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Computador

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Un computador personal IBM PC 5150 de los años 1980
El superordinateur Columbia de la NASA 2004

Un computador es una máquina dotada de una unidad de tratamiento que le permite ejecutar programas grabados. Es un conjunto de circuitos electrónicos que permiten manipular datos bajo forma binaire, o bits . Esta máquina permite tratar automáticamente los datos, o informaciones , según secuencias de instrucciones prédéfinies llamadas también programas.

Ella interagit con el medio ambiente gracias a periféricos como el monitor, el teclado, el ratón, la impresora, el módem, el lector de CD (lista no-exhaustiva). Las computadoras pueden ser clasificados según varios criterios[1] (propiedad de aplicación, tamaño o arquitectura).

Sumario

Histórico

Artículo detallado : Historia de la informática.

1936, la publicación del artículo fundador de la ciencia informática () [pdf] Se Computable Numbers with año Aplicación to the Entscheidungsproblem por Alan Turing iba a dar el golpe de envío a la creación de la computadora programable. Presenta su máquina de Turing, el premier calculador universal programable, e inventa los conceptos de programación y de programa .

Turing Publica un texto de 35 páginas donde ha concebido una máquina imaginaria capaz de efectuar todo cálculo a marchar de un código binaire 0 y 1. Afirma que esto va a permitir poner œuvre un programa ilimitado de cálculos. Sugiere que esta máquina podría ser real y podría ser programada a trabajar 0 y 1. El resultado de los problemas tratados sería imposibles a distinguir resultados de un cerebro humano. Es el nacimiento de lainteligencia artificial, porque el cálculo es el mismo, qué que sea el objeto, máquina u hombre, que el hecho. Calcular es una función multiréalisable por el hombre o la máquina. El hecho que una operación sea simulable por una máquina, es parecida al mecanismo, pero lo que cambia, esto son los mecanismos de « computation » (computer).

Von Neumann Se opone a Skinner durante un seminario sobre el tema : mecanismos cerebrales en el comportamiento. Es el premier a utilizar la palabra « cybernétique » (viene de « timón », el cerebro gobierna, designa la ciencia de todo sistema capaz de autorégulation y de comunicación , como los seres humanos). Skinner Quiere restaurar el béhaviorisme. Von Neumann Quiere concebir un programa grabado y programado en la máquina : es el nacimiento del primer computador. 1951, es organizado en París, por el CNRS, el coloquio de la máquina a calcular : es el nacimiento de la psicología cognitiva concebida como computation.

Poco antes la Segunda Guerra Mundial, aparecieron las primeras calculadoras électromécaniques, construidas según las ideas de Alan Turing. Las máquinas fueron rápidamente supplantées por los premiers calculadores electrónicos, claramente más eficientes.

El primer computador que funciona en lenguaje binaire fue el Colossus, concebido durante la Segunda Guerra Mundial, no era Turing-completo aunque Alan Turing haya trabajado en el proyecto. Al finalizar la guerra, fue desmontado y escondido a causa de su importancia estratégica. El ENIAC, puesto en servicio en 1946, es el primer computador totalmente electrónico construido para ser Turing-completo.

La palabra computadora fue introducido por IBM Francia 1955. François Girard, entonces responsable del servicio publicidad de la empresa, tuvo la idea de consultar su anciano profesor de cartas a París, Jacques Perret, con el fin de pedirle de proponer una palabra que caracteriza el mejor posible lo que se llamaba vulgairement un calculador (traducción literal de la palabra inglesa « computer »). Este último propuso « computador », una palabra caída désuétude designando antiguamente un ordonnateur, incluso la noción de orden eclesiástico en la iglesia católica (ordinant)[2],[3]. El profesor sugirió más precisamente « ordinatrice electrónico », el femenino que ha podido permitir, según le, de mejor distinguir el uso religioso del uso contable de la palabra[4],[5].

Generalidades

Las computadoras fueron utilizados primeramente para el cálculo (enumeras enteros primeramente, después flotantes). Se no puede no obstante asimilarlos a de meros calculadores : en efecto, el resultado del tratamiento de un computador puede ser no sólo una serie de números, pero también un nuevo programa (utilisable por este computador o por otro).

Esta creación de un néologisme fue en el origen de traducciones múltiples de las expresiones Supercomputer, superordinateur o supercalculateur, y Quantum computer, calculador quantique o computador quantique. En este último caso, la utilización de la palabra « computadora » es justamente surfaite porque las posibilidades envisageables para el cálculo quantique son lejos de la polyvalence de un  computador ».

La experiencia ha aprendido a distinguir en un computador dos aspectos, cuyos el segundo había sido en la salida subestimada :

Las computadoras podrían ser sensibles a las bombas IEM.

Funcionamiento de un computador

Entre todas las máquinas inventadas por el Hombre, el computador es la que se acerca el plus del concepto antropológico siguiente :

Órgano de entrada. Órgano de tratamiento de la información. Órgano de salida

En el Hombre, los órganos de entrada son los cinco sentidos, el órgano de tratamiento es el cerebro cuyos softwares son el aprendizaje con actualizadas constantes en el transcurso de vida, después los órganos de salida son los músculos. Para las computadoras modernas, los órganos de entrada son el teclado y el ratón y los órganos de salida, la pantalla, la impresora, el graveur de DVD, etc.

Estallado de un computador

Los técnicos utilizadas para fabricar estas máquinas han cambiado enormemente desde los años 1940 y han devenido una tecnología (es decir un conjunto industrial organizado en torno a técnicos) aparte entera desde los años 1970. Mucho utilizan todavía los conceptos definidos por John von Neumann, aunque esta arquitectura sea en regresión : los programas no se modifican más mucho ellos-mismos (lo que sería considerado como una mala práctica de programación), y el material toma cuenta esta noticia da separando hoy claramente el almacenaje de las instrucciones y de los datos, comprendí en los escondes.

La arquitectura de von Neumann décomposait la computadora en cuatro partes diferentes :

  1. La unidad aritmética y lógica (UAL) o unidad de tratamiento : su rol es de efectuar las operaciones de base, un poco como lo haría una calculadora ;
  2. La unidad de control. Es lo equivalen dedos que accionarían la calculadora ;
  3. La memoria que contiene a la vez los datos y el programa que dirá en la unidad de control qué cálculos hacer sobre estos datos. La memoria se divide entre memoria viva (programas y dadas en el transcurso de funcionamiento) y memoria permanente (programas y dadas de base de la máquina) ;
  4. Las entradassalidas : dispositivos que permiten comunicar con el mundo exterior.

UAL Y UC

La unidad aritmética y lógica o UAL es el elemento que realiza las operaciones elementales (adiciones, sustracciones...), Los operadores lógicos (Y, O, NI, etc.) Y las operaciones de comparación (por ejemplo la comparación de igualdad entre dos zonas de memoria). Es el UAL que efectúa los cálculos del computador.

La unidad de control toma sus instrucciones en la memoria. Éstas él indican este que tiene que ordenar a la UAL y, cómo deberá eventualmente tratar según los resultados que ésta proporcionará. Una vez la operación terminada, la unidad de control pasa sea en la instrucción siguiente, sea en otra instrucción a la cual el programa ordena de ponerse.

La unidad de control facilita la comunicación entre la unidad aritmética y lógica, la memoria así como las periféricas. Gestiona la mayoría del fusilamiento de las instrucciones en la computadora.

Memoria

Al seno del sistema, la memoria puede ser descrita como una continuación de células numérotées que contienen cada una una pequeña cantidad de informaciones. Esta información puede servir a indicar en la computadora este que tiene que hacer (instrucciones) o contener datos a tratar. En la mayoría de las arquitecturas, es la misma memoria que es utilizada para ambas funciones. En los calculadores masivamente paralelos, se admite incluso que de las instrucciones de programas sean sustituidas a otros en el transcurso de operación cuando encubrió se traduce por una más gran eficacia. Esta práctica era antaño corriente, pero los imperativos de lisibilité del ingenio software lo han hecho régresser, excepto en este caso particular, desde varias décadas.

Esta memoria puede ser réécrite tanto de vez que necesaria. El tamaño de cada uno de los bloques de memoria así como la tecnología utilizada han variado según los costes y las necesidades : 8 bits para las telecomunicaciones, 12 bits para la instrumentación (DEC) y 60 bits para de gordos calculadores científicos (Control Dató). Un consenso ha acabado por ser encontrado en torno al octet como unidad adressable y de instrucciones sobre formato de 4 o 8  octets.

De todas maneras de figura, la octet resto adressable, lo que simplifica la escritura de los programas.

Los técnicos utilizadas para la realización de las memorias han comprendido relieves électromécaniques, de los tubes al mercure al seno desquels eran generadas ondas acústicas, de las transistors individuales, de los tores de ferrite y finalmente de los circuitos integrados incluant de los millones de transistors.

Entradas-Salidas

Los dispositivos de entrada/salida permiten en la computadora de comunicar con el exterior. Estos dispositivos son muy de entidad, del teclado enla pantalla.

El punto común entre todos los periféricos de entrada es que convierten la información que recuperan del exterior en datos comprensibles por el computador. Al inverso, los periféricos de salida décodent la información proporcionada por la computadora con el fin de devolverla comprensible por el usuario.

Autobús

Estas diferentes partes han conectado por tres autobuses, el autobús de dirección, el autobús de datos y el autobús de encargo. Un autobús es una agrupación de uno cierto número de hilos eléctricos que realizan una conexión para transporter de las informaciones binaires codées sobre varios bits.

El autobús de dirección transporte las direcciones generadas por la UCT (Unidad Central de Tratamiento) para seleccionar una cabaña memoria o un registro interno del uno de los bloques. El número de bits transportados por este autobús depende de la cantidad de memoria que tiene que ser dirigida.

El autobús de datos transporte los datos intercambiados entre los diferentes elementos del sistema.

El autobús de control transporte las diferentes señales de synchronisation necesarias al funcionamiento del sistema : señal de lectura (RD), señal de escritura (WR), señal de selección (CS : Chip Select).

Arquitectura

La miniaturisation permite integrar la UAL y la unidad de control al seno de un mismo circuito integrado conocido bajo el nombre de microprocesseur .

Típicamente, la memoria es ubicada sobre circuitos integrados cercanos del processeur, una parte de esta memoria, la memoria esconde, que puede ser ubicada sobre el mismo circuito integrado que el UAL.

El juntos es, sobre la mayoría de las arquitecturas, completado de un reloj que cadencia el processeur. Por supuesto, se desea que sea el plus rápido posible, pero se no puede aumentar sin límites su velocidad para dos razones :

La tendencia ha sido a marchar de 2004 de reagrupar varias UAL en el mismo processeur, incluso varios processeurs en la mismo chip. En efecto, la miniaturisation progresiva (ver Ley de Moore) lo permite sin gran cambio de coste. Otra tendencia, desde 2006 en ARM, es a las microprocesseurs sin reloj : la mitad de la disipación térmica es en efecto debido a las señales de reloj cuando el microprocesseur funciona ; además, un microprocesseur sin reloj tiene un consumo casi ninguna cuando no funciona  : la sola señal de reloj necesario es entonces aquel destinado al refresco de las memorias. Esta baza es de entidad para las modelos portátiles.

La principal separación funcional hoy por informe en el modelo de Von Neumann es la presencia sobre ciertas arquitecturas de dos antémémoires diferentes : una para las instrucciones y una para los datos (mientras que el modelo de Von Neumann spécifiait una memoria común para ambas). La razón de esta separación es que la modificación por un programa de sus propias instrucciones es considerada hoy (salvo sobre las máquinas altamente paralelas) como una práctica a proscrire. Desde entonces, si el contenido del esconde datos tiene que ser récrit en memoria principal cuando es modificado, se sabe que aquel del esconde instrucciones no habrá nunca en el ser, de donde simplificación de los circuitos y ganancia de prestación.

Instrucciones

Las instrucciones que la computadora puede comprender no son aquellas del lenguaje humano. El material sabe justo ejecutar un número limitado de instrucciones bien definidas. De las instrucciones típicas comprendidas por un computador están « copiar el contenido de la célula 123 y ubicarlo en la célula 456 », « añadir el contenido de la célula 321 a aquel de la célula 654 y ubicar el resultado en la célula 777 » y « si el contenido de la célula 999 vale 0, ejecutar la instrucción en la célula 345 ». Pero la mayoría de las instrucciones se componen dos zonas : lo una que indica qué hacer, que se nombra el código operación, y la otra indicando donde hacerlo, que se nombra opérande.

Al seno del computador, las instrucciones corresponden a códigos - el código para una copia que es por ejemplo 001. El conjunto de instrucciones que un computador da soporte se nombra su lenguaje maquina, lenguaje que es una sucesión de cifras binaires, porque las instrucciones y datos que son comprendidas por el processeur (CPU) son constituidas únicamente de 0 (cero) y de 1 (uno). 0 = La corriente eléctrica no pasa . 1 = La corriente eléctrica pasa.

general, los programmeurs ya no utilizan este tipo de lenguaje, pero pasan por lo que se llama un lenguaje de elevado nivel que es transformado luego en lenguaje binaire por un programa especial (interpréteur o compilateur según las necesidades). Los programas así obtenidos son programas compilés comprensibles por el computador en su lenguaje nativo.

Ciertos lenguajes de programación, como la assembleur son dichos lenguajes de bajo nivel porque las instrucciones que utilizan son muy cercanos de aquellas de la computadora. Los programas escritos en estos lenguajes son así muy dependientes de la plataforma para la cual han sido desarrollados. El lenguaje C, mucho más fácil a relire que el assembleur, permite pues a los programmeurs de estar más productivos. Para esta razón, se lo ha visto cada vez más utilizado a medida que los costes del material disminuían y que los salarios horarios de los programmeurs aumentaban.

Softwares

Artículo detallado : Software.

Los softwares informáticos son largas listas de instrucciones exécutables por un computador. De numerosos programas contienen millones de instrucciones, efectuadas para ciertas de manera répétitive. Hoy en dia, un computador personal ejecuta varios millardos de instrucciones por segunda.

Desde el medio de los años 1960, de los computadores ejecutan varios programas simultáneamente. Esta posibilidad es llamada multitâche. Es el caso de todos los computadores hoy.

En realidad, cada cœur de processeur no ejecuta que un programa a la vez, transeúnte de un programa al otro cada vez que necesario. Si la rapidez del processeur es suficientemente grande por informe en el número de tareas a ejecutar, el usuario tendrá la impresión de un fusilamiento simultáneo de los programas. Las prioridades asociadas en los diferentes programas son, general, gestionadas por el sistema de aprovechamiento.

Sistema de aprovechamiento

Artículo detallado : Sistema de aprovechamiento.

El sistema de aprovechamiento es el programa central que contiene los programas de base necesaria al buen funcionamiento de las aplicaciones de la computadora.

El sistema de aprovechamiento concede los recursos físicos del computador (tiempo processeur, memoria...) a los diferentes programas en el transcurso de fusilamiento. Proporciona también herramientas a los softwares (como los pilotos) con el fin de facilitarles la utilización de los diferentes periféricos sin tener a conocer los detalles físicos.

Tipos de computadores

Por propiedad de aplicación

Por tamaño

Por arquitectura

Referencias

  1. ↑ Jargon fr - Computador sobre http://jargonf.org/wiki/accueil. Consultado el 1er abril 2008
  2. ↑ XMLittré - Computador, trice sobre http://francois.gannaz.free.fr/littre/accueil.php. Consultado el 1er abril 2008
  3. ↑ Étymologie De la palabra COMPUTADORA : computador (anciano francés) sobre http://www.presse-francophone.org/apfa/. Consultado el 22 de febrero de 2008
  4. ↑ Computador : la (primera página) de carta manuscrita de J. Perret Sobre http://www.les-infostrateges.com/. Puse on-line lo 16 de mayo 2005, consultado el 22 de febrero de 2008
  5. ↑ Historia de la creación de la palabra Computadora : la carta in extenso de J. Perret Y su contexto explicado por Gilles Zemor ENST sobre news://loria.general. Puse on-line lo 23 de agosto 1996, consultado el 12 de marzo de 2008

Ver también

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Artículos connexes

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