INFORMÁTICA INTRODUCCIÓN
Prof. Russel Milton Ruiz Jara
¿Qué es una computadora?
Máquina electrónica controlada por instrucciones almacenadas en su memoria. Acepta datos Manipula datos Produce resultados Almacena resultados Dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizando cálculos sobre los datos numéricos, o bien compilando y correlacionando otros tipos de información. 2
TIPOS DE COMPUTADORAS
Computadoras Analógicas. Representan los valores cambiantes dados por un proceso de variación continua.
Computadoras Digitales. Representan los valores que han sido convertidos a dígitos binarios, es decir en 0 y 1.
Computadoras Híbridas. Son una combinación entre las computadoras analógicas y las digitales.
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CLASIFICACIÓN DE LAS COMPUTADORAS
Supercomputadoras. Macrocomputadoras o Mainframes. Minicomputadoras. Microcomputadoras o PC’s.
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Datos vs Información:
Datos Números y símbolos
Información Organizada de forma útil, con sentido 5
SISTEMA COMPUTACIONAL
PEOPLEWARE (usuario)
SOFTWARE (lógico)
HARDWARE (físico)
Otros • Procedimientos y documentación • Datos 6
Elementos de una computadora
(hardware) Procesador (CPU) Unidad aritmetica y logica (ALU)
Unidad de Control (CU)
Dispositivos de entrada teclado Raton
Memoria Principal (RAM) Programa
Dispositivos de salida Dispositivos de almacenamiento de datos pantalla impresora disco duro lector/grabador de CD-ROM lector/grabador de disquete 7
¿Qué son hardware y software?
Hardware Parte física del computador. Equipo electrónico y mecánico
Software Parte lógica del computador. Instrucciones que indican al hardware cómo realizar una tarea
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HARDWARE
Es el computador propiamente tal, con todos sus componentes hechos de plásticos, cables y metal. (chips, tarjetas, placas, etc.)
Trabaja en lógica binaria.
Componentes.
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Tipos de unidades de hardware
Unidades de entrada / insumo / “input” Unidad de procesamiento Unidades de almacenaje Unidades de salida / “output”
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¿Qué es un dispositivo de entrada?
Hardware que permite que instrucciones y datos pasen del exterior a la computadora Son generadores de información, por lo que no pueden recibir ningún dato procedente del ordenador ni de cualquier otro periférico. Son los que envían información procesamiento, en código binario.
a
la
unidad
de
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Dispositivos de entrada
De apuntar
Mouse “Touch pad” “Joystick”
Rastreadores o “scanners”
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Dispositivos de Entrada
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¿Qué es un dispositivo de salida?
Hardware que muestra información al usuario
Son complementos electrónicos capaces de mostrar y representar la información procesada por el computador. Son los que reciben información de la unidad de procesamiento.
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Dispositivos de salida
Impresoras
Láser “Dot matrix” “Ink jet”
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Dispositivos de Salida
• Color.
• Matriciales.
• Monocromáticos.
• Inyección.
• Cristal Líquido.
• Láser.
• Tubos de Rayos Catódicos.
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Componentes del procesador
Central Processing Unit (CPU) Ejecuta las instrucciones ALU + CU + registros + cache
Memoria Almacena temporeramente datos e instrucciones en uso
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¿Qué es almacenaje?
Almacenar datos, instrucciones y resultados para uso futuro
Medio de almacenaje • Materia (física) en que se graba
Dispositivo de almacenaje • Graba y obtiene del medio
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Dispositivos de almacenaje:
Unidad CDRW Unidad de disco duro
CD-ROM or DVD-ROM drive
disco ZIP速 Unidad floppy disk
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disco floppy: delgado y flexible, dentro de cobertura rígida; magnético Disco Zip® : disco duro portátil de mayor capacidad que un “floppy”; también magnético.
Memoria USB 20
Disco duro
Provee mucha más capacidad de almacenaje que los otros medios Es magnético
self-contained hard disk
removable hard disk 21
Disco compacto: óptico
CD-ROM CD-RW DVD-ROM DVD+/-RW
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Medios miniatura
Tarjetas portátiles, muy delgadas y livianas, usadas en cámaras digitales Flash drives o jump drives; portátiles y versátiles
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Dispositivos de comunicación
Establecer una conección entre dos computadoras usando cables, líneas de teléfono,y satélites modem
Modem externo
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Dispositivo de comunicación
• Router • Modem • Tarjeta de red Medio de comunicación • Cables • Líneas de teléfono • Celular • Satélite • “wireless” 25
¿Qué es un Chip?
Dispositivos con diseño microscópico que llevan corriente eléctrica. Son conectadas en la tarjeta principal
memoria chip
procesador chip
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SOFTWARE
Conjunto de instrucciones individuales que las computadoras emplean para manipular datos, los mismos que se le proporciona al microprocesador para que pueda procesarlos y generar los resultados esperados.
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CLASIFICACIÓN DEL SOFTWARE
Software de Sistemas. Es el conjunto de programas indispensables para que la máquina funcione.
Software de Aplicación. Son programas que realizan tareas concretas. Los lenguajes de programación. Son lenguajes utilizados para escribir programas de computadoras que puedan ser entendidos por ellas.
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Software ¿Que es un programa?
Es una serie de ordenes que permiten al computador realizar una acción.
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¿Qué es un software de sistemas?
Son programas que controlan las operaciones de la computadora y sus dispositivos.
Sistema Operativo
Programas Utilitarios
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¿Que es una software de aplicación?
Programas que ayudan a tareas específicas del usuario
Suite
Procesador de palabras
Software de aplicaciones populares en un solo paquete Office XP Presentaciones gráficas Diseñadores
Base de Datos 31
Representación de los datos en la computadora
El único código que entiende la CPU son los bits. Los bits son representados en circuitos electrónicos que pueden estar en estado “on” (1) u “off” (0) Las instrucciones se mandan a la CPU en forma de bytes, que son palabras de 8 bits 1 byte = 8 bits 1 kilobyte = 1 024 bytes 1 megabyte = 1 024 kilobytes = 1 048 576 bytes
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Medidas de almacenamiento MEDIDAS DE ALMACENAMIENTO 1 Bit
0, 1 (sistema Binario)
1 Byte
8 Bit
1 Kilobyte
1024 Byte
1 Megabyte
1024 Kb
1 Gigabyte
1024 Mb
1 Terabyte
1024 Gb
1 Petabyte
1024 Tb
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Representación de los datos en la computadora
Base 10:
Base 2:
Dígitos = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} 1111 = 1*103 + 1*102 + 1*101 + 1*100 Dígitos = {0, 1} 1111 = 1*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20 = 8 + 4 + 2 + 1 = 15
¿Cuántos valores puede representar un byte?
1 byte = 8 bits (Ej: 01100101) Cada bit puede representar 2 valores (0 y 1) Un byte puede representar 28 = 256 valores
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Representaci贸n de textos
TEXTO: My name is Anders. ASCII: 77-121-32-110-97-109-101-32-105-115-32-65-110-100-101-114-115-46 18 bytes 35
Representación de imagen
00000000 00110110 00100010 00100010 00110110 00000000 00110110 00000000
• División de la imagen en una matriz de pixels (unidad de la imagen) • Cada pixel asociado con un color 36
Representación de sonido
4 8 12 13 12 10 8…
Discretización de la amplitud Un byte para cada valor
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Acceso a la memoria
RAM 1 12
2 125 3 45 4 2
CPU
5 0 6 10
7 32 8 64 9 15
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Algoritmo
Un esquema para resolver un cierto tipo de problema Se puede traducir en un programa para ejecutarlo en una computadora Pasos para la resolución de un problema con computadora: 1. Diseño de un algoritmo 2. Codificación de un programa 3. Ejecución y validación
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Algoritmo
Componentes: Entrada: datos del problema a resolver Salida: el resultado de la resolución Proceso: pasos a seguir para la resolución Propiedades: Preciso: orden estricto + expresiones precisas Definido: con la misma entrada, siempre resulta la misma salida Finito: número finito de pasos
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Algoritmo 1
Problema: Sumar dos números Solución: Entrada: dos números Salida: guardar la suma en la memoria y imprimirla por pantalla Proceso: 1) 2) 3)
Añadir los dos números Guardar el resultado en la memoria Imprimir el resultado por pantalla
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Algoritmo 2
Problema: hacer una taza de té a la inglesa Solución: Entrada: agua, bolsa de té, leche, tetera, taza, cuchara Salida: una taza de té a la inglesa Proceso: 1. 2. 3. 4. 5.
Poner la bolsa de té en la taza Poner el agua a hervir en la tetera Verter el agua hervida en la taza Añadir leche Remover
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Algoritmo 3
Problema: averiguar la solvencia de un cliente que ejecuta un pedido a una fábrica. Solución: Entrada: el pedido Salida: mensaje de aceptación o rechazo Proceso: 1. 2. 3. 4.
Leer el pedido Examinar la ficha del cliente Si el cliente es solvente, aceptar pedido En caso contrario, rechazar pedido
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Lenguajes de programación
Lenguajes máquina Lenguajes ensamblador Lenguajes de alto nivel: C, C++, Visual Basic, Java, Pascal, Prolog, LISP,…
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Lenguajes máquina
Programas son secuencias de instrucciones compuestas de bytes:
Ventajas:
16 29 156 9 82 75 La CPU entiende estos programas
Desventajas:
Pensar en modo de 0’s y 1’s es muy difícil para nosotros
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Lenguajes ensamblador
Instrucciones compuestas de palabras cortas y números:
Ventajas:
LOD 15 6 LOD 16 8 ADD 15 16 17 JMP 10 Más fácil a entender
Desventajas:
Todavía bastante abstracto Necesita traducir el código a lenguajes máquina
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Lenguajes de alto nivel
Diseñados para ser más parecidos a lenguaje natural Ventajas:
Mucho más fácil de dar instrucciones
Desventajas:
Más complicado convertir en lenguajes máquina
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Lenguajes de programación:
¿Por qué hay tantos? ¿Cómo nacen, sobreviven y caducan? Diferentes dominios de aplicación:
1. • • • • •
Programación de sistemas – rapidez y acceso de bajo nivel: C Inteligencia artificial – computación simbólica: LISP, Prolog Programación científica – fórmulas matemáticas: Fortran Negocios – transacciones: COBOL Uso específico: SQL (bases de datos), Perl (manipulación de textos), JavaScript (páginas web), Pascal (formación)
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Lenguajes de programación:
¿Por qué hay tantos?
¿Cómo nacen, sobreviven y caducan?
Diferentes necesidades:
2. • • •
Evolución:
3. • •
4. 5.
Fiabilidad: Ada Escabilidad, paradigma orientado a objeto: C C++ Portabilidad: Java Mejora del hardware Mejor comprensión de como reforzar criterios de legibilidad, facilidad de aprender y escribir, fiabilidad…
Importancia de la estandardización ¡Número de usuarios!
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Traductores de lenguaje: intérpretes
PROGRAMA FUENTE
INTERPRETE
EJECUCION DE LA(S) INSTRUCCION(ES) INTERPRETADA(S)
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Traductores de lenguaje: compiladores
OPCION 1
OPCION 2 PROGRAMA FUENTE
Fase de compilaci贸n Fase de compilaci贸n
programa ejecutable
COMPILADOR
ENLAZADOR (binder, linker)
programa objeto
Fase de ejecuci贸n Fase de ejecuci贸n
EJECUCION 51