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OBJETIVOS

Al finalizar la lectura de esta sección usted estará en condiciones de:

 

INTRODUCCIÓN

En el mundo informatizado actual, resulta evidente la importancia de los profesionales dedicados a brindar soporte en el ámbito de la computación. Las empresas invierten cientos de millones de dólares al año en adquirir y actualizar microcomputadoras y periféricos, pero no extraerán el beneficio potencial pleno de su inversión si no dedican personal debidamente capacitado a brindar soporte para esos sistemas.

Esta guía describe el tipo de conocimientos que son necesarios para alcanzar un nivel de excelencia como profesional de Soporte en el ámbito de la computación.  Su contenido proviene directamente de los objetivos especificados para la certificación A+ de la CompTIA correspondiente al examen común sobre tecnologías básicas.

En este capitulo ofrecemos una visión a vuelo de pájaro de la historia de la microcomputadora. Tal vez lo sorprenda saber que la historia de los dispositivos mecánicos de cálculo es muy antigua. Continuamos después con una breve reseña de las funciones fundamentales de una microcomputadora. A continuación, nos dedicaremos a temas de compatibilidad entre hardware y software. El capítulo finaliza con una exposición del sistema de numeración binaria y la función que cumple.

COMPONENTES ELECTRONICOS DE MICROCOMPUTADORAS

Muchos de los componentes que podemos encontrar hoy en día dentro de la PC son básicamente los mismos que podíamos en una gran variedad de electrodomésticos que tenemos en casa. Mucho de estos se vienen utilizando desde la década de los años 60.  Por ejemplo los televisores usaban transistores y resistencias.

Actualmente los automóviles poseen computadoras que se encargan de verificar cual es el correcto nivel de consumo de gasolina.  Todos estos componentes son similares a los que poseen las computadoras de hoy en día.

ANALOGO VS.  DIGITAL   

Antes de poder continuar hablando, es necesario diferenciar dos conceptos básicos Análogo y Digital.

Hoy en día las computadoras utilizan componentes que usan señales digitales, lo que significa que estas señales usan valores discretos. Las señales análogas cambian permanentemente su valor. Como ejemplo básico para diferenciarlos podemos usar dos interruptores distintos de luz.

El primer interruptor es un switch, el cual solo tiene dos opciones, encendido o apagado (on/off o 0/1), los cuales representan los dos estados de la señal discreta.

 

 


El otro interruptor, es una perilla que varia su estado desde el apagado al encendido con la posibilidad de ir manejando estados intermedios.  Con lo cual la señal no es discreta.

 

EVOLUCION

VALVULAS AL VACIO

Las tecnologías que se usan hoy en día son productos de tecnologías anteriores que han evolucionado. De generación en generación se han ido mejorando e incorporando grandes avances tecnológicos. El abuelo de las tecnologías actuales es la válvula al vacío.

Esta en realidad no es mas que un switch. Un pequeño voltaje en un polo e switchea a un voltaje mas alto en el otro polo.  De acuerdo a esta variación de energía entre los polos es que se puede definir un estado como 0 y al otro como 1. En base a esto, es que la información en las computadoras se representan en código binario. Las primeras máquinas tenían grandes cantidades de válvulas, lo cual hacia que existiera gran cantidad de problemas. El primero de ellos era que las válvulas necesitaban tomar una elevada temperatura para empezar a funcionar, lo cual hacia que el encendido de las maquinas se tomara su tiempo. Por otro lado este exceso de temperatura era el motivo por el cual estos equipos requerían de una refrigeración adecuada para su correcto funcionamiento.

TRANSISTORES

Si la válvula es el abuelo de los componentes electrónicos actuales, el transistor es el padre.  Básicamente trabaja de forma similar a la válvula.  Un pequeño voltaje aplicado en un polo controla la diferencia de voltaje en el otro polo.  La diferencia con respecto a la válvula, es que el transistor en lugar de usar un filamento incandescente para funcionar usa una pastilla de silicio para realizar lo mismo.  El silicio pertenece a una familia de elementos que son tanto conductores como aislantes, los cuales son conocidos como semiconductores.  Que este tipo de elemento actual como conductor o como aislante va a depender de alguna condición, por ejemplo si en el transistor circula corriente eléctrica, esta causa que el silicio se comporte como un conductor.  Los transistores eliminan las limitaciones que encontrábamos en las válvulas y esto se deben a que generan un mínimo de calor y su tamaño también lo es, gracias a esto es que se redujo el tamaño de las computadoras.

Con las técnicas actuales de fabricación se pueden colocar hasta cinco millones de transistores dentro de una superficie de aproximadamente 9 centímetros cuadrados.

RESISTENCIAS

Otro componente utilizado comúnmente en las computadoras son las resistencias, como su nombre lo indica estas generan resistencia al flujo de electricidad.  La electricidad es disipada en forma de calor.  Existen dos tipos de resistencias, las fijas y las variables.

RESISTENCIAS FIJAS

Son usadas cuando se necesita reducir la corriente actual a cierta cantidad fija.  Estas son fácilmente identificabas por su tamaño y forma.  El nivel de resistencia esta indicado por bandas de colores que significan su magnitud. , Si en algún momento es necesario reemplazar una resistencia, la misma deberá ser reemplazadas por otra con el mismo nivel de resistencia.  El nivel de resistencia puede ser identificado por las bandas de colores que se encuentran en la resistencia, cada color identifica un número. Las primeras dos bandas representan un numero de 1 a 2 dígitos La tercer banda representa un múltiplo La presencia o ausencia de la cuarta banda representa un factor de margen de error. Para poder interpretar bien los valores hay que conocer la convención de colores existentes (según la tabla que se encuentra mas adelante) y realizar la lectura de los mismos de izquierda a derecha de la resistencia.  Por ejemplo si leyendo la resistencia de izquierda a derecha se ven los siguientes colores: rojo, naranja y marrón, esto indica lo siguiente:

                                                                      Rojo                            2

                                                                      Naranja                       3         23 x 10 =230 ohms.

                                                                      Marrón                     10

                                                   Color                Primer Banda                   Segunda Banda                Tercer Banda

                                                                          Digito Izquierda               Dígito Derecha                      Múltiplo

                                                   Negro                                      0                                        0                      1

                                                   Marrón                                    1                                        1                      10

                                                   Rojo                                         2                                        2                      100

                                                   Naranja                                   3                                        3                      1000

                                                   Amarillo                                  4                                        4                      10000

                                                   Verde                                       5                                        5                      100000

                                                   Azul                                         6                                        6                      1000000

                                                   Violeta                                     7                                        7                      10000000

                                                   Gris                                          8                                        8                      100000000

                                                   Blanco                                     9                                        9                      -----------------

La unidad que se utiliza para medir la resistencia es el ohm.  No hay que olvidar nunca el valor de la cuarta banda (rango de tolerancia).  Cuando esta banda no existe hay que agregar un factor de tolerancia del orden del 20 %.

RESISTENCIAS VARIABLES

Estas también son llamadas reóstato o potenciómetro, el uso más común de este tipo de resistencias en una computadora es para manejar los controles de volumen o de brillo / contraste.  La resistencia varia entre el polo del centro y los otros polos.  Esto permite variar la resistencia desde 0 hasta infinito.

CAPACITORES

Este es otro elemento comúnmente utilizado, su función es la de almacenar la corriente eléctrica.  Es usado típicamente por las fuentes de alimentación y en circuitos de temporización, estos raramente son causantes de fallas en los sistemas, ya que solo se encargan de almacenar la energía y también de liberaría.

Cuidado: No toque nunca un capacitar si no esta seguro que el mismo se encuentra descargado. El mismo puede almacenar miles de voltios y los mismos se pueden mantener durante una gran cantidad de tiempo una vez que el equipo se encuentra apagado.

CIRCUITOS INTEGRADOS

Con las técnicas actuales de fabricación, es posible colocar todos juntos los componentes vistos anteriormente en un circuito para realizar cierto tipo de tareas. En la década del 70 e podían colocar varios de estos componentes en plaquetas que recibían el nombre de circuitos impresos. A comienzos de la década de los ochenta los componentes se empiezan a montar sobre pastillas de silicio de un tamaño muchísimo más pequeño dando origen a los conocidos chip de hoy en día.

UNA BREVE RESEÑA HISTORICA

La era electrónica comenzó en 1946 con la construcción del Integrador Numérico y Computadora Electrónica (Electronic Numerical Integrator and Computer - ENIAC). En la Universidad de Pennsylvania. ENIAC fue el primer dispositivo de cálculo electrónico construido para aplicaciones de índole general.

Pero no fue la primera computadora. En 1839, Charles Babbage diseñó y desarrolló la primera computadora digital mecánica que merece el nombre de tal: la Máquina Diferencial de Babbage, que podía resolver problemas matemáticos, incluso ecuaciones diferenciales simples.

Después de este éxito, Babbage diseñó la Máquina Analítica, que ya implicaba un proyecto más ambicioso.  Está última máquina, que nunca llegó a construirse en su totalidad, incluía muchos principios de funcionamiento de las computadoras modernas, que fueron descubiertos nuevamente al cabo de un siglo, durante el desarrollo de máquinas  posteriores.

Antes de la construcción de la ENIAC, existían ya diversos dispositivos electrónicos que empleaban la misma tecnología de tubos de vacío aplicada en la ENAC. Se habían desarrollado también unas pocas computadoras con funciones específicas, como la Colossus, del Servicio de Inteligencia británico. Se trataba de una máquina de finalidad específica, destinada a la decodificación de mensajes secretos durante la Segunda Guerra Mundial y sólo llevaba a cabo operaciones lógicas, sin incluir operaciones aritméticas.

EL CAMINO HACIA LA PC

En agosto de 1981, IBM anunció que estaba disponible la primera microcomputadora comercializaba: la IBM Personal Computer o PC.  Ya existían desde algún tiempo atrás otras computadoras, pero se trataba de enormes máquinas que ocupaban cuartos enteros en grandes edificios de oficinas o instalaciones militares.  La primera versión de la PC IBM resultó más exitosa aún de lo previsto y muchas empresas, como Compaq Computers y Texas Instruments, participaran del proceso.

Durante estos dieciséis años, la microcomputadora ha experimentado una notable evolución.  Muchos de nosotros tenemos en nuestro escritorio microcomputadoras más potentes que aquella EN IAC que ocupaba todo un cuarto.

Si queremos tener una comprensión cabal de la historia y de las tendencias actuales en la industria de computación, es necesario conocer más sobre los componentes que forman una microcomputadora.  Los primeros capítulos de este curso abordan estos temas.

COMPUTADORAS PORTATILES

Como todos sabemos, la PC actual es considerablemente más pequeña que las computadoras que la precedieron.  La industria de la computación siempre tendió a reducir cada vez más el tamaño de las computadoras: de allí que hayan aparecido las computadoras "portátiles".  Conviene pensar en una computadora portátil como perteneciente a una de las siguientes clases: portátiles (que caben en el equipaje), computadoras tipo laptop y computadoras de mano.

El primer tipo incluye computadoras con todas las características habituales que son fácilmente transportabas.  A veces se las denomina "transportabas" para distinguirlas de las laptops y computadoras de mano, porque son relativamente grandes en comparación con ellas.  Las primeras máquinas de la serie Macintosh Classic constituyen un ejemplo de este tipo de computadora, cuyo estuche estaba provisto de un asa para transportarlo.

Las computadoras tipo laptop y notebook son mucho más cómodas que las portátiles.  El vocablo "laptop" indica, en inglés, que su tamaño permite colocarlas sobre la falda del usuario.  Si bien son mucho más pequeñas que la microcomputadora de escritorio, la tecnología utilizada en ellas es en gran parte la misma.

La más reciente versión es la computadora de mano.  A veces se le denomina PDA (Personal Digital Assistants), o asistentes digitales personales, o lisa y llanamente computadoras de mano o HPC ("handheld" PC).  Muchas de ellas utilizan tecnologías tipo "lápiz", que permiten al usuario interactuar con la computadora mediante un dispositivo con forma de lápiz en lugar de un teclado o mouse.  Como ejemplos de este tipo de computadora citaremos la Apple Newton y la HPC de Hewlett-Packard.

Más adelante en este curso estudiaremos brevemente la tecnología utilizada en estas computadoras más pequeñas.

FUNCIONES FUNDAMENTALES

Antes de analizar el funcionamiento interno de una microcomputadora, es necesario entender cuáles son las operaciones que una computadora lleva a cabo.

Básicamente, sólo hay cuatro funciones:

 

ENTRADA

 La información entra al sistema a través de un teclado o ratón.
 
Entrada: a través de esta función, el usuario ingresa                la información en la computadora. Antes de que ésta pueda manipular los datos, debe existir una manera de introducir la información necesaria.  Los componentes de entrada son dispositivos como el teclado, el mouse y el módem. Más adelante estudiaremos con detenimiento los diferentes tipos de dispositivos de entrada.

Procesamiento: una vez ingresados los datos en la computadora, ésta aplica instrucciones específicas a tales datos. Las instrucciones varían según lo indicado por el usuario. Las aplicaciones de software dirigen este tipo de operaciones.

 

SALIDA

 Se muestran los resultados del procesamiento por medio de un monitor o alguna otra interfaz.
 
Salida:  una vez terminado el procesamiento, es necesario que la computadora devuelva los      resultados al usuario. Un dispositivo de salida constituye una interfaz entre la computadora y el usuario. Los monitores, impresoras y módems son ejemplos de dispositivos de salida que analizaremos más adelante.

 

ALMACENAMIENTO

 Se guardan los datos para el futuro en un medio magnético u óptico de almacenamiento.
 

Almacenamiento: es un elemento que permite al usuario grabar datos. Los datos se graban magnéticamente en dispositivos de almacenamiento tales como discos rigidos, diskettes flexibles o cintas. Existen también sistemas de almacenamiento óptico, que emplean tecnología de disco compacto (CD-ROM).

 

COMPATIBILIDAD ENTRE EL HARDWARE Y EL

 

SOFTWARE

En los comienzos de la industria del ramo, no era raro encontrarse con computadoras exclusivas de un fabricante o, incluso, patentadas, cuyos componentes de hardware y de software no podían intercambiarse con los de otros fabricantes.  Tal era el caso de la primera PC de IBM.  Más tarde, IBM dio a publicidad las especificaciones de hardware y otros proveedores diseñaron productos compatibles con esa PC.

En la actualidad, es cada vez mayor la cantidad de proveedores que colaboran entre sí para definir las especificaciones de sus productos, de modo que la compatibilidad va perdiendo su carácter de obstáculo.  Existen ahora, por ejemplo, tres tipos principales de PC: las PC compatibles con la de IBM (vulgarmente denominadas "IBM compatibles o Clones"), la Macintosh de Apple y la PowerPC de Motorola/Apple/IBM.

Como veremos más adelante, no todos los componentes de hardware son compatibles. Y lo mismo ocurre con el software. Al idear un código fuente de software, se aprovechan determinadas ventajas que ofrecen ciertas características del hardware.  Si tales características faltan, el software resulta incompatible con ese equipo.

Un factor que pesa en el tema de la compatibilidad es el tipo de procesador, que en el caso de las computadoras de Macintosh es un procesador Motorola, mientras que en las compatibles con la PC de IBM es un procesador Intel, AMD o Cyrix. Otro factor de importancia es el sistema operativo.  Por último, existen requisitos particulares, como la cantidad de memoria necesaria para que determinadas aplicaciones y dispositivos funcionen como corresponde.  No todos los sistemas operativos son compatibles con todo tipo de software, el cual, a su vez, no es compatible con todos los procesadores y demás elementos de hardware.

Como ejemplo de esta situación nos referiremos a las computadoras y software Macintosh por un lado, y a las computadoras y software propios de los equipos cortipatibles con la PC de IBM.  Los componentes de Macintosh no funcionan en una computadora compatible con la arquitectura de IBM, y viceversa. Análogamente, si un paquete de software como el Microsoft Windows 95 fue ideado para operar con un mínimo de 4 MB de memoria, y si la computadora en la cual se lo pretende utilizar tiene sólo 2 MB, el software no se podrá cargar o no funcionará como corresponde.

 

DIGITOS BINARIOS

La microcomputadora funciona como cualquier otro aparato eléctrico, en el sentido de que sólo adopta dos estados: pasa corriente o no pasa corriente. 0 bien llega a ella un impulso eléctrico (pasa corriente) o ese impulso no llega (no pasa corriente).  El dígito binario 1 representa el estado de "paso de corriente" y el estado de "no paso de corriente" está representando por el número 0. La palabra "bit" es simplemente un apócope de dos palabras en inglés que significan "dígito binario":  binary digit.

Si bien trabajar con unos y ceros puede parecer algo muy elemental para la potencia de cómputo de una microcomputadora, recuerde sin embargo que su velocidad es enorme.

Para traducir los bits en caracteres se utiliza el juego de caracteres ASCII (American Standard Code for Information Interchange - Código Estadounidense Estándar para Intercambio de Información). Este código está compuesto por 128 caracteres y emplea 7 de los 8 bits para representarlos. Según este esquema de representación, el octavo bit se utiliza para verificar la existencia de errores. Más tarde IBM creó el Juego de Caracteres Ampliado que permite representar 256 caracteres con siete bits, mientras el octavo se reserva para símbolos especiales.

No es difícil comprender que un único archivo, sea éste un programa, un documento o una hoja de cálculo, puede estar compuesto por miles de bits. Por esta razón siempre se usan números muy grandes cuando se habla de los diversos componentes de una computadora. La siguiente tabla ayudará a que el lector se acostumbre a estas unidades, en las cuales se mide la información dentro de la computadora.

8 bit  = 1 Byte

1024 bits = 1 Kilobyte (KB)

1024 KB = 1 Megabyte (MB)

1024 MB = 1 Gigabyte (GB)

1024 GB = 1 Terabyte (TB)

1024 TB  = 1 Exabyte (EB)

 ALGO MAS ACERCA DE LA NOTACION BINARIA

 

Un número binario está compuesto por una serie de dígitos binarios, o bits.  Como hemos visto, cada bit puede ser un cero o un uno.  Cada posición de un número binario representa una potencia de 2. Los números binarios se agrupan habitualmente en octetos o grupos de ocho bits cuyos valores son los siguientes en nuestra notación decimal de todos los días:

 

Posición

8

7

6

5

4

3

2

1

Potencia

27

26

25

24

23

22

21

20

Valor decimal

128

64

32

16

8

4

2

1

Valor

BMS

 

 

 

 

 

 

BmS

 

El bit situado más a la izquierda es el bit más significativo: BMS. El bit situado más a la derecha es el bit menos significativo:  BmS.

 

Quizás lo ayude a entender este sistema de numeración binaria el advertir que en él se utiliza el número 2 como base en lugar de la habitual base 1 0 que utiliza el sistema de numeración que utilizamos todos los días. Consideremos el ejemplo siguiente:

 

Posición

6

5

4

3

2

1

Potencia

105

104

103

102

101

100

Valor decimal

100.000

10.000

1.000

100

10

1

 

En realidad, se opera con los números decimales del mismo modo que con los números binarios, puesto que el dígito situado más a la derecha representa un 1, el siguiente representa decenas, el tercero contando desde la derecha hacia la izquierda representa centenas, y así sucesivamente.

 

USO DE LOS NUMEROS BINARIOS

 

La cantidad de valores que se pueden representar depende de la cantidad de bits disponibles. Con un bit, se puede representa un 0 ó un 1: dos combinaciones posibles.  La tabla siguiente indica la cantidad de combinaciones posibles cuando hay 8 bits:

 

Cant. de bits

1

2

3

4

5

6

7

8

Combina.

2

4

8

16

32

64

128

256

Val. Decimales

0-1

0-3

0-7

0-15

0-31

0-63

0-127

0-255

 

Cuando utilice números binarios en el material que sigue, continúe usando estas tablas como referencia.

 

CONVERSION DE LA NOTACION BINARIA A LA NOTACION DECIMAL

 

Para convertir un número binario a su notación decimal, es necesario determinar primero el valor decimal de cada uno de los bits. Sumando estos valores, se obtiene el número decimal correspondiente. En los siguientes ejemplos, la primera fila contiene un número binario de ejemplo, la segunda fila contiene las potencias de dos correspondientes a cada uno de los bits, la tercera fila contiene el valor decimal de esa potencia y la cuarta fila contiene el valor decimal correspondiente al bit situado en la misma columna en el número binario que se dio como ejemplo.

 

Número binario: 11000000

 

1

1

0

0

0

0

0

0

27

26

25

24

23

22

21

20

128

64

32

16

8

4

2

1

128

64

0

0

0

0

0

0

 

El valor decimal de este número binario es: 128 + 64 = 192

 

                Número binario: 11011010

 

1

1

0

1

1

0

1

0

27

26

25

24

23

22

21

20

128

64

32

16

8

4

2

1

128

64

0

16

8

0

2

0

 

El valor decimal de este número binario es: 128 + 64 + 16 + 8 + 2 = 218

 

Número binario: 10011101

 

1

0

0

1

1

1

0

1

27

26

25

24

23

22

21

20

128

64

32

16

8

4

2

1

128

0

0

16

8

4

0

1

 

El valor decimal de este número binario es: 128 + 16 + 8 + 4 + 1 = 157

 

RESUMEN

 

En este capítulo comenzamos a hablar de las microcomputadoras repasando rápidamente su historia, las funciones fundamentales que cumplen, viendo algunos temas de compatibilidad y explicando cómo funciona la numeración binaria.

En el próximo capítulo comenzaremos a tratar algunos temas específicos haciendo una exposición sobre los distintos componentes de una microcomputadora.

EJERCICIOS

1.       Las cuatro funciones fundamentales de una microcomputadora son (elija una de las respuestas):

1)       Entrada, Procesamiento, Impresión, Almacenamiento

2)       Almacenamiento, Salida, Procesamiento, Entrada

3)       Procesamiento binario, Procesamiento digital, Almacenamiento en disco rígido, Interfaz con video

4)       Entrada, Producción, Salida, Procesamiento

2.        Una microcomputadora provista de un procesador Intel puede ejecutar sin dificultad programas escritos para el sistema operativo de Macintosh.

1)       Verdadero

2)       Falso

3.        Convierta el número binario 11011011 a su equivalente decimal.

1)       210

2)       320

3)       84

4)       219

4.        ¿Cuántos kilobytes contiene un gigabyte?

1)       1.000.000

2)       1.048.576

3)       1.024

4)       1.073.741.824

5.        La primera computadora digital fue construida en el año:

1)       1961

2)       1839      

3)       1981

4)       1946