Fundamentos de la Informática I PDF - Informática para Ingenieros

TEMA FUNDAMENTOS DE LA INFORMÁTICA I ING. WILLIAM MERCADO., MSC 2 Informática Para Ingenieros Ing. William Mercado., Msc GENERACIÓN DEL COMPUTADOR La clasificación de las generaciones de la computadora se hace fundamenta...

TEMA FUNDAMENTOS DE LA INFORMÁTICA I ING. WILLIAM MERCADO., MSC 2 Informática Para Ingenieros Ing. William Mercado., Msc GENERACIÓN DEL COMPUTADOR La clasificación de las generaciones de la computadora se hace fundamentalmente en la evolución de la estructura básica del CPU, aunque también hay otros elementos que han caracterizado las generaciones. Primera Generación (1.938 - 1.952) La tecnología en esta generación estaba basada en válvulas de vacío, que eran componentes muy voluminosos, de elevado consumo de energía y gran disipación de calor lo que implica computadoras muy grandes con un elevado consumo de energía y necesitaban de sistemas de enfriamiento. Se considera la computadora ENIAC (1.948) como la primera fabricada con electrónica Digital en 1.952 se propone modificar esta computadora por el señor Von Neumann y da lugar a la computadora EDVAC. Pero la primera computadora lanzada al mercado fue el UNIVAC I. Segunda Generación (1.953 - 1.962) La tecnología en esta generación la marca el descubrimiento del transistor, siendo más pequeño, más barato y de menos consumo que las válvulas de vacío, lo cual hizo las computadoras más asequibles en tamaño y precio. La primera computadora transistorizada fue el TTRADIC construida en 1.954, pero el primer modelo comercial transitorizado lo lanzo IBM en 1.960 y fue el modelo 7070, también marcan esta etapa el lanzamiento del lenguaje FORTRAN en 1.957, la primera versión del COBOL en 1.960, también aparecen el ALGOL y PL/1 Tercera Generación (1.963 - 1.971) La tecnología estaba marcada por la aparición de los circuitos integrados (pastillas que contienen numerosos componentes transistores, diodos, resistencias y condensadores), se integraban hasta 1.000 transistores en cada circuito integrado. El campo de las computadoras comerciales esta marcado por el lanzamiento del sistema 360 de IBM, se produce la explosión de las minicomputadoras. Aparecen derivaciones de los lenguajes existentes tales como BASIC y el PASCAL. Cuarta Generación (1.977 - 1.987) La tecnología estaba marcada por la aparición del microprocesador, circuito integrado que contenía incluido todos los elementos que formaban la unidad central de procesos. Esto dio origen a la computadora barata y pequeña denominada microcomputadora.  Fundamentos de Informática 3 Quinta Generación (1.987) La tecnología emplea modernos circuitos integrados con más de un millón de componentes y se abre una carrera hacia el desarrollo de:  Computadoras de altísima velocidad.  Computadoras de función inteligente Nace aquí la inteligencia artificial y la robótica. CONCEPTOS BÁSICOS Informática Es una ciencia que se encarga del estudio de los procesos de transformar datos en información. Computación Es una herramienta dentro del proceso de transformar datos en información y se divide en dos grandes vertientes: Hardware y Software. Computadora Es una máquina de procesar información con un programa almacenado, que permite grandes ventajas las cuales son:  Procesa mayor volumen de información.  Procesa información en tiempos muy pequeños en comparación con los métodos manuales es decir, mayor velocidad en los procesos.  Tiene mayor confiabilidad, se descarta en un mínimo el porcentaje de errores a cometer.  Tiene mayor versatilidad.  Su campo de aplicación se puede decir que es ilimitado. Hardware Se define como la parte física del equipo, toda la circuitería de las computadoras. CPU, monitor, teclado, impresora, etc. Software Se define como la parte intangible de la computación que no podemos ver físicamente o tocar es decir todo lo que tiene que ver con los programas utilizados en computación. Sin el software ninguna computadora podría trabajar, Los programas tienen diversas maneras de clasificarlos, una manera básica de hacerlo sería en: lenguajes, sistemas operativos y programas de aplicación. 4 Informática Para Ingenieros Ing. William Mercado., Msc Bit Un bit es una indicación binaria que tiene dos posibles estados "1" y "0", correspondiendo cada uno de estos a cierto nivel de tensión, el nombre lo recibe de BInary digiT. Byte Un byte está compuesto de 8 bits y este se emplea para representar un carácter, entonces un byte es la unidad fundamental de la información y es la cantidad de memoria que se necesita para almacenar un carácter, de aquí que: 8 Bits = 1 Byte = 1 Carácter El tamaño de las memorias se mide en bytes o en uno de sus múltiplos como por ejemplo: 1 Kilobytes = 1.024 Bytes 1 Megabytes = 1.024 kilobytes 1 Gigabytes = 1.024 Megabytes En este caso un Kilobytes no es 1000 bytes porque la base numérica que se toma como referencia no es el decimal sino la binaria. La memoria principal de una computadora tiene una capacidad que varía, según la necesidad de cada usuario, en el orden de los 8, 16 32, 64 128 megabytes. Los discos flexibles tienen una capacidad de 1,2 y 1,44 megabytes. Los discos duros tienen una capacidad por el orden de 1,2; 2,1; 2,5; 3; 4 y más gigabytes. CLASIFICACIÓN DE LAS COMPUTADORAS Existen muchas maneras de clasificar las computadoras aquí mencionaremos dos de ellas. Según Su Propósito  Analógicas.  Digitales.  Híbridas. Según Su Capacidad  Mainframe.  Minicomputadoras.  Microcomputadoras.  Fundamentos de Informática 5 ESTRUCTURA DE UN SISTEMA DE COMPUTACIÓN A grandes rasgos la computadora se divide en la CPU, la unidad de entrada, la unidad de salida y la memoria secundaria. Dentro de la CPU se distingue el microprocesador y la memoria principal, a su vez dentro del microprocesador se encuentra la unidad aritmética lógica y la unidad de control. C.P.U. MICROPROCESADO R MEMORIA PRINCIPAL UC UNIDAD UNIDAD RAM DE DE ENTRADA SALIDA ROM ULA MEMORIA SECUNDARIA Figura 2.1 Unidad central de procesamiento (CPU) Es la parte de la computadora que procesa la información que se suministra, ejecuta los cálculos necesarios para realizar dicha tarea, toma las decisiones involucradas siguiendo las instrucciones del programa en ejecución. Es la parte de la máquina que controla las funciones de los elementos que forman la estructura. Microprocesador Es un circuito integrado que contiene muchos circuitos lógicos, capaz de ejecutar un programa o secuencia de instrucciones y controlar las unidades necesarias para dicha ejecución. Se puede decir que es aquel donde reside la electrónica inteligente de la estructura. Características del microprocesador Estas son las que determinan la potencia y capacidad operativa de la computadora y son:  Longitud de la palabra.  Capacidad de memoria.  Velocidad de ejecución de las instrucciones.  Registros especiales.  Capacidad de interrupción.  Familia de circuitos complementarios de soporte. 6 Informática Para Ingenieros Ing. William Mercado., Msc Unidad aritmética lógica (ALU) Es la encargada de efectuar los cálculos, operaciones lógicas y aritméticas, que sean necesarias en la ejecución de un programa. Unidad de control (UC) Es la que dirige y coordina toda la estructura del procesamiento de datos, es decir, es la que lee una a una todas las instrucciones de un programa y las ejecuta, sus funciones son:  Controla las operaciones de las unidades de entrada/salida.  Controla las transferencias de datos a/o desde la memoria.  Controla las operaciones lógicas aritméticas de la ALU. Memoria principal Esta se encuentra dentro de la CPU, y es la memoria de trabajo en la cual se cargan los programas y tareas que se realizan con la computadora y se divide en RAM y ROM. Memoria RAM Memoria de acceso aleatorio (Random Access Memory), en ella se almacena temporalmente tanto los datos a procesar como el programa que los va a ejecutar. La memoria RAM es una memoria volátil, la información almacenada en ella, se pierde al des energizar los circuitos, en ella se puede leer o escribir. Memoria ROM Memoria de lectura solamente (Read Only Memory), solo permite la operación de lectura de manera tal que solo los programas grabados por el fabricante pueden ser utilizados, en su mayoría son programas de control. Unidades de entrada / salida Su función es adoptar la información procedente del mundo exterior para que sea interpretable por la computadora, así como adoptar la información suministrada por la computadora para que puedan salir por los periféricos. Las unidades básicas de salida son:  Las unidades de discos.  El monitor.  La Impresora. Las unidades básicas de entrada son:  Las unidades de disco.  El teclado.  El ratón.  Fundamentos de Informática 7 Memoria secundaria Son dispositivos de almacenamiento de datos o información en forma permanente en, estos son: Discos duros Son dispositivos de almacenamiento que tienen una gran capacidad en comparación con la memoria principal y normalmente están fijos dentro de la CPU, porque necesitan de cables conexiones y energía eléctrica para poder operar. Discos compactos Son dispositivos de almacenamiento portátiles comúnmente llamados CD con una gran capacidad de almacenamiento en el orden de 650 megabytes es un ejemplo básico. TIPOS DE SOFTWARE Lenguajes de programación Los lenguajes son la constitución de un conjunto de palabras que son ordenadas por el usuario a través de una gramática muy rígida, lógica de programación, para conformar un programa, y se divide en lenguajes de bajo y alto nivel. Lenguaje de bajo nivel Están diseñados para trabajar al nivel más bajo interactuando directamente con el hardware estos son:  Lenguaje de Máquina.  Lenguaje Ensamblador. Lenguaje de alto nivel Están diseñados para mayor comprensión y manejo de los programas estos son: BASIC, FORTRAN, ADA, PASCAL, C, C++, etc. Sistema operativo Es la parte que comunica la computadora con el usuario, su objetivo es proveer al usuario de un medio flexible y manejable para controlar la computadora algunos de ellos son: MS-DOS (CONSOLA), WINDOWS 7, 8, 10 ….., CANAIMA, DEBIAN, ANDROID….OTROS…. Funciones del sistema operativo  Proporciona un sistema de comunicación ordenado, seguro y eficiente entre los distintos elementos que integran la computadora. 8 Informática Para Ingenieros Ing. William Mercado., Msc  Mediar la comunicación entre el usuario y la computadora proporcionando un ambiente de trabajo cómodo a los usuarios en distintos tipos de computadoras que poseen el mismo sistema operativo.  Establece las características y especificaciones de los distintos equipos de computación haciendo más portátil la información. Paquetes o aplicaciones Son un conjunto de programas de aplicación en áreas específicas tales como:  Procesadores de palabras: Word, WRITE, OTROS.  Hoja de cálculo: Excel, Calc otros.  Manejadores de bases de datos: Visual Fox, SQL, Access, MYSQL,informix 4gl, sql server, otros.  Para realizar presentaciones: Power Point,otros…  Para simular circuitos eléctricos electrónicos: Circuit Maker, Pspice, Electronic Work Bench, etc.  Para aplicar en áreas matemáticas: MatLab, MathCad, Maple, etc.  Fundamentos de Informática 9 PREGUNTAS 1.1. Escriba dos unidades de memoria secundaria. 1.2. Escriba dos unidades de entrada. 1.3. Escriba dos unidades de salida. 1.4. Escriba las partes de la memoria principal. 1.5. Escriba que tipo de comunicación realiza la computadora con la impresora. 1.6. Escriba que tipo de comunicación efectúa el ratón con la microcomputadora. 1.7. Escriba los tipos de microprocesadores que utilizan las computadoras basados en la tecnología "CORE iX". 1.8. Escriba la cantidad MÁXIMA de memoria que posee un disco duro actualmente. 1.9. Defina sistema operativo 1.10. Escriba dos lenguajes de alto nivel. 1.11. Si Ud. necesitase comprar una computadora para realizar trabajos bajo WINDOWS escriba las características mínimas (especificaciones técnicas), que debe tener ese equipo hoy en día. 1.12. Dibuje la arquitectura de una computadora y señala c/u de sus partes 1.13. Explique cómo se clasifican las computadoras según su capacidad. 1.14. Defina hardware, bit, byte. 1.15. Defina software y hardware 1.16. Mencione dos paquetes (software). 1.17. Mencione un lenguaje de alto nivel y uno de bajo nivel NOTA: DEBE RESPONDER A TODAS ESTAS PREGUNTAS EN SU LIBRETA, CUADERNO O CARPETA DE APUNTES DE LA UNIDAD CURRICULAR; YA QUE EN CUALQUIER MOMENTO EL PROFESOR LAS REVISARÁ TODAS EN AULA DE CLASES DE MANERA PRESENCIAL. SI PARA EL MOMENTO DE LA REVISIÓN, LAS ACTIVIDADES NO ESTÁN COMPLETAMENTE DESARROLLADAS, SERÁ EVALUADO COMO ACTIVIDAD REPROBADA.