Introducción a las Computadoras SICI 4008

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1 Introducción a las Computadoras SICI 4008 Web Page: s: elio.lozano@upr.edu Oficina: CC5 Telef. X Horas de Oficina: Lunes, Martes y Miércoles 10:00 12:00 am

2 Conceptos Fundamentales de Computación Las computadoras son herramientas esenciales en casi todas las actividades de una empresa, sector educación, hospitales, Army, películas, juegos, música, investigaciones, etc.

3 Que es una computadora? Es un aparato que procesa datos usando unas instrucciones que tiene almacenado en su memoria. También puede aceptar datos de entrada (input), procesa esos datos (processing), convierte en información y produce resultados (output). Usa operaciones aritméticas y lógicas para poder procesar los datos. Finalmente tiene la capacidad de almacenar los datos y los resultados producidos para un uso futuro.

4 Tipos de Computadoras Análoga. Las entradas pueden ser luz, sonido y movimiento. Ejem. Las computadoras que monitorean el corazón de un paciente, Digital. Las entradas a esta computadora son el mouse y el teclado.

5 Categoría de las Computadoras Las computadoras se clasifican de acuerdo a su tamaño, velocidad y precio. Palmtop. Para el bolsillo, calendarios, agendas, teléfonos, correos. Últimamente estas pueden incluir programas de aplicación como procesador de texto. Laptops o Notebooks. Son de uso general y portátiles Desktop. Computadoras para escritorio (caja horizontal). Si la caja es vertical se le llama torre (tower).

6 Categoría de las Computadoras Workstation. Puede ejecutar aplicaciones mas pesadas como diseño de planos (Autocad), bases de datos complejos (Oracle), etc. Servidores. Sirven para manejar la comunicación en una red local, permite compartir archivos (evitando duplicidad), páginas web, s, etc. Mini-Computadoras (aproximadamente $15 mil) Tienen la capacidad de trabajar con varios usuarios conectados simultáneamente.

7 Categoría de las Computadoras Mainframe. Puede ser usado por cientos de usuarios, estas ya necesitan aire acondicionado, demanda mucho voltaje. Se encuentran en compañías grandes, bancos, Hacienda, Aeropuertos, Universidades (miles a millones de dolares) Supercomputadoras. Procesan billones de instrucciones en un segundo. Se usan para búsquedas de yacimientos petroleros, estudios y predicciones climatológicas, creación de aviones, simulaciones del clima, etc.

8 Sistemas de Computo Está compuesto de Hardware y software. El hardware se refiere a los componentes físicos de la computadora. El software se refiere a la parte lógica que permite el funcionamiento de la computadora.

9 Componentes de un sistema de cómputo El diseño y construcción de una computadora se le llama arquitectura de configuración. Los detalles tecnológicos de cada componente de software se llama especificaciones. Ejm Un sistema de computo puede configurarse para incluir una impresora. Un especificación para una impresora puede ser la velocidad de impresión (pags/min) o la capacidad de imprimir a colores.

10 Componentes de un sistema de cómputo El hardware y el software trabajan de conjuntamente para procesar datos. Los datos pueden ser palabras, imágenes, símbolos, números, sonidos, videos, etc. Que describen sucesos, cosas, ideas, etc. Modificar los datos se llama procesar. Las tareas de procesamiento ocurren en tarjeta madre (motherboard).

11 Componentes de un sistema de cómputo La tarjeta madre es un tablero de circuitos que sirve para conectar diferentes componentes de la computadora y controlar sus funciones.

12 Componentes de un sistema de cómputo La tarjeta madre contiene: El microprocesador. (unidad central de proceso) consta de transistores, circuitos electrónicos en un chip Bus de interconexión. Este sirve para transmitir datos entre los dispositivos El procesador se monta en la placa madre y es la encargada de procesar la información. Las tarjetas son tableros de circuitos electrónicos que se insertan en ranuras de la placa madre. Por ejemplo la tarjeta de sonido (convierte el sonido digital en analógico). Las señales analógicas son las captadas por el oído humano.

13 Componentes de un sistema de cómputo Los datos o instrucciones capturados por la computadora se llaman datos de entrada El resultado del procesamiento que se hace en los datos de entrada se llaman datos de salida Las computadoras requieren de dispositivos periféricos para cumplir las funciones de entrada (mouse, teclado), salida (monitor, impresora) y almacenamiento.

14 Componentes de un sistema de cómputo Los dispositivos de entrada sirven para capturar datos y señalar algunos comandos Los comandos son entradas de instrucciones que indican a la computadora como procesar los datos. Ejem. Un comando para guardar los cambios en un procesador de texto. Otro ejemplo seria el comando ipconfig que se usa para averiguar el IP address de la PC.

15 Componentes de un sistema de cómputo Las salidas pueden ser de muchas formas. Las computadoras pueden entregar trabajos procesados por medio de dispositivos de salida como por ejemplo un monitor, impresora, etc. La salida creada en una computadora puede ser guardada dentro de la comp., en un medio de almacenamiento externo como un CD, DVD, etc.

16 Dispositivos de Entrada Teclado Dispositivo para apuntar o señalar: mouse (pueden tener más de dos botones) Trackball (esfera rodante) La esfera aparece encima, y sirve para posicionar el cursor. Touch pad. Sensible a la presión del dedo y se usa para controlar el cursor

17 Dispositivos de Entrada Stick apuntador. Dispositivo insertado entre las teclas. Sirve también para apuntar el cursor. Escáner. Dispositivo que transfiere una imagen a la memoria de la PC. Micrófonos. Para grabar sonidos, reconocimiento de voz. Otros dispositivos de entrada pueden conectarse por medio de cables o medios inalámbricos (tecnología infrarroja) o por radiofrecuencia

18 Dispositivos de salida Monitor. Muestra la salida de la computadora Pantalla plana (LCD liquid cristal Display) CRT (cathode ray tube) Se dispara haces de luz a la pantalla para activar puntos de color. La resolución es la calidad que un monitor nos puede mostrar una imagen.

19 Dispositivos de salida La resolución es la cantidad de pixeles (puntos pequeños rgb red-green-blue) Las computadoras usan un dispositivo para controlar lo que se envía al monitor (tarjeta de video) Impresoras. Producen una copia en un papel Laser. Una imagen laser temporal se transfiere al papel con sustancia en polvo (toner)

20 Dispositivos de salida Inyección de tinta. Rocían tinta en el papel. Matriz de puntos. Transfieren la tinta al papel golpeando una cinta con alfileres (para imprimir mucho documentos) Bocinas Otros dispositivos que se conectan por medio de cables o en forma inalámbrica.

21 Procesamiento de Datos Las computadoras solo manejan datos de tipo binario. Los caracteres y otros datos se convierten a números binarios para su procesamiento en la computadora. El sistema ASCII se usa para representar datos de tipo carácter. Este es un numero decimal asignado a cada carácter.

22 Procesamiento de Datos Posteriormente esos números se convierten a binarios por la computadora. 1 bit representa un 0 o un 1 1 byte representa 8 bits. Ejem kB = 2 10 bytes = 1024 bytes 1MB = 2 20 bytes = 1024kB 1GB = 2 30 bytes = 1024MB

23 Memoria Esta guarda datos e instrucciones. - RAM (Random Access Memory). Guarda datos que el CPU requiere. Estos datos son temporalmente almacenados. También se le conoce como memoria volátil. Memoria Cache. Es una memoria temporal usada para agilizar la búsqueda de información que se encuentra en la RAM.

24 Memoria Memoria Virtual. Simula la RAM para convertirlo en una memoria más grande. La información q no se esta usando, se guarda en el disco duro. ROM (Read Only Memory). Guarda información en forma permanente. CMOS (complementary metal oxide semiconductor) Guarda datos como fecha hora, hardware agregado, etc.

25 Sistemas de Computadoras Viene siendo lo q es software y hardware. Hardware. La parte física del computador. Los componentes básicos del hardware son: CPU Memoria (RAM) Dispositivos de almacenamiento Dispositivos de Entrada o Salida

26 Sistemas de Computadoras

27 CPU (Central Processing Unit) Consiste de dos partes. 1) Unidad de control 2) la unidad aritmética/lógica Cuando un computador ejecuta un programa ingresa en un ciclo conocido Fetch/Decode/Execute

28 CPU (Central Processing Unit) Fetch. La unidad de control trae la instrucción de memoria para ser ejecutada. Decode. La unidad de control decodifica la instrucción y genera la señal eléctrica. Execute. La señal es dirigida a la unidad aritmética (ALU). Luego el resultado se envía otra vez a memoria.

29 La memoria Principal La memoria principal está compuesta de un conjunto de direcciones de memoria llamadas bytes. Un byte consiste de 8 bits. Un bit es un conmutador (switch) que puede estar encendido (1) o apagado (0). La memoria es dispositivo de almacenamiento temporero.

30 La memoria Principal

31 Dispositivo de Almacenamiento Secundario Usualmente los programas y datos se almacenan en forma permanente en dispositivos de almacenamiento secundario. Ejemplos: Disco duro, CD (compact Disc), DVD (Digital Versatil Disc), USB, floppy.

32 Dispositivos de entrada Sirven para enviar información a la computadora. Ejem. Teclado, mouse, digital pen, digital camera, micrófono, joystick.

33 Dispositivos de Salida Dispositivos q el computador usa para comunicarse con el usuario.

34 Software Son el conjunto de programas que un computador ejecuta. Existen tres tipos de software. Sistemas Operativos. Es un conjunto de programas que administra el hardware, y controla los procesos que se ejecutan. Ejem. DOS/Windows, Unix/Linux, MAC OS, Programas de Aplicación. Hacen q las computadoras sean útiles para los usuarios. Ejem. Procesador de textos, calculo, presentaciones, videos, fotos, música, juegos, etc.

35 Software Herramientas de Programación. Permiten a los usuarios construir, ejecutar, y evaluar programas. Editor de Texto Compilador, Interpretadores para traducir el programa escrito en un lenguaje de programación a lenguaje maquina. Depuradores. Sirven para evaluar, encontrar errores en el programa Todas estas herramientas vienen en grupo llamados IDE (Integrated Development Environment)

36 Representación de datos en la memoria Para hacer el proceso inverso. Se va dividiendo el numero entre dos (cociente) hasta que sea cero. Y el resultado son los residuos de esas divisiones del último hacia el inicio.

37 Representación de datos en la memoria Ejemplo. Convertir (77) 10 a binario. 77/2 = 38 R 1 38/2 = 19 R 0 19/2 = 9 R 1 9/2 = 4 R 1 4/2 = 2 R 0 2/2 = 1 R 0 ½ = 0 R 1 (77) 10 = ( ) 2

38 Representación de datos en la memoria Para abreviar el sistema binario se usa el hexadecimal En el sistema hexadecimal (10) 10 = (A) 16 y así sucesivamente.

39 Representación de datos en la memoria Para transformar un sistema binario a hexadecimal se agrupan los números de 4 dígitos empezando de la derecha hacia la izquierda. Ejem = D = = Convertir AC1 16 a sistema decimal. AC1 16 = Ax Cx x16 0 = =

40 Representación de datos en la memoria Como convertir del sistema hexadecimal a base octal (8). (D21) 16 = ( ) 8 (D21) 16 = Dx x = 13x =(3361) /8 = 420 R /8 = 52 R 4 52 / 8 = 6 R 4 6 / 8 = 0 R 6 (D21) 16 = (3361) 10 = (6441) 8 Primero se convierte a sistema decimal y luego a sistema octal (dividiendo por 8)

41 Almacenamiento de Datos Dispositivos de Almacenamiento Magnético. Guardan datos como partículas magnetizadas en cintas magnéticas (mylar). Disco Flexible. 1.44MB o disco de 3.5 Disco Duro. Contiene varias placas magnéticas. Su tamaño varía con el precio y el tiempo. Cintas. Se usan para hacer copias de seguridad (Backup)

42 Almacenamiento de Datos Dispositivos de Almacenamiento Óptico. Disco de policarbonato cubiertos con un metal reflejante. Los datos se guardan con tecnología laser. CD (Compact Disc) puede almacenar 700MB. (CD-R, CD-RW ) DVD (Digital Versátil Disc) puede almacenar 4.5GB hasta15.9 GB (depende de cómo se guardan los datos, puede ser en ambos lados o en diferentes capas.) Los nuevos dispositivos incluyen el Blue Ray, y el HD-DVD. Pueden almacenar entre 15GB a 50GB

43 Almacenamiento de Datos La memoria Flash. Son tarjetas portátiles encapsuladas en plástico solido (cámaras digitales, celulares, consolas de juegos) Flash USB. Son memorias flash pero con puerto USB (universal serial bus)

44 Comunicación de Datos Las computadoras pueden enviar datos a otras computadoras o a periféricos. Las reglas para transportar datos se conocen protocolos. La comunicación entre la PC y los periféricos es controlado por un programa llamado controlador (driver).

45 Comunicación de Datos Algunos elementos de comunicación de datos son los siguientes: Bus de datos. Dispositivos externos se conectan a través de cables o tarjetas de expansión o ranuras. Las PC tienen varios puertos, serial (mouse, keyboard), paralelo (printer), SCSI, ATA, SATA, IDE (CD-ROM, Discos Duros, Floppy Drive, etc), MIDI, USB, Ethernet, etc. Puerto Paralelo. (envía 8 bits a la vez) rápidas pero riesgosas. Puerto scsi (small computer system interface) Puerto USB (Universal serial bus) Puerto de tarjeta de sonido Puerto Ethernet

46 Redes Red tenemos la forma cliente / servidor LAN (Local Area Network) Usualmente en edificios, Universidades, etc WAN (Wide Area Network) Comunicación de computadoras que se encuentran en áreas alejadas. WLAN (Wireless LAN). Se basan en ondas de radio de alta frecuencia. WI-FI (Wireless Fidelity) PAN (Personal Area Network). Tecnología infrarroja, Bluetooth. WI-MAX (Worldwide interoperability for Microwave) Permite conexiones a grandes distancias. Usualmente usan antenas repetidoras.

47 Software del Sistema Maneja las operaciones fundamentales de la PC. Cargar datos en memoria, ejecutar programas, guardar datos en discos, etc. Existen 4 tipos de software:

48 Software del Sistema Sistema Operativo. Es un conjunto de programas que administra todas las operaciones entre los componentes del hardware. (Es como el director de la orquesta). Asigna recursos del sistema a los programas. Un recurso del sistema puede ser CPU, memoria, dispositivo de almacenamiento. Maneja los archivos (seguridad, algunos archivos son indispensables) Vigila constantemente la falla del hardware como el software. Ejem. La familia Windows (95, 98, 2000, millenium,nt, XP, Vista, Windows 7). MAC/OS, UNIX, LINUX, etc. Usualmente tienen GUI (Graphical User Interface)

49 Software del Sistema Las Utilidades o programas de Aplicación. Son programas para un uso en particular, Word processor, Excel, Power Point, etc. Controladores (drivers). Son programas que manejan diferentes dispositivos que se agregan a la PC (controlador para impresoras, tarjetas de video, etc). Lenguajes de Programación. Son usados para crear programas (software). C, C++, Java, Python, C#, Basic, COBOL, Perl, Matlab, Mathematica, Fortran, ADA, etc.

50 Software de Aplicación Elaboración de documentos: Procesador de textos, editores de , etc. Microsoft Word, Hojas de cálculo. Realiza cálculos numéricos por filas y columnas. Excel Gestión de Base de Datos. Conjunto de información guardada en una o más computadoras organizada en registros y archivos. Un registro consta de varios campos (información básica). Un ejemplo de este software es la base de datos que usa la universidad para manejar información de los estudiantes, profesores, administrativos, etc. ORACLE, SQL, POST/GRE, etc

51 Software de Aplicación Gráficos y presentaciones. Estos programas se usan para crear, manipular datos de tipo grafico. Ejem. Photoshop, Corel Draw, AutoCaD, Paint, Power Point, GIMP, Creación de multimedia. NERO, Administración de información: Outlook Administración de sitios de internet

52 Microsoft Windows Vista Pantalla principal de Windows Vista Componentes de una ventana Reglas de Oro al utilizar Windows Vista. Componentes de una caja de dialogo El explorador de Windows Aplicaciones incluidas en Windows vista 1-52

53 Ventajas de un sistema operativo gráfico Graphical user interface (GUI) Permite trabajar con menús e iconos What you see is what you get Permite ver el trabajo en formato real Multitasking Permite correr varias aplicaciones a la vez Interfaz común Las aplicaciones de Office contienen iconos y comandos que son comunes 1-53

54 Ventajas de un sistema operativo gráfico Compartir Se puede compartir datos de una aplicación a otra Undo/Redo Posee comandos para revertir alguna acción errada Help Las aplicaciones contienen ayudas para explicar detalladamente el uso de los programas de aplicación 1-54

55 Pantalla principal de Windows Vista Icons Start Button Taskbar System Tray Desktop Active Programs Gadgets 1-55

56 Reglas de Oro al utilizar Windows Vista Para poder aplicar atributos a un texto o a una grafica, primero hay que seleccionarla Windows Vista provee muchas formas de hacer exactamente lo mismo Con el botón derecho del mouse sale un menú con las opciones que aplican al área apuntada 1-56

57 Acciones que se ejecutan con el mouse Point Click Right-click Double-click Click & Drag Deselect Click + Ctrl 1-57

58 Componentes de una ventana Menu Title bar Minimize, Maximize, Restore, Close buttons Horizontal/Vertical Scroll bar Search Text Box 1-58

59 Componentes de una caja de diálogo List Box/ Combo Box Spin Box/ List Box Option Buttons Text Box Check Box Command Buttons 1-59

60 Aplicaciones incluidas en Windows vista Calculator Notepad WordPad Paint Sound Recorder Defragmenter Disk Cleanup Control panel 1-60

61 El explorador de Windows Esta aplicacion nos permite hacer operaciones basicas con archivos y directorios como: copiar, pegar crear eliminar Renombrar buscar archivos 1-61

62 Internet Arpanet (DoD) Es una red de comunicaciones a nivel mundial de miles de redes de comunicación local. Estas redes usan protocolos de comunicación estándares. Estas redes a su vez están compuestas de millones de computadoras de uso comercial, educacional, de gobierno y personal. Estadísticas

63 Internet 1-63

64 Navegadores Los navegadores son programas de aplicación que nos permite acceder paginas de internet en formato de texto, grafico y animado. Internet Explorer Opera Google Chrome Mozilla Firefox Maxthon 1-64

65 Motores de Búsqueda Algunas paginas web nos permiten hacer búsquedas de información que deseamos obtener. Lycos Google Yahoo Altavista About.com Excite 1-65

66 Aplicaciones Web Algunas paginas web ofrecen aplicaciones que se pueden ejecutar sin restricciones de hardware o software. Zoho Gliffy Flickr Google docs 1-66

67 Aplicaciones útiles Algunas aplicaciones necesitan ser descargadas y luego instaladas en la computadora. Muchas de estas aplicaciones son gratuitas, pero algunas requieren licencia. EvilLyrics Winzip Winamp RealPlayer Quicktime Google Desktop 1-67

68 Redes Sociales Algunas paginas brindan servicios para intercambiar información y conocimiento entre los usuarios a nivel social. Googleblog Facebook Myspace GoogleMaps Wikipedia Youtube Hi5 MSN Messenger Camfrog Yahoo Games 1-68

69 Mundos Virtuales Algunas paginas simulan mundos virtuales como lugares y situaciones de la vida real. Second Life There Google Lively Kaneva Gaia Hotel Habbo Mtv IMVU 1-69

70 Descripción de los navegadores Elementos del internet explorer. Barra de titulo Botones Back and Forward Barra de direcciones URL Botones de refresh y cancel Search Favoritos Barra de Menú Pestaña y pestaña para crear Barra de comandos Página Barra de Estado 1-70

71 s El correo electrónico es una herramienta de comunicación para enviar mensajes entre usuarios Algunos servidores de dominio publico proveen este servicio gratuitamente. hotmail.com, yahoo.com, etc Otros organizaciones tienen sus propios servidores para proveer este servicio a los usuarios upr.edu, nasa.gov El formato de una dirección de correo esta dado por el nombre de usuario seguido y el nombre del servidor que le provee el servicio. nombre_usuario@dominio_servidor_ 1-71

72 s Las capacidades del correo electrónico son: Contestar un mensaje Re-Enviar un mensaje recibido Eliminar un mensaje Almacenar un mensaje Imprimir un mensaje Los componentes del correo electrónico son TO: FROM: SUBJECT: Cc: Bcc: Attachment: 1-72

73 Laboratorio