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Informática I Unidad I Escuela Preparatoria Particular Instituto Aguacaliente Semestre 2007-II Maestro: Ing. Fco. Javier Díaz Núñez Grupos 101, 102, 103.

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2 Informática I Unidad I Escuela Preparatoria Particular Instituto Aguacaliente Semestre 2007-II Maestro: Ing. Fco. Javier Díaz Núñez Grupos 101, 102, 103 Maestra: Ing. Ma. de Lourdes Delgadillo Esparza Grupo 104

3 Recomendaciones y aclaraciones: Esta Guía tiene como propósito servirles como apoyo al examen de la Primera Unidad. Se recomienda estudiar a fondo el material audiovisual completo, presentado durante las clases correspondientes a la Unidad I. Es obligación y responsabilidad de cada alumno leer y comprender el material correspondiente a esta Unidad I, contenido en el libro de texto oficial, por supuesto contando con el apoyo de su maestro para aclarar dudas o extender alcances.

4 UNIDAD I Introducción al Estudio de la Informática. 1.1 Terminología básica a Definición de Datos El Concepto de Datos Datos son los hechos que describen sucesos y entidades."Datos" es una palabra en plural que se refiere a más de un hecho. A un hecho simple se le denomina "data-ítem" o elemento de dato. Los datos son comunicados por varios tipos de símbolos tales como las letras del alfabeto, números, movimientos de labios, puntos y rayas, señales con la mano, dibujos, etc. Estos símbolos se pueden ordenar y reordenar de forma utilizable y se les denomina información. Los datos son símbolos que describen condiciones, hechos, situaciones o valores. Los datos se caracterizan por no contener ninguna información. Un dato puede significar un número, una letra, un signo ortográfico o cualquier símbolo que represente una cantidad, una medida, una palabra o una descripción. La importancia de los datos está en su capacidad de asociarse dentro de un contexto para convertirse en información. Por si mismos los datos no tienen capacidad de comunicar un significado y por tanto no pueden afectar el comportamiento de quien los recibe. Para ser útiles, los datos deben convertirse en información para ofrecer un significado, conocimiento, ideas o conclusiones. DEFINICION OFICIAL PARA EL CURSO Datos: Son hechos del mundo real, expresados como números, nombres o símbolos. TAREA: Escrito a mano, en una hoja sencilla traer una definición de lo que es una computadora DINAMICA DE LLUVIA DE IDEAS SOBRE DATOS

5 1.1.1 b Definición de Información El Concepto de Información La información no es un dato conjunto o cualquiera de ellos. Es más bien una colección de hechos significativos y pertinentes, para el organismo u organización que los percibe. La definición de información es la siguiente: Información es un conjunto de datos significativos y pertinentes que describan sucesos o entidades. DATOS SIGNIFICATIVOS. Para ser significativos, los datos deben constar de símbolos reconocibles, estar completos y expresar una idea no ambigua. Los símbolos de los datos son reconocibles cuando pueden ser correctamente interpretados. Muchos tipos diferentes de símbolos comprensibles se usan para transmitir datos. DEFINICION OFICIAL PARA EL CURSO Información: es el resultado de procesar datos, es decir, se deriva de reunir, analizar o resumir datos en una forma que tenga sentido. UNIDAD I Introducción al Estudio de la Informática.

6 Escrito a mano, en una hoja sencilla traer una definición de lo que es una computadora ENTREGAR JUEVES 23 DE AGOSTO Trabajo de investigación mensual: Entregar por escrito ( a mano o impreso) una investigación sobre el Sistema Numérico Binario (NUMEROS BINARIOS). Valor máximo 2.5 puntos. La portada deberá incluir todos sus datos grupo, nombre del alumno, maestro, etc. ENTREGAR JUEVES 30 DE AGOSTO Introducción al Estudio de la Informática. TRABAJOS PARA ACREDITAR LA UNIDAD 1 GRUPOS 101, 102, 103, 104

7 Transformando Datos a Información. Introducción al estudio de la Informática

8 El material completo presentado a continuacion incluye las siguientes secciones: (en esta Guia de estudio ha sido recortado) ¿Cómo representan las computadoras los datos? ¿Cómo procesan las computadoras los datos? Factores que afectan la velocidad de procesamiento. Extendiendo el poder del procesador a otros aparatos.

9 Números Binarios El sistema de números binarios Bits y Bytes Códigos de textos. ¿Cómo representan datos las computadoras?

10 ¿Cómo representan las Computadoras los Datos? – Numeros Binarios El procesamiento en las computadoras es desempeñado por transistores, los cuales son interruptores (switches) con solo dos posibles estados: prendido y apagado. Todos los datos de computadora son convertidos a una serie de números binarios; 1 y 0. Por ejemplo, usted ve una oración como una colección de letras, pero la computadora ve cada letra como un conjunto de 1s y 0s. Si un transistor tiene asignado el valor de 1, esta prendido. Si se le es asignado el valor de 0, esta apagado. Los transistores de una computadora pueden ser prendidos y apagados millones de veces cada segundo.

11 Base 10Base Para convertir datos a cadenas de números, las computadoras usan el sistema de números binarios. Los humanos usamos el sistema de números decimales. (deci significa diez) El sistema de números binarios funciona de la misma manera que el sistema decimal, pero tiene solo dos posibles símbolos (0 y 1) en lugar de diez ( 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9).. En numeros binarios el decimal 8 se representa como 1000, esto es 2^3 =8, los terminos 2^2, 2^1 y 2^0 no se contabilizan porque el bit es 0, esto es su valor falso es y no se toman en cuenta. El sistema de números binarios

12 10 diferentes símbolos en el sistema decimal Números arriba de 9 usan más de un dígito

13 Una unidad sencilla de datos es llamado bit, teniendo un valor de 1 o 0. Las computadoras trabajan con la colecciones de bits, juntándolos para representar pedazos de datos más grandes, tales como las letras del alfabeto. Ocho bits hacen un byte. Un byte es la cantidad de memoria necesaria para almacenar un caracter alfanumérico. Con un byte, la computadora puede representar uno de los 256 diferentes simbolos de caracteres.. ¿Cómo representan las computadoras los datos? – Bits y Bytes.

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15 Un código de texto es un sistema que utiliza números binarios (1s y 0s) para representar caracteres entendidos por las personas (letras y números). Uno de los primeros códigos de texto llamado EBCDIC, usaba códigos de 8 bits, pero fue usado principalmente con sistemas mainframe viejos. En el sistema mas común conjunto de código de texto, ASCII, cada caracter consiste de 8 bits (un byte) de datos. ASCII es usado en casi todas las computadoras personales.El codigo ASCII tiene 256 caracteres (2^8). En el código de texto Unicode, cada caracter consiste de 16 bits (dos bytes) de datos. El codigo Unicode tiene caracteres (2^16). ¿Cómo representan las computadoras los datos? – Códigos de texto.

16 CodeCharacter A B C D E Ejemplos del Código de texto ASCII El número binario Representa a la letra B En Código de texto ASCII Que valor tiene en numero decimal? Respuesta: = 66

17 ¿Qué es la Informática ? Ciencia del tratamiento automático y racional de la información considerada como soporte de los conocimientos y las comunicaciones.

18 Importancia de las Computadoras Las computadoras han venido a ocupar rápidamente un lugar muy importante en el funcionamiento de nuestra sociedad. En la actualidad es muy difícil imaginar una actividad profesional en la que no se use la computadora como auxiliar en la generación, captura y procesamiento de información, en el diseño y realización de gráficas y dibujos, en escritura y procesamientos de textos, en el control de procesos automatizados, etc.

19 ¿En que actividades te puede auxiliar el uso de una Computadora ? Aprendizaje Capacitación Enseñanza Entretenimiento Desarrollo de Arte En el trabajo Comunicación Investigación

20 ¿Qué es una computadora? Es un conjunto de partes electrónicas (el hardware), a las que se le dan instrucciones electrónicas (el software) que permite procesar datos generando información siendo posible almacenarla.

21 Evolución de las Computadoras Primera Parte

22 El ábaco Quizás el dispositivo de conteo mecánico original (su origen se remonta a 5000 años atrás), el ábaco aún se usa en la educación para demostrar los principios del conteo y la aritmética.

23 Blas Pascal Matemático y filósofo de origen francés ( ) inventó y construyó la Pascaline en 1642, para ayudar a su padre que era recolector de impuestos. No tuvo éxito ya que era una máquina construída a mano, costosa y delicada.

24 La Pascaline Usaba un diseño de ruedas de conteo: se ordenaban números para cada dígito de ruedas, de manera que una sola revolución de una rueda hacía que ésta hiciera girar una décima de revolución la rueda izquierda inmediata.

25 El Telar de Jacquard Joseph - Marie Jacquard ( ), aprendiz de tejedor que nació en Francia, pasaba su tiempo libre intentando mejorar las condiciones de trabajo de su gremio de tejedores. Su solución, el telar de Jacquard que se construyó en El movimiento de las agujas, el hilo y la tela se dirigía por medio de perforaciones sobre una tarjeta, para generar los patrones elaborados que aún se conocen como tejidos de Jacquard

26 Las tablas calculadas en forma manual por lo regular contenían muchos errores. Después de percatarse de ello Charles Babbage ( ) ideó una Máquina Diferencial accionada a base de vapor y luego una Máquina Analítica que realizaba cálculos tediosos con precisión. Charles Babbage

27 La Máquina Diferencial y la Máquina Analítica de Babbage. Babagge sólo concluyó parte de su Máquina Diferencial(que se presenta aquí) antes de que el gobierno de Inglaterra retirara su patrocinio en Mientras había concebido la idea de una Máquina Analítica más avanzada (1833). Era una computadora para usos generales capaz de sumar, sustraer, multiplicar y dividir en una secuencia automática un promedio de 60 operaciones por segundo.

28 Lady Ada Augusta Lovelace Hija del poeta Lord Byron, Lady Ada Augusta Lovelace ( ), se convirtió en una conse- jera de Babbage, tradujo sus tra- bajos y agregó extensas notas de pie de página propias. Su sugerencia en cuanto a que se podrían hacer tarjetas perforadas para dar instrucciones a la máquina de Babbage para repetir ciertas operaciones, ha provocado que algunas personas la consideren como la primera programadora.

29 Herman Hollerith Con ayuda de un profesor, Herman Hollerith ( ) obtuvo un trabajo como colaborador especial de la oficina de censos de Estados Unidos para el conteo de 1880, un proceso que duró 8 años. Para el censo de 1890, Hollerith diseñó una máquina tabuladora a base de tarjetas perforadas. Su máquina superó otros sistemas por lo que ganó un contrato para tabular el censo de 1890.

30 Máquina tabuladora de Hollerith La máquina tabuladora a base de tarjetas perforadas constaba de tres partes: una perforadora manual para capturar los datos en tarjetas un poco más pequeñas que un billete. Estas se leían y ordenaban por me- dio de una caja ordenadora de 24 casillas (a la derecha) y se resumían en discos tabuladores numerados (a la izquierda), que se conectaban de manera eléctrica con la caja ordenadora.

31 La era de la EAM (Electromechanical Accounting Machine) De la década de los años 20 hasta mediados de los 50, la tecnología a base de tarjetas perforadas mejoró con la invensión de más aparatos a base de tarjetas perforadas y capaci- dades más complejas. La EAM incluye la perforadora de tarje- tas, la verificadora, la repro- ductora, la perforadora de resu- men, la interpretadora, la clasifi- cadora, el cotejador y la máquina de contabilidad.

32 Primer edificio sede de IBM En 1896, Herman Hollerith fundó la Tabulating Machine Company, que se fusionó en 1911 con otras compañías para crear la Computing- Tabulating-Recording Company. En 1924, el director general de la compañía, Thomas J. Watson, cambió su nombre a International Business Machines Corporation y se mudó a este edificio.

33 El ABC En 1939, el doctor John V. Atanasoff, profesor de la universidad estatal de Iowa y un estudiante graduado, Clifford E. Berry, ensamblaron un prototipo del ABC (Atanasoff Berry Computer) para reducir el tiempo que los estudiantes de física debían pasar realizando cálculos complicados. En 1942 se terminó un modelo que funcionaba, usaba un medio electrónico con tubos de vacío, el sistema de nume- ración con base en el sistema binario y circuitos de memoria y lógica.

34 MARK I computadora electromecánica patrocinada por IBM n En 1944, el profesor Howard Aiken, de la Harvard University, completó la primera computadora electromecánica, la Mark I, un monstruo de 17 metros de longitud y 2.5 metros de altura. Era una colección en serie de calculadoras electromecánicas y en muchos aspectos similar a la máquina analítica de Babbage.

35 ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer; integrador numérico electrónico y computadora) n El Dr. John Mauchly (al centro) colaboró con Presper Eckert Jr. (al frente), en la Univ. de Pennsylvania, para desarrollar una máquina que calculaba trayectorias de bombas, el ENIAC terminado en Fué la primera máquina totalmente electrónica, 1000 veces más rápida que sus antecesores electromecánicos, ocupaba 1400 m2, pesaba 30 ton., con tubos al vacío.

36 Evolución de las Computadoras Segunda Parte

37 La UNIVAC ( Universal Automatic Computer) Se considera que la primera gene- ración de computadoras ( ), que se caracterizó por el uso de tubos al vacío, inició con la primera computadora elec- trónica comercialmente viable, la UNIVAC I desarrollada por Mauchly y Eckert para la Remington-Rand Corporation, instalándose en la oficina de censos de Estados Unidos en 1951.

38 La IBM 650 No fué sino que hasta que la UNIVAC I tuvo éxito que la IBM se comprometió a de- sarrollar y vender computado- ras, participando en el mercado con la IBM 650 en el año de A diferencia de algunos de sus competidores, la IBM 650 estaba diseñada como un mejor sustituto lógico de las máquinas a base de tarjetas perforadas existentes.

39 La Honeywell 400 (Segunda generación de computadoras) La invención del transistor señaló el inicio de la segunda generación de computadoras ( ). Las computadoras transistorizadas eran más potentes y confiables, menos costosas y más fáciles de operar que sus predecesoras a base de tubos de vacío. La Honeywell 400 se estableció como uno de los principales fabri- cantes de la segunda generación de computadoras.

40 La PDP-8 Durante la década de 1950 y principios de 1960, sólo las compañías grandes podían pagar las macrocomputadoras, cuyos precios ascendían a miles y decenas de miles de dólares. En 1963 Digital Equipment Corporation lanzó la PDP-8, considerándose como la primera minicom- putadora que tuvo éxito, la cual funcionaba a base de transistores.

41 La System 360 de IBM Tercera generación de computadoras La tercera generación de com- putadoras se caracterizó por com- putadoras construídas con base en circuitos integrados. De éstas, al- gunos historiadores consideran la línea de computadoras System 360 de IBM, que se lanzó al mercado en 1964, como la innovación más importante de la historia de las computadoras. La System 360 y otras líneas de computadoras con base en circuitos integrados hi- cieron que las computadoras anteriores se volvieran obsoletas.

42 Circuitos Integrados Cuarta generación de computadoras La mayor parte de la gente considera el año de 1971 como el año en que se inició la cuarta generación de computadoras, caracterizán- dose por integración a gran escala de la circuitería (más circuitos por unidad de espacio).

43 La PC de IBM (uso un procesador de 16 bit de Intel) Bill Gates de Microsoft tuvo una importante participación en lo referente a Sofware. La aceptación entusiasta de la Altair 8800 en 1975 y el éxito entre pobres y ricos de Apple Computer con su Apple II terminó por convencer a la IBM de que existía un mercado para las microcomputa-doras lanzando al mercado su primera PC en 1981 (PC = Personal Computer = Computadora Personal).

44 Sistema de Computación Se forma con cuatro componentes fundamentales: 1.- La entrada de datos. 2.- El procesamiento de datos. 3.- La salida de información. 4.- El almacenamiento de información.

45 HARDWARE.- Cualquier parte de un sistema de cómputo que puede ser tocado físicamente. Monitor Teclado Impresora Mouse Memoria Tarjetas de CI Disco duro Ejemplos de Hardware:

46 SOFTWARE- Término general para todo tipo de programas usados para manejar las operaciones de una computadora. Es esencialmente un conjunto de instrucciones que la computadora utiliza para realizar una tarea. Procesadores de texto (Word Processors) Hojas de Cálculo (Spreadsheets) Bases de Datos (Databases) Diseño Gráfico (Graphics Design) Paquetes Integrados (Integrated Software) Los programas de aplicación te permiten hacer cosas como escribir cartas, manipular números, manejar información, diseñar gráficas, en ese orden se tienen los siguientes grupos generales:

47 Donde sucede el procesamiento : La Unidad de Control La Unidad Aritmética Lógica Ciclos Máquina El papel de la memoria en el procesamiento Tipos de RAM ¿Cómo procesan las computadoras los datos?

48 El procesamiento toma lugar en la Unidad de Procesamiento Central (CPU por sus siglas en inglés Central Processing Unit). La memoria del sistema también juega un papel crucial en el procesamiento de datos. Tanto el CPU y la memoria están adheridos la tarjeta madre del sistema, la cual conecta todos los dispositivos de la computadora, permitiéndoles comunicarse. ¿Cómo procesan las computadoras los datos? – Donde sucede el procesamiento

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50 Las dos partes principales del CPU son la unidad de control y la Unidad Lógica Aritmetica (ALU por sus siglas en inglés Arithmetic Logic Unit) La unidad de control se encarga de dirigir el flujo de los datos del CPU, hacia y desde otros dispositivos. La unidad de control guarda el microcódigo del CPU, el cual contiene las instrucciones de las tareas que el CPU puede hacer. ¿Cómo procesan las computadoras los datos? La Unidad de Control

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52 La manipulación de datos en realidad toma lugar en el ALU. (Arithmetic Logic Unit). El ALU puede hacer operaciones aritméticas y lógicas. El ALU está conectado a un grupo de registradores (pequeñas áreas en el CPU, las cuales retienen datos e instrucciones de los programas mientras son procesados). ¿Cómo procesan las computadoras los datos? La Unidad Aritmética Lógica (ALU)

53 Operaciones Aritméticas Operaciones Lógicas + Suma, igual a, no igual a Resta >, > mayor que, no mayor que x Multiplicación<, < menor que, no menos que División, mayor que igual a, no mayor que o igual a ^ Elevar a una potencia, menos que o igual a, no menor que o igual a Lista de Operaciones ALU

54 El CPU sigue una serie de pasos llamados el ciclo máquina para cada instrucción que lleva a cabo. Al usar una técnica denominada pipelining, muchos CPUs puede procesar mas de una instrucción a la vez. El ciclo máquina incluye dos ciclos mas pequeños: Durante el ciclo de instrucciones, el CPU trae un comando o dato de la memoria y lo decodifica para el CPU. Durante el ciclo de ejecución, el CPU lleva a cabo la instrucción, y puede guardar el resultado de la instrucción en la memoria. ¿Cómo procesan las computadoras los datos? Ciclos Máquina

55 RAM almacena los datos y el código de los programas necesario para el CPU. Los contenidos del RAM cambian rápido y frecuentemente. La memoria de lectura (ROM por sus siglas en inglés Read-Only Memory) es permanente. Guarda las instrucciones que corren en la computadora cuando la corriente es administrada por primera vez. El CPU accesa la locación de cada memoria al usar un número único, llamado dirección de memoria. Como procesan las computadoras los datos – El papel de la memoria.

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57 Existen dos tipo de memoria RAM: la estática y la dinámica: Chips Dinámicos de RAM (DRAM) deben ser recargados con electricidad frecuentemente, o perderán sus contenidos. Chips Estáticos RAM (SRAM) no necesitan ser recargados con electricidad frecuentemente como la DRAM, y puede guardar sus contenidos por mas tiempo. Otro tipo de RAM, llamada memoria Flash, puede guardar los contenidos después de ser apagado. La Memoria Flash es usada en cámaras digitales para guardar fotografias. ¿Cómo procesan las computadoras los datos? – Tipos de RAM


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