Introducción al estudio de la informática

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1 Introducción al estudio de la informática UNIDAD I

2 El estudiante explicará la importancia de la informática en la sociedad actual, a través del análisis y la comprensión de su campo de aplicación, de los términos utilizados en el área, del funcionamiento de un sistema de cómputo y los aspectos éticos y legales relacionados con su uso, mostrando interés, cooperación y respeto en el desarrollo de las actividades. INTRODUCCIÓN Hasta hace algunos años, el uso de las computadoras era exclusivo de científicos que trabajaban en universidades que contaban con los recursos suficientes para adquirirlas. Con la producción masiva de equipos de cómputo, la posibilidad de tener uno se convirtió en una opción viable para la mayoría de las personas. En la actualidad, casi todo el mundo ha tenido acceso a una computadora. Las computadoras son máquinas complejas que constan de muchísimas partes que se interrelacionan unas con las otras y que, sin duda, facilitan la ejecución de innumerables tareas para el usuario común. Las computadoras han evolucionado a través de los años hasta convertirse en una herramienta imprescindible en varias de las actividades humanas. Su uso representa uno de los grandes avances tecnológicos de la humanidad.

3 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INFORMÁTICA 13 Contesta brevemente las siguientes preguntas. 1. Qué significa para ti la palabra informática? 2. Cómo definirías una computadora? 3. Cuál es el uso que das a una computadora? 4. Qué programas informáticos son los que más utilizas? Para qué? 5. Qué entiendes por Internet? Lee con atención el siguiente texto. Posteriomente contesta las preguntas que se presentan. Un estudiante de bachillerato desea adquirir una computadora para realizar sus tareas escolares y navegar en Internet (uso del procesador de textos, hoja de cálculo, presentaciones interactivas, quemar CD s, ver películas, conversar en línea, enviar y recibir correos, jugar y escuchar música, etc.). Busca por los diferentes establecimientos de tu ciudad que venden equipo de cómputo y encuentra dos ofertas que capten tu atención. Característica Comercial Ensamble Sistema operativo Windows Vista Home Premium. Windows Xp Profesional Service Pack 2. Garantía Monitor 1 año en partes y 1 año en mano de obra. Monitor Pavillion W2207 flat panel de 22". Sin garantía. Monitor LCD ViewSonic Widescreen 2". Procesador Intel Core 2 Duo E4300a 1.8 GHz. Procesador Intel Core 2 Duo E430o, 1.8 GHz. Memoria 2 Gb (2 x 1024) PC DDR2. 2 Gb (2 x 1024) PC DDR2. Disco duro Interno de 500 Gb 7200 rpm serial ATA-3G y un HP Personal Media Drive de 160 Gb. 2 discos duros internos de 250 Gb, serial ATA II 7200 rpm, configurados en RAID 0 y 1Disco duro externo ultra compacto Iomega de 160 Gb USB 2.0.

4 14 UNIDAD I Característica Comercial Ensamble Disco óptico Placa sintonizadora TV United Super Multi DVD±r/RW con tecnología LighScribe. No incluye. DVD±R/RW con tecnología Light Scribe LITE-ON 18s. Tarjeta Diamond Xtreme TV PCI, Captura de video, sintonizador de TV y radio FM con control remoto. Conexión a red Tarjeta de red 10/100 integrada. Tarjeta de red 10/100 integrada. Audio Autointegrado con capacidad para 7.1 canales de audio de alta definición. Autointegrado con capacidad para 7.1 canales de audio de alta definición. Interface Interfaces frontales Lector de tarjetas de memoria 15 en 1 2 PS/2, 1 VGA, 4 USB 2.0, 1 IEEE1394, conexión a red, speakers, micrófono, in/out de línea, in/out para audio SP DIF, sonido envolvente y LFE central. 2 USB 2.0, 1 IEEE1394, entrada de línea, micrófono y audífonos, video compuesto/s-video/audio L-R, HP personal media drive bay (mini PMD). 2 PS/2, 1 VGA, 4 USB 2.0, 1 IEEE1394, conexión a red, speakers, micrófono, in/out de línea, in/out para audio SP DIF, sonido envolvente y LFE central. 2 USB 2.0, 1 IEEE1394, entrada de línea, micrófono y audífonos, video compuesto/s-video/audio L-R, HP personal media drive bay (mini PMD). No incluye. Lector de tarjetas de memroria 15 en 1. Teclado Teclado multimedia inalámbrico HP. Teclado multimedia inalámbrico Microsoft. Mouse Mouse óptico inalámbrico Microsoft. Mouse óptico inalámbrico Microsoft. Software multimedia HP Photosmart Essential, Cyberlink DVD Play, Cyberlink PowerCinema, Muvee autoproduces Mx, Roxio Creator, Consola de juegos Wild Tangent. Cyberlink DVD Play, cyberlink Power Cinema, Muvee autoproducer MX, Roxio Creator. Software productividad Microsoft Works 8.5, Adobe Reader 7.0, Norton Internet Security 2007 (60 días), herramientas de restauración, PC Doctor. No incluye. Precio $19, $16, Con base en las cotizaciones anteriores y considerando el uso que dará al equipo este estudiante: cuál consideras que es la mejor opción de compra? Por qué? Argumenta las razones de tu respuesta.

5 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INFORMÁTICA TERMINOLOGÍA BÁSICA Para iniciar el estudio de esta unidad, será indispensable describir los conceptos de informática y computación, además de definir los componentes básicos, así como la evolución que han tenido las computadoras desde la década de 1940 hasta el día de hoy Datos Los datos son partes de información ajustadas a un formato de manera especial, las cuales pueden existir en una variedad de formas, como números, palabras, imágenes, etc. En términos de programación, un dato es la expresión que describe las características de las partes sobre las que opera un algoritmo, y son utilizados por la computadora para distinguir la información que debe procesar, definiéndolos a partir de sus valores y las operaciones que se puedan llevar a cabo entre ellos. A menudo, un mismo tipo de dato se emplea de formas diferentes. Por otra parte, la información es un conjunto organizado de datos, que constituyen un mensaje sobre un determinado ente o fenómeno. Cuando tenemos que resolver un determinado problema o se debe tomar una decisión, empleamos diversas fuentes de información para realizar cualquiera de estas tareas. No se debe confundir el concepto de dato con el de información, ya que un dato por sí mismo no constituye información, sino que es el procesamiento que se le da lo que proporciona información Informática La informática (del francés informatique) es la disciplina que estudia el tratamiento racional, automático y adecuado de la información; utiliza dispositivos electrónicos y sistemas computacionales, para lo cual se diseñan y desarrollan estructuras y aplicaciones especiales que brindan seguridad e integridad. La informática se utiliza para llevar a cabo diversas tareas, por ejemplo: procesamiento de datos, control de procesos, telecomunicaciones, seguridad, desarrollo de juegos, multimedia, etcétera. Figura 1.1 Ejemplo de datos. Figura 1.2 Uno de los usos de una computadora es el procesamiento de datos. En la informática convergen los fundamentos de las ciencias de la computación, la programación y las metodologías para el desarrollo de software, así como la electrónica. Se entiende por informática a la unión sinérgica del cómputo y las comunicaciones.

6 16 UNIDAD I Computación La computación, concepto derivado del término en inglés Computer science, es el estudio de métodos algorítmicos para representar y transformar la información, incluyendo su teoría, diseño, ejecución, aplicación y eficiencia. En ocasiones, el término computación se emplea como un sinónimo de informática Sistema La palabra sistema ha adquirido usos especializados en diferentes disciplinas, entre éstas la informática. Independientemente del contexto en el que se utilice, un sistema hace referencia a un conjunto de procesos estructurados, organizados e interdependientes, que permiten realizar una serie de funciones específicas. En informática se observa que el término sistema es muy común, casi siempre referido a algún tipo de software, por ejemplo, el sistema operativo (el cual será abordado ampliamente en la Unidad II), los sistemas de control, de toma de decisiones, de seguridad, de respaldo, de información, etcétera Computadora Una computadora es una máquina programable capaz de realizar cálculos y tomar decisiones lógicas a una velocidad miles de millones de veces más rápida que la alcanzable por un ser humano. Una computadora se caracteriza por procesar y ejecutar conjuntos específicos de datos e instrucciones definidas, y puede realizar diversas tareas a través del uso de programas informáticos. Figura 1.3 Computadora. La estructura básica de una computadora incluye la unidad central de proceso (CPU), la memoria y los dispositivos de entrada/salida, junto a los cables (buses) que permiten la comunicación entre ellos. Las computadoras actuales son electrónicas y digitales, llamándose hardware la parte física (cables, circuitos, etc.) y la parte lógica (programas) se llama software Componentes físicos El hardware es el conjunto de elementos materiales que componen una computadora. Son los componentes físicos, tales como el disco duro, las unidades de disco (floppy, CD, DVD, quemador), tarjeta madre, gabinete, etc. En dicho conjunto se incluyen, además, los dispositivos electrónicos, electromecánicos, circuitos integrados, cables, tarjetas, periféricos y otros elementos físicos.

7 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INFORMÁTICA Componentes lógicos De acuerdo con el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE, por sus siglas en inglés), en su estándar 729, el software es la suma total de los programas de cómputo, procedimientos, reglas de documentación y datos asociados que forman parte de las operaciones de un sistema de cómputo. Se puede decir, entonces, que el software es la parte lógica de la computadora. Otra definición expresa que el software es el conjunto de programas y procedimientos necesarios para hacer posible la realización de una tarea específica, a través de la manipulación de los componentes físicos del sistema (hardware). Figura 1.4 Componentes lógicos Tecnologías de Información y Comunicación (TIC) El término Tecnologías de Información y Comunicación (TIC) es relativamente nuevo. Se refiere a la fusión de las tecnologías de la comunicación (radio, televisión, telefonía, etc.) y las de la información (informática, robótica, etc.). Las TIC son las tecnologías que se necesitan para la gestión y transformación de la información, y muy en particular el uso de computadoras y software que permitan crear, modificar, almacenar, proteger y recuperar dicha información. Figura 1.5 Niños utilizando medios informáticos. Se establecen como un elemento esencial de la Sociedad del Conocimiento porque promueven el intercambio y fortalecimiento de la información y el conocimiento. Con base en lo explicado en los puntos anteriores, contesta lo que se pide en la columna de la derecha: Con qué dispositivos y programas cuentan las computadoras que existen en el centro de cómputo de tu plantel? Programas (software) Dispositivos (hardware)

8 18 UNIDAD I 1.2 EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA DE LAS COMPUTADORAS En este apartado veremos la evolución que han tenido las computadoras, desde sus inicios hasta nuestros días, como resultado del avance tecnológico que ha mostrado la humanidad Evolución y tendencias en el desarrollo de las computadoras La evolución de las computadoras suele dividirse en generaciones, que corresponden a la complejidad de los componentes electrónicos que constituyen las computadoras, así como la actividad para el cual el hombre las utiliza. Las características de las computadoras (tamaño, velocidad, versatilidad de aplicaciones, etc.) son resultado de los avances tecnológicos que se han suscitado a través de los años. Probablemente el ábaco fue el primer dispositivo mecánico utilizado para el cálculo. Anteriormente se habían utilizado piedras, palos y elementos de diferentes tamaños para representar números, y así realizar operaciones. El origen del ábaco se remonta a China, hacia el año 2500 a.c. y fue tal su efectividad que hoy en día se siguen fabricando y utilizando. Figura 1.6 Regla de cálculo de Wilhelm Schickard. Es hasta 1623 cuando Wilhelm Schickard construyó la primera calculadora mecánica, utilizando piezas de relojería. Diez años después, en 1633, William Oughtred inventó la regla de cálculo, la cual se utilizó hasta el siglo XX, antes de la llegada de la calculadora electrónica portátil. En 1645, el joven francés Blaise Pascal de 19 años, inventó la primera calculadora, a la que se le conoció como la Pascalina, la cual permitía realizar sumas. Era una pequeña caja de madera con una hilera de discos giratorios numerados, donde se alineaban las unidades, decenas, centenas, etc. Cuando una rueda daba una vuelta completa, avanzaba la otra rueda situada a su izquierda. Este sistema es muy similar al empleado hoy en día en los medidores analógicos de luz o agua. Figura 1.7 Pascalina. En 1670 el filósofo y matemático alemán Leibniz perfeccionó la Pascalina, logrando que ésta realizara las operaciones de multiplicación y división El sistema de la máquina de Leibniz para multiplicar era mediante una serie de sumas, mien-

9 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INFORMÁTICA 19 tras que la división se basaba en un conteo entre el denominador y el numerador. A principios del siglo XIX, el inventor francés Joseph Marie Jacquard diseñó un telar (telar de Jacquard) que utilizaba tarjetas perforadas de madera para tejer patrones sobre tela, permitiendo a los usuarios elaborar complejos diseños. Cada tarjeta perforada correspondía a una línea del diseño, y su colocación junto con otras tarjetas determinaba el patrón con el que se tejía. Este sistema de tarjetas perforadas, permitió al matemático e inventor británico Charles Babbage, alrededor de 1830, inventar su propia calculadora con cintas perforadas a la que llamó máquina analítica, la cual contaba con muchas de las características de una computadora moderna. Incluía un flujo de entrada en forma de paquetes de tarjetas perforadas, una memoria para guardar los datos, un procesador para las operaciones matemáticas y una impresora. Desafortunadamente, la máquina no pudo ser construida debido a razones de índole financiera, política y legal. Figura 1.8 Telar de Jacquard. Con el desarrollo del álgebra del inglés George S. Boole (conocida como booleana) en 1854 se crea la base de la aritmética computacional. El sistema de Boole redujo argumentos lógicos a permutaciones de tres operadores básicos algebraicos: y, o y no. En 1869 William Stanley Jevons construye la primera máquina lógica que utiliza el álgebra de Boole para resolver problemas. La máquina, llamada el Piano Lógico, de más de 90 centímetros de alto, era un conjunto de teclas, palancas y poleas. Cuando el operador insertaba una operación lógica por medio de una combinación de teclas, otras aparecían revelando el resultado. Es durante la década de 1880 cuando Herman Hollerith concibió la idea de crear la máquina tabuladora, utilizando tarjetas perforadas similares a las placas de Jacquard, para procesar datos. Hollerith consiguió compilar la información estadística destinada al censo de población de 1890 de Estados Unidos en sólo dos años, en vez de 13, que era lo que se estimaba. La máquina hacía pasar las tarjetas perforadas sobre contactos eléctricos para catalogarlas en diferentes cajones. Después del censo, Hollerith fundó la Compañía de las Máquinas de Tabulación, que años más tarde se convertiría en lo que hoy es IBM. En 1893 Otto Setiger desarrolló la primera máquina exitosa de multiplicación automática, basada en la calculadora de Leibniz. Esta máquina se diseñó originalmente para su uso en negocios, pero las personas involucradas en proyectos académicos y científicos hallaron inmediatamente un uso para ella y se vendieron varios miles en los siguientes cuarenta años. Figura 1.9 Máquina tabuladora de Hollerith. En 1906, el americano Lee De Forest inventó el primer tubo al vacío (bulbo), el cual era capaz de captar y amplificar señales de radio recibidas por medio de una antena. El bulbo encontraría uso en varias generaciones tempranas de computado-

10 20 UNIDAD I ras, a comienzos de Por otra parte, en 1919 se desarrolló el primer circuito multivibrador bistable (o flip-flop) por W. H. Eccles y F. W. Jordan, lo que permitió crear la base para el almacenamiento en código binario. Figura 1.10 Bulbos. Figura 1.11 Mark I. En la década de 1930 Howard Aiken, un joven profesor de Harvard, construyó la Mark 1, una computadora electromecánica de 3 metros de alto y 20 de largo que funcionó hasta Tenía más de 750,000 ruedas y 800 kilómetros de cable y se basaba en la Máquina Analítica de Babbage. La Mark 1 empleaba señales electromagnéticas para mover las partes mecánicas y le tomaba de 3 a 5 segundos realizar un cálculo, leyendo los datos a partir de cintas de papel perforado. Funcionaba con relevadores (relés), que eran interruptores operados magnéticamente, los cuales se activaban o desactivaban al ser energizados. Por esa misma época, en Berlín, Konrad Zuse construyó la primera computadora electromecánica binaria programable, la cual también hacía uso de relevadores eléctricos para automatizar sus procesos. Sin embargo, tan sólo fabricó un prototipo para pruebas al cual llamó Z1. Este prototipo nunca llegó a funcionar debido a la falta de perfeccionamiento en sus elementos mecánicos. En 1940, Zuse terminó su modelo Z2, que fue la primera computadora electromecánica completamente funcional en el mundo. Al año siguiente, fabricó el modelo Z3, para el cual desarrolló un programa de control basado en los dígitos binarios; luego llegó el Z4, que tenía un área de 20 metros cuadrados y pesaba más de 2 toneladas. Entre 1945 y 1946 creó el Plan de Cálculos, considerado el primer lenguaje de programación de la historia, predecesor de los lenguajes modernos de programación algorítmica. Generaciones de computadoras Los estudiosos de la historia de la computación consideran que a mediados de la década de 1940 es cuando nace la primera generación de computadoras. Posteriormente, debido a los avances tecnológicos, principalmente en el desarrollo de componentes electrónicos, surgen otras generaciones. A continuación presentaremos una breve reseña de cada una de ellas. Primera generación de computadoras (1946 a 1959) La primera generación de computadoras usaba circuitos que contenían relés y bulbos, regularmente empleaban tarjetas o cinta de papel perforado para la entrada de datos y como medio de almacenamiento principal. El almacenamiento temporal era proporcionado por las líneas de retraso acústicas (que usaban la propagación de tiempo de sonido en un alambre para almacenar datos) o por los tubos de William (que utilizaban un tubo de televisión para guardar y recuperar datos). La comunica-

11 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INFORMÁTICA 21 ción se establecía en lenguaje máquina, nivel más bajo que puede existir. La primera generación de computadoras se describe a continuación: 1947, ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Fue construida por J. Eckert y John Mauchly y se convirtió en la primera computadora electrónica digital a gran escala que llegó a ser operacional. Utilizaba un sistema de interruptores y enchufes para programarla; contenía más de 18,000 bulbos y alcanzaba una velocidad de varios cientos de multiplicaciones por minuto, pero su programa estaba conectado al procesador y debía ser modificado manualmente. La memoria consistía en líneas de mercurio dentro de un tubo de vidrio al vacío, de tal modo que un impulso electrónico podía ir y venir en dos posiciones, para almacenar los ceros (0) y unos (1). Figura 1.12 Computadora ENIAC. 1949, EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). Poseía una memoria en la que se almacenaban tanto los datos como el programa, lo que permitía introducir caminos sin la necesidad de ejecutar el programa desde el principio. A pesar de ser un prototipo de laboratorio, ya incluía en su diseño las ideas centrales que presentan las computadoras actuales.

12 22 UNIDAD I 1951, UNIVAC I. (Universal Atomic Computer). Primera computadora comercial moderna utilizada para el tratamiento de datos no científicos. Fue construida por la compañía Remington Rand fundada por Eckert y Mauchly. Era capaz de aceptar y procesar datos alfabéticos y numéricos. Se vendieron un total de 46 máquinas durante el transcurso de la década. Figura 1.13 UNIVAC I. 1953, IBM 701. Ésta fue la primera computadora comercial de IBM. Basaba su tecnología en bulbos y tarjetas perforadas, además de utilizar un tipo de memoria llamada tambor magnético, que es la predecesora de los discos duros actuales. Sin embargo, la IBM 650, introducida en 1954, es quizá la razón por la que IBM disfruta actualmente de una gran parte del mercado de las computadoras. La administración de la IBM asumió un gran riesgo y estimó una venta de 50 computadoras (número que sobrepasaba la cantidad de computadoras instaladas en esa época en Estados Unidos), pero consiguió vender más de 1,000 equipos. Segunda generación de computadoras ( ) La segunda generación de computadoras se caracteriza por la sustitución de los tubos de vacío o bulbos por los transistores, los cuales eran más económicos, más pequeños, consumían menos electricidad y producían menos calor. Por estos motivos, la densidad del circuito podía ser aumentada sensiblemente, permitiendo que los componentes se colocaran mucho más cerca unos de otros y ahorrar espacio. Algunas computadoras de esta época son el UNIVAC 1004, el CDC 6600 y el PDP-1. Figura 1.14 Transistor. El transistor bipolar, sustituto del tríodo, fue inventado en los Laboratorios Bell de Estados Unidos, en diciembre de 1947, por John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Bradford Shockley. El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El diseño de unidades de almacenamiento en núcleos facilitó la incorporación de unidades adicionales y permitió el desarrollo de un diseño modular de la memoria, para que las computadoras pudieran realizar más de una función al mismo tiempo. Es en esta generación cuando evolucionan los modos de direccionamiento y surgen los lenguajes de programación, como el ensamblador (traduce instrucciones en lenguaje máquina) y de compilador (traduce un programa escrito a un lenguaje de programación). Aparecen FORTRAN y COBOL, que fueron lenguajes de compilador creados para resolver problemas científicos y de negocios.

13 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INFORMÁTICA 23 Tercera generación de computadoras ( ) En 1958 el ingeniero Jack Kilby creó el primer circuito integrado para la firma norteamericana Texas Instruments. Se trataba de un dispositivo de germanio que integraba seis transistores en una misma base semiconductora para formar un oscilador de rotación de fase. Los circuitos integrados hicieron por la tercera generación lo que los transistores por la segunda. Con el uso del circuito integrado se aumentó la capacidad de almacenamiento y se redujo el tiempo de respuesta. IBM anunció su línea de computadoras Sistema 360 en La línea del sistema 360 y la tercera generación de computadoras de Honeywell, NCR, CDC, UNIVAC, Burroughs y otros fabricantes, hicieron obsoletas todas las computadoras instaladas con anterioridad. En esta generación se consigue compatibilidad para compartir software entre diversos equipos. Las computadoras de la tercera generación trabajan a tal velocidad que proporcionan la capacidad de ejecutar más de un programa de manera simultánea. A pesar de que las computadoras de esta generación continuaron procesando datos en cintas, se desarrollaron sistemas para el uso del procesamiento aleatorio y de discos magnéticos rotatorios. A finales de la década de 1960, surgen las microcomputadoras, debido a la demanda de computadoras para su uso en negocios y aplicaciones científicas. Son el elemento de transición entre la tercera y cuarta generación. Figura 1.15 Sistema 360 de IBM. Cuarta generación de computadoras (1971 a la actualidad) Las primeras tres generaciones se caracterizaron por los importantes avances tecnológicos en la electrónica: primero, el uso de tubo al vacío (bulbo); luego, los transistores y después, los circuitos integrados. Hay quienes prefieren fijar el comienzo de la cuarta generación en 1971, con la aparición del microprocesador. El microprocesador es un circuito integrado, conocido también como chip, que proporciona el control de las operaciones de cálculo en una computadora. Puede estar contenido en una pastilla de silicio y es el producto del proceso de reducción de tamaño de los componentes electrónicos a escalas microscópicas. El primer microprocesador totalmente operacional, aunque con cierta controversia, fue el Intel 4004, desarrollado por la empresa Intel. Figura 1.16 Microprocesador. Circuito integrado.

14 24 UNIDAD I Figura 1.17 PET 2001, Commodore y Apple II. En 1971 aparecieron el PET 2001, de Commodore; el TRS 80, de Radio Shack y el Apple II, fabricado por Steven Jobs y Stephen Wozniak. En 1975, Bill Gates y Paul Allen crean la empresa Microsoft. En agosto de 1981 se presentó el IBM PC, que dio lugar a la difusión masiva de la computadora personal e incluía el sistema operativo MS-DOS de Microsoft. La PC original fue un intento de IBM para entrar en el mercado de las computadoras domésticas, entonces dominado por el Apple II. Figura 1.18 Primera computadora personal, IBM. Figura 1.19 Nueva computadora lanzada por Microsoft, se le conoce como surface. Durante esta generación comenzaron a proliferar los sistemas operativos de red, con varias computadoras interconectadas que podían ser accedidas por un mismo usuario, así como los sistemas operativos distribuidos, compuestos por varios procesadores que se presentan como un sistema único. Quinta generación de computadoras La quinta generación de computadoras fue un proyecto lanzado por Japón a finales de la década de 1970, cuyo objetivo era el desarrollo de una clase de computadoras que utilizarían técnicas de inteligencia artificial al nivel del lenguaje de máquina, capaces de resolver problemas complejos. Considerando la rapidez con que avanza la microelectrónica, la industria se ha dado a la tarea de acelerar el desarrollo de software y de los sistemas con que se manejan las computadoras. Surge la competencia internacional por el dominio del mercado de la computación; sin embargo, aún no se ha podido alcanzar la capacidad de comunicarse con una computadora sino a través de códigos o lenguajes de control especializados. En los Estados Unidos ya está en marcha un programa que persigue el desarrollo de la Inteligencia Artificial, con el propósito de equipar a las computadoras con la capacidad de razonar para encontrar soluciones, así como reconocer patrones y secuencias de procesamiento que hayan encontrado previamente, lo que permitirá recordar resultados previos e incluirlos en el procesamiento. En esencia, la computadora aprenderá a partir de sus propias experiencias y usará esa información para posteriores tareas de procesamiento y toma de decisiones.

15 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INFORMÁTICA 25 Elaboren en equipos un peródico mural donde sinteticen la información acerca de las generaciones de computadoras Evolución continua En respuesta a que en la actualidad no existe aún un dispositivo que marque el inicio de una nueva generación de computadoras, y considerando que las necesidades de procesamiento de información cada día son mayores, las compañías fabricantes de componentes electrónicos, así como las que elaboran aplicaciones informáticas, deben hacer más eficiente la tecnología existente para el diseño de computadoras y software. Equipos de cómputo Es común escuchar a un especialista en tecnologías de la información decir que al comprar hoy un equipo de cómputo, éste se volverá obsoleto al cabo de seis meses, debido a que será remplazado por uno más veloz y de mayor capacidad. Este argumento se sustenta en que las compañías lanzan al mercado periódicamente dispositivos con mejor rendimiento. El hecho de que un equipo de cómputo se vuelva obsoleto o no depende de las necesidades del usuario. Las compañías tratan de mejorar el rendimiento de sus productos aplicando formas eficientes de comunicación y procesamiento entre los dispositivos que conforman una computadora. Pero se debe tener presente que la tecnología en la cual se basan estos dispositivos sigue siendo la misma (microprocesadores, semiconductores, dispositivos de entrada/salida); lo que ha evolucionado es la forma en que éstos se comunican. Programas informáticos A través de la historia, el software va de la mano con la evolución del hardware. Es por ello que, si el hardware evoluciona en cualquier aspecto, los programas que lo controlan e interactúan con él deben desarrollarse, permitiendo así el buen desempeño de la computadora. Actualmente, las compañías desarrolladoras de software ofrecen actualizaciones que se acoplan a la evolución del hardware. Cuando ya no es posible que el software interactúe de manera eficiente con el hardware o cuando se diseña una nueva forma de interacción con el usuario, se crean nuevas versiones de los mismos. Figura 1.20 Acualización por vía Internet del software en una computadora.

16 26 UNIDAD I Generación de nuevos dispositivos Figura 1.21 Reproductor multimedia. Gracias a la evolución continua del hardware y software es posible crear nuevos dispositivos, más pequeños, eficientes, con mayor capacidad de almacenaje, los cuales satisfacen las necesidades del usuario. Un ejemplo de ello son los medios de almacenamiento de información, los cuales han evolucionado desde el disco flexible hasta las memorias USB. Contesta brevemente lo que se te pide. 1. Cómo crees que serán las computadoras dentro de 10 años? 2. Qué dispositivo te imaginas que sería necesario crear para mejorar tus labores escolares? Perfil del usuario El perfil del usuario se refiere a las características que presentan las personas al interactuar con un equipo de cómputo, considerando el uso que dan al mismo y los niveles de conocimiento que presentan al utilizarlo. De esta manera podemos agrupar a los tipos de usuario de la siguiente forma: Usuarios expertos Usarios de aplicación Son aquellos especialistas en las Tecnologías de la Información y la Comunicación que tienen un alto conocimiento en el área. Ejemplo: programadores, desarrolladores de aplicaciones, administradores de redes y de centros de cómputo, etcétera. Aquellas personas que hacen uso de softwares desarrollados por las compañías para satisfacer sus necesidades, como por ejemplo: secretarias, doctores, administradores, docentes, ingenieros, etcétera.

17 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INFORMÁTICA 27 Usuarios de entretenimiento Los que utilizan las computadoras para su entretenimiento, desde escuchar música y ver películas hasta juegos de video (gamer). Cabe mencionar que los perfiles de usuario son variados y dependen de las características personales de cada individuo. Una persona puede tener una mezcla de perfiles, debido a que los tipos de usuarios no son excluyentes uno de otro. Por ejemplo: un usuario experto puede usar aplicaciones para facilitar su trabajo y divertirse en su tiempo libre jugando o escuchando música con la misma computadora. Contesta brevemente lo que se pide. 1. Considerando los perfiles de usuarios mostrados anteriormente, con cuál de ellos te identificas? Por qué? 2. Piensas que es necesario convertirse en un usuario experto para manejar eficientemente un equipo de cómputo? Por qué? Actualización permanente Como se presentó en el punto 1.2.2, las compañías desarrolladoras de software y equipos de cómputo realizan modificaciones a sus productos periódicamente, con el objetivo de abarcar un mayor mercado y ofrecer al usuario mejores productos que satisfagan sus necesidades. En informática, mantener al día los conocimientos y habilidades, así como la información que se maneja, representa una gran ventaja, ya que permite hacer uso de los equipos de manera eficiente y eficaz. Existen en el mercado diversos métodos de actualización disponibles para el usuario, como el Internet, en él se pueden encontrar un sinnúmero de cursos, tutoriales, manuales, etc., que permiten conocer las características de programas y equipos de cómputo actuales. Figura 1.22 Ejemplo de una página de tutoriales en donde cualquier persona puede actualizarse.

18 28 UNIDAD I Aplicaciones e impacto de la informática en la sociedad actual Actualmente se pueden encontrar aplicaciones de la informática en todos los campos de la actividad humana, lo cual ha impactado de manera significativa en el desarrollo de la sociedad. La mayoría de los avances tecnológicos que han ocurrido en las últimas décadas no hubiesen sido posibles sin el uso de sistemas informáticos. Figura 1.23 El uso de la cumputadora ha abarcado todos los ámbitos. Figura 1.24 El uso de las computadoras ha facilitado la automatización de datos. La simulación de procesos, el diseño y análisis de elementos y componentes, el manejo de cantidades muy grandes de información, la operación de complejos cálculos, el desarrollo de dispositivos, etc., son tareas inherentes a la ciencia y la investigación, las cuales se desarrollan haciendo uso de sistemas informáticos. Las empresas e instituciones utilizan las computadoras como una herramienta indispensable que facilita sus labores diarias, como lo son: el procesamiento de bases de datos, el diseño y elaboración de documentos, la comunicación entre personas y equipos, la optimización de recursos, etcétera. Por otra parte, en la industria, los procesos de producción actuales serían poco eficientes si no fuera por la aplicación de sistemas informáticos, los cuales permiten la ejecución de procedimientos de automatización y proporcionan métodos de control, lo que conlleva al desarrollo de productos de mejor calidad elaborados en menor tiempo y con menos recursos. De la misma manera, las compañías que se dedican a la industria del entretenimiento utilizan las computadoras para la creación de películas, videos, música, etc., haciendo uso de software especializado en tareas de diseño y edición. Atendiendo a las actividades mostradas en la columna de la izquierda, indica las aplicaciones que consideres pertinentes para cada una de ellas. Actividad Aplicaciones Educación Medicina

19 INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA INFORMÁTICA 29 Actividad Aplicaciones Milicia Agricultura Artes Deportes 1.3 FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA DE CÓMPUTO En este tema presentaremos los principales componentes de una computadora, sus funciones y el modo en que se interrelacionan Principales componentes Procesador La unidad central de proceso (CPU, por sus siglas en inglés) o simplemente procesador, es el elemento que interpreta las instrucciones y transforma los datos contenidos en los programas de una computadora. Es el cerebro de la computadora, pues coordina la máquina y es la parte encargada de supervisar el funcionamiento de las otras secciones. El CPU está constituida por la Unidad de Control (UC), la Unidad Aritmética Lógica (ALU), el registro de entrada de datos y salida de información, así como de una memoria caché, todos ellos conectados a través de buses. Cada una de estas tres cumple una función específica.

20 30 UNIDAD I Componente Unidad de control (UC) Unidad aritmética lógica (ALU) Registro Memoria caché Función Se encarga de supervisar la secuencia de las operaciones que deben realizarse para ejecutar una instrucción. Es donde se decodifican los programas. Se ejecutan todas las tareas que requieren una solución. Realiza los cálculos aritméticos (suma, resta, etc.) o de comparación lógica (OR, NOT, etc.), solicitados por el programa almacenado en la memoria. En él se almacenan los datos durante la ejecución de las instrucciones; incluye el registro contador (indica qué instrucción sigue), el registro de instrucción (tiene la instrucción que se está ejecutando), el registro acumulador (donde se guardan resultados intermedios) y el registro de estado (que guarda avisos: si el resultado es cero, si es negativo, etc.). Memoria interna utilizada para mejorar la eficiencia y el rendimiento. Es más rápida, aunque de menor capacidad, que la memoria principal. En ella se duplica parte de la información de dicha memoria. Memoria Es la parte de la computadora que se encarga de almacenar, de manera temporal o permanente, todas las instrucciones, datos de entrada y resultados que serán ejecutadas en la CPU. La memoria principal se puede clasificar de la siguiente manera: Tipo de Memoria Características Siglas Memoria principal Memoria de trabajo donde se almacenan las instrucciones y los datos durante su procesamiento RAM (Random Access Memory) Memoria secundaria Memoria que almacena datos, instrucciones y programas necesarios para que la computadora arranque y funcione correctamente. ROM (Read Only Memory) La capacidad de la memoria se mide principalmente por la capacidad que tenga para trabajar con varias aplicaciones simultáneamente. Entre más espacio tenga para trabajar, mejor será el desempeño del sistema.

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