TEMA 1_CONTENIDOS (1) PDF - Sistemas Informáticos

TÉCNICO SUPERIOR EN DESARROLLO DE APLICACIONES MULTIPLATAFORMA MÓDULO SISTEMAS INFORMATICOS TEMA 1 INTRODUCCION A LOS SISTEMAS MICORINFORMÁTICOS ÍNDICE 1. Historia de la informática 2. Terminología y conceptos generales 3. Componente...

TÉCNICO SUPERIOR EN DESARROLLO DE APLICACIONES MULTIPLATAFORMA MÓDULO SISTEMAS INFORMATICOS TEMA 1 INTRODUCCION A LOS SISTEMAS MICORINFORMÁTICOS ÍNDICE 1. Historia de la informática 2. Terminología y conceptos generales 3. Componentes físicos 4. La información y su representación interna 5. Circuitos integrados Historia de la Informática Origen del término Informática (Francia, 1962):  Procedente de la contracción de las palabras francesas INFORmation autoMATIQUE.  En España, el vocablo fue admitido en 1.968 bajo el nombre de INFORMÁTICA.  En los países anglosajones, por su parte, a esta disciplina se la conoce con el nombre de Computer Science. Por tanto, INFORMÁTICA: es la ciencia que estudia el tratamiento automático de la información mediante ordenadores. Sistemas Informáticos 3 Historia de la Informática ¿Por qué aparece la Informática?  La aparición de la Informática se ha debido a la gran demanda de información que tenemos a nuestra disposición y a la dificultad para manejarla personalmente.  Un ordenador es una máquina capaz de manipular datos y proporcionar resultados, siguiendo una serie de instrucciones.  Debido a los rápidos avances en el mundo de la electrónica, sobre todo a partir de 1946, los ordenadores se clasifican por generaciones. Cada una de estas generaciones se caracteriza por los componentes que forman parte de un ordenador. Sistemas Informáticos 4 Evolución histórica de los Sistemas Informáticos Primera Generación - ENIAC https://www.youtube.com/watch?v=k4oGI_dNaPc Sistemas Informáticos 5 Evolución histórica de los Sistemas Informáticos Primera Generación – UNIVAC I https://www.youtube.com/watch?v=b3gIBzma8jo Sistemas Informáticos 6 Evolución histórica de los Sistemas Informáticos Segunda Generación  Desde 1958 a 1964  Aparición del transistor y los núcleos de ferrita. Menor consumo, menor tamaño, mayor fiabilidad.  Los datos para estos ordenadores eran suministrados por medio de cintas magnéticas y se utilizaba lenguajes simbólicos, tipo FORTRAN y COBOL.  El primer ordenador de esta generación fue el TRADIC de los Laboratorios Bell. Sistemas Informáticos 7 Evolución histórica de los Sistemas Informáticos Segunda Generación – TRADIC Sistemas Informáticos 8 Evolución histórica de los Sistemas Informáticos Tercera Generación  Desde 1965 hasta 1971  En 1965, 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 y nace la microelectrónica  Nuevas mejoras importantes de tamaño y consumo. Sistemas Informáticos 9 Evolución histórica de los Sistemas Informáticos Tercera Generación – IBM 360 https://www.youtube.com/watch?v=qHG3TJdfLaw Sistemas Informáticos 10 Evolución histórica de los Sistemas Informáticos Cuarta Generación  Desde 1972 hasta 1981  Viene caracterizada por la aparición del microchip, que es un circuito integrado miniaturizado aún más.  Se vuelve a conseguir mayor velocidad y menor tamaño, y aparecen los primeros minicomputadores domésticos (Altair 8800)  Aparición del disquete como almacenamiento externo. Sistemas Informáticos 11 Evolución histórica de los Sistemas Informáticos Cuarta Generación Sistemas Informáticos 12 Evolución histórica de los Sistemas Informáticos Quinta Generación  Desde 1981 hasta la actualidad  Aparición del microprocesador, que es un circuito integrado que reúne en un solo microchip de silicio todas las funciones principales de un ordenador.  Aparece el ordenador personal, con lo que el ordenador empieza a tener un uso doméstico y particular.  Reducción continua de costes y aumento de rendimiento. Sistemas Informáticos 13 Evolución histórica de los Sistemas Informáticos Quinta Generación – Ordenador personal Sistemas Informáticos 14  Actividad Entregable Realizar un timeline con la fecha de aparición de cada uno de los ordenadores personales más importantes de la historia. Timeline de ejemplo Sistemas Informáticos 15 Evolución histórica de los Sistemas Informáticos ¿Sexta Generación, séptima, octava?  La división de generaciones es difusa a partir de los años 90.  La tendencia será la miniaturización del hardware y el desarrollo de tecnologías táctiles para la comercialización de dispositivos móviles.  Verdadera revolución, la conectividad, internet. Sistemas Informáticos 16 Historia La historia y la evolución de los ordenadores Sistemas Informáticos 17 1. Historia de la informática 2. Terminología y conceptos generales 3. Componentes físicos 4. La información y su representación interna 5. Circuitos integrados Definición de informática  La Informática es la disciplina o ciencia encargada del estudio y desarrollo de las máquinas y los métodos que nos permiten recoger, tratar, almacenar y mostrar información.  Se conoce con el nombre de Telecomunicaciones a la disciplina que se encarga de estudiar los métodos y tecnologías para la transmisión de información.  Hoy en día, con la aparición y proliferación de las redes de ordenadores, ambas disciplinas están estrechamente relacionadas.  Telemática: Estudiar el ordenador como medio de comunicación Sistemas Informáticos 19 Definición de informática  La informática se refiere al procesamiento automático de información mediante dispositivos electrónicos y sistemas computacionales.  Los sistemas informáticos deben contar con la capacidad de cumplir tres tareas básicas: entrada (captación de la información), procesamiento y salida (transmisión de los resultados). El conjunto de estas tres tareas se conoce como algoritmo. Sistemas Informáticos 20 Elementos y conceptos básicos  El ordenador es una maquina digital capaz de resolver cualquier problema que este especificado mediante una serie de instrucciones (programa). 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 aplicación informática. Sistemas Informáticos 21 Elementos y conceptos básicos  Llamamos hardware de un ordenador a todo elemento físico de un sistema informático, es decir, todos los materiales que lo componen.  Por contraposición, el software de un sistema informático es la parte lógica de un sistema informático; es decir, aquella 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. Sistemas Informáticos 22 Concepto de información  Se define información como el conjunto de símbolos que representan algún hecho, concepto u objeto del mundo real.  Por otra parte, llamamos datos al conjunto de expresiones que denotan valores, magnitudes, condiciones, estados, etc.  Dato no es lo mismo que información (ejemplo señal de STOP y semáforos).  El ordenador trabaja exclusivamente con datos y que somos nosotros, las personas, los que al interpretar dichos datos extraemos la información que llevan asociada. Sistemas Informáticos 23 Concepto de información  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 datos que representan órdenes codificadas para el ordenador y que sirven para actuar sobre otros 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 que operar, el tiempo de la ejecución, etc. Sistemas Informáticos 24 Sistema de información Para que un ordenador pueda realizar el tratamiento automático de la información esta deberá tener a su disposición los medios para entrar y salir de las máquinas. Elementos necesarios para que exista transmisión de información: 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. Sistemas Informáticos 25 Sistema de información 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. Sistemas Informáticos 26 1. Historia de la informática 2. Terminología y conceptos generales 3. Componentes físicos 4. La información y su representación interna 5. Circuitos integrados Características de nuestros ordenadores Probablemente vuestros equipos no sean iguales entre sí, ¿Qué métodos conocéis para saber las características de un equipo? Métodos principales:  Carpetas de Windows (Este Equipo, propiedades)  Herramientas de Windows (dxdiag)  Mediante software externo (Everest) Sistemas Informáticos 28  Actividad Probar las 3 maneras de comprobar las características del equipo que tenéis ahora mismo.  Carpetas de Windows (Este Equipo, propiedades)  Herramientas de Windows (dxdiag)  Mediante software externo (Everest). Bajarlo de internet e instalarlo. Sistemas Informáticos 29 Componentes físicos Los componentes físicos de un ordenador se pueden clasificar: 1. CPU 2. Memoria 3. Buses 4. Periféricos (pantalla, teclado, ratón) 5. Torre 6. Fuente de alimentación 7. Placa base 8. Ventilador 9. Disco duro. 10. Tarjeta gráfica. Dichos componentes se encuentran interconectados entre sí, con objeto de realizar la función principal del ordenador (ejecutar programas). Sistemas Informáticos 30 Componentes físicos Esquema de los componentes físicos de un ordenador: Sistemas Informáticos 31 El microprocesador (CPU)  El microprocesador tiene como misión controlar las operaciones del ordenador, es decir, leer las instrucciones, interpretarlas, y ejecutarlas.  El microprocesador es el encargado de gobernar el funcionamiento del ordenador  Está formado por: Unidad de control (UC) Unidad de proceso (UP) Memoria Caché Sistemas Informáticos 32 El microprocesador (CPU) Unidad de control (UC)  Controla, coordina e interpreta las instrucciones.  Gestiona y supervisa el correcto funcionamiento de la unidad de proceso.  Controla y dirige los componentes externos a ella mediante el envió de señales de control Unidad de proceso (UP)  Trata los datos, realiza operaciones sobre los datos y obtiene un resultado. Es la que realiza el trabajo. La Unidad de proceso está formada por:  Unidad Aritmético – Lógica (UAL  ALU - Arithmetic Logic Unit)  Registros Sistemas Informáticos 33 El microprocesador (CPU) Memoria Caché  Memoria de pequeña capacidad que incorporan los procesadores para que los cálculos de las instrucciones sean más rápidos, pues la memoria caché es mucho más rápida que la RAM.  Esta memoria se coloca entre la CPU y la memoria RAM y almacena y procesa temporalmente la información.  Es una memoria ultrarrápida que ayuda al microprocesador en operaciones con datos que maneja constantemente. Sistemas Informáticos 34 La Memoria  Memoria interna: Memoria RAM (Random Access Memory): Es una memoria de lectura y escritura. ROM (Read Only Memory): Es una memoria de sólo lectura, cuya información no se puede modificar.  Memoria externa: Permite guardar información en grandes cantidades. La memoria externa o soportes de almacenamiento son: Los discos duros, DVDs, lápiz USB Sistemas Informáticos 35 La Memoria Sistemas Informáticos 36 Buses Son un conjunto de líneas eléctricas que permiten la transmisión de señales (información) entre los diferentes componentes del ordenador. El Bus sirve de interconexión:  De los periféricos con la memoria interna (RAM).  De la memoria interna (RAM) con el procesador.  De la conexión entre las diferentes partes del procesador. Los buses transmiten la información en paralelo, esto quiere decir, que los datos van por todos los hilos del bus simultáneamente. Sistemas Informáticos 37 Placa Base Circuito electrónico donde se acoplan varios componentes del equipo. Cualquier problema en este componente repercute en el funcionamiento de las demás partes. Es aconsejable que disponga de suficiente espacio físico para albergar nuevos dispositivos si hiciesen falta. https://www.youtube.com/watch?v=yGknqrIlhXc (6 min) Sistemas Informáticos 38 Periféricos Son dispositivos que sirven para introducir y sacar datos del ordenador. Tipos de periféricos:  Periféricos de entrada  Periféricos de salida  Periféricos de entrada/salida Sistemas Informáticos 39 Actividad Buscar en internet periféricos de todos los tipos.  Periféricos de entrada  Periféricos de salida  Periféricos de entrada/salida Sistemas Informáticos 40 Video sobre la CPU ¿Qué es y Cómo Funciona el CPU o Procesador? https://www.youtube.com/watch?v=vMS2n09X_sk (7 min) Sistemas Informáticos 41 Resumiendo… los componentes físicos son: Torre: caja en cuyo interior se acoplan la mayor parte de los elementos fijos. Fabricada habitualmente en metal o plástico debe disponer de espacio para conectar periféricos y de ranuras para ventilar y evitar el calentamiento del equipo. Fuente de alimentación: que suministre energía al ordenador al voltaje adecuado. Placa base: circuito electrónico donde se acoplan varios componentes del equipo. Cualquier problema en este componente repercute en el funcionamiento de las demás partes. Es aconsejable que disponga de suficiente espacio físico para albergar nuevos dispositivos si hiciesen falta. Ventilador: se ocupa de enfriar el equipo. Lo habitual es hacerlo mediante aire. Para enfriar el procesador se le acoplan disipadores. Procesador o CPU: se trata del ‘’cerebro’’ del ordenador. Analiza y administra los procesos que se desarrollan en el equipo. La velocidad de trabajo del ordenador está íntimamente relacionada con su capacidad. Los procesadores Intel y AMD son los más empleados, gracias a su fiabilidad y rapidez Sistemas Informáticos 42 Resumiendo… los componentes físicos son: Memoria RAM: Administra la memoria virtual del conjunto y almacena temporalmente los datos que procesa la CPU. Su capacidad está directamente relacionada con la posibilidad de llevar a cabo procesos simultáneos. Un déficit de memoria RAM conduce a procesos lentos y a los denominados ‘’cuelgues’’ o bloqueos del ordenador. Tarjeta gráfica: dispositivo encargado de gestionar todos los aspectos relacionados con la visualización de imágenes o videos en la pantalla. Si el ordenador trabaja habitualmente con software de diseño o videojuegos, no debe escatimarse en incorporar una potente tarjeta gráfica. Disco duro: es el lugar donde se almacena toda la información, así como donde se instalan los archivos del sistema y resto de software. Es especialmente importante disponer de una buena capacidad de almacenamiento, ya que el almacenaje de videos y la instalación de algunos programas pueden agotar los recursos del disco fácilmente. Unidad de CD/DVD: cajetín donde se introducen discos externos. Algunos tipos de equipo no incorporan este hardware, canalizando la entrada de datos al equipo mediante puertos USB Sistemas Informáticos 43 Actividad Entregable - Presupuesto Ordenador Vamos a realizar el presupuesto de un PC de sobremesa completo Sistemas Informáticos 44 Ejemplo Presupuesto Ordenador Sistemas Informáticos 45 Ejemplo Presupuesto Ordenador Sistemas Informáticos 46 Ejemplo Presupuesto Ordenador Sistemas Informáticos 47 1. Historia de la informática 2. Terminología y conceptos generales 3. Componentes físicos 4. La información y su representación interna 5. Circuitos integrados Introducción  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. Sistemas Informáticos 49 Codificación de la información  En informática es frecuente codificar la información, es decir, representar los elementos de un conjunto mediante los de otro, de tal forma que a cada elemento del primer conjunto le corresponde un elemento distinto del segundo.  En el interior de los computadores la información se almacena y se transfiere de un sitio a otro según un código binario representado por 0 y 1.  En el interior de los computadores se efectúan automáticamente los cambios de código oportunos para que en su exterior la información sea directamente comprendida por los usuarios. Sistemas Informáticos 50 Bit, byte y sus múltiplos  Bit: La unidad más elemental de la información es un valor binario, conocido como BIT. Un bit es, por tanto, una posición o variable que toma el valor 0 o 1.  Byte: Un byte es el número de bits necesarios para almacenar un carácter, generalmente 8, por lo que habitualmente byte se utiliza como sinónimo de 8 bits u octeto. La capacidad de almacenamiento de un ordenador se mide en bytes y sus múltiplos.  Múltiplos:  Kilobyte KB (1024 bytes) Megabyte MB (1024 KB)  Gigabyte GB (1024 MB) TeraByte TB (1024 GB)  PetaByte PB (1024 TB) Sistemas Informáticos 51 Sistemas posicionales Los sistemas de numeración son sistemas posicionales. Eso significa que cada dígito tiene un valor definido por su posición: Unidades, decenas, centenas… Sistemas Informáticos 52 Teorema fundamental de la numeración Este teorema fundamental de la numeración expone que la representación de una cantidad en un sistema, es dado por la fórmula: Dónde: B = base del sistema de numeración. i = posición respecto al punto. d = número de cifras a la derecha. n = Numero de cifras a la izquierda del numero menos 1. X = Cada una de las cifras que componen el número. Sistemas Informáticos 53 El sistema decimal  Sistema de numeración más conocido y al que estamos acostumbrados desde que empezamos a entender los números.  Es un sistema posicional.  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. Sistemas Informáticos 54 El sistema decimal Utilizando el teorema fundamental de numeración: Sistemas Informáticos 55 El sistema binario  Es el sistema que utilizan internamente los circuitos digitales que conforman el hardware de los ordenadores.  Es un sistema posicional.  La base de este sistema de numeración es 2, solo disponemos de dos símbolos 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. Sistemas Informáticos 56 El sistema binario  Es el sistema que utilizan internamente los circuitos digitales que conforman el hardware de los ordenadores.  Es un sistema posicional.  La base de este sistema de numeración es 2, solo disponemos de dos símbolos 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. Sistemas Informáticos 57 El sistema binario  Es el sistema que utilizan internamente los circuitos digitales que conforman el hardware de los ordenadores.  Es un sistema posicional.  La base de este sistema de numeración es 2, solo disponemos de dos símbolos 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. Sistemas Informáticos 58 El sistema binario Traspaso de binario a decimal utilizando el teorema fundamental de la numeración. Sistemas Informáticos 59 El sistema octal  Es un sistema posicional.  La base de este sistema de numeración es 8, 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 67 Sistemas Informáticos 60 El sistema hexadecimal  Es un sistema posicional.  El sistema hexadecimal actual fue introducido en el ámbito de la computación por primera vez por IBM en 1963.  La base de este sistema de numeración es 16, 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 6789ABCDEF Sistemas Informáticos 61 Conversiones entre sistemas  Cualquier base a decimal: Teorema fundamental de numeración  De decimal a cualquier base: Divisiones sucesivas con la base a la que se quiera transformar  De hexadecimal a binario: El sistema hexadecimal se utiliza principalmente como método abreviado para representar números binarios, cada digito hexadecimal se convierte en su equivalente binario de 4 bits. Sistemas Informáticos 62 Conversiones entre sistemas Ejemplo binario a decimal: Sistemas Informáticos 63 Conversiones entre sistemas Ejemplo decimal a binario: Sistemas Informáticos 64 Conversiones entre sistemas Ejemplo hexadecimal a binario (y viceversa): Sistemas Informáticos 65 Operaciones elementales con números binarios Suma en binario: Sistemas Informáticos 66 Operaciones elementales con números binarios Resta en binario: Sistemas Informáticos 67 Operaciones elementales con números binarios Multiplicación en binario: Sistemas Informáticos 68 Operaciones elementales con números binarios División en binario: Sistemas Informáticos 69 1. Historia de la informática 2. Terminología y conceptos generales 3. Componentes físicos 4. La información y su representación interna 5. Circuitos integrados Circuitos integrados  Un circuito integrado es una combinación de elementos de un circuito que están miniaturizados y que forman parte de un mismo chip o soporte.  Dicho circuito aceptará una serie de valores de entrada y devuelve unas salidas que dependerán de los valores dados, además están fabricados con una función específica como pueden ser: Operaciones Aritméticas, funciones lógicas, amplificación, codificación, decodificación, controladores, etc  Los circuitos integrados están constituidos por resistencias, condensadores, diodos, transistores y demás dispositivos eléctricos que permiten el paso de la señal. La señal que se introduce en cada entrada (voltaje) generará por dicho circuito interno unos valores concretos de salida.  A su vez, estas resistencias, transistores, etc. forman las denominadas puertas lógicas. Sistemas Informáticos 71 Circuitos integrados  Estos Circuitos Integrados por lo general se combinan para formar sistemas mucho más complejos que pueden ser desde una calculadora, un reloj digital, un videojuego, hasta una computadora, etc.  Concepto Modular Sistemas Informáticos 72 Puertas lógicas  Las puertas lógicas son circuitos electrónicos capaces de realizar operaciones lógicas básicas, además es la unidad básica sobre la que se diseña un circuito integrado y puede tener una o varias entradas que se convertirán en una sola salida  Una puerta lógica, o compuerta lógica, es un dispositivo electrónico con una función booleana. Suman, multiplican, niegan o afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas.  Por ejemplo, para realizar la operación producto utilizamos un circuito integrado a partir del cual se obtiene el resultado S = A · B Sistemas Informáticos 73 Puertas lógicas - AND  La señal de salida se activa sólo cuando se activan todas las señales de entrada.  Equivale al producto lógico S = A · B, representada por el siguiente símbolo y se corresponde con la siguiente tabla de la verdad (para dos entradas). Sistemas Informáticos 74 Puertas lógicas - OR  La señal de salida se activa sólo cuando se activa alguna de las señales de entrada.  Equivale a la suma lógica S = A + B, representada por el siguiente símbolo y se corresponde con la siguiente tabla de la verdad (para dos entradas). Sistemas Informáticos 75 Puertas lógicas - NOT  Esta puerta es un inversor que invierte el nivel lógico de una señal binaria. La señal de salida es la inversa de la señal de entrada.  Se representa por el siguiente símbolo y se corresponde con la siguiente tabla de la verdad. Sistemas Informáticos 76 Puertas lógicas - NAND Es el complemento de la función AND (la puerta AND negada). Se representa por el siguiente símbolo y se corresponde con la siguiente tabla de la verdad. Sistemas Informáticos 77 Puertas lógicas - NOR Es el complemento de la función OR (la puerta OR negada). Se representa por el siguiente símbolo y se corresponde con la siguiente tabla de la verdad. Sistemas Informáticos 78