¿Por qué el N73 no se puede conectar a la computadora?
La implementación física de los diseños conceptuales anteriores es diversa. Como mencionamos anteriormente, las computadoras con programas almacenados pueden ser mecánicas o basadas en electrónica digital. Los circuitos digitales pueden implementar operaciones aritméticas y lógicas utilizando números binarios mediante el control electrónico de interruptores como relés. El artículo de Shannon simplemente nos mostró cómo se podrían organizar los relés para formar puertas lógicas que pudieran realizar operaciones booleanas simples. Otros estudiosos se apresuraron a señalar que los tubos de vacío podrían reemplazar a los circuitos de relé. Los tubos de vacío se utilizaron originalmente como amplificadores en circuitos de radio y luego comenzaron a usarse cada vez más como interruptores rápidos en circuitos electrónicos digitales. Cuando se energiza una clavija de un tubo, la corriente puede fluir libremente entre las otras dos terminales.
A través de la disposición y combinación de puertas lógicas, podemos diseñar y completar muchas tareas complejas. Por ejemplo, la máquina sumadora es una de ellas. Este dispositivo realiza la suma de dos números en el campo electrónico y guarda el resultado; en informática, este método para lograr un propósito específico a través de un conjunto de operaciones se llama algoritmo. Finalmente, se logró ensamblar una ALU completa y un controlador a partir de un número considerable de puertas lógicas. Es un número bastante impresionante, basta con mirar el CSIRAC, que es probablemente el ordenador de tubo práctico más pequeño. La máquina contenía 2.000 tubos de electrones, muchos de los cuales eran dispositivos de doble propósito, lo que significa un total de 2.000 a 4.000 dispositivos lógicos.
Los tubos de vacío obviamente no pueden crear circuitos de compuerta a gran escala. Caro, inestable (especialmente en grandes volúmenes), inflado, consume mucha energía y no es lo suficientemente rápido, aunque muy superior a los circuitos de conmutación mecánicos. Todo esto llevó a su sustitución por transistores en los años 1960. Este último es más pequeño, fácil de operar, altamente confiable, ahorra más energía y tiene un costo menor.
Los circuitos integrados son la base de los ordenadores electrónicos actuales. Después de la década de 1960, los transistores comenzaron a ser reemplazados gradualmente por circuitos integrados, que colocaban una gran cantidad de transistores, varios otros componentes electrónicos y cables de conexión en una placa de silicio. En la década de 1970, la ALU y el controlador, como dos partes de la CPU, comenzaron a integrarse en un chip, llamado "microprocesador". A lo largo de la historia del desarrollo de los circuitos integrados, podemos ver el rápido aumento en el número de dispositivos integrados en un chip. Los primeros circuitos integrados contenían sólo unas pocas docenas de componentes; en 2006, el número de transistores en un procesador Intel Core Duo llegaba a 151 millones.
Ya sea un tubo de vacío, un transistor o un circuito integrado, se puede utilizar como componente de "almacenamiento" en una arquitectura de programa almacenado mediante el uso de un mecanismo de diseño flip-flop. De hecho, los flip-flops se utilizan como almacenamiento ultrarrápido a pequeña escala. Sin embargo, pocos diseños de computadoras utilizan flip-flops para el almacenamiento de datos a gran escala. Las primeras computadoras usaban tubos Williams para enviar haces de electrones a una pantalla de televisión o a algunas líneas de retardo de mercurio (las ondas sonoras viajan lo suficientemente lento como para considerarse "almacenadas" en ellas) y luego leerlas. Por supuesto, estos métodos efectivos pero poco elegantes finalmente fueron reemplazados por el almacenamiento magnético. Por ejemplo, en la memoria del núcleo magnético, la corriente que representa la información puede generar un campo magnético débil permanente en el material de hierro. Cuando este campo magnético se lee nuevamente, se logra la recuperación de datos. También se inventó la memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM). Es un circuito integrado que contiene una gran cantidad de condensadores. Estos dispositivos capacitivos son responsables de almacenar la carga de datos; la intensidad de la carga se define como el valor de los datos.
[Editar este párrafo] Dispositivos de entrada y salida
La entrada y salida (E/S) se refiere a dispositivos que envían información externa a la computadora y dispositivos que devuelven los resultados del procesamiento al exterior. mundo. . Estos resultados devueltos pueden ser experimentados intuitivamente por el usuario, o pueden ser ingresados desde otros dispositivos controlados por la computadora: para un robot, la salida de la computadora de control es básicamente el propio robot, como la realización de diversos comportamientos.
Los ordenadores de primera generación tenían una gama muy limitada de dispositivos de entrada y salida. El dispositivo de entrada habitual es un lector de tarjetas con tarjetas perforadas, que se utiliza para introducir instrucciones y datos en la memoria; el dispositivo de salida que se utiliza para almacenar los resultados suele ser una cinta magnética. Con el avance de la tecnología, ha aumentado la riqueza de dispositivos de entrada y salida. Tomemos como ejemplo una computadora personal: el teclado y el mouse son las principales herramientas para que los usuarios ingresen información directamente en la computadora, mientras que los monitores, impresoras, parlantes y auriculares devuelven los resultados del procesamiento. Además, existen muchos dispositivos de entrada que aceptan diferentes tipos de información, como cámaras digitales que pueden introducir imágenes.
Entre los dispositivos de entrada y salida, hay dos categorías que merecen atención: la primera categoría son los dispositivos de almacenamiento secundario, como discos duros, discos ópticos u otros dispositivos lentos pero de gran capacidad. El segundo es el equipo de acceso a la red informática. A través de este equipo, la transmisión directa de datos entre computadoras aumenta en gran medida el valor de las computadoras. Hoy en día, Internet ha permitido que decenas de millones de computadoras se transfieran diversos tipos de datos entre sí.
[Editar este párrafo] Programa
En pocas palabras, un programa de computadora es una serie de instrucciones ejecutadas por una computadora. Pueden ser solo unas pocas instrucciones para realizar una tarea simple, o puede que tenga que operar una cola de instrucciones compleja que contiene grandes cantidades de datos. Muchos programas informáticos contienen millones de instrucciones, muchas de las cuales pueden ejecutarse repetidamente. En 2005, una computadora personal típica podía ejecutar aproximadamente 3 mil millones de instrucciones por segundo. Las computadoras generalmente no ejecutan instrucciones complejas para obtener funciones adicionales, sino que ejecutan instrucciones breves simples pero numerosas según lo dispuesto por el programador. En términos generales, los programadores no escriben instrucciones directamente a la computadora en lenguaje de máquina. El resultado de esto sólo puede ser lento, laborioso, ineficiente y lleno de lagunas. Por lo tanto, los programadores suelen escribir programas en un lenguaje de "alto nivel", que luego se traducen al lenguaje de máquina mediante algún programa informático especial, como un intérprete o un compilador. Algunos lenguajes de programación se parecen mucho al lenguaje de máquina, como el lenguaje ensamblador, y se consideran lenguajes de bajo nivel. Otros lenguajes, como Prolog, que utilizan principios abstractos, ignoran por completo los detalles operativos del funcionamiento real de la computadora y pueden describirse como lenguajes de alto nivel. Para una tarea específica, se debe seleccionar el idioma correspondiente en función de sus características de transacción, habilidades de programador, herramientas disponibles y necesidades del cliente (los proyectos de ingeniería en los Estados Unidos y China generalmente requieren el uso del lenguaje Ada). .
Software informático es otra palabra que no equivale a programa informático. El software de computadora es un término técnico más inclusivo que incluye varios programas y todos los materiales relacionados utilizados para completar las tareas. Por ejemplo, los videojuegos contienen no sólo el programa en sí, sino también imágenes, sonidos y otros contenidos de datos para crear un entorno de juego virtual. En el mercado minorista, una aplicación en una computadora es solo una copia del software para una gran cantidad de usuarios. El ejemplo cliché aquí es, por supuesto, el paquete de software de oficina de Microsoft, que incluye una serie de programas relacionados que satisfacen las necesidades generales de la oficina. El uso de esas instrucciones extremadamente simples en lenguaje de máquina para implementar innumerables software de aplicaciones potentes significa que su escala de programación está destinada a ser grande. Windows XP, un programa del sistema operativo, contiene 40 millones de líneas de código fuente en lenguaje de alto nivel C++. Por supuesto, este no es el más grande. Una escala tan grande de software también ilustra la importancia de la gestión en el proceso de desarrollo. En la programación real, los programas se dividen en tamaños que cada programador puede completar en un período de tiempo aceptable. Aun así, el proceso de desarrollo de software es lento, impredecible y lleno de omisiones. Con las exigencias de los tiempos, la ingeniería de software se centra en cómo acelerar el progreso del trabajo y mejorar la eficiencia y la calidad.
[Editar este párrafo]Bibliotecas y sistemas operativos
Poco después del nacimiento de las computadoras, la gente descubrió que ciertas tareas debían realizarse en muchos programas diferentes, como calcular algunas matemáticas estándar. funciones. Para mejorar la eficiencia, las versiones estándar de estos programas se recopilan en una "biblioteca" para que cada programa las llame. Muchas tareas suelen requerir el manejo de una variedad de interfaces de entrada y salida. En este momento, la biblioteca para la conexión puede resultar útil.
En la década de 1960, con la popularidad de la industrialización informática, las computadoras se utilizaron cada vez más para manejar diferentes tareas en las organizaciones. Pronto estuvo disponible un software especial que podía programar automáticamente la continuación y ejecución del trabajo. El software que controla el hardware y es responsable de la programación del trabajo se denomina "sistema operativo". Un ejemplo de uno de los primeros sistemas operativos es IBM OS/360. En el proceso de mejora continua, el sistema operativo introdujo un mecanismo de tiempo compartido: la concurrencia. Esto permite que muchos usuarios diferentes utilicen la máquina para ejecutar sus propios programas simultáneamente, como si cada uno tuviera su propio ordenador. Para ello, el sistema operativo necesita proporcionar a cada usuario una "máquina virtual" para separar diferentes programas. Como cada vez hay más dispositivos que necesitan ser controlados por el sistema operativo, uno de ellos es el disco duro. Por lo tanto, el sistema operativo también introduce la gestión de archivos y directorios (carpetas), lo que simplifica enormemente la aplicación de dichos dispositivos de almacenamiento permanente. Además, el sistema operativo es responsable de los controles de seguridad para garantizar que los usuarios sólo puedan acceder a aquellos archivos a los que se les ha permitido acceder.
Por supuesto, el último paso importante en el desarrollo de sistemas operativos hasta ahora es proporcionar una interfaz gráfica de usuario (GUI) estándar para los programas. Aunque no existe ninguna razón técnica por la que el sistema operativo deba proporcionar estas interfaces, los fabricantes de sistemas operativos siempre esperan y alientan que el software que se ejecuta en sus sistemas sea consistente o similar en apariencia y características de comportamiento al sistema operativo.
Además de estas funciones principales, el sistema operativo también encapsula una serie de otras herramientas de uso común. Algunos tienen poca importancia para la gestión informática, pero son útiles para los usuarios. Por ejemplo, Mac OS X de Apple incluye una aplicación de edición de vídeo. Es posible que algunos sistemas operativos de computadoras pequeñas no utilicen esta función. Las primeras microcomputadoras no ofrecían funciones adicionales debido a la memoria y la potencia de procesamiento limitadas, mientras que las computadoras integradas usaban sistemas operativos especializados o ninguno. A menudo expresan directamente algunas funciones del sistema operativo a través de aplicaciones.
[Editar este párrafo]Aplicaciones
Las máquinas controladas por ordenadores son habituales en la industria. Muchos juguetes modernos producidos en masa, como Furby, son inseparables de procesadores integrados baratos.
Al principio, los enormes y costosos ordenadores digitales se utilizaban principalmente para cálculos científicos, especialmente en proyectos militares. Por ejemplo, ENIAC se utilizó por primera vez para calcular la densidad de neutrones de las secciones transversales balísticas de artillería y diseñar bombas de hidrógeno (muchas supercomputadoras todavía desempeñan un papel importante en la simulación de pruebas nucleares en la actualidad). El CSIR Mk I fue la primera computadora con programa almacenado diseñada en Australia para evaluar las precipitaciones en cuencas hidroeléctricas. Otros se utilizaron para descifrar, como la computadora programable británica "Colossus". Además de estas primeras aplicaciones científicas o militares, las computadoras se utilizaron en una amplia gama de otros campos. Desde el principio, las computadoras con programas almacenados han estado estrechamente asociadas con la resolución de problemas empresariales. Mucho antes de que naciera la primera computadora comercial de IBM, J. Lyons y otros en el Reino Unido diseñaron y fabricaron LEO para la gestión de activos u otros fines comerciales. Debido a los continuos controles de volumen y costos, las computadoras comenzaron a extenderse a organizaciones más pequeñas. Junto con la invención del microprocesador en la década de 1970, las computadoras baratas se convirtieron en una realidad. En la década de 1980, las computadoras personales se hicieron muy populares y las operaciones repetitivas de informes, como escribir e imprimir documentos electrónicos y cálculos presupuestarios, comenzaron a depender cada vez más de las computadoras. A medida que las computadoras se volvieron más baratas, las obras de arte creativas comenzaron a utilizarlas. La gente usa sintetizadores, gráficos por computadora y animaciones para crear y modificar sonidos, imágenes y videos. La industrialización de los videojuegos también muestra que las computadoras han creado una nueva historia en el entretenimiento. Desde la miniaturización de las computadoras, el control de los equipos mecánicos también ha comenzado a depender del soporte informático. De hecho, fue la construcción de una computadora integrada lo suficientemente pequeña como para controlar la nave espacial Apolo lo que impulsó un salto adelante en la tecnología de circuitos integrados. Hoy en día, es mucho más difícil encontrar un dispositivo mecánico activo que no esté controlado por una computadora que encontrar uno que esté, aunque sea parcialmente, controlado por computadora. Quizás los dispositivos controlados por computadora más conocidos sean los robots, que tienen una apariencia más o menos humana y algún subconjunto de comportamiento humano. Los robots industriales se han convertido en algo habitual en la producción en masa. Sin embargo, los robots totalmente antropomórficos todavía existen sólo en novelas de ciencia ficción o en laboratorios. La robótica es esencialmente una expresión física del campo de la inteligencia artificial. La llamada inteligencia artificial es un concepto vago, pero lo cierto es que esta disciplina intenta permitir que los ordenadores posean capacidades que no están disponibles actualmente pero que son inherentes al ser humano. A lo largo de los años, se han desarrollado muchos métodos nuevos para permitir que las computadoras hagan cosas que antes se pensaba que solo eran posibles para los humanos. Por ejemplo, leer y jugar al ajedrez. Sin embargo, hasta ahora, el progreso en el desarrollo de computadoras con inteligencia "holística" similar a la humana ha sido muy lento.
Con la creciente popularidad de las computadoras, estas han ingresado a casi todas las industrias y han jugado un papel decisivo. Se ha convertido en una herramienta indispensable para el normal funcionamiento de la sociedad actual. Las computadoras juegan un papel muy importante en nuestra vida moderna. La gente depende tanto de las computadoras que no puedo imaginar cómo serían nuestras vidas sin ellas. Por lo tanto, es fundamental adquirir conocimientos de informática, dominar el uso de las mismas y afrontar problemas informáticos generales.
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[Editar este párrafo] Informática
En el mundo actual, casi todas las carreras están estrechamente relacionadas con la informática. Sin embargo, sólo ciertas especialidades y disciplinas estudian las técnicas de fabricación, programación y uso de computadoras. Los significados de los términos académicos utilizados para explicar los diferentes campos de estudio de la informática cambian constantemente y surgen nuevas disciplinas. La ingeniería informática es una rama de la ingeniería eléctrica que estudia el software y el hardware de las computadoras y las relaciones entre ellos. La informática es el nombre tradicional para el estudio académico de la informática. Este artículo se centra en técnicas computacionales y algoritmos eficientes para realizar tareas específicas. Este tema determina si un problema se puede resolver para nosotros en el campo de la informática, como qué tan eficiente es y cómo hacer un programa más eficiente. Hasta ahora, la informática ha surgido en muchas ramas, cada una de las cuales estudia en profundidad diferentes tipos de problemas. La ingeniería de software se centra en la metodología y la práctica del desarrollo de sistemas de software de alta calidad e intenta comprimir y predecir los costos y ciclos de desarrollo. Los Sistemas de Información estudian la aplicación de las computadoras en una amplia gama de entornos organizados, principalmente empresariales. Muchas disciplinas están entrelazadas con otras disciplinas. Por ejemplo, los especialistas en SIG utilizan tecnología informática para gestionar información geográfica. Hay tres grandes organizaciones dedicadas a la informática en el mundo: Reino Unido.