INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA

Objetivos

Tema: Introducción a la Informática

Explicar los conceptos fundamentales relacionados con la computación.

Identificar los cambios que han tenido los ordenadores a través del tiempo.

Clasificar los ordenadores según su capacidad de procesamiento y su tamaño.

Explicar la forma de representar y almacenar los datos en los ordenadores.

Realizar las operaciones necesarias, para convertir datos expresados en diferentes sistemas numéricos.

Contenidos

Conceptos fundamentales relacionados con la computación: Sistema informático, ordenador, datos e información.

Evolución de los ordenadores en el tiempo: Características de la primera, segunda, tercera y cuarta generación.

Clasificación de los ordenadores según su capacidad de procesamiento y su tamaño: Supercomputador, mainframe, minicomputador, estación de trabajo y computador personal.

Representación de los datos: Conceptos de sistemas de numeración decimal, binario, octal y hexadecimal. Conversiones de binario a decimal y viceversa.

Definiciones

Es el término resultante de la contracción de los vocablos INFORmación y autoMÁTICA.

Se define como el conjunto de conocimientos científicos y técnicos que hacen posible el procesamiento automático de los datos,

mediante el uso de computadores, para producir información útil y significativa para el usuario.

¿Qué es la informática?


Definiciones¿Qué es un sistema?

Es un conjunto de elementos o partes que se integran o relacionan para producir un

resultado.

Ejemplos: Una planta.El sistema solar.El cuerpo humano.


endo

Es el conjunto que resulta de la integración de cuatro elementos:

1. Hardware

2. Software

3. Datos

4. Usuario

Estos componentes se relacionan haciendo posible el procesamiento automático de los datos, a través de ordenadores,

para producir información útil.

Definiciones

¿Qué es un sistema informático?


Definiciones

¿Qué es un ordenador?

Es una máquina o dispositivo físico programable, que se utiliza para tratar o procesar información.

Sus principales características:

Responde de manera precisa a un conjunto específico de instrucciones.

Puede ejecutar una lista de instrucciones pre-grabadas.


1951: Caracterizada por el uso de tubos de vacío.

Aplicación: científica y militar.

Programación: En lenguaje de máquina.

Almacenamiento: Tarjetas y cintas perforadas.

Principal representante: UNIVAC I.

Evolución de los ordenadores en el tiempo

Primera generación


1959: Caracterizada por el uso de transistores.

Aplicación: científica, militar, administrativa y de gestión.

Programación: En lenguaje de alto nivel.

Almacenamiento: Tambores y cintas magnéticas.

Principal representante: HONEYWELL 400.


Segunda generación


1964: Caracterizada por el uso de circuitos integrados.

Los campos de aplicación se mantienen, pero la tecnología ahora permite a los ordenadores llegar a más instituciones y empresas.

Los lenguajes de programación evolucionan hacia mayor facilidad de uso y mayor poder de desarrollo.

Se reduce el consumo de energía.

Se reduce el tamaño de los ordenadores y dispositivos.

Principal representante: IBM 360.


Tercera generación


1971: Caracterizada por el uso de circuitos altamente integrados. Se conocen como VLSI (Very Large Scale Integration)

El Dr. Ted Hoff reunió todos los elementos de un procesador en un solo chip de silicón, que medía un poco más de una pulgada: Intel 4004

La evolución y minimización se acentúa y los ordenadores empiezan a entrar en los hogares.


Cuarta generación


Supercomputador

Es el tipo de ordenador más rápido y el de costo más elevado.

Se usan para aplicaciones especializadas que requieren enormes cantidades de cálculos matemáticos.

Ejemplos de aplicación: Predicción sofisticada del clima, investigación en energía nuclear, viajes espaciales, etc.

Clasificación de los ordenadores según su tamaño y capacidad de procesamiento


Mainframe

Es un ordenador de gran tamaño y costo elevado.

Soporta cientos o hasta miles de usuarios trabajando simultáneamente.

Soporta múltiples programas ejecutándose simultáneamente.



Supercomputador vs. Mainframe

Si el objetivo es ejecutar multiplicidad de programas simultáneamente, obteniendo resultados a velocidades razonables, el mainframe es la solución más adecuada.

Si el objetivo es ejecutar un único programa, obteniendo resultados a velocidades muy altas, el supercomputador es más poderoso.



Minicomputador

Es un ordenador de tamaño y costo medio.

Soporta desde cuatro hasta doscientos usuarios, trabajando simultáneamente.

Soporta múltiples programas ejecutándose simultáneamente.



Mainframe vs. Minicomputador

En la última década, las diferencias entre los mainframes más pequeños y los minicomputadores, se han acortado.

En muchos casos, la distinción está definida por la estrategia de mercadeo del fabricante.



Estación de trabajo

Es un tipo especial de ordenador que se usa para aplicaciones de ingeniería (CAD/CAM), publishing, desarrollo de software y otras aplicaciones que requieran poder moderado de cómputo y alta capacidad gráfica.

Están diseñadas para soportar un único usuario, pero generalmente se conectan en red.



Computador personal

Es un ordenador pequeño, de costo relativamente bajo, diseñado para ser usado por un único usuario.

Aparecieron por primera vez en la década de los 70s, como consecuencia del uso de circuitos altamente integrados (VLSI).

Los ordenadores personales pertenecen a la cuarta generación.



PC

Estación de trabajo vs. Ordenador personal

Al igual que en otras categorías, la línea que separa las estaciones de trabajo de los ordenadores personales se ha hecho más fina y difusa, a medida que avanza la tecnología.

La capacidad de procesamiento de los ordenadores personales más sofisticados, equivale a la de estaciones de trabajo de bajo poder.

Clasificación de los ordenadores según su tamaño y capacidad

de procesamiento


En un ordenador se pueden distinguir hardware de software. Hardware es la parte física del ordenador, es decir, a los materiales con los que esta construido y los elementos que podemos conectar a el: monitor, ratón, cables, etc.

Todos los elementos electrónicos de su interior se encuentran conectados a una plancha rectangular (placa base).

Todos los componentes básicos del ordenador se relacionan por medio de esta placa, por la que circulan los datos procedentes de distintos dispositivos y la corriente necesaria para que el sistema funcione.

La CPU controla y coordina el funcionamiento de todos los dispositivos conectados al ordenador, interpreta, elabora y ejecuta instrucciones que recibe de otros dispositivos (unidad de control y unidad aritmeticologica)

La unidad de control se encarga de controlar y coordinar el funcionamiento de los componentes del ordenador

La unidad aritmético-lógica realiza operaciones aritméticas (operaciones de calculo) y operaciones lógicas (distinguir si un valor es mayor o igual que otro).

La memoria principal o memoria RAM es en donde se almacena la información.

En ella se almacenan las instrucciones de los programas que se están ejecutando y los datos o la información que se recibe a través de distintos dispositivos.

Es una memoria de lectura/escritura: se pueden leer los datos que tiene almacenados y escribir en ella otros nuevos.

Es una memoria temporal: cuando se apaga el ordenador se borra todo su contenido

La memoria ROM es la que cuyo contenido no puede alterarse.

En ella el fabricante almacena las instrucciones básicas

Los buses son los caminos donde se comunican los dispositivos en la placa base. Transporta los datos de la memoria al procesador .

Por un bus circulan varios bits al mismo tiempo, uno por cada línea, lo que denominamos envío de datos en paralelo.

Los periféricos o dispositivos que conectamos al ordenador se pueden clasificar en periféricos de entrada, periféricos de salida y periféricos de entrada /salida.

PERIFÉRICOS DE ENTRADA:

A través de ellos introducimos datos en el ordenador. Entre ellos encontramos:

TECLADO:

Podemos distinguir varios tipos de teclas: de función, teclado numérico, teclas especiales. Al pulsar una tecla, este dispositivo transmite al CPU los impulsos eléctricos correspondientes al carácter codificado.

RATÓN:

Lo utilizamos principalmente para introducir órdenes, su representación en el monitor es un puntero en forma de flecha. Exteriormente es de plástico y posee dos botones, uno primario y otro secundario.

PERIFÉRICOS DE SALIDA:

Dispositivos por los cuales el ordenador nos presenta la información que ha sido procesada. Ejemplos de ellos serían :

EL MONITOR:

muestra en su pantalla los resultados de la ejecución de los programas. Existen dos tipos, los CRT( clásico ) y los TFT(pantallas planas).

LA IMPRESORA:

nos permite obtener la información en papel. Para ello utiliza láser y tinta.

Nos permiten introducir datos en el ordenador y obtener información de él, destacamos los siguientes:

La unidad de disco duro: se utiliza para almacenar datos de forma permanente. Su capacidad es muy grande.

Está formado por varios discos unidos por un eje central que esta conectado a un motor que los hace girar y por un brazo en cuyo extremo posee la cabeza de lectura/escritura.

La unidad de disquetes: es el dispositivo que se encarga de leer y escribir la información en los disquetes.

Unidad óptica de CD: Es el dispositivo capaz de leer información contenida en los CD-ROM(soporte de almacenamiento mas utilizado), sin embargo, no puede escribir información.

UNIDAD ÓPTICA DE DVD: dispositivos preparados para leer los discos DVD, como mínimo se pueden almacenar 4,7 Gb.

DISPOSITIVOS DE MEMORIA FLASH: dispositivos que se utilizan para guardar los datos, sólo que son mucho mas pequeños y tienen mayor capacidad.

El MODEM: es el dispositivo que permite al ordenador comunicarse con otros ordenadores a través de la línea telefónica. Trasforma las ondas analógicas provenientes del cable telefónico en señales digitales. Pueden ser modems externos ( USB ) o internos (integradas en la placa base.

TIPOS DE CONEXIONES

Llamamos puertos a los dispositivos mediante los cuales los periféricos se conectan ala CPU. Hay cinco puertos que se diferencian entre sí:

PUERTO SERIE: en este tipo de conexión sólo hay un cable por donde viaja la información

PUERTO PARALELO: la información se transfiere de una vez se envían ocho bits, que equivale a un carácter del teclado.

TIPOS DE CONEXIONES

PUERTO USB: este tipo de conexión se usa para conectar periféricos de alta velocidad.

PUERTO IEEE 1364: es un puerto de alto rendimiento, se usa especialmente en cámaras de video y en dispositivos portátiles de almacenamiento.

SIN CABLES: hace referencia a conexión sin cables. Se habla de WIFI y de Bluetooth.

El software es la parte lógica. Los programas están formados por instrucciones que indican al ordenador la función que ha de realizar en cada momento.

El software de sistemas: está formado por los programas que coordinan y controlan el hardware, además de dotar al ordenador de capacidad para interpretar y ejecutar las órdenes transmitidas por el usuario.

El software de aplicación: está integrado por los programas dedicados a la realización de tareas específicas.

El software de programación: está constituido por los programas que se utilizan para realizar nuevos programas. Estos programas se crean utilizando un lenguaje de programación.

Símbolos que representan hechos, condiciones, situaciones o valores.

Elementos de información. Son la materia prima necesaria para producir información.

Definiciones

¿Qué son los datos?

Tipos de datos Numéricos. (Cifras) Alfabéticos. (Letras, palabras) Audiovisuales. (Música, voz, imágenes, video) Físicos. (Valores tomados directamente del entorno)


Definiciones

¿Qué es la información?

Es el resultado de transformar o procesar datos.

La transformación de los datos en información se lleva a cabo mediante operaciones aritméticas (sumar, restar, multiplicar,

dividir, etc.) y/o lógicas (ordenar, comparar, etc.)

La información es significativa para el usuario.


La informática trata la información de forma automática mediante un procesamiento de datos y se puede dividir en tres etapas diferenciadas:

Fase De Entrada: se introduce datos a través de dispositivos conectados al ordenador. Estos dispositivos se denominan periféricos de entrada (teclado, ratón, entre otros)

Fase De Proceso: el ordenador almacena los datos en la memoria y realiza operaciones para obtener resultados

Fase De Salida: el ordenador muestra los resultados através de dispositivos conectados a el. Estos dispositivos se llaman periféricos de salida (monitor, impresora, entre otros)

Representación de los datos

Sistema de numeración decimal

También llamado sistema de numeración Base 10, utiliza diez dígitos para representar cualquier cifra. Ellos son:0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Combinando estos dígitos, podemos construir cualquier número.


Sistema de numeración decimal

Ejemplo: El número 348 es un dato representado en sistema de numeración decimal. Lo construimos mediante:

3 x 102 + 4 x 101 + 8 * 100 = 300 + 40 + 8 = 348

Centena Decena Unidad



El ordenador no es capaz de emplear el lenguaje ya que es una maquina y solo entiende cuando hay impulso eléctrico y cuando no hay impulsos eléctricos.

Se adapta nuestro sistema al lenguaje que la maquina es capaz de reconocer.

Los datos que recibe se representan con un 1 si hay impulso y con un 0 si no hay impulso. Por ende, se cambia nuestro lenguaje a combinación de ceros y unos.

Sistema de numeración binario

También llamado sistema de numeración Base 2, utiliza dos dígitos para representar cualquier cifra. Ellos son:

0, 1

Combinando estos dígitos, podemos construir cualquier número.

Ejemplo: El número 110101 es un dato representado en sistema de numeración binario.




Nosotros no estamos familiarizados con el sistema de numeración binario, entendemos más fácilmente los datos

representados en sistema decimal.

Para comprender mejor el número 110101, aplicamos un proceso de conversión, que nos lo muestre en sistema decimal.




Ejemplo: El número 110101 en sistema binario equivale a:

1 x 25 + 1 x 24 + 0 x 23 + 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 =

32 + 16 + 0 + 4 + 0 + 1 =

53 en sistema decimal.




También podemos realizar el proceso inverso.

Ejemplo: El número 53 en sistema decimal equivale a:

53 / 2 = 26 ------------------------------------------ Resto: 1 26 / 2 = 13 -------------------------------- Resto: 0 13 / 2 = 6 --------------------------- Resto: 1 6 / 2 = 3 --------------------- Resto: 0 3 / 2 = 1 -------------- Resto: 1 1 / 2 = 0 ------- Resto: 1

110101binario



Sumamos las casillas que tienen 1 e ignoramos las que tienen 0

202127 26 25 24 23 22

128 + 8 + 2 = 138 en sistema decimal.

Ejercicio: Calcule el equivalente decimal del numero binario 10001010



Y para los que quieren contar “con

los dedos” …

20 = 1 (Dedo pulgar)21 = 2 (Dedo índice)22 = 4 (Dedo corazón)23 = 8 (Dedo anular)24 = 16 (Dedo meñique)



Sistema de numeración octal

También llamado sistema de numeración Base 8, utiliza ocho dígitos para representar cualquier cifra. Ellos son:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7


Sistema de numeración hexadecimal

También llamado sistema de numeración Base 16, utiliza dieciséis dígitos para representar cualquier cifra. Ellos son:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F


Los datos viajan, se procesan y se almacenan en los ordenadores a través de impulsos eléctricos. Estos impulsos se representan por dos estados:

Prendido o apagado = 1 ó 0


Los ordenadores representan todos sus datos en sistema de numeración binario.


Traducir símbolos a combinaciones de ceros y unos se llama codificar.

El código mas empleado es el llamado ASCII (American Standard Code for Information Intechange).

Bit es la unidad mínima de información que, con un solo bit podemos representar dos estados, 1 y 0; con dos bits, cuatro estados…

Bit: Acrónimo de Binary Digit (Dígito binario), es la mínima unidad de información que viaja y se almacena en un computador.Cada bit representa un impulso eléctrico (1 ó 0).


Byte: Acrónimo de Binary Term (Término binario), es un grupo de 8 bits que el ordenador utiliza para representar cada símbolo o caracter que conocemos, es decir un número, una letra, un signo de puntuación, etc.Con un byte, el ordenador puede representar 256 símbolos o caracteres diferentes.

Unidades de medida para almacenamiento de datos


El teclado posee mas de 170 caracteres. Con 8 bits podemos representar 256 estados; por lo tanto, ocho bits son mas que suficientes para la representación de los caracteres del teclado.

Una combinación de ocho bits se denomina byte

También, encontramos unidades mayores como:

KB MB GB TB

Bytes


Ejemplo: Para representar el número 348 ¿Cuántos Bytes necesita nuestra computadora?


El número está compuesto por 3 dígitos => Necesitamos 3 bytes

00000011

3

00000100

4

00001000

8


El teclado posee mas de 170 caracteres. Con 8 bits podemos representar 256 estados; por lo tanto, ocho bits son mas que suficientes para la representación de los caracteres del teclado.

Una combinación de ocho bits se denomina byte.

También, encontramos unidades mayores como:

KB MB GB TB

El sistema de medición para almacenamiento de datos se fundamenta en:

Un Byte como medida base. 1024 (210) como factor multiplicador para el incremento. Los prefijos: Kilo, Mega, Giga, Tera, etc.



Así: 1 KiloByte = 1024 Bytes 1 MegaByte = 1024 KiloBytes = 1024 x 1024 Bytes 1 GigaByte = 1024 MegaBytes = 1024 x 1024 KiloBytes …


5. Escala de magnitudes.

En informática, la magnitud más pequeña es el BIT. Es la unidad mínima de información y equivale a un 0 ó un 1.

Sin embargo, la más usada es el BYTE ( 8 bits) que nos permite representar un carácter.

Magnitud Símbolo Equivalencia

1 byte B 8 bits

1 Kilobyte Kb 1024 bytes

1 Megabyte Mb 1024 Kb

1 Gigabyte Gb 1024 Mb

Terabytes Gigabytes Megbytes Kilobyte Byte Bit

1 8

1 1.024 8.192

1 1.024 1.048.576 8.388.608

1 1.024 1.048.576 1.073.741.824

1 1.024 1.048.576 1.073.741.824




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