Introducción a la Informática

¿Qué es la informática?Se refiere al procesamiento automático de información mediante dispositivos electrónicos y sistemas computacionales. Los sistemas informáticos deben contar con la capacidad de cumplir tres tareas básicas:  Entrada: captación de la información. Procesamiento: realizar operaciones sobre esa información. Salida: transmisión de los resultados. El conjunto de estas tres tareas se conoce como algoritmo.

¿Qué es computadora?Es una máquina electrónica que recibe y procesa datos para convertirlos en información conveniente y útil.Mientras que los datos son información en crudo, la información es reunir esos datos par producir algo útilEjemplo de datos: azul, dos, manzana, libroEjemplo de información: El libro está sobre el estante.

La computadora se compone de Hardware Software

¿Cuál es el lenguaje de la computadora?Las computadoras solo pueden entender unos o ceros. Esto es así porque en lo más mínimo que compone una computadora, es decir, los circuitos y todas las piezas electrónicas, solo puede pasar 1 de 2 estados: que pase corriente eléctrica (1) o que no pase (0).Por eso, la computadora habla en lenguaje binario. Este lenguaje se compone solo de 1 o 0s.¿Cómo puede entender entonces cuando escribimos del teclado?R: Así como nosotros podemos crear una gama inifnita de números con la combinación de 10 símbolos (sistema decimal) : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. La computadora realiza combinaciones de 0s y 1s para crear diferentes vlores.

¿Qué es el sistema binario?Se llama binario porque solo usa 2 símbolos, 1 y 0. Al igual que el sistema decimal, empezamos a contar por el 0.En nuestro sistema empezamos así: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9. Cuando se nos acaban los dígitos ponemos otro número a la izquierda y la cuenta se reinicia. Ahora los 2 números irán aumentando, hasta que se necesite un tercer dígito: 10, 11, 12 …. 19, 20, 21, 22 … 99, 100, 101, 102, etc.Lo mismo pasa en el sistema binario, empezamos a contar: 0, 1 ¡Se acabaron los dígitos!. Entonces ponemos un número a la izquierda y la cuenta se reinicia. Ejemplo:0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000, 1001, etc.Estos números equivalen en nuestro sistema a:0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9De este modo la computadora trabaja con largas cadenas de 0s y 1s que le permiten representar una A, B, C, etc.

¿Pero como acomoda esos 1s y 0s?Se le llama bit al valor mínimo de información que puede usar la computadora. Es decir un bit puede ser 1 o 0.Un Byte (B) se forma por 8 bits. Ejemplo: 1Byte = 01101111Un KiloByte (KB) = 1024 BUn MegaByte (MB) = 1024 KB = 1048576 BUn GigaByte (GB) = 1024 MB = 1048576 KB = 1073741824 B

HardwareSe refiere a todas las partes físicas de un sistema informático; sus componentes son: eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos. La computadora necesita tener ciertas partes indispensables de hardware que se mencionan en las siguientes diapositivas. Pero también se le pueden agregar cosas para expandir sus capacidades, o cambiar algunas de las partes que ya tiene por otras mejores.Por ejemplo se le puede agregar una tarjeta gráfica para jugar videojuegos

Ejemplo de como luce una tarjeta gráfica

Arquitectura de von NeumannJohn von Neumann fue un matemático que realizo contribuciones en muchos campos de la ciencia. En la informática elaboró el diseño de las partes que debería tener una computadora para poder funcionar. A este diseño se le llama arquitectura de von Neumann.En el señala que las partes que componen el hardware de la computadora son: Unidad central de Procesamiento (CPU): el cerebro de la

computadora Memorias Dispositivos de entrada y salidaAdemás de esto debe existir una conexión entre estos componentes, a esta conexión se le llama Bus

El CPU (Microprocesador)El CPU en una computadora real se encuentra en el microprocesador y es como el cerebro de la computadora, porque es la parte que realiza todas las operaciones. Se divide a su vez en varias partes: Unidad Aritmética Lógica (ALU): realiza operaciones matemáticas y lógicas Unidad de Control: encargada del orden en que se ejecutan las instrucciones Registros: para que la computadora guarde información de lo que está

haciendo:• Registro Contador: indica la instrucción que sigue• Registro de Instrucción: indica la instrucción actual• Registro Acumulador: guarda resultados temporales de las operaciones• Registro estado: guarda diferentes datos sobre el estado de las instrucciones.

Memoria Caché: memoria pequeña donde el microprocesador almacena cosas que se usan mucho, para así tenerlas a la mano y no tener que volver a cargarlas de la memoria RAM.

Microprocesador de una computadora

Memoria Principal (RAM)• La memoria principal en una computadora real equivale a la

memoria RAM. Se le llama principal porque es la memoria con la que trabaja la computadora. Es como el área de trabajo, como la hoja en la que anota datos temporales para hacer operaciones.

• La computadora la usa como su área de trabajo porque la memoria RAM funciona con electricidad, lo cual la hace perfecta para trabajar a la misma velocidad que el microprocesador.

• Como funciona con electricidad, al apagar la máquina, todos los datos que estaban en la RAM se pierden.

• La RAM esta formada de un conjunto de millones de millones de celdass del mismo tamaño, donde cada celda tiene 1 valor (1 byte, es decir 8 bits)10011010

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Así luce una memoria RAM

Representación muy simple de las celdas en la RAM

Memoria secundaria (Discos duros, CDs, DVDs, Memorias USB, etc)• La memoria secundaria equivale en una computadora al disco duro y

a todos los dispositivos que nos sirven para almacenar información permanentemente, es decir aunque la computadora se apague los datos permanecen guardados.

• En esta memoria es donde están guardados: el sistema operativo, los programas que tiene nuestra computadora, los archivos que nosotros creamos y guardamos (como archivos en Word, música, imágenes, etc.)

Disco duro por dentro Disco duro por fuera

Ejemplo de como funciona la memoria principal y secundaria

1. El usuario inicia el programa Word2. La computadora entonces busca el programa Word instalado en el disco

duro (memoria secundaria) y para poder trabajar con Word lo carga en la RAM (memoria principal).

3. La RAM reserva un espacio para colocar a Word, después de cargarlo inicia el programa. El usuario realiza acciones en Word, estas acciones son como operaciones que la computadora realiza en la parte de la RAM donde está Word.

4. El usuario realiza un documento y lo guarda, para guardarlo la computadora copia los datos del documento que están en la RAM en alguna parte del disco duro, para que esos datos no se pierdan.

5. Finalmente el usuario cierra Word y la computadora marca el espacio que antes ocupaba en la RAM como disponible, para que otros programas puedan ocupar ese espacio.

Memoria Principal vs Secundaria• Mientras que el disco duro puede tener capacidades de 500GB, 1000GB,

2000GB, etc. La memoria RAM tiene capacidades de 1GB, 2GB, 4GB, 8GB.• La RAM funciona con electricidad lo cuál la hace muchísimo más rápida que

el disco duro, el cual funciona con magnetismo.• Cuando nosotros abrimos muchos programas y nos acabamos el espacio de

la RAM, la computadora lo que hace es que agarra un pedazo del disco duro, y lo usa como si fuera RAM, pero esto hará que la computadora se haga más lenta, porque la RAM es mucho más rápida que el disco duro.

• En esos casos, para evitar que la computadora se ponga lenta, debemos cerrar aquellos programas que no estemos usando. Para liberar espacio en la memoria RAM y que la computadora no tenga que usar el disco duro.

• El usuario no puede manejar o ver los datos que están en la RAM (aunque un hacker si podría hacerlo), de esto se encarga el Sistema Operativo y la computadora. Pero si puede ver o modificar lo que está en el disco duro de su computadora: eliminado archivos, instalando o desinstalando programas, moviendo sus documentos, etc.

El BusEl bus es un conjunto de vías que están impresas en la tarjeta madre (circuito enorme donde se colocan todos los componentes princiaples de la computadora). Y sirven para comunicar los componentes principales de la computadora. Se divide en las siguientes partes: Bus de control: hace el papel de un oficial de tránsito. Controla quien

usará un bus y en que momento. Bus de direcciones: es un bus que se usa solamente para mandar

direcciones entre el microprocesador y la RAM. Ya que el microprocesador necesita determinar en que celda de la RAM va a leer o escribir información.

Bus de datos: en este bus pasan los datos que están contenidos en una dirección de la RAM al microprocesador o viceversa.

Todas esas líneas verdes, forman los tres tipos de buses.

Dispositivos de EntradaAquellos dispositivos que permiten a la computadora leer datos: Teclado Mouse WebCam Micrófono Escanner Lector de huellas (laptop) Pad (laptop)

Dispositivos de SalidaAquellos dispositivos que permiten a la computadora mostrar datos de salida. Ejemplos: Monitor Impresora Bocinas Audífonos

Dispositivos de Entrada y SalidaAquellos dispositivos que sirven de dispositivos de entrada pero también de salida. Ejemplo: Modem de Internet (envía datos a internet y

también recibe datos de Internet) Audífonos con micrófono Impresora/Scanner

SoftwareEs toda la parte lógica de la computadora, la parte que no es tangible y por lo tanto no podemos tocar. Esto incluye a Sistema Operativo: es la parte que controla al hardware de la

computadora. Es la capa entre el usuario y el hardware. Programas: cada programa es un conjunto de instrucciones que

permiten que la computadora realice una acción. Lenguajes de Programación: es un lenguaje para comunicarse con la

computadora. En la actualidad existen cientos de lenguajes y estos permiten crear tanto sistemas operativos, programas e incluso nuevos y mejores lenguajes de programación.

Ejemplos de Sistemas OperativosCada uno de los siguientes nombres, son familias de Sistemas Operativos (S.O.), es decir, cada una tiene versiones. Windows: es el S.O. más utilizado y más comercial para PCs.

Está formado por Windows 2000, NT, XP, Seven, Vista, Windows 10, etc.

Android: es un S.O. libre para celulares, sus versiones reciben el nombre de diferentes postres: A (Apple Pie), B (Banana Bread), C (Cupcake), D (Donut), etc.

Mac Os: S.O. creado por Apple para PCs, formado por Mac OS Clásico, Mac OS X y sus versiones: Cheetah (10.0), Puma (10.1), Jaguar(10.2), etc.

iOS: S.O. de Apple para celulares, versiones 1, 2, 3, 4, etc. Linux: S.O. libre para PCs, formado por Ubuntu, Debian,

Fedora, Arch Linux, openSUSE, etc.

Ejemplos de Programas• Procesadores de texto: Microsoft Word, WordPad, Bloc de Notas• Programas de hoja de cálculo: Microsoft Excel• Juegos• Navegadores Web: Internet Explorer, Mozilla Firefox, Google Chrome,

Safari, etc.• Programas para editar Video:• Programas para editar Audio• Presentaciones: Microsoft Power Point• Utilidades: calculadora, Paint, explorador de archivos de Windows, etc.

Lenguajes de ProgramaciónEn un inicio los programadores utilizaban el lenguaje binario para hacer programas. Lo cual era muy complicado porque tenían que recordar cosas como: 10010001 es igual a comando para hacer una sumaPor eso mejor decidieron darle nombres a cada uno de estos comandos, de ahí surgió el lenguaje Ensamblador. Ahora lo anterior se podía poner como SUM en vez de 10010001.Pero aún así seguía siendo muy complicado porque cada instrucción que ponían correspondía a una instrucción del microprocesador de la computadora. Es decir para hacer una simple acción tenían que realizar varios comandos.Así nacieron los lenguajes de programación de alto nivel. Estos lenguajes eran más parecidos al lenguaje inglés y en una sola instrucción, se resumían varias operaciones básicas de la computadora. Así escribían un código más fácil y entendible para el ser humano y al final se utiliza un programa para convertir ese lenguaje entendible en lenguaje ensamblador. Ejemplo: imprimir un mensaje y sumar dos números enteros en el lenguaje actual Pythonresultado = 3 + 6print “Este es un mensaje cualquiera”

Datos Interesantes• Aunque nosotros tengamos 4GB de RAM. No vamos a tener esos 4GB totalmente

disponibles al iniciar la computadora, porque una parte indispensable de nuestro sistema operativo (llamado núcleo o kernel) necesita estar siempre cargado en la RAM.

• Una computadora realmente no puede hacer varias cosas al mismo tiempo, lo que hace es que a cada programa que está cargado en la RAM le dedica milisegundos, cambia tan rápido de un programa a otro que da la ilusión de que todo está pasando al mismo tiempo.

• Además del S.O. nuestra computadora tiene un programa muy básico llamado “BIOS” este programa es lo primero que se activa cuando prendemos la computadora. Lo que hace es verificar que todas las partes indispensables funcionan bien y si es así arranca nuestro sistema operativo que se encuentra instalado en nuestro disco duro.

• Existen algunos virus que hacen lenta nuestra computadora porque tratan de consumir lo más que pueden de la memoria RAM

• Al comprar una computadora, no hay que fijarnos tanto en el sistema operativo o en los programas que trae, hay que fijarnos en el hardware que trae: principalmente el microprocesador (que sea bueno), que tenga bastante cantidad de RAM y en caso de que se quiera usar para juegos que tenga una buena tarjeta gráfica.