras que CDC produce su serie 7000 con el modelo 7600. Estas computadoras se caracterizaban por ser muy potentes y veloces para su epoca.
En la Union Sovietica el sistema que se utilizó fue el US ( Sistema Unificado, Ryad ) que ha pasado por muchas generaciones.
CUARTA GENERACION:
Esta es la generación en la cual aparecen los microprocesadores, chips de memoria y la microminiaturización.
Dos mejoras a la tecnología de las computadoras marcan el inicio de la cuarta generación: el reemplazo de los nucleos magnéticos, por las de chips de silicio y la colocación de muchos mas componentes en un solo chip, procediendo a la microminiaturización de los circuitos electrónicos.
Los microprocesadores fueron un gran adelanto de la microelectrónica, son circuitos integrados de alta densidad y con una velocidad impresionante.
Las microcomputadoras con base en estos circuitos son extremadamente pequeñas y baratas, por lo cual su uso se extiende al mercado industrial. Aqui es donde nacen las computadoras personales que han adquirido proporciones enormes y que han influido en la sociedad en general sobre la llamada “ Revolución Informatica “.
En 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs inventan la primera microcomputadora de uso masivo y más tarde forman la compañia conocida como Apple que fue la segunda compañia más grande del mundo, antecedida tan solo por IBM; y esta por su parte es aún de las cinco compañias más grandes del mundo.
El tamaño reducido del microprocesador de chips fue lo que hizo posible la aparición de la computadoras personales de hoy ( PC ).
En esta generación la presencia de los grandes computadores era ya ineludible en prácticamente todas las esferas de control gubernamental, militar y de la gran industria.
Las enormes computadoras de las series CDC, CRAY, Hitachi o IBM por ejemplo, eran capaces de atender a varios cientos de millones de operaciones por segundo.
QUINTA GENERACION:
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.
En esta generación surge la competencia internacional por el dominio del mercado de la computación.
En esta competencia se perfilan dos lideres que, sin embargo, no han podido alcanzar el nivel que se desea: la capacidad de comunicarse con la computadora en un lenguaje más cotidiano y no a travéz de códigos o lenguajes de control especializados.
Japón lanzó en 1983 el llamado “ programa de la quinta generación de computadoras “, con los objetivos explicitos de producir máquinas con innovaciones reales en los criterios mencionados.
En los Estados Unidos ya está en actividadun programa en desarrollo que persigue objetivos semejantes, que pueden resumirse de la siguiente manera:
· Procesamiento en paralelo mediante arquitecturas y diseños especiales y circuitos de gran velocidad.
· Manejo de lenguaje natural y sistemas de inteligencia artificial.
Esta es la generación en la cual la velocidad de las computadoras a aumentado de una forma increiblemente rapida.
El futuro previsible de la computación es muy interesante, y se puede esperar que esta ciencia siga siendoobjeto de atención prioritaria de gobiernos y de la sociedad en conjunto.
En el siguiente cuadro se explican los diferentes avances segun su epoca:
Primera
Generación
Segunda
Generación
Tercera
Generación
Cuarta
Generación
Quinta
Generación
Tubos de Vacio
Transistores
Circuitos
Integrados
Microprocesador ( Chips )
Pentium
Microprocesador
1,000
Calculaciones
10,000
Calculaciones
1,000,000
Calculaciones
10,000,000
Calculaciones
112,000,000
Calculaciones
Por segundo
Por segundo
Por segundo
Por segundo
Por segundo
Gracias a nuestros antepasados hoy dia hemos logrado muchos avances tecnologicos, sino fuera por que en todas las diferentes generaciones se iba avanzando, pues no fuera posible tener todos los avances de nuestro tiempo.
Desde los tiempos antiguos antes de cristo las personas utilizaban los dedos para demostrar cantidades. Los primitivos demostraban la cantidad de caza animales, a travéz de la colección de piedras pequeñas y palitos. Cada piedra significaba un animal muerto, luego hacian simbolos para almacenar información referente a dicho animal.
La información siempre ha sido parte de nuestra vida y las computadoras trabajan con la información.






DESARROLLO E HISTORIA DE LA INFORMÁTICA
DEFINICIÓN Y ORIGEN DEL TERMINO INFORMÁTICA
A lo largo de la historia el hombre ha necesitado transmitir y tratar
información de forma continua. Aún están en el recuerdo las señales de humo y
los destellos con espejos que fueron utilizados hace ya bastantes años, y más
recientemente los mensajes transmitidos a través de cables utilizando el código
Morse o la propia voz por medio del teléfono. La humanidad no ha parado de
crear máquinas y métodos para procesar la información. Con este fin surge la
Informática, como una ciencia encargada del estudio y desarrollo de estas
máquinas y métodos.
La Informática nace de la idea de ayudar al hombre en aquellos trabajos
rutinarios y repetitivos, generalmente de cálculo y de gestión, donde es
frecuente la repetición de tareas.
La idea es que una máquina puede realizarlos mejor, aunque siempre
bajo la supervisión del hombre.
El término Informática se creó en Francia en el año 1962 bajo la
denominaciónINFORMATIQUE y procede de la contracción de las palabras
INFORmationautoMATIQUE. En los países anglosajones se le conoce con el
nombre de ComputerScience.
La Informática se puede definir de muchas formas, y de hecho aparece
en diversas publicaciones con una gran variedad de definiciones, si bien todas
ellas giran en torno a la misma idea. Nosotros vamos a utilizar la definición más
extendida:
“INFORMÁTICA: Es la ciencia que estudia el tratamiento automático y racional
de la información.”
Evolución histórica.
La Informática es una ciencia que se ha tratado como tal desde hace
pocos años. Corno hemos comentado anteriormente, a ella se asocian una
serie de hechos y descubrimientos anteriores que han servido para que hoy
sea una de las ciencias a la que el hombre está dedicando mayor atención e
importancia.
Desde varios siglos antes de nuestra era no ha parado la investigación
del hombre en la búsqueda de herramientas y métodos que nos ayuden en las
tareas de cálculo y proceso de la información; por tanto, todos aquellos
descubrimientos que poco a poco, a lo largo del tiempo, han llevado al estado
actual de la Informática, tienen su parte correspondiente en el conjunto de
elementos pertenecientes a la ciencia.
Hechos y personajes Históricos.
Desde hace mucho tiempo el hombre ha tratado de librarse de los
trabajos manuales y repetitivos. Generalmente de cálculo y proceso de la
información; entre ellos están las operaciones de cálculo matemático y de
redacción de informes.
La palabra cálculo tiene sus orígenes en el término latino calculus, que
significa piedra. Este término se utilizaba hace miles de años para denominar a
unas pequeñas piedras que por medio de ranuras efectuadas en el suelo se
usaban para contar. Esta especie de ábaco ha sido descubierta recientemente
en excavaciones arqueológicas.
A partir de este elemento de cálculo aparecieron en diversos lugares
otros elementos similares denominados comúnmente como marcadores de
bolas o ábacos. Término que proviene dc la palabra fenicia abak. El más
antiguo se remonta aproximadamente al año 3500 AC. Y fue descubierto en el
valle entre el Tigris y el Eufrates. Más tarde, hacia el año 2600 a.C. Apareció el
ábaco chino, que evolucionó rápidamente y se denomino finalmente Sitan-Patz.
De forma similar nació en Japón otro modelo de ábaco que se denominó
Scachan.
El ábaco constituyó el primer dispositivo o manual de cálculo. Servía
para representar números en el sistema decimal y contar, permitiendo la
realización de operaciones aritméticas sencillas.
Consta de un marco de madera dividido en dos partes; además,
contiene una serie de varillas verticales que corresponden cada una a un dígito
o cifra. En la parte inferior de cada varilla hay cinco discos denominados
cuentas, que cuando están situados en reposo quedan desplazados hacia la
parte de abajo. En su parte superior hay dos discos denominados quintas, que
en situación de reposo quedan desplazados hacia arriba.
Su funcionamiento se basa en contar unidades de tal forma que en cada
unidad, al sumar uno, se desplaza un disco de su parte inferior hacia arriba;
cuando los cinco discos están hacia arriba, aparece un estado inestable que
hace que éstos bajen haciendo esta misma operación con uno de sus discos
de la parte superior; Si los dos discos de la parte superior se encuentran hacia
abajo, se produce de nuevo un estado inestable en el que se suben estos dos
discos, añadiendo una unidad en el dígito siguiente (varilla siguiente a la
izquierda).
Luego en 1623 el científico alemán Wilhelm Schickard (1592 – 1635)
ideó una calculadora mecánica denominada Reloj calculante, que funcionaba
con ruedas dentadas y era capaz de sumar y restar, pero no se pudo montar en
esa época, de tal forma que fue construida según el diseño de su autor, a
principios del siglo XX por ingenieros de IBM. Esta máquina, combinada con la
de John Napier ( Logaritmos naturales o neperianos) permitía operaciones
de multiplicación. Fue considerada como la primera máquina de calcular de
origen mecánico.
Algunos años después, en 1642, el matemático y filósofo francés Blaise
Pascal (1623-1662) inventó la primera máquina automática de calcular
completa a base de ruedas dentadas que simulaba el funcionamiento del
ábaco. Esta máquina realizaba operaciones de suma y resta mostrando el
resultado por una serie de ventanillas. En un principio se denominó pascalina,
recibiendo posteriormente el nombre de máquina aritmética de Pascal.
En 1650, Patridge, basándose en los descubrimientos de Napier, inventó
la regla de cálculo, pequeña regla deslizante sobre una base fija en la que
figuraban diversas escalas para la realización de determinadas operaciones.
Este dispositivo de cálculo ha sido muy utilizado hasta los años setenta cuando
las calculadoras electrónicas constituyeron su mejor sustituto.
Paralelamente a Pascal, en 1666 el matemático inglés Samuel Morland
inventó otro aparato mecánico que realizaba operaciones de suma y resta: se
denominó Máquina Aritmética de Morland y su funcionamiento y prestaciones
se asemejaban a los de la máquina de Pascal.
Aproximadamente el año 1885 el norteamericano y funcionario de la
oficina del censo de Estados Unidos Herman Hollerith (1860-1929) vio cómo
se tardaban diez años en realizar el censo anual de su país y observó que la
mayoría de las preguntas del censo tenían como respuesta un sí o un no, lo
que le hizo idear en 1886 una tarjeta perforada para contener la información de
las personas censadas y una máquina capaz de leer y tabular dicha
información.
Construyó su máquina censadora o tabuladora que fue capaz de reducir
el trabajo manual a la tercera parte, con lo que se tardó en realizar el censo de
1890 tan sólo tres años, perforándose un total de 56 millones dc tarjetas.
En 1895 Hollerith incluyó en su máquina la operación de sumar con el fin
de utilizarla para la contabilidad de los Ferrocarriles Centrales de Nueva York.
Esto constituyó el primer intento de realización automática de una aplicación
comercial, lo que hizo que el funcionario se introdujera en el mundo de los
negocios de tal manera que, en 1896. fundó la empresa Tabulating Machines
Companv, la cual se fusionó con otras empresas en el año 1924 configurando
la actual International Business Machines (IBM), cuyo primer presidente fue
Thomas J. Watson (padre). Este no estaba muy convencido del futuro que
podían tener estas máquinas, idea que no fue compartida por sus sucesores.
En 1887 el francés Léon Bollée (1870-1913), famoso por su gran afición
al automovilismo, construyó una máquina de multiplicar en la que la
multiplicación se realizaba directamente, sin utilizar el procedimiento de sumas
sucesivas. La novedad consistió en que la máquina tenía internamente una
tabla completa de multiplicar.
También a finales del siglo XIX un español residente en Estados Unidos.
Ramón Verea, construyó una máquina que realizaba la multiplicación
directamente de forma similar a la máquina de Léon Bollée.
En 1940 John W. Mauchly y John Presper Eckert, junto con científicos
de la Universidad de Pensilvania, construyeron en la Escuela More de
Ingeniería Eléctrica, a petición del Ministerio de Defensa de Estados Unidos, la
primera computadora electrónica denominada ENIAC (Electronic Numerical
Integrator and Calculator) construida a base de válvulas de vacío, que entró en
funcionamiento en 1945. En el equipo de construcción de esta computadora se
encontraban J.V. Atanasoff y C. Berry, cuyos estudios y ensayos en su
calculadora ABC fueron muy importantes para el proyecto ENIAC. La diferencia
esencial entre el ABC y la ENIAC consistía en que esta última era programable
y universal, es decir, podía ser aplicada a cualquier tipo de cálculos. Fue muy
utilizada por el Ejército de Estados Unidos para el cálculo de la trayectoria de
proyectiles por medio de tablas.
Era mil veces más rápida que la MARX-I y realizaba la suma de dos
números en diez milésimas de segundo, multiplicándolos en tres milésimas de
segundo. Tenía un volumen de aproximadamente 111 metros cúbicos, ocupaba
una superficie dc 160 metros cuadrados y su peso se aproximaba a las 30
toneladas además poseía 17.468 válvulas de vacío, 50.000 conmutadores.
70.000 resistencias. 10.000 condensadores, 7.500 interruptores, 1.500 relee y
un consumo entre 100.000 y 200.000 vatios. Este último dato hizo que al
conectarse la ENIAC por primera vez, las luces de una buena parte de la
ciudad de Filadelfia sufrieran un gran descenso en su iluminación, quedándose
la ciudad casi a oscuras. Además, el equipo necesitaba ventilación y su
mantenimiento era muy elevado, sobre todo debido a las válvulas.
En 1944 el ingeniero y matemático John Von Neumann (1903-1957), de
origen húngaro y naturalizado norteamericano, desarrolla la idea de programa
interno y describe el fundamento teórico de construcción de una computadora
electrónica denominada modelo de Von Neumann. La idea de Von Neumann
era la coexistencia en el tiempo de datos e instrucciones en la computadora y
la posibilidad de ser programada, no estando las órdenes cableadas en los
circuitos de la máquina. Publicó el artículo “Teoría y técnicas de las
computadoras electrónica.” Que fue un intento de diseño de una
computadora desde el punto de vista lógico. En 1952 se construyó esta
máquina que se denominó EDVAC (Electrónic Díscrete Variable Automatic
Computer) y fue una modificación de la ENIAC. Esta computadora utilizaba
líneas de demora acústica de mercurio por donde circulaban señales eléctricas
sujetas a retardo y permitían la memorización de los datos.
En 1949 John W. Mauchly y John Presper Eckert, tras fundar su propia
compañía, la Eckert-Mauchly Corporation, desarrollaron como primer proyecto
una computadora binaria automática que se denominó BINAC (Binary
Automatic Computer) cuya novedad consistió en la realización de determinadas
transmisiones de señales internas en paralelo. Con esta máquina aparecieron
los diodos semiconductores en las computadoras. Así como la utilización de las
cintas magnéticas.
Poco después, en 1951, John XV. Mauchly construyó la primera
computadora de serie puesta a la venta, ésta fue la UNIVAC-J (Universal
Automatic Computer-Computador Automático Universal), que también utilizaba
cintas magnéticas.
A partir de 1952 se construyen computadoras en serie, como las
MANIAC-I, MANIAC-II y la UNIVAC-II (esta última con memoria de núcleos de
ferrita), y con ellas se acaba la prehistoria de la Informática, dando paso a la
era de las computadoras.
Conceptos básicos de la computación.
¿Qué es un computador?
Un computador: es una máquina capaz de recibir instrucciones a través de
algúnmedio, entenderlas o procesarlas y finalmente ejecutarlas por algún
medio.
Para que un computador pueda ejecutar alguna instrucción, primero ésta
debe entregársele por algún medio físico (teclado, mouse, lector de códigos de
barra, etc.) y codificado en algún lenguaje entendible por el computador,
además la salida de información también se realiza por algún tipo de periférico
como son: La impresora, parlantes, Pantalla, etc. Si la orden está dada en
forma correcta y si el computador cuenta con los medios necesarios para
ejecutarla, lo hará.
¿Qué es un programa?
Como vimos en el punto anterior, un computador necesita de un
conjunto de instrucciones para que pueda funcionar y realizar las tareas que se
requiera. Ya que a su vez necesita algún programa que permita codificar o
decodificar instrucciones, estas instrucciones son entregadas a través de un
Programa.
Un programa: es un conjunto de instrucciones escritas en algún
lenguajeentendible por la máquina. A través de los programas el computador
puederealizar variadas operaciones, desde procesar textos y dibujos hasta
resolvercomplejos problemas matemáticos.
Además debemos entender que un computador se divide en dos
grandes partes y que no es posible que el computador trabaje bajo programas
si no posee dispositivos físicos que permitan realizar trabajos de
almacenamiento, direccionar memoria, imprimir, tarjetas de sonido, etc. Por eso
debemos aprender conceptos como Hardware y Software.
Hardware: Es la parte tangible del computador, en él encontramos la
PlacaMadre, el procesador, Memorias principales y secundarias, periféricos
deentrada y salida.
Procesador: Unidad Central de Procesos que es el cerebro delcomputador, el
que a su vez trabaja con la Unidad de Control, unidadaritmética y lógica.
Memorias Principales: las más conocidas son la RAM, la cual es unamemoria
volátil que posee tecnología electrónica y se le denominamemoria de trabajo.
Memorias secundarias: Son los medios dealmacenamiento masivocomo es el
Disco duro o la disquetera.
Periférico de Entrada:son el medio por el cual se puede introducirinformación
o datos al computador, por ejemplo: Teclado, mouse,Scanner, micrófono, etc.
Periférico de salida: Son el medio por el cual sacamos la
informaciónprocesada por el computador, tenemos por ejemplo: Impresoras,
Plotters,Parlantes, Pantallas, etc.
Software: Es la parte intangible del computador, lo constituyen losprogramas
que son lógicamente desarrollado para realizar algunaaplicación o para indicar
instrucciones que serán ejecutadas por elcomputador . Podríamos decir que se
dividen en cuatro tipos, en este casosólo lo dividiremos en dos grandes partes:
Software de base: Es el sinónimo de Sistema Operativo y es elquecontrola el
funcionamiento del hardware, une el aspecto físico y lógico delcomputador, si
este el computador no funcionaría; Entre los sistemasOperativos más
conocidos tenemos: Las versiones de Windows (9x, Nt,milenium, etc,
Linux, Dos, etc.
Software de Aplicación:Son todos los programas que están orientados
alusuario, el cual contiene las herramientas necesarias para el procesamiento
dedatos, cálculos, imágenes, etc., sin necesidad que el usuario las cree. Entre
losmás conocidos existen Word, Excel, Power Point, Star Office, etc.
PROFESIONALES DEL ÁREA.
El elemento humano es el más importante de los que constituyen en la
Informática. Sin personas estas máquinas serían totalmente inútiles.
El elemento humano, denominado Personal informático, es el conjunto
de personas que desarrollan las distintas funciones relacionadas con el uso de
los computadores. En general, se denominan usuarios; a la persona que
utiliza en última instancia al computador y el software de aplicación como
herramienta para desarrollar su trabajo o ayudarse en su actividad; y por ello
no se considera en un principio como elemento perteneciente al personal
informático.
Personal Informático
De dirección.
De análisis.
De programación.
De explotación y operación.


1. Personal de Dirección:
Es el encargado de dirigir y coordinar un departamento de informática o
Centro de Procesos de Datos o Área, Proyecto dentro del mismo para obtener
un rendimiento adecuado de los recursos disponibles.


2. Personal de Análisis:
Es el encargado del desarrollo de aplicaciones en lo que respecta a su
diseño de algoritmos, así como de analizar las posibles utilidades y
modificaciones necesarias de los sistemas operativos para una mayor eficacia
de un sistema informático. Otra misión de estas personas es dar apoyo técnico
a los usuarios de las aplicaciones existentes.


3. Personal de Programación:
Es el encargado de transcribir en un determinado lenguaje de
programación los algoritmos diseñados en el análisis de una aplicación de
usuario o del propio sistema, así como realizar la traducción de estos
programas al lenguaje nativo de la máquina para poder probarlos y ponerlos a
punto, utilizando los juegos de ensayos que son proporcionados por el personal
existente.


4. Personal de Explotación y Operación:
Este grupo se ocupa de ejecutar los programas o aplicaciones
existentes, distribuyendo los resultados obtenidos y realizando el
mantenimiento diario de los equipos y sistemas existentes.

​

MODELO DE VON NEUMANN
Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por
el matemático John Von Neumann. De acuerdo con él, una característica
importante de este modelo es que tanto los datos como los programas, se
almacenan en la memoria antes de ser utilizados.

1.1.- EL MODELO DE VON NEUMANN
La maquina de Von Neumann tenia 5 partes básicas: La memoria, la unidad Aritmética lógica, la unidad de
control del programa y los equipos de entrada y salida. La memoria constaba de 4096 palabras, cada una con
40 bits (0 o 1). Cada palabra podía contener 2 instrucciones de 20 bits o un número entero de 39 bits y su
signo. Las instrucciones tenían 8 bits dedicados a señalar el tiempo de la misma y 12 bits para especificar
alguna de las 4096 palabras de la memoria.
Dentro de la unidad aritmética - lógica, el antecedente directo actual CPU (Unidad central de Proceso), había
un registro interno especial de 40 bits llamado en acumulador. Una instrucción típica era sumar una palabra de
la memoria al acumulador o almacenar éste en la memoria.
La máquina no manejaba la aritmética de punto flotante, porque Von Neumann pensaba que cualquier
matemático competente debería ser capaz de llevar la cuenta del punto decimal (en este caso del punto
binario), mentalmente.
Un elemento importante del hardware de la PC es la unidad del sistema, que contiene una tarjeta de sistema,
fuente de poder y ranuras de expansión para tarjetas opcionales. Los elementos de la tarjeta de sistema son un
microprocesador, memoria de solo lectura (ROM) y memoria de acceso aleatorio (RAM).
El cerebro de la PC y compatibles es un microprocesador basado en la familia 8086 de Intel, que realiza todo el
procesamiento de datos e instrucciones. Los procesadores varían en velocidad y capacidad de memoria,
registros y bus de datos. Un bus de datos transfiere datos entre el procesador, la memoria y los dispositivos
externos.
Aunque existen muchos tipos de computadoras digitales según se tenga en cuenta su tamaño, velocidad de
proceso, complejidad de diseño físico, etc., los principios fundamentales básicos de funcionamiento son
esencialmente los mismos en todos ellos.
Se puede decir que una computadora está formada por tres partes fundamentales, aunque una de ellas es
subdividida en dos partes no menos importantes. En la figura 1.2 se muestran dichas partes, llamadas
genéricamente unidades funcionales debido a que, desde el punto de vista del funcionamiento, son
independientes.
El modelo de Von Neumann
Figura 1.2.- Unidades Funcionales de la computadora
El nombre de cada parte nos indica la función que realiza. Así, la Unidad Central de Proceso (CPU) es la que
coordina el funcionamiento conjunto de las demás unidades y realiza los cálculos necesarios; por eso la
podemos subdividir en una Unidad de Control (UC) y en una unidad de cálculo o Unidad Aritmético-Lógica
(UAL).
La unidad de Memoria Principal (MP) se encarga de almacenar las instrucciones que realizará la Unidad de
Control al ejecutar un programa y los datos que serán procesados. La Unidad de Entradas y Salidas será la
encargada de la comunicación con el exterior a través de los periféricos. Estos periféricos pueden ser: de
entrada, como los teclados; de salida, como los tubos de rayos catódicos, y de entrada y salida, como los
discos magnéticos.
Unidad de Memoria Principal
La memoria principal esta formada por un conjunto de unidades llamadas palabras. Dentro de cada una de
estas palabras se guarda la información que constituye una instrucción o parte de ella (puede darse el caso de
que una sola instrucción necesite varia palabras), o un dato o parte de un dato (también un dato puede ocupar
varias palabras).
A la cantidad de palabras que forman la MP se le denomina capacidad de memoria. De este modo, cuanto
mayor sea el numero de palabras mayor será el numero de instrucciones y datos que podrá almacenar la
computadora.
Una palabra esta formada a su vez de unidades mas elementales llamadas bits, del mismo modo que en el
lenguaje natural una palabra esta formada por letras. Cada bit solo puede guardar dos valores, el valor 0 o el
valor 1; por eso se dice que son elementos binarios.
El numero de bits que forman una palabra se llama longitud de palabra. Por regla general, las computadoras
potentes tienen memorias con longitud de palabra grande, mientras que las computadoras pequeñas tienen
memorias con longitud de palabra menor.
En la figura 1.3 se muestra como se puede estar organizada una Memoria Principal.
El modelo de Von Neumann
Figura 1.3.- Organizacion de una unidad de memoria
Ya se ha visto en las secciones precedentes como funcionan la CPU y la MP, pero puede decirse que es
necesaria la comunicación entre el interior de la computadora y su entorno o periferia. Esta comunicación se
consigue a través de dispositivos de muy diversos tipos, como son: teclados, impresoras, pantallas, discos
magnéticos, etc.
Es estos dispositivos se les conoce con el nombre genérico de periféricos.
En la figura 1.4 se muestran algunos periféricos conectados a la Unidad de E/S, la cual hace de intermediaria
entre los periféricos y la CPU. Las flechas indican el sentido en que fluye la información.