UNIVERSIDAD DE COSTA RICA                        CI-0202 PRINCIPIOS DE INFORMÁTICA
ESCUELA DE CIENCIAS DE LA                                  I SEMESTRE DEL AÑO 2000
COMPUTACIÓN E INFORMÁTICA	      

ARQUITECTURA DE LA MICROCOMPUTADORA

	Javier Gainza Echeverría
Coordinador

A. EL EQUIPO O HARDWARE

          El equipo o HARDWARE está constituido por los componentes materiales, mecánicos, eléctricos o electrónicos; así como las unidades periféricas determinadas por teclados, impresoras, monitores, etc.  Está dotado de los siguientes elementos:

1.	Unidad Central de Proceso de Datos (CPU) que consta de los circuitos electrónicos capaces de desarrollar las funciones de control y de cálculo aritmético y lógico.  En una microcomputadora este componente se llama microprocesador.  Ejemplos de microprocesadores, Intel 8086, Intel 80286 (de la IBM AT), Intel 80386, 80486 y PENTIUM, y Motorola 68000 de McIntosh.

2.	Unidades de Memoria.  Celdas para almacenar información y con dirección específica para ser localizada por la unidad central.  La capacidad de la memoria se mide en Bytes (un byte = 8 bits, es la unidad de almacenamiento de caracteres).  Además designaremos como 

1 KByte = 1024 ó (210) bytes            	- 1 Kilo B 	-
1 MByte = 1.048,576 ó (220) bytes       	- 1 Mega B 	- 
1 GByte = 1,073.741,824 ó (230) bytes   	- 1 Giga B 	-

Tipos de Memoria:

Memoria RAM (Random Access Memory): donde se puede leer y grabar datos.
Memoria ROM (Read Only Memory): es sólo para lectura.  Es memoria  no volátil.  Su contenido se guarda durante su construcción y no se puede cambiar.  Es para guardar microprogramas, tablas de conversión, generación de caracteres en las impresoras, etc.

3.	Reloj.  Es un oscilador, un circuito electrónico que genera una señal con una frecuencia o cadencia determinada, a fin de sincronizar otros circuitos como el CPU para que trabajen a un tiempo.  Las frecuencias de los microprocesadores se miden en Mhz.

4.	Tarjeta gráfica.  Dispositivos que permiten incorporar gráficos en los programas.  Los tipos de tarjetas gráficas más comunes de acuerdo a su utilización histórica desde la aparición de las PCs son:  CGA (Color Graphics Adapter), Hercules, EGA (Enhance Graphics Adapter) todas ella casi en desuso, y la VGA y sus variantes como la SVGA (Super VGA) que es la más utilizada actualmente. 

5.	Periféricos.  Son los dispositivos de entrada/salida de datos.  Los más importantes son:

A.	El teclado o unidad de entrada básica, formado por las teclas de funciones, las teclas alfanuméricas y el grupo de teclas numéricas. El más común es el teclado "extendido" de 101 teclas. 

B.	El ratón electrónico (mouse), es un elemento complementario del teclado y en algunas ocasiones como en la McIntosh y en los programas con Windows, hasta sustitutivo en parte. Consta básicamente de dos botones: el izquierdo y el derecho.

C.	Monitor de Pantalla, para visualizar datos, instrucciones o mandatos dados por la computadora o el teclado.  Se divide usualmente en 25 líneas y 80 columnas.  La pantalla más usual es la de 14 pulgadas, medida que corresponde a la diagonal de la zona útil de la pantalla.  Para determinar los gráficos se utiliza el "pixel" (picture element) o puntos de imagen.  El número de pixels que puede presentar el monitor se conoce como resolución gráfica.  Históricamente, las resoluciones gráficas más comunes (horizontal x vertical) 320x200, 512x256 y 640x400 (en este último 256,000 puntos en la pantalla).  Cada pixel o punto consta de una triada, un punto rojo, un punto verde y un punto azul.  Las pantallas pueden ser de rayos catódicos (CRT), de cristal líquido (LCD) y de plasma. Estas dos últimas se utilizan primordialmente en las PCs portátiles.

D.	Impresoras:
	Clasificación por tipo de interfaz o conexión:
		Interfaz paralela, donde los datos se transfieren también en forma paralela: 		Centronics, IEEE 488, etc.
		Interfaz serial, donde los datos se transfieren secuencialmente, un bit después de 
			otro: RS-232/C, RS-422, etc.
	Clasificación por técnicas de escritura:
		Impresoras de impacto (de matriz de puntos, de "margarita" y de línea).
		Impresoras térmicas.
		Impresoras por inyección de un chorro de tinta -inkjet-
		Impresoras de rayo láser -dispositivo similar a la fotocopiadora-

E. Unidades de discos flexibles o disquetes:
		Disquetes de 5 1/4" con capacidad de 360KB ó 1,2MB (En desuso).
		Disquetes de 3,5" con capacidad de 720KB ó 1,4MB (DSDD, DSHD).
			Actualmente se ha generalizado el segundo, de 1,4 MB.
		Disquetes de 3,5" con alta capacidad  (120 MB) con unidades especiales, como 
el Iomega Zip, con capacidades de 100 MB y 250MB.

F. Unidades de disco duro.  Los más usuales son los de tecnología Winchester y los de perfil 	estrecho (slim).  Originalmente las capacidades más usuales fueron 20MB, 30MB y 40MB (ya en desuso). Luego surgieron los de 80MB, 100MB, 200MB. Últimamente los más comunes son los de 2 o más GB.

G. Unidades de Cinta de respaldo o seguridad.

H. Graficadores (Plotters) y digitalizadores, para el dibujo.

I. Módems. (Modulador/demodulador) para la transformación de señales digitales a señales analógicas, y viceversa, que son transmitidas vía telefónica.  

	Por velocidad de transmisión, o bits que puede recibir o transmitir por segundo (baudios): los módems más comunes son de 28 y 56 Kb.

J.  Lectores ópticos de caracteres y lectores de barras.
K. Lector óptico de imágenes (escáner).
L. Tarjetas para multimedia, que incluyen dispositivos para TV, sonido (Sound Blaster), lectoras de CD en sonido, en imagen, texto y programas, parlantes, micrófono y cámara fotográfica.
M. Unidades para escribir en CD-ROM.  Se utiliza para grabar software o programas y datos de respaldo. Pueden ser de dos clases: CD-W (writer, para escribir o "quemar" CDs comunes como unidad de respaldo de software y datos), o CD-RW (re-writer, para escribir o sobre-escribir sobre un CD que permite reutilizarse en la unidad de CD).
N. Otros muchos dispositivos que están surgiendo en el mercado como “chips” comerciales que pretenden reemplazar a los lectores de barras, dispositivos de vídeo y voz.

B.  EL "SOFTWARE"  O EL LOGICAL DE  LA COMPUTADORA

          En contraposición con el "hardware" se designa como "software" a la lógica que gobierna el uso automático de la computadora, esto es a los programas que permiten utilizar la máquina en todos los niveles de complejidad.  El software más elemental, aunque el más importante para el uso de la microcomputadora, es el "sistema operativo".  Por ser un programa grabado en un disco cuando la computadora está inactiva, se designa comúnmente como "DOS" -Disk operating System-.

          El sistema operativo consta de una serie de programas que controlan todas las actividades que realiza la computadora.  El sistema operativo controla la posibilidad o imposibilidad de que un programa se ejecute, o sea si la computadora tiene los recursos necesarios para llevar a término su trabajo (memoria suficiente, tiempo de procesador, periféricos, etc.).  Como sus funciones son de control, su actividad consiste en la inspección de todos los procesos que se efectúan en una computadora.  El sistema operativo es entonces quien actúa como vínculo entre las computadora y los otros programas de computación para establecer la comunicación con el monitor, el teclado, la impresora y las unidades de disquete.  Para ello el sistema operativo contiene un intérprete de mandatos, el cual traduce los mandatos para que la computadora los pueda entender.

          El sistema operativo DOS, también denominado MS-DOS (MicroSoft Disk Operating System) -las micros IBM tienen el equivalente con el nombre de PC-DOS-  es el sistema operativo más comúnmente utilizado desde el inicio de las PCs en la década de 1980 por las microcomputadoras IBM-PC, IBM-XT, IBM-AT y compatibles.  Otros ejemplos de sistemas operativos para las microcomputadoras son UNIX, XENIX, Linux y OS/2.

          Hay dos tipos de instrucciones o mandatos del sistema operativo MS-DOS: Internos y externos.  Los mandatos internos son los que se retienen en la memoria de la computadora y que se cargan en el momento de encender y activar la máquina.  Si la computadora se activa adecuadamente aparecerá la señal del sistema operativo que consiste de A>, B>, o C>, según se haya escogido la unidad activa de disco para leer el sistema operativo.  Entonces se podrá usar cualquier mandato interno. Por otra parte, los mandatos externos residen en el disco y para poder usarlos es preciso que el disco o disquete esté colocado en la unidad activa.

          Cuando se enciende la máquina, ésta se activa si en el disco correspondiente a la unidad activa está grabado el sistema MS-DOS.  Esta acción se realiza de la siguiente manera:  El computador inicia realizando un chequeo interno del procesador y de la memoria, luego busca en el disco el sistema operativo y lo carga en la memoria RAM.  Para lograr esto busca tres archivos

                  	MSBIO.COM  (IBMBIO.COM en la IBM-PC)
                    	MSDOS.COM  (IBMDOS.COM en la IBM-PC)
                 y  	COMMAND.COM

A continuación realiza otras tareas como cargar archivos de menú y guías que aparecen en la pantalla. Todos estos mandatos se pueden obviar y resultan innecesarios si se utiliza el Sistema Windows, como se verá más adelante.

SISTEMAS EN REDES

          A fin de utilizar más eficientemente los recursos computacionales en cuanto equipo y principalmente en cuanto al software y programas, se han creado diferentes sistemas de redes de computadores interconectados entre sí que participan de dispositivos comunes y de software que reside permanentemente en un solo equipo y es utilizado por todas las "terminales".  Además, ciertas aplicaciones como de contabilidad o de inventarios son corridas "simultáneamente" por varias estaciones de trabajo o terminales y utilizan los mismos archivos para leer o modificar la información.

          El sistema de redes más utilizado tradicionalmente es el llamado RED NOVELL, que es un sistema operativo para el manejo de la red que se instala sobre el sistema operativo DOS. Sin embargo, el nuevo sistema operativo de redes más popular es el Windows-NT.

EL SISTEMA MS WINDOWS

          El sistema de Microsoft Windows se instala sobre el sistema operativo de una microcomputadora y es una interfaz gráfica que permite la utilización del software en forma más eficiente y basada en el manejo del ratón (mouse) y del teclado.  Este sistema convierte en mucho más amigable y fácil para el usuario el manejo del equipo y la utilización del software.  Actualmente es lo más utilizado.  Sin embargo, esto tiene un costo adicional, pues es necesario contar con más recursos y dispositivos para poder utilizar este sistema.  Por eso el uso de la microcomputadora se ha convertido en un desfile de aparatos y de sistemas que en forma escalonada pareciera que el hombre se hace cada vez más dependiente de la tecnología.  Sin embargo, esta dependencia es fascinante pues convierte a la computadora en una gran ventana desde donde todos nos asomamos y nos vemos sin importar la distancia y la hora del encuentro.

          Hablando de ayer, Windows 3.1 sobre DOS requieren al menos 15MB de espacio en disco para ser instalado y 4MB para trabajar en forma básica. Un equipo con software para Windows, como Word, Excel, servicio de módem y multimedia, necesitará 8MB de memoria y un disco duro de unos 200MB, sin nombrar los otros dispositivos como tarjeta gráfica SVGA, pantalla a color, etc. El sistema de Windows 95/98, con un sistema complejo de MS-Office o Lotus Suite, requiere de una computadora con al menos 32 MB de memoria RAM y 2 GB de disco duro. A inicios de este año 2000 será lanzado al mercado el nuevo sistema de Windows 2000 con implementación importante relativa a Internet y asociado al sistema MS-Office 2000 con sus variantes.

          Es conveniente utilizar los programas en Windows con los requerimientos holgados de hardware.  Por eso es conveniente, antes de instalar un programa nuevo, ver los requisitos de hardware y de software recomendados por el fabricante.

	Una configuración básica y típica puede ser la siguiente: Sistema con Pentium III de 500 MHz, 64MB RAM, 512 KB memoria Cache, Disquete de 3.5", Disco Duro de 6 GB, Tarjeta Gráfica  SVGA, Multimedia (CD-ROM, parlantes…), Módem de 56KB, e Impresora Injet a color.
Adicionalmente, una unidad de Iomega Zip, o una unidad de CD-Writer; un escáner.
Software básico: Windows y MS-Office (o Lotus Suite).

	Próximamente tendremos sistemas revolucionarios como el que se cree venir que desaparecerá el Windows “tradicional” y en que los nuevos sistemas serán de la tecnología de Windows NT, totalmente ligados a la tecnología Internet, con voz, imagen y sonido en medios de almacenamiento masivo.

C.  ADQUISICION DE EQUIPO Y SISTEMAS

          A la hora de adquirir los programas de aplicación deberá precisarse en qué sistema se desea trabajar, o qué tipo de equipo se utilizará.

          Si se va a automatizar una oficina, o simplemente se proyecta adquirir equipo de cómputo, el orden de decisión deberá ser el siguiente:

1.	Para qué se va a utilizar el equipo
2.	Qué programas se adquirirán para los objetivos de la compra
3.	Decidir si se trabajará con DOS o en ambiente Windows
4.	Detallar el software a adquirir, su costo y sus requerimientos de dispositivos y capacidades
5.	Detallar la configuración física del sistema
6.	Analizar costos y decidir la opción más conveniente

NOTA IMPORTANTE: Tener siempre en mente que al comprar equipo de cómputo se pretende comprar una solución, no crear un problema, bien personal, bien a la institución.  Comprar un equipo, de acuerdo al consejo del vendedor y ver luego cómo se va a utilizar no es lo más acertado.