Arquitectura de las computadoras

Arquitectura de las computadoras

Sistema:
conjunto de dispositivos o elementos que colaboran o interactúan entre si en la realizaciónde una tarea o labor. Ejemplos: el sistema óseo, un sistema contable, entre otros.
Computador:
aparato o maquina destinada a procesar información, donde procesar es lamanipulación o transformación que debe sufrir la información para resolver un problemadeterminado, siguiendo las instrucciones de un programa.
Hardware:

componentes físicos “circuiteria”. Lo tangible

Computador Firmware:
HW + SW, en la PC se llama BIOS
Software:
programa (instrucciones) que le dicen que hacer a la computadora. Lointangible.
Computador analógico:
si cambia el problema debo cambiar el hardware
Computador digital:
se pueden ejecutar diferentes programas para resolver diferentes problemas.
Arquitectura:
estructura lógica y física de los componentes de un computador.
Diagrama básico de la computadora:
Periférico:
dispositivos conectados al computador, me proporcionan una comunicación usuario –maquina (periféricos de entrada) o maquina –usuario (periféricos de salida).
Partes de la tarjeta madre:

Mencionare a continuación las partes más principales y destacadas de una mainboard:
Ranuras PCI
Caché
Chipset
Conectores USB
Zócalo ZIF
Ranuras DIMM
Ranuras SIMM
Conector EIDE (disco duro)
Conector disquetera
Ranuras AGP
Ranuras ISA
Pila del sistema
Conector disquetera
Conector electrónico
A. BIOS (basic input output sistem)- (sistema básico de entrada-salida)
Programa incorporado en un chip de la tarjeta madre que se encarga de realizar las funciones básicas de manejo y configuración del ordenador.
Es un código de software que localiza y carga el sistema operativo en la RAM; es un software muy básico instalado en la placa base que permite que ésta cumpla su cometido. Proporciona la comunicación de bajo nivel, el funcionamiento y configuración del hardware del sistema que, como mínimo, maneja el teclado y proporciona salida básica (emitiendo pitidos normalizados por el altavoz de la computadora si se producen fallos) durante el arranque.

B. CACHÉ
Es un tipo de memoria del ordenador; por tanto, en ella se guardarán datos que el ordenador necesita para trabajar.
C. CHIPSET
Es el conjunto de chips que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador
D. ZÓCALO ZIF
El zócalo o (en inglés) socket es un sistema electromecánico de soporte y conexión eléctrica, instalado en la placa base, que se usa para fijar y conectar un microprocesador.
E. SLOT DE EXPANSIÓN
Son ranuras de plástico con conectores eléctricos (slots) donde se introducen las tarjetas de expansión.
F. RANURAS PCI
Peripheral Component Interconnect ("Interconexión de Componentes Periféricos") Generalmente son de color blanco, miden 8.5 cm es de hasta 132 MB/s a 33 MHz, no es compatible para alguna tarjetas de vídeo 3D.
Monografias.com
G. RANURAS DIMM
Son ranuras de 168 contactos y 13 cm. de color negro, es lugar donde nos permite inserta memorias RAM tipo DIMM
Monografias.com
H. RANURAS SIMM
Son ranuras de 30 conectores, y meden 8,5 cm. En 486 aparecieron los de 72 contactos, más largos: unos 10,5 cm de color blanco, es lugar donde almacenaremos las memorias RAM tipo SIMM.
I. RANURAS AGP
Puerto de Gráficos Acelerado, en ocasiones llamado Advanced Graphics Port, Puerto de Gráficos Avanzado) es un puerto (puesto que solo se puede conectar un dispositivo, mientras que en el bus se pueden conectar varios) desarrollado por Intel en 1996 como solución a los cuellos de botella que se producían en las tarjetas gráficas que usaban el bus PCI. El diseño parte de las especificaciones del PCI 2.1.
Se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D,. ofrece 264 MB/s o incluso 528 MB/s. Mide unos 8 cm
J. RANURAS ISAs.com
Son las más antiguas,. Funcionan con 8 MHz-16MB/s sirve para conectar un módem o una tarjeta de sonido , Miden unos 14 cm y su color suele ser negro.
K. PILA
Se encarga de conservar los parámetros de la BIOS como la fecha y hora.
L. JUMPER
Es la forma mas simple de un conmutador de encendido/apagado, es un habilitador o deshabilitado de funciones , trata de un conjunto de pines que se encuentran en los circuitos impresos de mainboard, discos, etc.
Mediante los mismos, se configuran determinados aspectos periféricos. La tarea de las características del seteo, se lleva a cabo mediante el uso de puentes(de conexión).
M. CONECTORES FRONTALES
Es un conjunto de pines donde conectamos el panel frontal del case, es decir los botones de encendido , reset y los leds o indicadores, posee una regla de conexión: "Cables oscuros hacia el pin positivo (+), y en el caso del speaker, el cable negro es tierra y el rojo tiene +5 v DC".
1. INTERRUPCIONES DE SOFTWARE:
Éstas ejecutan una determinada parte de un código a partir de la ejecución de una instrucción de interrupción. Para esto existe la tabla de vectores de interrupción en la parte baja de memoria. En esta tabla se encuentra la dirección que va a tomar el registro IP, a partir de la cual seguirá ejecutando. Por supuesto, en el momento de la interrupción se guarda el contexto inherente a la parte del programa que estaba en ejecución, para ser restaurado luego de finalizada la interrupción.
Una de las ventajas del uso de interrupciones es que un fabricante puede escribir sus propias rutinas en BIOS y, aunque estas sean totalmente diferentes a las originales de IBM, le basta con mantener el numero de interrupción y el formato de parámetros que se le pasa (y en los mismos registros) para mantener la compatibilidad.
2. INTERRUPCIONES DE HARDWARE:
Estas interrupciones son producidas por diferentes componentes del hardware, y son pasadas al procesador por el controlador de interrupciones. Seguidamente se da un listado detallado de las mismas:
00h - División por cero
01h - Paso a paso
02h - NMI (Non-Maskable Interrup)
03h - Breakpoint
04h - Overflow
05h - Impresión de pantalla
08h - Timer
09h – Teclado
Como se comunican con las partes de la mainboard mediante una representación grafica:

Protocolo TCP/IP

Protocolo TCP/IP

El nombre TCP/IP proviene de dos de los protocolos más importantes de la familia de protocolos Internet, el Transmission Control Protocol (TCP) y el Internet Protocol (IP).

Transmission Control Protocol (en español Protocolo de Control de Transmisión) oTCP, es uno de los protocolos fundamentales en Internet. Fue creado entre los años1973 y 1974 por Vint Cerf y Robert Kahn,

Internet Protocol (en español Protocolo de Internet) o IP es un protocolo de comunicación de datos digitales clasificado funcionalmente en la Capa de Red según el modelo internacional OSI.

La principal virtud de TCP/IP estriba en que está diseñada para enlazar ordenadores de diferentes tipos, incluyendo PCs, minis y mainframes que ejecuten sistemas operativos distintos sobre redes de área local y redes de área extensa y, por tanto, permite la conexión de equipos distantes geográficamente. Internet se encuentra estrechamente unida a un sistema de protocolo de comunicación denominado TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol), que se utiliza para transferir datos en Internet además en muchas redes de área local.

QUE ES TCP/IP Y COMO FUNCIONA TCP/IP es el nombre de un protocolo de conexión de redes. Un protocolo es un conjunto de reglas a las que se tiene que atener todas las compañías y productos de software con él fin de que todos sus productos sean compatibles entre ellos.

TCP/IP está diseñado para ser un componente de una red, principalmente la parte del software. Todas las partes del protocolo de la familia TCP/IP tienen unas tareas asignadas como enviar correo electrónico, proporcionar un servicio de acceso remoto, transferir ficheros, asignar rutas a los mensajes o gestionar caídas de la red.

Una red TCP/IP transfiere datos mediante el ensamblaje de bloque de datos en paquetes. Cada paquete comienza con una cabecera que contiene información de control, tal como la dirección del destino, seguida de los datos. Cuando se envía un archivo a través de una red TCP/IP, su contenido se envía utilizando una serie de paquetes diferentes.

TCP/IP utiliza 4 capas para realizar la conexión

•        Aplicación

•        Transporte

•        Red

•        Enlace

La Aplicación

Es el programa que usemos para conectar, podemos citar el Netscape, Explorer, etc.

El Transporte

Es el medio mediante el cual realizamos la petición de información, modem, red local, etc.

Red

Es la red que usamos para solicitar la información, puede ser una local, metropolitana o internet.

Enlace

Es el sistema de "enganche" para establecer dicha conexión.

El enlace está implementado en el driver de conexión del sistema operativo y en la tarjeta de interfaz que conecta al ordenador con la red.

Este enlace tiene a su cargo los detalles de la comunicación en la parte física (hardware) así como fiabilidad de dicha conexión. La red le entrega al enlace paquetes de información llamados datagramas y cada datagrama contiene el número IP del ordenador de destino, siendo dicha IP un número de 32 bits.

El enlace tiene las funciones principales siguientes:

•        Convertir los datagramas en tramas: Esto se debe a que las tarjetas de red requieren que la información que éstas envíen esté encapsulada en forma de tramas.

•        Convertir el número IP del destinatario en su dirección física. Cuando una computadora desea enviar una trama de una computadora a otra es necesario que conozca la dirección física de la computadora destinatario (cada tarjeta de red tiene una dirección única); esto se debe a que a ese nivel, las direcciones IP no son significativas.

•        La traducción de número IP a dirección física se realiza mediante el Protocolo de Resolución de Direcciones

4. Capa de enlace

Es el corazón de Internet.

Su función principal es la entrega de paquetes (llamados datagramas) de una computadora fuente a otra destino. Implementa algoritmos para ruteo, para evitar congestionamientos y para interconexión de redes ( gateways y ruteadores).

Los servicios que provee son no orientados a conexión (connectionless).

Toda la información que se transmite a través de Internet son datagramas IP.

Las funciones del TCP son, principalmente:

•        Dividir la información que recibe de la aplicación en segmentos que pasarán a la red.

•        Al enviar un segmento inicializa un reloj, en espera de una contraseña (indicando que el mensaje se recibió); si el reloj expira antes que esta última se reciba, reenvía el segmento suponiendo que el segmento se ha perdido.

•        Cuando TCP recibe un mensaje, envía al remitente una contraseña confirmando la recepción.

•        Implementa algoritmos para verificar que la información recibida fue la misma que la enviada; en caso de que el segmento llegue dañado a su destino, se indica al remitente del hecho y este último lo reenvía.

•        Dado que IP no garantiza el orden de llegada de los segmentos que envía, TCP los reordenar si fuera necesario.

•        Implementa algoritmos de control de flujo.

•        Da la impresión a una aplicación de tener una línea directa en ambos sentidos (full duplex) a través de la cual se realiza la comunicación.

•        TCP otorga a la capa de aplicación una comunicación libre de errores punto a punto (de fuente a destino) que aparenta ser orientada a conexión (aun cuando siempre se implemente mediante servicios no orientados a conexión).

•        A esta conexión se le conoce como conexión TCP.

•        TCP define un nivel de direccionamiento, llamado puerto, que permite distinguir entre diferentes conexiones que se estén realizando simultáneamente.

El protocolo central de la red es el IP y realiza las siguientes funciones:

•        Recibe de la capa de transporte la información a enviar (en paquetes llamados segmentos) que incluyen la dirección IP del destinatario.

•        Encapsula dichos segmentos en datagramas.

•        Determina cuál es la ruta que debe seguirse para entregar cada datagrama.

•        El IP sólo es capaz de entregar paquetes a computadoras físicamente conectadas en la misma red local. Así, si se desea enviar un datagrama a otra red, será necesario que IP determine cuál es el ruteador o gateway al que deberá enviarle la información.

•        Una vez determinada la dirección de la siguiente computadora a contactar, le entrega a la capa de enlace el datagrama (que incluye la dirección IP de destino).

•        Cuando la computara recibe un datagrama, verifica si está destinado para ella, si es así, lo reensambla en segmentos y lo pasa a la capa de transporte y si no está destinado para ella, realiza nuevamente la operación descrita en el punto anterior.

El modelo de referencia OSI se desarrolló para aislar los componentes comunes del sistema del software en niveles. Cada nivel es independiente del resto.

El modelo OSI (en inglés, Open System Interconnection) es el modelo de red descriptivo, que fue en el año 1980. Es un marco de referencia para la definición de arquitecturas en la interconexión de los sistemas de comunicaciones.

Cada nivel en el modelo de referencia OSI tiene una tarea específica que desempeñar. El objetivo de una arquitectura por niveles es agrupar servicios afines, a la vez que conseguir que sean independientes de los demás. Las tareas son un poco abstractas, porque el modelo OSI es simplemente eso, un modelo. No está diseñado para ser un modelo real, sino un modelo para que lo sigan sistemas como TCP/IP.

El enfoque OSI por niveles es el que utiliza TCP/IP, aunque con una ligera modificación. Los niveles son similares, aunque TCP/IP agrupa varios de los niveles OSI en un único nivel TCP/IP. Esto se realiza principalmente porque era el mejor método de implementar los servicios TCP/IP.

Los niveles TCP/IP

Cada nivel lleva a cabo su propia encapsulación añadiendo cabecera y bloques finales que reciben del nivel superior, lo que tiene como resultado seis conjuntos de cabeceras y bloques finales en el momento en que un mensaje llega a la red. Todas estas cabeceras y bloques finales se pasan a la red ( como por ejemplo Ethernet o NetWare) que puede añadir incluso más información al principio o al final.

Historia del internet

Historia del Internet

 Los inicios de Internet nos remontan a los años 60. En plena guerra fría, Estados Unidos crea una red exclusivamente militar, con el objetivo de que, en caso de un ataque ruso, se pudiera tener acceso a la información militar desde cualquier punto del país. 

Esta red se creó en 1969 y se llamó ARPANET. En principio, la red contaba con 4 ordenadores distribuidos entre distintas universidades del país. Dos años después, ya contaba con unos 40 ordenadores conectados. Entonces dos investigadores crearon el Protocolo TCP/IP, que se convirtió en el estándar de comunicaciones dentro de las redes informáticas (actualmente seguimos utilizando dicho protocolo).

ARPANET siguió creciendo y abriéndose al mundo, y cualquier persona con fines académicos o de investigación podía tener acceso a la red. 

Las funciones militares se desligaron de ARPANET y fueron a parar a MILNET, una nueva red creada por los Estados Unidos. 

La NSF (National Science Fundation) crea su propia red informática llamada NSFNET, que más tarde absorbe a ARPANET, creando así una gran red con propósitos científicos y académicos. 

Se crean nuevas redes de libre acceso que más tarde se unen a NSFNET, formando lo que hoy conocemos como INTERNET.

Tim Berners Lee dirigía la búsqueda de un sistema de almacenamiento y recuperación de datos en  el Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) y  toma la idea de usar hipervínculos.Tim Berners junto con Robert Caillau  introdujeron la World Wide Web (WWW) creada en 1990, que se hizo común.La infraestructura de Internet se esparció por el mundo, para crear la moderna red mundial de computadoras que hoy conocemos.

Durante los años 60, varios grupos trabajaron en el concepto 

de la conmutación de paquetes. Normalmente se considera que Donald Davies (National Physical Laboratory), Paul Baran (Rand Corporation) y Leonard Kleinrock (MIT) lo han inventado simultáneamente. 

La conmutación es una técnica que nos sirve para hacer un uso eficiente de los enlaces físicos en una red de computadoras. 

Un Paquete es un grupo de información que consta de dos partes: los datos propiamente dichos y la información de control, en la que está especificado la ruta a seguir a lo largo de la red hasta el destino del paquete. 

En 1971, Ray Tomlinson desarrolló un nuevo medio de comunicación: el correo electrónico.

En julio de 1972, Lawrence G. Roberts desarrolló la primera aplicación para enumerar, leer selectivamente, archivar y responder o reenviar un correo electrónico.

Además, en 1972, por primera vez ARPANET se presentó al público en general con motivo de la conferencia ICCC (Conferencia Internacional en Comunicaciones por Ordenador). Por aquella época, ARPA se convirtió en DARPA (Agencia de Proyectos Avanzados de Investigación para la Defensa).

Apple

Antes de Apple, las computadoras eran vendidas en juegos de partes que requerían ser ensambladas posteriormente. En 1977 Apple Computers presentó su versión Apple II, la primera computadora personal del mundo, la cuál fue vendida a nivel masivo ya ensamblada permitiendo así, que un mayor número de personas tuviera acceso al uso de computadoras. Apple II contaba con más aplicaciones prácticas de software.

Mosaic

Mosaic es el navegador de la red que ha recibido el crédito de haber popularizado la World Wide Web (Red Mundial). Fue desarrollado en el National Center for Supercomputing Applications (Centro Nacional de Aplicaciones Super-computarizadas)(NCSA) y fue uno de los primeros en proporcionar una interconexión de multimedia gráfica para el usuario que le permitió al público navegar más fácilmente dentro de la red al convertir órdenes de texto en imágenes. Mosaic fue renombrado posteriormente como Netscape Navigator y la compañía tomó el nombre de “Netscape”.

En 1996 Netscape Navigator era el navegador dominante y más usado, mientras que Microsoft apenas había lanzado su primera versión de Internet Explorer como parte de su programa en paquete Microsoft Windows 95 Plus. En los próximos tres años, ambos programas presentarían nuevas características y lucharían por atraer a la mayor cantidad de usuarios.

Netscape perdió la lucha al final de 1998, posteriormente la compañía fue adquirida por América Online. Internet Explorer se convirtió entonces en el navegador dominante.

Google

Google se inició como un proyecto (1998) de estudio de Larry Page y Sergey Brin mientras estudiaban su doctorado en la Universidad de Stanford. Convencidos de que la página más relevante asociada con otras en una búsqueda era aquella con la mayor cantidad de conexiones o eslabones con otras altamente relevantes de la red. Page y Brin, comprobaron su tesis como parte de sus estudios y sentaron las bases para la fundación de su navegador buscador, que en la actualidad es el sitio más visitado de la red y se ha convertido en la marca más poderosa del mundo.

En la primera parte del Siglo XXI, con más de 6 billones de personas utilizando la red en todo el mundo y ésta siendo cada día más fácil de usar, con herramientas sociales como los blogs, cadenas sociales y sitios para compartir video como YouTube han llegado para permitir a la gente una plataforma de comunicarse, compartir y colaborar.