Hardware y Software

Hardware y Software (El equipo y la programación)

Qué es Hardware?

Es todo aquello que se puede tocar: el monitor, el teclado, la computadora en si ¨la caja¨ (lo que alberga las tarjetas, el disco duro, la unidad de disquete, etc.), la impresora, el ratón (mouse), los cables, conexiones, etc.

Qué es Software?

Todo el hardware que hay no puede funcionar si no hay un programa o programas que hacen que este trabaje de manera adecuada.

Estos programas hacen que una computadora tenga vida y se comporten como las vemos se llama software.

Algunos ejemplos de software son:

- Los los Sistemas Operativos (S.O.) como el antiguo DOS (Disk Operating System), Windows 95, 98, Milenium, 2000, XP, de Microsoft., también hay el OS/2, el LINUX, el UNIX, entre otros.

- Los programas hechos para áreas específicas, como el Word, el PowerPoint, juegos, programas de antivirus, programas para navegar en Internet, etc.

- Algunos pequeños programas que vienen con muchos dispositivos adicionales para un computador como tarjetas de módem, de sonido, etc., llamados drivers (manejadores) que lo que hacen es hacer trabajar la tarjeta de forma correcta, entre otros.

Como se puede deducir, Software y Hardware deben de funcionar en conjunto para lograr que la computadora realice los trabajos para los que fue creada. La evolución del Hardware y Software es constante y se pueden ver los progresos en estas dos áreas observando los nuevos productos de Microsoft y de Intel, para poner un ejemplo, que son los más representativos del mercado.

SO ... OS Sistemas Operativos

El Sistema Operativo (S.O.)

Cuando se escucha hablar de DOS, Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Linux, Unix, OS/2, etc., se está hablando del Sistema Operativo. El S.O. es una “primera capa“ de software que aísla al usuario del funcionamiento directo de la computadora

El Sistema Operativo es un conjunto de programas que interactúan directamente con el hardware y se encarga de que éste funcione adecuadamente.

Permite que el usuario tenga acceso a las virtudes de la máquina de una manera amigable sin que deba de saber los detalles de operación de ésta. Permite también que el usuario corra aplicaciones. (Word, Excel, Juegos, etc.)

Cuando una computadora se enciende una de las primeras cosas que se hace es cargar el S.O. en memoria (El S.O. debe estar al menos parcialmente en memoria para que la computadora pueda funcionar.)

Nota: Al encenderse una computadora lo primero que se ejecuta es un pequeño programa almacenado en un integrado llamado BIOS (Basic Input Output System) que está dentro de la máquina. Este programa tiene almacenado la configuración básica del sistema y cuando esta arranca realiza un autoexamen para verificar su correcto funcionamiento. Uno de los últimos comandos del BIOS es llamar al Sistema Operativo.

EL MS-DOS fue uno de los S.O. más populares hace unos años, pero tenía el gran inconveniente de no poder utilizar más de 640 Kb de memoria, sin algún manejador adicional de memoria, cómo el manejador de memoria extendida (XMS) o el manejador de memoria expandida (EMS) que permite que se utilice el máximo de memoria disponible para un microprocesador en particular.
Otro inconveniente muy importante: ser un S.O. que sólo permitía un usuario y una sola tarea. (no podía correr dos programas a la vez.)

El Windows 3.0 y Windows 3.1 estaban basados en el DOS, por lo cual muchos expertos no lo consideraban un verdadero Sistema Operativo. Siendo su capacidad de multitarea (hacer mas de una tarea) muy limitada

Al salir al mercado el Windows 95, causó una auténtica revolución en los Sistemas Operativos para PCs, pues era independiente del MS-DOS, aunque guardaba compatibilidad con éste. Se había desarrollado en parte con código de 32 bits a diferencia de los anteriores que eran de 8 y 16 bits. Ahora el S.O. utilizaba una Tabla de Localización de Archivos (File Alocation Table [FAT]) de 32 bits

Esta diferencia permitía utilizar con mayor eficiencia la capacidad de los discos duros y permitía entre otras cosas tener nombres de más de 8 caracteres (hasta 256). (Se puede ver en Win 95, 98, etc.)

Windows 98 es una mejora de Windows 95, casi totalmente desarrollado con código de 32 bits, mucho mas robusto y completo.

En Sistemas Operativos de Red existe el Windows NT, Windows 2000 server. Con un interface de usuario similar a Windows 95. La versión 4.0 de Windows NT es el equivalente al Windows 95 y la versión 5.0 es una mejora. Existen dos versiones: Windows NT Workstation, orientada a estaciones de trabajo, mas potente que el Windows 95 o 98 y Windows NT Server, que se utiliza en servidores de red.

No hay que olvidar que existen sistemas operativos de Red muy robustos y confiables como Unix y Linux (similar al Unix, pero de libre distribución), que desde su concepción inicial son sistemas operativos de Red multiusuario (mas de un usuario se conecta al S.O. a la vez)) y multitarea (hace varias tareas a la vez).

Clasificacion de Computadores

Clasificación de las computadoras

La clasificación se realiza de acuerdo a la potencia de la computadora. Esta potencia está definida por varias variables como son: la velocidad de funcionamiento, capacidad de memoria, el ancho de la palabra.

Nota: Palabra es un conjunto de información expresada en forma binaria (ceros y unos, 0 y 1) y que se transmite dentro del sistema como una unidad de información. Esta palabra puede ser de 8, 16, 32, 64 bits o más. A mayor número de bits, más potente es la computadora

- Supercomputadoras: Las más potentes de todas, muy rápida, de gran longitud de palabra. Tienen en su gran mayoría varios procesadores, trabajando a la vez (en paralelo) y logran procesar miles de millones de operaciones por segundo. Se utilizan para realizar simulaciones de procesos muy complejos con una gran cantidad de datos (análisis del genoma humano, simulación de explosiones nucleares, predicciones meteorológicas, etc.). Se instalan en ambientes controlados debido a su gran generación de calor.

- Macrocomputadoras (Mainframes): Computadoras de uso general, también se instalan en ambientes controlados. Tiene gran capacidad de procesamiento y capacidad de manejo de puertos de entrada y salida. Por tener gran capacidad de almacenamiento, es capaz de tener conexión simultánea con muchas terminales. Se utiliza mucho en las empresas de gran tamaño, bancos, etc. Es capaz de realizar varios millones de operaciones por segundo.

- Minicomputadoras: Aparecieron en el mercado con el propósito de dar servicio a empresas e instituciones de tamaño mas pequeño que las que utilizan mainframes. Tiene características parecidas a las de las mainframes, pero con menores prestaciones en velocidad, tamaño de memoria, capacidad de almacenamiento y número de terminales que puede aceptar.

- Estaciones de trabajo (Workstations): Son computadoras que normalmente sirven para conectarse a una computadora mas grande a través de una red, con gran capacidad de procesamiento.

- Computadoras personales (PC): Se llaman así a todas las computadoras IBM PC o compatibles y a las computadoras Macintosh de APPLE. Son microcomputadoras que tienen bajo precio con gran disponibilidad de hardware y software debido a su popularidad.

Historia de la PC

Introducción, ¿Cómo se miden los avances tecnológicos de las computadoras? - La primera generación

Una computadora moderna es en gran medida un conjunto de interruptores electrónicos, los cuales se utilizan para representar y controlar el recorrido de datos denominados dígitos binarios (bits, un "0" o un "1").

El desarrollo del transistor fue uno de los inventos más importantes para la revolución de la computadora personal. Este fue inventado en 1948 por los ingenieros John Bardeen, Walter Brattain Y William Shockley de los laboratorios Bell.

Funciona como un interruptor de estado sólido, que sustituyó al bulbo que era mucho menos adaptable por su tamaño y consumo de energía.

La conversión a transistores provocó la tendencia hacia la miniaturización que continúa hasta el día de hoy.

En 1959, los ingenieros de Texas Instruments inventaron el CI (circuito integrado o chip), un semiconductor que contiene más de un transistor sobre la misma base y que conecta los transistores sin necesidad de cables.

El primer CI tenía seis transistores. En comparación, el microprocesador Pentium Pro de Intel, que se usa en muchos de los sistemas mas avanzados, tiene mas de 5.5 millones de transistores, y la memoria caché integral que incluyen algunos de estos procesadores contiene ¡hasta 32 millones de transistores adicionales! Actualmente, muchos chips tienen transistores que pueden contarse en varios millones.

¿Cómo se miden los avances tecnológicos de las computadoras?

Una computadora esta formada por dos componentes estructurales con el mismo nivel de importancia:

- El equipo físico (hardware): Por sus características constructivas (circuitos, arquitectura global del sistema, tecnología electrónica).
- Los programas con los que funciona (software): Por los programas básicos con los que opera. Es decir, como se entabla comunicación con ella (lenguajes, sistema operativo, interfaces).

Lo cual significa que su grande avance debe considerarse en esas dos direcciones.

Desde la invención de la primera computadora, estas han tenido un avance que se puede estudiar en términos de "generaciones".

Abarca desde los inicios de los años 50 hasta los 60, y
- Estaban construidas con electrónica de bulbos
- Se programaban en lenguaje de máquina (nivel mas bajo de representación de la información)

Los programas son un conjunto de instrucciones para que la máquina efectúe alguna tarea, y el lenguaje mas simple en el que puede escribir un programa es el lenguaje de máquina (porque el programa se escribirse con un conjunto de códigos binarios).

La primera generación

- 1947 ENIAC. Primera computadora digital electrónica. Fue una máquina experimental. No era programable como las computadoras actuales. Era un enorme aparato que ocupa todo el sótano en la Universidad de Pennsylvania. Tenía 18,000 bulbos, consumía varios KW de potencia y pesaba algunas toneladas. Realizaba hasta cinco mil sumas por segundo. Fue echa por un equipo de ingenieros y científicos encabezados por los doctores John W. Mauchly y J. Prester Eckert en la Universidad de Pennsylvania, en los Estados Unidos.

- 1949 EDVAC. Primera computadora programable. También fue un prototipo de laboratorio, pero ya incluía en sí diseño las ideas centrales que conforman a las computadoras actuales. Incorporaba las ideas del doctor John von Neumann.

- 1951 UNIVAC I. Primera computadora comercial. Los doctores Mauchly y Eckert fundaron la compañía Universal Computer (Univac), y su primer producto fue esta máquina. El primer cliente fue la oficina del censo de Estados Unidos.

- 1953 IBM 701. Para introducir los datos, estos equipos empleaban el concepto de tarjetas perforadas, que había, sido inventada en los años de la revolución industrial (finales del siglo XVIII) por el francés Jacquard y perfeccionado por el estadounidense Hermand Hollerith en 1890. La IBM 701 fue la primera de una larga serie de computadoras de esta compañía, que luego se convertiría en la número 1 por su volumen de ventas.

- 1954 - IBM continuó con otros modelos, que incorporaban un mecanismo de almacenamiento masivo llamado tambor magnético, que con los años evolucionaría y se convertiría en disco magnético.

Avances tecnológicos en las computadoras

Segunda generación

Estas computadoras ya no utilizaban bulbos, sino transistores, más pequeños y consumen menos electricidad.

La forma de comunicación con estas nuevas computadoras es mediante lenguajes más avanzados que el lenguaje de máquina, llamados "lenguajes de alto nivel" o lenguajes de programación.

Esta segunda generación duro pocos años, porque hubo nuevos avances tanto en el hardware como en el software.

Tercera generación

Esta nueva generación fue inaugurada con la presentación comercial de la llamada "serie 360"de IBM.

IBM se dedicó a los aspectos de ingeniería, comercialización y mercadotecnia de sus equipos, y en corto tiempo la noción de las computadoras salió de los laboratorios y las universidades y se instaló como un componente imprescindible de la sociedad industrial moderna.

Las computadoras de la tercera generación tienen ventajas importantes, debido a dos factores fundamentales:

- Están hechas a base de agrupamientos de transistores miniaturizados en paquetes conocidos como circuitos integrados (C.I. o Chips)
- Aunque se siguen programando en lenguajes de alto nivel, ahora un método de comunicación con el programador que resulta mas fácil de emplear que el anterior.

Es decir, la electrónica de las computadoras de la tercera generación (circuitos integrados) es más compacta, rápida y densa que la anterior, y la comunicación se establece mediante una interfaz (un intermediario) conocida como sistema operativo.

Cuarta generación

El nacimiento de las microcomputadoras tuvo lugar en los Estados Unidos, a partir de la comercialización de los primeros microprocesadores (Intel 8008,8080) a comienzos de la década de 1970.

Tendencias

Durante la década de 1970 se impusieron dos tendencias:
- Los sistemas Apple,
- La PC de IBM: que comenzó una explosión comercial masiva, con su introducción, en 1981.

Esta última máquina (basada en microprocesador Intel 8088) tenia características interesantes, sobre todo porque su nuevo sistema operativo estandarizado (MS-DOS, Microsoft Disk Operating System) tenía una capacidad mejorada de graficación, la hacían más atractiva y más fácil de usar.

Existe una familia completa de sistemas de computadoras personales, que se conocen con las nomenclaturas XT, AT y PS/2.

- 1971 Microprocesador Intel 8008. Circuito de alta integración que luego daría inicio a las microcomputadoras.
- 1975 Aparece la microcomputadora Apple. Aparece el microprocesador Zilog Z80. Inicia el auge de la microcomputación.
- 1981 IBM lanza la computadora personal, luego conocida como PC-XT
- 1984 IBM ofrece la computadora personal PC-AT, basada en el microprocesador Intel 80286.
- 1988 IBM presenta la serie de computadoras personales PS/2, algunas de las cuales emplean el microprocesador 80386. Surge una gran cantidad de computadoras con ese y otros procesadores similares.
- 1991 Microprocesador de muy alto rendimiento: Intel 80486, Motorola 68040, Sparc, tecnología RISC, etc. Microprocesador Power PC (Performace Optimization With Enhanced RISC PC) resultado de alianza de Apple, IBM y Motorola.
- 1993 Intel lanza al mercado el procesador 80586 conocido como Pentium.

En la actualidad los circuitos integrados son capaces de contener secciones completas de la computadora, o a veces la computadora en su totalidad (excluyendo los medios de almacenamiento y comunicación).

Ejemplo de algunos Microprocesadores y su velocidad y característica básica

Procesador:	MHZ	Característica
8086	4.77	Era de IBM
8088	8.66	Era de Intel
80286	33 - 50	No soportan Windows 3.1
80386
80486	33 - 70
80586	50 - 133
Pentium PRO
Pentium	50 - 166
Pentium II	133 - 450
Pentium III	400 – 1000
Pentium IV	2000 - .....

Nota: MHZ: velocidad en ciclos del microprocesador