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UNIDAD 2. HARDWARE Y SOFTWARE
Taller de Cómputo
AGOSTO DE 2016
1
Índice
Botón Inicio ............................................................................................................................................. 3
Botón Aprendizajes ................................................................................................................................. 3
Botón Introducción.................................................................................................................................. 5
Botón Historia.......................................................................................................................................... 6
Botón Precursores ............................................................................................................................... 6
Botón Generaciones .......................................................................................................................... 21
Primera Generación de Computadoras ......................................................................................... 21
Hardware ................................................................................................................................... 22
Software .................................................................................................................................... 24
Segunda Generación de Computadoras ........................................................................................ 25
Hardware ................................................................................................................................... 25
Software .................................................................................................................................... 28
Tercera Generación de Computadoras ......................................................................................... 30
Hardware ................................................................................................................................... 30
Software .................................................................................................................................... 32
Cuarta Generación de computadoras ........................................................................................... 34
Hardware ................................................................................................................................... 34
Software .................................................................................................................................... 37
Botón Tendencias .................................................................................................................................. 40
Nanotecnología ................................................................................................................................. 40
Partículas programables que atacan al cáncer. ............................................................................. 41
Chip de memoria basada en Nanotubos. ...................................................................................... 42
La revolución de la impresión 3D. ................................................................................................. 42
Robótica............................................................................................................................................. 43
Aparato electrónico-mecánico ...................................................................................................... 44
Drone ............................................................................................................................................. 44
Prótesis .......................................................................................................................................... 45
Inteligencia Artificial .......................................................................................................................... 45
Asistente virtual............................................................................................................................. 46
App móvil ....................................................................................................................................... 47
La inteligencia artificial se convierte en 'detective' del agua en el mundo ................................... 47
Computadoras Cuánticas .................................................................................................................. 48
2
Introducción .................................................................................................................................. 49
Definición ...................................................................................................................................... 50
Superposición ................................................................................................................................ 50
Entrelazamiento ............................................................................................................................ 51
Aplicación ...................................................................................................................................... 52
Botón Modelo de Von Neumann .......................................................................................................... 53
Introducción ...................................................................................................................................... 53
Modelo .............................................................................................................................................. 55
Funcionamiento ................................................................................................................................ 59
Bibliografía............................................................................................................................................. 60
Referencias Bibliográficas ................................................................................................................. 60
Referencias Electrónicas.................................................................................................................... 60
3
UNIDAD II. HARDWARE Y SOFTWARE
Botón Inicio
Hardware y Software
La evolución del hardware y software ha determinado en gran medida el curso de la historia
impactando desde la forma en que se realizan las operaciones cotidianas hasta la forma de
comunicación, así como en sectores de la medicina, física, arte, etc.
De ahí la importancia del análisis de sus características para lograr explicar su desarrollo y
sus tendencias.
Botón Aprendizajes
Aprendizajes Conceptuales
El alumno:
✓ Conoce la evolución de la historia de la computación.
✓ Comprende la arquitectura de una computadora.
4
Aprendizajes Procedimentales
El alumno:
✓ Construye el algoritmo, el Analiza el avance tecnológico a partir de la evolución de los
componentes electrónicos como son bulbos, transistores, circuitos integrados y
microprocesadores.
✓ Explica la evolución del hardware y software de la computadora.
Aprendizaje Actitudinal
El alumno:
✓ Valora los eventos históricos relevantes hasta nuestros días.
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Botón Introducción
¿Qué es hardware?
Es el conjunto de componentes físicos que integran una computadora. Las funciones de
éstos se pueden dividir en: entrada, salida y almacenamiento; están conectados a través de
un conjunto de cables o circuitos llamado bus a la unidad central de proceso (CPU) de la
computadora.
¿Qué es software?
Es el conjunto de instrucciones, programas, aplicaciones o sistemas que hacen posible la
interrelación usuario - máquina. Las funciones del software son: administrar y proporcionar
las herramientas para optimizar los recursos de la computadora; actuar como intermediario
entre el usuario y la información almacenada.
6
Botón Historia
Menú
Precursores
Generaciones
Da clic en el período que desees conocer.
Botón Precursores
Da clic en el período que desees conocer.
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3500 años antes de Cristo
Los Babilonios
La Tablilla Salamis
La tabla de contar más antigua es la tablilla Salamis (originalmente pensada para ser una
tabla de juegos), descubierta en 1846 en la isla de Salamis Grecia de ahí su nombre, se
estima que su diseño se remonta 3500 años antes de Cristo por los babilonios.
Es una tabla de mármol blanco cuyas medidas son 1.49cm de largo, 75cm de ancho y 4.5cm
de espesor.
80 años antes de Cristo
Los Griegos
Antikycera
En 1900 se recuperó un mecanismo de cálculo astronómico, cerca de la isla griega de
Antikycera en el mar Egeo, depositado en fragmentos calcáreos. Se dedujo que había sido
construido alrededor del año 80 a.C.
8
En 1959 Derek Di Sola Price, físico y profesor de historia de ciencia de la Universidad de
Yell, analizó los fragmentos, pero es hasta después de 1971, en que Di Sola Price pudo
observar todos sus componentes utilizando rayos gama y pudo trazar el diagrama general
del engranaje. Se le considera la Primera computadora de Occidente
que realizaba cálculos astronómicos para guiar la navegación.
900 a 1000 años después de Cristo
Los aztecas y Los Mayas
Nepohualtzintzin
Considerado como la computadora prehispánica, el Nepohualtzintzin es un instrumento,
similar al ábaco, se empleó para cuantificar cosas y tiempo, además de poder realizar
cálculos aritméticos y matemáticos. La principal diferencia con el ábaco es que el Abaco
utiliza el sistema numérico decimal (base 10) y el Nepohualtzintzin un sistema vigesimal
(base 20).
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Año 1500
Leonardo Da Vinci
El Código Madrid
1967 se descubrió en la Biblioteca Nacional de España Madrid, dos trabajos desconocidos de
Leonardo da Vinci, mismos que fueron nombrados y conocidos como Código Madrid.
Estos manuscritos aparentemente explicaban el funcionamiento de una máquina para
sumar, que probablemente fue creada alrededor del año 1500.
Posteriormente el Dr. Roberto Guatelli, especialista en la creación de réplicas funcionales de
Da Vinci, examino una copia del Código Madrid y reconoció trazos similares del Código
Atlanticus, y en 1968 utilizó ambos códigos para construir la réplica.
1614 y 1617
John Napier
Los logaritmos y El Ábaco Neperiano
En 1614 Napier publica su obra en la que da a conocer los logaritmos que él llamó números
artificiales. Debido a estos números las multiplicaciones pueden sustituirse por sumas, las
10
divisiones por restas, las potencias por productos y las raíces por divisiones, lo que
simplificó la realización manual de los cálculos matemáticos.
En 1617 apareció su obra en la que describe el ábaco neperiano (Napier's Bones) para
realizar cálculos numéricos, mecanizando el cálculo, sin tener que emplear las tablas de
logaritmos y ahorrando tiempo además de disminuir errores. Este ábaco consiste de tiras de
madera o hueso que contienen inscritas las tablas de multiplicar.
1622 a 1624
William Oughtred
La regla y el disco deslizantes
Ambos se basaron en el uso de los logaritmos de Napier.
Estos dispositivos consisten de escalas graduadas capaces de moverse una en relación a la
otra, la primera, consiste de dos reglas lineales y la otra de un juego de discos rotatorios,
ambos calibrados con los logaritmos, mediante los cuales se pueden realizar mecánicamente
los cálculos. Estos dispositivos permiten realizar operaciones muy diversas de forma rápida
y precisa, sin tener que emplear las tablas de los logaritmos o tener que realizarlas a mano,
disminuyendo el tiempo de cálculo.
11
1623
Wilhalm Schickard
Calculadora mecánica automática
Sus contemporáneos bautizaron a su invención como “El Reloj Calculador”. La máquina
incorporó los logaritmos de Napier para realizar las operaciones. En un contenedor grande
se hacían rodar cilindros. La máquina podía sumar y restar números de seis dígitos e indicar
el haber sobrepasado su capacidad al repicar una campana; para cálculos más complejos
empleaba un conjunto de tablillas de Napier.
1645
Blaise Pascal
Pascalina
Calculadora basada en el uso de ruedas y engranes para realizar operaciones de suma y
resta.
12
1666
Samuel Morland
Máquina de Multiplicar
El aparato consistía de una serie de ruedas, cada una representaba, decenas, centenas, etc.
Un alfiler de acero movía los diales para realizar los cálculos. A diferencia de la pascalina, el
aparato no tenía avance automático de columnas.
La máquina de multiplicar se basaba en los logaritmos de Napier, por ello se le considera una
versión mecánica del ábaco de Napier.
1671
Gottfried W. Leibniz
La Calculadora - Stepped Reckoner
Leibniz desarrolló aún más las ideas de Pascal e introdujo el auxiliar de cálculo por pasos
(Stepped Reckoner), un artefacto que permitía sumar, restar, multiplicar, dividir, y sacar
raíces cuadradas a través de una serie de pasos adicionales, era una máquina portátil
basada en ruedas dentadas.
13
1777
Charles Mahon
La primera máquina lógica
Mahon desarrolló la que es considerada la primera máquina lógica del mundo: el
Demostrador de Stanhope. No solamente el dispositivo podía ser usado para resolver
silogismos tradicionales por un método aproximado al de los círculos de Venn, sino que
podía manejar silogismos numéricos y también problemas elementales de probabilidad.
Su obra es la base fundamental para las Máquinas de Charles Babbage y es el precursor de
los componentes lógicos en las computadoras modernas.
14
1801
Joseph Marie Jacquard
El Telar Automático de Tarjetas Perforadas
Es una máquina mecánica que utilizaba tarjetas perforadas para tejer diseños complejos y
eliminar errores, permitiendo incluso que personas inexpertas lo elaborarán.
Se puede decir que la máquina funcionaba con instrucciones expresadas en código binario
contenidas en las tarjetas perforadoras. Este método es precursor de la tecnología utilizada
en las primeras computadoras.
Fue tan grande el interés despertado por el invento de Jacquard, que el propio Napoleón
Bonaparte se quedó asombrado cuando en 1805 asistió a una exhibición industrial celebrada
en Lyon, para posteriormente condecorarlo con la medalla de La Legión de Honor y un
premio de 50 francos por cada telar que fuese comercializado durante el período de 6 años.
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1820
Charles Xavier Thomas of Colmar
El Aritmómetro.
(Thomas' Machine)
En el año 1820, el financiero francés Charles Xavier Thomas of Colmar idea un dispositivo a
base de piñones dentados que realiza multiplicaciones y divisiones basándose en el mismo
principio de la calculadora de Leibniz. Por ser tan práctica esta máquina alcanza un gran
éxito, se utilizó desde 1820 hasta 1890, se produjeron algunos millares de estos ejemplares.
Todos los dispositivos que hemos visto hasta ahora no disponen de operaciones automáticas
verdaderas para efectuar los cálculos; falta todavía un sistema de comando que permita a
las máquinas pasar de una operación a otra sin la intervención del hombre.
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1822
Charles Babbage
La Máquina Diferencial
La "máquina diferencial", podía sumar, sus-traer, multiplicar y dividir en secuencia
automática a una velocidad de 60 sumas por minuto.
Babbage inventa la "Máquina Diferencial" dando su nombre porque usaba el método de
diferencias que empleó de Prony en sus tablas de Pesos y medidas en 1790. La máquina
consistía en un conjunto de mecanismos sumadores y una parte que imprimía.
En 1821 construyó un prototipo de Máquina Diferencial, con capacidad para resolver
polinomios de segundo grado.
Lo que distinguió el diseño de Babbage de todo trabajo previo fue que se propuso para
calcular una serie de números siguiendo cualquier ley por la ayuda de las diferencias y que
colocando unos pocos números en el inicio, una larga serie de números rápidamente eran
producidos por una operación mecánica.
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1832
Charles Babbage
La Máquina Analítica
Después del fracaso de la Máquina Diferencial, Babbage empezó a trabajar en la Máquina
Analítica, en cuya concepción colaboró directamente Ada Augusta Byron. El objetivo
perseguido era obtener una máquina calculadora de propósito general, controlada por una
secuencia de instrucciones, con una unidad de proceso, una memoria central, facilidades de
entrada y salida de datos, y posibilidades de control paso a paso, es decir, lo que hoy
conocemos como programa. Sin embargo, este proyecto tampoco pudo realizarse por
razones económicas y tecnológicas.
1842
Ada Augusta Byron
Considerada la primera programadora del mundo.
En 1842, Ada realiza una detallada traducción y un análisis de la obra: Elements of Charles
Babbage Analytique Machine de Luigi Federico Menabrea, que trata sobre la primera
calculadora analítica digital precursora de las actuales computadoras, que Babbage jamás
logró construir debido a las limitaciones tecnológicas. En este estudio de la obra de
Menabrea, Ada detalla y elabora, una descripción de como dicha máquina podría ser
programada.
Explica el uso de las tarjetas perforadas que ya había inventado el francés Jacquard,
afirmando que la Máquina Analítica podría tejer fórmulas algebraicas de modo semejante.
18
1847
George Boole
Como inventor del álgebra de Boole, base de la aritmética computacional moderna, Boole es
considerado como uno de los fundadores del campo de las Ciencias de la Computación.
El no observó la lógica como una rama de las matemáticas, él apuntaba a una profunda
relación entre el álgebra simbólica y lo que podía hacer, en su opinión, para representar
formas lógicas y silogismos.
1878
Ramón Verea
Desarrolla una máquina que dividía y multiplicaba sin el uso de tablas.
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1885 - 1889
Dorr Eugine Felt
El Comptómetro y El Comptógrafo
En 1885, Dorr Eugine Felt inventó el Comptómetro, la primera calculadora que empleó teclas
exitosamente. Específicamente es la primera que permite introducir los operandos
presionando teclas. El Comptómetro fue la primera calculadora práctica manejada por
teclas con suficiente velocidad y viabilidad para obtener beneficios económicos significativos
en el procesamiento de datos en los negocios.
En esa época, probablemente fue la máquina de contabilidad más popular en el mundo.
Para 1889 crea el Comptógrafo, la primera calculadora de escritorio con impresora.
20
1886
Herman Hollerith
La Máquina Tabuladora de tarjetas perforadas
La máquina de Hollerith era eléctrica y procesaba las perforaciones en las tarjetas basándose
en la lógica de Boole.
En el censo de 1890, las máquinas de Hollerith clasificaron, ordenaron y enumeraron las
tarjetas perforadas que contenían los datos de las personas censadas, logrando una rápida
emisión de reportes, reduciendo el tiempo del procesamiento de la información.
-
1949
John von Neumann
Escribió en colaboración con Arthur W. Burks Goldstine, Preliminary Discussion of the Logical
Design of the Electronic Computing Instrument, que contiene la idea de Máquina de Von
Neumann, que es la descripción de la arquitectura que desde 1949, se aplica a todas las
computadoras que se han construido, esto es:
21
• La técnica de programa almacenado.
• Usar sistema binario en vez del decimal para fabricar las nuevas computadoras. Y
• Estructurar el orden en 4 bloques: entrada y salida, memoria, unidad central de proceso y
Memoria externa.
Botón Generaciones
Da clic en la generación que desees consultar.
Primera Generación de Computadoras
Primera Generación de computadoras, da clic en el elemento que desees consultar.
22
Hardware
A continuación te mostramos:
El elemento
Las características
Las computadoras
De esta generación, da clic en la opción que desees consultar.
Elemento Bulbo
El físico inglés John Ambrose Fleming desarrollo el Bulbo, componente electrónico
utilizado para amplificar, conmutar, o modificar una señal eléctrica mediante el control del
movimiento de los electrones en un espacio "vacío" a muy baja presión, o en presencia de
gases especialmente seleccionados.
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Características
✓ Generaban bastante calor con una vida relativamente corta.
✓ Equipos grandes y pesados.
✓ Gran consumo de energía eléctrica.
✓ La rapidez se mide en segundos.
✓ Almacenamiento de información en tambor magnético.
✓ Requerían de sistemas auxiliares como aire acondicionado.
✓ Programación en Lenguaje Máquina, Plankalkül, A-0, Ensamblador.
✓ Tarjetas perforadas para introducir datos.
Algunas de las computadoras representativas de esta generación son:
Computadora ABC
Z1
Z2
Z3
Mark I
ENIAC
EDVAC
Colossus
Mark II
Mark III
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Software
A continuación te mostramos lo sistemas operativos representativos de esta generación, da
clic en la opción para consultar.
Sistemas Operativos
Algunos de los personajes representativos fueron:
Howard Aiken
Jon Von Neumann
Presper Ecker y William Mauchley
Konrad Zuse
25
Los primeros sistemas operativos eran solo un conjunto de operaciones básicas de
administración de procesos.
Segunda Generación de Computadoras
Segunda Generación de computadoras, da clic en la opción que desees consultar.
Hardware
A continuación te mostramos:
El elemento, las características, las computadoras y los dispositivos.
De esta generación, da clic en la opción que desees consultar.
26
Elemento - Transistor
John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley desarrollaron el primer
Transistor, dispositivo electrónico que funciona a base de un dispositivo semiconductor, con
terminales que son utilizadas como amplificador e interruptor.
Características:
✓ Disminuye el tamaño y el peso
✓ Introducción de elementos modulares
✓ Disminuye el consumo de electricidad y la generación de calor
✓ Almacenamiento de información en redes de núcleos magnéticos (ferrita)
✓ La rapidez se incrementa midiéndose en milisegundos.
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Algunas de las computadoras representativas de esta generación son:
CDC´S 6600
IBM 1620
DEC PDP-1
IBM 1401
Sus principales características era que su velocidad iba de 100 a 200 Kilo Bits por segundo,
reducen su tamaño y peso considerablemente.
Dispositivos
Como dispositivos de entrada se encuentran el mouse.
Dispositivos de almacenamiento el Disco duro y como dispositivos de salida se crea la
impresora de matriz de punto.
28
Software
A continuación te mostramos Sistemas operativos, Lenguajes de programación y
Aplicaciones de esta generación, da clic en la opción que desees consultar.
Sistemas Operativos
Los sistemas operativos representativos de esta generación fueron CTTS y MULTICS.
29
Lenguajes de programación
Algunos lenguajes representativos de esta generación son:
Ensamblador-Programación de bajo nivel
FORTRAN-Programación de alto nivel
ALGOL 58 -Programación de computo científico
LISP-Programación de alto nivel
COBOL-Programación versátil
APL-Programación aplicativa
SIMULA-Programación orientada a objetos
Aplicaciones
Las computadoras en esta generación tenían tareas dedicadas ya establecidas, las cuales
manejaban aplicaciones específicas como realizar actividades de Nomina, Facturación y
Contabilidad.
30
Tercera Generación de Computadoras
Tercera Generación de computadoras, da clic en el elemento que desees consultar.
Hardware
A continuación te mostramos:
El elemento, las características, las computadoras y los dispositivos.
De esta generación, da clic en la opción que desees consultar.
31
Elemento
Circuito Integrado
En 1950 se inventó el primer circuito integrado (chip) por (Yac esti cler kilby) Jack St. Claire
Kilby, así como los trabajos que realizaba por su parte el Dr. Robert Noyce.
Características:
1. Aparecen la minicomputadoras son computadoras multi-usuario.
2. Se da una significativa reducción en su tamaño y peso.
3. Se trabaja con elementos modulares.
4. Disminuye aún más el consumo de electricidad.
5. Aumenta la capacidad de almacenamiento.
6. Aumenta la fiabilidad y flexibilidad, son confiables.
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Computadoras:
Algunas de computadoras representativas de esta generación son:
La IBM-360
ICL-1900
IBM-370 y
La VAX-750
Que se caracterizaban por tener:
Una velocidad aproximada de 3 megabits por segundo
Reducción en su tamaño y peso y aumento en la capacidad de almacenamiento.
Dispositivos
Como dispositivo de Entrada encontramos el Teclado.
Dispositivos de almacenamiento: La cinta y las memorias RAM y ROM, y como dispositivo de
salida el monitor.
Software
A continuación te mostramos:
Sistemas Operativos, Lenguajes de Programación y Aplicaciones, de esta generación, da clic
en la opción que desees consultar.
33
Sistemas Operativos
Algunos de los sistemas operativos que surgen en la tercera generación son:
OS-360
CP-CMS
ACP y
UNIX
Son sistemas multitareas y multiprocesos
Lenguajes de programación
Algunos de los Lenguajes de programación que surgen en la tercera generación son:
Basic: lenguaje de programación de alto nivel fue desarrollado por John George
Kemeny y Thomas Eugene Kurtz.
Pascal: Programación estructurada fue desarrollado por Niklaus Wirth.
Logo: Lenguaje con fines didácticos desarrollado por Danny Bobrow, wally fourzeig y
simour peipert.
34
Smalltalk: Programación didáctica orientado a objetos, desarrollado por: Alan Key,
Dan Ingalls, Ted Keler y Edel Goldberg.
Cuarta Generación de computadoras
Cuarta Generación de computadoras, da clic en la opción que desees consultar.
Hardware
A continuación te mostramos:
El elemento
Las características
Las computadoras y
Los Dispositivos
35
De esta generación, da clic en la opción que desees consultar.
Elemento
Microprocesador
Ted Hoff aportando su diseño innovador hizo posible la integración del 4004 en un único
chip e Intel dio a conocer su semiconductor 4004 el que fue el primer microprocesador del
mundo en 1971.
Características
✓ Aparece la microcomputadora.
✓ Reducción en tamaño y peso hasta las portátiles (30 cm2 y 2.5 kg). Dispositivos móviles
✓ Memoria electrónica
✓ La rapidez se incrementa con cada modelo de microprocesador.
✓ Aumenta el desarrollo de periféricos.
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Computadoras
Las computadoras representativas de esta generación son:
PC 286-IBM
TRS-80 Model I
Commodore CBM model 4032
IBM personal computer
Pentium IV
Core 2
✓ Velocidad de 100 Mega bit por Segundo
✓ Reduce tamaño y peso
Dispositivos
Como dispositivos de Entrada: El micrófono y el scanner.
Dispositivos de Almacenamiento: CD-ROM y la USB.
Salida: tarjeta de sonido, las bocinas y el proyector.
37
Software
A continuación te mostramos:
Sistemas Operativos
Lenguajes de Programación y Aplicaciones
De esta generación, da clic en la opción que desees consultar.
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Sistemas Operativos
Algunos de los sistemas operativos característicos de esta generación son:
✓ IOS
✓ Sun Microsystems
✓ Lisa
✓ OS
✓ Amiga
✓ Windows
✓ OS/2
✓ Solaris
✓ Linux
Lenguajes de programación
PROLOG: Lenguaje lógico e interpretado, desarrollado por Alain Colmerauer y
Philippi Rousseal.
JavaScript: Lógico e interpretado, diseñado por Netscape comuniquetions Corp
Mozilla.
Ada: orientado a objetos imperativo, desarrollado por Jian edbiah and Tacker Taft.
C ++: Orientado a objetos imperativo, desarrollado por Bijaim Stroustrup y Bell Labs.
SQL: Declarativo, desarrollado por Donald D. Cheimberlin.
Visual basic: programación dirigida por eventos, desarrollado por Alan Cuper.
DELPII: programación dirigida por eventos desarrollado por Thomas Cressy Bravo.
HTML: Lenguaje de marcado, Desarrollado por: world wide web consortiam.
Java: Lenguaje general concurrente y orientado a objetos desarrollado por: Yaim
Gosling and sun microsystems.
PHP: programación dinámica desarrollada por: Rasmus Lerdorf.
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Aplicaciones
Algunas de las aplicaciones que se desarrollaron fueron orientados a:
La Ofimática
Diseño Grafico
Los Navegadores
Diseños en línea
Juegos
Desarrollos para móviles
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Botón Tendencias
En esta sección veremos las tendencias tecnológicas en:
Nanotecnología
Robótica
Inteligencia Artificial
Computadoras cuánticas
Nanotecnología
Nanotecnología
Es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales aparatos y
sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala y la explotación de
fenómenos y propiedades de la materia a esa misma escala.
41
“nano” es un prefijo del Sistema Internacional de Unidades que viene del griego νάνος que
significa enano, y corresponde a un factor 10-9, que aplicado a las unidades de longitud,
corresponde a una mil millonésima parte de un metro.
Aplicaciones de Nanotecnología:
1. Partículas programables que atacan al cáncer.
2. Chip de memoria de acceso aleatorio no volátil basada en nanotubos.
3. La revolución de la impresión 3D.
Da clic en la opción que desees consultar.
Partículas programables que atacan al cáncer.
La nanotecnología ayuda a crear una nanopartícula que contiene el medicamento para que
actúe selectivamente sobre las células tumorales u otro tipo de células enfermas y evite las
sanas.
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Chip de memoria basada en Nanotubos.
Investigadores de la Texas A&M University (Texas ai and em universiry) y del Rensselaer
Polytechnic Institute (Renselar Politecnic Institiud) han diseñado un tipo memoria flash de
nanotubo que tiene una capacidad potencial de 40 gigas por centímetro cuadrado y 1000
terabits por centímetro cúbico.
La revolución de la impresión 3D.
Recientemente investigadores han logrado desarrollar un método de impresión 3D a escala
nanométrica para crear nanoestructuras de Grafeno.
43
Robótica
Robótica
Es una ciencia o rama de la tecnología, que estudia el diseño y construcción de máquinas
capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso de
inteligencia.
Aplicaciones de Robótica
1. Aparato electrónico-mecánico, multifuncional y reprogramable.
2. Drone de vigilancia en área de cultivo, operaciones de búsqueda y rescate, entrega
de material médico a regiones inaccesibles.
3. Prótesis Robótica que sustituye a la parte inferior de la pierna.
Da clic en la opción que desees consultar.
44
Aparato electrónico-mecánico
Es un aparato multifuncional y reprogramable, diseñado para mover materiales,
herramientas o dispositivos especiales mediante movimientos programados y variables que
permiten llevar a cabo diversas tareas.
Drone
Es un vehículo capaz de volar y de ser comandado a distancia, sin que se requiera de la
participación de un piloto. Existen drones de todos los tamaños y orientados a finalidades
distintas, sobre todo en los últimos años: Drones de vigilancia, de operaciones de búsqueda
y rescate, conteo de vida silvestre, entrega de material médico a regiones inaccesibles,
detección de incendios forestales, etc.
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Prótesis
Prótesis robótica que sustituye a la parte inferior de la pierna, sus movimientos son
controlados por sensores y software, asegurando así que se adapte rápidamente al
movimiento del usuario y lo mantenga equilibrado en todo momento.
Inteligencia Artificial
Inteligencia Artificial
Puede definirse como el medio por el cual las computadoras, los robots y otros dispositivos
realizan tareas que normalmente requieren de la inteligencia humana.
46
Aplicaciones de Inteligencia Artificial
1. Asistente Virtual
2. APP Móvil contesta a preguntas por voz sobre el contenido de las fotos.
3. La inteligencia artificial se convierte en 'detective' del agua en el mundo.
Da clic en la opción que desees consultar.
Asistente virtual
Un equipo de entrenadores humanos ayuda al asistente virtual a responder a preguntas
más complejas que las que Siri y Cortana pueden contestar, el trabajo de los entrenadores
humanos está enseñando poco a poco al software a asumir una proporción más grande del
trabajo.
47
App móvil
La nueva aplicación móvil desarrollada por los investigadores de Inteligencia Artificial de
Facebook contesta a preguntas por voz sobre el contenido de las fotos.
La inteligencia artificial se convierte en 'detective' del agua en el mundo
Las imágenes aisladas de satélite tienen sus limitaciones, pero la aplicación de la
inteligencia artificial a su análisis ofrece unos niveles de información mucho más precisos
sobre la distribución de este recurso y su evolución semana tras semana.
48
Computadoras Cuánticas
Computadoras Cuánticas
La computación cuántica es un paradigma de computación distinto al de la computación
clásica. Se basa en el uso de qubits (del inglés quantum bit, bit cuántico), y da lugar a
nuevas puertas lógicas que hacen posibles nuevos algoritmos.
Computadoras Cuánticas
Introducción
Definición
Superposición
Entrelazamiento
Aplicación
Da clic en la opción que desees consultar.
49
Introducción
El origen de la información actual tiene como base el bit, un bit es simplemente un valor
eléctrico al cual asignamos el valor de 0 o 1 lógico esta forma de codificación a permitido un
avance digital sin precedente y ha revolucionado nuestros esquemas y resuelto muchos
problemas.
Qubit
Es la unidad de información cuántica. Un Qubit permite tener un conjunto de estados de
manera simultánea, por ejemplo: si se tiene un estado entonces los resultados que pueden
tomar la unidad son contener 0, 1 o una superposición cuántica de ambos.
50
Definición
Computadora Cuántica
Es un dispositivo informático que hace uso directo de la mecánica cuántica, como la
superposición y el entrelazamiento cuántico, para realizar operaciones sobre datos.
La capacidad de operaciones procesadas por una computadora cuántica rebasa de forma
exponencial a las realizadas por una computadora clásica.
Superposición
Característica - Superposición
La superposición consiste en tener al mismo tiempo dos valores magnéticos en un electrón,
estos dos valores son los valores posibles que puede tener, cuyo valor numérico es +1/2 y -
1/2 al codificar estos valores al valores al valor de +1/2 se le asigna un 1 mientras que al
valor de -1/2 se le asigna un 0 esto significa que tengo un 1 y un 0 al mismo tiempo por la
superposición cuántica.
51
Veamos un ejemplo que contiene todo el misterio de la mecánica cuántica, para ello
utilizaremos el futbol, un tiro libre, cuando un futbolista lanza un balón la pelota pasara por
una u otra abertura de la barrera de jugadores, supongamos ahora que el futbolista tiene las
dimensión de un átomo, imaginemos que esa pelota no es un balón sino un electrón lo que
sucede ahora es algo del todo inesperado, no importa cuántas veces se repita tal
experimento el electrón siempre pasara por ambas aberturas a la vez, el punto interesante
es que al intentar observar directamente el paso de los electrones el fenómeno desaparece
misteriosamente y las partículas en nuestro caso el electrón se comportan como la pelota de
futbol pasa por una o por otro espacio y no por los dos a la vez, el punto interesante aquí es
entender que el objeto posee múltiples realidades y cuando el observador interviene ahí
es cuando las partículas toman un estado definitivo.
Entrelazamiento
Característica - Entrelazamiento
Es la propiedad en la cual los estados cuánticos de dos o más objetos mantienen un estado
único, sin importar la distancia que los separe.
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Ejemplo de Entrelazamiento
Teniendo dos dados entrelazados, la física cuántica nos dice que conociendo el resultado
de uno de ellos, el otro tiene el mismo resultado sin importar la distancia entre ellos.
Aplicación
Aplicación Criptografía Cuántica
Es un algoritmo cuántico que permite ocultar información en la transmisión de datos dentro
de la red.
Tiene dos principios básicos:
a) Si al crear la clave se intercepta por un tercero, se forma una alteración y entonces
no se envían los datos.
b) La seguridad de la criptografía grafica sigue algoritmos y procesos de la teoría
cuántica.
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Botón Modelo de Von Neumann
A continuación te mostramos:
Introducción
Modelo
Funcionamiento
Actividades de Aprendizaje
Referentes al Modelo de Von Neumann, da clic en la opción que desees consultar.
Introducción
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Introducción
Antes programar era conectar cables.
Hacer programas era más una cuestión de Ingeniería Electrónica.
La imagen que observas corresponde a la
ENIAC – Electronic Numerical Integrator And Computer.
Cada vez que había que calcular algo distinto había que reconectar todo.
John Von Neumann
Matemático húngaro. En 1949 propuso los elementos de la arquitectura de la computadora
y publicó la idea de programa almacenado en memoria.
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Modelo
Los datos y programas se almacenan en una misma memoria de lectura y escritura. Como se
puede observar en el esquema.
Los contenidos de esta memoria se direccionan indicando su posición sin importar su tipo.
El modelo de Von Neumann se compone de tres elementos:
1. La Memoria
2. CPU (que lo forman)
Unidad Aritmético-Lógica; Unidad de control de programa.
3. Unidad de entrada /salida.
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Memoria
Elemento para almacenar información.
✓ Aquí se almacena el programa que se va a ejecutar.
✓ Se colocan las instrucciones y los datos a procesar.
Memoria Principal
✓ Almacena instrucciones y datos del programa que se está ejecutando.
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Memoria Secundaria
✓ Almacena información que se conserva aun cuando se apague la computadora.
✓ Se consideran como elementos de entrada y salida: Discos duros, memorias USB, etc.
Modelo
CPU
Elemento que contiene:
ALU- Unidad Aritmética y Lógica
o Interpreta instrucciones
o Decodifica y ejecuta instrucciones.
o Transforma instrucciones en órdenes a otros componentes.
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Elemento que contiene:
UC-Unidad de Control
o Controla la comunicación entre todos los componentes.
Tipos de Operaciones
Transferencia de datos
o Mueve información entre los componentes como memoria, CPU y módulos de
entrada-salida.
Procesamiento de datos
o Operaciones aritméticas o lógicas, suma, resta, corrimientos, etcétera.
o Control- Alteración de la
secuencia de operaciones, ejemplo: jump-salta de una instrucción que no es la siguiente
dependiendo de ciertas condiciones.
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Funcionamiento
Funcionamiento
A continuación te mostramos un ejemplo del funcionamiento del modelo Von Neumann en
la ejecución de un programa que realiza la suma de dos números:
Paso1. Se ejecuta la instrucción MOV mensaje1, salida que envía el mensaje1 de la memoria
a la pantalla mediante el bus de datos. El usuario visualiza el mensaje “Introduce un
número”.
Paso2. El usuario mediante el dispositivo de entrada que es el teclado introduce un número
que en este ejemplo es el número 100, que mediante el Bus de datos es enviado al
dispositivo de salida que es la pantalla y se ejecuta la instrucción MOV entrada, num1 que
envía a la memoria en un espacio llamado num1 el valor de 100.
Paso3. Se ejecuta la instrucción MOV mensaje2, salida se envía el mensaje2 de la memoria a
la pantalla mediante el bus de datos. El usuario visualiza el mensaje “Introduce otro
número”.
Paso4. El usuario nuevamente mediante el dispositivo de entrada teclado introduce un
numero en este ejemplo es el número 200, que mediante el Bus de datos es enviado al
dispositivo de salida pantalla y se ejecuta la instrucción MOV entrada, num2 que envía a la
memoria en un espacio llamado num2 el valor de 200.
Paso5. Se ejecuta la instrucción ADD num1, num2 que envía los valores encontrados en
num1 y num2 de la memoria a la ALU (Unidad aritmética lógica quien se encarga de realizar
la suma) y se obtiene el resultado que para nuestro ejemplo es el numero 300 resultado de
sumar 100 más 200.
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Paso6. Se ejecuta la instrucción MOV resultado, suma que envía el resultado obtenido de la
ALU a la memoria en un espacio llamado suma.
Paso7. Se ejecuta la instrucción MOV mensaje3, salida que envía el mensaje3 de la memoria
a la pantalla mediante el bus de datos. El usuario visualizara el mensaje “La suma es:”.
Paso8. Se ejecuta la instrucción MOV suma, salida se envía la suma de la memoria a la
pantalla mediante el bus de datos. El usuario visualizara el valor de “300”.
Bibliografía
Referencias Bibliográficas
1. Andrade D. Norma (2014). Taller de computación para el bachillerato. Trillas.
2. Ferreira Cortes G.(2012). Informática para cursos de bachillerato. AlfaOmega.
3. Norton, P. (2014). Introducción a la computación. México, D.F: McGraw-Hill
Interamericana.
Referencias Electrónicas.
1. Historia de la Computación, consultado el 19-Sep-2015,
http://www.informaticamoderna.com/Tip_hard.thm
2. Generaciones de Computadoras, consultado el 22-Sep-2015.
http://www.youtube.com/watch?v=vnxaMzrMjZ8
3. Precursores de la Computación, consultado el 22-Sep-2015.
http://euclides59.wordpress.com/2012/10/28/ada-lovelace-biografia-y-obra
4. Nanotecnología y su uso, consultado el 23-Sep-2015.
http://fcaenlinea1.unam.mx/clases_virtuales/administracion/1153/sesion_01/player.
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5. Computadoras cuánticas, consultado el 23-Sep-2015.
http://fcaenlinea1.unam.mx/clases_virtuales/administracion/1153/sesion_08/player.
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