Hardware (15 mins)

Hardware by Nick Parlante from Stanford University. CS101

Si una computadora es como un piano, entonces el termino software se refiere al código, que

corre en él, como la musica. Y the hardware es la parte física de la

cosa, entonces en esta seción, voy hablar sobre el hardware, la parte física de la computadora

computadora. Problablemente la más importante, uno de los inventos mas importante del

siglo 20 es el transistor. Y esto es un pequeño componente electrónico

que puede ser usado para construir todo tipo de cosas. El avance mas comun

del transsitor, es lo que se llama "Chip". Y aqui hay una foto de un

"Chip" que estoy vinculando de wiki media. Entonces un chip es ta hecho de una

pequeña pieza de silicio. Y los diferentes componentes electronicos pueden

ser grabados en el silicio y esto permite hacer básicamente los componentes

muy, muy barato. Así que el mas probable, el componente mas común para poner aquí es

transistores. Y usted puede hacer todo tipo de cosas fuera de los transistores. Así las cosas.

Voy a hablar más adelante, de la CPU, la memoria y otras cosas. Todas ellas se reducen a

chips que lucen como este. Ahora un chip como este se dice que es de estado sólido, lo que significa que

no hay partes móviles, no hay engranes, no hay ruedas. Y yo creo que es lo

hace que sea muy fiable. Y como he dicho antes, pueden ser hechos baratamente.

Y así, esta es una de las fuerzas impulsoras de la revolución de las computadoras. Debería

señalar, esto es, el elemento silicio, que es como el vidrio. No se debe confundir

con silicona, que es como que un poco suave, un material gomoso. Así que una de las

fuerzas impulsoras mas importantes para el desarrollo de silicio es una cosa llamada ley de Moore

Fue formulada por Gordon Moore. Y es sólo una observación sobre

como la fabricación de chips con transistores en ellos tiende a ir. ¿Y lo que

la ley dice es que cada 18 a 24 meses, aproximadamente, el número de

transistores, que se pueden encajar, se duplica. Entonces tu puedes como

tomarlo en dos formas. Se podría decir que por la forma, ya sabes, cada año, cuando hago un

chip, después de que se duplica, bueno, ahora puedo hacer el mismo chip pero con el doble de

transistores. Así que, en algún sentido es, es mas potente. Oh tu puedes pensar en el

como que los transistores se van haciendo cada vez mas y mas baratos. Ahora, la ley de Moore

no es una ley de la naturaleza, como la ley de la gravedad. Es solo una observación...

acerca de cómo la fabricación de transistores tiende a ir, esto ha sido así desde hace más de veinte

años, y parece continuar siendo verdad. Por lo tanto. La ley de Moore es la razón que usted puede tener

computadoras, ahora se están volviendo baratas y están apareciendo en los termostatos y

microondas. En esencia se trata, de la calidad de duplicación de la ley de Moore. Haciendo

ser un equipo que se podía llenar una habitación y costar millones de dólares y que ahora se adapta a

el tamaño de un terrón de azúcar y un bajo costo de un dólar. Ese es el efecto de la ley de Moore

en la que pensar en doblar. Bueno, sólo una duplicación no es tan grande. Si

Si usted tiene diez duplicaciones que es un factor de mil.

entonces esí es como cuarto hasta el terrón de azúcar.

La otra forma que usted puede pensar en esto, es en su propia vida,

se imagina comprando, tal vez hace seis años, comprando un reproductor de mp3 por 50 dólares. Y

teniendo alguna capacidad. Tal vez tenía un gigabyte de capacidad.

Y entonces, en unos pocos años por los mismos $50, si compras un reproductor de mp3 este podría tener 2 o quizás 4 gigabytes de capacidad.

Y luego, unos años más tarde, por los mismos $ 50, bueno ahora todos tienen 8 gigabytes.

Y lo que está pasando es, bueno,

Y por la ley de Moore. la fabricación de ese "chip"

es debido a que hay más transistores que caben en ellos (los "chips")

por casi el mismo precio y que puede ofrecer cada vez más y más capacidad.

capacidad. Así que esa es la calidad exponencial de la ley de Moore. Así que para hablar de

computadoras, voy a hablar sobre las partes más importantes que van en una. Y en gran parte,

esto es lo que una pequeña imagen de una computadora. Voy a decir que hay

CPU, el cual es una especia de cerebro, y luego esta la RAM la cual es

una especie de memoria a corto plazo, y, finalmente, el disco o el flash de la estructura persistente.

Así que vamos a hablar de cada una de las partes. Por lo tanto, probablemente la

parte mas importante de la computadora es el CPU significa unidad central de procesamiento.

Y está, inevitablemente, se describe como un tipo "cerebro" de la computadora. Este hace realmente

los cómputos. Así que ... El, la CPU tiene ciertas operaciones muy sencillas que

puede llevar a cabo y así, cuando usted dice que un equipo se ejecuta en dos mil millones de operaciones

por segundo, en verdad se está hablando de la CPU. Eso significa que la CPU puede hacer dos

miles de millones de cosas por segundo. Y eso es un número muy típico de [inaudible]. Para

decir que es un cerebro, tenemos que pensar, bueno, en, en el botón "RUN" en los

primeros ejercicios de codificación, en la que tenía el código, y a continuación, algo estaba ejecutando

el código. Realmente, esa era la CPU que estaba tomando el código y haciendo algo con el. Entonces,

para hablar, antes de hablar de, memoria RAM y el disco y esas cosas, tengo que [inaudible]

sobre bytes. Así que un byte es la, más o menos, la medida más común de almacenamiento

de información. Así que un byte, [inaudible], aproximadamente, una carta en la que usted puede

tipo, como una T o una X o cualquiera. Esto encaja en un byte. Más tarde voy a hablar

sobre la memoria RAM y los discos y cosas por el estilo. Y esos son todos los tamaños. ¿Cuánto

información pueden tener? Estos se mide en bytes. Y más tarde, voy a ir

en más detalles sobre los diferentes tamaños que usted pueda tener. Por ahora, sólo voy a

decir que un megabyte es un tamaño común. Eso es alrededor de un millón de bytes. Y un

gigabyte es aproximadamente un billón de bytes. Entonces, con esto en mente, vamos a nuestro segundo

libro de la tecnología aquí. Así la RAM, significa memoria de acceso aleatorio, o solo

decir que la memoria y la memoria RAM es el almacenamiento temporal utilizado por la CPU para almacenar los datos y el

código que se está usando en ese momento sólo en el supuesto de hacer cálculo. Así, en el

código dijimos algo así como "new SimpleImage flowers.jpeg" y yo dije que

esta carga los datos en la computadora. Realmente lo que está sucediendo es que los

bytes de datos están siendo cargados en la memoria RAM y una vez que están en la memoria RAM a continuación, la CPU

podría hacer operaciones en ella. Entonces cuando escribiste código como pixel.serRes(0) realmente

se estaba yendo a la memoria RAM. Entonces

ese tipo de cosas sucede en la RAM. Lo principal de la RAM es que no es

persistente. Y lo que quiero decir es que, cuando la energía se corta, esta se borra.

Así que simplemente funciona así como un almacenamiento rápido y temporal, no es un almacenamiento a largo plazo

Creo que tienes alguna intuición acerca de lo que piensas

estás trabajando en algo. Tu sabes, estás escribiendo en un procesador de texto y luego

de repente el equipo se apaga, tal vez se bloquea o se va la luz o

algo. Y por lo que tiene la sensación de que así lo que era justo, esos ultimos

bits que estabas tipeando. Se han ido. Ellos solo estaban en la RAM. Y la versión que ahora

tu tienes es la versión que guardaste. Entonces en el procesador de texto cuando tu aprietas el botón "Guardar"

el comando guardar lo que realmente hace es tomar la versión que esta en la RAM

esa versión temporal, y la estas escribiendo en el disco. Y así, sólo voy a conseguir

algo y vamos a hablar de eso en un segundo. Así que eso le da un poco de sentido

de lo que significa ser persistente, al igual que el disco, o volátil como la memoria RAM. Muy bien,

eso nos lleva a nuestra, componentes de hardware, almacenamiento persistente. Así, la

principal cosa de almacenamiento persistente. Es una gran área de bytes. Pero cuando remueves

la energía. Los datos se quedan ahí. Así que por el tiempo más largo de almacenamiento persistente en

equipo que se ha hecho con lo es un disco duro. Así que un disco duro tiene un disco

girando en el. Y hay una pequeña cabeza que escribe, magneticamente patrones en el disco. Y

hace ese registro, ceros y unos, y almacena informacion. Y cuando tu, si tu tienes una

computadora, y oyes una clase de ruido fuerte, lo que estas oyendo

probablemente es el disco duro que esta girando en su pequeño compartimiento. Mas

recientemente. Ha habido avances en lo que se llama una unidad flash. Y así, un flash

También almacena 0 y 1 persistentemente, pero su estado es sólido, solo

utiliza un chip llamado chip flash. Así que no hay partes móviles, es muy pequeña,

es muy fiable, por lo que los chips flash se utilizan para hacer esas pequeñas unidades USB

o la tarjeta SD que se puede poner en la cámara o algo así. Lo que solía ser

que. Por byte, Flash era mucho más caro que los discos duros. Y así los

discos duros se utilizan para nada. Más o menos siguiendo el modelo de la ley de Moore,

chips de memoria flash han sido cada vez más baratos. Y lo que puede ser que el disco

duro muere por el uso del día a día. Al igual, nosotros no lo hacemos, no lo necesitamos, podemos

solo usar estos chips. Así que queda por ver. Así que cuando tienes un disco duro

o una tarjeta flash que sólo tiene esta gran área de bytes para hacer almacenamiento persistente.

Solo por si mismo, no esta listo para ser usado por el usuario. Usualmente que pasa s

el disco duro o la unidad flash se organiza con lo que se llama un sistema de

archivos. Y por lo que el sistema de archivos es sólo una forma de organización de esta gran área de bites,

Y le da, esa clase de estructura familiar de archivos y carpetas, y cada

uno de ellos tiene nombre y puedes moverlos alrededor. Entonces f-, un archivo es

en realidad sólo una manera de tomar alguna área de, ya sabes, 100,000 bytes, y asignarles un

nombre a ellos. Mira, esta es flowers.jpg. Flowers.jpg, ese nombre se refiere

a esos 100,000 bytes. Y entonces el usuario puede copiarlo o moverlo o lo que sea.

Entonces, el sistema de archivos solo te facilita, ver los datos que tu tienes ahí

moviendolos y organizandolos. Esta es nuestra rápida introducción. Así que en realidad

lo que me gustaría mostrarte es solo una imagen de hardware actual. Esta es una

imagen de una tarjeta madre actual. Esta es una computadora, una Shuttle que compré

Creo que, en 2008, y luego se rompió. Por lo tanto, se convirtió en mi pequeño equipo demo. Era

una computadora barata, cerca de $200 dolares con todas sus partes. Esta es la tarjeta madre con todos

los componentes electrónicos conectados. Y justo aquí, en la parte de en medio esta quizás el

componente mas importante. Ese es el CPU, Si te acercas y

miras en el CPU. Este paquete de metal tiene al CPU en el mismo. Y voy a...

tu sabes, le voy a darle la vuelta. Si le das la vuelta vas a ver que hay todas estas

almohadillas doradas. Así que la CPU es el chip más complejo aquí y lo que tiene un

número muy grande de conexiones, las conexiones eléctricas a la placa base.

Entonces puedo mirar de nuevo la imagen de Wikimedia, y ahora puedes

apreciar bueno, hay estos pequeños cables alrededor

conectar con pastillas en el paquete, las pastillas de oro nos estábamos viendo y luego dentro del

paquete que se conectan a poco manchas diminutas alrededor del chip para obtener la

electricidad, transistores lado aquí. La otra cosa que podrá señalar aquí.

¿>> Es una cosa de cobre? Hay un chip debajo de aquí. Esto se denomina un disparador

de calor y por lo tanto, el chip, porque tiene electricidad corriendo a través de el puede

calentarse, por lo que debe haber una manera de disipar ese calor, y por lo tanto, esto esta

hecho de cobre. Cobre es realmente bueno conduciendo calor y tan sólo por los pernos

de allí, se mantiene suficientemente fresco para operar. Antes había un calor

disipador de la CPU aquí, pero me lo quitaron. Solo así podría, por lo que puedo tomarlo

aparte y mostrarnos a ver. Todos righty. Por lo tanto, que es la CPU el a, en este equipo.

Ahora analicemos la RAM. Así que mirar el lado del equipo aquí. Este es el

RAM. Es una tarjeta independiente poco. Y en esta imagen voy a pasar a las tarjetas.

Así la tarjeta encaja en la ranura de aquí, por lo es RAM. Eso es cerca de 512

megabytes de ram. Se trata de hace algunos años.
Probablemente no podía comprar una tarjeta de memoria ram

en la actualidad pequeñas. Así, usted puede ver allí, hay dos chips aquí y hay dos

chips más debajo de las pegatinas. Esto fue hecho con cuatro chips. Probablemente por

La ley de Moore, cuando esta tarjeta fue fabricada unos años antes,

probablemente solía usar 8 chips. Y luego, por la ley de Moore, caben más bajo

cada chip, por lo que sólo pueden ahorrar dinero. Por lo tanto, para los mismos 512 megabytes,

se podría utilizar un menor número de chips, por lo que es más barato. Así que eso es, ¿qué es lo que tenemos?,

CPU y RAM. Por lo tanto, lo último que necesitamos es almacenamiento persistente. Por lo tanto, para este

equipo, almacenamiento persistente fue proporcionado por esto, esto, se trata de una unidad de disco duro. Por lo tanto

se trata de una unidad de disco duro de tres y media pulgada, tamaño muy típico para un ordenador de sobremesa

Así que esto es donde existe el disco magnético giratorio aquí. Y este

se conecta a la placa base por esta poca SATA, cable S-A-T-A, c, que es un

lo estándar. Por lo que son las tres partes de un equipo. Fue un 200 $

equipo. Y lo hizo sorta todo lo que desea un equipo hacer. Más

recientemente. Ahora tenemos esta alternativa a la unidad de disco duro. Esto es un flash USB

la unidad, o a veces llamado una thumb drive, tiene, sabes, es pequeña. Y

Tomé este aparte. Y así si ves en su interior, se trata de un chip flash. Por lo tanto

Este es el chip que sólo almacena los datos persistentes, poco ceros y unos,

como pequeños grupos de electrones. Esto es lo que está compitiendo con el disco duro

unidad. Esto es un uno-gigabit. Un chip para stand, almacena un mil millones de bits y

más adelante veremos en cuántos, cuántos bytes que podrían ser. Por lo es un pulgar

unidad. Se trata de una tarjeta SD, que es sólo una similar saben, sólo una alternativa para

la unidad de pulgar. Es realmente sólo una, es la misma tecnología; es simplemente una diferente

forma, básicamente. Esto es el tipo de cosa que utilizaría dentro de una cámara. Por lo tanto

como último ejemplo, mirando ese equipo grande, así que uno de los efectos de Moore

el derecho es que obtendrá estos equipos poco baratos que pueden ordenar, encajan

diferentes lugares. Para que un equipo pequeño en un chip es conocido como un microcontrolador. Y

la idea es que en lugar de tener todos estos chips separados, puede ajustar. El

CPU, la memoria ram y el almacenamiento persistente de todo en un chip. Y no eso va a tener

mucho poder, pero es ' s gonna be baratos.
Y la ley de Moore ha, había hecho

posible. Microcontroladores así, ahora, usted puede comprar esencialmente el equipo entero para

en virtud de un dólar, y es sólo en un chip. Así son los equipos kinda. O

Debo decir micro-controlador de que se encontraría en un termostato o son

probablemente dispersos alrededor de su coche haciendo funciones de equipo poco, poco. Por lo tanto un

ejemplo puro de un micro-controlador es este chico. Se trata de una placa de Arduino. Y esto es

una placa libre y de código abierto, sólo ofrecidos por artistas o aficionados, o simplemente por tipo

de jugar la ronda. Por eso, este aquí. Este es el chip; Este es el micro controlador.

Por lo tanto, tiene un poco de RAM, un poco de CPU y un poco de

almacenamiento de persistencia, justo para todos allí. Y, a continuación, se coloca en esta placa

con algunos chips de apoyo. Por lo tanto, se trata de un chip USB y tiene algunos chips de potencia

aquí. Para hacer sólo el trabajo de todo el asunto. Por lo tanto, usted puede comprar una versión de esto creo..

por alrededor de veinte dólares. Y la idea es, es sólo una pequeña computadora ... Por lo tanto, puede leer

sensores o interruptores, o controlar pequeñas luces o lo que sea. Así que es sólo una especie de

divertida manera de jugar y hacer, como, un proyecto de arte, o, o algo así.

Así que si te gusta trabajar con las manos y te gustan los cables, entonces esta es otra forma

de computadora que puede ser bueno para jugar.