TEMA 1

1.- Conceptos básicos

2.- Estructura funcional de ordenadores

3.- Clasificacion de ordenadores

4.- Funcionamiento de ordenadores

5.- Aplicacion de la informatica.

1.- CONCEPTOS BASICOS.

Informatica viene de Informacion automatica. Es el conjunto de conocimientos cientificos y tecnologicos que hacen posible el tratamiento de la informacion por medio de ordenadores.

Ordenador: Maquina capaz de aceptar datos de entrada, realizar operaciones aritmetico-logicas con estos, y proporcionar la informacion resultante a través de un medio de salida.

Lo hace sin necesidad de intervencion de un operador humano y bajo el control de un programa de instrucciones previamente almacenado en la propia computadora.

Dato: Conjunto de simbolos para representar un numero, objeto, hecho o idea, de forma adecuada para que las datos puedan ser tratados por el ordenador.

Codificacion: Transformacion que representan los elementos de un conjunto mediante los elementos de otro conjunto. A cada elemento del 1º le corresponde uno distinto del otro conjunto. (Ej: DNI, matricula...)

Bit: En el ordenador se utiliza un codigo binario (0 ó 1). Un bit es un digito binario (binary digit).

Byte: Numero de bits necesarios para representar un caracter. Generalmente son 8 bits. Multiplos de los bytes:

- Kilobyte (Kb): 2¹⁰ bytes = 1024 bytes

- Megabyte (Mb): 2²⁰ bytes = 10⁶ bytes

- Gigabyte (Gb): 2³⁰ bytes = 10⁹ bytes

- Terabyte (Tb): 2⁴⁰ bytes = 10¹² bytes

- Pentabyte (Pb): 2⁵⁰ bytes = 10¹⁵ bytes

Palabra: numero entero de bytes (generalmente 2ⁿ). En el PC son 2 bytes (16 bits).

Instruccion: conjunto de simbolos que representan una orden de operacion al ordenador.

Programa: conjunto ordenado de instrucciones, indicando las tareas a realizar.

Lenguaje de programacion: todo lo relativo a simbolos y reglas seguidas para escribir un programa.

Lenguaje maquina: Interpretado por circuitos electromagneticos del ordenador. Sus desventajas son:

- Muy laborioso.

- Cada circuito tiene uno propio.

- Repertorio reducido de instrucciones.

Lenguaje de alto nivel: Permite escribir programas de forma mas proxima al problema que se quiere resolver.

Fichero: Conjunto de informacion sobre el mismo tema. Unidad de almacenamiento, organizada de forma estructurada para podeer acceder a los datos de cada uno.

Hardware: Soporte fisico (maquina en sí).

Software: Soporte logico. Conjunto de programas ejecutables por el ordenador.

Interfaz: Elemento que adapta las caracteristicas (velocidad, nivel electrico) de 2 dispositivos para que se puedan comunicar.

Sistema operativo: Conjunto de programas que controlan y gestionan los recursos de un ordenador. El sistema operativo funciona de interfaz entre el software y el hardware. Su principal funcion es asignar los recursos para que el ordenador funcione de forma eficaz.

Microordenador: Un ordenador cuyo procesador central es un micro procesador.

Microprocesador: Uno o varios circuitos integrados que realizan las funciones de un procesador central.

2.- ESTRUCTURA FUNCIONAL DE ORDENADORES.

Perifericos: Entrada, salida y memoria auxiliar.

Entrada: Introduccion de datos e instrucciones (teclado, lectora tarjetas de credito)

Salida: Obtencion de resultados de los programas ejecutados (pantalla).

Memoria: almacenamiento de datos e instrucciones.

Memoria central (principal o interna): mayor velocidad. Esta ligada a la UC y a la UAL. Para que un programa se ejecute, debe estar en esta memoria.

Memoria auxiliar, secundaria o externa: Para guardar informacion de forma masiva.

UCP: (Unidad de control de proceso). Esta formada por:

- UAL: Circuitos electronicos con que se hacen las operaciones aritmetico-logicas.

- UC: detecta las señales de estado (estado de funcionamiento), capta instrucciones. Segun el codigo de estas, envia una señal de control, que son ordenes.

Los factores que determinan la potencia de un ordenador son:

- Ancho o longitud de palabra: numero de bits que se transmiten entre 2 unidades (cuanto mayor sea, mas rapido es el ordenador).

- Capacidad de memoria.

- Tiempo de ciclo: la UC, para sincronizar las operaciones tiene un reloj que genera un pulso. El tiempo de ciclo es el Periodo en que se genera dicha señal. La Frecuencia mide el numero de ciclos por segundo (Mhz).

- Ancho de banda: representa la cantidad de informacion transferida por segundo entre una unidad y otra.

3.- CLASIFICACION DE ORDENADORES.

Se clasifican segun dos criterios:

- Uso: - General: Cualquier tipo de aplicacion

- Especifico: Aplicacion concreta (ej: video-juegos, ...)

- Potencia, capacidad o tamaño:

- Superordenadores: Su caracteristica es la rapidez. Son varios procesadores que trabajan a la vez. Procesan datos y realizan calculos a gran velocidad. (Ej: CRAY).

- Mainframes: Uso general; requieren instalaciones especiales y se usan en instituciones con gran cantidad de datos. Se pueden usar a la vez por varios usuarios. (Ej: IBM 4361).

- Miniordenadores: Mas baratos. Empresas medias, para contabilidad, control de almacen,...

- Estaciones de trabajo (Workstation): Monousuario. Pantalla, teclado y raton. Su CPU es un microprocesador de gran potencia. Estan conectados a una red y utilizan servidores de ficheros (ordenadores sin pantalla ni teclado, con gran cantidad de discos y cintas magneticas). Suelen usar el sistema operativo UNIX. Se usan en aplicaciones cientificas y tecnicas. (Ej: SUN).

- Ordenadores personales (microordenadores): Nivel de usuario. La frecuencia del reloj esta entre 33 y 200 Mhz. Existen para ellos gran variedad de programas. Compatibilidad.

- Nanoordenadores (microordenadores): Son baratos. Tienen capacidad limitada. Es de uso domestico (videojuegos, contabilidad,...). El dispositivo de salida es un monitor de TV.

- Calculadora programable: tamaño reducido. Alimentacion a pilas. Teclado de entrada sencillo con funciones especificas. El dispositivo de salida es un visualizador optico. La capacidad de memoria y el lenguaje de programacion son muy limitados.

4.- FUNCIONAMIENTO DE UN ORDENADOR.

Fases de ejecucion de un programa:

- Cargar el programa en memoria. Lo realiza el cargador (programa del S.O.). Introduce el programa en posiciones consecutivas de memoria a partir de una dada.

- El S.O. indica una orden para pasar el control a la porcion "a" de memoria (1ª porcion donde esta cargado el programa)

- La UC repite sucesivamente las siguientes fases:

- Captacion de la instruccion: se lleva la instruccion en posicion "a" a la UC, y se cambia "a" por "a+1".

- Ejecucion: mira el codigo de ejecucion. Segun éste y el estado, realiza la tarea.

Ej: Lenguaje maquina.

ENT M(m), E (Entrada de datos a memoria)

SAL S, M(m) (Salida de datos desde memoria)

CAR A, M(m) (Cargar datos desde memoria en UAL)

MEM M(m), A (Pasar desde UAL a memoria)

SUM A, M(m) (Suma el contenido de la porcion m de memoria a lo que haya UAL, donde queda el resultado).

No obstante, estas ordenes no son asi, sino que estan en binario, donde el codigo de operacion (ej: ENT), son 5 bits, y el campo de direccion (ej: 16) son 7 bits.

5.- APLICACIONES DE LA INFORMATICA.

Requisitos de las aplicaciones para que sea util utilizar un ordenador:

- que tengan que procesar gran cantidad de datos.

- que tengan que compartir datos entre ellas (porque ahorra tiempo, espacio, y da facilidad de actualizacion).

- que tengan que ejecutar operaciones repetidas para gran numero de datos.

- que el origen y el destino de la informacion este distribuido por areas geograficas extensas.

- operaciones de gran precision, calculos complejos y a gran velocidad, etc.

Campos de aplicacion:

1.- Procesamiento de datos administrativos: funciones de gestion tipicas de una empresa.

2.- Ciencias fisicas e ingenieria: instrumento para la resolucion de modelos y calculos matematicos.

3.- Biologia y medicina: investigacion farmaceutica, bases de datos con historiales clinicos, control de vacunacion, etc.

4.- CC. Sociales: Analisis de datos (evaluacion de encuestas,...)

5.- Educacion: CAL (Computer Aided Learn), CAI (Computer Aided Instruction).

- Teletexto: acceso publico a una base de datos que estan en un ordenador central, a traves de un TV convencional. El ordenador central manda a traves del cable de TV paginas de informacion que el usuario pide a traves del mando.

- Videotexto: el usuario puede interactuar con el ordenador central. Se necesita una linea de telefono y un terminal (TV, modem, y otros dispositivos)

6.- Arte y humanidades: composicion de musica, cuadros, dibujos animados...

7.- Ingenieria con ayuda del ordenador: diseño, fabricacion y test.

- CAD (Computer Aided Design).

- CAM (Computer Aided Manufacturing)

- CADMAT (Computer Aided Design, Manufacturing And Testing).

Se utiliza tambien para el diseño de circuitos integrados, trazado de carreteras, cartografia e ingenieria industrial.