Introducción a la Informática

Conceptos fundamentales

La Informática

Capítulo Introductorio

1.1 Introducción

La necesidad de realizar tareas secuenciales y repetitivas, de cálculo y de gestión.

Con la masificación de las computadoras, La ciencia y tecnología de la Computación e Informática pasan a estar entre las más promisorias.

Sus avances han causado gran impacto en la sociedad y ha cambiado al vida laboral y privada de la gente.

1.2 Definiciones

InformáticaInformática = IFORmación + AutoMATICADatoDato = secuencia de símbolos procesables e interpretablesInformaciónInformación = interpretación de datosComputadoraComputadora = Máquina procesadora de datos, vía algún programa ProgramaPrograma = Secuencia de instrucciones que procesa datosAplicaciónAplicación = Programas de apoyo a alguna actividad personal u organizacionalSistemas informáticosSistemas informáticos = Conjunto de elementos (recursos) para explotar las aplicaciones.

1.2.1 Recursos de un Sistema Informático

Hardware = Computadores, periféricos, cables de red, impresoras,...

Software = Aplicaciones de usuario final, Herramientas de construcción de aplicaciones,..

Firmware = programas grabadas en la circuitería del hardware (ejemplo: en la ROM).

Personal Informático = Recurso Humano

1.3 Representación de datos

Datos y programas están codificadas en el sistema binario (un bit es 1 ó 0).

Unidades de medida 1 Byte = 8 Bit 1 Kilobyte (KB) = 210 bytes = 1024 byte 1 Megabyte (MB) = 220 bytes = 210 KB = 1024 KB 1 Gigabyte (GB) = 230 bytes = 210 MB = 1024 MB 1 Terabyte (TB) = 240 bytes = 210 GB = 1024 GB 1 Petabyte (PB) = 250 bytes = 210 TB = 1024 TB

Ejemplo

100 hojas, cada una con capacidad de 80*60 caracteres, cuanto espacio de almacenamiento necesita?80*60*100 = 240.000 caracteres = 240.000 B (byte) = 234,375 KB = 1.920.000 bits

1.4 Estructura de un Computador

Unidades Masivas Unidades Masivas de Almacenamientode Almacenamiento

UnidadesUnidadesdede

EntradaEntrada

UnidadesUnidadesdede

SalidaSalidaUnid. A.LUnid. A.L.

Unid.ControlUnid.Control

CPUCPU

ComputadorComputador

Memoria Principal

1.4.1 Factores relevantes

Factores que influyen en la potencia de un computador:

Frecuencia del reloj interno (generador de pulsos)

Ancho de banda (bus de datos interno)Longitud de palabra (8,16,32 y 64 bits)Memoria principal (RAM)

Un PC •Procesador AMD Athlon™ 1 GHz

Chasis convertible sobremesa/minitorre

256 KB de memoria caché/256KB de segundo

nivel

128MB de memoria SDRAM a 133MHz

30GB de disco duro

Lector de DVD-ROM: 52X

Tarjeta gráfica: Savage4 integrated 8 MB SDRAM

Monitor: NEC VR17 de 17"

Tarjeta de sonido: integrada en placa

Altavoces: Labtec® LCS-2414

Modem: PCI 56K V90

Microsoft® Windows® 98

Paquete de software multimedia con: Word 2000,

Works 2000, Money 2000, MS Flight Simulator,

IBM Voice Express, Salvat 99, AND Route Europe

2000, Norton Antivirus 2000 y Acrobat Reader

4.0..

Un año de garantía a domicilio (en mano de obra

y piezas) y asistencia telefónica de por vida    

1.5 El Software

Uno o más programas, desarrollados en algún lenguaje de programación.Lenguaje de programación (instrucciones) Lenguaje de máquina (dependiente de la

máquina) Lenguaje de alto nivel (C, C++, Java, Cobol,

Pascal, Fortran,..) Traductores (Compiladores e Intérpretes)

La ejecución real es realizada por el Sistema Operativo

1.5.1 Tipos de Software

El sistema operativo (S.O.) : El gran administrador de los recursos del computador

(Unix (ultrix,unix V, Solaris, linux,...), DOS, Windows.... Netware , OS2,...,VMS,...)

Algunos Tipos de S.O.MonousuarioMultiusuarioMultiproceso

1.5.2 Clasificación

Software Básico Sistema operativo,traductores, cargadores,...

Software de construcción Lenguajes de Programación,Herr. Case, Adm.

Bases de Datos,...

Software de Aplicación Paquetes de Software (Lotus, Word,...) Aplicaciones específicas (Remuneraciones,

Facturación, Contabilidad,...)

1.5.3 Organización de los datos

Bits (10010100010101...)

Bytes (A2F4441BFF...) (8 bits)

Símbolo (A, +, &, a, B, b,...)

Números, letras, palabras, dato

Lista o conjunto de datos (archivos)

Conjunto de archivos (base de datos)

1.6 Clasificación de Computadores

Analógicas / Digitales / Híbridas

Supercomputadoras billones de operaciones/seg, (con

procesadores en paralelo)Simulación de modelos complejos

Macrocomputadoras (Mainframe)Uso intensivo en Memoria, procesamiento y

E/S

1.6 Clasificación (cont...)

MinicomputadoraSimilar al Mainframe, en escala menor

Estaciones de TrabajoComputador personal de alta potenciaUtilización en tareas específicasCPU RISC, S.O. UNIX

Ordenadores personalesComputadora monousuario, de uso general

1.7 Aplicaciones de la informática

¿Por qué de la informática?Volumen explosivo de datosEvitar la duplicación de datos en distintos

procesosRealización de tareas repetitivas y rutinariasProcesamiento distribuido de datosNecesidad de precisión y rapidezGlobalización de los mercadosToma de decisiones en la gestión empresarial

1.7.1 Tendencias y aplicaciones

Inteligencia artificial, Informática Gráfica, Realidad virtual

Aplicaciones Industriales y de ingenieríaProcesamiento de datos administrativosCientíficas, médicas y biológicasMilitaresEducaciónArte y humanidadesOtros

Tarea

Investigar acerca de las siguientes temáticas:Partes y piezas y funcionamiento del

Computador (PC)Estructura y recursos de un centro de

cómputosClasificación de las computadorasAplicaciones de la informática (Profundizar en

un producto)

2. Estructura de un computador

Transferencia de datos entre unidades mediante bus de datos Interno (hacia y desde CPU, RAM,..) Externo (hacia y desde DD,

CD,Teclado,Mouse,...)

UnidadA

UnidadB

Controladory un puerto E/S

Bus de datos Ext.

0101001010010101

Bus de datoInterno

Placa base

2.1 Placa Base

2.2 Estructura de un computador

Transferencia de datos entre unidades mediante bus de datos Interno (hacia y desde CPU, RAM,..) Externo (hacia y desde DD,

CD,Teclado,Mouse,...)

Bus de Datos

CPU Periférico 1

Controlador 1

Periférico 1

Controlador 1

Periférico 1

Controlador 1

2.2 Estructura de un computador (cont...)

Bus de direcciones : un dato a ser transportado está almacenado en alguna dirección de memoria o del periférico, el bus de direcciones transporta dicha dirección.

Bus de Datos

CPU Periférico 1

Controlador 1

Periférico 1

Controlador 1

Periférico 1

Controlador 1

RAMRAMBus de direcciones

2.2 Estructura de un computador (cont...)

Bus de Control : Transportan señales de control y de estado, para dirección de transferencia de datos, temporización de eventos de eventos y transmisión de interrupción

Bus de Datos

CPU Periférico 1

Controlador 1

Periférico 1

Controlador 1

Periférico 1

Controlador 1

RAMRAMBus de direcciones Hilos de control

2.3 Memoria RAM

Memoria interna del computador

Cada byte (8bits) de la memoria posee una dirección específica, cuyo espacio está definido por el tamaño del bus de direcciones (si el tamaño del bus es de 32 bits, es posible direccionar hasta 4 GigaByte de memoria aprox.)

2.3 Memoria RAM (cont...)

Factores de potencia:Tiempo de acceso t : tiempo máximo de

lectura/escritura (de una palabra)Tiempo de ciclo tc : tiempo mínimo entre

dos lecturas consecutivasAncho de banda AB : Número de palabras

que se transfiere entre la CPU y la RAM por unidad de Tiempo. AB=1/tc

2.4 Registros de la RAM

Registro de Direcciones de MemoriaRegistro de Direcciones de Memoria

Decodificador de DirecciónDecodificador de Dirección

Memoria Principal (RAM)Memoria Principal (RAM)

Registro de DatosRegistro de Datos

Bus de datos y bus de direcciones

Dirección

Dato

2.5 Jerarquía de la memoria RAM

Memoria Virtual : La de porción de la memoria RAM que no se está utilizando se almacenada en Disco Duro, y se carga cuando se le necesita

Memoria Caché : Memoria pequeña intermedia entre la CPU y la RAM, es de acceso rápido y almacena los últimos datos utilizados

2.6 Parámetros de comparación de la Memoria

c: Costo

b: Ancho de Banda (bit/seg)

t: Tiempo de Acceso (nanosegundos)

s: Capacidad de Almacenamiento (MB)