TEMA 1.- INFORMÁTICA. HISTORIA. CONCEPTOS.

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1 TEMA 1.- INFORMÁTICA. HISTORIA. CONCEPTOS. Índice 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTO DE INFORMÁTICA HISTORIA DE LA INFORMÁTICA CODIFICACIÓN DE LA INFORMACIÓN DATOS E INFORMACIÓN CÓDIGOS SISTEMAS DE NUMERACIÓN PASO DEL SISTEMA DECIMAL AL SISTEMA BINARIO Y VICEVERSA SISTEMA DE NUMERACIÓN OCTAL CONVERSIÓN DE NÚMEROS A DIFERENTES SISTEMAS DE NUMERACIÓN UNIDADES DE MEDIDA DE LA INFORMACIÓN CÓDIGO ASCII HARDWARE Y SOFTWARE Ejercicios:

2 1. INTRODUCCIÓN. CONCEPTO DE INFORMÁTICA. El diccionario de la Real Academia de la Lengua Española señala que informática es el "conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de ordenadores (computadoras)". El concepto de información es muy reciente y además sumamente sencillo. Fue desarrollado en la década de los 40's por el matemático norteamericano Claude Shannon, para referirse a todo aquello que está presente en un mensaje o señal cuando se establece un proceso de comunicación entre un emisor y un receptor. Así, cuando dos personas hablan, intercambian información; cuando ves una película, recibes información; es más, al probar una galleta tu sentido del gusto recaba información sobre el sabor y la consistencia del bocado. La información puede entonces encontrarse y enviarse en muchas formas, a condición de que quien la reciba pueda interpretarla. Procesar información implica el almacenamiento, la organización y, muy importante, la transmisión de la misma. Para ello, en la informática intervienen varias tecnologías; en términos generales, podemos decir que son dos sus pilares: la computación y la comunicación; es decir, en lo que hoy conocemos como informática confluyen muchas de las técnicas y de las máquinas que el hombre ha desarrollado a lo largo de la historia para apoyar y potenciar sus capacidades de memoria, de pensamiento y de comunicación. -2-

3 2. HISTORIA DE LA INFORMÁTICA. El ordenador en la forma que actualmente lo conocemos no tiene más de cuatro o cinco décadas, lo que significa que tampoco existía una ciencia informática hace ese tiempo. No obstante, podemos enumerar una serie de antecedentes históricos que llevaron en continua evolución a conseguir el ordenador actual: El primer instrumento construido por la humanidad para facilitar el cálculo fue el ábaco, que simplificaba las operaciones aritméticas básicas (suma, resta, multiplicación y división). Puede ser considerado como el origen de las máquinas de calcular. A pesar de su antigüedad, 2600 a. c., se sigue usando hoy día en algunos países orientales. La necesidad de realizar operaciones con números más grandes y con mayor rapidez dio lugar a la aparición de las calculadoras mecánicas. Leonardo da Vinci, Pascal y Leibniz construyeron las primeras máquinas, pero fue Charles Babbage, en 1832, el que creó la primera capaz de encadenar varias operaciones automáticamente. Ilustración 1: máquina de Babbage En 1880 comenzó a hacerse un censo en EE.UU. que, debido a la cantidad de gente que lo formaba, tardó ocho años en terminarse. Por este motivo, el gobierno convocó un concurso para encontrar la mejor forma de realizar censos posteriores. En 1887 Herman Hollerith construyó una máquina censadora que procesaba los datos utilizando tarjetas perforadas. En 1944 Howard Aitken, basándose en las ideas de Babbage, creó un ordenador electromecánico llamado MARK I, que medía quince metros de largo y 2,5 de alto. Además, pesaba 5 toneladas y tenía 800 kilómetros de cables. Ilustración 2: Harvard Mark I (IBM) -3-

4 En 1945 fue creado, en el ministerio de defensa de los EE.UU. el ordenador ENIAC, construido a base de válvulas y cuya ventaja fundamental frente al MARK I era el incremento de velocidad, El calor que desprendía no permitía trabajar con él más de unas pocas horas sin que se produjera una avería. Ocupaba una superficie de 140 metros cuadrados y poseía más de válvulas. Son los ordenadores de la primera generación. Ilustración 3: Eniac Ilustración 4: válvula de vacio (triodo) Los avances tecnológicos, tales como la utilización de los transistores en ordenadores y la aparición de los primeros circuitos impresos o chips (el primero fue creado por Texas Instruments en 1958), aportaron una considerable reducción del tamaño de los ordenadores y una mayor velocidad del proceso. Son los ordenadores de la segunda y la tercera generación. Se generaliza el uso de los microprocesadores (Texas Instruments comienza a fabricarlos en serie, a partir de 1969). Un microprocesador es un conjunto de millones de transistores y resistencias, que hacen posible la actual miniaturización de los ordenadores. -4-

5 Ilustración 5: prime Mac A principio de los ochenta, aparecen los primeros ordenadores personales (PC) basados en el sistema operativo MS-DOS. Permiten trabajar con una gran variedad de programas, y su uso se extiende rápidamente Son Los ordenadores de la cuarta generación. -5-

6 Prehistoria Los dedos El Ábaco 2600 a.c. Era Mecánica Máquina Analítica de Babage Primera Generación Tubos de vacío UNIVAC I, MARK I, ENIAC, IBM 704 Segunda Generación Transistor IBM 7090 y 7094 Tercera Generación Circuito integrado IBM 360 Minicomputadoras Terminales Cuarta Generación Ordenadores personales -6-

7 El transistor bipolar fue inventado en los Laboratorios Bell de EE. UU. en diciembre de 1947 por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley, quienes fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en Fue el sustituto de la válvula termoiónica de tres electrodos, o triodo. El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que se utiliza como amplificador o conmutador electrónico (llave electrónica). Es un componente clave en nuestra civilización ya que toda la electrónica moderna los utiliza en: circuitos integrados, microprocesadores, controladores de motores eléctricos de corriente continua y actualmente están integrados en todos los dispositivos electrónicos de utilización diaria: radios, televisores, grabadores, reproductores de audio y vídeo, hornos de microondas, lavarropas automáticos, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, relojes de cuarzo, calculadoras, impresoras, lámparas de iluminación fluorecentes, equipos de rayos X, tomógrafos, ecógrafos, etc., etc. etc. Distintos encapsulados de transistores: -7-

8 3. CODIFICACIÓN DE LA INFORMACIÓN DATOS E INFORMACIÓN. En la vida cotidiana, los términos datos e información se utilizan indistintamente; sin embargo, tienen significados diferentes que no se deben confundir. Los datos suelen ser números, nombres, símbolos, frases, imágenes, sonidos, colores, olores, etc. Pero los datos por sí solos no permiten tomar ninguna decisión; para ello es necesario procesarlos y obtener así lo que se denomina información. Para que la información sea duradera y pueda ser utilizada posteriormente, debe ser plasmada sobre un soporte físico (piedra, papel, etc.), utilizando un conjunto de símbolos adecuado CÓDIGOS. Cada una de las distintas formas de representar la información recibe el nombre de código. Existen distintas formas de codificación, que abarcan desde la utilización de señales de humo hasta los mensajes cifrados que se envían los espías. Por ejemplo, el código morse se basa únicamente en dos símbolos, el punto y la raya; con ellos se puede representar cualquier información que esté expresada en nuestro alfabeto. Para ello se deben tener en cuenta las reglas que aparecen a continuación. Así, el mensaje socorro (SOS) se representa de la siguiente manera:

9 4. SISTEMAS DE NUMERACIÓN. Un sistema de numeración es un conjunto de reglas que permiten, con una cantidad finita de símbolos, representar cualquier número. Lo más importante de un sistema de numeración es que un mismo símbolo (dígito) tiene distinto valor según la posición que ocupe... El sistema de numeración que se usa habitualmente es el sistema decimal o arábigo, que utiliza diez símbolos o dígitos: 0,1,2,3,4,5,6,7,8 y 9. El valor de cada dígito está asociado al de una potencia de base 10, número que coincide con la cantidad de símbolos o dígitos del sistema decimal, y un exponente igual a la posición que ocupa el dígito (contado desde la derecha) menos uno. Por ejemplo, en el sistema decimal el número se expresa como: 4x x x x10 0 = 4567 (10) El sistema de numeración que utilizan los ordenadores es el sistema binario, que sólo utiliza dos dígitos, 0 y 1, y tendrán distinto valor dependiendo de la posición que ocupen, y que viene determinado por una potencia de base PASO DEL SISTEMA DECIMAL AL SISTEMA BINARIO Y VICEVERSA. Para convertir un número del sistema decimal al sistema binario, no hay más que dividir sucesivamente entre 2 y proceder como se indica en la figura: Ejemplo: transformar el número decimal 100 en binario. 100 (10) = (2) -9-

10 Para pasar un número del sistema binario al decimal, basta con seguir este procedimiento: (2) = 1x x x x x x x2 0 = 74 (10) Ejemplo: Convertir el siguiente numero binario a decimal: Ejercicio: (2 = = =11 (10 Convertir los siguientes números binarios a decimales: 10 (2 = 110 (2 = 101 (2 = 111 (2 = Convertir los siguientes números decimales a binarios: 32 = 1 = 0 = 19 = -10-

11 Tabla de conversión: binario Octal Decimal Hexadecimal A B C D E F -11-

12 4.2. SISTEMA DE NUMERACIÓN OCTAL. El inconveniente de la codificación binaria es que la representación de algunos números resulta muy larga. Por este motivo se utilizan otros sistemas de numeración que resulten más cómodos de manejar: octal y hexadecimal. De este modo, los números octales y haxadecimales sirven para representar, de forma abreviada, ciertos números binarios. Existen ocho dígitos diferentes: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. La conversión de un número decimal a octal, y viceversa, se realiza del mismo modo que la de los números binarios, aunque, lógicamente, se emplea como base el número 8 en vez del 2. Por ejemplo, 437(8 quiere decir: = = 287(10 Para pasar el número 35 en base decimal a octal se realiza de la siguiente forma: 35 (10 = 43 ( CONVERSIÓN DE NÚMEROS A DIFERENTES SISTEMAS DE NUMERACIÓN. Para pasar en general de una base m a otra base n, haremos lo siguiente: 1º) Pasamos de base m a base 10 método conocido 2º) Pasamos de base 10 a base n método conocido 4.4. UNIDADES DE MEDIDA DE LA INFORMACIÓN. En los ordenadores, la unidad de medida de la información es el bit (palabra inglesa - binary digit), que representa un dígito binario, es decir, un 1 o un 0. Esto responde a la idea física de que por un circuito pase o no corriente. Al conjunto de 8 bits se le denomina Byte; con un conjunto de Bytes se puede representar cualquier información de manera que el ordenador la entienda. Es evidente que, para las grandes cantidades de información que se manejan actualmente, esta unidad de medida es demasiado pequeña, por lo que necesitamos múltiplos del byte. La tabla siguiente muestra las unidades de medida que se utilizan habitualmente y sus equivalencias. UNIDAD DE MEDIDA EQUIVALENCIA SIMBOLO 1 byte 8 bits Byte 1 kilobyte 1024 bytes KB 1 megabyte 1024 kilobytes MB 1 gigabyte 1024 megabytes GB 1 Terabyte 1024 Gigabytes TB -12-

13 Ejercicio: Hacer las siguientes conversiones: 1. Cuantos MB son 1024 KB 2. Cuantos GB son 2048 MB 3. Cuantos GB son bytes 4. cuantos bytes son 10 GB? 4.5. CÓDIGO ASCII. Como ya se ha indicado, el ordenador necesita tener los datos codificados en forma binaria, es decir, convertidos en 0 y 1; por tanto, todos los caracteres (letras, números, y otros caracteres especiales) deben disponer de un código binario, que representa cada carácter mediante un número binario constituido ocho dígitos; el denominado código ASCII (American Standard Code for Information Interchange). En este sistema, a cada carácter se le asigna un número entre 0 y 255, que, una vez convertido al sistema binario, nos dá el código del carácter. -13-

14 5. HARDWARE Y SOFTWARE. En informática hay dos conceptos básicos interrelacionados: hardware y software Se define el hardware como el conjunto de dispositivos físicos, conectados entre sí, que integran el ordenador (unidad central de proceso, monitor, teclado, ratón, impresora,...) Además de estos dispositivos, el ordenador necesita, para poder funcionar, un conjunto de instrucciones que lo dirijan y le indiquen qué debe hacer y cómo debe hacerlo. A ese conjunto de instrucciones se le denomina software. El software es, por tanto, el soporte lógico que permite utilizar el hardware. Hardware (Elementos físicos de un ordenador) Dispositivos del sistema Procesador (CPU) Ranuras de expansión Controladores de disco Memoria Puertos E/S Elementos adicionales (chipset, pila, ventilador, etc.) Periféricos Almacenamiento Entrada-Salida Comunicaciones Software (Conjunto de programas) Sistemas operativos Lenguajes de programación Aplicaciones -14-

15 6. Ejercicios: crea un documento en tu carpeta personal, copia las preguntas y las respondes debajo. El documento debe llamarse Informática historia y conceptos 1. Busca toda la información que puedas sobre el ordenador MARK 1 (tamaño, tecnología que utiliza, etc.) así como fotografías. 2. Pasa a binario los siguientes números decimales Pasa a decimal los siguientes números binarios Definición de hardware, ejemplos y alguna fotografía. 5. Definición de software. 6. Busca información sobre el transistor y añade además alguna fotografía. 7. Para qué sirve al código ASCII? 8. Qué es un sistema de numeración posicional? Di algún ejemplo. 9. Pasa las siguientes unidades GB a MB MB a KB KB a MB Bytes a MB -15-

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