Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Departamento de Ingeniería Electrónica y de Telecomunicaciones Facultad de Ingeniería 2015-2 Informática.

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1 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Departamento de Ingeniería Electrónica y de Telecomunicaciones Facultad de Ingeniería 2015-2 Informática I - 2547100 Introducción a la computación

2 Informática I (2015-2) Informática Es el área de la ciencia y la tecnología que estudia el manejo de la información usando computadores. ¿Cómo procesar datos existentes para extraer nueva información útil para algún propósito? ¿Y cómo hacerlo de manera eficiente ? 2 A través de la programación Entendiendo la tecnología y aplicando metodologías

3 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Programming Es el proceso mediante el cual transmitimos a un computador las operaciones que queremos que haga. ¡Los computadores no entienden español (ni tampoco inglés)! Debemos traducir del español al lenguaje del computador, que se basa en la electricidad. 3

4 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) The computer Un computador es una máquina de cálculo electrónica de alta velocidad que acepta información digitalizada de entrada, la procesa de acuerdo con un listado de instrucciones (programa) almacenadas internamente en memoria, y produce información resultante de salida. Organización estándar (Modelo de von Neumann, 1945) – Unidad central de procesamiento (CPU) Ruta de datos + Unidad de control – Subsistema de memoria (RAM) – Subsistema de entrada/salida (I/O) – Subsistema de interconexión 4

5 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Tipos de computadores Computadores de escritorio Smartphone y tablets Servidores – Supercomputadores Computadores embebidos

6 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Worldwide computer shipments 6

7 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) What is a computer good at? Cálculos repetitivos Cálculos complicados Grandes volúmenes de información Precisión numérica Velocidad de procesamiento y respuesta ¿Y para qué NO es bueno? 7 1.000.000.000 de operaciones mientras tu celular cae al suelo

8 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) History of Computing Antigüedad (hasta WWII) 8 Antikythera, Grecia, año1 BC Usada para calcular eventos astronómicos, encontrada en el fondo del mar. Calculadora de Pascal, Francia, 1642 Servía para sumar y restar, luego mejorada por Leibniz multiplicación y división. Máquina analítica de Babbage, Reino Unido, 1837 Primer computador de propósito general, sólo pudo ser puesto a funcionar 110 años más tarde.

9 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) History of Computing Segunda guerra mundial (WWII) COLOSUS y Bombe (1943) fueron creados para descifrar las comunicaciones nazis (Enigma), con la ayuda de Alan Turing. John von Neumann, Mauchley y Eckert : ENIAC, EDVAC, EDSAC, etc. Máquinas de enormes tamaños y consumo de energía: tubos de vacío. 9

10 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) History of Computing ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) (1946) University of Pennsylvania, Primer computador electrónico de propósito general 18000 tubos de vacío, 150 kW, 27 toneladas, 163 m 2 Capacidad de cálculo: 5000 operaciones/segundo Programación mediante suiches y cables E/S mediante tarjetas perforadas Costo: USD$6 millones (ajustado a dinero actual) 10

11 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) History of Computing EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) (1949) – University of Cambridge. Primer computador electrónico funcional con programa almacenado – Usó el primer lenguaje ensamblador – 512 posiciones de memoria de 18 bits – Códigos de operación de 5 bits – Invención del concepto de subrutina – OXO: primer juego gráfico digital con despliegue en CTR (1952) 11

12 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) History of Computing Los 60’s (post WWI) Schocley, Bardeen y Brattain, inventaron el transistor en 1948, trabajando para Bell Labs. Kilby y Noyce inventaron el circuito integrado en 1958. Muchos transistores se pudieron integrar en un chip: los computadores se volvieron más pequeños, baratos y rápidos. 12

13 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) History of Computing Los 80’s (el computador personal) Incremento en miniaturización : millones de transistores en un solo chip. IBM y Apple comercializaron el computador personal o de escritorio. 13

14 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) History of Computing Siglo XXI Varios procesadores (cores) en un solo chip Sistemas embebidos: computadores como parte de otro tipo de dispositivos 14 ¿Y el futuro?

15 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Arquitectura Von Neumann Introduce el concepto del programa almacenado (1946) Modelo de diseño para un computador digital que emplea una unidad de procesamiento y una estructura de almacenamiento (memoria) para datos e instrucciones No hay distinción explícita entre instrucciones y datos 15 Cuello de botella de von Neumann

16 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Niveles de intervención de un computador 16 Aplicación Lenguaje de alto nivel Sistema operativo / Compilador Sistema operativo / Compilador Arq. del conjunto de instrucciones Organización HW sistema Circuito digital Nivel físico Word, Excel, Chrome, Juegos, etc...

17 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Niveles de intervención de un computador 17 Aplicación Lenguaje de alto nivel Sistema operativo / Compilador Sistema operativo / Compilador Arq. del conjunto de instrucciones Organización HW sistema Circuito digital Nivel físico Fortran, Pascal, Basic, Cobol, C, Java, C++, Python …

18 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Aplicación Lenguaje de alto nivel Sistema operativo / Compilador Sistema operativo / Compilador Arq. del conjunto de instrucciones Organización HW sistema Circuito digital Nivel físico Niveles de intervención de un computador Gestión de memoria, procesos, archivos, I/O, … (Ej: Windows, Linux, MacOS, Chromium, Android, …) Compilación, ensamblado, enlazado

19 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Aplicación Lenguaje de alto nivel Sistema operativo / Compilador Sistema operativo / Compilador Arq. del conjunto de instrucciones Organización HW sistema Circuito digital Nivel físico R0 R7 SR PC swap: muli $2, $5, 4 add $2, $4, $2 lw $15, 0($2) lw $16, 4($2) … Niveles de intervención de un computador

20 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Aplicación Lenguaje de alto nivel Sistema operativo / Compilador Sistema operativo / Compilador Arq. del conjunto de instrucciones Organización HW sistema Circuito digital Nivel físico CPUMem. I/O Bus Niveles de intervención de un computador

21 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Aplicación Lenguaje de alto nivel Sistema operativo / Compilador Sistema operativo / Compilador Arq. del conjunto de instrucciones Organización HW sistema Circuito digital Nivel físico Niveles de intervención de un computador

22 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) Aplicación Lenguaje de alto nivel Sistema operativo / Compilador Sistema operativo / Compilador Arq. del conjunto de instrucciones Organización HW sistema Circuito digital Nivel físico Niveles de intervención de un computador

23 Introducción a la computaciónInformática I (2015-2) 23 Aplicación Lenguaje de alto nivel Sistema operativo / Compilador Sistema operativo / Compilador Arq. del conjunto de instrucciones Organización HW sistema Circuito digital Nivel físico Campo de acción de este curso Niveles de intervención de un computador