Curso de reparación de PC: Primera práctica reconocer componentes parte periféricos

Curso de reparación de PC: Primera práctica reconocer componentes parte periféricos
Algunos periféricos y conexiones. Dejando un poco de lado multitud tal como Cámaras, Webcam, Multifunción, etc. que se conectan todas generalmente mediante una conexión USB.



Monitor
Teclado/ Mouse
CPU

Conector del monitor

Conector del teclado / Conector del Mouse
Conector del CPU del mouse (C), teclado (B), Monitor (A)


Existen distintas conexiones para el Teclado, el Mouse y el Monitor. No obstante, estas son actualmente las más utilizadas. En el caso de los Monitores se está comenzando a migrar del Monitor clásico (CRT) al LCD (el fino). Tenga en cuenta que el tipo de conexión cambia pero igualmente los Monitores LCD suelen tener una conexión estándar (VGA) además de la propia de estos Monitores (DVI), para poderlo conectar a una Placa de Video común.


En una CPU, generalmente bastará con quitar los tornillos de de su parte posterior, los ubicados en los bordes de su parte posterior para deslizar las tapas laterales hacia atrás. Tenga cuidado de no quitar los tornillos de la fuente de alimentación que están un poco mas adentro. Luego en algunos gabinetes hay todo un panel delantero que se conecta a presión, el cual al retirarlo, dejará a la vista unos tornillos que son necesarios quitar para sacarle la tapa al gabinete. Antes de desarmarla quítele el suministro eléctrico

.



(A) Tornillos superiores de la tapa del gabinete. (B) Tornillos de la fuente. (C) Ventilador de la fuente sujetado por cuatro tornillos


Para desarmar una CPU lo primero que hay que hacer es desconectarla de la corriente, luego se aflojarán los tornillos que la fijan y se desmonta la tapa.

precauciones muy importantes cundo se manipula una PC

Tenga presente lo siguiente: por su seguridad y la del equipo siempre antes de abrir un PC desconecte totalmente el suministro de corriente eléctrica de la misma, incluyendo periféricos tales como el Monitor o Impresora, ya que si hay en alguno de estos dispositivos una fuga de corriente eléctrica correrá riesgo de sufrir una descarga eléctrica al no desconectar la totalidad de la computadora del suministro. Repito: Incluso si usted es un técnico experto desconecte todos los componentes eléctricos o electrónicos antes de manipular una PC de la red de suministro de electricidad, de no hacerlo puede provocarle la muerte por shock eléctrico. Una muy pequeña cantidad de corriente eléctrica que se descargue por el cuerpo a través del corazón puede provocar paro cardíaco incluso una fuga de corriente casi imperceptible. No corra riesgos innecesarios. En su taller tenga siempre puesta a tierra, incluso verifique o haga revisar su correcto funcionamiento, ya que puede ir perdiendo eficacia un puesta a tierra por ejemplo mediante una jabalina que se pueden ir oxidando o degradando.

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Luego, una chispa de corriente estática puede causar que un componente como ser el Microprocesador se queme. Con respecto a este último punto nunca tome un componente por sus conectores eléctricos para evitar riesgos innecesarios. Incluso se venden unas pulseras para prevenir rupturas de componentes por manipulación con corriente estática en su cuerpo.

Tenga cuidado de no conectar un componente en un sócalo en diagonal, es decir mal ajustado o encajado. Verifique visualmente como queda un componente conectado antes de probar. Personalmente, el único componente que se me ha quemado por mala manipulación fue en un apuro, luego de probar distintas Memorias principales, una que quedó en diagonal. Esta la había colocado mal, con las muescas que tiene en los costados se trabó de forma diagonal y como estaba justa pensé que estaba bien, pero no fue así. Al estarlas conectando prácticamente sin mirar se quemó al quedar en diagonal junto con el zócalo, comenzó a salir humo, sírvale mi experiencia; no se apure y verifique visualmente siempre.


En los Discos Rígidos tenga precaución de no golpearlos, en especial cuando están funcionando. Coloque la PC a reparar sobre una mesa de trabajo, nunca en el piso donde en un apuro pueda tropezarse.

¿Como funciona una computadora?

Ejemplo de como funcionan en conjunto distintos dispositivos de una PC.
El Microprocesador de cierta forma es el centro de la PC. Este por la forma en que está desarrollado puede realizar cálculos, comparaciones y procesar distinto tipo de instrucciones. Las instrucciones que debe procesar como así también los datos, le llegan principalmente desde la Memoria RAM. La Memoria RAM es una especie de “borrador” en la cual el usuario de la PC con la ayuda de distintos programas va realizando distintas tareas en la misma. La información se almacena permanentemente en lo que se denomina Disco Rígido. Es en este es en donde están los programas y los datos que uno almacena en la PC.

El Disco Rígido al igual que el Microprocesador, la Memoria RAM y componentes como la Placa de Video, se conectan a la Placa Base (Motherboard o Placa Madre también). Un usuario se comunica con la computadora a través del Teclado y el Mouse principalmente. La computadora le muestra al usuario lo que hace a través del Monitor. La Placa de Video es la que le envía la señal de video al Monitor. Según la tecnología del sistema, la Placa de Video entrega y recibe los datos, directamente con conexiones en la Placa Base al Microprocesador.

Para que se entienda mejor a modo complementario, doy un breve ejemplo con el caso de realizar una cuenta con un programa como ser la calculadora del Sistema Operativo Microsoft Windows:

1) Se activa el programa calculadora, haciendo que esta se “cargue” en la Memoria. Para esto, el usuario utiliza en este caso el Sistema Operativo y va a “Inicio”, “Todos los programas”, “Accesorios”, “Calculadora”, generalmente mediante el uso del Mouse. El Sistema Operativo, interpreta lo que el usuario desea hacer con su acción, y comienza la carga del programa calculadora mediante el uso del Microprocesador en la Memoria. Se “copiará” parte o todo la información temporalmente de este programa desde el Disco Rígido a la Memoria para poder utilizarse el mismo por el usuario (Resumiendo).

2) El usuario por medio de un dispositivo de entrada como ser el Teclado o el Mouse, ingresa un número para realizar una cuenta.

Imagen representativa



3) Se pulsa en el programa “Calculadora” por ejemplo en el signo mas para realizar una cuenta mediante el Teclado o el Mouse.

4) El programa deja registrado en ese momento en una porción de Memoria el número que se ha ingresado y en otra la instrucción, en este caso la suma.

5) Ingreso un nuevo número el usuario para realizar la suma

6) Al pulsar en el signo igual el programa le indicará al Microprocesador que realice la cuenta de los valores indicados anteriormente, enviándoselos desde la Memoria.

7) El Microprocesador realiza el cálculo y le entrega el resultado a la Memoria en una ubicación detectada por el programa para que este la muestre mediante el Monitor, a través de la Placa de Video, interactuando el programa calculadora, con el Sistema Operativo y el Microprocesador.

Si deseara a continuación, por ejemplo podría “abrir” un programa como ser el programa Microsoft WorPad que se utiliza para escribir texto, escribir el resultado que dio la cuenta y almacenarla utilizando la instrucción “Guardar” desde dicho programa en el Disco Rígido. De nuevo intervendrá el Sistema Operativo y distintos componentes que forman su PC.

Esta explicación de los procesos que se producen por ejemplo al realizar una cuenta está resumida, y he obviado datos técnicos de hardware y programación para hacer la explicación más sencilla. Tenga en cuenta también, que por ejemplo cuando indico que un dato va desde la Memoria al Microprocesador, en este punto interviene la Placa Base en la que se encuentran muchas líneas de conexión que interconectan distintos dispositivos llamada Bus, y también intervienen cables de conexión, que de estar defectuosos se produciría una falla, etc.

Resumen de los componentes que forman una PC actual y su funcionamiento principal:

Microprocesador: Elemento que realiza cálculos, recibe datos y devuelve datos procesados.

Memoria RAM: Es el lugar de almacenamiento temporal de información en espera de ser utilizada o procesada.

Disco Rígido: Es el lugar de almacenamiento permanente de la información.

Placa Base: Es en donde se coloca el Microprocesador, la Memoria y distintas placas de expansión, tiene distintas conexiones que hacen de unión entre los distintos componentes de hardware, contiene el Bios y un conjunto de circuitos integrados que cumplen distintas funciones. Proporciona comunicación física entre distintos dispositivos.


Placas de expansión: Prestan funciones específicas a la PC. Por ejemplo la Placa de Sonido brinda los dispositivos electrónicos necesarios para poder escuchar sonidos en una PC mediante un juego de parlantes que se conecten externamente a la placa.

Placa de Video: Es una placa de expansión formada principalmente por un Microprocesador especial para el procesamiento de imágenes, y Memoria rápida para almacenar datos de imágenes tales como texturas. Es la encargada de pasarle una señal de video entendible al Monitor y acelerar los procesos de cálculos principalmente para imágenes en tres dimensiones y compresión – descompresión de video.


Disquetera: Unidad de almacenamiento de datos permanente transportable. Esta unidad esta siendo sustituida por la grabadora de CD.

Lectora de CD: Lee la información que fue grabada en un CD. Una grabadora de CD puede leer al igual que una lectora y también grabar información en CD´s. Actualmente conviene las lectoras – grabadoras de DVD que pueden almacenar más datos en un solo CD.

Fuente de alimentación: Entrega la cantidad de voltaje correcto que necesitan los distintos componentes que forman una computadora para funcionar. Debe estar correctamente dimensionada.

CPU: Se le suele decir en computación CPU (Unidad de Proceso Central) al conjunto de dispositivos que dentro de un gabinete forman la computadora. Estos componentes son generalmente los que arriba he enumerado (Disco Rígido, Memoria, Placa Base, Microprocesador, etc.).


Gabinete: Es el “envoltorio” de la computadora, actualmente algunos usuarios le prestan mucha importancia a lo estético y se están fabricando gabinetes transparentes y con distintos accesorios entre ellos, ventiladores vistosos, indicadores de temperatura, etc. Cuando se adquiere un gabinete nuevo en este se suele incluir un Teclado, Mouse y los Parlantes.

Teclado / Mouse: Dispositivos que utiliza un usuario para enviarle datos y manejar la PC. Son dispositivos de entrada.

Monitor / Impresora: Dispositivos de salida de datos. Los datos luego de ser procesados son mostrados por ejemplo a través de un Monitor o Impresora. Los Monitores se están reemplazando de los convencionales a los LCD y la impresoras se las esta reemplazando por la Multifunción, en este ultimo caso sería también un dispositivo de entrada de datos a demás de salida.

Periféricos: Se les suele denominar de esta forma a todos los dispositivos que se conectan al CPU

¿De que se trata la reparación de computadoras?

Como ya se mencionó, reparar computadoras es por ejemplo: preparar una computadora y mantenerla en un estado óptimo de funcionamiento, conectarla de ser necesario a otras, hallar la causa que desencadena un inconveniente y si es necesario reemplazar partes, ampliar, instalar o reinstalar programas, configurarlos, etc.

En la práctica las tareas que más desempeña comúnmente un técnico son:

· Instalar un Sistema Operativo y configurarlo,

· Solucionar problemas de configuración, o de mal funcionamiento del Sistema Operativo.

· Instalar programas y Drivers

· Erradicar virus informaticos,

· Armar una computadora y dejarla funcional,

· Detectar un componente que este funcionando mal y reemplazarlo.

· Agregar elementos de hardware a una PC que este funcionando correctamente o no.

· Actualizar una computadora.

· Realizar conexiones a Internet o Red.

· Posiblemente solucionar un problema censillo con algún periférico.

· Mantenimiento y optimización.

· Dar alguna explicación de cómo utilizar la PC o algún programa.

· Realizar copias de seguridad de la información.





Estas actividades mencionadas suelen ser las que mas lleva a cabo un técnico en reparación de computadoras domiciliario.

Y generalmente: Un técnico en computadoras va a hacer un servicio, y mayormente no hay que desarmar la computadora. Se podría decir que un 70 % de los servicios técnicos que uno brinda son a nivel software (incluyendo software relacionado con hardware).


Y un 30 % de las veces a nivel hardware. Por ejemplo, si se sospecha que un componente como ser la Placa de Sonido se ha dañado, porque no hay sonido, lo mas probable es que no se halla dañado sino desconfigurado, o borrado los programas que necesita para funcionar correctamente. Por este motivo en fallas como estas se suele revisar primero que este correcto la parte de software y configuraciones relacionadas.

Menciono esto por que es un error común pensar que el reparador debe conocer mucho de hardware, debe conocer, pero especialmente solucionar los problemas de software aunque estén relacionados con el hardware, ya que la mayoría de las reparaciones son a este nivel.

La primer computadora de uso masivo

Micro Instrumentation Telemetry Systems realiza la Primer computadora de distribución exitosa de uso general para gente común la Altair 8800. Poseía un Microprocesador Intel® de 8 Bits, 259 bytes de Memoria y mostraba la información a partir de filas de diodos emisores de luz (Monitor antiguo).

Se desarrollaron distintos modelos de estas máquinas, y distintas empresas fueron desarrollando sus computadoras. También en el año 1975 comienza a funcionar una muy pequeña empresa llamada Microsoft que hoy en día es una de las más importantes del mundo, desarrollando un Sistema Operativo para IBM.

No me voy a extender más en la historia sobre la informática pero si en este capitulo sobre distintos conceptos y dispositivos actualmente utilizados.


Que es exactamente el Software y hardware
En una computadora personal trabajan juntos: 1) Los componentes físicos que la forman. 2) Su programación que interactúa un usuario mediante esta, o se ejecutan automáticamente rutinas en la computadora ya programadas o establecidas mediante la entrada de datos.

Un técnico en computadoras generalmente no repara ni los componentes tangibles ni la programación (si la configuración). Lo que realiza es preparar una computadora y mantenerla en un estado óptimo de funcionamiento, conectarla de ser necesario a otras, hallar la causa que desencadena un inconveniente y si es necesario reemplazar partes, ampliar, instalar o reinstalar programas, configurarlos, etc. Continuaremos dejando bien en claro que es el hardware y que es el software.



Hardware: Son los distintos elementos que forman una computadora, estos pueden ser medios de almacenamiento como por ejemplo una grabadora de CD o un Disco Rígido. Dispositivos de entrada como ser un Mouse, un Teclado o Modem (dispositivo de entrada y salida), o dispositivos de salida como ser por ejemplo el Monitor y la Impresora.

Software: Es un elemento que podría decirse no existe físicamente, como ocurre con el hardware. Es un elemento lógico, un conjunto de instrucciones o datos que interpretado por el hardware puede mostrar a su vez instrucciones o datos por distintos medios de salida del hardware o ejecutar automatismos.


Resumiendo: Software son los programas y hardware los componentes.

Esto es así pero para ser exacto, hay que mencionar una tercera división:

Firmware: Es una combinación de software (programa) y hardware (componente) en un único elemento.

Un Microprocesador si bien es considerado por la mayoría de los técnicos hardware y no está mal, tiene en si mismo todo un mecanismo que es semejante a un programa, ya que puede realizar rutinas de procesamiento mediante instrucciones, se lo podría catalogar entonces como firmware. Otro caso semejante es el Bios.

El Bios es un programa grabado en un chip de Memoria que puede almacenar datos de forma permanente hasta que no sea borrada. El Bios es un integrado que se encuentra en la Placa Base con una Memoria, este actúa principalmente en el reconocimiento y configuración de los dispositivos.

El Circuito integrado en computación y Intel

El circuito integrado:

A finales del año 1960, surge el circuito integrado, que realizaba la función de 15 a 20 transistores. Es decir, se pudo en esta década en un solo elemento electrónico colocar una cantidad determinada de transistores para que en su conjunto tenga una funcionalidad igual a la que tenían por ejemplo en una placa impresa.

Cada vez se pudo avanzar mas en la tecnología, y hoy en día en un circuito integrado especial para el procesamiento de datos, con una pequeña Memoria de alta velocidad (cache) incluida en el mismo, denominado Microprocesador, se incorporan mediante técnicas sofisticadas más de 200 millones de transistores, por ejemplo el Microprocesador FX-62 de la empresa AMD contiene 227 millones de transistores aproximadamente. Una cifra increíble en comparación a los 15 o 20 que incluían los primeros circuitos integrados, esto debido a las altas técnicas de integración.

En gran medida la velocidad o rendimiento de un Microprocesador esta dato por la cantidad de transistores que lo componen. Por ejemplo, el primer Microprocesador de la empresa Intel, el 4004 poseía 2300 transistores pudiendo realizar 60.000 instrucciones por segundo y el Microprocesador Intel 8080 que fue un modelo posterior, poseía 4500 transistores pudiendo realizar 200.000 instrucciones por segundo.
Imágenes representativas:


Fotografía de circuitos integrados


Fotografía de tres válvulas al lado de un integrado

Fotografía de transistores



1968 Intel
El 18 de julio de 1968, Robert Noyce, Gordon Moore y Andrew Grove forman la empresa Intel®. Esta en sus comienzos desarrollaría Memoria a base de semiconductores, para remplazar a válvulas y principalmente, a elementos electromecánicos. Estos últimos utilizaban para almacenar información, dispositivos magnético-mecánicos muy semejantes a lo que hoy conocemos como Disco Rígido, elemento que actualmente forma una PC encargándose del almacenamiento de información de forma permanente.


Intel® se adelantó a lo que vendría realizando una Memoria eléctrica, a base de silicio en lugar de la magnética. No obstante, el éxito de Intel® comenzó humildemente cuando la compañía japonesa Busicom les encarga una partida de Microprocesadores censillos para sus calculadoras. Según se cuenta, Intel® debía fabricar distintos modelos para distintas calculadoras. En vez de hacer esto, dota de todas estas funciones a un solo integrado para abaratar costos de producción. Inmediatamente, los integrantes de Intel® se dieron cuenta de las ventajas de este producto y terminaron pagándole a la empresa japonesa por la patente de lo que ellos mismos habían realizado para poder apropiarse de su diseño.

De esta forma, fueron a modo resumido los inicios de Intel® que comenzó con 12 empleados y hoy en día es la empresa más importante en el desarrollo de Microprocesadores, junto con su principal competencia AMD.


El diseño del Microprocesador a base de transistores marcó un nuevo inicio en la era de la computación, era que aún estamos viviendo

El transistor características y funcionamiento

El transistor:

El transistor fue inventado por John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley en el año 1947. Los transistores podían desempeñar el mismo trabajo que una válvula de vacío, con la ventaja de ocupar mucho menos espacio y disipar mucho menos calor y no gastarse como sucedía con el emisor de las válvulas.

El diodo electrónico fue reemplazado por el diodo semiconductor compuesto por dos electrodos, uno denominado cátodo o emisor con exceso de electrones y el otro ánodo o colector con carencia de ellos, logrando un componente llamado pn (emisor-colector). Polarizando el emisor con carga positiva respecto al colector permitía el paso de la corriente en ese sentido; en sentido inverso se opone al paso de la misma.




Luego, se llegó a la conclusión de que agregando un tercer componente llamado base conformando un elemento npn o pnp, es decir, emisor base colector, se podía amplificar o impedir que llegue corriente al colector. De esta forma nació el transistor cuyo funcionamiento se podría comparar básicamente a la válvula tríodo.


Un transistor se utiliza para lo siguiente: Mediante una pequeña señal eléctrica aplicada en la base, se logra controlar el nivel de la señal obtenida en el colector, con un valor mucho mayor, o bien cortándola por completo si se lo desea actuando así como un interruptor.

El tamaño de un transistor es muy pequeño en comparación a la válvula. Esto se debe a que esta construido de forma totalmente distinta. Se utiliza para su realización capas finas de material semiconductor que generalmente es germanio o silicio, al cual se le agregan impurezas de distinto tipo para que una capa actúe como base o colector.

Electrónica de las computadoras

La revolución en la informática: el transistor como sucesor de la válvula de vació y el circuito integrado
A continuación abordamos el tema, a grandes rasgos, de lo que es una válvula de vacío y lo que es un transistor. Es bueno que el técnico tenga una mínima idea al menos, ya que el transistor es el componente que forma todo circuito integrado, componente infaltable en una PC. Todos estos conceptos le ayudarán a entender mejor como funciona el conjunto de dispositivos que forman una PC actual.



La válvula de vació:



La válvula de vacío, es un componente electrónico que consiste en un envase de vidrio o acero en cuyo interior hay dos o más electrodos (conductores con carga eléctrica positiva o negativa), por medio de los cuales puede pasar la corriente. Además, según el caso una o más rejillas que son elementos que pueden modificar la corriente que pasa de un electrodo a otro con una pequeña polarización.

Las válvulas de vacío descubiertas por Sir Ambrose Flemig en el año 1.904 eran llamadas diodos. Estas cuentan con un conductor emisor (que puede ser el filamento o el cátodo) y un colector que atrae los electrones que emite el emisor. De esta forma se produce el pasaje de corriente en su interior. Para que esto ocurra, el emisor tiene polaridad positiva y el colector negativa (la corriente circula de positivo a negativo).


Fue en 1.906 que Lee Forest descubre que se puede controlar el paso de la corriente agregando un nuevo electrodo llamado reja o grilla que por estar próxima al emisor, con un bajo potencial controla el paso de la corriente hacia el colector, logrando con ello amplificar la señal de entrada, o bien cortándola por completo, actuando como llave electrónica. Este nuevo elemento se llamó válvula tríodo.


Con estos dispositivos comenzó a poder manipularse señales. Con el desarrollo de una amplia variedad de válvulas de vacío agregando más electrodos que cumplen otras funciones se pudo diseñar distintos tipos de válvulas con las cuales se desarrollaron las primeras computadoras. Comenzó así la evolución de las computadoras electrónicas.

El uso de las tarjetas perforadas en un censo e inicio de IBM

La oficina de censo de los E.E.U.U., para agilizar la labor del censo del año 1890 en plena revolución industrial, patrocinó una competencia para encontrar medios más eficientes de tabular datos de censo. Gana el concurso un emigrante de padres alemanes llamado Herman Hollerith. Este, emplea las tarjetas perforadas y máquinas que las leen y perforan para efectuar esta tarea.

Usa una perforadora mecánica que denomina "Punch Card Tabulating Machine" para representar letras del alfabeto y dígitos en las tarjetas de papel almacenando así, datos en ellas. Y, “la máquina de Hollerith” para leer la información que se encontraba en las tarjetas a través de unos contactos electrónicos. Se logra por este medio procesar la información en 2 años y medio cuando antes tardaban en procesarla de 7 a 8 años.


Se comienza a incluir la electricidad en las máquinas de cálculo y precursoras de las computadoras. Herman Hollerith tras su éxito crea Tabulating Machine Company (1896) luego de finalizar con éxito el censo. Esta empresa años mas tarde, formaría junto con otras en 1911 Computing-Tabulating-Recording Company (C-T-R) que en 1924 fue cambiado formalmente a International Business Machines Corporation, IBM.

1947 ENIAC
Salteándonos computadoras electromecánicas tales como la Z1, Z2 y Z3, Atanasoff Berry Computer también llamada ABC; Collossus; Mark I y otras. A modo de ejemplo nos detenemos en una muy significativa: La ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) computadora totalmente electrónica que se terminó de construir en el año 1947 con la incorporación del matemático John Von Neumann (1903 - 1957) como consultor.



Fotos de ENIAC





Esta computadora es construida utilizando la tecnología de la época. Se usaron las válvulas de vacío para fabricarla. Podía ejecutar 5000 sumas por segundo. El equipo de diseño fue encabezado por los ingenieros John Mauchly y John Eckert de la universidad de ingeniería eléctrica Pennsylvania que diseñaron esta computadora principalmente para el ejército.


Características que hoy llaman la atención, son que la ENIAC ocupaba todo un sótano de la Universidad y consumía 200.000 W de electricidad. Necesitaba un sistema de aire acondicionado para disipar el alto calor que generaban sus 18.000 Válvulas que la formaban, además de otros elementos electrónicos tales como resistencias, capacitores, etc. La temperatura de la habitación se elevaba pese al aire acondicionado a unos 50 ºC en ocasiones. Lo que ocasionaba, que estas válvulas se quemen frecuentemente. El encontrar la válvula averiada era toda una tarea técnica.

Esta gigante computadora fue todo un éxito en la época y, pese a que tenía una pequeña capacidad de cálculo comparada a las “pequeñas” computadoras actuales de uso domestico que la superan ampliamente, podían realizar cálculos que de no poseer esta enorme computadora se tardarían demasiado en realizarlos.

La programación de la ENIAC, era muy complicada se debían cambiarse válvulas y hacer cambios de puentes cada vez que se la reprogramaba ya que el programa formaba parte física de la máquina.

No piense el lector que hoy en día no existen computadoras que ocupen mucho espacio, existen con tecnologías actuales y funcionan a una velocidad incomparable con cualquier computadora de uso general. No obstante en los años 1970 computadoras como estas eran prácticamente las únicas existentes. Era un conjunto inmenso de componentes electrónicos que funcionaban electromecánicamente o bien principalmente a válvulas de vacío como en el caso de la ENIAC ocupando grandes dimensiones. El sector encargado de procesar los datos, es decir el procesador era gran parte de la máquina, por este motivo luego se consiguió poder reducir mucho las dimensiones con el desarrolle del transistor.


Estas computadoras podían almacenar datos, ser programadas, realizar secuencias de cálculos, etc. pero su uso era muy difícil, al igual que su programación, solo las utilizaban verdaderos expertos. Todo esto empezó a cambiar a partir de la computadora Univac I que poseían una Memoria de 1.000 palabras y podían leer cintas magnéticas. Esto gracias a distintos diseñadores, matemáticos y grupos de trabajo entre ellas el destacado John Von Neumann (1903 - 1957) que poseía ideas utilizadas hasta hoy en día en la informática.

Lenguaje Binario en Informática (historia computadoras)

La computación no nació repentinamente en un año específico. Surge de años de evolución y desarrollo. La base de la comunicación entre distintos dispositivos fue prácticamente desarrollada a partir del pensamiento de Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) y George Boole (1815-1864) que descubrió los operadores lógicos.

Para no extenderme en datos que no usará un técnico en reparación de computadoras personales, explico lo que son los operadores lógicos mediante un ejemplo, siendo el operador más sencillo de comprender y el que se tomará por ejemplo el operador Not.


Este, recibe generalmente el nombre de negación, porque entrega el valor contrario al que recibe por su entrada. Si en su entrada hay un uno, en su salida habrá un cero y si hay un cero en su entrada, su salida tendrá un uno, es decir entrega el valor contrario al que recibe. En electrónica digital a un operador lógico se lo conoce como una “compuerta lógica”.

Una compuerta lógica entrega un valor según el o los entrante/s. Existen varios y según como se los combinan forman circuitos con los cuales se pueden realizar: sumas, comparaciones, u otros tipos de cálculos. Es decir, las tareas que desempeñan un Microprocesador actual o los gigantes computadores anteriores a las PC modernas.

Un humano se comunica con un dialogo muy extenso. La voz humana emite variaciones sonoras muy amplias. Había que desarrollar en una computadora un lenguaje de comunicación rápido, preciso y censillo, para que se comuniquen los distintos componentes entre sí y se puedan realizar fácilmente tareas de cálculo en lo posible sin error.



La forma más fácil de hacer esto fue utilizando el lenguaje binario que consta de grupos de unos y ceros siendo cada “uno” y “cero” representado mediante el estado “abierto” o “cerrado” como si fuera un interruptor que puede tener solo dos posiciones. De esta forma, solo existen dos variaciones y no una amplia gama de ellas. No obstante los “unos y ceros” para poder representar números o letras se transmiten entre los dispositivos de a grupos mínimos de cuatro cifras, salvo en excepciones de comunicación con flujo de datos en serie, en los cuales igualmente al final se agrupan los “unos y ceros” en grupos pese a que se transmitan de a uno.

El lenguaje en las computadoras se basa en representar números y letras a partir de tan solo dos estados. En la siguiente tabla a modo de ejemplo indico con números binarios el equivalente a un número decimal, de un ancho de banda de cuatro dijitos (4 bits).



Número binario
hexadecimal
Número binario
hexadecimal

0000
0
1000
8

0001
1
1001
9

0010
2
1010
A

0011
3
1011
B

0100
4
1100
C

0101
5
1101
D

0110
6
1110
E

0111
7
1111
F





¿Recuerda el uso de las tarjetas perforadas usadas por el obrero textil? ¿Recuerda que mencioné anteriormente a la primera programadora que hacia sus programas perforando tarjetas? En la tarjeta perforada solo había dos estados: “agujereado” o “liso”, en el binario ocurre lo mismo, la diferencia es que ahora en vez de usar una plantilla de madera o metal perforada, usamos cables (o líneas de conducción) y lo que seria “agujereado” o “liso” ahora es un “uno” o “cero” representado por una variaciones de la tensión transportada en los cables o líneas conductoras según corresponda.

Microprocesador

Es el componente actual encargado de procesar información según las órdenes de entrada dadas por el usuario, mediante un programa que realiza rutinas o interactúa el usuario mediante el. Es el “cerebro” de la computadora. Esta compuesto en su interior por multitud de piezas eléctricas pequeñas llamadas transistores. Actualmente es un componente que no se suele quemar si no es por fallos en el suministro de corriente, mala manipulación del mismo o sobrecalentamiento.

Babbaje de cierta forma quería realizar un procesador mecánico que tuviera la facultad de “ejecutar varias operaciones que se puedan elegir mediante instrucciones”. Un Microprocesador actual, es un elemento que puede realizar cálculos e instrucciones devolviendo resultados o datos, a partir de órdenes dadas por el usuario o un programa.



Máquina de cálculo construida según diseños de Babbaje



Fotografía de un Microprocesador


Dispositivos de entrada, salida, programas y programador:

Flujo de datos de entrada: Son dispositivos por los cuales se envía información a la computadora y cuya finalidad principal es la de enviar datos y no la de mostrarlos o almacenarlos. Se trata de hacer rápida la comunicación entre el hombre y la computadora, en el caso anterior se pensaba en tarjetas perforadas (que también era un dispositivo de almacenamiento), actualmente se consideran dispositivos de entrada por ejemplo al Teclado, Mouse, escáner, micrófono, etc. Una falla en la computadora puede encontrarse entre otras posibles causas también en la mala comunicación entre un dispositivo de entrada y el CPU. Por ejemplo los parlantes conectados erróneamente en el lugar del micrófono, por una mala señalización de este en el gabinete de la computadora personal, o una ruptura de un cable o una ficha de conexión.

Programa: Un programa se lo utiliza para realizar una tarea de forma sencilla, contiene rutinas de ejecución. Por ejemplo, solo indicando un signo o código el programa lo reconoce y realiza con los datos de entrada todo un proceso automático para entregar un resultado. Hoy en día hay distintos tipos de programas que nos facilitan distintas tareas, como ser el escribir, almacenar datos, ver imágenes, hacer dibujos, etc. Los programas que se van añadiendo a una computadora personal pueden ir rompiéndose o desconfigurando (perdiendo los valores correctos que se hallan ingresado) o perder archivos esenciales para su funcionamiento provocando fallas en la parte de programas (software) en una computadora personal.

Elemento de salida de datos: Es un dispositivo con el cual el usuario recibe una respuesta entendible de parte de la computadora. Actualmente el dispositivo de salida de datos más común es el Monitor y la impresora. En este curso no se va a abordar el tema de reparación de componentes por ser todo una especialidad aparte, por ejemplo la reparación de un Monitor requiere amplios conocimientos de electrónica.

Programador: Es el que realiza un programa, el primer programador, Ada Augusta Byron, realizaba los programas para la máquina analítica en tarjetas perforadas. Hoy en día se utilizan programas especializados para compaginar o armar a su vez otros programas que sean entendibles tanto por la computadora como por el usuario, por ejemplo tenemos el programa Visual Basic para programar que no es muy complicado de utilizar. También existe una programación a nivel de máquina que es la programación más difícil. Un técnico en reparación de computadoras no requiere tener conocimientos en programación sino de saber configurar e instalar un programa.

Memoria RAM

La Memoria se utiliza en las computadoras actuales y en las antiguas que la poseían como medio de almacenamiento temporal. El nombre “Memoria” esta muy bien asignado, es un componente utilizado para recordar información mientras la computadora está trabajando.

Para comprender un poco la función que cumple, analicemos un simple ejemplo de como interviene la Memoria en un cálculo:

100 + 100 – 50 = 150

Para llegar al resultado la computadora debe realizar lo siguiente:

1) Almacenar los datos a sumar temporalmente en la Memoria.

2) Realizar el primer cálculo que es la suma que lo hace el Microprocesador.

3) Almacenar el resultado temporalmente en la Memoria.

4) Almacenar el número que se desea restar, temporalmente en la Memoria.

5) Realizar la resta, lo hace el Microprocesador.

6) Mostrar el resultado almacenándolo previamente en la Memoria.

7) Tenga en cuenta que en la actualidad hay instrucciones que facilitan muchos procesos.

Por ejemplo, si deseaba realizar esta cuenta en la Pascalia, tenían que realizar la primer cuenta, es decir 100 + 100, recordar el número o anotarlo en un papel -ya que no tenía un dispositivo de Memoria la Pascalina - y a ese número anotado en un papel o recordado luego restarle 50.

También en la Memoria, actualmente se almacenan instrucciones de programas. Es decir, se almacenan los datos que deben ser procesados como así también las instrucciones de como procesar dichos datos. Actualmente, en la Memoria principal de la computadora, menciono principal porque hay varios tipos de Memoria, se almacenan imágenes, gran cantidad de datos, instrucciones, programas que se ejecutan continuamente, etc.

Existen distintos tipos de Memoria en una computadora actual, estas poseen distintas características, incluso existen Memorias no la “Memoria principal” o “Memoria RAM” como se la suele denominar, que pueden almacenar datos de forma permanente.




Para no aburrir a los ansiosos, con la historia y conceptos voy comentando temas de reparación de computadoras entre medio: Una Memoria actual, aunque pueda ocurrir, no suele fallar o volverse inservible si no hay fallos en el suministro de corriente eléctrica o mala manipulación de la misma. Esto siempre y cuando no posea error de fabricación que también no suele ocurrir aunque es más factible.

Charles Babbaje logra mejorar el diseño del calculador

Charles Babbage (1792-1781). Un profesor matemático de la Universidad de Cambridge sentó las bases para la computadora moderna, utilizó el diseño de lo que llamó “la máquina de las diferencias” en 1823 con el apoyo británico y una segunda máquina mas sofisticada, que denominaría “máquina analítica”. Mediante esta persona de la historia nos acercaremos a otros dos conceptos: el de la Memoria y el de procesador.


Babbage no quería tener que recordar números o estar escribiendo en papeles resultados parciales. Por este motivo su concepto principal fue el siguiente: Que a la máquina se le ingrese una cantidad mínima de números y ella calcule sola lo que se desee, por ejemplo una multiplicación que es una sucesión de sumas.

El diseño de Babbage fue muy complicado y no lo pudo terminar. Recibió apoyo por parte del gobierno, pero siempre necesitaba más dinero. Su máquina estaba formada por muchos engranajes, ruedas y otros componentes que debían fabricarse y comprarse.

Mientras el Señor Babbage continuaba con su diseño, ocurrió el siguiente hecho que nos dará lugar para explicar otro concepto de la computación moderna que se comenzó a utilizar de cierta forma aquí.

El francés Joseph Jacquard (1752-1834), humilde obrero textil y muy inteligente, se le ocurrió para hacer moldes de tejido, utilizar plantillas perforadas. La máquina tejedora que diseñó, era utilizada por un operario y por medio de plantillas perforadas podía hacer un molde de diseño Grabado en la misma por medio de perforaciones.




Repito, para que se pase por alto lo que deseo explicar: Este creativo diseñador, logró que una máquina reprodujera un diseño grabado en un medio de almacenamiento de datos por medio de marcas en forma de agujeros en una lámina, interpretados por una máquina.

Relatan historiadores que este hombre impresionó a todos con su ingenio. Napoleón Bonaparte quedó asombrado cuando vio su máquina en una exposición industrial, recibió su apoyo y se hizo conocido. Este hecho contribuyó a que su invento fuera conocido y luego pudiera ser adaptada a su vez por otros inventores para realizar sus modelos de máquinas, entre ellas las primeras computadoras mecánicas y electromecánicas. Entre los investigadores que se asombraron se encontraba Charles Babbaje del que estamos hablando principalmente.

Babbaje deja de construir la máquina diferencial y comienza con otra aun más ambiciosa: La máquina analítica.

La máquina analítica podría almacenar 1000 números, de hasta 50 dígitos cada uno, procesar 60 operaciones por minuto y las operaciones que realizará serian almacenadas en tarjetas perforadas. Poseía conceptos muy adelantados como que estaría formado por varias partes, entre ellas un flujo de datos de entrada en forma de tarjetas perforadas, una Memoria para guardar los datos, un sector de máquina para realizar cálculos (procesador) y un elemento para mostrarlos.

Es de destacar sus siguientes ideas: 1) La máquina debe ser capaz de ejecutar varias operaciones que se puedan elegir mediante instrucciones que se le brinden por un medio externo, es decir, que se la pueda programar. 2) La máquina debe poseer de un medio de almacenamiento que sea capas de guardar los resultados parciales y finales.

Babbage es considerado el precursor de la computadora. Trabajó en el proyecto de la “máquina analítica” hasta su muerte. La novia de Babbage, Ada Augusta Byron, que luego fue Condesa de Lovelace le ayudó. Creaba programas para la máquina analítica por medio de tarjetas perforadas, hoy en día se la reconoce como el primer programador. Se relata también que Byron vendió sus joyas para contribuir a construir el diseño de Babbage

Computadora, principio de su historia y definición

Continúa la historia: La Pascalina

En el ábaco no había ningún tipo de automatización, había que mover manualmente cada cuenta. Las primeras máquinas que podían realizar cálculos fueron totalmente mecánicas con un principio de automatización. Tenemos por ejemplo la Pascalina realizada por Pascal a los 19 años de edad. Consistía esta, en una caja con ruedas y engranajes, con los cuales se podían hacer cuentas. Esta máquina era capaz de hacer sumas y restas de hasta 8 dígitos.


Como anécdota relatan algunos autores que esta máquina fue el primero en causar técnofovia. Algunos profesionales de la época, especialmente matemáticos, se opusieron a este invento creyendo que podrían ser remplazados por el mismo. Hoy en día o hace unos años atrás también mucha gente tenía o tiene aun este temor. La realidad es que las máquinas simplifican trabajo pero a su vez también lo dan. Es una fuente de trabajo el fabricarlas, montarlas, utilizarlas, programarlas, repararlas, instruir en su utilización, etc. Incluso hoy en día en Internet hay nuevas oportunidades laborales y negocios mediante este medio de comunicación en continuo desarrollo.

Mecanismos similares a los de la Pascalina se utilizaron como ayuda para realizar cálculos desde el año 1642 en que se desarrolló, hasta algunas décadas posteriores. Este sistema presentaba como complicación que no poseía un sistema de almacenamiento. Esto significa que para realizar un calculo largo había que ir anotando los resultados en un papel, al igual que si se deseaba realizar una multiplicación o división.

En relación a la historia actual de las computadoras: Vemos en el punto anterior (Primer sistema de calculo, almacenamiento, velocidad de calculo y lenguaje), en este y en algunos siguientes como fue evolucionando, el lenguaje y la maquina

Primer sistema de cálculo y conceptos básicos en computación

Un dispositivo muy antiguo que utilizaban los chinos y posteriormente los griegos y los romanos para hacer cálculos o almacenar datos fue el Ábaco. Un ábaco típico era una varilla con cuerdas las cuales se podían mover. Es un dispositivo visual muy sencillo que podía almacenar datos que representaban números según la ubicación, en este caso de las cuerdas. Otro tipo de ábaco quizás mas avanzado fue colocar en un rectángulo de madera varias cuerdas o varillas en forma horizontal o vertical, y en estas colocar a su vez rueditas que se podían mover con facilidad llamaba cuentas. Este fue el primer sistema de cálculo más o menos elaborado y reconocido mundialmente. No obstante, algunos autores mencionan otros sistemas como por ejemplo marcaciones en la tierra, inclusive utilizando piedras, pero ya nos estaríamos alejando mucho del tema.


En un ábaco, aunque parezca extraño, ya encontramos el inicio de una máquina para realizar cálculos y almacenar información numérica, llevar estadísticas, etc.

Existe una anécdota muy conocida con respecto a este artefacto. En el año 1946 se realizó una competencia entre un contador japonés cuyo nombre era Kiyoshu Matzukai, y un norteamericano con una computadora de la época, ganó el japonés. Pero este solo fue un hecho aislado y en aquellos años. Una computadora agiliza el procesamiento de datos y a medida que avanza la tecnología se hace este procesamiento cada vez más rápido. En computadoras actuales especiales se procesan miles de millones de cálculos por segundo. No existe nadie que pueda realizar esta cantidad de cálculos por segundo aunque sea con un ábaco o un dispositivo más moderno que no sea una supercomputadora. Pero repito, en cada época se utiliza la tecnología que se tiene a su alcance, y muchos conceptos son los mismos como se comentará.

El ábaco lo podemos interpretar como un dispositivo en el cual se pueden realizar cálculos.

El ábaco lo podemos interpretar como un dispositivo en el cual se pueden realizar cálculos. En este ya existían los siguientes conceptos:


Utiliza un lenguaje: En el cual según la ubicación de cada cuenta da un determinado valor.

No posee ningún automatismo ni se lo puede programar

Velocidad de calculo: En este caso, esta dada por la velocidad en que el usuario interpreta y mueve los distintos datos. www.estudiargratis.com.ar.

El medio de almacenamiento Era muy pequeño, dependiendo este, del tamaño y cantidad de cuentas que contaba un ábaco.

Almacenamiento, velocidad de cálculo y lenguaje:
Dispositivo de almacenamiento: Lugar físico, tangible, en el cual se pueden almacenar de una determinada forma datos. Posee una capacidad determinada dada por las características del dispositivo. El medio de almacenar información fue evolucionando a través del tiempo como lo iremos viendo. Primero simplemente se basaba en la posición que adoptaban unas piedritas, nudos o cuentas en un ábaco, actualmente se basa en pequeñas marquitas realizadas en una superficie formada por materiales especiales, por un láser o un cabezal que genera marcas magnéticas. Posiblemente, en un futuro habrá que rever el término de “tangible” ya que por ejemplo una información podría ser almacenada en un medio no tangible, o casi no perceptible.

Velocidad de cálculo: Lo que tarda la máquina en procesar un cálculo. En un ábaco, la velocidad de cálculo estaba determinada por la velocidad de la persona. En las computadoras actuales la velocidad de cálculo es determinada principalmente por la velocidad que tiene un elemento que forma la computadora llamado Microprocesador, en el cual hay grabadas instrucciones que al ser llamadas generan distintos tipos de procesos desde una suma a otros mas complejos.

Lenguaje: La forma en que se comunica el usuario (el que usa el dispositivo) con la máquina o la forma de comunicación entre distintos programas. Los lenguajes en informática, también fueron evolucionando como lo notará en este escrito, el lenguaje y el “Entorno de Usuario” (lo que usa el usuario). Por ejemplo, en las primeras computadoras de uso personal el usuario se comunicaba con esta mediante códigos preestablecidos mas o menos fáciles de recordar. Por ejemplo en el lenguaje MS-DOS había que escribir mediante el Teclado instrucciones tales como dir, copy, edit, etc. para realizar distintas acciones. Actualmente el lenguaje que utiliza el usuario para comunicarse con la computadora es gráfico, como por ejemplo el utilizado en distintas versiones del Sistema Operativo Microsoft Windows, en el que hay botones, dibujos, etc.. Asimismo cada vez se añaden nuevas instrucciones que pueden ser usadas por aplicaciones (programas) por ejemplo, reconocidas por un Microprocesador directa o indirectamente.

De esta forma vemos como el lenguaje utilizado en estas máquinas, computadoras personales (PC), fue evolucionando y luego haciéndose cada vez más sencillo e intuitivo su utilización para un usuario.

Computadora, principio de su historia y definición.

A medida que la sociedad fue aprendiendo a utilizar nuevas técnicas de construcción y diseño para realizar sus tareas y cálculos, les interesaron a algunos investigadores la automatización de procesos y el hecho de poder contar con una máquina que le facilite el trabajo de realizar cálculos matemáticos de forma rápida.


Posteriormente, comenzó a haber un gran interés no solo en la creación de una máquina que realice cálculos, sino también en una capaz de manipular distintos tipos de información. Ya que cada vez se disponía de más cantidad de ella y era necesario catalogarla y ordenarla así como también procesar la información almacenada. Además en el área militar se necesitaban computadores capaces de calcular trayectorias. Todo esto fue haciendo que en los comienzos la computación avance.

Las máquinas, para ser algo ideal debían poder programarse para adaptarse a las distintas necesidades, que generalmente son cambiantes. Con las últimas máquinas mecánicas y electromecánicas como se verá en este escrito nació la computadora, máquina principalmente utilizada en un principio para procesamiento y manipulación de la información. Que luego llegaría a ser una herramienta básica no solo de procesamiento de información, sino también de comunicación, y diversión ampliamente difundida.




Definición de computadora:

Una computadora es una máquina capaz de procesar datos y entregar resultados a partir de datos ingresados calculados y administrados por un programa. Toda computadora se debe poder programar para automatizar procesos.

Muchos máquinas a lo largo de la historia de la computación, especialmente las primeras, no podían ser programables, característica básica para poder ser una computadora. Obviamente, los dispositivos primitivos fueron realizados según las tecnologías que tenían la sociedad o científicos a su alcance. No obstante, notará el lector que de cierta forma en los diseños de sus inventores se encuentran distintos conceptos que hoy en día se utilizan en la computación actual. La tecnología avanza y actualmente hay experimentos y distintas inclinaciones de investigaciones tecnológicas para utilizar en las computadoras mecanismos basados en el ADN; mediante el almacenamiento y retardo de la luz; mediante una nano ingeniería que trabaje al nivel de tamaños de una bacteria, etc. Estas técnicas actualmente a más de uno nos parecerá delirio. Pero lo que es claro es que la computación siempre va de la mano de la tecnología de la época, por este motivo es probable que en un futuro utilicemos una computadora totalmente distinta a la que se usa hoy en día, al menos en lo referente a su construcción.