Historia de la computaci

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Historia de la computación

• Introducción a la Ing. en Computación
• Ing. Moisés E. Ramírez G.

2
Introducción

• El objetivo de esta sección es hacer una
  perspectiva histórica breve del campo de la
  computación haciendo énfasis en los inventos y
  personajes que han influido de mayor manera para
  el desarrollo de ésta.

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Abaco

• Uno de los problemas que siempre ha fascinado al
  hombre es el relacionado con la actividad de
  contar y el concepto de número. De ahí que entre
  las primeras herramientas que inventó están
  dispositivos mecánicos capaces de ayudarlo con
  estas tareas.
• El ábaco
• Los egipcios (500 años AC) inventaron el primer
  dispositivo para calcular, basado en bolillas
  atravesadas por alambres. Posteriormente, a
  principios del siglo II DC, los chinos
  perfeccionaron este dispositivo, al cual le
  agregaron un soporte tipo bandeja, poniéndole por
  nombre Saun-pan. El ábaco permite realizar sumar,
  restar, multiplicar y dividir.

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Los sistemas de numeración

• Para contar, nuestros antepasados inventaron
  diversos sistemas de numeración que prevalecen
  hasta nuestros días. Una forma de clasificarlos
  es en posicionales y no posicionales.
• Ventajas/Desventajas
• Los posicionales (ejm. El sistema decimal)
  tienen como ventaja sobre los no posicionales
  (ejm. El sistema de numeración romano) que pueden
  representar cualquier número con un conjunto
  limitado de guarismos o cifras, además de que las
  operaciones aritméticas son más fáciles de
  realizar.

5
La pascalina

• Blaise Pascal (1623-1662) En 1649 gracias a un
  decreto real obtuvo el monopolio para la
  fabricación y producción de su máquina de
  calcular conocida como la PASCALINA. Esta
  máquina consistía en una serie de engranes que
  permitía obtener los resultados de las
  operaciones de sumas y restas de forma directa de
  hasta 8 dígitos.

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Sistema Binario

• Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716). En 1670,
  Leibniz mejora la máquina inventada por Blaise
  Pascal, al agregarle capacidades de
  multiplicación, división y raíz cúbica.
• En 1979 crea y presenta el modo aritmético
  binario, basado en "ceros" y "unos", lo cual
  serviría unos siglos más tarde para estandarizar
  la simbología utilizada aplicada en el
  procesamiento de la información en las
  computadoras modernas.

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Charles Babbage y Ada Byron

• Charles Babbage (1792-1871) Babbage concibió dos
  máquinas
• La Máquina Diferencial era un dispositivo de 6
  dígitos que resolvía ecuaciones polinómicas por
  el método diferencial.
• La máquina Analítica, fue diseñada como un
  dispositivo de cómputo general.
• Babbage trabajó en estos proyectos con Ada Byron,
  considerada la primer programadora de la era de
  la computación ya que fue ella quien se hizo
  cargo del análisis y desarrollo de todo el
  trabajo del inventor y la programación de los
  cálculos a procesarse

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Partes de la máquina analítica

• 1. Dispositivo de entrada de la información
  recibe la información a procesar y las
  instrucciones del programa.
• 2. Unidad de almacenaje que almacena
  información.
• 3. Procesador con la función de realizar
  operaciones lógicas y aritméticas sobre la
  información.
• 4. Unidad de control dirige a todas las demás
  unidades determinando cuándo debe leer
  información, que operación realizar,...
• 5. Dispositivo de salida muestra la información
  ya procesada.

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Las tarjetas perforadas

• Joseph Marie Jacquard (1752 - 1834) modificó una
  maquinaria textil, inventada por Vaucanson, a la
  cual implementó un sistema de plantillas o moldes
  metálicos perforados unidas por correas, que
  permitían programar las puntadas del tejido,
  logrando obtener una diversidad de tramas y
  figuras.
• A partir del invento de Jacquard empezaron a
  proliferar, las máquinas y equipos programados
  por sistemas perforados, tales como los pianos
  mecánicos, conocidos como pianolas , muñecos y
  otros novedosos juguetes mecánicos .

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Máquina tabuladora

• Herman Hollerith (1860-1929) empezó a trabajar
  con el sistema de máquinas tabuladoras logrando
  su primera patente en 1884.
• El gobierno norteamericano convocó a una
  licitación para un sistema de procesamiento de
  datos que proporcionase resultados más rápidos
  (se había estimado que tardarían en procesarse
  unos 10 ó 12 años).

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• Herman Hollerith, que trabajaba como empleado del
  buró de Censos, propuso su sistema basado en
  tarjetas perforadas, y que puesto en práctica
  constituyó el primer intento exitoso de
  automatizar el procesamiento de grandes volúmenes
  de información.
• Las máquinas de Hollerith clasificaron, ordenaban
  y enumeraban las tarjetas perforadas que
  contenían los datos de las personas censadas,
  logrando una rápida emisión de reportes, a partir
  de los 6 meses.
• Nace IBM
• Los resultados finales del censo de 1890 se
  obtuvieron en el tiempo record de 2 años y medio.
  Herman Hollerith en 1896 fundó la TABULATING
  MACHINE COMPANY que luego se convirtió en la
  Computer Tabulating Machine (CTR). Hollerith se
  retiró en 1921 y en 1924 CTR cambió su nombre por
  el de International Business Machines Corporation
  (IBM), que años más tarde se convertiría en el
  gigante de la computación.

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John Louis von Neumann (1903-1957)

• En 1944 contribuyó en forma directa en los
  diseños de fabricación de computadoras de esa
  generación, asesorando a Eckert y John Machly ,
  creadores de la ENIAC y que construyeran además
  la UNIVAC en 1950. Durante esa década trabajó
  como consultor para la IBM colaborando con Howard
  Aiken para la construcción de la computadora Mark
  I de Harvard.

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Conrad Zuse (1910-1957)

• Entre 1936 y 1939 construyó la primera
  computadora electromecánica binaria programable,
  la cual hacía uso de relés eléctricos para
  automatizar los procesos (Z1).
• En 1940 Zuse terminó su modelo Z2, el cual fue la
  primera computadora electromecánica completamente
  funcional del mundo. Al año siguiente, en 1941,
  fabricó su modelo Z3 para el cual desarrolló un
  programa de control que hacía uso de los dígitos
  binarios.
• Entre 1945 y 1946 creó el "Plankalkül" (Plan de
  Cálculos), el primer lenguaje de programación de
  la historia y predecesor de los lenguajes
  modernos de programación algorítmica.
• En 1949 formó la fundación ZUSE KG dedicada al
  desarrollo de programas de control para
  computadoras electro mecánicas. En 1956 esta
  fundación fue adquirida por la empresa Siemens
  Computadoras

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Generaciones de computadoras
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Primera generación (1945-1958)

• Tubos de vacío
• Almacenamiento masivo de datos en tambores y
  cintas magnéticas
• Máquinas muy grandes y con grandes
• Necesidades de energía.
• Grandes sistemas de ventilación
• Tarjetas perforadas
• Lenguaje máquina.
• UNIVAC I, ENIAC, ABC (Atanasoff-Berry ), Mark I,
  EDVAC

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Segunda Generación (1959-1964)

• Transistores
• Equipos de tamaño, consumo de energía y
  necesidades de ventilación menores
• Aparecen los primeros lenguajes de
• programación COBOL y Fortran
• Aumenta la confiabilidad.
• IBM 360, Digital PDP-8

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Tercera generación (1964-1971)

• Circuitos integrados
• Computadoras más rápidas, pequeñas, menos
  costosas y con mayores capacidades.
• Aparecen los primeros sistemas operativos.
• Interconexión de las primeras computadoras en
  red.
• Aparición de la multiprogramación.
• Desarrollo de lenguajes de programación de alto
  nivel y software en general mayor variedad de
  aplicaciones.
• Aparecen las minicomputadoras .
• CRAY-1

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Cuarta generación

• Miniaturización de los circuitos integrados
  usando chips de silicio.
• Aparición de las computadoras personales.
• Procesador 8008
• Cada vez más eficientes, baratas, capacidades
  mayores y consumo de energía menor.
• Interfaces gráficas.
• IBM PC, APPLE II

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Quinta generación (1978 -?)

• Inteligencia Artificial, Sistemas Expertos,
  Visión Artificial, Comprensión de lenguaje
  natural, robótica.
• Computadoras cada vez más rápidas, baratas,
  eficientes, pequeñas,...

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Charles Babbage

• Se considera a Charles Babbage (matemático inglés
  profesor en Cambridge) como el precursor de las
  ciencias informáticas tanto por establecer los
  conceptos teóricos en que se basa actualmente la
  arquitectura de computadores, como por diseñar
  sus máquinas analítica y de las diferencias
  auténticas pioneras de las calculadoras
  digitales, pese a basarse en principios puramente
  mecánicos, lo que constituye todo un alarde de
  ingeniería.
• El tal sujeto era un bicho raro ya desde
  estudiante en el Trinity College aficionado a
  repasar los errores de cálculo, transcripción o
  tipográficos que se acumulaban en las tablas
  matemáticas de la época cual ratón de biblioteca,
  se le ocurrió la genial idea de construir una
  máquina capaz de recopilar las tablas de
  logaritmos, que por aquel entonces apenas tenían
  un siglo de antigüedad.

21
El método de diferencias finitas

• De carácter muy excéntrico, se movía en círculos
  privilegiados, donde lo hacían también Charles
  Dickens, Pierre S. de Laplace o Charles Darwin,
  lo que le dotaba de una visión de la realidad muy
  avanzada para su época.
• Su primera calculadora digital fue inventada en
  1822 para el Servicio de Correos Británico
  determinaba valores sucesivos de funciones
  polinómicas utilizando solamente la operación de
  adición, mediante el método de las diferencias
  finitas partiendo de los valores iniciales
  conocidos de una serie de potencias obtenemos los
  demás mediante la realización de restas entre
  valores consecutivos hasta obtener una columna de
  un valor constante y retroceder sumando hasta el
  valor siguiente que deseamos obtener, como se ve
  en este ejemplo para las segundas potencias de x
  

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Método de diferencias finitas
    1a Diferencia 2a Diferencia
Xi Xi2 Xi2 - Xi-12 di di1 - di
1 1 3 2
2 4 5 2
3 9 7 2
4 16 9 2
5 25 11 2
6 36 13 2
7 49 15 2
8 64 17 2
9 81 19 2
10 100 21 2
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• Todo el sistema estaba basado en la numeración
  decimal, de forma que cada una de las cifras de
  un número se representaba por una rueda dentada,
  y su valor por la rotación angular asociada a
  ella. Este funcionamiento hace que sólo sean
  posibles las rotaciones correspondientes a
  valores numéricos enteros.
• Su diseño fue basado en interruptores mecánicos a
  base de barras, cilindros, cremalleras y ruedas
  dentadas.

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Máquina de diferencias(artilugio de diferencias)
25
La máquina analítica de Babbage

• La máquina analítica se asemejaba mucho a las
  primeras computadoras. Sus componentes eran
• El analizador o molino (MILL) con operaciones de
  suma, resta, multiplicación y división con 50
  cifras de precisión.
• El almacenamiento o memoria con la finalidad de
  conservar los números para referencia futura.
  Eran series de columnas cada una conteniendo
  series de ruedas.
• El diseño contenía un banco de memoria de mil
  registros, cada uno capaz de almacenar un número.
  Estos números podían ser el resultado de alguna
  operación efectuada por el molino o provenientes
  de la entrada de las tarjetas perforadas.

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• Tarjetas perforadas
• Las instrucciones para estas operaciones se leían
  a partir de tarjetas perforadas que transmitían
  no sólo los datos a procesar sino también el
  conjunto de instrucciones que se iban a procesar.
• Las tarjetas de variables contenían los números
  que eran sujetos de operación en el analizador.
  Existía un sistema para pasar el contenido de
  estas tarjetas directamente al molino para ser
  procesadas.
• Las tarjetas de operaciones que servían para
  preescribir la secuencia de operaciones que se
  deseaban realizar. Estas no actuaban sobre los
  números directamente.
• Las posibles operaciones de las tarjetas
  perforadas eran
• Ingresar un número en el almacenamiento.
• Llevar un número del analizador a la memoria.
• Dar instrucciones al analizador para que efectúe
  una operación.
• Ingresar un número al analizador
• Llevar un número de la memoria al analizador
• Egresar un numero desde la memoria al analizador

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Ejemplo (a b c) d

• 4 tarjetas de variables con los números a,b,c,d
• Una tarjeta de operación que indique la
  multiplicación de a y b
• Una tarjeta de variable p, que contenga el
  resultado del producto de a y b pab
• Una tarjeta de operación para direccionar la
  adición de p y c
• Una tarjeta de variable q, para registrar el
  resultado de la suma de p y c qpc
• Una tarjeta de operación para indicar la
  operación de multiplicación entre q y d.
• Una tarjeta de operación para detectar la
  multiplicación de q y d p2qd, p2 será ésta la
  última tarjeta

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Salida

• Babbage inventó la primer máquina tipográfica
  automatizada capaz de imprimir los resultados de
  los cálculos.

Analizador
Salida
Entrada
Almacenamiento
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Ada Augusta

• Subrutina una secuencia de instrucciones que se
  puede usar una y otra vez en contextos muy
  diferentes.
• Iteración El hacer que la lectora de tarjetas
  vuelva a una tarjeta específicada, de modo que la
  secuencia que se inicia con ésta última pueda
  ejecutarse en repetidas ocasiones.
• Salto condicional La lectora de tarjetas puede
  saltar a cierta tarjeta si (IF) se cumple con
  cierta condición.

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La máquina tabuladora

• Las preguntas que se hacían venían en el formato
  de opción múltiple.
• Las respuestas se ponían en tarjetas donde la
  perforación en cierta posición de cada columna
  representaba la respuesta a una pregunta.

1 2 3 4 5 6 7
A O O O
B O O
C O
D O
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El mecanismo de conteo
Corriente eléctrica

• .

La tarjeta
Contador 0,1,2,3,4,
32
El interruptor (switch)

• Es un circuito que puede abrir o cerrar (deja
  pasar o no la corriente) a través de un circuito
  eléctrico.
• Un ejemplo de la aplicación de este elemento es
  en los conmutadores telefónicos. Cuando se quiere
  la conexión entre dos líneas. Siempre está
  abierto (no hay conexión) entre las dos líneas.
  Pero cuando se quiere comunicación, se cierra el
  circuito, es decir se conectan las partes en
  velocidades de aproximadamente 5 veces por
  segundo.
• Antes de la existencia de estos aparatos, las
  conexiones se hacían directamente por la
  operadora usando un tablero de interruptores.

33

• Otro tipo de interruptor fue el tubo electrónico
  de vacío que podía hacer el mismo trabajo a
  velocidades de hasta 1,000,000 veces por segundo.
• Este aparato fue usado por las primeras
  computadoras electrónicas (ENIAC con 18,000 tubos
  de vacío) para sumar, almacenar e incluso
  realizar operaciones lógicas.
• Otro tipo de interruptor, el llamado relevador
  fue usado por Konrad Zuse en la Z1.

34
El modelo de John Von Neumann

• A pesar de las velocidades alcanzadas en la
  computadora ENIAC (500 multiplicaciones por
  segundo) resultaba todavía ineficiente en el
  sentido de que para realizar un nuevo cálculo se
  tenían que realizar cambios completos en el
  cableado.
• Neumann analizó este problema y propuso un
  modelo que contiene lo siguiente
• Un medio para codificar o cifrar las
  instrucciones, a fin de que fuera posible
  almacenarlas en la memoria de la máquina. Von
  Neumann sugirió el uso de cadenas o series de
  unos y ceros.
• Almacenar las instrucciones en la memoria junto
  con cualquier otra información (números, datos)
  necesaria para el trabajo específico que se
  trate.
• Al correr el programa, tomar las instrucciones
  directamente de la memoria, en vez de que haya
  que leer una tarjeta perforada en cada paso.

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Ventajas obtenidas

• Velocidad. Las instrucciones se leían
  directamente de la memoria (más rápido que las
  tarjetas perforadas)
• Flexibilidad. Teniendo varios programas, se puede
  correr uno, después otro o combinaciones de los
  mismos.
• Automodificación. Al estar almacenados
  electrónicamente es fácil hacer programas que se
  puedan modificar o ajustar por si mismos.

36
El modelo de Von Neumann

Procesamiento
Control
Memoria
Salida
Entrada
37
Partes del modelo

• Entrada Los datos en bruto que se van a
  procesar.
• MEMORIA almacena la entrada, los resultados del
  procesamiento y el programa que se va a ejecutar.
• Control Lee el programa y lo traduce en una
  serie de operaciones que realiza la unidad
  procesadora.
• Unidad procesadora Lleva a cabo todas las
  operaciones reales de suma, multiplicación,
  cuenta, comparación, etc., sobre la información
  que recibe desde la memoria.
• Salida Responde a los resultados de la unidad de
  procesamiento, almacenados en memoria y
  transmitidos a un dispositivo específico.

38
Modelo del funcionamiento de una computadora

• Introducción a la
• Ing. en Computación
• Ing. Moisés E. Ramírez G.

39
La memoria

• Su función es guardar datos.
• Es un conjunto de celdas (o casillas) con las
  siguientes características
• Cada celda puede contener un valor numérico.
• Cada celda tiene la propiedad de ser
  direccionable, es decir, se puede distinguir una
  de otra por medio de un número único que es su
  dirección.
• Las celdas de memoria están organizadas en forma
  de vector (numeradas secuencialmente) para poder
  hacer referencia a ellas de manera rápida.
• Para hacer referencia a una celda se usa su
  dirección sobre el vector, para ello se usa un
  apuntador.

40

• Todas las celdas tienen una dirección, por
  ejemplo, la celda 51 tiene un 4, la 54 tiene un
  9, etc
• Suponemos que existen operaciones elementales que
  permiten leer o escribir en ciertas posiciones de
  memoria, esto se haría con un código especial.

Dirección de la celda
... 51 52 53 54 55 ...
4 0 1 9 7
Dato en la celda
41

• Además de las operaciones de lectura/escritura en
  la memoria se pueden realizar ciertas operaciones
  básicas (a las que se denominarán primitivas)
  según un código especial, como puede ser suma y
  resta, por ejemplo.
• Supongamos que se desea realizar la operación de
  suma a los operandos 5 y 7.
• Se necesitaran 3 casillas una para cada número
  (5,7) y una más para almacenar el resultado.
  Supongamos que dichas casillas son la 21,22 y 23.
• Se deben definir a nivel de detalle las
  operaciones que se desean realizar y su orden,
  así como obtener una codificación adecuada
  (instrucciones que la computadora pueda
  entender).
• Introducir todos los datos (e instrucciones) en
  la memoria.

42
Las operaciones a realizar(set de instrucciones)
Operación (mnemónico) Código Longitud Descripción
Carga_Ac 21 2 Lleva el contenido de una celda al acumulador. Ejm 21 23 ? Lleva al acumulador el contenido de la celda 23
Suma 57 2 Suma al acumulador el contenido de la celda descrita por la dirección
Resta 42 2 Resta al acumulador el contenido de la celda descrita por la dirección
Guarda_Ac 96 2 Guarda (deposita) el contenido del acumulador en una celda
Alto 70 1 Se detiene el programa y regresa el control al sistema.

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Observaciones
Instrucciones (escritas por el programador) Código generado (el programa que entiende la computadora)
Carga_Ac 21 Suma 22 Guarda_Ac 23 Alto 21 21 57 22 96 23 70

• Cabe notar aquí dos lenguajes uno mnemónico (más
  fácil de comprender para nosotros, programa
  fuente) y otro que está escrito en código
  numérico (que sólo la computadora puede entender,
  programa objeto).

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Ejecución del programa
10 11 12 13 14 15 16 21 22 23 Acumulador
21 21 57 22 96 23 70 ... 05 07 __ ...

• Qué pasará en este programa?
• Qué código (programa fuente) generó este
  programa?

10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 22 23 Acumulador
21 21 42 22 42 22 96 23 70 ... 60 07 _ ...
45
Lenguaje ensamblador(Uso del comando DEBUG)

• Propedéutico corto
• UTM

46
Creación de un programa que suma 2 números

• Inicio/Ejecutar... ? DEBUG
• Algunos comandos básicos
• r ? muestra los registros del sistema
• rbx ? Visualizar un registro específico
  (Rregistro a visualizar)

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Un programa que suma dos números

• a100
• 0CA70100 mov ax, 020
• 0CA70103 mov bx, 010
• 0CA70106 add ax, bx
• 0CA70108 int 20
• 0CA7010A ?
• Las direcciones de memoria aparecen por parte del
  programa (lo que se deberá escribir está en
  negritas).
• Para ejecutar el programa hasta la instrucción
  que está en la localidad de memoria 108H
  escribir g108 ?
• -g108
• AX0030 BX0010 CX0000 DX0000 SPFFEE
  BP0000 SI0000 DI0000
• DS0CA7 ES0CA7 SS0CA7 CS0CA7 IP0108 NV
  UP EI PL NZ NA PE NC
• 0CA70108 CD20 INT 20
• -

48
Un programa que suma dos números y muestra en
pantalla el resultado

• 0D820100 B81300 MOV AX,0013
• 0D820103 BB2400 MOV BX,0024
• 0D820106 01D8 ADD AX,BX
• 0D820108 88C2 MOV DL,AL
• 0D82010A B440 MOV AH,40
• 0D82010C CD21 INT 21
• 0D82010E CD20 INT 20
• 0D820110 ?
• Escribir lo que está en negritas y después g
  (ejecutar)
• -g
• 7
• El programa ha terminado de forma normal

49
Código ASCII

50

• El número enviado a pantalla es la representación
  en ASCII de dicho valor.
• Recordando que la última dirección de memoria que
  se usó fue la 110h, escribir
• h 110 100
• 0210 0010
• Para obtener la suma y diferencia entre las dos
  cantidades dadas (el número de bytes que ocupa el
  programa)
• Posteriormente
• n nombre.com
• El nombre del archivo en donde se desea guardar
  la información, siempre con extensión COM

51

• Sabiendo la longitud del archivo se debe guardar
  en el registro CX así
• - rcx
• CX 0000
• 0010
• Finalmente para guardarlo escribir
• -w
• Writing 0010 bytes
• Con eso se guarda el archivo en disco.
• Para abrirlo escribir
• -n prueba.com
• -l
• Con esto se cargará el programa en memoria

52

• Para asegurarse que dicho programa está en
  memoria usar el comando u
• -u 100 110
• 0DCB0100 B81300 MOV AX,0013
• 0DCB0103 BB2400 MOV BX,0024
• 0DCB0106 01D8 ADD AX,BX
• 0DCB0108 88C2 MOV DL,AL
• 0DCB010A B402 MOV AH,02
• 0DCB010C CD21 INT 21
• 0DCB010E CD20 INT 20
• 0DCB0110 68 DB 68
• -
• Muestra lo que está en memoria entre las
  localidades señaladas.
• Para salir del programa usar el comando q
  (quitsalir)

53
El procesador

54
El procesador

• Es un circuito integrado hecho de silicio con
  millones de diminutos componentes electrónicos.
• Es el lugar donde toda la información es
  procesada, además de indicar a las otras partes
  de la computadora que es lo que tienen que hacer.
• Aunque la fama de los procesadores actuales viene
  de su trabajo como cerebro de las PCs, hoy día
  una enorme cantidad de ellos se usan para casi
  cualquier aplicación imaginable calculadoras,
  relojes, juegos de video, hornos de microondas,
  hasta los complejos sistemas de rastreo de
  aviones, tanques y mísiles.

55
Integración de los procesadores
56

• Cada trabajo que el µ hace se divide en muchas
  pequeñas operaciones llamadas instrucciones.
• La lista completa de instrucciones necesarias
  para que el microprocesador haga un trabajo se
  llama programa.
• Puesto que el µ no tiene capacidad de
  razonamiento, todas las instrucciones que se le
  dan a ejecutar deben ser muy precisas.
• La gran ventaja e su que se puede programar para
  una gran variedad de tareas.
• El programa que dice al procesador que va a hacer
  es leído desde un dispositivo de almacenamiento.

57
Partes del procesador

• Unidad aritmético-lògica (ALU) que realiza los
  cálculos numéricos y toma decisiones lògicas
• Registros que son pequeñas memorias que guardan
  información temporal mientras el ALU realiza sus
  operaciones.
• Unidad de control interpreta las instrucciones
  del programa y le dice a la ALU qué operaciones
  realizar.
• BUSES Son las líneas encargadas de transmitir
  los datos de ida y vuelta entre el
  microprocesador y las otras partes de la
  computadora, y también dentro del mismo chip.

58
Partes del procesador
Unidad de control
Unidad Aritmético-Lógica

BUS
Hacia otras partes de la computadora (memoria,
discos, teclado, monitor, etc).
BUS
BUS
BUS
Registros
59
Características básicas que diferencian a un
procesador

• Instruction set Conjunto de instrucciones que el
  micro puede ejecutar
• Bandwidth Número de bits procesados por cada
  instrucción.
• Clock speed Se da en MHz la velocidad del reloj
  determina cuantas instrucciones pueden ser
  ejecutadas por segundo por el procesador.

60
(No Transcript)
61
(No Transcript)
62
CISC y RISC

• Los procesadores también pueden ser clasificados
  en estas categorias
• CISC (complex instruction set computer)
• RISC (reduced instruction set computer)
• CISC La mayor parte de las computadoras
  personales usan la arquitectura CISC en la que la
  CPU soporta alrededor de doscientas instrucciones.

63
RISC

• Son un tipo especial de procesadores que pueden
  reconocer un muy limitado número de
  instrucciones. Hasta mediados de los 80's la
  tendencia era construir CPU's cada vez más
  complejos que tuvieran cada vez sets de
  instrucciones mayores.
• Esta tendencia fue detenida por los fabricantes
  al comenzar a fabricar CPU's capaces de ejecutar
  solamente un número muy limitado de
  instrucciones, siendo esto una ventaja el hecho
  de que al ser menos instrucciones se ejecutan más
  rápido debido a que son más simples.
• Otra ventaja es que los procesadores RISC
  requieren menos transistores, por lo tanto su
  costo en diseño y producción disminuye.
• Desde la aparicion de RISC las computadoras
  anteriores se les han referido como CISC .

64

• Existe una controversia considerable entre estas
  dos tecnologías. Los que están del lado de RISC
  argumentan que los CPUs se han vuelto cada vez
  más rápidos. Los escépticos opinan que cada vez
  se está dejando mayor carga al software al tener
  un número tan limitado de instrucciones. Aunque
  los primeros argumentan que esto no es tan
  relevante ya que los procesadores se están
  haciendo cada vez más rápidos y baratos.
• Independientemente de lo anterior estas dos
  tecnologías están pareciéndose cada vez más. Ya
  que los procesadores RISC tienden a soportar las
  instrucciones CISC y para la construcción de
  procesadores CISC se usan muchas técnicas que
  están asociadas con procesadores RISC.

65
La memoria

• Su función es guardar datos.
• Es un conjunto de celdas (o casillas) con las
  siguientes características
• Cada celda puede contener un valor numérico.
• Cada celda tiene la propiedad de ser
  direccionable, es decir, se puede distinguir una
  de otra por medio de un número único que es su
  dirección.
• Las celdas de memoria están organizadas en forma
  de vector (numeradas secuencialmente) para poder
  hacer referencia a ellas de manera rápida.
• Para hacer referencia a una celda se usa su
  dirección sobre el vector, para ello se usa un
  apuntador.

66
Más sobre memorias

• La memoria es el elemento del ordenador que
  almacena información. La información se va a
  almacenar en forma de unos y ceros (sólo
  almacenamos información digital en binario). La
  memoria se puede dividir en dos tipos principal
  y secundaria.
• La memoria principal es la que almacena las cosas
  (el programa y los datos) que se están utilizando
  en un momento dado. Si se apaga la luz, perdemos
  su contenido (por ello se le llama volátil).
  También se conoce como memoria RAM.

Las memorias comerciales más comunes son SIMM
(single in-line memory module) bus de 32 bits,
cap hasta 64MB DIMM (dual in-line memory module)
bus de 32 bits, a partir de 64 MB, 133 MHz RIMM
(Rambus Inline Memory Module), velocidades de 100
a 800 MHz
67

• La memoria secundaria es una memoria de
  almacenamiento, aquí se almacena toda la
  información que tengamos (aunque en un momento
  dado no se esté usando). Aunque apaguemos la luz,
  la información que tenemos almacenada, permanece
  en este tipo de memoria.
• Cuando tenemos una computadora, en memoria
  secundaria (por ejemplo en el disco duro) se
  pueden almacenar muchos programas (procesador de
  textos, juegos, etc.) pero cuando queremos usar
  uno de ellos, debemos tenerlo en memoria
  principal. Si seleccionamos el procesador de
  textos y estamos escribiendo una carta, el
  programa y los datos (las letras de la carta)
  están en memoria principal. Si en ese momento se
  va la luz, perdemos el trabajo que esté en
  memoria principal, sólo quedara almacenada
  definitivamente si la pasamos al disco duro (o a
  un disquete) es decir, sólo queda la que tenemos
  almacenada en memoria secundaria.

68
Dispositivos de entrada (input)

• Estas unidades se encargan de recibir los datos
  del usuario.
• Entre ellos podemos contar a
• Teclado
• Ratón
• Scanner
• TouchScreen
• etc

69
Tipos de teclado

• El tipo de teclado estándar es el QWERTY
  (diseñado en 1880 para máquinas de escribir).
• Existe otro teclado (distribución de teclas)
  llamado Dvorak (Diseñado en 1930s por August
  Dvorak).
• Se estima que en una jornada de 8 horas al día la
  mano de una persona viaja alrededor de 16 millas
  en un teclado QWERTY y en un Dvorak solamente una
  milla.

70

71
Ratón

• Introducidos a finales de los 80s. Es un
  dispositivo esencial para las PCs con interfaces
  gráficas.
• Tipos básicos de ratón
• Mecánico
• Optomecánico
• Óptico
• Se conecta a la PC de diferentes maneras
• Serial
• PS/2
• USB

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TouchScreen, scanner, multifuncionales

73
Cámaras digitales

74
Salida Monitores,Impresoras, etc

75
Características de los monitores

• Resolución Es el número de píxeles (puntos)
  sobre la pantalla, se describe dando el número
  columnas por el número de filas
• VGA 640x480
• SVGA 800x600
• XGA 1024x768
• Paleta de colores Número de colores que soporta.
• Monocromático Sólo puede desplegar dos colores
• Escala de grises (tipo especial de
  monocromático)
• Colores Pueden desplegar desde 16 hasta arriba
  de 1 millón de colores diferentes. A veces se les
  refiere como monitores RGB.
• Refrescado (frecuencia de escaneo) Es el número
  de veces que se dibuja la pantalla por segundos
  (Hz).

76
Por su tecnología de construcciónse clasifican

• CRT (Monitores de Tubos de Rayos Catódicos)
• LCD (Cristal líquido)
• De matriz pasiva (la más usada y barata)
• TFT (thin film transistor) o de matriz activa
• Pantallas de plasma
• CRT vs LCD
• CRT consumen mucha más electricidad
• CRT ocupan mucho más espacio
• CRT generan radiación dañina para la salud
• Los principios físicos sobre los que funcionan
  los CRT son ampliamente comprendidos.
• CRT son más fáciles de fabricar y baratos.
• Producen imágenes estables
• Los CRT (desv.) tienen el efecto de tambor
• Los CRT tienen más ángulo de visión

77
Tipos de impresoras

• Impresoras láser
• Tienen la ventajas de mayor rapidez y calidad de
  impresión en escala de grises, pero son muy caras
  en resolución a colores.
• Impresoras de inyección de tinta
• Dos tecnologías
• Tecnología térmica (Bubble Jet) ? HP, Cannon
• Tecnología piezo-eléctrica ? Epson
• Las HP tienen en el cartucho los cabezales, por
  ello son más caras. En las Epson los cabezales
  están en la impresora, por ello los cartuchos son
  más baratos.
• Funcionan con los tres colores primarios
  sustractivos Cyan, Magenta, Amarillo (CMYK)

78

• Impresoras de matriz de punto
• Tinta sólida (Tektronix)
• Sublimación de tinta ? Aplicaciones fotográficas
  de gran calidad
• Thermo autochrome? Se usa un papel especial que
  reacciona a diferentes temperaturas para cada
  color CMYK
• Cera térmica ? Se usa para transparencias

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Operación (mnemónico) Código Longitud Descripción
Carga_Ac 21 2 Lleva el contenido de una celda al acumulador. Ejm 21 23 ? Lleva al acumulador el contenido de la celda 23
Suma 57 2 Suma al acumulador el contenido de la celda descrita por la dirección
Resta 42 2 Resta al acumulador el contenido de la celda descrita por la dirección
Guarda_Ac 96 2 Guarda (deposita) el contenido del acumulador en una celda
Alto 70 1 Se detiene el programa y regresa el control al sistema.
Guarda_Dat 15 3 Guarda un valor en una dirección de memoria. Ejm 15 DIR DATO
Salta_Cero 20 2 Salta a una dirección de memoria (Memoria de instrucciones) si el acumulador es cero Ejm 20 DIR
Mayor 30 2 Hace el acumulador1 si el acumulador es mayor que lo que está en una dirección de memoria dada, en caso contrario acumulador0. Ejm. 30 DIR
Igual 31 2 Hace el acumulador1 si el acumulador es igual que lo que está en una dirección de memoria dada, en caso contrario acumulador0 Ejm 31 DIR
Menor 32 2 Hace el acumulador1 si el acumulador es menor que lo que está en una dirección de memoria dada, en caso contrario acumulador0. Ejm 32 DIR
Residuo 22 2 Guarda en el acumulador el residuo de la division entera de acumulador/DIR Ejm. 22 DIR
Cociente 40 2 Guarda en el acumulador el cociente del Acumulador entre la celda descrita por la dirección.
Multiplica 41 2 Guarda en el acumulador el producto del Acumulador por la celda descrita por la dirección.
Entrada 17 1 Guarda en el acumulador un número leído por el teclado
Salida 18 1 Muestra el número que está en el acumulador en la pantalla