Informática
Como definición de
informática se suele aceptar "ciencia que estudia el tratamiento
automático de la información". El término procede del francés
"informatique" formado a su vez por la conjunción de las palabras
"information" y "automatique". No obstante en sudamérica,
se suele utilizar más la palabra "computación", más cercano a la
expresión anglosajona de "Computer Sciences" (CS) o ciencias de la
computación.
Esta acepción es muy general y tiende a la confusión entre ella y sus aplicaciones. Así manejar un procesador de textos tipo Word u OpenOffice es ofimática, no informática. Diseñar un sistema informático para el procesado de textos, sí podemos englobarlo dentro de las tareas de la informática.
Esta acepción es muy general y tiende a la confusión entre ella y sus aplicaciones. Así manejar un procesador de textos tipo Word u OpenOffice es ofimática, no informática. Diseñar un sistema informático para el procesado de textos, sí podemos englobarlo dentro de las tareas de la informática.
Así la informática
estudia lo que los programas pueden o no hacer (teoría de la computabilidad) ,
de la eficiencia de los algoritmos que emplean (complejidad algorítmica, como
han de organizar y almacenar los datos (estructuras/tipos de datos) y de la
comunicación entre programas y humanos (interfaces de usuario y lenguajes de
programación).
¿Qué
es un computador?
Un computador es una
máquina capaz de recibir instrucciones a través de algún medio, entenderlas y
finalmente ejecutarlas.
Para que un
computador pueda ejecutar alguna instrucción, primero ésta debe entregársele
por algún medio físico y codificado en algún lenguaje entendible por el
computador. Si la orden está dada en forma correcta y si el computador cuenta
con los medios necesarios para ejecutarla, lo hará.
Es una máquina
electrónica que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil.
Una computadora es una colección de circuitos integrados y otros componentes
relacionados que puede ejecutar con exactitud, rapidez y de acuerdo a lo
indicado por un usuario o automáticamente por otro programa, una gran variedad
de secuencias o rutinas de instrucciones que son ordenadas, organizadas y
sistematizadas en función a una amplia gama de aplicaciones prácticas y precisamente
determinadas, proceso al cual se le ha denominado con el nombre de programación
y al que lo realiza se le llama programador.
La computadora,
además de la rutina o programa informático, necesita de datos específicos (a
estos datos, en conjunto, se les conoce como "Input" en inglés) que
deben ser suministrados, y que son requeridos al momento de la ejecución, para
proporcionar el producto final del procesamiento de datos, que recibe el nombre
de "output". La información puede ser entonces utilizada, reinterpretada,
copiada, transferida, o retransmitida a otra(s) persona(s), computadora(s) o
componente(s) electrónico(s) local o remotamente usando diferentes sistemas de
telecomunicación, pudiendo ser grabada, salvada o almacenada en algún tipo de
dispositivo o unidad de almacenamiento
1.2 Partes y componentes de la computadora.
A las partes de una
computadora se les conoce comúnmente como Hardware y son todos
aquellos elementos físicos y tangibles de la computadora. Podrían clasificarse
en cinco tipos.
- Unidad de Procesamiento: Ahí se
encuentran los elementos electrónicos más importantes y costosos de la
computadora. Procesa los datos enviados.
- Unidades de Almacenamiento: Este
hardware almacena la información que es utilizada en la computadora. Son
necesarias para esta función y podrían ser el disco duro, grabador de CD/DVD,
memoria USB, disco duro externo.
- Unidades de Entrada: Estas
unidades nos permiten enviar información a la unidad de procesamiento para que
realice alguna tarea. Pueden ser el mouse, teclado, webcam y escáner.
- Unidades de Salida: Nos permiten
recibir las respuestas emitidas por la unidad de procesamiento. Éstas pueden
ser el monitor, bocinas y la impresora.
- Unidades de Entrada/Salida: Son
todas las unidades que permiten tanto ingresar como recibir información. Un
excelente ejemplo son las pantallas touchscreen que muestran la información y
podemos interactuar al mismo tiempo con ella.
HISTORIA
DE LAS COMPUTADORAS
Las
computadoras aparecen a finales de la década de 1950.
La computadora resulta
ser un medio mecánico (electrónico, de hecho) para representar descripciones
libre de ambigüedad y obtener un resultado útil.
Más aún, podría
decirse que la computadora aparece cuando los niveles tecnológicos (electrónico
fundamentalmente) alcanzan el grado de avance y refinamiento que ya tenían las
ideas y conceptos matemáticos, lo cual sucede a mediados del siglo XX.
Uno de los problemas
que siempre nos ha cautivado es el relacionado con la actividad de contar y con
el concepto de número. De ahí que las primeras herramientas que se
inventaron en esté ingenio mecánico capaz de liberarnos de la pesada tarea de
calcular a mano.
El ábaco, es
la primera calculadora mecánica, aunque no se puede llamar computadora porque
carece de un elemento fundamental, el programa, que
no se logrará hasta mucho tiempo después.
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La máquina de calcular de Blaise Pascal (1623-1662). Se trata de engranes en una caja, que proporcionan resultados de operaciones de suma y resta en forma directa – mostrando un numero a través de una ventanita- |
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La máquina analítica de Charles Babbage, nació alrededor de 1830, esta podría considerarse la primer computadora. Este diseño, nunca llevado por completo a la práctica, contenía todos los elementos que configuran una computadora moderna y la diferencian de una calculadora. |
La máquina analítica estaba dividida funcionalmente en dos grandes partes: una que ordenaba y otra que ejecutaba las ordenes. La que ejecutaba las ordenes era una versión muy ampliada de la máquina de Pascal, mientras que la otra era la parte clave. La innovación consistía en que el usuario podía, cambiando las especificaciones de control, lograr que la misma máquina ejecutara operaciones complejas, diferentes de las hechas antes.
Esta verdadera antecesora de las computadoras contaba también con una sección en donde recibían los datos para trabajar. La maquina seguía instrucciones dadas por la unidad de control, las cuales indicaban qué hacer con los datos de entrada, para obtener luego resultados deseados. La aplicación fundamental para la que se elaboro esta maquina era, elaborar tablas de funciones matemáticas usuales (logaritmos, tabulaciones trigonometricas, etc.) que requerían mucho esfuerzo manual.
Esta leía los
datos por medio de tarjetas perforadas.
No obstante esta nunca pudo entrar en circulación porque cada que se quería calcular una función diferente se debían cambiar las especificaciones.
Es válido referirse a
esta máquina como la primera computadora digital, porque el término digital no
presupone el concepto “electrónico”, como ahora se explicará.
Los procesos naturales comparten la característica del tipo continuo; es decir, la escala de manifestaciones de un fenómeno cualquiera no tiene singularidades ni puntos muertos, sino que se extiende de manera continua desde la parte inferior a la superior. La altura de la columna de mercurio de un termómetro clínico puede variar entre las marcas, 30 y 45 grados, y en todo momento puede estar en cualquier punto de la escala. Este se conoce como un fenómeno analógico.
No ocurre lo mismo, sin embargo, con otro tipo de fenómenos. Si averigua la cantidad de ventanas que hay en un edificio, por ejemplo puede llegar a la conclusión que son 140, pero no 140 ½ . Estos fenómenos reciben el nombre de digitales, talvez porque se pueden contar con los dedos de la mano. En estos fenómenos se habla de estados (posiciones o manifestaciones discretas) y de transición entre ellos, y puede ser representado mediante un modelo matemático conocido como autómata finito.
Resumiendo, un fenómeno se llama analógico o continuo cuando entre dos manifestaciones cualesquiera de el siempre puede haber una tercera. En contraposición, un fenómeno se conoce como digital o discontinuo cuando entre dos de sus manifestaciones no existe nada, sino solo una transición entre ambos estados.
Así, puede hablarse de computadoras analógicas y computadoras digitales: son computadoras digitales aquellas que manejan información de manera discreta (en bits – dígitos binarios-) y son analógicas las que trabajan por medio de funciones continuas – generalmente representación de señales eléctricas-.
A
continuación se describen algunas características de la maquina inventada por
Charles Babbage.
Almacén o Memoria
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Entrada(Tarjetas
perforadas)
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Cálculos
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Salida
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Control
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Cien
años después de Babbage, en 1947 se diseño la primera computadora electrónica
digital, que tenia gran parecido funcional con la maquina analítica de
Babbage, aunque antes hubo algunos esfuerzos.
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o En
1932 Vannevar Bush construyo en el Instituto Tecnológico de Massachussets
(MIT) una calculadora electromecánica conocida como el analizador diferencial,
pero era de propósito especifico y no tenia capacidad de programación.
o Igualmente
en 1944 se construyo en la Universidad de Harvard la computadora MARK I,
diseñada por un equipo encabezado por Howard H. Aiken. No obstante no era
de propósito general y su funcionamiento estaba basado en relevadores.
Un equipo dirigido
por los Doctores John Mauchly y John Ecker de la Universidad de Pennsylvania,
termino en 1947 la ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) que
puede ser considerada como l a primera computadora digital, electrónica de la
historia.
Esta maquina
era enorme media 10 x 16 metros, ocupaba el sótano de una Universidad, pesaba
30 tonelada, tenia 17,468 tubos de vació y 60000 relevadores, consumía
140 Kw y requería un sistema de aire acondicionado industrial. Pero era
capaz de efectuar alrededor de 5000 sumas o 2800 multiplicaciones en un
segundo, calculo el valor de la constate pi. Como entre otras cosas iba a
reemplazar a un grupo de matemáticas que hacia cómputos numéricos para una
oficina especializada, recibió el nombre de “computadora”.
El
proyecto concluyo 2 años después cuando se integro al equipo John Von Neuman
(1903-1957), quien es considerado el padre de las computadoras.
El nuevo equipo
diseño la EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), tenia cerca
de 40,000 bulbos y usaban un tipo de memoria basado en tubos de mercurio donde
circulaban señales eléctricas sujetas a retardos.
La nueva idea
fundamental resulta muy sencilla, pero de vital importancia: permitir que en la
memoria coexistan datos con instrucciones, para que entonces la computadora
pueda ser programada de manera “suave” y no por medio de alambres que eléctricamente
interconectaban varias secciones de control, como la ENIAC.
Esta idea, que
incluso obliga a una completa revisión de la arquitectura de las computadoras ,
recibe desde entonces el nombre del modelo de Von Neuman. Alrededor de
este concepto gira toda la evolución posterior de la industria y la ciencia de
la computación.
Comparación entre la
ENIAC y un procesador ya obsoleto
ENIAC
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Intel 8080
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Año
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1947
|
1974
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Componentes
electrónicos
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Casi 18,000 bulbos
|
Un circuito
integrado con mas de 6000 transistores
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Tamaño
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160 m.
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Menos de 1cm²
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Requerimientos de
Potencia
|
140 Kilowatts
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Pocos miliwatts
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Frecuencia de Reloj
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100 KHz
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2 MHz
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Costo
|
Varios millones de
|
150 dlls
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GENERACIONES
DE LAS COMPUTADORAS
Esta clasificación se
emplea poco ya, y además el criterio para determinar cuándo se dio el cambio de
una generación a otra no está claramente definido, aunque proponemos que al
menos debieran cumplirse los dos requisitos estructurales:
 |
Cambios
estructurales en su construcción.
|
|
Avances
significativos en la forma de comunicación con las computadoras.
|
Primera Generación.
El arranque de la
industria de la computación se caracteriza por un gran desconocimiento de las
capacidades y alcances de las computadoras. Por ejemplo, según un estudio
de esa época, se suponía que iban a ser necesarias alrededor de 20 computadoras
para saturar la capacidad del mercado de Estados Unidos en el campo del
procesamiento de datos. Esta primera etapa abarcó la década de 1950 y se
conoce como la primera generación de computadoras. Las maquinas de esta
generación cumplen los requisitos antes mencionados de la siguiente manera:
|
Su
construcción estaba basada en circuitos de tubos de vacío o bulbos.
|
|
La
comunicación se establecía por medio de programación en lenguaje máquina
(binario).
|
Estos aparatos
son grandes y costosos (Decenas o cientos de miles de dólares).
En 1951 aparece la primera computadora comercial, es decir fabricada para ser vendida: La INIVAC I (UNIVersal Computer). Esta maquina, que disponía de 1000 palabras de memoria central y podía leer cintas magnéticas, se utilizó para procesar los datos del censo de 1950 en Estados Unidos.
Durante la primera
generación ( y hasta parte de la tercera), las unidades de entrada estaban por
completo dominadas por las tarjetas perforadas. A la UNIVAC I siguió una
máquina desarrollada por IBM(Internacional Bussiness Machines), que apenas
incursionaba en el campo; es la IBM 701. Hubo otras máquinas que
competían con ella, de diferentes compañías. La más exitosa de las
computadoras fue el modelo 650 de IBM, de la cual se produjeron varios cientos.
Esta tenía un sistema
de memoria secundaria llamado tambor magnético, antecesor de los discos
empleados actualmente.
La competencia
contestó con modelos UNIVAC 80 y 90, que pueden situarse ya en los inicios de
la segunda generación.
Segunda
generación
Cerca de la década de
1960 las computadoras seguían en constante evolución, reduciendo su tamaño y
aumentado sus capacidades de procesamiento. Al mismo tiempo se iba definiendo
con mayor claridad una nueva ciencia: la de comunicarse con la computadora, que
recibía el nombre de programación de sistemas (software de base).
En esta etapa puede
hablarse ya de la segunda generación de computadoras, que se caracteriza por
los siguientes aspectos primordiales.
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Estaban construidas
por circuitos de transistores.
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Se programaban con
nuevos lenguajes llamados de “alto nivel”.
|
En general las
computadoras de la segunda generación son de tamaño más reducido y menor costo
que las anteriores. En la segunda generación hubo mucha competencia y muchas
compañías nuevas, y se contaba con maquinas bastante avanzadas para su época,
como la serie 5000 de Burroughs y la máquina ATLAS, de la Universidad de
Manchester. Entre los primeros modelos que se pueden mencionar esta la Philco
212 y la UNIVAC M460.
IBM mejoro la 709 y
produjo la 7090 (luego ampliada a la 7094), que gano el mercado durante la
primera parte de la segunda generación. UNIVAC continuo con el modelo 1107,
mientras NRC (National Cash Register) empezó a producir maquinas más pequeñas
para proceso de datos comercial como la NCR 315.
RCA (Radio
corporation of America) introdujo el modelo 501 y más tarde el RCA 601.
Esta generación no
duro mucho, solo cinco años.
Tercera
Generación
A mediados de la
década de 1960, con la aparición de nuevas y mejores formas de comunicarse con
la máquina, además de procesos adicionales en electrónica, surge la tercera
generación de computadoras. Se inaugura con la presentación, en abril de 1964 ,
de la serie 360 de IBM, como culminación de una enorme estrategia comercial y
de mercadotecnia.
Las
características de la tercera generación consisten en :
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Su fabricación
electrónica está basada en circuitos integrados: agrupamiento de circuitos de
transistores grabados en milimétricas placas de silicio.
|
|
Su manejo es por
medio de los lenguajes de control de los sistemas operativos.
|
Las computadoras de
la serie IBM 360 (modelos 20, 22,30,40,50,65,75, 85, 90, 195 ) incluían
técnicas especiales del manejo de procesador, unidades de cinta magnética para
nueve canales, paquetes de discos magnéticos y otras características ahora usuales.
El sistema operativo
de esta serie, llamado OS (Operative System), en varias configuraciones,
incorporaba un conjunto de técnicas de manejo de memoria y del procesador que
pronto se convirtieron es estándares.
Esta serie alcanzo un
éxito enorme de tal forma que la gente en general, pronto llego a identificar
el concepto de computadora con IBM. Sin embargo sus maquinas no fueron las
únicas, ni necesariamente las mejores. También existían CDC serie 600 modelo
6600, que durante varios años fue considerada la mas rápida.
A mediados de 1970,
IBM produjo la serie 370 (modelos 115, 125, 135, 145, 158, 168) como mejora de
la serie 360. UNIVAC compitio con los modelos 1108 y 1110, CDC inauguro se
serie 7000 con el modelo 7600, reformando después para introducir el modelo
Cyber.
Y así varias empresas
continuaron compitiendo con nuevas aportaciones.
Minicomputadoras.
A mediados de la
década de 1970, surgió un gran mercado para computadoras de tamaño mediano, o
minicomputadoras, no tan costosas como las grandes máquinas y con una gran
capacidad de proceso. En un principio, el mercado de estas maquinas fue
dominado por la serie PDP-8 de DEC (Digital Equipment Corporation).
Las computadoras de
la serie IBM 360 (modelos 20, 22,30,40,50,65,75, 85, 90, 195 ) incluyan
técnicas especiales del manejo de procesador, unidades de cinta magnética para
nueve canales, paquetes de discos magnéticos y otras características Haza
usuales.
El sistema operativo
de esta serie, llamado OS (Operative System), en varias configuraciones,
incorporaba un conjunto de técnicas de manejo de memoria y del procesador que
pronto se convirtieron es estándares.
Esta serie alcanzo un
éxito enorme de tal forma que la gente en general, pronto llego a identificar
el concepto de computadora con IBM. Sin embargo sus maquinas no fueron las
únicas, ni necesariamente las mejores. También existían CDC serie 600 modelo
6600, que durante varios años fue considerada la mas rápida.
A mediados de 1970,
IBM produjo la serie 370 (modelos 115, 125, 135, 145, 158, 168) como mejora de
la serie 360. UNIVAC compitió con los modelos 1108 y 1110, CDC inauguro se
serie 7000 con el modelo 7600, reformando después para introducir el modelo
Cyber.
Y así varias empresas
continuaron compitiendo con nuevas aportaciones.
Minicomputadoras.
A mediados de la
década de 1970, surgió un gran mercado para computadoras de tamaño mediano, o
minicomputadoras, no tan costosas como las grandes máquinas y con una gran
capacidad de proceso. En un principio, el mercado de estas maquinas fue
dominado por la serie PDP-8 de DEC (Digital Equipment Corporation).
Otras
minicomputadoras fueron la serie PDP-11 de DEC , remplazada luego por las
màquinas VAX (Virtual Addres eXtended) de la misma compañia: los modelos Nova y
Eclipse de Data General; las series 3000 y 9000 de Hewlett-Packard, en varias
configuraciones y el modelo 34 de IBM, que luego fue remplazado por los modelos
36 y 38.
En la ahora ex Uniòn
Soviètica fueron de amplio uso las computadoras de la serie SU (sistema
unificado Ryad), asì mismo los países ahora ex socialistas desarrollaron una
serie de computadoras dedicadas al control industrial, además de las máquinas
de la serie Mink y BESM.
En la actualidad el
mercado de las minicomputadoras es muy dinámico, sobre todo para el uso de
servidores.
Cuarta
generación
El adelanto de la
microelectrónica prosiguió a una velocidad impresionante, y por el año de 1972,
surgió en el mercado una nueva familia de circuitos integrados de alta
densidad, que recibieron el nombre de microprocesadores. Las
microcomputadoras diseñadas con base en estos circuitos de
semiconductores eran extremadamente pequeñas y baratas, por lo que su uso se
extendió al mercado de consumo.
Sin embargo desde el
punto de vista estricto, hace poco ingresamos a la cuarta generación , porque
en la que podía llamarse la segunda parte de la tercera generación solo hubo
adelantos significativos en el punto A y no en el punto B. Con el uso masivo
de internet ya también ya se puede hablar de un cambio sustancial en el punto
B.
Por los que criterios
son:
Microelectrónica de
alta integración y distribución de tareas específicas mediante
microprocesadores acoplados.
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|
|
Acceso a la red
desde una computadora personal, tanto en forma local como global.
|
La
siguiente generación quinta:
Japón lanzó en 1983
el llamado "programa de la quinta generación de computadoras", con
los objetivos explícitos de introducir maquinas con innovaciones reales en los
dos criterios mencionados, aunque a su termino en 1993 los resultados fueron bastante
pobres. La ACM Association for Computing Machering, que junto con la
Computer Society de la IEEE (Institute of Electrical and Electronics
Engineers), después de leer detallados artículos, concluye que esta es una
generación perdida.
En Estados Unidos
estuvo en actividad un programa de desarrollo que perseguía objetivos
semejantes, que pueden resumirse de la siguiente forma:
|
Procesamiento en
paralelo mediante arquitecturas y diseños especiales.
|
|
Manejo de lenguaje
natural y sistemas de inteligencia artificial.
|
El futuro de la
computación es muy interesante, y se puede esperar que esta ciencia sigua
siendo objeto de atención prioritaria de gobiernos y de la sociedad en
conjunto. Talvez las dos tecnologías que definirán los inicios del siglo
XXI serán la computación y la ingeniería genética, y esta última depende en
buena medida de las tecnologías de computo para proceder.
Tipos
de computadoras:
Supercomputadoras
Una supercomputadora es
la computadora más potente disponible en un momento dado. Estas máquinas están
construidas para procesar enormes cantidades de información en forma muy
rápida. Las supercomputadoras pueden costar desde 10 millones hasta 30 millones
de dólares, y consumen energía eléctrica suficiente para alimentar 100 hogares.
Macrocomputadoras
La computadora de
mayor tamaño en uso común es el macrocomputadora. Las macrocomputadoras
(mainframe) están diseñadas para manejar grandes cantidades de entrada,
salida y almacenamiento.
Minicomputadoras
La mejor manera de
explicar las capacidades de una minicomputadora es diciendo que están en alguna
parte entre las de una macrocomputadora o mainframe y las de las computadoras
personales. Al igual que las macrocomputadoras, las minicomputadoras pueden
manejar una cantidad mucho mayor de entradas y salidas que una computadora
personal. Aunque algunas minis están diseñadas para un solo usuario, muchas
pueden manejar docenas o inclusive cientos de terminales.
Estaciones
de trabajo
Entre las
minicomputadoras y las microcomputadoras (en términos de potencia de
procesamiento) existe una clase de computadoras conocidas como estaciones
de trabajo . Una estación de trabajo se ve como una computadora personal y
generalmente es usada por una sola persona, al igual que una computadora.
Aunque las estaciones de trabajo son más poderosas que la computadora personal
promedio. Las estaciones de trabajo tienen una gran diferencia con sus primas
las microcomputadoras en dos áreas principales. Internamente, las estaciones de
trabajo están construidas en forma diferente que las microcomputadoras. Están basadas
generalmente en otra filosofía de diseño de CPU llamada procesador de
cómputo con un conjunto reducido de instrucciones (RISC), que deriva en un
procesamiento más rápido de las instrucciones.
Computadoras
personales
Pequeñas computadoras
que se encuentran comúnmente en oficinas, salones de clase y hogares. Las
computadoras personales vienen en todas formas y tamaños. Modelos de
escritorio El estilo de computadora personal más común es también el que
se introdujo primero: el modelo de escritorio. computadoras notebook Las
computadoras notebook, como su nombre lo indica, se aproximan a la forma de una
agenda. Las laptop son las predecesoras de las computadoras notebook
y son ligeramente más grandes que éstas. Asistentes personales digitales Los asistentes
personales digitales (PDA)son las computadoras portátiles más pequeñas. Las
PDA, también llamadas a veces palmtops, son mucho menos poderosas que los
modelos notebook y de escritorio. Se usan generalmente para aplicaciones
especiales, como crear pequeñas hojas de cálculo, desplegar números telefónicos
y direcciones importantes, o para llevar el registro de fechas y agenda. Muchas
pueden conectarse a computadoras más grandes para intercambiar datos.
Hardware:
En informática
se refiere a las partes físicas tangibles de un sistema informático; sus
componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos. Cables,
gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento
físico involucrado componen el hardware; contrariamente, el soporte lógico e
intangible es el llamado software.
Software:
Se conoce como tal al
equipo lógico o soporte lógico de un sistema informático, que
comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios que hacen
posible la realización de tareas específicas, en contraposición a los
componentes físicos que son llamados hardware.
Tipos
de software:
·
TIPOS DE SOFTWARE.
·
TIPOS DE SOFTWARE DE APLICACIÓN.
·
SOFTWARE DE SISTEMAS.
·
PROGRAMAS DE CONTROL DE SISTEMAS.
·
SISTEMAS OPERATIVOS DE INTERFAZ
GRÁFICA DE USUARIO.
·
PROGRAMAS DE APOYO AL SISTEMA.
·
PROGRAMAS DE UTILERÍAS DEL SISTEMA.
·
CONTROLADORES DEL DESEMPEÑO DEL
SISTEMA.
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