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 Informática Informática = IFORmación + AutoMATICA Dato Dato = secuencia de símbolos procesables e interpretables Información Información = interpretación de datos Computadora Computadora = Máquina procesadora de datos, vía algún programa Programa Programa = Secuencia de instrucciones que procesa datos Aplicación Aplicación = Programas de apoyo a alguna actividad personal u organizacional Sistemas informáticos Sistemas 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) = 2 10 bytes = 1024 byte 1 Megabyte (MB) = 2 20 bytes = 2 10 KB = 1024 KB 1 Gigabyte (GB) = 2 30 bytes = 2 10 MB = 1024 MB 1 Terabyte (TB) = 2 40 bytes = 2 10 GB = 1024 GB 1 Petabyte (PB) = 2 50 bytes = 2 10 TB = 1024 TB

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

1.4 Estructura de un Computador Unidades Masivas de Almacenamiento UnidadesdeEntrada UnidadesdeSalida Unid. A.L Unid. A.L. Unid.Control CPU Computador 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 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. Monousuario Multiusuario Multiproceso

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 ( ) 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...) Minicomputadora Similar al Mainframe, en escala menor Estaciones de Trabajo Computador personal de alta potencia Utilización en tareas específicas CPU RISC, S.O. UNIX Ordenadores personales Computadora monousuario, de uso general

1.7 Aplicaciones de la informática ¿Por qué de la informática? Volumen explosivo de datos Evitar la duplicación de datos en distintos procesos Realización de tareas repetitivas y rutinarias Procesamiento distribuido de datos Necesidad de precisión y rapidez Globalización de los mercados Toma de decisiones en la gestión empresarial

1.7.1 Tendencias y aplicaciones Inteligencia artificial, Informática Gráfica, Realidad virtual Aplicaciones Industriales y de ingeniería Procesamiento de datos administrativos Científicas, médicas y biológicas Militares Educación Arte y humanidades Otros

Tarea Investigar acerca de las siguientes temáticas: Partes y piezas y funcionamiento del Computador (PC) Estructura y recursos de un centro de cómputos Clasificación de las computadoras Aplicaciones 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,...) Unidad A Unidad B Controlador y un puerto E/S Bus de datos Ext Bus de dato Interno 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 RAM Bus 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 RAM Bus 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 consecutivas Ancho 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 Memoria Decodificador de Dirección Memoria Principal (RAM) Registro 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)