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Hardware y Software

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1.-Unidad de Entrada (Input Unit): Esta unidad se encarga de recibir datos y programas desde dispositivos de entrada externos, como teclados, ratones, escáneres, etc. Luego, transfiere estos datos a la memoria para su procesamiento posterior. 2.-Unidad de Memoria (Memory Unit): La memoria de la computadora se utiliza para almacenar datos y programas temporalmente mientras se ejecutan. La unidad de memoria almacena tanto los datos que están siendo procesados en un momento dado como las instrucciones que la CPU debe seguir para llevar a cabo las operaciones.3.- Unidad de Control (Control Unit): La unidad de control es responsable de coordinar y controlar todas las operaciones que tienen lugar en la computadora. Esto incluye la interpretación de instrucciones, la gestión del flujo de datos entre la memoria y la CPU, la generación de señales de control para otros componentes del sistema, y la sincronización de todas las actividades.4.- Unidad Aritmético-Lógica (Arithmetic Logic Unit - ALU): La ALU es el componente que realiza operaciones aritméticas (como suma, resta, multiplicación, división) y operaciones lógicas (como AND, OR, NOT) en los datos que se procesan. Es esencialmente el "cerebro" de la computadora, realizando cálculos y manipulaciones de datos. 5.- Unidad de Salida (Output Unit): Esta unidad toma los resultados procesados ​​por la CPU y los envía a dispositivos de salida externos, como monitores, impresoras, altavoces, etc. Convierte los datos procesados ​​en un formato comprensible para el usuario o para otros dispositivos.

El hardware se refiere a los componentes físicos de una computadora o sistema informático. Estos incluyen cosas como la unidad central de procesamiento (CPU), la memoria RAM, el disco duro, la tarjeta gráfica, la placa base, el monitor, el teclado, el ratón y cualquier otro dispositivo físico conectado a la computadora. El hardware se clasifica en dos categorías principales: hardware de entrada y hardware de salida. .

Hardware

Hardware Interno: Placa base (Motherboard): Es la pieza principal del hardware interno de una computadora. Contiene el chipset, los sockets para la CPU y la RAM, así como los conectores para otros componentes como tarjetas de expansión, unidades de almacenamiento y dispositivos periféricos. CPU (Unidad Central de Procesamiento): Es el cerebro de la computadora, encargado de ejecutar instrucciones y procesar datos. La CPU se coloca en el socket de la placa base y se comunica con otros componentes a través de buses de datos y control. Memoria RAM (Memoria de Acceso Aleatorio): Es donde se almacenan temporalmente los datos y programas que la CPU está procesando activamente. La memoria RAM es un componente clave para el rendimiento de la computadora, ya que afecta la velocidad a la que se ejecutan los programas y el sistema operativo. Tarjetas de Expansión: Estas tarjetas se conectan a la placa base para agregar funcionalidades adicionales a la computadora. Algunos ejemplos comunes incluyen tarjetas gráficas (GPU), tarjetas de sonido, tarjetas de red y tarjetas de captura de video. Unidades de Almacenamiento: Incluyen discos duros (HDD), unidades de estado sólido (SSD) y unidades de disco óptico (como CD/DVD/Blu-ray). Estas unidades se utilizan para almacenar datos de forma permanente o semipermanente, incluso cuando la computadora está apagada. Fuente de Alimentación: Es responsable de proporcionar energía eléctrica a todos los componentes internos de la computadora. Se conecta a la placa base y a otros componentes mediante cables de alimentación.

Hardware Externo: Dispositivos de Entrada: Incluyen teclados, ratones, trackpads, lápices ópticos, joysticks, gamepads, escáneres de código de barras y otros dispositivos utilizados para introducir datos en la computadora. Dispositivos de Salida: Incluyen monitores, impresoras, altavoces, auriculares, proyectores y otros dispositivos que muestran o reproducen los resultados procesados por la computadora. Dispositivos de Almacenamiento Externo: Incluyen discos duros externos, unidades flash USB, tarjetas de memoria y discos ópticos que se conectan a la computadora para almacenar datos de forma externa y transportable. Dispositivos de Conectividad: Incluyen adaptadores de red (Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth), módems, routers, concentradores USB y otros dispositivos que permiten la conexión de la computadora a redes locales o a Internet.

Se refiere a los programas y datos que se ejecutan en una computadora. Esto incluye el sistema operativo (como Windows, macOS o Linux), aplicaciones de software (como navegadores web, procesadores de texto, hojas de cálculo, juegos, etc.), y todos los programas y scripts que permiten que la computadora realice tareas específicas. El software se clasifica en dos categorías principales: software de sistema y software de aplicación. El software de sistema incluye el sistema operativo y otros programas que controlan y gestionan los recursos de hardware de la computadora. El software de aplicación son programas diseñados para realizar tareas específicas para el usuario, como procesadores de texto, navegadores web, juegos, etc.

SOFTWARE

INICIO

CARGA

INTERACCIÓN

PROCESAMIENTO

SALIDA

CIERRE

TRANSFERENCIA

EJECUCIÓN

II. FUNCIONAMIENTO INTERNO

Firmware

El firmware controla las operaciones básicas y las funciones de bajo nivel del dispositivo. Es responsable de inicializar el hardware, realizar pruebas de diagnóstico, cargar el sistema operativo (en dispositivos que lo requieran), y proporcionar la interfaz entre el hardware y el software de nivel superior. El firmware se carga en una memoria no volátil dentro del dispositivo, como una memoria de solo lectura (ROM) o una memoria flash, durante el proceso de fabricación. Puede actualizarse ocasionalmente por el fabricante del dispositivo para corregir errores, mejorar el rendimiento, agregar nuevas funciones o parchear vulnerabilidades de seguridad.

Los sistemas de codificación juegan un papel fundamental en la computación y tienen una amplia gama de aplicaciones en diferentes contextos. Algunas de las razones por las que son importantes incluyen:

III. SISTEMA DE CODIFICACIÓN

  • Representación de la información.
  • Transmisión de datos.
  • Almacenamiento de datos.
  • Seguridad de la información.
  • Interoperabilidad.
  • Automatización de procesos.
  • Desarrollo de software.
  1. Lenguaje maquina(bajo nivel).
2.Lenguaje de alto nivel.

Instrucciones básicas: Las instrucciones en lenguaje de máquina son muy básicas y están estrechamente vinculadas a las operaciones que puede realizar la CPU, como cargar datos desde la memoria, realizar operaciones aritméticas, transferir datos entre registros, etc. Representación binaria: Las instrucciones se representan típicamente en forma binaria, es decir, en forma de secuencias de unos y ceros. Cada secuencia de bits corresponde a una instrucción específica y se interpreta directamente por el hardware de la computadora. Dependencia de la arquitectura: El conjunto de instrucciones de lenguaje de máquina está determinado por la arquitectura específica del procesador. Diferentes procesadores tienen conjuntos de instrucciones diferentes, lo que significa que el código de máquina diseñado para un procesador no es necesariamente compatible con otro. Dificultad de lectura y escritura: Debido a su naturaleza binaria y altamente detallada, el lenguaje de máquina es difícil de leer y escribir para los humanos. Las instrucciones son crípticas y no intuitivas, lo que hace que la programación en lenguaje de máquina sea propensa a errores y requiera un conocimiento profundo de la arquitectura del procesador.

Eficiencia: A pesar de su dificultad de uso, el lenguaje de máquina es extremadamente eficiente en términos de ejecución de instrucciones. Las instrucciones están diseñadas para aprovechar al máximo los recursos de hardware disponibles, lo que resulta en un rendimiento óptimo para tareas específicas. Programación a bajo nivel: El lenguaje de máquina se considera un lenguaje de programación de bajo nivel, ya que proporciona un nivel muy cercano al hardware de la computadora. A menudo se utiliza en el desarrollo de sistemas operativos, controladores de dispositivo y otras aplicaciones donde se requiere un control preciso sobre el hardware.

  • Python.
  • Java.
  • JavaScript.
  • C#.
  • etc.

El lenguaje de alto nivel es un tipo de lenguaje de programación diseñado para ser fácilmente entendido por humanos y que permite expresar algoritmos de manera más clara y concisa en comparación con el lenguaje de máquina o de bajo nivel.

Bit (b):Es la unidad más pequeña de almacenamiento y puede tener el valor de 0 o 1. Los bits se utilizan para representar la información más básica en la computadora, como el estado de encendido o apagado de un interruptor electrónico. Byte (B): Un byte está compuesto por 8 bits. Es la unidad básica de almacenamiento en la mayoría de los sistemas informáticos y se utiliza para representar un carácter de texto o un valor numérico en formato binario. Por ejemplo, la letra "A" en ASCII se representa con un byte. Kilobyte (KB): Un kilobyte equivale a 1024 bytes o aproximadamente 1000 caracteres de texto. Se utiliza comúnmente para medir el tamaño de archivos de texto pequeños, imágenes o programas simples.

UNIDADES DE ALMACENAMIENTO

Las unidades de almacenamiento se utilizan para almacenar datos de manera permanente o temporal en dispositivos informáticos. Unidades de almacenamiento más comunes:

Megabyte (MB): Un megabyte es igual a 1024 kilobytes o aproximadamente un millón de bytes. Se utiliza para medir el tamaño de archivos más grandes, como documentos extensos, imágenes de alta resolución o canciones en formato MP3. Gigabyte (GB): Un gigabyte equivale a 1024 megabytes o aproximadamente mil millones de bytes. Se utiliza para medir el tamaño de archivos muy grandes, como películas en alta definición, bases de datos grandes o juegos de computadora complejos. Terabyte (TB): Un terabyte es igual a 1024 gigabytes o aproximadamente un billón de bytes. Se utiliza para medir el tamaño de datos a gran escala, como colecciones de videos, archivos de respaldo de empresas o servidores de almacenamiento de datos.

Petabyte (PB): Un petabyte equivale a 1024 terabytes o aproximadamente un cuatrillón de bytes. Se utiliza para medir grandes volúmenes de datos, como archivos de investigación científica, datos de redes sociales o almacenamiento en la nube a escala empresarial. Exabyte (EB): Un exabyte es igual a 1024 petabytes o aproximadamente un quintillón de bytes. Se utiliza para medir el almacenamiento a nivel de infraestructura a gran escala, como centros de datos de empresas multinacionales o proyectos de investigación a gran escala. Zettabyte (ZB): Un zettabyte equivale a 1024 exabytes o aproximadamente un sextillón de bytes. Se utiliza para medir el almacenamiento de datos a una escala astronómica, como el tráfico de internet global o el almacenamiento de datos a largo plazo para organizaciones de gran tamaño. Yottabyte (YB): Un yottabyte es igual a 1024 zettabytes o aproximadamente un septillón de bytes. Es una medida teórica y aún no se ha alcanzado en la práctica, pero se utiliza en la discusión de la capacidad de almacenamiento a escala mundial y futura.

Salida de Resultados: Una vez que se han procesado los datos, el resultado se envía a través de la unidad de salida a dispositivos como el monitor (para mostrar información visual), la impresora (para imprimir documentos) o los altavoces (para reproducir audio).

Bus de Datos (Data Bus): Es un conjunto de cables que transporta datos entre la CPU, la memoria y otros dispositivos dentro de la computadora. Los datos se transfieren en forma binaria (0 y 1) a través del bus de datos. La cantidad de cables en el bus de datos determina el ancho del bus, lo que afecta la cantidad de datos que pueden transferirse simultáneamente. Bus de Direcciones (Address Bus): Este bus transporta señales de dirección que indican la ubicación de la memoria o de los dispositivos de E/S a los que se desea acceder. La cantidad de cables en el bus de direcciones determina la cantidad máxima de memoria que puede ser direccionada por el sistema. Bus de Control (Control Bus): Es un conjunto de cables que transporta señales de control que coordinan y sincronizan las operaciones en el sistema. Las señales de control incluyen señales de lectura/escritura, señales de inicio/parada, señales de sincronización y otras señales de control específicas del sistema. Bus del Sistema (System Bus): Este bus combina el bus de datos, el bus de direcciones y el bus de control en un único conjunto de cables. El bus del sistema conecta la CPU con la memoria y otros dispositivos dentro de la computadora, permitiendo la comunicación y transferencia de datos entre ellos.Bus de Expansión (Expansion Bus): Es un bus que permite la conexión de dispositivos periféricos adicionales, como tarjetas de expansión (tarjetas de sonido, tarjetas de red, tarjetas gráficas, etc.), a la placa base de la computadora. Los buses de expansión más comunes en las computadoras personales son PCI (Peripheral Component Interconnect) y PCIe (PCI Express).

Procesamiento de Datos: La CPU realiza operaciones aritméticas y lógicas en los datos que se encuentran en la memoria RAM, utilizando la ALU (unidad aritmético-lógica) y otros componentes internos. Los resultados de estas operaciones se almacenan temporalmente en los registros de la CPU o en la memoria RAM.

Inicio (Boot): Cuando enciendes la computadora, se inicia un proceso conocido como boot o arranque. Durante este proceso, la computadora realiza una serie de comprobaciones de hardware (conocidas como POST, Power-On Self Test) para asegurarse de que todos los componentes están funcionando correctamente. Luego, el firmware (generalmente en forma de BIOS o UEFI) realiza la inicialización del hardware y carga el sistema operativo en la memoria RAM desde el disco duro, SSD u otro dispositivo de almacenamiento.

En resumen, los sistemas de codificación son fundamentales en la computación porque permiten representar, transmitir, almacenar y proteger la información en una amplia variedad de contextos, lo que facilita el funcionamiento de las tecnologías digitales en la vida cotidiana y en ámbitos especializados.

Todas las computadoras digitales están compuestas por cinco(5) secciones básicas: Unidad de Entrada, Unidad de Memoria, Unidad de Control, Unidad Aritmético-Lógica y Unidad de Salida

La arquitectura de computadoras se refiere al diseño conceptual y estructural esencial de un sistema que constituye una computadora.

I. ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS

El hardware de salida incluye dispositivos como el monitor, la impresora y los altavoces, que muestran o producen resultados generados por la computadora.

Interacción con el Usuario: Una vez que el sistema operativo se ha cargado en la memoria, se muestra la interfaz de usuario en el monitor, que permite al usuario interactuar con la computadora a través de un teclado, ratón, pantalla táctil u otros dispositivos de entrada.

Carga del Sistema Operativo: Una vez que el firmware ha completado su tarea de inicialización, carga el sistema operativo en la memoria RAM. El sistema operativo es el software fundamental que gestiona los recursos de hardware, proporciona una interfaz para que los usuarios interactúen con la computadora y ejecuta programas y aplicaciones. Ejemplos de sistemas operativos incluyen Windows, macOS, Linux, entre otros.

Cierre y Apagado: Cuando el usuario termina de trabajar, puede cerrar los programas y apagar la computadora. Durante el apagado, el sistema operativo guarda los cambios realizados y cierra todos los procesos en curso antes de apagar o reiniciar la computadora.

Ejecución de Programas y Aplicaciones: El usuario puede ejecutar programas y aplicaciones utilizando el sistema operativo. Estos programas se almacenan en el disco duro, SSD u otro dispositivo de almacenamiento, y se cargan en la memoria RAM cuando se ejecutan. La CPU ejecuta las instrucciones de estos programas y procesa los datos de acuerdo con las operaciones especificadas.

Transferencia de Datos: Durante el procesamiento, la CPU puede necesitar acceder a datos almacenados en la memoria RAM o en dispositivos de almacenamiento externos, como discos duros o SSD. Esto implica la transferencia de datos a través de buses de datos y control, que conectan la CPU con la memoria y los dispositivos de almacenamiento.

El hardware de entrada incluye dispositivos como el teclado, el ratón, el escáner y el micrófono, que permiten ingresar datos a la computadora