Introducción a los ordenadores
Conceptos básicos y arquitectura
Informática
 Informática = INFORmación + autoMÁTICA
 Estudia aspectos relacionados con la
información
–
–
–
–
adquisición
representación
tratamiento
transmisión
• mediante ordenadores
Informática
 Definición RAE: “el conjunto de conocimientos
científicos y técnicos que hacen posible el
tratamiento automático de la información por
medio de ordenadores”
 Información: “conjunto de símbolos que
represente hechos, objetos o ideas”
– números, palabras, matrículas de coche, resultados
de juegos olímpicos, características climatológicas
de una región, etc
Computador, computadora, ordenador
Programa
COMPUTADORA
Datos de
entrada
Datos de
salida
 Computador: máquina capaz de aceptar datos de entrada,
efectuar con ellos operaciones lógicas y aritméticas, y
proporcionar la información resultante a través de un
medio de salida. Todo ello sin intervención de un
operador humano y bajo el control de un programa de
instrucciones previamente almacenado en el ordenador.
Datos
 Datos: conjuntos de símbolos utilizados para expresar o
representar un valor numérico, hecho, idea...
–
–
–
–
–
Texto
Número (0-9)
Imagen
Audio
Vídeo
¿cómo se manejan todos estos tipos
de datos?
¿se necesitan otras computadoras
para procesar los distintos tipos de
datos?
Multimedia ... para definir información que
contiene números, texto, imágenes, audio y video
Datos dentro de la computadora
La solución más eficaz es usar una representación uniforme
de los datos: PATRÓN DE BITS
BIT:
• Unidad más pequeña de datos que puede almacenarse
• Puede ser 0 ó 1
• Representa el estado de un dispositivo
Datos dentro de la computadora
Para representar diferentes tipos de datos se utiliza un patrón
de bits
100101011101111
¿cómo sabe la memoria de la computadora qué tipos de
datos representa un patrón de bits?
Texto
Codificación
101 ... 111
Video
Codificación
1001 ...101
110 ... 001
110 ... 001
Decodifi
cación
Decodifi
cación
Texto
Video
Datos dentro de la computadora
 Codificación: transformación que representa los
elementos de un conjunto mediante los de otro, de forma
que a cada elemento del primer conjunto le corresponda
un elemento distinto del segundo.
– La matrícula de los coches
– El número de carnet de indentidad
– Codificación de números y letras en patrones de bits (se
verá en el capítulo 2)
– Etc.
 Los códigos comprimen y estructuran la información
Datos dentro de la computadora
BYTE: Es un patrón de bits con una longitud de 8 bits
¿Combinaciones distintas con 8 bits?
•1 KB = 210 bytes = 1024 bytes
•1 MB = 220 bytes
•1 GB = 230 bytes
•1 TB = 240 bytes
Hardware de Computadoras
CPU
Memoria
Dispositivos de Entrada/Salida
Hardware
Hardware de Computadoras:
Dispositivos de Entrada/Salida
Permite a una computadora comunicarse con el mundo
exterior y almacenar programas y datos
Existen dos categorías:
• Dispositivos que no son de almacenamiento:
• Unidades de entrada: teclado, ratón, lectora de
tarjetas de crédito, de códigos de barras, etc.
• Unidades de salida: monitos, impresora, etc.
• Dispositivos de almacenamiento: discos y cintas
magnéticas, discos ópticos => también llamados
dispositivos de memoria masiva o secundaria
Hardware de Computadoras: Memoria
Principal
Valores
Direcciones
000000000000
000000000001
000000000010
01111001
10010100
10000000
11111111101
11111111110
11111111101
Memoria
Memoria: es la
unidad de
almacenamiento
del computador.
Se almacenan
tanto datos
como
instrucciones.
Hardware de Computadoras: Tipos de
Memoria
 Memoria principal o interna: de alta velocidad, pero
pequeña capacidad de almacenamiento.
– RAM: Memoria de acceso aleatorio (random access
memory). Memoria de lectura y escritura, volátil
– ROM: Memoria de sólo lectura(read-only memory),
permanente.
 Memoria masiva o externa: de baja velocidad, pero
de gran capacidad de almacenamiento (disco duro, cintas,
CD, etc.) => esta memoria forma parte de los dispositivos
de entrada/salida del computador.
Hardware de Computadoras: CPU
R1
R2
ALU
R3
I
Unidad de Control
PC
Registros
 ALU: unidad aritmético-lógica
 Unidad de control: detecta señales de estado y genera
señales de control monitorizando la ejecución de las
instrucciones
Hardware de Computadoras:
Interconexión de Subsistemas
CPU
Memoria
Bus de datos
Bus de direcciones
Bus de control
Bus de Datos: Transporta palabras
Bus de Direcciones: Permite el acceso a una palabra en particular
en la memoria
Bus de Control: Lleva la comunicación entre la CPU y la Memoria
Hardware de Computadoras: Conexión
de Dispositivos E/S
Memoria
CPU
Bus de datos
Bus de direcciones
Bus de control
Teclado
Monitor
Impresora
Otras definiciones
 Periféricos
– conjunto de unidades de E/S y memoria masiva
(dispositivos de almacenamiento como discos duros)
 Reloj interno (MHz):
– para sincronizar todas las operaciones elementales del
ordenador. => parámetro que determina la velocidad de
funcionamiento del ordenador.
 Ancho de banda
– cantidad de información transferida por segundo entre una
unidad y otra
– MB/s
Otras definiciones
 Longitud de palabra
– número de bits transmitidos simultáneamente
 Microcomputador
– ordenador cuyo procesador central (CPU) es un
microprocesador
– Microprocesador
• uno o varios circuitos integrados que realizan las
funciones de un procesador central
Definiciones (software)
 Instrucción
– conjunto de símbolos que representa una orden de
operación o tratamiento para el ordenador
– tipos
•
•
•
•
de transferencias de datos
de tratamiento
de flujo de control o de bifurcación y saltos
otras
Definiciones (software)
 Programa
– conjunto ordenado de sentencias (instrucciones)
que se dan al computador indicándole las
operaciones o tareas que se desea realice
– sentencias
• imperativas
• Declarativas
 Lenguaje de programación
– símbolos y reglas para construir un programa
Definiciones (software)
 Lenguajes
– Lenguaje máquina  formado por bits (ceros y
unos) es lo que entiende el ordenador
• código operación + campo de dirección
– Lenguajes de alto nivel (Matlab, Fortran, C,…)
 Traductor: alto nivel  máquina
– compiladores
– intérpretes
Definiciones (software)
 Sistema operativo
– conjunto de programas que controlan y gestionan
los recursos del computador
– Lenguaje de control
• órdenes o comandos
Ejecución de Programas
Ciclo de Máquina
Inicio
Más
instrucciones
SI
Buscar y traer
Decodificar
Ejecutar
Alto
NO
Ejemplo
 Cargar el programa en la memoria (SO)
Aplicaciones
 Utilidad de los computadores:
–
–
–
–
–
–
Gran volumen de datos
Datos comunes que se usan en muchas aplicaciones
Repetitividad
Precisión
Cálculos complejos
Gran velocidad
Aplicaciones
 Procesamiento de datos administrativos
– Compañías aéreas, gestión bancaria, gestión de una
biblioteca,...
 Ciencias físicas e ingeniería
– Diseño de productos, sistemas de control de vehículos, ...
 Ciencias de la vida y médicas
 Ciencias sociales y del comportamiento
– Videojuegos, teletexto,....
 Arte y humanidades
– Películas de animación
 Etc.
Metodología
 Ingeniería del software:
–
–
–
–
–
Planteamiento y definición del problema
Análisis: pseudocódigo o diagramas de flujo
Programación
Prueba y depuración de la aplicación
Explotación
Descargar

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