SIM Unidad1

Caso Practico

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1. Caso Caso Practic o

Unidad Didáctica I Caso Ca so Pra Practic ctico o Nos ponemos en situación. En algún lugar de Andalucía tres jóvenes emprendedores; empr endedores; Jesús, María y José, Técnicos Superiores S uperiores en Desarrollo de Aplicaciones Informáticas, y socios de la empresa Soluciones Informáticas Andalucía S.C.A. (en adelante SI Andalucía), se encuentran ante el reto de iniciar una gran tarea, se trata de llevar a cabo la instalación y configuración de un edificio de oficinas, para la gestión integral de una de las mayores empresas de su zona, concretamente Servicios Locales S.L., que necesita reformar su sistema informático para adaptarse a las nuevas tendencias y ofrecer más y mejores servicios a sus clientes. La competencia de estos jóvenes informáticos, viene de mano de una empresa consolidada en la zona y que tiene grandes influencias, KiloSoftware S.A.

SI Andalu cía S.C.A. S.C.A. está irrumpiendo con fuerza en el mercado local de servicios a empresas, el primer trabajo (diseño, confección y mantenimiento de una página Web) que desarrollaron para una de las mayores empresas del municipio Servicios Locales S.L., ha sido una importante tarjeta de presentación y actualmente están desarrollando tres páginas más para empresas de la zona, lo que les está permitiendo permitiendo salir salir adelante, adelante, lentamente lentamente pero con con optimismo. optimismo.

La empresa comienza a funcionar y necesitan ayuda, por lo que deciden contratar a Victor , un amigo de Jesús al que le gusta la informática y todo lo ha aprendido por sí mismo. Es un fenómeno capaz de localizar cualquier cosa en Internet, tiene una habilidad innata para aprender a utilizar casi cualquier programa en unas pocas horas. Cuando finalizó la secundaria decidió que no iba a estudiar más, que no iba con él, pero una vez que ha conocido los ciclos formativos de Informática se está planteando hacer el ciclo formativo de grado medio de Explotación de Sistemas Informáticos, sobretodo cuando observa cómo se desenvuelven sus compañeros, los conocimientos que tienen y la seguridad con la que actúan. Ha pensado que este empleo le puede acercar a lo que más le gusta, la Informática. Por otro lado, le han pedido a María algunos de sus antiguos profesores del IES Aguadulce (de Roquetas de Mar en Almería), que la empresa colabore en la FCT de una de sus alumnas, Carmen . Evidentemente María, recordando sus días en el Instituto y las prácticas en una empresa de desarrollo de aplicaciones, ha aceptado tras consultar a sus compañeros. Además, Carmen puede aportar cosas interesantes, ya que tiene un magnífico expediente académico, es una estupenda persona y la empresa necesitará contratar trabajadores cualificados. Así que si demuestra la suficiente capacidad, seguramente le harán una buena oferta al concluir la fase de prácticas. Todos ellos tienen un objetivo común, y es que quieren dedicarse a la Informática.

Introducción a la Informática

http://217.12.18.70:8083/SCRIPT/FP01DAISIM1105B/scripts/student/serve_summar... 17/11/2005

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1.1.. El Proy ecto 1.1

Unidad Didáctica I El Proyecto Hace unas semanas entregaron en Servicios Locales S.L. un proyecto del concurso que habían convocado para la informatización integral de un bloque de oficinas moderno y eficaz para la gestión completa de todos los servicios que esta gran empresa presta en la zona. Este proyecto, ajustado a los requisitos que pedía la empresa, ha superado al resto de los presentados en dos cosas principalmente: 

Tiempo de finalización del proyecto , que ellos han establecido en un tiempo que mejoraba en un mes a la siguiente mejor oferta.



Formación para los trabajadores de la empresa, que incluyen totalmente gratuita durante los dos primeros meses desde la puesta en funcionamiento del sistema informático.

Nuestros amigos están convencidos de que pueden realizar un buen trabajo que cumpla totalmente las expectativas del cliente. Además, han añadido algunas mejoras que permitan su inmediata adaptación a diversas formas de trabajo, instalación de nuevos componentes y recolocación de equipos equipos cuando cuando sea sea preciso. Algunos días después fueron citados Jesús , José y María para entrevistarse con los representantes de Servici Servici os L ocales S.L. S.L. para la aprobación de su proyecto y ultimar algunos detalles que siempre es necesario amarrar en estos casos. Esto son buenas noticias y lo más inmediato es ponerse a planificar el trabajo y formar un equipo que en principio se centre en este proyecto. Deciden que Jesús será la persona que dirija el proyecto y que formarán equipo con él Víctor y María. Resumiendo, nuestros protagonistas tienen ante sí un problema por resolver, de una envergadura considerable y deberán abordarlo de una forma sistemática para conseguir los resultados esperados. En este caso se trata de instalar todos los sistemas informáticos necesarios en una oficina, y éste es precisamente el tipo de trabajos que pueden realizar los técnicos superiores en Desarrollo de Aplicaciones. Una vez en el cuartel general, se reúne por primera vez el equipo de trabajo del proyecto; Instalación Integral de Oficinas (IIO) formado por Jesús , Carmen y Víctor . Jesús va a ser el opendemor del proyecto y como tal, comienza explicando el método de trabajo. Comenta que en principio deben hacer una buena planificación del trabajo basada en el proyecto por el que ha optado la empresa. Introducción a la Informática


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2. Introducció n a la informática

Unidad Didáctica I Introducción a la informática An to ni Anto nio, o, el hermano pequeño de José, pasó un día por la empresa SI Andal An dal uc ucía ía y está intrigado por el origen de la palabra informática, así que le pide a Víctor que busque en Internet, si existe algún tipo de información sobre el tema. Víctor, que es una persona habilidosa con los buscadores de Internet, encuentra una definición completa y precisa con referencias al código Morse, redes o telecomunicaciones, aunque no sabe muy bien cómo se la va a explicar a An Anto toni ni o .



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2.1. 2. 1. De Definici finici ón y o rigen del término informática

Unidad Didáctica I Definición De finición y origen d el término informática

¿Te gustan las películas del oeste, las películas de indios y vaqueros? ¿Recuerdas que los indios solían utilizar señales de humo para transmitirse mensajes, generalmente para avisar de la presencia del enemigo? Seguro que te suena también de alguna película el uso de espejos y destellos con este mismo fin. El hombre siempre ha sentido la necesidad de comunicarse, es decir, de transmitir información transmitir información , y estos son sólo dos ejemplos de los numerosos y distintos mecanismos que el hombre ha utilizado a lo largo de la historia para lograr tal objetivo. Tambi También én podr odríamos íamos hacer acer menci ención ón de mecan ecanis ism mos más recie ecien ntes es,, como los mensajes transmitidos a través de cables utilizando el código Morse o la transmisión de voz por medio del teléfono.

Se conoc e con el nombr e de Telecomunicacion Telecomunicacion es a la disci plina que se encarga de estudiar los métodos y tecnologías para la transmisión de información.

Por otra parte, el hombre ha tenido también la necesidad de recoger, tratar, almacenar y mostrar información. Seguro que conoces que ya en la época de los romanos se elaboraban censos para contabilizar y registrar a la población. Pero esa época queda ya muy atrás. Con la revolución tecnológica de los últimos siglos aparecen nuevos métodos y máquinas para procesar información de manera automatizada, y es precisamente la Informática , la disciplina o ciencia encargada del estudio y desarrollo de estas máquinas y métodos. Hoy en día, con la aparición y proliferación de las redes de ordenadores, ambas disciplinas están estrechamente relacionadas, al haberse convertido la máquina utilizada en el mundo de la informática, el ordenador ordenador,, en una herramienta utilizable para comunicarse. De hecho, surge una nueva disciplina, llamada Telemática , que bebe de ambas y se encarga de estudiar el ordenador como medio de comunicación . La disciplina de la informática nace con la intención de ayudar al hombre en aquellos trabajos rutin arios y repetitivo s, generalmente generalmente de cálculo cálculo y de gestión, donde es frecuente la repetición de tareas . La idea es que una máquina puede realizar dichos trabajos mucho mejor y más rápidamente que el hombre, aunque siempre bajo la supervisión de éste. No debemos tener miedo a que las máquinas vayan a hacer prescindible al ser humano, al trabajador o trabajadora, simplemente tendremos que hacernos a la idea de que los recursos humanos se van a tener que dedicar a realizar otro tipo de trabajos. Auto Au toeval eval uac uació ió n

La disciplina que estudia el tratamiento automático y racional de la información es... a) Las telecom elecomunicacion unicaciones. es. b) La inform informática. ática. c) La telem telemát ática. ica.

¿ Qué significa significa el término término Informática, por qué ese nombre, nombre, de dónde


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viene? ¿Alguna vez te has planteado estas preguntas? Bien, es el momento de darles respuesta. Hagamos las maletas y viajemos a Francia, año 1.962. En dicho año y en dicho lugar hace su aparición el vocablo INFORMATIQUE , procedente de la contracción de las palabras francesas INFORmation autoMATIQUE. Dicho vocablo fue posteriormente reconocido y adoptado por el resto de países. Más concretamente, en España, el vocablo fue admitido en 1.968 bajo el nombre de INFORMÁTICA , que como se puede deducir fácilmente, es producto de la contracción de las palabras castellanas INFORmación autoMÁTICA . En los países anglosajones, por su parte, a esta disciplina se la conoce con el nombre de Computer Science.

Autoeval uació n

La disciplina que estudia los métodos y tecnologías para la transmisión de información es... a) Las telecomunicaciones. b) La informática. c) La telemática. La informática se puede definir de muchas formas, siendo la más extendida la que se muestra a continuación: INFORMÁTICA es la ciencia que estudia el tratamiento automático y racional de la información. Analicemos dicha definición. Se dice que el tratamiento es "automático" por ser máquinas las que realizan los trabajos de captura, proceso y presentación de la información. Por otra parte, se habla de "tratamiento racional" por estar todo el proceso definido a través de programas que siguen el razonamiento humano. Es decir, lo que esto viene a decir es que las máquinas no saben hacer cosas por sí solas, sólo saben hacer aquello que el hombre les ordena hacer, siempre y cuando les indique explícitamente y paso a paso cómo hacerlas.

Para saber más: Si hacemos caso a la afirmación anterior, ¿qué sucede entonces con lo que conocemos como Inteligencia Artificial? Siguiendo el siguiente enlace tendrás acceso a un magnífico ensayo del profesor de Historia del Pensamiento Filosófico y Científico, Ángel Manuel Faerna, de la Universidad de Castilla-La Mancha, en el que reflexiona sobre la "inteligencia" de las máquinas. Kaspárov versu s Deep Blu e: ¿Quién ganará la partida? Para descargar el pr ograma Acrob at Reader pulsa

aquí.

¿Pero qué tareas más concretas cubre la disciplina Informática, cuáles son sus funciones específicas? Dentro de la ciencia de la Informática se encuentran incluidas una serie de funciones, de entre las que se podrían destacar las siguientes:  





El desarrollo de nuevas máquinas, cada vez más potentes y rápidas. El desarrollo de nuevos métodos de trabajo, es decir, de nuevas maneras de realizar las tareas y trabajos que se adapten a las nuevas tecnologías y exploten al máximo las nuevas posibilidades que ofrecen las mismas, teniendo como objetivo último el aumento de la eficiencia y la productividad. La construcción de aplicaciones informáticas que den solución de manera automatizada a los problemas que se presentan. Mejorar los métodos y aplicaciones existentes, pues el mundo en el que vivimos es un mundo dinámico y cambiante y siempre deberemos estar en busca de nuevos y mejores herramientas


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y soluciones. Desde la aparición de las primeras máquinas de cálculo se ha fomentado, de manera sobresaliente, la investigación para obtener máquinas cada vez más potentes, rápidas, pequeñas y baratas. Además, en paralelo al desarrollo de dichas máquinas, se ha producido una gran inversión para conseguir implantar nuevos métodos de trabajo, novedosas formas de explotación de las máquinas e innovadores modos de compartir los recursos. Por su parte, la función de creación de aplicaciones informáticas, se refiere al desarrollo de programas para que las máquinas realicen el trabajo para el que han sido creadas. Introducción a la Informática


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2.2. Elementos y conceptos básicos

Unidad Didáctica I Elementos y conceptos básicos Anto nio no queda del todo satisfecho con la respuesta, porque piensa que para que haya un uso de información automática primero alguien debería de introducirle algo de forma manual. Pero Víctor tiene la respuesta a esto...

Antes de empezar a hablar de los elementos y detalles relacionados con el mundo de la informática, conviene definir sus componentes más importantes. Desde el punto de vista informático, el elemento físico utilizado para el tratamiento de la información es el ordenador, que puede ser definido de las siguientes maneras: El ordenador es una máquina compuesta de elementos físicos, en su mayoría de origen electrónico, capaz de realizar una gran variedad de trabajos a gran velocidad y con gran precisión, siempre que se le den las instrucciones adecuadas. 



El conjunto de órdenes que se dan a un ordenador para realizar un proceso determinado se denomina programa, El conjunto de uno o varios programas, más la documentación correspondiente para realizar un determinado trabajo, se denomina un determinado trabaja.

Podemos decir que una aplicación informática es un macroprograma que consta de varios programas independientes aunque interrelacionados; es decir, programas que funcionan de forma autónoma pero que pueden necesitar información que se ha procesado en otros programas dentro del macroprograma. Podemos imaginarnos una aplicación informática bancaria formada por varios programas como, por ejemplo, un programa para el tratamiento de nóminas, otro para gestión de préstamos hipotecarios, un programa de contabilidad, etc. El ordenador es una máquina digital capaz de resolver cualquier problema que esté especific ado mediante una serie de instr uccio nes (programa).

Un sistema informático se define como el sistema compuesto de equipos y de personal pertinente, que realiza funciones de entrada, proceso, almacenamiento, salida y control, con el fin de llevar a cabo una secuencia de operaciones con datos. Autoeval uació n

Relaciona cada definición con su término correspondiente a) El conjunto de órdenes que se dan a una ordenador para realizar un proceso se denomina...

Elige...

b) El conjunto de uno o varios programas más la documentación correspondiente para realizar un determinado trabajo se denomina....

Elige...

c) El sistema compuesto de equipos y de personal que realiza funciones de entrada, proceso, almacenamiento, salida y control

Elige...


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para llevar a cabo una secuencia de operaciones con datos se denomina...

Anteriormente se ha definido ordenador como "una máquina compuesta de elementos físicos, en su mayoría de origen electrónico". Dichos componentes físicos son los que conocemos de manera genérica con el nombre de hardware. Una persona muy bruta, muy bruta, podría llegar a decir que hardware es toda aquella parte del ordenador a la que se le puede dar una patada; pero evidentemente, nosotros, como futuros profesionales de la Informática no podemos tomar ésta como una definición válida por su falta de seriedad. Probemos con esta otra definición. Llamamos hardware de un ordenador a todo elemento físico de un sistema informático , es decir, todos los materiales que lo componen, como los chips que lo componen, los dispositivos externos que se conectan a él, los cables, los soportes de información y, en definitiva, todos aquellos elementos que tienen entidad física. Por contraposición, el software de un sistema informático es la parte lógica de un sistema informático; es decir, aquélla que dota al equipo físico de capacidad para realizar cualquier tipo de trabajos . Por software nos estamos refiriendo a lo que no es materia física y que tradicionalmente se ha considerado programación o programas informáticos , que le indican al ordenador cómo debe realizar sus tareas. Autoeval uació n

Relaciona cada definición con su término correspondiente a) Los distintos componentes físicos que forman parte

Elige...

b) La parte lógica que dota al equipo físico de capacidad

Elige...



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2.3. Concepto de información

Unidad Didáctica I Concepto de información Anto nio ya ha entendido que un sistema se compone de una parte física y otra lógica, y que además se transmitirá y transformará información. José le explica que ésa es la primera visión, pero que esto es sólo el principio, y que todo es una consecuencia de la necesidad de la sociedad y las empresas de gestionar la información. Para éstas últimas se trata de su bien más valioso, que guardarán celosamente y que les va a permitir adoptar las mejores decisiones para sus intereses. Por eso es tan importante una adecuada gestión de la información.

Anteriormente: 



Se mencionó la necesidad del hombre de transmitir y tratar información Se señaló a las Telecomunicaciones y a la Informática como las disciplinas encargadas del estudio respectivo de ambos frentes de actuación sobre la información.

Pero, ¿qué es "información", qué es realmente aquello que estamos continuamente diciendo que transmitimos y tratamos?. Se define información como el conjunto de símbolos que representan algún hecho, concepto u obj eto del mundo real. Por otra parte, llamamos datos al conjunto de expresiones que denotan valores, magnitudes, condiciones, estados, etc. Normalmente, en la vida común, los términos información y dato se usan indistintamente como sinónimos, si bien en el mundo de la informática hay un pequeño matiz diferenciador entre ambos. Veamos mediante un ejemplo en qué consiste dicha diferencia. Imagínate una señal de STOP. Cuando vemos dicha señal de tráfico sabemos que tenemos que detenernos, ¿verdad?, sabemos que nos tenemos que parar. En este ejemplo, la señal de STOP sería el dato (señal = STOP), una expresión en forma de dibujo con unos colores y forma determinados. Por otra parte, lo que nos "dice" dicha señal, que paremos, lo que nosotros interpretamos o entendemos cuando vemos la señal, eso es lo que llamamos información. Imagina ahora un semáforo en rojo. Nos encontramos ahora ante un dato totalmente distinto al anterior (semáforo = rojo); sin embargo, dicho dato transmite exactamente la misma información que la señal de STOP, pues nos está diciendo lo mismo: que nos paremos. Podemos observar, por tanto, que no es lo mismo información que dato. Si somos estrictos deberíamos entonces decir que el ordenador trabaja exclusivamente con datos y que somos nosotros, las personas, los que al interpretar dichos datos extraemos la infor mación que llevan asociada. Dentro de los múltiples y variados datos que maneja habitualmente un ordenador, hay una categoría especial: las instrucciones . Las instrucciones no son más que una serie de caracteres, organizados en grupos, que representan órdenes codificadas para el ordenador y que sirven para actuar sobre datos , por ejemplo, modificándolos. Las instrucciones informan al ordenador sobre las operaciones a realizar, el modo de ejecutarlas , los medios y datos a emplear y sobre los qu e operar , el tiempo de la ejecución , etc. Autoeval uació n

La información es ...


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a) Un conjunto de símbolos que representan algún hecho, concepto u objeto del mundo real b) Un conjunto de datos relacionados entre sí c) Un conjunto de órdenes codificadas para el ordenador y que sirven para actuar sobre los datos.



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2.4. Sistema de información

Unidad Didáctica I Sistema de inform ación Anto nio parece que va entendiendo en qué consiste el trabajo en una empresa de este tipo, básicamente se trata de dar un servicio a empresas que necesitan tener un mayor control de su información, con seguridad de que no fallarán los sistemas y evitar el intrusismo de la competencia o de cualquier otro agente externo. José le dice que en la sociedad actual ha surgido un concepto importante para el mundo empresarial, que debe ser gestionado a través de lo que se conoce como Sistema de Información.

Hemos aprendido que el ordenador es la máquina encargada de realizar el tratamiento automático de la información pero, para que esto suceda, la información tendrá que transmitirse o trasladarse desde el exterior hasta el interior de la máquina. Como en cualquier otro sistema, independientemente de cómo sea éste, para que exista transmisión de información son necesarios tres elementos:

 



Un elemento emisor que dé origen a la información, en nuestro caso, un elemento exterior. Un medio que permita la transmisión de la información y que la haga llegar desde el emisor hasta el destinatario de la información. Un elemento receptor que reciba la información del exterior a través del medio de transmisión y que, en nuestro sistema, será el propio ordenador.

Una vez que la información está en el interior del ordenador se puede empezar a actuar sobre la misma, realizando las transformaciones que sean necesarias para la consecución del objetivo que se persiga. Al conjunto de operaciones que se realizan sobre una información se le denomina tratamiento de la información . Estas operaciones que se realizan sobre la información y que comienzan en las mismas "puertas" del ordenador, pueden ser divididas de manera lógica tal y como se representa a continuación:


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DEMO: Veamos las etapas del Tratamiento de la inf ormación Pulsa en el cursor para ver las distintas etapas presentes en el tratamiento de la información.

En términos generales, se denomina entradaal conjunto de operaciones cuya misión es tomar los datos d el exterior , del medio, y depositarlos en el interior del ordenador ; para ello, en ocasiones es necesario realizar operaciones de depuración o validación de los mismos, para evitar la introducción de datos erróneos o que no cumplan los requerimientos que se espera de ellos. Por ejemplo, supongamos que se está introduciendo un dato que representa la edad de una persona, evidentemente éste dato deberá ser un número positivo, pues nadie tiene una edad negativa. Durante el proceso de entrada deberá comprobarse o validarse, por lo tanto, que el dato de entrada cumple estos requerimientos y en caso de no ser así, deberá avisarse al usuario para que depure su error. Los datos, una vez dentro del ordenador, deben quedar depositados en la memoria del mismo para su posterior tratamiento. Al conjunto de operaciones que se elaboran sobre los datos de entrada para obtener los resultados o datos de salida se le llama proces o o algortimo, y consiste generalmente en una combinación adecuada de operaciones de tipo aritmético (operaciones de suma, resta, multiplicación, etc.) y comprobacioneslógicas (comparaciones de igualdad, desigualdad, etc.) de cuya ejecución secuencial se obtiene la solución a un problema. Por último, se denomina salida al conjunto de operaciones que proporcionan los resultados de un proceso a las personas o entidades externas correspondientes. Se engloban en la salida también aquellas operaciones que dan forma a los resultados y los d istr ibuyen adecuadamente. El algoritmo necesario para la resolución de un problema queda definido cuando una aplicación informática es analizada, de tal forma que posteriormente cada proceso se codifica en un lenguaje que sea reconocible por la máquina (directa o indirectamente) y, tras una preparación final, obtendremos una solución ejecutable por el ordenador . La automatización de un problema para que pueda ser desarrollado por un ordenador se representa en el esquema siguiente:


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En un sistema de información ... a) Se recoge información de entrada, se procesa y se presenta como información de salida. b) Solamente se producen procesos de salida de información. c) No se procesa la información



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2.5. Generacion es de or denadores

Unidad Didáctica I Generaciones de ordenadores En una reunión en casa de José, su hermano Antoni o sigue interesándose por los comienzos de la informática, y le pregunta si siempre fueron los ordenadores tal y como son ahora. José se echa a reír y llama a su vecino y amigo Enrique que tiene 70 años y que fue uno de los primeros informáticos andaluces. Enrique le cuenta su experiencia desde 1951, cuando los ordenadores tenían el tamaño de una camioneta y sólo sabían programarlos los americanos.

Desde la aparición de los primeros ordenadores, allá por los años 50, la evolución de éstos ha sido impresionante. ¿Qué cara pondrían las personas de aquella época, que trabajaban con ordenadores que ocupaban habitaciones enteras, si viesen mini ordenadores como los que todo el mundo lleva ahora en el bolsillo del pantalón formando parte de los teléfonos móviles de última generación? Probablemente, ni el más optimista de la época hubiese pronosticado una evolución similar. Esta vorágine de cambios tecnológicos ha dado lugar a una clasificación de las computadoras u ordenadores en generaciones, donde cada salto tecnológico de importancia marca un cambio de generación, si bien es cierto que los últimos desarrollos no son tenidos muy en cuenta. Empecemos nuestro paseo por las distintas generaciones de ordenadores.

Primera Generación . El comienzo de la 1ª Generación viene marcado por la aparición del UNIVAC-I, en 1951, y viene caracterizada por el uso del tubo de vacío como elemento fundamental del equipo y de los circuitos de los ordenadores. En esta época los ordenadores eran máquinas grandes y p esadas, que ocupaban habitaciones completas. Las posibilidades de estas máquinas eran limitadas y sus averías frecuentes. Te contaré una historia curiosa. ¿Sabes lo que es un bug informático? Actualmente se conoce como bug a cualquier error de programación; sin embargo, este término tiene su origen en los errores de funcionamiento que se producían en estos ordenadores cuando una polilla (bug en inglés significa polilla) quedaba atrapada entre los tubos y válvulas de la maquinaria. Además, las válvulas electrónicas son elementos que consumen bastante energía e irradian gran cantidad de calor, por lo que para la instalación y funcionamiento de este tipo de ordenadores se necesitaban grandes habitaciones equipadas con potentes equipos de aire acondicionado. El lenguaje de programación que se utilizaba en estos ordenadores era el lenguaje máquina, y cualquier modificación en los programas o la inclusión de otros nuevos era muy costosa en tiempo, trabajo y, consecuentemente, también costosa económicamente. Las tarjetas perforadas, la cinta perforada y las líneas de demora de mercurio eran los dispositivos que se utilizaban como memoria para el almacenamiento interno de la información en el ordenador, para su posterior tratamiento. Por razones evidentes, estamos en una época en la que el uso del ordenador se limitaba a los campos científicos y militares. Segunda Generación . Podemos fechar el comienzo de la segunda generación en el año 1958, con la aparición del transistor . En esta época los ordenadores comienzan a utilizar circuitostransistorizados (con transistores), cuyo consumo eléctrico es bastante inferior al de las válvulas electrónicas. Esto implica que la irradiación de calor es mucho menor y con ello, mayor es la fiabilidad de la máquina. También contribuye a esto el que el transistor sea un elemento constituido fundamentalmente por silicio o


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germanio , cuyo ciclo de vida es muy superior a la del tubo de vacío, lo que hace de estos ordenadores máquinas con menos averías. Además, se amplía la potencia de los ordenadores, se reduce ampliamente su precio, y sobre todo, se reduce el tamaño de los ordenadores. Toma la siguiente comparación como referencia: un transistor. puede tener el tamaño de una lenteja, mientras que el tubo de vacío supera el tamaño de un cartucho de caza. Al igual que el UNIVAC es el ordenador insignia de la primera generación de ordenadores, la bandera de esta segunda generación es el IBM 1401. Las máquinas de esta generación emplean, además, algunas técnicas avanzadas, no sólo en cuanto a electrónica, sino en lo que tiene relación con la Informática y el proceso de datos. Así, por ejemplo, con estas máquinas se empezaron a utilizar lenguajes de programación, evolucionados que hacían más sencilla la programación; entre ellos podemos citar el Ensamblador y algunos lenguajes denominados de alto nivel como Fortran, Cobol y Algol . Asimismo, empezaron a utilizarse como memoria interna los núcleos de ferrita, y como memoria externa, la cinta magnética y los tambores magnéticos. Por último, haremos referencia a que en esta época se extiende la utilización del ordenador a los campos de administración y gestión.

Tercera Generación . En 1964, la aparición del IBM-360, marca el nacimiento de la tercera generación de ordenadores. En esta época, las placas de los circuitos impresos son reemplazadas por circuitos integrados , que están formados por cientos de componentes electrónicos (transistores, diodos, resistencias, conductores, etc.) miniaturizados y encapsulados en unas plaquitas de silicio de unos pocos centímetros cuadrados de superficie, llamadas chip . Una vez más el tamaño es reducido. Siguiendo con las comparaciones, podríamos decir que un circuito integrado tiene el tamaño de una moneda. Nuevamente, la reducción del tamaño trae consigo una reducción del consumo eléctrico y un aumento de la fiabilidad de los equipos, así como una disminución de los precios. Asimismo, el software evolucionó de forma considerable y aparecen los primeros lenguajes de alto nivel, como Basic, Pascal y PL/1. Comenzaron a utilizarse las memorias de semiconductores y los discos magnéticos . También en esta generación comienza a generalizarse el uso de minicomputadores en los negocios.

Los lenguajes de programación evolucionados se empezaron a utilizar a partir de... a) La tercera generación de computadoras b) En la primera generación de computadoras c) Entre la tercera generación y finales de la cuarta d) En la segunda generación de computadoras

Cuarta Generación . La cuarta generación de ordenadores da comienzo a principios de los años 70, aunque no es reconocida como tal generación por muchos profesionales de la informática, para quieres solamente es una variante de la tercera. Viene caracterizada por la aparición del microchip , que es un circuito integrado miniaturizado aún más, basado en la integración a gran escala. Se vuelve a conseguir mayor velocidad y menor tamaño, y aparecen los primeros minicomputadores domésticos en Estados Unidos. Se empiezan a utilizar las memorias electrónicas y como unidad de almacenamiento externo se utiliza el disquete. El primer ordenador personal en EEUU fue el Altair 8800 de la empresa MITS construido en 1974 . Quinta Generación. A finales de los 70 comienza lo que podría


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llamarse la quinta Generación de ordenadores, que llega hasta nuestros días. Esta época viene marcada por la aparición del microprocesador , que es un circuito integrado que reúne en un solo microchip de silicio todas las funciones principales de un ordenador. Es decir, se consigue tener toda la CPU en un único circuito integrado. Aparece el ordenador personal, con lo que el ordenador empieza a tener un uso doméstico y p articular . Desde principio de los noventa, los microordenadores personales han aumentado de forma increíble sus prestaciones, disminuyendo de igual forma su tamaño y su precio. Hoy en día, los ordenadores portátiles pueden ser de unas dimensiones bastantes reducidas y los lo contienen más de 128 Megabytes de Memoria RAM, sus discos duros miden su capacidad en Gigabytes, las velocidades de proceso se miden en Giga hertzios y tienen todo un equipo multimedia instalado. Como vemos, desde los inicios del ordenador hasta hoy, los avances han sido ciertamente increíbles. Para saber más: Una completa página con apuntes sobre hardware en general. Está muy bien organizada y presenta una navegación sencilla. Los contenidos son rigurosos y están bastante actualizados, lo que hace de este sitio una magnífica fuente de consulta. Conocimientos del ordenador

El uso doméstico y particular de los ordenadores comerciales... a) Cuando se abaratan los precios de construcción de los ordenadores que tiene lugar en la tercera generación de computadoras b) Cuando comienza la quinta generación de computadoras c) Hasta el año 2000 no ocurre esto.

Con la aparición y auge de las redes de ordenadores, podemos incluso hablar de una sexta generación de ordenadores , caracterizada por la conexión en red de gran multitud de ordenadores individuales que colaboran para la resolución de un problema como si fuesen un único ordenador virtual. Introducción a la Informática


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3. La información y su r epresentación i nterna

Unidad Didáctica I La información y su representación interna Enrique le cuenta a Antonio que dedicarse ahora a la Informática es mucho más sencillo que cuando él comenzó. En aquella época era necesario utilizar los datos al nivel binario, tal y como los gestiona el ordenador, pero ahora se han hecho herramientas que traducen directamente y el informático no necesita hacer el esfuerzo de trabajar como lo haría el ordenador. Le comenta cómo, evitando trabajar con código binario (ceros y unos), se recurría a los sistemas de numeración octal y hexadecimal, más rápidos de traducir al binario que el natural para las personas, el sistema decimal.

En el apartado anterior se ha visto que el ordenador es la máquina que se utiliza para procesar (recoger, tratar, almacenar y mostrar) información. Pero, ¿cómo representa internamente dicha información el ordenador? En este apartado se tratará de dar respuesta a tal pregunta y se verá cómo el ordenador representa la información internamente cuando ésta es numérica (números) y cuando es alfanumérica (letras y caracteres especiales). Los ordenadores, debido a su construcción, solamente pueden trabajar en forma binaria. Un ordenador está compuesto de circuitos electrónicos sobre los cuales sólo se puede evaluar si hay o no hay corriente; por lo tanto, sólo se reconocen dos estados o valores : 



"1" si hay tensión o corriente en un punto

"0" si no hay tensión.

Sin embargo, el ordenador, para comunicarse con nosotros (para mostrarnos la información), no utiliza el sistema binario , sino que utiliza otros sistemas de numeración como son el octal, hexadecimal y decimal . Antes de continuar avanzando, debemos tener claro qué es un sistema de numeración. Definimos sistema de numeración como el conjunto de símbolos y reglas que se utilizan para representar cantidades o datos numéricos (números). En los siguientes apartados veremos las reglas y funcionamiento que rigen los sistemas de numeración más utilizados en el ámbito de la Informática. Autoeval uació n

Un sistema de numeración consiste en... a) Utilizar números para interpretar cantidades b) En el uso de símbolos y reglas para representar datos numéricos c) En el uso de reglas para representar 0 y 1 que es lo que entiende el ordenador.



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3.1. El sis tema decim al

Unidad Didáctica I El sistema decimal

El sistema decimal es el más conocido por nosotros, pues es el que utilizamos todos los días. ¿Te has preguntado alguna vez por qué usamos el sistema decimal en vez de cualquier otro? Puede parecerte un tanto absurdo, pero esto es muy probablemente debido a que tenemos 10 dedos para contar. Quizá, si fuésemos como los personajes de Los Simpsons, que tienen ocho dedos, utilizaríamos el sistema octal. El sistema decimal:







Es uno de los sistemas denominados posicionales , al igual que el resto de sistemas que vamos a estudiar, pues utiliza un conjunto de símbolos cuyo significado o valor depende de su posición relativa al punto decimal . Es decir, sabemos que no tiene el mismo valor un 1 si está situado en la posición de las unidades que si está situado en la posición de las centenas. La base de este sistema de numeración es 10, que es también la cantidad de cifras o símbolos distintitos que utiliza el sistema para la composición de los números. Los símbolos o cifras que utiliza el sistema decimal son los siguientes: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9.

En este sistema, un número se expresa como una cadena de estas cifras, donde cada cifra aporta un valor al número, valor que depende tanto del valor intrínseco de la propia cifra, como de la posición que ocupa en la cadena, al ser un sistema de numeración posicional. Un determinado valor o cantidad, que denominaremos número decimal, se puede expresar de la siguiente forma:


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Autoeval uació n

En el sistema decimal los símbolos utilizados son: a) 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 b) Todos los números que existen c) 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

Ejemplo:

Número decimal 245 = (5 * 100) + (4 * 101) + (2 * 102) = 5 + 40 + 200 = valor 245 Autoeval uació n

En un sistema posicional... a) El valor de un número depende de su posición con respecto al punto decimal. b) Solo se pueden representar números en base 10. c) Solo se pueden representar números con decimales.

DEMO: Veamos c ómo d escompon er un nú mero decimal en base 10 1. 2. 3. 4.

Primero desglosamos el número decimal en centenas, decenas y unidades Después convertimos las centenas en base 10. A continuación las decenas. Y por último, las unidades.

A ver si puedes contestar a estas preguntas: 

¿Cuántos números distintos se pueden representar con 1 cifra decimal? Evidentemente, se


Caso Practico

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pueden representar 10 números, los que van del 0 al 9. 



¿Cuántos números distintos se pueden representar con 2 cifras decimales? Con dos cifras se pueden representar 100 números, los que van del 0 (00) al 99. ¿Cuántos números distintos se pueden representar con 3 cifras decimales? Con tres cifras decimales se pueden representar 1000 números, los que van del 0 (000) al 999.

Generalizando, ¿cuántos números distintos se pueden representar con n cifras decimales? Con n cifras decim ales se pueden representar 10n números, lo s que van del 0 al 10n - 1. Introducción a la Informática


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3.2. El sistema bin ario

Unidad Didáctica I El sistema binario

Es el sistema que utilizan internamente los circuitos digitales que conforman el hardware de los ordenadores. 





La base de este sistema de numeración es 2. Los símbolos o cifras que se utilizan para la representación de los números son exclusivamente los siguientes: 0 1. Cada cifra o dígito de un número representado en este sistema se denomina bit , que es la menor unidad de información posible en un ordenador.

Así, por ejemplo: 1 bit =se refiere a un número de 1 cifra binaria 2 bits = se refiere a un número de 2 cifras binarias .. . n bits = se refiere a un número de n cifras binarias

Al igual que el sistema decimal, el sistema binario es un sistema de numeración posicional, que recordemos que quiere decir que el valor de cada cifra viene dado tanto por su valor intrínseco como po r su posic ión dentro de la cadena de cifras que forman el número binario . Ejemplo:

Número binario 1011 = (1*20) + (1*21) + (0*22) + (1*23) = 1 + 2 + 0 + 8 = valor 11

DEMO: Veamos c ómo co nvertir u n núm ero binario a decimal 1. Primero desglosamos el número binario en potencia de base 2. 2. Después obtenemos las potencias de cada unidad. 3. Y por último, sumamos las potencias.


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En el apartado anterior hemos formulado una serie de preguntas cuyas respuestas seguro que has encontrado sencillas al tratarse del sistema decimal. ¿Crees que serías capaz de responder a las mismas preguntas pero formuladas sobre el sistema de numeración binario? Comprobémoslo: 



¿Cuántos números distintos se pueden representar con 1 cifra binaria; es decir, con 1 bit? Con un bit se pueden representar 21 números; es decir, 2 números, los que van del 0 al 1. ¿Cuántos números distintos se pueden representar con 2 cifras binarias? Con dos bits se pueden representar 22 números; es decir, 4 números: 00 = valor 0 01 = valor 1 10 = valor 2 11 = valor 3

Es decir, los que van del 00 al 11, o lo que es lo mismo, los que van del valor 0 al valor 3. 

¿Cuántos números distintos se pueden representar con 3 cifras binarias? Con tres bits se pueden representar 23 números; es decir, 8 números: 000 = valor 0 001 = valor 1 010 = valor 2 011 = valor 3 100 = valor 4 101 = valor 5 110 = valor 6 111 = valor 7

Es decir, los que van del 000 al 111, o lo que es lo mismo, los que van del valor 0 al valor 7. Generalizando, ¿cuántos números distintos se pueden representar con n cifras binarias? Con n cifras bin arias se pueden representar 2n números, los que van del 0 al 2n - 1. Autoeval uació n

En el sistema binario el numero 3 decimal equivale a... a) 011 b) 000 c) 100



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3.3. El sist ema octal

Unidad Didáctica I El sistema octal

El sistema octal, al igual que el sistema decimal y el sistema binario, es un sistema de numeración de los llamados posicionales cuya base es 8 y que, por tanto, utiliza ocho símbolos o cifras distintas para componer sus números: 0 1 2 3 4 5 6 7.

Ejemplo: Númer o oct al 54 = ( 4*8 0) + ( 5*8 1) = 4 + 40 = val or 44



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3.4. El sis tema hexadecimal

Unidad Didáctica I El sistema hexadecimal

El sistema hexadecimal, al igual que los sistemas anteriores, es un sistema de numeración posicional, cuya base es 16 y que utiliza las siguientes cifras o símbolos para componer sus números: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F . ¿Es la primera vez que ves letras haciendo la función de cifras numéricas? Esta situación no debe sorprenderte, solamente piensa que son más cifras, A B C D E y F, cuyos valores intrínsecos son los siguientes:

Ejemplos:

Número hexadecimal 54 = (4*160) + (5*161) = 4 +80 = valor 84 Número hexadecimal BC3 = (3*160) + (C*161) + (B*162) = (3*160) + (12*161) + (11*162) = 3 + 192 + 2 Autoeval uació n

En un sistema Hexadecimal los símbolos utilizados son... a) 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16 b) 1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F c) 0,1,2,3,4,5,6,7


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DEMO: Veamos c ómo c onvertir un nú mero hexadecimal a decimal 1. 2. 3. 4. 5.

De derecha a izquierda descomponemos el número hexadecimal. Multiplicamos cada elemento por 16 elevado a la posición que ocupa empezando por 0. Convertimos las letras del sistema hexadecimal en decimal Multiplicamos los productos. Sumamos el resultado.

Para saber más: ¿Quieres ver cóm o se pasa de un sis tema a otro? DEMO: Veamos c ómo c onvertir un nú mero hexadecimal a decimal 1. 2. 3. 4.

De derecha a izquierda descomponemos el número hexadecimal. Multiplicamos cada elemento por 16 elevado a la posición que ocupa empezando por 0. Multiplicamos los productos. Sumamos el resultado.



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3.5. Representación interna de números enteros

Unidad Didáctica I Representación in terna de números enteros José le comenta a su hermano que, al principio, una de las cosas que más le costaba estudiar era precisamente cómo trataba el ordenador los diferentes valores que adoptaban los datos, y que no se aplicaba el mismo tratamiento sobre valores enteros y sobre valores reales, tratándose en ambos casos de números. Recuerda cuando hacían ejercicios con números binarios en los que distinguían con el BIT más a la izquierda si el número era positivo o negativo.

¿Recuerdas cuáles son los números enteros? Básicamente, los números enteros son los que no tienen decimales, cubriendo desde el menos infinito hasta el infinito; es decir, - ,... , - 2, - 1, 0, 1, 2,... , + . ¿ Puede representar el ordenador todos estos números? Y, de ser así, ¿cómo los representa internamente? En este apartado trataremos de dar respuesta a estas preguntas. Coge una calculadora y empieza a realizar operaciones encadenadas de multiplicación de manera indiscriminada. ¿Qué sucede? Verás que llega un momento en el que aparece en la pantalla un símbolo extraño, generalmente como una E al revés. Este símbolo quiere decir que el número resultante de la operación no "cabe" en la pantalla, se trata de un número no representable que desborda la capacidad de representación de números de la calculadora. Es decir, es un número mayor de lo que la calculadora puede manejar. Algo idéntico ocurre con los ordenadores, que son máquinas al fin y al cabo y, por tanto, limitadas, pues tienen una capacidad de almacenamiento finita. El ordenador, al igual que la calculadora, tiene una capacidad de cálculo limitada, y habrá unos límites en cuanto a los números que es capaz de representar y manejar. Estas limitaciones vendrán dadas por la arquitectura del mismo ordenador, generalmente por el tamaño de los espacios de memoria que utiliza para realizar las operaciones, pero también por la manera que tenga de representar los números internamente, algo que también influirá en la cantidad de números que se pueden representar. Por eso es tan importante conocer, al menos un poco, la manera que tiene el ordenador de representar los números internamente, para ser conscientes de qué es representable y de qué no, para conocer los límites de la máquina. Fíjate si es importante que muchos de los errores más graves que se han producido en la historia de las aplicaciones informáticas, y que han provocado grandes incidentes y el fracaso de proyectos enteros, han tenido su origen en la no consideración de aspectos de este tipo.

Supón que queremos almacenar en el ordenador información acerca de la edad de una persona en años. Cuando la persona no llega al año, su edad será de cero, y además, no puede haber una persona que tenga una edad negativa. Por lo tanto, de todos los números enteros, para almacenar información de este tipo, sólo necesitamos los números positivos y el cero. Dentro de los números enteros, existe un subconjunto, el de los números naturales que son los enteros positivos más el cero;


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es decir, los números: 0, 1, 2, 3, 4,... . En el mundo de la informática los números naturales se conocen con el nombre de enteros sin signo . Los ordenadores suelen usar una capacidad de 32 bits para almacenar los números enteros, aunque es algo que depende de la arquitectura del propio procesador. Este espacio, el número de bits que se van a poder utilizar para representar los números va a determinar, evidentemente, la cantidad de números representables. Existen varias maneras distintas de representar los números enteros en los ordenadores, pero nosotros sólo veremos la más utilizada de ellas, la cual recibe el nombre de binario puro , y en la que se realiza una conversión de decimal a binario, tal y como se ha visto, quedando así almacenado en los 32 bits correspondientes. Así, los rangos de los números enteros sin signo representables en binario puro serían:

8 Bits 16 Bits 32 Bits

(1 octeto) 28 números de 0 a 255 (2 octetos) 216 números de 0 a 65.535 (4 octetos) 232 números de 0 a 2 32 -1

64 Bits

(8 octetos) 264 números de 0 a 2 64 -1

En ciertas ocasiones no es suficiente con los números positivos y el cero para representar lo que queremos, y necesitamos los números negativos para representar ciertas informaciones. Por ejemplo, las deudas de nuestra cuenta bancaria. Aparte de los números naturales, el ordenador también es capaz de representar números enteros, es decir, números sin decimales tanto positivos como negativos, aquellos que van desde el menos infinito hasta el más infinito: - , ..., - 2, - 1, 0, 1, 2, ...., + .

Existen diversas formas de representar internamente este tipo de números, pero nosotros sólo hablaremos de una, la llamada representación signo-magnitud, pues es la más utilizada en la mayoría de los ordenadores. Esta manera de representación recibe este nombre porque utiliza el bi t más significativo (el de más a la izquierda) para representar el signo del número, quedando el resto de bits , 31, para representar el valor absoluto del número o su magnitud . Es decir, si el bit de más a la izquierda es un 0, querrá decir que el número es positivo, mientras que si es un 1, querrá decir que el número es negativo. El resto de bits se utilizan para codificar el número en binario puro. Este método tiene la ventaja de poseer un rango simétrico, es decir, tiene el mismo número de negativos que de positivos. Sin embargo, de los 32 bits perdemos uno para representar el signo del número, con lo que disminuirá la cantidad de números representables. Con este método se puede representar el siguiente rango de números: [- (2n-1 - 1), (2n-1 - 1)]

Su gran inconveniente es que tiene dos representaciones para el cero " 0":


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0 0 0 0 .... 0 0 0 0 (+0) 1 0 0 0 .... 0 0 0 0 (-0 ) Para saber más: Si quieres profundizar un poco más en este tema, visita el siguiente enlace, en la página 7 puedes encontrar otra notación para representar números enteros, la notación complemento a 2: Representación int erna de números. [Versión en caché]



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3.6. Representación interna de números reales

Unidad Didáctica I Representación i nterna de nú meros reales Enrique añade que lo más complejo era trabajar con números decimales, que era necesario utilizar notación científica para seguir cierta uniformidad y lo fácil que resultaba cometer errores. Añade que, por muy difícil que parezca, la representación interna de los valores numéricos sigue haciéndose de la misma forma en la actualidad.

Ya hemos visto un poco cómo representa el ordenador los números enteros. Pero los números sin decimales no son suficientes. En algunas ocasiones necesitamos números con decimales, por ejemplo, para representar los precios de las cosas en euros. Aparte de los números enteros existe lo que se conoce con el nombre de números reales; es decir, números que tienen parte entera y parte decimal, y estos también son representables y manejables por el ordenador. Para representar los números reales el ordenador utiliza lo que se conoce con el nombre de representación en punto flotante. Además, este tipo de representación no sólo sirve para representar los números reales, sino también para representar aquellos números enteros no representables con los mecanismos descritos en el apartado anterior para la representación de números enteros. Veamos cómo es esta forma de representación de números. Para codificar un número real en punto flotante primero hay que pasar éste a notación científica. Así, por ejemplo, el número 30'0008 vendría expresado como 0'300008 * 102. En este sistema, un número se representa con tres campos:

 

1 bit de signo , que será 0 si el número es positivo y 1 si es negativo. Exponente. Recoge la codificación del número que hace de exponente en la notación científica; en el ejemplo anterior habría que codificar el 2, pues era 102. Esto no es exactamente así, puesto que este campo supone que la base de exponenciación es 2 en vez de 10, por lo que primero habría que resolver la siguiente ecuación: 102 =2x y calcular el valor de x, que es lo que habría que codificar en el campo Exponente.


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

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Mantisa. Recoge la codificación del número después del 0' de la notación científica.

Este mecanismo de representación de números no es exacto, en el sentido de que hay números que no son representables, aunque sí aproximables con un margen de error, lo que comúnmente llamamos redondeo. Por eso se dice que el manejo de números reales por parte del ordenador tiene gran precisión, aunque dicha precisión no es perfecta. Autoeval uació n

La representación de números reales... a) Solamente la utilizamos para representar números reales b) La utilizamos para representar números reales y enteros mayores que los representables como números enteros c) No se pueden representar enteros

Para saber más: Al ig ual que con los nú mer os ent eros, los nú mer os reales ti enen di fer entes representaciones internas, entre ellas está la representación interna en coma flotante, en la notación IEEE 754, de la que podr ás obtener más in formació n en el sigui ente enlace: Representación in terna de los nú meros reales. Coma flot ante. [Versión en caché]



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3.7. Codificación alfanumérica

Unidad Didáctica I Codificación alfanumérica Anto nio está muy interesado en la conversación y pregunta, "¿qué pasa con los valores que no son números?". José le comenta que los valores no numéricos son muy diversos, pero que básicamente todo en un ordenador se reduce a trabajar con números, así cada letra del alfabeto es codificada con un valor numérico.

Ya hemos visto cómo el ordenador trabaja con la información de tipo numérica, ya sea con números enteros o reales. Pero, aparte de con números, el ordenador también trabaja conletras o , dicho de manera más genérica, con caracteres . En el mundo de la informática a este tipo de dato recibe el nombre de datos alfanuméricos . Entre dichos datos alfanuméricos están los siguientes: 

Caracteres alfabéticos : Letras mayúsculas. De la A a la Z (sin la Ñ) Letras minúsculas. De la a a la z (sin la ñ)  



Cifras decimales : Son las cifras 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, pero tratados como caracteres. 



Caracteres especiales : Caracteres como: el punto, la coma, el punto y coma, el asterisco, etc. Órdenes de control: NUL, CR, ACK, etc. Estos caracteres no tienen representación con un símbolo, sino que sirven para mandarle al ordenador alguna orden o instrucción especial.  

Sin embargo, como sabemos, el ordenador sólo es capaz de trabajar en binario; es decir, de representar y almacenar ceros y unos. ¿ Cómo puede entonces el ordenador representar y almacenar un carácter? ¿No hay aquí una cierta contradicción? Para la representación de información alfanumérica se utiliza lo que se conoce con el nombre de código . Un código no es más que una tabla de equivalencia en la que a cada carácter o símbol o que se qui ere representar se le asigna un número binario , de tal manera que lo que guarda el ordenador internamente es dicho número binario. Sin embargo, a la hora de interpretarlo, se busca en la tabla y se toma el carácter alfanumérico asociado. Los primeros códigos utilizados fueron de 6 bits . Esto quiere decir que a cada carácter se le asigna un número de 6 bits, lo que implica que este tipo de códigos permitían la representación de 26 caracteres d istin tos (64 caracteres) que corresponde a 26 letras mayúsculas, 10 cifras numéricas (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9) y 28 caracteres denominados especiales. Un ejemplo de código de 6 bits es el código FIELDATA, que se muestra a continuación:


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4. Estructur a interna del or denador

Unidad Didáctica I Estructura interna del ordenador En una de sus visitas a la empresa SI Andalucía, en la que trabaja su hermano José, Anto nio saluda a Jesús que está montando un ordenador y se interesa por lo que está haciendo. Jesús le explica que cada uno de los componentes del ordenador tiene una tarea que cumplir y que la potencia del equipo, es precisamente el trabajo en conjunto de toda la máquina, de la que el informático o programador debe conseguir sacar el máximo provecho como herramienta de trabajo o como entretenimiento.

En apartados anteriores se vieron una serie de definiciones. Así, por ejemplo: 







Se describió sistema informático como el conjunto de equipos y personal que realizan operaciones de entrada de información, de proceso y almacenamiento de la misma y de salida. Se definió softwarecomo la parte lógica o programas que le indican al ordenador cómo debe realizar una serie de funciones. Se presentó el concepto de programacomo un conjunto de instrucciones que el ordenador ejecuta secuencialmente y cuyo resultado final es la solución de un problema. Se definió hardwarede un ordenador como los elementos físicos de un sistema informático.

En este apartado se describirán los componentes más elementales del hardware del ordenador y se verá, de manera superficial, cómo éstos interactúan para llevar a cabo las distintas instrucciones que componen un programa. La estructura física básica de un sistema informático está compuesta de cuatro elementos: 







La Unidad Central de Proceso (CPU), o elemento ejecutor de las instrucciones de programas. La memoria principal o central , o elemento en el que tienen que estar ubicados los programas para que éstos puedan ser ejecutados por la CPU. Los periféricos , o unidades externas que permiten a la CPU comunicarse con el mundo exterior. Los buses , o canales de comunicación que unen los distintos componentes para hacer posible la comunicación entre ellos.


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La estructura física de un ordenador esta compuesta por... a) La unidad central de proceso (CPU), Monitor y resto de periféricos que el usuario posea. b) CP U, memoria principal, periféricos y buses. c) CPU, memoria externa, periféricos y registros.

En los siguientes apartados iremos profundizando en cada uno de estos elementos, empezando por la Unidad Central de Proceso o CPU (Central Processing Unit), que es el elemento más importante de todos ellos y entorno al cual gira todo el esquema anterior. Introducción a la Informática


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4.1. La unidad cent ral de pro ceso (CPU)

Unidad Didáctica I La unidad central de pro ceso (CPU) Jesús le muestra a Anto nio el procesador, y le comenta sus características de marca, modelo y velocidad de procesamiento. Le llama la atención cuando le explica el número de operaciones que puede realizar esa miniatura en un segundo, (¿alrededor de dos mil quinientos millones de operaciones?). Le explica además que dentro del procesador hay una serie de componentes, cada uno de los cuales tiene una serie de tareas que realizar de forma independiente para que de nuevo el conjunto consiga ser útil.

De todos los elementos físicos que componen la estructura básica de un ordenador, la CPU o Central Processing Unit (en castellano, Unidad Central de Proceso o UCP), es el más importante. Haciendo una analogía, podríamos establecer que la CPU es tanto el cerebro como el corazón de la máquina. Es el cerebro porque controla y gobierna el sistema. Es el elemento que sabe qué es lo que hay que hacer en cada momento y sabe qué órdenes hay que dar al resto de elementos para que la tarea se lleve a cabo. La CPU es como el "jefe" del sistema, que dice a cada elemento restante del ordenador qué tiene que hacer y controlando que lo hace correctamente. La CPU es la encargada de controlar los periféricos, la memoria y la información que se va a procesar (es decir, sobre la que se va a realizar alguna acción), entre otras muchas cosas. Al mismo tiempo, podemos establecer que la CPU es el corazón del ordenador, pues es el elemento que marca el ritmo de fu ncionamiento , marca los tiempos en los que el resto de elementos deben ir realizando los trabajos que se les ha encomendado. Todos los elementos del sistema funcionan al ritmo o frecuencia que la CPU marca.

Quizá el nombre de CPU sea la primera vez que lo oyes y te resulte un poco extraño. Sin embargo, seguro que el nombre de procesador sí que te suena más. Bien, problema resuelto, pues CPU y procesador son nombres que hacen referencia al mismo elemento . Además, en la época actual, la CPU o procesador está formada físicamente por unos circuitos electrónicos integrados en un solo chip , llamado microprocesador . Por tanto, podemos decir que procesador es el término general para designar a la CPU, mientras que microprocesador es el término que se debe utilizar cuando la CPU está contenida en una sola pastilla, que es lo que ocurre desde hace ya tiempo y, evidentemente, en todos los ordenadores actuales. De ahora en adelante, se usará indistintamente cualquiera de los tres términos para designar a este elemento del ordenador. Concretando un poco más las funciones que tiene un procesador, podemos establecer que éstas son las siguientes:


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



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Funciones de Proceso . Es decir, la CPU tiene la misión de ejecutar las instrucciones que forman los programas, realizando para ello los cálculos aritméticos y lógicos que sean necesarios. Funciones de Control . Es decir, supervisar todas las operaciones del sistema informático, controlando el flujo de datos entre los distintos elementos, y controlar que todo el sistema funciona correctamente.

Para saber más: "El microprocesador es como el cerebro del ordenador. Es un chip en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip. Los Microprocesadores son un conjunto de componentes que trabajan juntos". Así comienza un escueto pero curioso artículo sobre los procesadores en el que puedes encontrar varios enlaces más, entre los q ue destacaría los de Historia de los mic ropro cesadores. El Microprocesador [Versión en caché] Autoeval uació n

El componente de la CPU que se encarga de extraer instrucciones, decodificarlas y emitir las órdenes necesarias para su realización es... a) La unidad de control. b) La unidad aritmético-lógica. c) Los registros.



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4.2. Elementos i nterno s de la CPU

Unidad Didáctica I Elementos internos de la CPU

Vamos a adentrarnos ahora un poco más a fondo el funcionamiento interno de un procesador. Para ello, a continuación vamos a describir cada uno de los elementos básicos de los que está compuesta cualquier CPU, desde la más antigua hasta el más moderno de los microprocesadores, centrándonos en las tareas que tiene encomendadas cada uno de ellos: 





Unidad de Control (UC) . Es el componente que controla el funcionamiento de la CPU y, por consiguiente, del ordenador. Podría decirse que es el "opendemor de orquesta" o "el jefe" dentro de la CPU. Como ya sabemos, la misión principal del procesador es la de ejecutar las instrucciones de los programas que se encuentran en memoria. Entre las funciones p rincipales de la Unidad de Control están la de encargase de extraer o capturar las instrucciones del programa que se tienen que ejecutar (es decir, traer las instrucciones de memoria al procesador para que éste las pueda ejecutar), la de encargarse de analizar o decodificar las instrucciones para poder ejecutarlas (es decir, averiguar que significa cada una de las instrucciones que se tienen que ejecuta) y la de emitir las órdenes necesarias al resto de elementos del procesador para la ejecución de las instrucciones . Así, por ejemplo, si se trae una instrucción de memoria al procesador y al decodificarla averigua que es una suma, tendrá que mandarle a la unidad competente que realice dicha suma. Unidad Aritmético-Lógica (ALU, de las siglas inglesas). Es el componente que se encarga de realizar las operaciones aritméticas , es decir, los cálculos (sumas, restas, etc.), y las operaciones lógicas , es decir, las comparaciones. Podría decirse que es "la mano de obra" del sistema, que realiza su trabajo siempre bajo el mandato y supervisión de la unidad de control. Registros del procesadori . Los registros del procesador son zonas de almacenamiento o memoria, en un principio de 16 bits, actualmente de 32 y muy pronto de 64, dentro del procesador para que éste pueda realizar sus operaciones. De hecho, la ALU sólo puede operar sobre los registros , por lo que antes de poder operar con ningún dato que se encuentre en la memoria principal del sistema, la CPU deberá primero traerlo desde allí hacia alguno de sus registros. Así, por ejemplo, la ALU puede sumar los valores de dos registros y poner el resultado en otro registro, también puede escribir en memoria el valor de un registro, o también hacer el paso inverso y leer de memoria un valor y meterlo en un registro para poder operar con él. Estos registros que se usan para almacenar datos antes de ser operados o datos resultado de alguna operación se llaman registros de datos o registros de propósito general . También existe un registro especial, y muy importante, que recibe el nombre de registro Contador de Programa. Este registro se encarga de almacenar la dirección de memoria donde se encuentra almacenada la siguiente instrucción a ejecutar y, por tanto, sirve para que la Unidad de Control sepa por dónde va la ejecución del programa en todo momento y pueda ir extrayendo las instrucciones.


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[D ]El procesador también tiene un reloj que marca la velocidad de proceso o frecuencia o ciclo de reloj a la que trabaja. Este elemento proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes (frecuencia constante) que marcan los instantes en que han de comenzar los distintos pasos de que consta cada instrucción. Es decir, va marcando el ritmo al que se tienen que ir ejecutando las instrucciones. ¿Recuerdas las películas de romanos, cuando los esclavos eran condenados a remar en las galeras? Pues el reloj del procesador es como la persona que marcaba el ritmo en una galera a golpe de tambor, donde a cada golpe de tambor, los esclavos tenían que dar una remada, y la velocidad de golpeo del tambor marcaba la velocidad o frecuencia de remado. Cualquier operación no puede durar menos de un ciclo de reloj, aunque sí puede suceder que dure varios ciclos de reloj . La unidad de medida de la frecuencia es el Hertzio o Hercio , que indica el número de ciclos de reloj que hay en 1 segundo. Así, una frecuencia de 1 Hercio significa que en 1 segundo hay 1 ciclo de reloj; es decir, siguiendo con la analogía, un golpe en el tambor de la galera en cada segundo. Hoy en día, la velocidad del procesador se mide en Gigahercios , donde: 1 KHz. (Kilohercio) = 1 000 Hz. (Hercios), 1 MHz. (Megahercio) = 1 000 000 Hz. (Hercios) y 1 Ghz. (Gigahercio) = 1 000 000 000 Hz. (Hercios)

Así, un procesador que trabaja a una velocidad de 1 Ghz. es un procesador capaz de generar 1 000 millones de ciclos de reloj en 1 segundo, con lo que la duración de un ciclo es de 1/1.000.000.000 = 1 nanosegundo (10-9 segundos). No obstante, la frecuencia del procesador mide la velocidad bruta del mismo, pero no su rendimiento (velocidad neta), ya que éste también depende de otros factores, como puede ser la arquitectura del propio procesador. Así, p or ejem pl o, act ualmen te existen pr ocesador es capaces de empezar el proceso de ejecución de una instrucción antes de que haya acabado la anterior y hay otros que permiten la ejecución de varias instr uccion es a la vez.

También podemos encontrarnos con retardos debido a la arquitectura del sistema. Así, por ejemplo, pueden producirse retardos por culpa de los buses, por culpa de los accesos a memoria, etc. Por lo tanto, podemos encontrarnos situaciones en las que entre dos procesadores de distinta marca y a la misma velocidad del procesador, uno ofrezca un mayor rendimiento que el otro; o incluso que procesadores a menor frecuencia sean mejores que otros a mayor frecuencia, debido a que poseen una mejor arquitectura. Volviendo a la analogía de la galera, lo único importante para marcar la velocidad de la galera no tiene por qué ser la cantidad de remadas que se hagan en un segundo, la frecuencia de remada. Así, por ejemplo, ésta también dependerá de que haya sólo 100 personas remando o haya 10.000. Evidentemente, aunque remen con la misma frecuencia, la segunda galera será más rápida. Autoeval uació n


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El componente de la CP U que se encarga de realizar las operaciones aritméticas como suma, resta, etc. es... a) La unidad de control. b) La unidad aritmético-lógica. c) Los registros.

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La velocidad del procesador viene marcada por... a) La unidad de control. b) La unidad aritmético-lógica. c) Los registros. d) El reloj.

Para saber más: Un completo estudio de la CPU, sus componentes y su evolución. Resulta muy interesante especialmente por las imágenes, cuadros y anexos que acompañan a un comp leto texto sobr e este tema. El corazón de la Comput adora [Versión en caché]



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4.3. La memoria principal

Unidad Didáctica I La memori a principal Anto nio dice que su amigo Enrique le comentó que una de las cosas que más habían cambiado en los últimos años, habían sido las memorias. Jesús le contesta que efectivamente han cambiado ganando en rapidez, capacidad y paradójicamente son cada vez más baratas. Y que en determinadas labores son las responsables de la rapidez de trabajo de muchos ordenadores, especialmente si se dedican al tratamiento de imágenes de gran tamaño o al diseño por ordenador.

Imagina que estás trabajando en tu despacho. Para poder realizar tu tarea, ¿a que necesitas tener los papeles sobre los que estas trabajando sobre la mesa para poder acceder a ellos? De igual manera, para que el procesador pueda realizar su tarea, tiene que tener accesible la información sobre la que va a trabajar, y el sitio donde debe tener alojada dicha información es la memoria principal. La misión de toda memoria, sea cual sea su tipo, es la de almacenar información . En el caso de la memoria principal, su mi sión es la de almacenar los progr amas que se encuentran en ejecución, así como los datos que utilizan dichos programas . Para que un programa se pueda ejecutar tiene que estar en memoria central o principal , pues es la única memoria accesible o direccionable directamente por el procesador . Volviendo al ejemplo anterior, si el procesador es el elemento trabajador, el que realiza el trabajo, la memoria principal sería como su mesa de despacho, en la que tienen que estar todos los "papeles" (los programas en ejecución y los datos que utilizan dichos programas) sobre los que está actuando para poder realizar su labor. Si algo no está en esta mesa, no es accesible o direccionable por el procesador. Dentro de la memoria principal podemos encontrar dos tipos de memoria distinta:  

Memoria ROM : que es una memoria de sólo lectura. Memoria RAM: que es una memoria en la que se puede tanto leer como escribir. Para saber más: Si quieres saber más acerca de distintos tipos de memorias RAM y ROM puedes leer los siguientes documentos.   

Clasificación de la memori a ROM según la tecnolog ía utilizada Clasificación de la memoria RAM según s u form ato físico Clasificación de la memoria RAM según su s características tecnológi cas

¿Por qué no hemos hablado de discos duros, disquetes y CD-ROMs en este apartado? ¿Acaso dichos no son también memoria? Es cierto que dichos elementos son también memoria, pero no forman parte de lo que llamamos memoria principal, sino que son considerados memoria externa o secundaria , que cae en el ámbito de lo que son los periféricos. Autoeval uació n

La memoria principal de un ordenador se divide en los siguientes tipos... a) Memoria RAM y memoria ROM


Caso Practico

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b) Memoria RAM, memoria ROM y memoria externa. c) Memoria RAM y memoria externa.

Podemos ver la memoria principal, en vez de cómo una mesa, como un armario con distintos casilleros o celdillas de memoria, cada uno de los cuales tiene un identificador, número o dirección, y en cada uno de los cuales se puede guardar o almacenar un papel o información . Para acceder a las celdillas de memoria, el procesador tiene que atender al concepto de dirección de memoria, es decir, indicar el número, identificador o dirección del casillero del cual quiere recoger la información o en el cual quiere almacenar información. Esta dirección se refiere a la situación o posición del componente electrónico al que quiere acceder dentro de la memoria. Aunque la unidad mínima de almacenamiento es el bit, la unidad mínima de direccionamiento es el byte, donde 1 byte = 8 bits. Es decir, en cada casillero vamos a poder almacenar 1 byte de información. A continuación tenemos un ejemplo de disposición de la memoria en celdillas accesibles por medio de su dirección:

Autoeval uació n

El tipo de memoria principal que solo es de escritura es... a) RAM. b) ROM. c) RAM y ROM.



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4.4. Los periféricos

Unidad Didáctica I Los periféricos Anto nio se interesa por las conexiones del ordenador y Jesús le explica que son para conectar otros dispositivos informáticos y ampliar así las posibilidades de trabajo de éste. Así permite conectarse a impresoras, cámaras digitales, escáner, dispositivos multimedia (imagen y sonido), etc. Y que algunas de esas conexiones, en ocasiones reciben el nombre de puertos de conexión.

Nuevamente, imagina que estás trabajando con los papeles que tienes en la mesa de tu despacho. ¿De dónde han salido dichos papeles? ¿Cómo han llegado a tu mesa para que puedas trabajar con ellos? Probablemente, dichos papeles proceden del exterior del despacho. Son papeles que proceden de tus clientes, de tus proveedores, de los bancos en los que tienes cuentas, del almacén, etc. Además, cuando finalices tu trabajo con dichos papeles, deberás publicarlos o entregárselos a aquellas personas externas a las que van destinados. En definitiva, que aunque puedas realizar perfectamente tu trabajo sentado en la mesa de tu despacho, sin entrada y salida de papeles, sin relación con el exterior, esto no será posible. Algo parecido sucede con el ordenador. Lo s periféricos tienen la misión de relacionar la CPU con el mundo exterior . Son, por tanto, un elemento importante, puesto que sin comunicación con el exterior el ordenador sería una herramienta completamente inútil. ¿Para qué podría servir un ordenador si no pudiésemos ni introducirle datos de entrada ni obtener ningún tipo de dato resultado? Podemos distinguir los siguientes tipos de periféricos atendiendo al papel que juegan en la comunicación del ordenador con el exterior: 

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Periféricos de entrada. Como su propio nombre indica son periféricos a través de los cuales se puede introducir información en el ordenador. Ejemplos: el teclado, el escáner, un lector de códigos de barras, etc. Periféricos de salida. Son periféricos a través de los cuales se puede obtener información desde el ordenador. Ejemplos: el monitor, la impresora, etc.

Periféricos de entrada/salida. Son periféricos que pueden servir tanto para introducir como para obtener información. Ejemplos: dispositivos de memoria auxiliar, dispositivos de comunicaciones, etc.

Autoeval uació n

Atendiendo a la como se comunican con el exterior los periféricos se clasifican en...


Caso Practico

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a) Periféricos de entrada y periféricos de salida. b) Periféricos externos y periféricos internos c) Periféricos de entrada, periféricos de salida y periféricos de entrada/salida.

La CPU se comunica con los periféricos a través de unas direcciones especiales que no se refieren a celdas de memoria sino a dichos periféricos. Dichas direcciones especiales reciben el nombre de puertos. Cuando el procesador requiere algo de un periférico, y así se lo solicita mediante la orden adecuada, ¿crees que sería lógico que se quedase parado hasta esperar que dicho periférico le facilite lo que le ha solicitado? Lo más lógico y productivo sería que el procesador siguiese haciendo otras tareas y se le avisase cuando el periférico haya terminado lo que se la hubiese encomendado. Evidentemente esto es lo que realmente se hace. Por otra parte, imagínate que estás esperando una llamada telefónica. ¿Te parecería lógico estar descolgando continuamente el teléfono para ver si te están llamando? ¿No es mejor idea colocarle un timbre al teléfono, de tal manera que puedas estar haciendo otras cosas y que cuando te llamen y tengas que atender el teléfono, éste te avise haciendo sonar el timbre? De igual manera, cuando son los periféricos los que necesitan comunicarse con la CPU, deben provocar lo que se llama una interrupción , para que la CPU, que es la única unidad capaz de procesar información, deje lo que estuviese haciendo y atienda al periférico para hacer lo que éste necesite. Autoeval uació n

La CPU se comunica con los periféricos a través de los... a) Registros. b) Buses de control. c) Puertos.



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4.5. Los b uses

Unidad Didáctica I Los buses Jesús añade que una de las partes internas más importantes del ordenador, son los canales de comunicación entre componentes, que además de dar fluidez al intercambio de información entre el procesador y el resto del ordenador, deben conseguir cierta compatibilidad entre las diferentes velocidades de cada dispositivo y por supuesto permitir la transferencia de información sin ralentizar al resto de los componentes.

Se ha estado diciendo que la CPU es la encargada de procesar la información comunicándose para ello con los distintos periféricos y con la memoria. Pero, ¿cómo se comunica con ellos? Esto se hace a través de unas líneas eléctricas que sirven para transmitir información entre los distintos componentes del ordenador y que se llaman buses . Los buses serían como las autopistas, que permiten el transporte, no de vehículos, sino de información.

Existen los siguientes tipos de buses, atendiendo al tipo de información que transportan: 

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Bus de datos . Llevan información de datos desde y hacia la CPU, por lo que se dice que son bidireccionales. Conforme han ido evolucionando los ordenadores, el tamaño del bus de datos ha ido creciendo y pasando por tamaños de 8, 16, 32 y 64 bits. Se puede pensar en este tamaño como si fuese el número de carriles que tiene una autovía, cuantos más carriles más coches pueden circular por ella por segundo. Del mismo modo, cuanto mayor es el ancho de este tipo de buses, mayor es el rendimiento de la máquina, pues mayor caudal de datos puede transportarse en menos tiempo y, de esta manera, se minimiza el tiempo que el procesador tiene que estar esperando a que le lleguen los datos que ha pedido leer o escribir, generalmente de memoria. Por otra parte, los buses también tienen una velocidad asociada que, evidentemente, influye en el rendimiento de la máquina. Evidentemente, no es lo mismo una autovía en el límite de velocidad sea de 80 Km/hora que una en la que se pueda circular a 120. Bus de direcciones . Permiten al microprocesador seleccionar una de las tantas posiciones de memoria, ya sea para lectura o escritura. Se dice que es unidireccional, pues tan sólo es el procesador el que puede poner información en este bus; el resto de elementos del sistema tan sólo puede leerlo. Cuanto mayor sea este bus, mayor será la cantidad de memoria que el microprocesador puede direccionar o encontrar y, por tanto, marca el máximo de memoria principal que un ordenador puede tener. Así, por ejemplo, con un bus de direcciones de 32 bits, se pueden direccionar 2 32 posiciones de memoria, o lo que es lo mismo, la memoria puede ser de 232 bytes. Esto es, aproximadamente, un tamaño de 4 GB


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(Gigabytes). Bus de control . Son buses que permiten al microprocesador sincronizarse con los distintos dispositivos para efectuar la transferencia de información entre ellos. Así por ejemplo, se el bus de control se utiliza, entre otras cosas, para comunicarle a la memoria si lo que se quiere es leer o escribir en ella, para que ésta sepa, respectivamente, si tiene que poner el contenido de la celda que indique el bus de direcciones y ponerlo en el bus de datos, o tiene que recoger lo que le llegue por el bus de datos y almacenarlo en la celda de memoria que indique el bus de direcciones.

Au toeval uación

Las líneas de comunicación entre los distintos componentes del ordenador se llaman... a) Puertos. b) Buses. c) Circuitos integrados.

Para saber más: Un artículo muy interesante publicado en una universidad de México, comparando los computadores con arquitectura RISC y los CISC, puede darnos una idea de cómo se produce la evolución de los equipos y sistemas informáticos, con una continua mejora. Ar quitect ur a RISC vs CISC [Versión en caché]



SIM Unidad1

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