Las tecnologias que vienen:

Tecnologías futuras

La tecnología de los microprocesadores y de la fabricación de circuitos integrados está cambiando rápidamente. En la actualidad, los microprocesadores más complejos contienen unos 10 millones de
transistores. Se prevé que en el 2000 los microprocesadores avanzados contengan más de 50 millones de
transistores, y unos 800 millones en el 2010.
Las técnicas de litografía también tendrán que ser mejoradas. En el año 2000, el tamaño mínimo de los
elementos de circuito será inferior a 0,2 micras. Con esas dimensiones, es probable que incluso la luz
ultravioleta de baja longitud de onda no alcance la resolución necesaria. Otras posibilidades alternativas son el
uso de haces muy estrechos de electrones e iones o la sustitución de la litografía óptica por litografía que
emplee rayos X de longitud de onda extremadamente corta. Mediante estas tecnologías, las velocidades de
reloj podrían superar los 1.000 MHz en el 2010.
Se cree que el factor limitante en la potencia de los microprocesadores acabará siendo el comportamiento de
los propios electrones al circular por los transistores. Cuando las dimensiones se hacen muy bajas, los efectos
cuánticos debidos a la naturaleza ondulatoria de los electrones podrían dominar el comportamiento de los
transistores y circuitos. Puede que sean necesarios nuevos dispositivos y diseños de circuitos a medida que los
microprocesadores se aproximan a dimensiones atómicas. Para producir las generaciones futuras de
microchips se necesitarán técnicas como la epitaxia por haz molecular, en la que los semiconductores se
depositan átomo a átomo en una cámara de vacío ultraelevado, o la microscopía de barrido de efecto túnel,
que permite ver e incluso desplazar átomos individuales con precisión.
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Microcontrolador, semiconductores, transitores:

Microcontrolador

Un microprocesador no es un ordenador completo. No contiene grandes cantidades de memoria ni es capaz de
comunicarse con dispositivos de entrada como un teclado, un joystick o un ratón o dispositivos de salida
como un ¨monitor¨ o una impresora. Un tipo diferente de circuito integrado llamado microcontrolador es de
hecho una computadora completa situada en un único chip, que contiene todos los elementos del
microprocesador básico además de otras funciones especializadas. Los microcontroladores se emplean en
videojuegos, reproductores de vídeo, automóviles y otras máquinas.

Semiconductores

Todos los circuitos integrados se fabrican con semiconductores, sustancias cuya capacidad de conducir la
electricidad es intermedia entre la de un conductor y la de un no conductor o aislante. El silicio es el material
semiconductor más habitual. Como la conductividad eléctrica de un semiconductor puede variar según la
tensión aplicada al mismo, los transistores fabricados con semiconductores actúan como minúsculos
conmutadores que abren y cierran el paso de corriente en sólo unos pocos nanosegundos (milmillonésimas de
segundo). Esto permite que un ordenador pueda realizar millones de instrucciones sencillas cada segundo y
ejecutar rápidamente tareas complejas.
El bloque básico de la mayoría de los dispositivos semiconductores es el diodo, una unión de materiales de
tipo negativo (tipo n) y positivo (tipo p). Los términos "tipo n" y "tipo p" se refieren a materiales
semiconductores que han sido dopados, es decir, cuyas propiedades eléctricas han sido alteradas mediante la
adición controlada de pequeñísimas concentraciones de impurezas como boro o fósforo. En un diodo, la
corriente eléctrica sólo fluye en un sentido a través de la unión: desde el material de tipo p hasta el material de
tipo n, y sólo cuando el material de tipo p está a una tensión superior que el de tipo n. La tensión que debe
aplicarse al diodo para crear esa condición se denomina tensión de polarización directa. La tensión opuesta
que hace que no pase corriente se denomina tensión de polarización inversa. Un circuito integrado contiene
millones de uniones p−n, cada una de las cuales cumple una finalidad específica dentro de los millones de
elementos electrónicos de circuito. La colocación y polarización correctas de las regiones de tipo p y tipo n
hacen que la corriente eléctrica fluya por los trayectos adecuados y garantizan el buen funcionamiento de todo
el chip.

Transistores

El transistor empleado más comúnmente en la industria microelectrónica se denomina transistor de efecto de
campo de metal−óxido−semiconductor (MOSFET, siglas en inglés). Contiene dos regiones de tipo n,
llamadas fuente y drenaje, con una región de tipo p entre ambas, llamada canal. Encima del canal se encuentra
una capa delgada de dióxido de silicio, no conductor, sobre la cual va otra capa llamada puerta. Para que los
electrones fluyan desde la fuente hasta el drenaje, es necesario aplicar una tensión a la puerta (tensión de
polarización directa). Esto hace que la puerta actúe como un conmutador de control, conectando y
desconectando el MOSFET y creando una puerta lógica que transmite unos y ceros a través del
microprocesador.

Memoria

Memoria de computadora

Como el microprocesador no es capaz por sí solo de albergar la gran cantidad de memoria necesaria para
almacenar instrucciones y datos de programa (por ejemplo, el texto de un programa de tratamiento de texto),
pueden emplearse transistores como elementos de memoria en combinación con el microprocesador. Para
proporcionar la memoria necesaria se emplean otros circuitos integrados llamados chips de memoria de
acceso aleatorio (RAM, siglas en inglés), que contienen grandes cantidades de transistores. Existen diversos
tipos de memoria de acceso aleatorio. La RAM estática (SRAM) conserva la información mientras esté
conectada la tensión de alimentación, y suele emplearse como memoria cache porque funciona a gran
velocidad. Otro tipo de memoria, la RAM dinámica (DRAM), es más lenta que la SRAM y debe recibir
electricidad periódicamente para no borrarse. La DRAM resulta más económica que la SRAM y se emplea
como elemento principal de memoria en la mayoría de las computadoras.

Microprocesadores

Fabricación de microprocesadores

Los microprocesadores se fabrican empleando técnicas similares a las usadas para otros circuitos integrados,
como chips de memoria. Generalmente, los microprocesadores tienen una estructura más compleja que otros
chips, y su fabricación exige técnicas extremadamente precisas.
La fabricación económica de microprocesadores exige su producción masiva. Sobre la superficie de una oblea
de silicio se crean simultáneamente varios cientos de grupos de circuitos. El proceso de fabricación de
microprocesadores consiste en una sucesión de deposición y eliminación de capas finísimas de materiales
conductores, aislantes y semiconductores, hasta que después de cientos de pasos se llega a un complejo
"bocadillo" que contiene todos los circuitos interconectados del microprocesador. Para el circuito electrónico
sólo se emplea la superficie externa de la oblea de silicio, una capa de unas 10 micras de espesor (unos 0,01
mm, la décima parte del espesor de un cabello humano). Entre las etapas del proceso figuran la creación de
sustrato, la oxidación, la litografía, el grabado, la implantación iónica y la deposición de capas.
La primera etapa en la producción de un microprocesador es la creación de un sustrato de silicio de enorme
pureza, una rodaja de silicio en forma de una oblea redonda pulida hasta quedar lisa como un espejo. En la
actualidad, las obleas más grandes empleadas en la industria tienen 200 mm de diámetro.
En la etapa de oxidación se coloca una capa eléctricamente no conductora, llamada dieléctrico. El tipo de
dieléctrico más importante es el dióxido de silicio, que se "cultiva" exponiendo la oblea de silicio a una
atmósfera de oxígeno en un horno a unos 1.000 ºC. El oxígeno se combina con el silicio para formar una
delgada capa de óxido de unos 75 angstroms de espesor (un angstrom es una diezmilmillonésima de metro).
Casi todas las capas que se depositan sobre la oblea deben corresponder con la forma y disposición de los
transistores y otros elementos electrónicos. Generalmente esto se logra mediante un proceso llamado
fotolitografía, que equivale a convertir la oblea en un trozo de película fotográfica y proyectar sobre la misma
una imagen del circuito deseado. Para ello se deposita sobre la superficie de la oblea una capa fotosensible
cuyas propiedades cambian al ser expuesta a la luz. Los detalles del circuito pueden llegar a tener un tamaño
de sólo 0,25 micras. Como la longitud de onda más corta de la luz visible es de unas 0,5 micras, es necesario
emplear luz ultravioleta de baja longitud de onda para resolver los detalles más pequeños. Después de
proyectar el circuito sobre la capa fotorresistente y revelar la misma, la oblea se graba: esto es, se elimina la
parte de la oblea no protegida por la imagen grabada del circuito mediante productos químicos (un proceso
conocido como grabado húmedo) o exponiéndola a un gas corrosivo llamado plasma en una cámara de vacío
especial.
En el siguiente paso del proceso, la implantación iónica, se introducen en el silicio impurezas como boro o
fósforo para alterar su conductividad. Esto se logra ionizando los átomos de boro o de fósforo (quitándoles
uno o dos electrones) y lanzándolos contra la oblea a grandes energías mediante un implantador iónico. Los
iones quedan incrustados en la superficie de la oblea.
En el último paso del proceso, las capas o películas de material empleadas para fabricar un microprocesador
se depositan mediante el bombardeo atómico en un plasma, la evaporación (en la que el material se funde y
posteriormente se evapora para cubrir la oblea) o la deposición de vapor químico, en la que el material se
condensa a partir de un gas a baja presión o a presión atmosférica. En todos los casos, la película debe ser de
gran pureza, y su espesor debe controlarse con una precisión de una fracción de micra.
Los detalles de un microprocesador son tan pequeños y precisos que una única mota de polvo puede destruir
todo un grupo de circuitos. Las salas empleadas para la fabricación de microprocesadores se denominan salas
limpias, porque el aire de las mismas se somete a un filtrado exhaustivo y está prácticamente libre de polvo.
Las salas limpias más puras de la actualidad se denominan de clase 1. La cifra indica el número máximo de
partículas mayores de 0,12 micras que puede haber en un pie cúbico de aire (0,028 metros cúbicos). Como
comparación, un hogar normal sería de clase 1 millón.

CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS

LAS COMPUTADORAS SE CLASIFICAN EN:

• Calculadoras Analógicas: Usan señales eléctricas
Equivalentes a los valores representados.
• Calculadoras Digitales: Usan el sistema Binario de (0) y (1).
Las computadoras, como las conocemos en la actualidad, pertenecen al grupo de sistemas digitales, se pueden clasificar por su capacidad de proceso en:

Tipos de computadoras
• Supercomputadoras
• Macrocomputadoras (mainframe)
• Minicomputadoras
• Microcomputadoras
• Computadoras de Mano

Supercomputadoras:
Son las mas potentes y son utilizadas por UNAM, NASA, etc., su precio es de varios millones de dólares y tienen la capacidad de proceso de Billones de operaciones por segundo.

Macrocomputadoras (mainframe):
Son mas comunes y se utilizan para base de datos extensas y las utilizan Bancos entre otros, su precio es de 250,000 dlls./5 millones de dlls. Y tienen un proceso de millones de operaciones por segundo .

Minicomputadoras:
Tienen arquitectura parecidas a las macrocomputadoras, se utilizan para medianas empresas y su velocidad es menor que de las anteriores.

Microcomputadoras:
Son las computadoras personales (PC) y son las más populares, estas se utilizan en las escuelas, oficinas, etc.

Computadoras de Mano:
Estas se conocen como agendas electrónicas, la mas conocida es la Palm, esta tiene la característica de ejecutar programas como las PC de escritorio.

REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN
Existen 2 tipos de representación de la Información.

La digital representa la información con dígitos o sea números.
La analógica representa la información continua.

Sistema Binario:
Este sistema reconoce solo 2 valores (o) y (1), a estos valores se les conoce como BIT, el BIT es la unidad mas pequeña de la información.
Para formar una letra se necesita 8 BIT que forman un B

PARTES DEL HARWARE Y SOFTWARE

Motherboard:
Los principales elementos del hardware están conectados entre si a través de la motherboard, también denominada placa madre, tarjeta madre o tarjeta base. La motherboard es el lugar al que se conectan todos los componentes internos de la computadora: microprocesador, tarjetas de expansión para gráficos y sonido, etc. memoria RAM y disco rígido. Los componentes internos, una vez conectados a la placa madre, se comunican entre si mediante el bus, que es junto al microprocesador, el componente más importante de la máquina.
La calidad de la placa madre y sus componentes es lo que distingue los diferentes tipos y marcas comerciales de computadoras ya sean originales o clones.


BUS: Autopistas de datos
Los circuitos integrados en la motherboard son verdaderas autopistas de datos, capaces de enlazar todos los dispositivos que forman parte del equipo. Estos circuitos, que reciben el nombre generico de BUS, son una parte escencial de la computadora. de su capacidad para asimilar el flujo de la información depende en gran medida el rendimiento del sistema. El BUS transmite las señales del microprocesador a la memoria RAM, al disco rígido y a la tarjeta de video. a traves del BUS circulan las señales que llegan del teclado, el mouse y el modem.

Las Ranuras:
Los zocalos, denominados en ingles slots, se encuentran dentro de la placa madre. Se tratan de unas ranuras que premiten la insercion de chips de memoria, aceleradoras graficas, terjetas de sonido o dispositivos de red. Tambien se denominan ranuras de expansion. Las ranuras de video y los chips de memoria RAM tienen sus propias ranuras.

El Microprocesador:
Es una de las partes fundamentales de la PC, es la unidad en la unidad en la que se realizan todos los procesos basicos, controla el estado de los perifericos (monitor, teclado, mouse, impresora, disco rigido) computando millones de instrucciones por segundo. Su fuincion es definir las prestaciones de la computadora. Se denomina tambien CPU o Unidad Central de Proceso. La capacidad de un microprocesador se mide por volumen de datos que procesa en un tiempo determinado. La unidad con que se mide la velocidad ese el megahertz (MHz). Gracias al intenso ritmo de investigacion en computacion se consigue duplicar la capacidad de los microprocesadores cada año y medio. El microprocesador es el circuiito que realiza las operaciones de calculo que exigen los programas y el sistema operativo junto a una serie de de chips de apoyo.
La informatica personal actual gira alreddedor de los microprocesadores de la familia Intel y su competidora ADM. Por otra parte, en los ultimos años los procesadores han mejorado mucho el juego de instrucciones para procesar los componentes multimedia de video y audio.

El Chip:
Los primeros chips que se fabricaron tenian forma cuadrada (soket 7), pero los actuales son alargados (soket 5) y se colocan en posicion vertical sobre la motherboard, reduciendo asi el espacio y consiguiendo un bajo coste en la produccion. A medida que la informatica avanza los chips reducen su tamano. Pero segun la ley de Moore, cada 5 anos la potencia de estos se duplica, por lo que en el ano 2010 ya habran alcanzado su cota maxima y por tanto, no se podran fabricar mas pequenos tanto por su potencia como por su tamano. Los pentium III llevan chips de 0.18 micras (micromilimetros). La competencia directa de Intel, AMD, fabrica los microprocesadores K7, equiparables al Pentium III en precio y rendimiento, aunque son incompatibles con algunos programas.s. Los pentium IV que ya se venden en grandes servidores incorporan chips de 0.12 mic

Evolucion de la PC

Procesadores del futuro

Ensamblage de una PC

Tipos de placas madres

SISTEMAS INFORMATICOS

MAQUINARIA: HARDWARE Y SOFTWARE

Principalmente la computadora tiene dos tipos de componentes: el hardware, que agrupa los componentes físicos, y el software, que incluye el sistema operativo, los programas y los archivos que estos crean.

Hardware:
El término inglés hardware se emplea para designar el conjunto de los elementos tangibles del equipo informático como el motherboard o placa madre, la memoria RAM, el disco rígido y otros dispositivos de almacenamiento externos: diskettera, lector y grabadora de CD-ROM y de DVD.

Software:
El software no es un componente físico. Es el conjunto de instrucciones que comunica los diferentes dispositivos de la computadora y le permite realizar tareas específicas. Se compone de los programas, los archivos de configuración y el sistema operativo. El sistema operativo controla la ejecución de programas y aplicaciones contenidas en la máquina, asigna la memoria interna y controla la conexión y desconexión de periféricos (teclado, mouse, etcétera).