TEMA 24 INFORMÁTICA El perfeccionamiento de las máquinas el ectromecánicas, dieron paso a la construcción de máquinas de se basaban en el tratamiento digital de los datos (MARK-I); es un punto de inflexión en la evolución del tratamiento de la información, a partir de aquí se habla de generaciones. Estas Generaciones se diferencian por la evol ución de los componentes del ordenador y del tratamiento de los datos. • 1ª Generación: Abarca el periodo de 1946 a 1955. En esta primera generación los ordenadores estaban compuestos por válvulas de vacío y relés electromagnéticos. La explotación de los datos es secuencias, hasta que no finaliza un proceso no se comienza otro. La información se introducía en el ordenador a través de tarjetas perforadas por medio de un programa cargador. • 2ª Generación: Abarca el periodo 1955 a 1964. Se caracteriza por la utilización de transistores y memorias de ferrita. Los datos son explotados de forma secuencial o por lotes, utilizando un ordenador auxiliar para realizar las operaciones de entrada y salida de los datos. Aumentan la velocidad de proceso a microsegundos (10-6 seg.) Disminuye el consumo de energía eléctrica Aparecen nuevos lenguajes de programación llamados lenguajes de alto nivel. • 3ª Generación: Abarca Abarca el periodo de 1964 a 1970. En esta generación se construyen ordenadores con circuitos integrados , que reducen su tamaño y aumentan su velocidad de cálculo. • 4ª Generación: Abarca el periodo de 1970 a 1980. a 1980. Se utilizan circuitos de mayor integración (LSI, Large Scale of Integration), que reducen su tamaño, se utiliza la memoria memori a de semiconductores. Aparecen los microprocesadores, que son circuitos integrados de alta densidad y velocidad. En 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs inventan la primera microcomputadora de uso masivo. • 5ª Generación: Comienza en 1981 y abarca hasta nuestros días. Aparece el primer ordenador personal (PC) y comienza la evolución real de la informática. La integración de los circuitos cada vez a mayor nivel, el uso generalizado de los ordenadores debido a sus precios cada vez más asequibles, el avance continúo de prestaciones.
PERSONAJES IMPORTANTES EN LA HISTORIA DE LA INFORMÁTICA: Blaise Pascal. Diseñador del primer calculador mecánico.
Joseph M. Jacquard . Creador de la tarjeta perforada, que utilizaba los agujeros de unas tarjetas para proporcionar datos de entrada a su máquina analítica.
Charles Babbage. Precursor de los actuales ordenadores electrónicos.
FUNCIONES Y FASES DE UN PROCESO DE DATOS. Una vez que toda información es recibida por la persona, debe tratarse esa información con la aplicación de los ordenadores de ahí el nombre de ‘Proceso de datos’.
Fases de un proceso de datos. El procesamiento de datos tiene seis fases: 1. Origen. Consiste en recoger los datos iniciales. Un registro original de datos recibe el nombre de "documento fuente". Ejemplo: Pruebas calificadas de los estudiantes. Debe observarse que si se presenta alguna duda acerca de la nota final de un estudiante se puede regresar a los documentos originales (hojas de exámenes) y observar si se ha cometido algún error durante el pro cesamiento.
2. Entrada. Recogida de la información y su preparación hasta su entrada en el proceso. Por ejemplo: Cuando se usan dispositivos electromecánicos, los datos de entrada se perforan en tarjetas y en las computadoras electrónicas los datos se registran en discos o cintas.
3. Procesamiento. Durante el proceso se ejecutarán las operaciones necesarias para convertir los datos en información significativa. Cuando la información esté completa se ejecutará la operación de salida, en la que se prepara un informe que servirá como base para tomar decisiones. 4. Salida. Se recopila los resultados obtenidos en el proceso. La forma de los datos de salida depende del empleo que se les vaya a dar a estos. Por ejemplo: Un resumen impreso de ventas para la gerencia o simplemente datos que se deben almacenar para procesamientos posteriores. 5. Distribución. Los registros de los datos de salida se denominan "Documentos de informe o reporte". Por ejemplo: Las hojas que se envían a registro técnico. Los documentos de información pueden llegar a ser documentos fuente para futuros procesamientos. 6. Almacenamiento. Los resultados del proceso se almacenan para utilizarlos posteriormente como datos de entrada. Un conjunto unificado de datos en almacenamiento se denomina "archivo". "Una base de datos" es un conjunto estructurado de ar chivos.
EL ORDENADOR Y SU ESTRUCTURA Un ordenador (PC) es un dispositivo electrónico capaz de procesar la información recibida, a través de unos dispositivos de entrada (input), y obtener resultados que serán mostrados haciendo uso de unos dispositivos de salida (output), gracias a la dirección de un programa escrito en el lenguaje de programación adecuado.
Partes del ordenador. Podemos distinguir en un ordenador el HARDWARE y el SOFTWARE, que podemos decir que son conceptos contrapuestos. Hardware. Podemos considerarlo el soporte físico de un ordenador, o el conjunto de elementos físicos (electrónicos, mecánicos de soporte…), de carácter técnico que forman parte de un ordenador. Software. Hace referencia a toda la parte inmaterial incorporada al equipo que permite su funcionamiento ajustado a las necesidades del usuario, su programación y lenguajes . La parte más conocida del software son los programas de trabajo.
Es la parte lógica que dota al equipo físico de capacidad para realizar cualquier tipo de trabajo. La arquitectura de Von Neumann describe un ordenador en 4 secciones principales: • Unidades de almacenamiento (memoria) • Unidad Central de Proceso (CPU) o procesador • Unidad de entrada/salida (E/S) • Buses
MEMORIA O UNIDAD DE ALMACENAMIENTO Existen tres tipos de unidades de almacenamiento: -Memoria caché. Es usada por la CPU de un ordenador para reducir el tiempo de acceso a los datos. La caché es una memoria más pequeña y rápida que la memoria principal, la cual almacena copias de datos ubicados en ésta última que se utilizan con más frecuencia. -Memoria principal . Esta memoria también es conocida como memoria interna, o memoria central, y es el lugar donde se conserva toda la información necesaria para el funcionamiento del ordenador. Podemos establecer dos tipos de memoria fundamentales: a.- RAM (Random Access Memory) Es una memoria de acceso al azar o aleatorio. Los programas de cada usuario y l os datos se almacenan en él, su contenido puede cambiarse (cambiar unos programas por otros). Son memorias suministradas vírgenes para que el usuario las programe según el trabajo que desarrolle. Por ella pasan todos los datos almacenados en la memoria secundaria (disco duro) para ser procesados por la CPU. Esta memoria es muy volátil, es decir, la información almacenada se pierde cuando se apaga la máquina.
b.- ROM (Read Only Memory) Es una memoria de lectura solamente, los datos que aquí se contienen son permanentes y no pueden borrarse, por tanto la información que aquí se tiene consiste en gran parte, en programas que son siempre necesarios para el ordenador, almacena las instrucciones necesarias para que el ordenador se ponga en funcionamiento. Esta memoria ha sido grabada en origen por el fabricante de ahí que no pueda modificarse, no es volátil, es decir , la información no se pierde aunque se apague el ordenador. Aunque podemos establecer otros dos tipos: c.- PROM (Programmable Read Only Memory). d.- EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory). e.- REPROM (Reprogrammable Read Only Memory). f.- EEPROM (Electric Erasable Programmable Read Only Memory). -Memoria secundaria o memoria externa, también conocida como almacenamiento secundario, es el conjunto de dispositivos y soportes de almacenamiento de datos que conforman el subsistema de memoria de la computadora, junto con la memoria primaria o principal. La información almacenada se organiza en archivos o ficheros , que se pueden agrupar en carpetas o directorios . La memoria secundaria es un tipo de almacenamiento masivo y permanente ( no volátil) con mayor capacidad para almacenar datos e información que la memoria primaria que es volátil, aunque la memoria secundaria es de menor velocidad. -Memoria terciaria . Son memorias externas introducidas por el usuario y que no vienen con el ordenador de primera mano como por ejemplo los CD-ROM, escogidos por su bajo costo, su acceso directo y gran compactación .
UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU) Es el dispositivo más importante del PC, ya que dirige y controla el funcionamiento del resto de componentes, coordinando sus actividades para el cor recto desarrollo del programa que se esté ejecutando.
DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA Realizan la función de comunicación del ordenador con el mundo exterior de entrada y salida. Existe una gran variedad de periféricos, y generalmente se clasifican en:
Unidad de entrada (INPUT). Son aquellas unidades que su función es introducir información en el ordenador, podemos distinguir l as siguientes unidades de entrada: • Teclado: dispositivo, en parte inspirado en el teclado de las máquinas de escribir, que utiliza una disposición de botones o teclas, para que actúen como palancas mecánicas o interruptores electrónicos que envían información a la computadora. • El ratón o Mouse: es un dispositivo apuntador utilizado para facilitar el manejo de un entorno gráfico en un ordenador. Generalmente está fabricado en plástico y se utiliza con una de las manos. Detecta su movimiento relativo en dos dimensiones por la superficie plana en la que se apoya, reflejándose habitualmente a través de un puntero o flecha en el monitor.
• El joystick: es un dispositivo de control de dos o tres ejes que se usa desde un ordenador o videoconsola hasta un transbordador espacial o los aviones de caza, pasando por grúas. La palanca manual de control está constituida por una caja de la que sale una palanca o mando móvil. La caja dispone de un pulsador que debe ser presionado para que exista una interacción entre el programa y la posición de la palanca. • Lector de caracteres magnéticos: Permite la captación directa de datos, se consiguen velocidades de lectura muy apreciables y los documentos no necesitan cuidados especiales.
Unidad de salida (OUTPUT). Son aquellas unidades cuya función es sacar fuera del ordenador la información o datos de la CPU, podemos distinguir las siguientes unidades de salida: • Monitor: En ocasiones llamadas también CRT o tubo de rayos catódicos. Se trata simplemente de la pantalla incorporada al ordenador y que es similar a la de un televisor. Existen bastantes características a tener en cuenta con respecto a la pantalla. Dos le las más importantes son la resolución y el color. • Impresora: es un dispositivo periférico del ordenador que permite producir una gama permanente de textos o gráficos de documentos alm acenados en un formato electrónico, imprimiéndolos en medios físicos, normalmente en papel, utili zando cartuchos de tinta o tecnología láser.
Unidad de entrada y salida. Podemos diferenciar: • Dispositivos o unidades de almacenamiento de datos: son componentes que leen o escriben datos en medios o soportes de almacenamiento, y juntos conforman la memoria o almacenamiento secundario de la computadora. CD,DVD, Memory cards, Disco Duro Externo, Disco duro, Pendrive USB. • Modems: es un dispositivo que sirve para enviar una señal llamada moduladora mediante otra señal llamada portadora • Routers: es un dispositivo que proporciona conectividad a nivel de red o nivel tres en el modelo OSI. Su función principal consiste en enviar o encaminar paquetes de datos de una red a otra, es decir, interconectar subredes, entendiendo por subred un conjunto de máquinas I P que se pueden comunicar sin la intervención de un router (mediante bridges), y que por tanto tienen prefijos de red distintos. • Pantallas táctil: es una pantalla que mediante un toque directo sobre su superficie permite la entrada de datos y órdenes al dispositivo, y a su vez muestra los resultados introducidos previamente; actuando como periférico de entrada y salida de datos, así como emulador de datos interinos erróneos al no tocarse efectivamente.
CONCEPTO DE PROGRAMA (SOFTWARE). TIPOS. El programa de un ordenador lo podemos definir como la secuencia de pasos o instrucciones, escritos en un determinado lenguaje de ordenador y encaminado a realizar un trabajo concreto. Dependiendo del nivel de complejidad del software de programación se distinguen entre lenguaje de bajo nivel y de alto nivel.
Lenguaje de bajo nivel Es un lenguaje muy cercano al hardware del ordenador, y es necesario un alto grado de conocimiento de la arquitectura de la máquina para la que se va a programar. El primer lenguaje de este tipo que se utilizó fue el lenguaje máquina , que consiste en un conjunto de instrucciones en binario, es decir, con ceros y unos, con los cuales se le indica al ordenador las tareas que se debe realizar. Para ayudar al programador nació el lenguaje ensamblador. Los programas ensambladores son programas traductores que transforman programas de usuario escritos en lenguajes simbólicos de bajo ni vel, en programas objetos, escritos en lenguaje máquina y ejecutable directamente por el hardware de la computadora.
Lenguaje de alto nivel Se llaman de alto nivel porque están más cerca del lenguaje natural del programador que del hardware del ordenador, y no es necesario conocer la estructura del ordenador. Ejemplos de estos lenguajes son: a.- Fortran: Debemos considerarlo como el primer lenguaje de alto nivel que se conoció, se dio para aplicaciones científicas, para resoluciones de problemas científicos y de ingeniería que requieran difíciles cálculos numéricos. Características: 1. Para su aprendizaje no son necesarios conocimientos especiales. 2. El programa Fortran no depende de un equipo determinado. 3. Posee macroinstrucciones. b.- Cobol : Es un lenguaje de aplicaciones comerciales y de tratamiento de esos datos, como características podemos resaltar: 1. Posee las mismas capacidades lógicas que el fortran y da posibilidad al programador de crear programas complejos. 2. Es fácil el diseño y la impresión de la información de salida en cualquier documento o formato. c.- PL / 1. Combina lo mejor del Fortran y del Cobol, se creó por IBM, es un lenguaje de uso general. Características:
1. Facilidad de codificación. 2. Buena documentación. 3. Gran flexibilidad (aplicaciones científicas y comerciales).
d.- Pascal. Se desarrolló como una buena herrami enta para enseñar técnicas de programación, es un lenguaje de ámbito general, está pensado para foment ar un enfoque sistemático del desarrollo y escritura de programas. e.- Basic. Es un lenguaje apropiado para los ordenadores personales . Es un código de instrucción por símbolos de uso general para principiantes, usándose en sus inicios para la enseñanza de la informática. Características: 1. Su facilidad de aprendizaje. 2. Su facilidad de codificación. 3. Su excelente capacidad matemática. f.- LOGO. Es un lenguaje de programación especialmente adaptable al aprendizaje que obedece a teorías didácticas. Para realizar la traducción se emplean los intérpretes y los compiladores. El intérprete toma el programa creado con el lenguaje de alto nivel llamado programa fuente y lo va traduciendo y ejecutando instrucción a instrucción. El compilador se compone de un programa ensamblador que primero traduce todas las instrucciones del programa fuente y luego crea un programa traducido a lenguaje máquina llamado programa objeto.
TRANSFORMACIÓN DE DECIMAL A BINARIO El binario es un sistema de numeración apto para el cálculo y tratamiento de datos. Consta de dos símbolos, el 0 y el 1, para poder mostrar las mismas cantidades que en decimal. Ejemplo: ASCII – D Decimal – 68 Binario -¿? 1º Dividir entre dos y anotar los restos. 2º Cuando se termine la descomposición llenar de ceros hasta llegar a las 8 cifras y se lee de abajo hacia arriba. 68 34 17 8 4 2 1 0
0 0 1 0 0 0 1 0
68 = 01000100
TRANSFORMACIÓN DE BINARIO A DECIMAL 1º Teniendo en cuenta las posiciones con un 1, se resuelven las potencias que coincidan con estas posiciones ( sería la primera posición, la segunda, etc.) 2º Lo sumamos todo. Ejemplo: Binario – 101100 Decimal - ¿? 1
0
1
1
0
0 = 32 + 8 + 4 = 44
Convierte de Sistema Binario a Decimal los siguientes números: a) 10011110 b) 00010001 c) 00100110 d) 1110 e) 111011101110 f) 10110110 g) 0 h) 10 i) 1 Convierte de sistema decimal a sistema binario los siguientes números: a) 32 b) 147 c) 43 d) 80 e) 7512 f) 145 g) 1 h) 0 i) 19
SISTEMA OPERATIVO Es un programa o conjunto de programas que controlan el Hardware de un ordenador. Las funciones de un sistema operativo son: -Gestionar posibles errores y alteraciones que puedan surgir. -Optimizar todos los recursos del sistema. -Establece la comunicación entre el usuario y los programas. Algunos ejemplos son el VM/CMS, el MS-DOS, UNIX y Linux, Windows…
ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN La unidad mínima de información se denomina bit y puede estar representado por un 1 o un 0. La agrupación de ocho bits se denomina byte u octeto, pudiéndose formar hasta 256 combinaciones diferentes . Cuando se mide la capacidad de almacenamiento de un dispositivo, se suele expresar en un múltiplo de byte, así diferenciamos: Un Kilobyte (KB) son 1024 bytes ya que, al utilizarse el sistema binario, el kilobyte equivale a bytes que es igual a 1024 bytes. El kilobyte es la unidad de memoria . Un Megabyte (MB) equivale a 1024 KB.
FICHERO Un fichero o un archivo es una estructura de datos que se encuentra almacenado en una memoria secundaria (disco duro, pen drive…). Se organiza en registros o campos (unidades de acceso), y a su vez se estructuran por caracteres, los elementos más pequeños de una base de datos (tupla, clave externa, dominio). Existen tres tipos de ficheros: -En serie. Se suelen utilizar para guardar datos temporalmente, hasta crear un fichero con estructura mayor. -Secuencial. En él los datos están ordenados por una o más claves. Son los más usados habitualmente. - Aleatorios. Los registros están distribuidos sin orden en medio del almacenamiento masivo. El fichero maestro es aquel cuyos registros permanecen inal terables a través de los distintos procesos en los que intervienen.
