UNIDAD I: CONOCIMIENTO DE LA COMPUTADORA

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1 2012 UNAN LEÓN Departamento de Computación Autor: Ing: Karina Esquivel Alvarado. Asignatura: FUNDAMENTOS DE INFORMÁTICA UNIDAD I: CONOCIMIENTO DE LA COMPUTADORA

2 UNIDAD I: CONOCIMIENTO DE LA COMPUTADORA 1.1 INTRODUCCIÓN: La computadora no ha cumplido ni los cien años de existencia desde su primera generación. Sin embargo es un invento que ha venido a revolucionar la forma en la que trabajamos, nos entretenemos y se ha convertido en un aparato esencial en nuestra vida diaria. La computadora no solamente es una máquina que puede realizar procesos para darnos resultados, sin que tengamos la noción exacta de las operaciones que realiza para llegar a esos resultados. Con la computadora además de lo anterior también podemos diseñar soluciones a la medida de problemas específicos que se nos presenten. Más aún, si estos involucran operaciones matemáticas complejas y/o repetitivas, o requieren del manejo de un volumen muy grande de datos. La informática es la disciplina que estudia el tratamiento automatizado de la información, incluyendo, como aspectos más importantes: el diseño y programación de ordenadores, procesamiento de la información en general, y destacando: el estudio y resolución de problemas mediante algoritmos utilizando la computadora. 1.2 DEFINICIONES: Informática: Conjunto de conocimientos y técnicas que permiten recoger, almacenar, organizar, tratar y transmitir datos mediante computadoras. 1 Información: Comunicación o adquisición de conocimientos que permiten ampliar o precisar los que se poseen sobre una materia determinada. 1 Dato: Representación de una información de manera adecuada para su tratamiento por un ordenador PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN: El procesamiento automático de la información es llevado a cabo por lo que denominaremos Sistema de Información (SI). Por lo general, a un sistema de información se le proporciona información de entrada (conjunto de datos que prepara el usuario), y tras un proceso más o menos largo genera la información de salida (resultados, conjunto de información que interpreta el usuario). El proceso de la información consiste en una secuencia de operaciones, típicamente aritméticas, que realizan cálculos sobre los datos de entrada para obtener los datos de salida. 2

3 La siguiente figura muestra el esquema típico del funcionamiento de un sistema de información. El procesamiento llevado a cabo dentro de un sistema de información puede ser tan sencillo como tomar unos datos de entrada y mostrar los resultados tras realizar los cálculos pertinentes. Pero en muchas ocasiones, parte de los resultados s o datos de salida son reutilizados como nueva información de entrada. Lo cual enriquece, aunque lo haga más complicado, el procesamiento de la información. A esta reutilización de los resultados parciales se le conoce como realimentación SISTEMAS DE INFORMACIÓN Un sistema de información está formado por todos los elementos necesarios para el tratamiento automático de la información, incluido el usuario. Y son: Hardware, Software, Usuario. Hardware: Es la parte física que por sí sola no hace nada, pero es la base sobre la que funciona el software. El hardware engloba todos los componentes tangibles de un sistema de información: teclado, ratón, monitor, microprocesador, memoria, disco duro, disquetera, lector/grabador de discos compactos, impresora, escáner, altavoces, etc. Software: Es el conjunto de programas que son necesarios para manipular la información. El software engloba toda la programación, desde el sistema operativo (Linux/Unix,Windows), hasta los programas de aplicación que interactúan directamente con el usuario, por ejemplo: un juego, un programa de contabilidad, un procesador de textos, un programa de dibujo, un navegador para Internet, etc. Usuario: Es el que facilita (introduce) la información de entrada al sistema, le indica qué operaciones quiere hacer con dicha información y, esto es lo más importante, es capaz de interpretar los resultados que se obtienen. Sin la interpretación del usuario, la información de salida de un sistema de información no sirve para nada. Una esquematización sencilla de un sistema de información por niveles se muestra en la siguiente figura, donde el usuario está en el nivel más alto y el ordenador o parte hardware en el más bajo. 3

4 1.3 ORGANIZACIÓN FÍSICA DE UNA COMPUTADORA: Dispositivos de Entrada: Como su nombre lo indica, sirven para introducir datos (información) en la computadora para su proceso. Los datos se leen de los dispositivos de entrada y se almacenan en la memoria central o interna. Ejemplos: teclado, scanners (digitalizadores, mouse (ratón), joystick (palancas de juego), lápiz óptico Unidad Central de Procesamiento (C.P.U) La Unidad Central de Proceso o CPU (Central Process Unit) se compone de: Reloj, Unidad de Control (UC), Unidad Aritmético Lógica (UAL) y Registros. Reloj: Es el generador de las señales temporizadas que marcan las fases en la ejecución de una instrucción dentro del procesador. El periodo de la señal producida por el reloj se denomina ciclo, y se mide en Herzios (Hz). El procesador efectúa acciones que tienen una duración expresada en múltiplos de ciclo. Para llevar a término una instrucción hacen falta varios ciclos. No todas las instrucciones necesitan el mismo número de ciclos, dependiendo de la naturaleza de la instrucción se necesitan más o menos. 4

5 Unidad de Control (UC) se encarga de realizar las siguientes operaciones: 1. Extrae de la memoria central las instrucciones a ejecutar. 2. Analiza cada instrucción y establece las conexiones eléctricas correspondientes dentro de la unidad aritmético-lógica. 3. Extrae de la memoria central los datos que necesita la instrucción en curso. 4. Desencadena el tratamiento de los datos en la unidad aritmético-lógica. 5. Almacena los resultados (si los hubiera) en la memoria central. Las operaciones de acceso a la memoria central se realizan con una cantidad de información fija denominada palabra. El tamaño de la palabra se mide en bits y depende del procesador. En muchos casos un dato ocupará más de una palabra y por tanto se realizarán tantos acesos a memoria central como sean necesarios, esto implicará que dicha operación durará más ciclos de reloj. Unidad Aritmético-Lógica (UAL): opera con los datos según indicaciones de la UC. La unidad aritmético-lógica se comporta como una calculadora a las órdenes de la UC. Registros: Son el almacenamiento temporal de información dentro de la CPU para su procesamiento. La CPU es el elemento más rápido de todo ordenador, es capaz de ejecutar del orden de centenares de millones de instrucciones por segundo La Memoria de la computadora se divide en dos: Memoria Central o Interna Memoria Auxiliar o Externa La Memoria Central (MC) es un depósito que almacena dos tipos de información: 1. Instrucciones: es decir, informaciones que indican qué operaciones se han de efectuar. 2. Datos: Conjunto de información a tratar. La información está organizada en palabras que están en celdas contiguas. Cada celda tiene una dirección, es como si tuviese asignado un número único por medio del cual se accede a su contenido. La memoria interna consta de dos áreas de memoria: La memoria RAM (Randon Access Memory): Es de lectura y escritura. Recibe el nombre de memoria principal o memoria del usuario, en ella se almacena información sólo mientras la computadora esta encendida. Cuando se apaga o arranca nuevamente la computadora, la información se pierde, por lo que se dice que la memoria RAM es una memoria volátil. 5

6 La memoria ROM (Read Only Memory): Es una memoria estática que no puede cambiar, la computadora puede leer los datos almacenados en la memoria ROM, pero no se pueden introducir datos en ella, o cambiar los datos que ahí se encuentran; por lo que se dice que esta memoria es de sólo lectura. Los datos de la memoria ROM están grabados en forma permanente y son introducidos por el fabricante de la computadora. Memoria Auxiliar (Externa): Es donde se almacenan todos los programas o datos que el usuario desee. Los dispositivos de almacenamiento o memorias auxiliares (externas o secundarias) más comúnmente utilizados son: cintas magnéticas y discos magnéticos Dispositivos de Salida: Regresan los datos procesados que sirven de información al usuario. Ejemplo: monitor, impresora. Esquema con los elementos de una computadora. 6

7 1.4 FUNCIONAMIENTO INTERNO DEL COMPUTADOR La computadora es un centro de procesamiento de información que: 1. Recibe datos del exterior a través de los periféricos de entrada; 2. los procesa mediante el microprocesador; 3. los almacena en dispositivos de almacenamiento, y 4. los envía al exterior a través de los periféricos de salida. La ruta de la información 1. Entrada: La información ingresa a la computadora a través de las conexiones, puertos o medios de almacenamiento (disquete, CD-ROM, etc.). Por ejemplo, supongan que, usando un procesador de texto (un programa), abren un texto (información) que tienen almacenadas en un disquete. 2. Distribución: La información se distribuye dentro de la computadora a través de los circuitos de la placa madre y de los buses de datos. La mayor parte de dicha información pasa a la memoria RAM, y de allí al microprocesador. Siguiendo, con el ejemplo, el texto viaja por el bus de datos del disquete a la memoria RAM, y de allí al microprocesador. 3. Procesamiento: El microprocesador extrae los datos de la memoria y los modifica siguiendo una serie de instrucciones dadas por un programa. Por ejemplo, cuando seleccionan una palabra y la pasan a negrita, ésa es una instrucción (cambiar a negrita) que el procesador de textos (el programa) le da al microprocesador. Éste extrae la palabra del texto (que está en la memoria RAM) la modifica y la vuelve a grabar modificada (en la memoria RAM). Como esta memoria es muy rápida, la modificación se ve inmediatamente reflejada en el monitor, pero aún no fue almacenada en el disquete o en el disco rígido, de modo que si interrumpe el suministro de energía eléctrica la información no es modificada. 4. Almacenamiento: Existen dos tipos de almacenamiento de la información: 1.- el almacenamiento temporal, que se efectúa en la memoria RAM mientras se realiza el procesamiento, y 2.- el almacenamiento permanente, que se efectúa en un dispositivo de almacenamiento cuando se termina parcial o totalmente el procesamiento. Por ejemplo, si están escribiendo un informe de tres páginas, pueden grabarlo en el disco duro. 5. Salida: Se enfoca en el cómo se visualizan o perciben los resultados del procesamiento. Hay dos clases de salida: 1.- la salida en tiempo real, es decir, a medida que se realiza el procesamiento, y 2.- la salida final, cuando terminó el procesamiento. Por ejemplo, ver en el monitor las palabras que van escribiendo (tiempo real) y la impresión del informe terminado (salida final). 7

8 Responda las siguientes preguntas 1. Enumere 5 de las diversas actividades que es posible realizar con una computadora. 2. Qué componente de la computadora es el más crítico para su funcionamiento, y por qué? 3. Cuál es la diferencia entre un dispositivo de almacenamiento y un dispositivo de entrada y salida? 4.. Elaboración de una línea de tiempo acerca de la evolución de las computadoras hasta la actualidad. BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA 1. Gómez Adrián, Jon Ander. Introducción a la informática. Departamento de Sistemas Informáticos y Computación Escuela Técnica Superior de Ingenier ıa del Diseño. 20 de mayo de Wilson R. Santurio. Informática 8 EGB. Editorial Santillana. Argentina. Primera Edición