TODO SOBRE HARDWARE

Definicion hardware

Literalmente, “hardware” significaría “mercancía dura”. Con este concepto se intenta designar a todos los componentes tangibles en un sistema electrónico, es decir, lo que podemos tocar: teclado, mouse, monitor, chips, placas, impresoras, disco duro, memoria, tarjeta aceleradora o de vídeo, lectora de CD, microprocesadores, etc. Se podría realizar una analogía con el ser humano y decir que el software es el pensamiento, mientras que el hardware es el cuerpo.
Hardware es el substrato físico en el cual existe el software. El hardware abarca todas las piezas físicas de un ordenador . Sobre el hardware es que corre el software que se refiere a todos los programas y datos almacenados en el ordenador.

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Arquitectura de compuradoras

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Arqitectura de von neuman:

En 1945 aproximadamente, se construye una computadora basada en el uso de tecnología de bulbos denominada ENIAC ("Electronic Numerical Intergator and Calculator"), que pesaba cerca de 30,000 Kg, se instaló en una gran habitación y requirió de gran ventilación. Bien, esta gran máquina funcionaba a base de estar conectando y desconectando cables según la función que se quería que realizara, esta función de "recablear", es sinónimo de programar pero era muy complicado el proceso.
En 1947 el matemático John Von Neumann ideó una solución que evitaría el "recablear" la ENIAC, la cuál consistía en introducir las operaciones por medio de tarjetas perforadas, por lo que un programa previamente "almacenado" y en las tarjetas, se podía mantener latente en memoria para su uso. Este modelo permite que las instrucciones se encuentren residentes en una memoria listas para ser leídas y ejecutadas.
Memoria principal: se trata de un espacio de almacenamiento temporal de instrucciones y datos, ordenada de manera reticular para localizar de manera sencilla mediante direcciones, dividida en dos partes una para trabajo y otra permanente. En términos modernos, es la memoria RAM que actualmente utilizamos en nuestros equipos.
Unidad aritmética: encargada de realizar todas las actividades matemáticas y de decisión lógicas, cada dato lo recibe de la memoria principal y en ella misma almacena. En términos modernos, es una sección dentro de los microprocesadores.

Unidad de control: controla las señales, lee instrucciones de la memoria y ejecuta las órdenes, también almacena direcciones de la siguiente instrucción que requiere. En términos modernos, es otra sección dentro de los microprocesadores.
Unidad de E/S: (entrada/salida) permite la comunicación con otros dispositivos externos y el compartir datos. En términos modernos, son los puertos de la computadora.

Es importante mencionar que lo anterior es un modelo básico, no hay que olvidar que también hacen falta otros elementos que no entran dentro de la clasificación de Neumann pero que también son importantes como la fuente de suministro de electricidad y la placa base, además de otros secundarios como la unidad de soporte Hardware (gabinete), los ventiladores, etc.

Arquitectura multiusuario

A inicios de 1970, basándose en la arquitectura de Non Neumann, se le realiza una mejora, integrando un DMA (Direct Access Memory) ó acceso directo a memoria, la cuál permite que los dispositivos se comuniquen de manera directa con la memoria sin la necesidad de la intervención del microprocesador, por lo que este último puede entonces dedicarse a otras actividades y se libera de carga de trabajo, con ello se vuelve mas eficiente el sistema. De este modo el procesador asigna tiempos a varios usuarios y cada uno percibe que que trabaja de manera exclusiva con un equipo.

Arquitectura multiproceso

Durante los años 70, se desarrolla un tipo nuevo de arquitectura denominada multiproceso, en la cuál se asignan tiempos a los procesos los cuáles pueden permanecer en varios estados como "modo espera", "modo ejecución", "modo cancelación" y "fin de proceso". El modo multiproceso necesita de una gran cantidad de memoria física disponible en el equipo.

Arquitectura basada en memoria virtual

Debido al alto costo relativo de la memoria y que la arquitectura multiproceso necesita de grandes cantidades de memoria disponible, se opto por un sistema de emulación de la misma, utilizado el espacio libre de dispositivos como discos duros ó disquetes (actualmente un ejemplo muy popular es la función del Software ReadyBoost de Microsoft® Windows Vista que permite utilizar el espacio disponible en memorias USB ó unidades SSD).

Arquitectura de las redes de datos LAN

A finales de la década de los anos 70 hasta la fecha en las redes mas avanzadas, se utiliza esta arquitectura que interconecta los equipos entre sí ó los concentra en uno principal llamado servidor ó Host. Esta arquitectura permite que se compartan recursos tanto Hardware como Software y reduce costos de operación.

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Generaciones del Hardware

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La Primera Generación

J.P. Eckert y John Mauchly, de la Universidad de Pensilvania, inauguraron el nuevo ordenador el 14 de febrero de 1946. El ENIAC era mil veces más rápido que cualquier máquina anterior, resolviendo 5 mil adiciones y sustracciones, 350 multiplicaciones o 50 divisiones por segundo. Y tenía el doble del tamaño del Mark I: llenó 40 gabinetes con 100 mil componentes, incluyendo cerca de 17 mil válvulas electrónicas. Pesaba 27 toneladas y medía 5,50 x 24,40 m y consumía 150 KW. A pesar de sus incontables ventiladores, la temperatura ambiente llegaba a los 67 grados centígrados. Ejecutaba 300 multiplicaciones por segundo, pero, como fue proyectado para resolver un conjunto particular de problemas, su reprogramación era muy lenta. Tenía cerca de 19.000 válvulas sustituidas por año. En 1943, antes de la entrada en operación del ENIAC Inglaterra ya poseía el Colossus, máquina creada por Turing para descifrar los códigos secretos alemanes.

ENIAC

En 1945 Von Neumann sugirió que el sistema binario fuera adoptado en todos los ordenadores, y que las instrucciones y datos fueran compilados y almacenados internamente en el ordenador, en la secuencia correcta de utilización. Estas sugerencias sirvieron de base filosófica para los proyectos de ordenadores. (Actualmente se investigan ordenadores "no Von Neumann", que funcionan con fuzzy logic, lógica confusa) A partir de esas ideas, y de la lógica matemática o álgebra de Boole, introducida por Boole en el inicio del siglo XIX, es que Mauchly y Eckert proyectaron y construyeron el EDVAC, Electronic Discrete Variable Automatic Computer, completado en 1952, que fue la primera máquina comercial electrónica de procesamiento de datos del mundo. Ellos habían intentado eso con El BINAC, ordenador automático binario, de 1949, que era compacto (1,40 x 1,60 x 0,30 m) lo suficiente para ser llevado a bordo de un avión, pero que nunca funcionó. El EDVAC utilizaba memorias basadas en líneas de retardo de mercurio, muy caras y más lentas que los CRTs, pero con mayor capacidad de almacenamiento. Wilkes construyó el EDSAC, Electronic Delay Storage Automatic Calculator en 1949, que funcionaba según la técnica de programas almacenados.

El primer ordenador comercial de gran escala fue el UNIVAC, Universal Automatic Computer, americano, de 1951, que era programado tocando cerca de 6.000 llaves y conectando cables a un panel. La entrada y salida de informacion era realizada por una cinta metálica de 1/2 pulgada de ancho y 400 m de largo. En total, se vendieron 46 unidades del UNIVAC Modelo I, que eran normalmente acompañados de un dispositivo impresor llamado UNIPRINTER, que, solo, consumía 14.000 W. Otro fue el IBM 701, de 1952, que utilizaba cinta plástica, más rápida que la metálica del UNIVAC, y el IBM 704, con la capacidad fenomenal de almacenar 8.192 palabras de 36 bits, ambos de IBM. En Inglaterra surgen el MADAM, Manchester Automatic Digital Machine, el SEC, Simple Electronic Computer, y el APEC, All-Purpose Electronic Computer.

Entre 1945 y 1951, el WHIRLWIND, del MIT, fue el primer ordenador que procesaba informacion en tiempo real, con entrada de datos a partir de cintas perforadas y salida en CRT (monitor de vídeo), o en la Flexowriter, una especie de máquina de escribir (Whirlwind quiere decir remolino).En 1947 Bardeen, Schockley y Brattain inventan el transístor, y, en 1953 Jay Forrester construye una memoria magnética. Los ordenadores a transistores surgen en los años 50, pesando 150 kg, con consumo inferior la 1.500 W y mayor capacidad que sus antecesores valvulados.

La Segunda Generación

Ejemplos de esta época son el IBM 1401 y el BURROUGHS B 200. En 1954 IBM comercializa el 650, de tamaño medio. El primer ordenador totalmente transistorizado fue el TRADIC, del Bell Laboratories. El IBM TX-0, de 1958, tenía un monitor de vídeo de primera calidad, era rápido y relativamente pequeño, poseia dispositivo de salida sonora. El PDP-1, procesador de datos programable, construido por Olsen, fue una sensación en el MIT: los alumnos jugaban Spacewar! y Ratón en el laberinto, a través de un joystick y un lapiz óptico.

BURROUGH

En 1957 el matemático Von Neumann colaboró para la construcción de un ordenador avanzado, el cual, como broma, recibió el nombre de MANIAC, Mathematical Analyser Numerator Integrator and Computer. En enero de 1959 Tejas Instruments anuncia al mundo una creación de Jack Kilby: el circuito integrado. Mientras a una persona de nivel medio le llevaría cerca de cinco minutos multiplicar dos números de diez dígitos, MARK I lo hacía en cinco segundos, el ENIAC en dos milésimas de segundo, un ordenador transistorizado en cerca de cuatro billonésimas de segundo, y, una máquina de tercera generación en menos tiempo aún.

La Tercera Generación

Esta generación es de la década del 60, con la introducción de los circuitos integrados. El Burroughs B-2500 fue uno de los primeros. Mientras el ENIAC podía almacenar veinte números de diez dígitos, estos podían almacenar millones de números. Surgen conceptos como memoria virtual, multiprogramación y sistemas operacionales complejos. Ejemplos de esta época son el IBM 360 y el BURROUGHS B-3500.

IBM 360

En 1960 existían cerca de 5.000 ordenadores en los EUA. Es de esta época el término software. En 1964, la CSC, Computer Sciences Corporation, creada en 1959 con un capital de 100 dólares, se transformo en la primera compañía de software con acciones negociadas en bolsa. El primer mini computador comercial surgió en 1965, el PDP-5, lanzado por la americana DEC, Digital Equipament Corporation. Dependiendo de su configuración y accesorios él podía ser adquirido por el accesible precio de US$ 18,000.00. Le siguió el PDP-8, de precio más competitivo. Siguiendo su camino otras compañías lanzaron sus modelos, haciendo que a finales de la década ya existieran cerca de 100.000 ordenadores esparcidos por el mundo. En 1970 INTEL Corporation introdujo en el mercado un nuevo tipo de circuito integrado: el microprocesador. El primero fue el 4004, de cuatro bits. Fue seguido por el 8008, en 1972, el difundidísimo 8080, el 8085, etc. A partir de ahí surgen los microcomputadores. Para muchos, la cuarta generación surge con los chips VLSI, de integración a muy larga escala. Las cosas comienzan a desarrollarse con mayor rapidez y frecuencia. En 1972 Bushnell lanza el vídeo game Atari. Kildall lanza el CP/M en 1974. El primer kit de microcomputador, el ALTAIR 8800 en 1974/5. En 1975 Paul Allen y Bill Gates crean Microsoft y el primer software para microcomputador: una adaptación BASIC para el ALTAIR. En 1976 Kildall establece la Digital Research Incorporation, para vender el sistema operacional CP/M. En 1977 Jobs y Wozniak crean el microcomputador Apple, a Radio Shack el TRS-80 y la Commodore el PET. La plantilla Visicalc (calculador visible) de 1978/9, primer programa comercial, de Software Arts. En 1979 Rubinstein comienza a comercializar un software escrito por Barnaby: el Wordstar, y Paul Lutus produce el Apple Writer. El programa de un ingeniero de la NASA, Waine Ratliff, el dBASE II, de 1981. También de 1981 IBM-PC y el Lotus 1-2-3, de Kapor, que alcanzó la lista de los más vendidos en 1982.

El Sinclair ZX81/ZX Spectrum es un ordenador minúsculo concebido por John Sinclair, profesor en la Universidad de Cambrige en U.K.Inicialmente concebido para la utilización de los estudiantes de la Universidad de Cambrige. La CPU tenía un procesador Zilog Z80A de 8 bit a 3,25 MHZ, una memoria compuesta por una ROM y una RAM y una ULA. La ROM, con 8K de capacidad, almacenaba de modo permanente los programas, tablas etc. necesarios para el funcionamiento del sistema y un traductor para el lenguaje de programación BASIC. La RAM tenía un área de trabajo disponible para el usuario de 1 K pero, era expandible hasta 16K. En la caja de plástico se alojaba también un subsistema de comunicaciones para conexión en serie a periféricos denominado SCL (Sinclair Computer Logic), una unidad para entrada y salida de sonido, un codificador de imágenes para TV. En la parte trasera de la caja de plástico tenía un conector donde se podía conectar una impresora minúscula que usaba un rollo de papel especial. El ordenador era suministrado con un cable para la conexión al televisor y otro para la conexión con un grabador de "cassettes" musical (norma Philips). El transformador de corriente eléctrica alterna a continua era adquirido por separado. Los programas y datos eran grabados en un cassette magnético y eran también leídos desde uno.El teclado no tenía teclas. Los caracteres ASCII eran impresos en una membrana. Esta tecnología y la falta de ventilación de la unidad de alimentación eléctrica eran las causas principales de averías que enviaban el ZX81 a la basura. Fue un ordenador muy popular debido a su bajo precio de venta.

Osborne1

Fabricado por la Osborne en USA alrededor de año 1982. La CPU tenía una memoria de 64KB, una UAL y un Procesador Zilog Z80A de 8 bit a 4 MHZ. La caja, del tipo maleta attaché con un peso de 11 Kg, albergaba 2 unidades de disquete de 5" 1/4 con 204 KB o con opción a 408 KB de capacidad, un monitor de 5" (24 líneas por 54 columnas) en blanco y negro y un teclado basculante (servía de tapa de la maleta) con dos bloques de teclas, uno alfanumérico con los caracteres ASCII y otro numérico. Disponía de conectores para un monitor externo, ports serie RS-232C y paralelo IEEE-488 o Centronics.El sistema era alimentado por una batería propia recargable con una autonomía de 5 horas, por una batería externa de automóvil o por un transformador de corriente eléctrica alterna a continua.El sistema operativo era el CP/M desarrollada por la Digital Corporation. El software suministrado incluía un Interpretador M BASIC desarrollado por MICROSOFT, un Compilador BASIC desarrollado por la Compyler Systems, una hoja de cálculo SUPERCALC (derivada del Visicalc) y un procesador de texto denominado WORDSTAR. Podía ser programado en BASIC, FORTRAN, COBOL, PASCAL, PL 1, ALGOL, C, FORTH, ADA, ASSEMBLER y CROSS-ASSEMBLER.Última morada conocida: desconocida (fue visto en la FILEME-82 en Lisboa).

IBM PC/XT

Fabricado por IBM en USA alrededor de año 1980, inició con la versión PC-XT, a la cual le siguió una versión PC-AT.El CPU comprendía una memoria ROM de 40KB y una memoria RAM de 64KB expandible hasta 640KB, una ULA y un procesador Intel 8088 de 16 bit con una frecuencia de reloj de 4,77 MHZ.Era construido con tres módulos separados: CPU, monitor y teclado. El monitor era blanco y negro con 25 líneas por 80 columnas pudiendo ser substituido por un monitor con 16 colores. La CPU además del procesador albergaba una unidad de disquete de 5" 1/4 con una capacidad de 360KB pudiendo alojar otra unidad de disquete idéntica o un disco rígido con 10MB de capacidad, que era parte integrada en la versión PC-XT. El teclado con 83 teclas, 10 de las cuáles correspondían a funciones pre-programadas, disponía de caracteres acentuados. Poseia una salida para impresora y el PC-XT disponía de un interfaz para comunicaciones assincronas. El sistema operativo era el PC/MS-DOS el cual era un MS-DOS desarrollado por Microsoft para IBM. El lenguaje de programación que utilizada era el BASIC.. Sólo cerca de dos años después, con la presentación de los modelos PS/2-50 y PS/2-60, que eran equipados con un procesador Intel 80286, la IBM recuperó el sector de mercado de los PCS utilizando para el efecto la penetración en las empresas donde tenía instalado mainframes y "pequeños ordenadores".

La Cuarta Generación (1981-1990)

Surgieron en el transcurso del uso de la técnica de los circuitos LSI (LARGE SCALE INTEGRATION) y VLSI (VERY LARGE SCALE INTEGRATION). En ese periodo surgió

también el procesamiento distribuido, el disco ótico y la gran difusión del microcomputador, que pasó a ser utilizado para procesamiento de texto, cálculos auxiliados, etc.
1982- Surge el 286
Usando memoria de 30 pines y slots ISA de 16 bits, ya venía equipado con memoria cache, para auxiliar al procesador en sus funciones. Utilizaba monitores CGA, en algunos raros modelos estos monitores eran coloreados pero la gran mayoría era verde, naranja o gris.
1985- El 386
Usaba memoria de 30 pines, pero debido a su velocidad de procesamiento ya era posible correr softwares graficos más avanzados como era el caso del Windows 3.1, su antecesor podía correr sólo la versión 3.0 debido a la baja calidad de los monitores CGA, el 386 ya contaba con placas VGA que podían alcanzar hasta 256 colores si es que el monitor soportara esa configuración.

386

1989- El 486 DX
A partir de este momento el coprocessador matemático junto con el propio procesador, hubo también una mejora sensible en la velocidad debido a la aparición de la memoria de 72 pines, mucho más rapida que su antepasada de 30 pines y de las placas PCI de 32 bits dos veces más veloces que las placas ISA . Los equipamientos ya tenían capacidad para las placas SVGA que podrían alcanzar hasta 16 millones de colores, sin embargo esto sería usado comercialmente más adelante con la aparición del Windows 95.

La Quinta Generación (1991-hasta hoy)

Las aplicaciones exigen cada vez más una mayor capacidad de procesamiento y almacenamiento de datos. Sistemas especiales, sistemas multimedia (combinación de textos, gráficos, imágenes y sonidos), bases de datos distribuidas y redes neutrales, son sólo algunos ejemplos de esas necesidades. Una de las principales características de esta generación es la simplificación y miniaturización del ordenador, además de mejor desempeño y mayor capacidad de almacenamiento. Todo eso, con los precios cada vez más accesibles. La tecnología VLSI está siendo sustituida por la ULSI (ULTRA LARGE SCALE INTEGRATION).El concepto de procesamiento está yendo hacia los procesadores paralelos, o sea, la ejecución de muchas operaciones simultáneamente por las máquinas. La reducción de los costos de producción y del volumen de los componentes permitió la aplicación de estos ordenadores en los llamados sistemas embutidos, que controlan aeronaves, embarcaciones, automóviles y ordenadores de pequeño porte. Son ejemplos de esta generación de ordenadores, los micros que utilizan la línea de procesadores Pentium, de INTEL.
1993- Surge el Pentium
Grandes cambios en este periodo se darían debido a las memorias DIMM de 108 pines, a la aparición de las placas de video AGP y a un perfeccionamiento de los slots PCI mejorando aún más su performance.
1997- El Pentium II
1999- El Pentium III
2001- el Pentium 4
No hay grandes novedades después de 1997, ya que los cambios estuvieron basados en los cada vez más veloces procesadores.

El Futuro - Aquí viene el ordenador cuántico

IBM anunció la construcción del más avanzado ordenador cuántico del mundo. La novedad representa un gran paso en relación al actual proceso de fabricación de chips con silicio que, de acuerdo con especialistas, debe alcanzar el máximo de su limitación

física de procesamiento entre 10 y 20 años.El ordenador cuántico usa, en lugar de los tradicionales microprocesadores de chips de silicio, un dispositivo basado en propiedades físicas de los átomos, como el sentido de giro de ellos, para contar números uno y cero (bits), en vez de cargas eléctricas como en los ordenadores actuales. Otra característica es que los átomos también pueden sobreponerse, lo que permite al equipamiento procesar ecuaciones mucho más rápido.

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Clasificacion de hardware

Etiquetas: Clasificacion de hardware

Hardware de almacenamiento: son dispositivos que son capaces de almacenar información de manera temporal ó a largo plazo, como ejemplos están los discos duros, disquetes, memorias USB, unidades SSD, memorias ROM, memorias RAM, memorias caché, etc.

Hardware de proceso: son aquellos encargados de la interpretación de instrucciones, proceso de cálculos y de datos. Ejemplos son los microprocesadores, Chipset y los coprocesadores matemáticos.

Hardware de salida: permiten que los datos generados por la computadora se dirijan al exterior por medio de dispositivos de almacenamiento ó cables. Ejemplos son las impresoras de inyección de tinta, los Plotter, pantallas de plasma, etc.

Hardware de entrada: se utilizan para introducir los datos a procesar en la computadora. Ejemplo son los escáneres, ratón "Mouse", teclado, lector de DVD, etc.

Hardware bidireccional: son aquellos que tienen la capacidad de introducir datos a la computadora, así como permitir la salida, ejemplos son las tarjetas de red, tarjetas de audio.

Hardware mixto: son aquellos que comparten 2 clasificaciones, ejemplo las memorias USB, disqueteras, "quemadores" de DVD, las cuáles entran en 2 clasificaciones (Hardware de almacenamiento y bidireccional), ya que almacenan datos y además pueden introducir/obtener información de la computadora, otro ejemplo es la tarjeta de video (almacena datos de gráficos en su RAM integrada y procesa los gráficos en su GPU -Unidad de proceso de gráficos.