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 Datos de entrada Datos de salida Programa 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 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 ¿cómo sabe la memoria de la computadora qué tipos de datos representa un patrón de bits? Memoria Texto Codificación 101 ... 111 Decodificación 110 ... 001 Video 1001 ...101

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 Dispositivos de Entrada/Salida Memoria CPU

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 01111001 10010100 10000000 Valores 000000000000 000000000001 000000000010 11111111101 11111111110 Direcciones Memoria: es la unidad de almacenamiento del computador. Se almacenan tanto datos como instrucciones. Memoria

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 ALU Unidad de Control Registros R1 R2 R3 I PC 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 CPU Memoria Bus de datos Bus de direcciones Bus de control Teclado Monitor Impresora

Otras definiciones Periféricos Reloj interno (MHz): Ancho de banda 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 Microcomputador 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 Alto Más instrucciones Buscar y traer Decodificar Ejecutar Inicio SI 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