Informática básica by VICENTA MEGIA MOLERO

Vicenta MegĂa Molero

INFORMATICA BASICA

INDICE:

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1. LA INFORMATICA BASICA .............................................................................. 3 1.1.Origen de la informática ........................................................................... 3 1.2.La información y su representación. Maneras de transmitir la información ................................................ 4 1.3.Historia del proceso de datos ................................................................. 4 1.4.Ordenador....................................................................................................... 5 1.5.Historia de los ordenadores .................................................................... 6 2. REPRESENTACION INTERNA DE DATOS ................................................. 7 3. ELEMENTOS DE HARDWARE ..................................................................... 28 3.1.Unidad central de proceso .................................................................... 28 3.2.Buses .............................................................................................................. 29 3.3.La memoria ................................................................................................. 30 4. PERIFERICOS DE ENTRADA Y SALIDA ................................................... 31 5. ELEMENTOS DE SOFTWARE. LENGUAJES DE PROGRAMACION ............................................................. 32 6. BIBLIOGRAFÍA................................................................................................... 39

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1. LA INFORMATICA BASICA 1.1.Origen de la informática La Informática es la ciencia aplicada que abarca el estudio y aplicación del tratamiento automático de la información, utilizando sistemas computacionales, generalmente implementados como dispositivos electrónicos. También está definida como el procesamiento automático de la información. Conforme a ello, los sistemas informáticos deben realizar las siguientes tres tareas básicas en el proceso de datos: •

• •

Entrada de datos: captación de la información. Los datos que proceden del exterior procedentes de alguna fuente de información son introducidos para ser procesados. Almacenamiento y proceso: el ordenador conserva internamente los datos de forma codificada antes, durante y después del proceso. Salida: transmisión de resultados. El ordenador produce nuevos datos descodificados, o información para su uso externo.

Proceso de datos

ENTRADA DE DATOS (materia prima)

Operaciones de almacenamiento y proceso de los datos: (ordenarlos, sumarlos,clasificarlos,etc.)

Obtención de resultados: Información

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1.2.La información y su representación. Maneras de transmitir la información. La información es todo aquello que puede ser manejado por un sistema, ya sea como entrada, como proceso, o bien como resultado. De esta forma, podemos clasificar a los sistemas informáticos como sistemas de flujo de información (si la información de entrada y salida es la misma) y sistemas de tratamiento de la información, en los que la información que entra y la que sale es distinta, ya que ha sufrido alguna manipulación. La información, para que sea útil a nuestro ordenador debe estar representada por símbolos. Tales símbolos por si solos no constituyen la información, sino que la representan. La información se puede representar con: •

Datos numéricos, generalmente números del 1 al 9.

•

Datos alfabéticos, compuestos solo por letras.

•

Datos alfanuméricos, combinación de los dos anteriores.

El modo de transmisión se refiere al número de unidades de información (bits: es la unidad mínima de información empleada en informática, en cualquier dispositivo digital, o en la teoría de la información.) elementales que se pueden traducir simultáneamente a través de los canales de comunicación. De hecho, los procesadores (y por lo tanto, los equipos en general) nunca procesan (en el caso de los procesadores actuales) un solo bit al mismo tiempo. Generalmente son capaces de procesar varios (la mayoría de las veces 8 bits: un byte) y por este motivo, las conexiones básicas en un equipo son conexiones paralelas.

1.3.Historia del proceso de datos

Escritura Reglas de cálculo aritmético Utilización de máquinas calculadoras • Ábaco • Calculadoras mecánicas • Computadoras mecánicas(máquina diferencial y máquina analítica) • Máquinas censadoras • Ordenadores

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1.4.Ordenador Concepto: Dispositivo electrónico capaz de procesar la información recibida, a través de unos dispositivos de entrada (input), y obtener resultados que serán mostrados haciendo uso de unos dispositivos de salida (output), gracias a la dirección de un programa escrito en el lenguaje de programación adecuado. Función básica: Tratamiento de la información. Potencia de cálculo: Número de operaciones (instrucciones por segundo). Velocidad: Tiempo que tarda en acceder a la información. Tipos de ordenadores por su capacidad y potencia: Superordenadores: es aquel ordenador con capacidades de cálculo muy superiores a las comunes, según la época. Las supercomputadoras fueron introducidas en la década de los sesenta y fueron diseñadas principalmente por Seymour Cray en la compañía Control Data Corporation (CDC). Mainframe o computadora central: es una computadora grande, potente y costosa usada principalmente por una gran compañía para el procesamiento de una gran cantidad de datos; por ejemplo, para el procesamiento de transacciones bancarias. Miniordenadores: Ordenador de tamaño medio con unas capacidades que se sitúan entre los mainframes y los ordenadores personales. Es frecuente denominarlos «ordenadores departamentales» por su uso tradicional en espacios laborales... Microordenadores: dispositivo de computación de sobremesa o portátil, que utiliza un microprocesador como su unidad central de procesamiento o CPU. Los microordenadores más comunes son las computadoras u ordenadores personales, PC, computadoras domésticas, computadoras para la pequeña empresa o micros. Ordenador portátil: es una computadora personal móvil, que pesa normalmente entre 1 y 3 kg . Las computadoras portátiles son capaces de realizar la mayor parte de las tareas que realizan las computadoras de escritorio, con la ventaja de que son más pequeños, más livianas y tienen la capacidad de operar por un período determinado sin estar conectadas a la electricidad. NC, Network Computing: También conocido como PC tonto carece de software, el cual alquila durante el tiempo que lo necesite mediante una red o internet. Está diseñado para empresas y debe estar siempre conectado a la red pues si esta cae el ordenador queda inutilizado.

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PC-NET (Ordenador personal de red): es un ordenador que dispone de un disco duro para poder almacenar aplicaciones locales y el sistema operativo. Puede sobrevivir sin estar conectado a una red y está cerrado porque sólo puede abrirlo el administrador. Nanoordenadores: Una nanocomputadora o nanoordenador designa a computadoras que son sumamente pequeñas, a escala nanométricas. Actualmente sólo existen como concepto, pero se estima que podrían ser de gran utilidad en un futuro, en áreas que van desde la electrónica hasta la medicina.

1.5.Historia de los ordenadores Primera Generación (1944-1954)

1944: MARK I. Fue el primer ordenador electromecánico construido en la Universidad Harvard por Howard H. Aiken en 1944, con la subvención de IBM. Tenía 760.000 ruedas y 800 kilómetros de cable y se basaba en la máquina analítica de Charles Babbage.

1946: ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Ordenador digital electrónico más veloz que el MARK I. Son computadoras de magnitudes gigantescas.

1951: Comienza la revolución informática. • •

• •

Fabricación en serie. Von Neumann: almacenamiento de programas en memorias. IBM 701: primer computador electrónico con memoria principal y secundaria. Lenguajes ensambladores.

Segunda Generación (1955-1964)

Transistores, núcleos de ferrita y tambores magnéticos. Índices o punteros: almacenan direcciones de memoria. Procesadores aritméticos: circuitos electrónicos, cálculos a gran velocidad. Procesadores de entrada-salida: liberan a la CPU de tareas rutinarias. Lenguajes de programación de alto nivel (Cobol, Fortran, Algol,…)

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Tercera Generación (1965-1970)

Chips: circuitos integrados de silicio. Memorias de silicio en lugar de ferrita. Memoria virtual: sistemas estructurados jerárquicamente. Potenciación de los lenguajes de programación de alto nivel. Multiprogramación y segmentación. Ejecución de varios programas simultáneamente. Sistemas operativos. IBM 360 Cuarta Generación (1971-1981) Circuitos LSI (alta escala de integración). Muchas puertas lógicas en chips de pocos milímetros. INTEL 4004. Primer microprocesador comercial. Microprocesadores en serie. Texas Instruments. Sistemas operativos de tiempo compartido. IBM 3081, Fujitsu 380. Quinta Generación (1982 en adelante) Aparición de los ordenadores personales (PC): 80088, 80286, 80386, 80486, Pentium 4. Sistema operativo MS-DOS. Casas Apple e IBM, aparecieron los ordenadores clónicos. Programas específicos para PC. Redes de ordenadores. Sistema operativo Windows, Linux, multimedia y portátiles. Hoy: Investigación (para el avance informático) Materiales distintos al silicio para la fabricación de microprocesadores. Nanotecnología: miniaturización, utilización de dispositivos a escala infinitesimal. Computación cuántica: utilización de dispositivos cada vez más pequeños en la fabricación de ordenadores. Casas involucradas: IBM, HP, Microsoft.

2. REPRESENTACION INTERNA DE DATOS Sistemas de numeración. Transformaciones: • • • •

Decimal Binario Octal Hexadecimal

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En un sistema de numeración es importante distinguir la BASE, que es el número de símbolos que utiliza y se caracteriza por el coeficiente que determina cual es el valor de cada símbolo, dependiendo de su posición. Los sistemas de numeración actuales son sistemas posicionales, en los que el valor relativo que representa cada símbolo o cifra, depende de su valor absoluto y de la posición relativa que ocupa dicha cifra con respecto a la coma decimal, íntimamente ligada al valor de la base del sistema de numeración utilizado. SISTEMA DECIMAL BINARIO OCTAL HEXADECIMAL

BASE 10 2 8 16

DIGITOS 0123456789 01 01234567 0123456789ABCDEF

El teorema fundamental de la numeración relaciona una cantidad expresada en cualquier sistema de numeración, con la misma cantidad expresada en el sistema decimal. Este teorema firma que el valor decimal de una cantidad expresada en otro sistema de numeración viene dado por la fórmula:

Nº = ∑(dígito) i x Base Número= Sumatorio de los dígitos por la base donde i es la posición respecto de la coma.

Pasar un número decimal a un número binario. Cada número en el sistema decimal tiene su equivalente en el sistema binario. Ejemplos números decimales (del 0 al 9) = 459 70 16 Ejemplos números binarios (0 y 1)= 1101 10 1 Bit: Es la unidad de información cuyos valores son 0 y 1 (no/si).

Unidades mínimas de información

Bit Cuarteto 1 Byte 1 Kilobyte (KB) 1 Megabyte (MB) 1 Gigabyte (GB) 1 Terabyte (TB) 1 Petabyte (PB)

0,1 4 bits 8 bits 1024 bytes 1024 KB 1024 MB 1024 GB 1024 TB

Si nos dan el número 1101 y nos lo piden en bytes sería 00001101. Como 1 byte son 8 bits añadimos cuatro 0 delante del número hasta hacer 8. Vicenta Megía Molero

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Pasos a seguir para pasar un número decimal a un número binario: 1. Dividimos entre 2 sucesivamente sin sacar decimales hasta obtener un cociente = 1. En el resto solamente pueden quedar 0/1. 2. Leer el ultimo cociente y todos los restos en sentido contrario a como han ido apareciendo. (101101) 3. Si nos piden el resultado dentro de un byte rellenamos con 0 por delante hasta completar los 8 bits. (00101101).

45 2 05 22 2 1

02 11 2 0 1

1 0 1 1 0

5 2 1

2 2 0 1

El número binario de 45 es 101101 y en bytes es 00101101.

.Pasar de decimal a binario el número 17:

8 0

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2 4

10001

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Si quisiéramos pasar un número decimal a octal seguiríamos los mismos pasos que para pasarlo a binario pero dividiendo el número entre 8. Ejemplo: Pasar a octal el número decimal 12210

122 8 42

8 1 = 1728

Si quisiéramos pasar un número decimal a hexadecimal seguiríamos los mismos pasos que para pasarlo a binario o a octal pero dividiendo entre 16. Para sacar el resultado final habrá que comprobarlo en su correspondiente tabla. Ejemplo: Pasar a hexadecimal el número 18810.

188 16

11= B

028

12=C

18810= BC16

.Pasar de un número binario a un número decimal: 1. Numeramos los bits de derecha a izquierda comenzando desde el 0 (números decimales: 0123456789). 2. A cada bit que sea 1 le hacemos corresponder una potencia de base 2 y exponente igual al número de bits. Con los números que sean 0 no se hace nada. 3. Por último se suman todas las potencias y el resultado será el número decimal. 27

1 1 0 0 1 0 1 1 7

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27 + 26 + 23 + 21 + 20 = 128 + 64 + 8 + 2 + 1 = 203 26

1 1 0 1 0 1 1 6

26 + 25 + 23 + 21 + 20 = 64 + 32 + 8 + 2 + 1 = 107 .Pasar de números binarios a octales y viceversa Cada dígito de un número octal se representa con tres dígitos:

DIGITO BINARIO (3 DIGITOS) 000 001 010 011 100 101 110 111

DIGITO OCTAL 0 1 2 3 4 5 6 7

DECIMAL 0 1 2 3 4 5 6 7

Añadiremos CEROS a la izquierda o a la derecha si es fraccionario para hacer grupos de tres.

1010010112 = 5138 5

La conversión de números octales a binarios se hace siguiendo el mismo método, reemplazando cada dígito octal a binario, tomaremos el equivalente binario de cada uno de sus dígitos:

7508 = 1111010002 7= 1112

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5=1012

0=0002

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.Pasar de números binarios a hexadecimales y viceversa Se realiza expandiendo o contrayendo cada dígito hexadecimal a cuatro dígitos binarios. Por ejemplo, para expresar en hexadecimal el número binario 1010011100112 bastará con tomar grupos de cuatro bits, empezando por la derecha y reemplazarlos por su equivalente hexadecimal.

DIGITOS BINARIOS (4 DIGITOS) 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

DIGITO HEXADECIMAL 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

DECIMAL 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Ejemplo de binario a hexadecimal:

1010011100112 = A7316 A

Ejemplo de hexadecimal a binario:

2DC16 =0010110111002 2 = 0010

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D = 1101

C = 1100

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.Conversión de números decimales fraccionarios al sistema binario, octal o hexadecimal El método más utilizado es el de división/multiplicación sucesiva. 1º paso: convertimos la parte entera dividiendo entre 2(binario), 8(octal) o 16(hexadecimal). 2º paso: convertir la parte fraccionaria multiplicando por la base del número que se quiere obtener, (por 2 si nos piden el binario, por 8 si nos piden el octal y por 16 si nos piden el hexadecimal). Hacemos las multiplicaciones hasta obtener un número entero. Ejemplo de decimal fraccionario a binario:

16, 42187510 =100000110112 1º paso:

16 2 0 8 2 0

4 2 0

2 2 0

100002

2º paso:

0,421875 x 2 = 0,84375

0 (cogemos la parte entera)

0,84375 x 2 = 1,6875

0,6875 x 2

= 1,375

0,375 x 2

= 0,75

0,75 x 2

= 1,50

0,50 x 2

= 1,00

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Resultado

011011

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.Pasar de un número octal y hexadecimal a decimal 1º paso: Numeramos los bits de derecha a izquierda comenzando desde el o 2º paso: A cada bit le hacemos corresponder una potencia de base 8 si es octal y de 16 si es hexadecimal y el exponente igual al número de bits. A ese resultado le multiplicamos el número de bits. 3ºpaso: se suman todos los resultados. Ejemplo: Pasar el número 2748 y 27416 a decimal 82

2x82+7x81+4x80 = 128+56+4 = 18810

162 161 160

416

2x162+7x161+4x160= 512+112+4= 62810

USO DE LA TABLA ASCII

.Pasar de texto a un número binario 1º paso: Buscamos el número decimal que corresponde a cada letra distinguiendo entre mayúsculas y minúsculas. 2º paso: Convertimos cada uno de los números decimales a binario, que como ya dijimos anteriormente se hace dividiendo entre dos. Ejemplo: Convertir la palabra Voz

V = 8610 = 10101102 o = 11110 = 11011112 z = 12210 = 11110102

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.Pasar de número binario a texto 1º paso: Pasar el número binario a decimal como se explicó anteriormente. 2º paso: Buscamos el número decimal que corresponde a cada letra en la tabla ASCII.

Ejemplo: Pasar los números 10001102, 11010012 y 11011102 Vicenta Megía Molero

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10001102 = 26+22+21 = 64+4+2 = 7010 = F 11010012 = 26+25+23+20 = 64+32+8+1 = 10510 = i 11011102 = 26+25+23+22+21 = 64+32+8+4+2 =11010 =n

ARITMETICA BINARIA Suma binaria: La suma es similar a la decimal y cuando excede el resultado de los símbolos utilizados, se agrega el exceso a la suma parcial siguiente hacia la izquierda (acarreo).

Suma Binaria

0+0=0 0+1=1 1+0=1 1 + 1 = 0 y acarreo 1

Ejemplo: Para sumar los números binarios 100102 y 1102 se puede escribir:

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Resta binaria Es similar a la decimal pero si el sustraendo excede al minuendo se genera un acarreo que se añade al siguiente dígito.

Resta Binaria

0-0=0 0 - 1 = 1 y acarreo 1 1-0=1 1-1=0

Ejemplo: Para restar los números binarios 1010012 y 10112, escribiremos:

Multiplicación binaria La multiplicación consiste en repetir el multiplicando tantas veces como indique el multiplicador. En un ordenador la operación de multiplicar se realiza mediante sumas repetidas. Eso crea algunos problemas de programación porque cada suma de dos UNOS origina un arrastre, que se resuelve contando el número de UNOS y de arrastres de cada columna. Si el número de UNOS es par la suma es 0 y si es impar la suma es 1, para determinar los arrastres a la posición superior, se cuentan las parejas de UNOS. Multiplicación Binaria

0x0=0 0x1=0 1x0=0 1x1=1

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Ejemplo: Para multiplicar los números 101012 y 1012, realizar los siguientes cálculos:

División Binaria Se realiza igual que la decimal. En el caso de la binaria es mas sencillo porque se simplifica la elección de cada dígito del cociente ya que solo puede ser 0,1. Si el dividendo parcial es mayor o igual que el divisor, el siguiente digito del cociente es 1, sino es 0.

División Binaria

0 : 0 = No permitida 0:1=0 1 : 0 =No permitida 1:1=1

Ejemplo: Para dividir 1100102 entre 102 los cálculos son:

Para comprobar si la suma, resta, multiplicación o división es correcta solo basta con pasar los números binarios a números decimales. Vicenta Megía Molero

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EJERCICIOS SISTEMA NUMERACIÓN Convertir 2610 al sistema binario. 2610 = 110102 26 06 0

2 13 1

2 6 0

2 3 1

2 1

Convertir 810 y 1510 al sistema binario. 810 = 10002 8 0

2 4 0

2 2 0

2 1

2 3 1

2 1

1510 = 11112 15 1

2 7 1

Convertir 37810 a sistema binario. 37810 = 1011110102 378 2 17 189 18 09 0 1

2 94 14 0

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2 47 2 07 23 1 03 1

2 11 1

2 5 1

2 2 0

2 1

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Convertir 110102 a decimal. 110102 = 24 + 23 + 21 = 16 + 8+ 2 = 2610

Sumar los siguientes números binarios. Sumar los correspondientes decimales. 1 + 1

= + =

0 1 1

2 1 3

102 = 21 = 210 12 = 20 = 110 112 = 21 + 20 = 310

Sumar los números binarios y sus correspondientes decimales. 1

1 1 1

+ 1

1 1 0

= + =

7 3 10

1112 = 22 +21 +20 = 4 + 2 + 1 = 710 112 = 21 + 20 = 2 + 1 = 310 10102 = 23 + 21 = 8 + 2 = 1010

Restar los siguientes números binarios. 1

1 1 1

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0 1 1

1 0 1

= =

13 6 7

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Convertir a texto los siguientes bytes: 010101002 = 26 + 24 +22 = 64 + 16 + 4 = 8410 = T 011010012 = 26 + 25 + 23 + 20 = 64 + 32 +8 +1 =10510 = i 011001112 = 26 + 25 + 22 + 21 + 20 = 64 + 32 + 4 + 2 + 1 =10310 = g 011100102 = 26 + 25 + 24 + 21 = 64 + 32 + 16 + 2 = 11410 = r 011001012 = 26 + 25 + 22 + 20 = 64 + 32 + 4 + 1 = 10110 = e

Hacer las siguientes multiplicaciones:

1 x

1 1

0 1 1

0 0 0 0

1 1 0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0

1 0 0 1 1

1 0 1 0 0

0 0 0 0 1

1 0 0 0 0

0 0 0 1 0

0 0 1 0 0

0 0 0 1 0

1 0 1 0 1

1 0

1 1 1

0 1 0 0

0 1 0 0 0 1 0

1 1 1 0 1

0 1 0 1 0 1 0

0 1

1101000101012 = 211+ 210 + 28 + 24 + 22 + 20 = 3.349 10 11012 = 23 + 22 + 20 = 1310 10101010000100012 = 215 + 213 + 211 + 29 + 24 + 20 = 43.53710

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PĂĄgina 21

1 0

1 0 1 0 0

1 1 1 1 0

0 0 0

1 1 1

11012 = 23 + 22 + 20 = 1310 01012 = 22 + 20 = 510 10000012 = 26 + 20 = 6510

Hacer las siguientes divisiones:

1 1 0 -

1 0

1 0 1 1 0 -

1 0 1 0 1 1 0

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0

0 0 0

0 1 0 -

0 1 1 0 1 0

0 0 0 0 0 1 0

1 1 0 0 0 1 1 1 0

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0 0 0 0 0 1 1 0 0 0

1 1

0 1

1 1

0 1 1 0 1 0 1

1 1 0 0 0

1 0

0 1

1 1

0 0 0

PĂĄgina 22

1 1 0 -

1 0 1 1 0

0 0 0 0 0 -

0 0 0 0 -

1 0 1 1 0

1 1

0 1

0 0 0

Hallar el número equivalente a octal de: 1 0 1 0 0 1 0 1 1 2 = 513 8 5

Hallar el número equivalente a binario de 7508 7 = 111 5 = 101

1111010002

0 = 000

Hallar el número equivalente a hexadecimal de: 1010011100112 = A7316 A

Hallar el número equivalente a binario de 1F616 1F616 = 0001111101102 1 = 0001 F = 1111 0 = 0110

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Realizar las siguientes sumas en decimal y binario 0 1 1

1 0 1

+ 1

1 1 0

+ 1

1 1 0

1 0 1

0 1 1

= + =

210 510 710

0 0 1

1 1 1

0 0 1

1 1 1

1 1 0

0 0 1

1 1 0

1 = 9110 0 + 9010 1 = 18110

0 0 1

1 1 1

1 = 44310 1 + 31510 0 = 75810

Realizar las siguientes restas en binario y decimal.

1 0

0 1

0 0

0 1

1 0

= 8110 - 1010

= 7110

1 1

1 0

0 1

1 0

1 1

0 0

0 1

1 = 21710 1 - 17110

0 =

4610

1 1

1 0

1 1

0 0

1 1

0 1

0 0

1 1

= -

48910 36510

12410

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PĂĄgina 24

Realizar la división en binario 42 / 6 = 7 42 02 0

1 0

2 21 2 01 10 1 0

0 1 1 0

1 1 0 1 0 -

2 5 1

0 0 0 1 1 1 0

2 2 0

1 1 0 1 1 0

2 1

02 1 1

6 0

2 3 1

2 1

7 1

2 3 1

2 1

1 02 1 12

0 0 0

Expresa en números binarios los siguientes números decimales: 1

9 1

1 2 1 95 1 15 1

2 47 2 07 23 2 1 03 11 1 1

2 5 1

2 2 0

2 1

19110 = 101111112 47 2 07 23 2 1 03 11 1 1

2 5 1

2 2 0

2 1

4710 = 1011112 21 01

2 10

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5 1

2 2 0

2 1

2110 = 101012

Dados los siguientes números binarios, ¿cuál de ellos es mayor? 010010002 = 26 + 23 = 7210 = Éste es el número mayor. 010001002 = 26 + 22 = 6810

Convierte los siguientes números en octales: 6310 = 778 63 7

8 7

51310 = 8018 513 33 1

8 64 0

8 8

Convertir el número decimal al sistema binario 15, 45610 = 1111,011 15 1

2 7 1

2 3 1

2 1

0,456 x 2 = 0,912 = 0 0,912 x 2 = 1,824 = 1 0,824 x 2 = 1,648 = 1

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Multiplicar los números binarios.

1 1

0 1

1 x 1 1 0

0 0 1 1

1 1 1 0 1

1 0 1

0 1 0

= x

2210 510

11010

Convertir la palabra Mar a binario. M = 7710 = 10011012 a = 9710 = 11000012 r = 11410 = 11100102 Mar = 1001101110000111100102 77 17 1

97 17 1

114 14 0

2 38 2 18 19 0 1

2 48 2 08 24 0 04 0

2 57 2 17 28 1 08 0

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2 9 1

2 12 0

2 14 0

2 4 0

2 6 0

2 7 1

2 2 0

2 3 1

2 1

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3. ELEMENTOS DE HARDWARE 3.1. Unidad central de proceso (CPU)

CPU (Unidad Central de Proceso) UC: Unidad de control

Periféricos de entrada

UAL: Unidad aritméticológica

La memoria central, principal o interna

Periféricos de salida

Periféricos de almacenamiento

El CPU como se puede ver en el esquema se compone de la unidad de control, la unidad aritmético lógica y de la memoria.

Unidad de control (UC): Dirige la ejecución del programa y controla tanto el movimiento entre memoria y ALU, como las señales que circulan entre CPU y los periféricos.

Unidad aritmético lógica (UAL): Es la parte encargada de procesar los datos y las operaciones que realiza son de tipo aritmético: suma, resta, multiplicación y división; y de tipo lógico: igual, mayor que o menor que.

Memoria central, principal o interna: Dispositivos donde se almacenan los datos y los programas para procesarlos. Existen dos tipos: Memoria principal, constituida por circuitos integrados y que a su vez se subdivide en RAM y ROM; y la memoria secundaria, donde se almacenan otros datos que no tienen cabida en la principal.

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Placa base

3.2. Buses Bus: Autopista que permite el paso de información entre las principales unidades del ordenador, y entre éstas y los periféricos. Están compuestos por una serie de hilos. Su velocidad está en función del número de hilos (ancho de canal) que transmiten en paralelo Podemos encontrarnos con buses en paralelo (transmiten tantos bits simultáneamente como hilos tenga el bus) y buses en serie (los bits se transmiten uno a uno). Existen 3 tipos de buses: •

Bus de datos: comunican CPU, memoria principal y dispositivos de entrada y salida.

•

Bus de direcciones: identifica el dispositivo que recibirá la información que lleva el bus de datos.

•

Bus de control: transmite el conjunto de señales enviadas por la CPU.

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3.3. La memoria Su finalidad es la de recibir información, almacenarla y suministrarla. Memoria RAM: Acrónimo de Random Access Memory, (Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el ordenador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. Se llama de acceso aleatorio porque el procesador accede a la información que está en la memoria en cualquier punto sin tener que acceder a la información anterior y posterior. Es la memoria que se actualiza constantemente mientras el ordenador está en uso y que pierde sus datos cuando el ordenador se apaga. • • • • •

Permite acceder a sus datos (lectura y escritura). Memoria disponible en la placa base. Almacenamiento temporal (volátil) mientras está encendido el ordenador. Carga el sistema operativo y después los demás programas. La información se almacena en los denominados módulos de memoria.

Memoria ROM (memoria de sólo lectura): Los ordenadores contienen casi siempre una cantidad pequeña de memoria de solo lectura que guarde las instrucciones para iniciar el ordenador. En la memoria ROM no se puede escribir. Conserva su contenido incluso cuando el ordenador se apaga. • • •

Almacena la Bios: programa de arranque y datos de configuración del sistema. Almacenamiento permanente aún sin fluido eléctrico. Contiene software grabado irreversiblemente (sólo lectura).

Memoria PROM (memoria de sólo lectura programable): son memorias ROM vírgenes que solo permiten programarse una sola vez a través de un dispositivo especial, un programador PROM. Estas memorias son utilizadas para grabar datos permanentes en cantidades menores a las ROMs, o cuando los datos deben cambiar en muchos o todos los casos.

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Memoria EPROM: EPROM son las siglas de Erasable Programmable Read-Only Memory (ROM borrable programable). Es un tipo de chip de memoria ROM inventado por el ingeniero Dov Frohman que retiene los datos cuando la fuente de energía se apaga. En otras palabras, es no volátil. Una vez programada, una EPROM se puede borrar solamente mediante exposición a una fuerte luz ultravioleta. Memoria EEPROM: EEPROM son las siglas de electrically-erasable programmable read-only memory (ROM programable y borrable eléctricamente. Es un tipo de memoria ROM que puede ser programado, borrado y reprogramado eléctricamente, a diferencia de la EPROM que ha de borrarse mediante rayos ultravioletas. Aunque una EEPROM puede ser leída un número ilimitado de veces, sólo puede ser borrada y reprogramada entre 100.000 y 1.000.000 de veces. Otras memorias: • Caché: es un conjunto de datos duplicados de otros originales, con la propiedad de que los datos originales son costosos de acceder, normalmente en tiempo, respecto a la copia en el caché. Cuando se accede por primera vez a un dato, se hace una copia en el caché; los accesos siguientes se realizan a dicha copia, haciendo que el tiempo de acceso medio al dato sea menor. • VRAM (Video Random Access Memory - Memoria de Acceso Aleatorio dedicado a Video): Tipo de memoria RAM usada para la pantalla de la computadora. La VRAM debe ser rápida para mantener la velocidad con la cual la pantalla es escaneada. En una PC, la VRAM está en el controlador gráfico. La VRAM tiene dos puertos (dual-ported), de esta manera puede enviar los datos de texto e imágenes a la memoria y a la pantalla al mismo tiempo; en otras palabras, permite que la CPU almacene información en ella mientras se leen sus datos que serán vistos en el monitor.

4. PERIFERICOS DE ENTRADA Y SALIDA Periféricos de entrada: Son los que permiten introducir datos externos a la computadora para su posterior tratamiento por parte de la CPU. Estos datos pueden provenir de distintas fuentes, siendo la principal un ser humano. Los periféricos de entrada más habituales son: • • • • • • •

Teclado Micrófono Escáner Mouse Escáner de código de barras Cámara web Lápiz óptico

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Periféricos de salida: Son los que reciben información que es procesada por la CPU y la reproducen para que sea perceptible para el usuario. Algunos ejemplos son: • • • • •

Monitor Impresora Fax Tarjeta de sonido Altavoz

Periféricos de almacenamiento: Se encargan de guardar los datos de los que hace uso la CPU para que ésta pueda hacer uso de ellos una vez que han sido eliminados de la memoria principal, ya que ésta se borra cada vez que se apaga la computadora. Pueden ser internos, como un disco duro, o extraíbles, como un CD. Los más comunes son: • • • • • • •

Disco duro Disquete Unidad de CD Unidad de DVD Unidad de Blu-ray Disc Memoria portátil Otros dispositivos de almacenamiento

Periféricos de comunicación: Su función es permitir o facilitar la interacción entre dos o más computadoras, o entre una computadora y otro periférico externo a la computadora. Entre ellos se encuentran los siguientes: • • • • • • • •

Fax-Módem Tarjeta de red Concentrador Switch Enrutador Tarjeta inalámbrica Tarjeta Bluetooth Controlador ambos exista un tercer elemento que actúe como traductor de señales. Este traductor es un circuito electrónico denominado interfaz.

5. ELEMENTOS DE SOFTWARE Software: es el soporte lógico e inmaterial que permite que la computadora pueda desempeñar tareas inteligentes, dirigiendo a los componentes físicos o hardware (son los dispositivos físicos como la placa base, la CPU o el monitor) con instrucciones y datos a través de diferentes tipos de programas. La interacción entre el Software y el Hardware hace operativa la máquina, es decir, el Software envía instrucciones al Hardware haciendo posible su funcionamiento. Vicenta Megía Molero

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El Software son los programas de aplicación y los sistemas operativos, que según las funciones que realizan pueden ser clasificados en: • Software de Sistema: Se llama Software de Sistema o Software de Base al

conjunto de programas que sirven para interactuar con el sistema, confiriendo control sobre el hardware, además de dar soporte a otros programas. • Software de Aplicación: son los programas diseñados para o por los usuarios

para facilitar la realización de tareas específicas en la computadora, como pueden ser las aplicaciones ofimáticas (procesador de texto, hoja de cálculo, programa de presentación, sistema de gestión de base de datos...), u otros tipos de software especializados como software médico, software educativo, editores de música, programas de contabilidad, etc. • Software de Programación: es el conjunto de herramientas que permiten al

desarrollador informático escribir programas usando diferentes alternativas y lenguajes de programación.

Lenguajes de programación

Los compiladores e intérpretes, traducen los lenguajes de alto nivel a lenguaje máquina.

ALTO NIVEL

MEDIO NIVEL

BAJO NIVEL

(Código simbólico ≠ sistema binario)

(Sistema binario 0,1)=Lengua je máquina

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(Pascal, Basic, C, C++, Cobol, Fortran, Visual Basic, Delphi, etc.

Los programas ensambladores traducen el código simbólico a lenguaje máquina.

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Los lenguajes de programación son herramientas que nos permiten crear programas y software. Entre ellos tenemos Delphi, Visual Basic, Pascal, Java, etc. Una computadora funciona bajo control de un programa el cual debe estar almacenado en la unidad de memoria; tales como el disco duro. Los lenguajes de programación de una computadora en particular se conocen como código de máquinas o lenguaje de máquinas. Estos lenguajes codificados en una computadora específica no podrán ser ejecutados en otra computadora diferente. Para que estos programas funcionen para diferentes computadoras hay que realizar una versión para cada una de ellas. Los lenguajes pueden ser de alto o bajo nivel. En los de bajo nivel las instrucciones son simples y cercanas al funcionamiento de la máquina, como por ejemplo el código máquina y el ensamblador. En los lenguajes de alto nivel hay un alto grado de abstracción y el lenguaje es más próximo a los humanos, como por ejemplo Léxico, PASCAL, Cobol o Java . Los programas escritos en un lenguaje deben ser "entendidos" por los circuitos físicos de la máquina para poder ser ejecutados. Según que esta traducción se realice produciendo previamente o no una versión independiente de la herramienta utilizada los lenguajes se llaman compilados o interpretados. En el primer caso a la versión independiente producida se le conoce como código o programa ejecutable, no es legible para el usuario y usualmente se le identifica con la extensión de nombre .exe (en sistemas Windows). En el segundo caso no se construye otra versión razón por la cual ha de distribuirse el programa original llamado código o programa fuente y el usuario debe poseer también la herramienta con la cual se ha programado y que interpreta ese código. •

Lenguajes de bajo nivel: Son lenguajes totalmente dependientes de la máquina, es decir que el programa que se realiza con este tipo de lenguajes no se pueden migrar o utilizar en otras máquinas. Código máquina: este lenguaje ordena a la máquina las operaciones fundamentales para su funcionamiento. Consiste en la combinación de 0's y 1's para formar las ordenes entendibles por el hardware de la maquina. Este lenguaje es mucho más rápido que los lenguajes de alto nivel. La desventaja es que son bastantes difíciles de manejar y usar, además de tener códigos fuente enormes donde encontrar un fallo es casi imposible.

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Ensamblador: es un derivado del lenguaje maquina y está formado por abreviaturas de letras y números llamadas mnemotécnicos. Con la aparición de este lenguaje se crearon los programas traductores para poder pasar los programas escritos en lenguaje ensamblador a lenguaje máquina. Como ventaja con respecto al código máquina es que los códigos fuentes eran más cortos y los programas creados ocupaban menos memoria. Las desventajas de este lenguaje siguen siendo prácticamente las mismas que las del lenguaje ensamblador, añadiendo la dificultad de tener que aprender un nuevo lenguaje difícil de probar y mantener. Página 34

•

Lenguajes de medio nivel: Estos lenguajes se encuentran en un punto medio entre los dos anteriores. Dentro de estos lenguajes podría situarse C ya que puede acceder a los registros del sistema, trabajar con direcciones de memoria, todas ellas características de lenguajes de bajo nivel y a la vez realizar operaciones de alto nivel.

BCPL: Es un lenguaje de programación antecesor del B y el C, creado por Martin Richards en 1976 con la finalidad de escribir sistemas operativos y compiladores. Este lenguaje sin tipos (cada dato ocupaba una palabra en memoria y, por ejemplo, el trabajo de procesar un elemento como un numero entero o un numero real era responsabilidad del programador) evolucionó hasta convertirse en C y luego en C++.

C: Se podría considerar como un lenguaje de medio nivel, ya que no tiene comprobación estricta de tipos ni otras características que están presentes en los lenguajes de alto nivel. Está más próximo al lenguaje de máquina que los lenguajes de alto nivel (de ahí la consideración anterior de medio nivel), pero también tiene las ventajas de éstos, como la independencia y la legibilidad. Se diseñó con el objetivo de ser un lenguaje orientado al diseño de sistemas operativos (el sistema operativo UNIX está escrito en C), pero se ha convertido en un lenguaje de propósito general, tal vez el más usado en el mundo actual.

•

Lenguajes de alto nivel: son aquellos en los que las instrucciones o sentencias son escritas con palabras similares a las de los lenguajes humanos (en la mayoría de los casos, el inglés). Esto facilita la escritura y comprensión del código al programador.

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ADA: Entre las características del lenguaje se encuentran la compilación separada, los tipos abstractos de datos, programación concurrente, programación estructurada, libertad de formatos de escritura, etc., presentando como principal inconveniente su gran extensión.

ALGOL: fue desarrollado a finales de los años 1950 por un comité internacional para crear un lenguaje de programación internacional e independiente de la máquina. Aunque no tuvo mucho éxito comercial es muy importante en la historia de la informática, ya que tuvo una gran influencia en la mayoría de los lenguajes de programación posteriores.

BASIC: es un lenguaje interpretado y de uso conversacional, útil para aplicaciones técnicas y de gestión.

CLIPPER: es un dialecto que se creó con finalidad de mejorar el rendimiento del dBase. El Clipper surgió del lenguaje C y del lenguaje Ensamblador, pero mejorando a estos dos lenguajes en que todos los programas creados por Clipper pueden compilarse y enlazarse.

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COBOL: es auto- documentado y tiene gran capacidad en el manejo de archivos, así como en la edición de informes escritos. Entre sus inconvenientes están sus rígidas reglas de formatos de escritura, la necesidad de describir todos los elementos al máximo detalle, la extensión excesiva en sus sentencias e incluso duplicación en algunos casos, la inexistencia de funciones matemáticas y, por último, su no adecuación a las técnicas de programación estructurada.

C++: es un potente lenguaje de programación que apareció en 1980, continuando con las ventajas, flexibilidad y eficacia del C. Es un lenguaje de programación que permite programar desde sistemas operativos, compiladores, aplicaciones de bases de datos, procesadores de texto, juegos...

FORTH: Es un entorno de programación interactivo, originalmente diseñado para programadores que desarrollaban aplicaciones usando mini y microordenadores. Su principal uso está en aplicaciones científicas e industriales tales como instrumentación, robótica, control de procesos, gráficos y procesamiento de imágenes, inteligencia artificial y aplicaciones de negocios. La principal ventaja de Forth es el desarrollo rápido e interactivo de software y el uso eficiente del hardware del ordenador.

FOTRAN: Es un lenguaje especializado en aplicaciones técnicas y científicas, caracterizándose por su potencia en los cálculos matemáticos, pero estando limitado en las aplicaciones de gestión, manejo de archivos, tratamiento de cadenas de caracteres y edición de informes.

HASKELL: es un lenguaje de programación puramente funcional de propósito general y fuertemente tipado. Su nombre proviene del lógico Haskell Curry.

INFORMIX 4GL: es un lenguaje de programación 4GL desarrollado por el Informix durante los años 80. Incluye el encajado SQL, una lengua del escritor de informe, una lengua de la forma, y un sistema limitado de las capacidades imprescindible (funciones, si y mientras que las declaraciones, etc.

JAVA: es un lenguaje de programación orientado a objetos, desarrollado por Sun Microsystems a principios de los años 90. El lenguaje en sí mismo toma mucha de su sintaxis de C y C++, pero tiene un modelo de objetos más simple y elimina herramientas de bajo nivel, que suelen inducir a muchos errores, como la manipulación directa de punteros o memoria.

LEXICO(con códigos en castellano o sinónimos en otros idiomas)

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LISP: es un lenguaje funcional que se apoya en la utilización de funciones matemáticas para el control de los datos. Pero el elemento fundamental en el Lisp es la lista. Y desde el punto de vista más amplio del término. Cada función del lisp y cada programa que generemos con él vienen dado en forma de lista. Por esta razón los datos no se pueden diferenciarse sintácticamente de los programas.

LOGO: es un dialecto del Lisp, y desde el principio se invento para ser un lenguaje ideal para la enseñanza. Como lo demuestran las características que el Logo tiene como: es un lenguaje flexible, extenso, interactivo y capaz de amoldarse a nuevos enfoques.

MODULA: es un lenguaje de programación cuyo autor es Niklaus Wirth, autor también del lenguaje Pascal. Como novedad respecto a este último lenguaje, introduce el concepto de módulo, y de encapsulación. Del código contenido en un módulo, sólo se facilita una interfaz pública, permaneciendo el resto oculto para un desarrollador ajeno (encapsulado), lo que facilita el mantenimiento de dichas estructuras de programación.

PASCAL: es un lenguaje de programación desarrollado por el profesor suizo Niklaus Wirth a finales de los años 60. Su objetivo era crear un lenguaje que facilitara el aprendizaje de la programación a sus alumnos. Sin embargo con el tiempo su utilización excedió el ámbito académico para convertirse en una herramienta para la creación de aplicaciones de todo tipo.

PROLOG: proveniente del francés PROgrammation en LOGique, es un lenguaje de programación lógico e interpretado, bastante conocido en el medio de investigación en Inteligencia Artificial.

RPG: es un lenguaje de programación desarrollado por IBM en 1964 y diseñado para generar informes comerciales o de negocios. Sus siglas en inglés significan Report Program Generator.

VISUAL BASIC: constituye un IDE (entorno de desarrollo integrado, o, en inglés, Integrated Development Enviroment) que ha sido empaquetado como un programa de aplicación; es decir, consiste en un editor de código (programa donde se escribe el código fuente), un depurador (programa que corrige errores en el código fuente para que pueda ser bien compilado), un compilador (programa que traduce el código fuente a lenguaje de máquina), y un constructor de interfaz gráfica o GUI (es una forma de programar en la que no es necesario escribir el código para la parte gráfica del programa, sino que se puede hacer de forma visual).

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•

Lenguajes de scripts: Un script (cuya traducción literal es guión) o archivo de órdenes o archivo de procesamiento por lotes es un programa usualmente simple, que por lo regular se almacena en un archivo de texto plano. Los script son casi siempre interpretados, pero no todo programa interpretado es considerado un script. El uso habitual de los scripts es realizar diversas tareas como combinar componentes, interactuar con el sistema operativo o con el usuario. Algunos de ellos son: Actionscript, Javascript, Perl, PHP, Python, Ruby y los incluidos en los interpretes de comandos: sh, ksh, bash, etc.

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BIBLIOGRAFIA

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