Introducción a la Informática Conceptos fundamentales.
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Introducción a la Informática
Conceptos fundamentales
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La Informática
Capítulo Introductorio
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1.1 Introducción
La necesidad de realizar tareas secuenciales y repetitivas, de cálculo y de gestión.
Con la masificación de las computadoras, La ciencia y tecnología de la Computación e Informática pasan a estar entre las más promisorias.
Sus avances han causado gran impacto en la sociedad y ha cambiado al vida laboral y privada de la gente.
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1.2 Definiciones
InformáticaInformática = IFORmación + AutoMATICADatoDato = secuencia de símbolos procesables e interpretablesInformaciónInformación = interpretación de datosComputadoraComputadora = Máquina procesadora de datos, vía algún programa ProgramaPrograma = Secuencia de instrucciones que procesa datosAplicaciónAplicación = Programas de apoyo a alguna actividad personal u organizacionalSistemas informáticosSistemas informáticos = Conjunto de elementos (recursos) para explotar las aplicaciones.
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1.2.1 Recursos de un Sistema Informático
Hardware = Computadores, periféricos, cables de red, impresoras,...
Software = Aplicaciones de usuario final, Herramientas de construcción de aplicaciones,..
Firmware = programas grabadas en la circuitería del hardware (ejemplo: en la ROM).
Personal Informático = Recurso Humano
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1.3 Representación de datos
Datos y programas están codificadas en el sistema binario (un bit es 1 ó 0).
Unidades de medida 1 Byte = 8 Bit 1 Kilobyte (KB) = 210 bytes = 1024 byte 1 Megabyte (MB) = 220 bytes = 210 KB = 1024 KB 1 Gigabyte (GB) = 230 bytes = 210 MB = 1024 MB 1 Terabyte (TB) = 240 bytes = 210 GB = 1024 GB 1 Petabyte (PB) = 250 bytes = 210 TB = 1024 TB
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Ejemplo
100 hojas, cada una con capacidad de 80*60 caracteres, cuanto espacio de almacenamiento necesita?80*60*100 = 240.000 caracteres = 240.000 B (byte) = 234,375 KB = 1.920.000 bits
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1.4 Estructura de un Computador
Unidades Masivas Unidades Masivas de Almacenamientode Almacenamiento
UnidadesUnidadesdede
EntradaEntrada
UnidadesUnidadesdede
SalidaSalidaUnid. A.LUnid. A.L.
Unid.ControlUnid.Control
CPUCPU
ComputadorComputador
Memoria Principal
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1.4.1 Factores relevantes
Factores que influyen en la potencia de un computador:
Frecuencia del reloj interno (generador de pulsos)
Ancho de banda (bus de datos interno)Longitud de palabra (8,16,32 y 64 bits)Memoria principal (RAM)
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Un PC •Procesador AMD Athlon™ 1 GHz
Chasis convertible sobremesa/minitorre
256 KB de memoria caché/256KB de segundo
nivel
128MB de memoria SDRAM a 133MHz
30GB de disco duro
Lector de DVD-ROM: 52X
Tarjeta gráfica: Savage4 integrated 8 MB SDRAM
Monitor: NEC VR17 de 17"
Tarjeta de sonido: integrada en placa
Altavoces: Labtec® LCS-2414
Modem: PCI 56K V90
Microsoft® Windows® 98
Paquete de software multimedia con: Word 2000,
Works 2000, Money 2000, MS Flight Simulator,
IBM Voice Express, Salvat 99, AND Route Europe
2000, Norton Antivirus 2000 y Acrobat Reader
4.0..
Un año de garantía a domicilio (en mano de obra
y piezas) y asistencia telefónica de por vida
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1.5 El Software
Uno o más programas, desarrollados en algún lenguaje de programación.Lenguaje de programación (instrucciones) Lenguaje de máquina (dependiente de la
máquina) Lenguaje de alto nivel (C, C++, Java, Cobol,
Pascal, Fortran,..) Traductores (Compiladores e Intérpretes)
La ejecución real es realizada por el Sistema Operativo
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1.5.1 Tipos de Software
El sistema operativo (S.O.) : El gran administrador de los recursos del computador
(Unix (ultrix,unix V, Solaris, linux,...), DOS, Windows.... Netware , OS2,...,VMS,...)
Algunos Tipos de S.O.MonousuarioMultiusuarioMultiproceso
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1.5.2 Clasificación
Software Básico Sistema operativo,traductores, cargadores,...
Software de construcción Lenguajes de Programación,Herr. Case, Adm.
Bases de Datos,...
Software de Aplicación Paquetes de Software (Lotus, Word,...) Aplicaciones específicas (Remuneraciones,
Facturación, Contabilidad,...)
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1.5.3 Organización de los datos
Bits (10010100010101...)
Bytes (A2F4441BFF...) (8 bits)
Símbolo (A, +, &, a, B, b,...)
Números, letras, palabras, dato
Lista o conjunto de datos (archivos)
Conjunto de archivos (base de datos)
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1.6 Clasificación de Computadores
Analógicas / Digitales / Híbridas
Supercomputadoras billones de operaciones/seg, (con
procesadores en paralelo)Simulación de modelos complejos
Macrocomputadoras (Mainframe)Uso intensivo en Memoria, procesamiento y
E/S
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1.6 Clasificación (cont...)
MinicomputadoraSimilar al Mainframe, en escala menor
Estaciones de TrabajoComputador personal de alta potenciaUtilización en tareas específicasCPU RISC, S.O. UNIX
Ordenadores personalesComputadora monousuario, de uso general
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1.7 Aplicaciones de la informática
¿Por qué de la informática?Volumen explosivo de datosEvitar la duplicación de datos en distintos
procesosRealización de tareas repetitivas y rutinariasProcesamiento distribuido de datosNecesidad de precisión y rapidezGlobalización de los mercadosToma de decisiones en la gestión empresarial
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1.7.1 Tendencias y aplicaciones
Inteligencia artificial, Informática Gráfica, Realidad virtual
Aplicaciones Industriales y de ingenieríaProcesamiento de datos administrativosCientíficas, médicas y biológicasMilitaresEducaciónArte y humanidadesOtros
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Tarea
Investigar acerca de las siguientes temáticas:Partes y piezas y funcionamiento del
Computador (PC)Estructura y recursos de un centro de
cómputosClasificación de las computadorasAplicaciones de la informática (Profundizar en
un producto)
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2. Estructura de un computador
Transferencia de datos entre unidades mediante bus de datos Interno (hacia y desde CPU, RAM,..) Externo (hacia y desde DD,
CD,Teclado,Mouse,...)
UnidadA
UnidadB
Controladory un puerto E/S
Bus de datos Ext.
0101001010010101
Bus de datoInterno
Placa base
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2.1 Placa Base
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2.2 Estructura de un computador
Transferencia de datos entre unidades mediante bus de datos Interno (hacia y desde CPU, RAM,..) Externo (hacia y desde DD,
CD,Teclado,Mouse,...)
Bus de Datos
CPU Periférico 1
Controlador 1
Periférico 1
Controlador 1
Periférico 1
Controlador 1
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2.2 Estructura de un computador (cont...)
Bus de direcciones : un dato a ser transportado está almacenado en alguna dirección de memoria o del periférico, el bus de direcciones transporta dicha dirección.
Bus de Datos
CPU Periférico 1
Controlador 1
Periférico 1
Controlador 1
Periférico 1
Controlador 1
RAMRAMBus de direcciones
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2.2 Estructura de un computador (cont...)
Bus de Control : Transportan señales de control y de estado, para dirección de transferencia de datos, temporización de eventos de eventos y transmisión de interrupción
Bus de Datos
CPU Periférico 1
Controlador 1
Periférico 1
Controlador 1
Periférico 1
Controlador 1
RAMRAMBus de direcciones Hilos de control
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2.3 Memoria RAM
Memoria interna del computador
Cada byte (8bits) de la memoria posee una dirección específica, cuyo espacio está definido por el tamaño del bus de direcciones (si el tamaño del bus es de 32 bits, es posible direccionar hasta 4 GigaByte de memoria aprox.)
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2.3 Memoria RAM (cont...)
Factores de potencia:Tiempo de acceso t : tiempo máximo de
lectura/escritura (de una palabra)Tiempo de ciclo tc : tiempo mínimo entre
dos lecturas consecutivasAncho de banda AB : Número de palabras
que se transfiere entre la CPU y la RAM por unidad de Tiempo. AB=1/tc
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2.4 Registros de la RAM
Registro de Direcciones de MemoriaRegistro de Direcciones de Memoria
Decodificador de DirecciónDecodificador de Dirección
Memoria Principal (RAM)Memoria Principal (RAM)
Registro de DatosRegistro de Datos
Bus de datos y bus de direcciones
Dirección
Dato
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2.5 Jerarquía de la memoria RAM
Memoria Virtual : La de porción de la memoria RAM que no se está utilizando se almacenada en Disco Duro, y se carga cuando se le necesita
Memoria Caché : Memoria pequeña intermedia entre la CPU y la RAM, es de acceso rápido y almacena los últimos datos utilizados
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2.6 Parámetros de comparación de la Memoria
c: Costo
b: Ancho de Banda (bit/seg)
t: Tiempo de Acceso (nanosegundos)
s: Capacidad de Almacenamiento (MB)