El esquema estructural de la computadora

La estructura de una computadora representa un sistema que integra diferentes componentes organizados en diferentes niveles independientes unos de otro en cuanto a su estructura, pero conservando la interdependencia desde el nivel más alto hasta el nivel más bajo en torno a su funcionamiento.

La estructura general de las computadoras considera la siguientes funciones:

El procesamiento de datos: Se encarga de transforma y dar tratamiento a los datos aplicando funciones básicas como son las aritméticas y las lógicas.

El almacenamiento de los datos: Mientras se esta llevando a cabo la función de procesamiento, los datos son almacenados temporalmente en localidades de memoria cuyo contenido cambia continuamente debido a la gran cantidad de cálculos que realiza el procesador.

La entrada y salida de datos: Cuando los datos son recibidos o enviados desde algún dispositivo conectado a la computadora se conoce como proceso de Entrada/ Salida de datos; y el dispositivo de referencia es conocido como periférico; cuando los datos son movidos a grandes distancias, el proceso es conocido como Comunicación de Datos.Se da internamente en la computadora y de manera dinámica con el medio ambiente operativo constituido por dispositivos que sirven como fuente o destino de los datos.

La función de control: Se efectúa en todo momento sobre el procesamiento, el almacenamiento y movimiento de datos, la unidad de control administra los recursos de la computadora, así como partes funcionales en respuesta a los programas residentes en la computadora.

la computadora ejecuta la función de movimiento de datos entre dispositivos, transferencia de datos desde un dispositivo o una línea de comunicación a otra, escritura o lectura de datos en dispositivos y consecuentemente el procesamiento de datos que esto representa.

La estructura interna de una computadora cuatro componentes principales:

• Unidad de Central de proceso (CPU).- controla la operación de la computadora y ejecuta funciones de procesamiento de datos, se le conoce generalmente como procesador.
• Unidad de Control.- Controla las operaciones del CPU.
• Unidad Aritmética y lógica (ALU).- Ejecuta las funciones de procesamiento de    datos.
• Memoria Principal.- Almacenamiento de datos de manera temporal.
• Registros.- Provee almacenamiento en el CPU.
• Entrada / Salida (E/S).- Movimiento de datos entre la computadora y su medio ambiente externo.
• Sistema de Interconexión.- Son mecanismos que permiten la comunicación con la unidad de control, la unidad aritmética y lógica y los registros.

Como se puede apreciar las computadoras pueden dividirse en tres bloques principales que son:

Unidades o dispositivos de entrada.
Mediante estos, se introducen datos, comando y/o programas en la CPU, permiten introducir datos externos a la computadora para su posterior procesamiento. Estos datos pueden provenir de distintas fuentes, algunos dispositivos de entrada más utilizados son:

• Teclado
• Ratón o Mouse
• Escáner
• lector de código de barras
• Joystick (controles para juegos)
• Micrófono
• Web Cam
• Tableta digitalizadora
• Pantalla sensibles al tacto

  

Sistema informático

Un sistema informático como todo sistema, es el conjunto de partes interrelaciones, hardware y software y de recurso humano que permite almacenar y procesar información. El hardware incluye computadoras o cualquier tipo de dispositivo electrónico inteligente, que consisten en procesadores, memoria, sistemas de almacenamiento externo, etc. El software incluye al sistema operativo, firmware y aplicaciones, siendo especialmente importante los sistemas de gestión de bases de datos. Por último el soporte humano incluye al personal técnico que crean y mantienen el sistema (analistas, programadores, operarios, etc.) y a los usuarios que lo utilizan.

Desarrollo de sistemas informáticos

los sistemas informáticos pasan por diferentes fases en un siclo de vida,desde la captura de requisitos hasta el mantenimiento. En la actualidad se emplean numerosos sistemas operativos en la administración publica.

Estructura

Los sistemas informativos suelen estructurarse en subsistemas:

• Subsistema físico: asociado al hardware, incluye entre otros elementos al CPU, memoria principal, la placa base, periferias de entrada y salida.
• Subsistema lógico: Asociado al software y a la arquitectura. incluye al sistema operativo, el firmware, las aplicaciones y la base de datos.

Clasificación

Por su uso pueden ser:

• De uso general.
• De uso específico.

Por el paralelismo de los procesadores, que puede ser:

• SISD: Single Instruction Single Data
• SIMD: Single Instruction Múltiple Data
• MIMD: Múltiple Instruction Múltiple Data

Por el tipo de ordenador utilizado en el sistema

• Estaciones de trabajo (workstation)
• Terminales ligeros (Thin cliente)
• Micro-ordenadores (por ejemplo ordenadores personales)
• Miniordenadores (servidores pequeños)
• Macro-ordenadores (servidores de gran capacidad)
• Superordenadores

Por la arquitectura

• Sistema aislado
• Arquitectura cliente-servidor
• Arquitectura de 3 capas
• Arquitectura de n capas
• servidor de aplicaciones
• Monitor de tele proceso o servidor de transacciones
• arquitectura de 4 capas

la computadora y la sociedad

En la actualidad la computadora ya no son un lujo sino una necesidad puesto que es indispensable para llevar en un debido orden nuestros archivos, las computadoras en la actualidad pueden estar conectadas a través de Internet este servicio sirva para muchas cosas dependiendo para que lo uses y cuales sean tus necesidades. El Internet como todo puede ser un pro y un contra, en el contra se encuentran los hackers y, piratas, los violadores, entre otros. Y dentro de los beneficios que se encuentran en el Internet es que es útil para investigaciones o para estar comunicado con alguna persona.

Los hacker

Es aquel en la que se considera como capaz de poder penetrar en sistemas informáticos protegidos, pudiendo acceder a una cantidad de variable de bases de datos y poder acceder a información que lógicamente, no esta disponible al publico, pudiendo tener inclusive una sensibilidad confidencial y hasta poder causar un  perjuicio de poder hacerse publica, teniendo acceso a ella mediante un Escritorio Remonto, aprovechando entonces la conexión de redes para dicho acceso.

Los Cracker

Son individuos de la sociedad moderna que poseen conocimientos avanzados en el área tecnológicas e informática, pero la diferencia básica entre ellos es que los hackers solamente contribuyen cosas para el bien y los crackers destruyen, y cuando crean algo es únicamente para fines personales.

Algunos tipos de crackers

Crackers de sistemas: Termino designado a programadores y decoderes que alteran el contenido de un determinado programa, por ejemplo, alterando fechas de expiracion de un determinado programa para hacerlo funcionar como si se tratara de una copia legitima.

Crackers de criptografia: Termino usado para aquellos que se dedican a la ruptura de criptografia (cracking codes)

Phreaker: Crackers especializando en telefonía. Tiene conocimientos para hacer llamadas gratuitas, re programar centrales telefónicas, gradar conversaciones de otros teléfonos para luego poder escuchar la conversación en su propio teléfono, entre otros.

Ciberpunk: Son los vándalos de paginas web o sistemas informatizados. Destruyen el trabajo ajeno.

Ética informática

Es una nueva disciplina que pretende abrirse campo dentro de las éticas aplicadas y que han emergido con fuerzas desde hace unos pocos años en el mundo. Su origen esta en la introducción cada vez mas masiva de los ordenadores en muchos ámbitos de nuestra vida social, cada vez mas computarizadas. Su existencia tiene como punto de partida el hecho de que los ordenadores suponen unos problemas éticos particulares y por tanto distintos a otras tecnologías.

En términos generales la Ética informática es la disciplina que analiza problemas éticos que son creados por la tecnología de los ordenadores o también los que son transformados o gravados por la misma. Dado a que existe una falta de reglamentación en como utilizar estas nuevas tecnologías

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Campos de aplicación de la Computadora

Computación y medicina

El uso de la computadora en la medicina es una de las aplicaciones mas veteranas que existen. Desde hace varias décadas, las computadoras ayudan a los profesionales de la medicina en su larga lucha contra la enfermedad. Desde la gestión administrativa de la pequeña consulta de un medico, hasta la de un gran hospital, o la ayuda en las exploraciones radiografías.

También ofrece una gran ayuda en el campo de la investigación medica, farmacéutica, biológica, química y otras, aspectos todos ellos relacionados con la lucha de los médicos para conseguir un buen nivel de salud en la población.

En la medicina especializada, las computadoras reducen las posibilidades de error en el diagnostico y aceleran su formulacio,con lo que se gana un tiempo que aveces puede ser vital para los pacientes. También ponen al alcance del personal medico una gran banco de datos con historiales médicos, tratamientos de enfermedades, estadísticas nacionales de epidemias, entre otros.

Computación, diseño y fabricación.

Otros campos con gran aplicación de la computación son el diseño asistido por computadora (CAD) y la fabricación asistida por computadora (CAM). Los efectos se multiplican cuando actúan simultáneamente.

Los procesos CAD/CAM no se limitan solamente al campo de la industria, sino que se extiende a todas las actividades del diseño.

La utlizacion de la computadora en estos procesos surgió en las grandes compañías americanas para reducir los costos de producción. Las herramientas re programables son maquinas capaces de fabricar distintas piezas con solo pequeños cambios y ajustes; estos cambios y ajustes se reducen, habitualmente, a la secuencia de ordenes a ejecutar ( soldar, moverse dos centímetros a la izquierda). Se trata, en realidad, de pequeñas computadoras especializadas en unas acciones determinadas. Las nuevas secuencias de ordenes se pueden preparar en otra computadora.

En la educación

La sociedad de la información en general y las nuevas tecnologías en particular, inciden de manera significativa en todos los niveles del mundo educativo. Esto ha traído enormes ventajas ya que habré las puertas de un inmenso mar de conocimientos al alcance de las comunidades estudiantiles.

Los desarrollos en el campo de la informática que se ha venido dando en los últimos años, tienen un impacto muy grande en el proceso educativo de todos los niveles, desde los niños pequeños que apenas empiezan a resivir una enseñanza formal, hasta los mas altos niveles de educación superior.

A través de las computadoras, la búsqueda de información se ha simplificado enormemente. Ahora ya un estudiante no aprende solamente de los libros impresos de la cátedra de un docente, sino que tiene la posibilidad de instruirse virtualmente a través de libros electrónicos, enciclopedias virtuales, publicaciones educativas en Internet, sitios interactivos con diversas imágenes y sonidos multimedia, gráficos, entre otros.

Existen también instituciones formales de educación virtual, es decir que la informática no solamente contribuye a la educación de una manera autodidacto, sino también proporciona procesos eficientes y formales de educación, donde se brindan todos los  libros virtuales y manuales.

Militares

Hasta hoy las agencias de la investigación militar han sido los usuarios de las mayoría de las super computadoras existentes. Algunas de las aplicaciones militares en que se emplean supercomputadoras son:

Diseño de armamento nuclear

Simulación de los efectos de las armas atómicas mediante resoluciones de problemas hidrodinamicos y de radiación.

• Recogida de información, como en el caso de procesamiento de señales de radar sobre el procesador asociativo para el programa ABM de misiles antibalisticos.
• Procesamiento de datos cartográficos para generación automática de mapas.

• Vigilancia marítima para guerra anti submarina. 

Aplicación en los bancos

En la actualidad, en los bancos la computadora es elemento primordial, que que sin las computadoras y sus sistemas, el banco no podría llevar a cabo miles de transacciones en diferentes agencias en simultaneo.

la computadora central, la supercomputadora, computadoras analogicas, micro y macro

Computadora central

También conocida como mainframe, es una computadora grande, potente y costosa, usada principalmente por una gran compañía para el procesamiento de una gran cantidad de datos;por ejemplo, para el procesamiento de transacciones bancarias.

Una supercomputadora

es aquella con capacidades de calculo muy superiores a las computadoras de alto desempeño y no supercomputadora, ya que las supercomputadoras son un conjunto de poderosas ordenadores unidos entre si para aumentar su potencia de trabajo y desempeño. al año 2011, las supercomputadoras mas rápidas funcionaban en aproximadamente mas de 200 teraflops ( que en la jerga de la computación significa que realizan mas de 200 billones de operaciones por segundo). Muchas de las CPU usadas en los supercomputadores de hoy disipan 10 veces mas calor que un disco de estufa común.Algunos diseños necesitan enfriar los múltiples CPU.

Para poder enfriar múltiples CPU a tales temperaturas requiere de un gran consumo de energía. una de las innovaciones en este diseño es que normalmente los sistemas de enfriamiento aíslan el liquido de la CPU y la transmisión de calor se da a través de convecciones desde la cubierta metálica de la CPU a través de un adaptador generalmente de cobre u otro material termicamente conductivo en el.

Computadoras analogicas

son las computadoras mas rápidas, todas las computadoras son rápidas pro la naturaleza directa de los circuitos que la componen la hacen mas parida.una computadora analógica u ordenador real es un tipo de computadora que utiliza dispositivos electrónicos o mecánicos para modelar el problema que resuelven utilizando un tipo de cantidad física para representar otra.

Para el modelado se utiliza la analogia existente en términos matemáticos de algunas situaciones en diferentes campos. Por ejemplo, la que existe entre los movimientos oscilatorios en mecánica y el análisis de corrientes alternas en electricidad. Estos os problemas se resuelven por ecuaciones diferenciales y pueden asemejarse términos entre uno y otro problema para obtener una solución satisfactoria.

Computadoras digitales

Es aquella que cuenta directamente los números (0 dígitos) que representan numerales, letras y otros símbolos especiales. son capaces de almacenar diferentes programas por lo que se les puede utilizar en incontables aplicaciones. Una maquina de este tipo puede procesar una nomina, gráficas, comparaciones, entre otras.

una computadora digital es una convinacion de de dispositivos y circuitos electrónicos organizados de tal forma, que pueda realizar una secuencia programada de operaciones con un mínimo de intervención humana. A la secuencia de operaciones se le denomina programa. Un programa es un conjunto de instrucciones codificadas que se almacenan en la memoria interna de la computadora junta con todos los datos que el programa requiere. Por otra parte, para que la computadora pueda ser útil, es necesario que esta interactue con el exterior pidiendo datos para ser procesados, y muestre de alguna forma los resultados que obtiene.

La macro-computadora

Son computadoras que se caracterizan por su utilización en el manejo de grandes bases de datos en redes corporativas de gran tamaño. Poseen grandes dispositivos de almacenamiento como discos duros de hasta 500 GigaBytes (GB) y cintas de seguridad (Tape Backup)

Las macrocomputadoras de hoy generalmente cuestan desde $120,000 hasta varios millones de dólares. Anteriormente era usual que ocuparan cuartos completos o incluso pisos enteros de edificios. Generalmente eran colocadas dentro de oficinas con vidrios sellados y aire acondicionado especial para mantenerlas a una temperatura baja, y sobre pisos falsos para ocultar todos los cables necesarios para las conexiones de la máquina. Este tipo de instalación ya no es muy utilizada. Hoy en día, es común verlas como una hilera sencilla de grandes archivadores, aunque puede seguir requiriendo de un ambiente controlado.

La micro computadora

Una micro-computadora es una computadora pequeña, con un microprocesador como su Unidad Central de Procesamiento(CPU).Generalmente, el microprocesador incluye los circuitos de almacenamiento (o memoria caché) y entrada/salida en el mismo circuito integrado (o chip). Las micro-computadoras se hicieron populares desde 1970 y 1980 con el surgimiento de microprocesadores más potentes. Los predecesores de estas computadoras, las supercomputadoras y las minicomputadoras, eran mucho más grandes y costosas (aunque las supercomputadoras modernas, como IBM Sistema z, utilizan uno o más microprocesadores como CPUs). Muchas micro-computadoras (cuando están equipadas con un teclado y una pantalla para entrada y salida) son también computadoras personales (en sentido general). La abreviatura micro fue comúnmente utilizada durante la década de los 70 y los 80, aunque actualmente esté en desuso.