Presentación de la materia Historia de las computadoras

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1 de la materia de las computadoras Organización de computadoras Universidad Nacional de Quilmes

2 Horarios Dos bandas horarias: Banda Clase Aula Horario Docente Matutina Teoría Martes de 10 a 13 Matutina Práctica Viernes de 10 a 13 Nocturna Teoría Martes de 19 a 22 Nocturna Práctica Viernes de 16 a 19 Nocturna Práctica Viernes de 19 a 22 Mara Dalponte Esteban Dimitroff y Mara Dalponte Federico Martínez Esteban Dimitroff y Flavia Saldaña Flavia Saldaña y Federico Martinez

3 Reglas del juego

4 Importante: Comunicación Para comunicarnos Lista de correos Blog oficial

5 Objetivos (1) Entender los principios básicos de funcionamiento de las computadoras

6 Objetivos (2) Reconocer los componentes funcionales y entender su funcionamiento

7 Objetivos (3) Entender el mecanismo de ejecución de los programas

8 Objetivos (4) Entender las decisiones de diseño de una arquitectura y como se relacionan con el modelo de programación que ofrece

9 Objetivos (5) Conocer las características básicas de la comunicación de la computadora con el usuario y con otras computadoras

10 Terminología Arquitectura de una computadora atributos de un sistema que puede ver un programador. Tienen un efecto directo en la ejecución de un programa Organización de una computadora unidades funcionales y sus interconexiones que hacen efectivas las especificaciones de la arquitectura.

11 de las computadoras

12 de las computadoras Pascal Leibniz: Calculadora que efectuaba multiplicaciones y divisiones (modo paso a paso)

13 de las computadoras 1750 Se usan las tarjetas perforadas para especificar patrones de tejido (Instrucciones ejecutadas por humanos) 1801 Jaquard:

14 de las computadoras 1833 Babbage

15 de las computadoras 1944 MARK 1 (Harvard University):

16 de las computadoras 1946 ENIAC (University of Pensilvania):

17 de las computadoras 1952 IAS (Princeton):

18 de las computadoras 1952 Programa almacenado

19 de las computadoras 1952 Programa almacenado Cómo almacenarlo en memoria?

20 de las computadoras 1952 Programa almacenado Cómo almacenarlo en memoria? Representar las instrucciones adecuadamente Memoria principal Unidad Central de Procesamiento (CPU)

21 de las computadoras UNIVAC I IBM 701

22 de las computadoras 1964 IBM 360 PDP-8

23 de las computadoras Intel Apple 1 Intel 80386

24

25 Definiciones Sobre la materia Qué es un programa?

26 Definiciones Sobre la materia Qué es un programa? Programa Secuencia de instrucciones que resuelven un problema

27 Definiciones Sobre la materia Qué es un programa? Programa Secuencia de instrucciones que resuelven un problema Qué es una instrucción?

28 Definiciones Sobre la materia Qué es un programa? Programa Secuencia de instrucciones que resuelven un problema Qué es una instrucción? Instrucción Una orden que puede ser llevada a cabo por una computadora

29 Instrucciones en la historia Cómo eran las instrucciones en esta época?

30 en la historia Cuando aparece el software?

31 en la historia Cuando aparece el software? Cuando las computadoras no se programan manualmente con cables e interruptores

32 en la historia Cuando aparece el software? Cuando las computadoras no se programan manualmente con cables e interruptores Los programas se memorizan (ej: tarjetas perforadas)

33 en la historia Cómo se memoriza un programa?

34 en la historia Cómo se memoriza un programa? Escribiendolo mediante un código

35 en la historia Cómo se memoriza un programa? Escribiendolo mediante un código El código debe ser interpretado por la computadora

36 Memoria principal Unidad Central de Procesamiento (CPU)

37 Memoria principal Unidad Aritmético- Logica (ALU) Unidad de Control de programa (UC) CPU UC Capaz de interpretar y ejecutar las instrucciones traidas de memoria ALU Capaz de operar con datos binarios: operaciones aritméticas elementales

38 Inicio Búsqueda de la instrucción Ejecución de la instrucción Fin

39 El sistema binario Sobre la materia

40 El sistema binario Sobre la materia En el mundo interno de las computadoras se utilizan solo 0 y 1.

41 El sistema binario Sobre la materia En el mundo interno de las computadoras se utilizan solo 0 y 1. BIT (BInary digit) es un dígito que puede ser 0 ó 1. BYTE cadena de 8 bits.

42 El sistema binario Sobre la materia En el mundo interno de las computadoras se utilizan solo 0 y 1. BIT (BInary digit) es un dígito que puede ser 0 ó 1. BYTE cadena de 8 bits. El sistema binario: Utiliza solo dos símbolos: 0 y 1, llamados bits. Es un sistema posicional. El número representado será la suma de potencias de 2.

43 Interpretación

44 Sistema binario: interpretación La tarea de interpretar responde la pregunta:

45 Sistema binario: interpretación La tarea de interpretar responde la pregunta: Qué significa esta cadena?

46 Sistema binario: interpretación La tarea de interpretar responde la pregunta: Qué significa esta cadena? Ejemplos: Sistema Decimal la cadena 11 significa: (1 10) + (1 1)

47 Sistema binario: interpretación La tarea de interpretar responde la pregunta: Qué significa esta cadena? Ejemplos: Sistema Decimal la cadena 11 significa: (1 10) + (1 1) Cómo saber que significa la cadena 11?

48 Sistema binario: interpretación Cómo saber qué significa la cadena 11?

49 Sistema binario: interpretación Cómo saber qué significa la cadena 11? 1 definir cuanto pesa el primer 1 y cuanto pesa el segundo 1 2 sumar los componentes del valor

50 Sistema binario: interpretación Cómo saber qué significa la cadena 11? 1 definir cuanto pesa el primer 1 y cuanto pesa el segundo 1 2 sumar los componentes del valor cadena 1 1

51 Sistema binario: interpretación Cómo saber qué significa la cadena 11? 1 definir cuanto pesa el primer 1 y cuanto pesa el segundo 1 2 sumar los componentes del valor cadena 1 1 pesos

52 Sistema binario: interpretación Cómo saber qué significa la cadena 11? 1 definir cuanto pesa el primer 1 y cuanto pesa el segundo 1 2 sumar los componentes del valor cadena 1 1 pesos Interpretar Encontrar el valor que representa la cadena dada

53 Sistema binario: interpretación Mas ejemplos de interpretaciones 110

54 Sistema binario: interpretación Mas ejemplos de interpretaciones = = 6

55 Sistema binario: interpretación Mas ejemplos de interpretaciones = = 6 101

56 Sistema binario: interpretación Mas ejemplos de interpretaciones = = = = 5

57 Sistema binario: interpretación Mas ejemplos de interpretaciones = = = =

58 Sistema binario: interpretación Mas ejemplos de interpretaciones = = = = = = 13

59 Sistema binario: interpretación

60 Sistema binario: interpretación = = 45

61 Sistema binario: interpretación = =

62 Sistema binario: interpretación = = = = 3092

63 Representación

64 Así aprendimos a interpretar una cadena binaria

65 Así aprendimos a interpretar una cadena binaria También necesitamos aprender a escribir una cadena binaria que represente el valor que queremos.

66 Así aprendimos a interpretar una cadena binaria También necesitamos aprender a escribir una cadena binaria que represente el valor que queremos. Representar Encontrar una cadena en el sistema (binario) que tenga el valor dado

67 Sistema binario: Representación Para representar un número X: Dividiendo X sucesivamente por 2 hasta obtener cociente cero. Escribiendo los restos del primero al último de derecha a izquierda.

68 Sistema binario: Representación Queremos escribir el número 26 en binario.

69 Sistema binario: Representación Queremos escribir el número 26 en binario.

70 Sistema binario: Representación Ejercicios 1 Representar el número 4 2 Representar el número 8 3 Representar el número 16 4 Representar el número 17

71 Aritmética binaria Sobre la materia Un sistema de numeración debe proveer:

72 Aritmética binaria Sobre la materia Un sistema de numeración debe proveer: 1 Mecanismo de interpretación 2 Mecanismo de representación

73 Aritmética binaria Sobre la materia Un sistema de numeración debe proveer: 1 Mecanismo de interpretación 2 Mecanismo de representación 3 Aritmética

74 Aritmética binaria: suma Es más sencillo que en decimal ya que solo sumamos 0 s y 1 s.

75 Aritmética binaria: suma Es más sencillo que en decimal ya que solo sumamos 0 s y 1 s. Casos posibles al sumar 1 bit:

76 Aritmética binaria: suma Es más sencillo que en decimal ya que solo sumamos 0 s y 1 s. Casos posibles al sumar 1 bit:

77 Aritmética binaria: suma Es más sencillo que en decimal ya que solo sumamos 0 s y 1 s. Casos posibles al sumar 1 bit:

78 Aritmética binaria: suma Es más sencillo que en decimal ya que solo sumamos 0 s y 1 s. Casos posibles al sumar 1 bit: "me llevo 1"

79 Suma de múltiples bits Sobre la materia Qué pasa al sumar más de un bit?

80 Suma de múltiples bits Sobre la materia Qué pasa al sumar más de un bit? Se debe considerar si hubo acarreo de la columna inmediata anterior

81 Suma de múltiples bits Sobre la materia Qué pasa al sumar más de un bit? Se debe considerar si hubo acarreo de la columna inmediata anterior Hay 8 casos

82 Suma de múltiples bits Sobre la materia anterior= anterior= anterior= acarreo anterior= anterior= acarreo anterior= acarreo anterior= acarreo anterior=

83 Aritmética binaria: resta Se opera en forma similar a la suma, procediendo bit a bit de derecha a izquierda.

84 Aritmética binaria: resta Se opera en forma similar a la suma, procediendo bit a bit de derecha a izquierda. Cuando se resta 0 1, se pide uno al bit inmediatamente a la izquierda. Cuando esto sucede, tendremos acarreo.

85 Aritmética binaria: resta Se opera en forma similar a la suma, procediendo bit a bit de derecha a izquierda. Cuando se resta 0 1, se pide uno al bit inmediatamente a la izquierda. Cuando esto sucede, tendremos acarreo. (a) (b) - 0 1?

86 Resta de un bit:casos Sobre la materia

87 Resta de un bit:casos Sobre la materia

88 Resta de un bit:casos Sobre la materia

89 Resta de un bit:casos Sobre la materia

90 Resta con múltiples bits Qué pasa al restar con más de un bit?

91 Resta con múltiples bits Qué pasa al restar con más de un bit? Se debe considerar si hubo prestamo en la columna inmediata derecha

92 Resta con múltiples bits Qué pasa al restar con más de un bit? Se debe considerar si hubo prestamo en la columna inmediata derecha Hay 8 casos

93 Resta con múltiples bits

94 Rango Sobre la materia Si se limita el sistema de numeración a una cantidad fija de dígitos

95 Rango Sobre la materia Si se limita el sistema de numeración a una cantidad fija de dígitos Se limita el conjunto de números representables

96 Rango Sobre la materia Si se limita el sistema de numeración a una cantidad fija de dígitos Se limita el conjunto de números representables Rango Número mínimo y número máximo representables en el sistema.

97 Rango Sobre la materia Ejercicios Cuál es el rango de un sistema binario de 2 bits (ya lo dijo paenza)?

98 Rango Sobre la materia Ejercicios Cuál es el rango de un sistema binario de 2 bits (ya lo dijo paenza)? Cuál es el rango de un sistema binario de 3 bits?

99 Rango Sobre la materia Ejercicios Cuál es el rango de un sistema binario de 2 bits (ya lo dijo paenza)? Cuál es el rango de un sistema binario de 3 bits? Si agregamos otro bit?

100 Rango Sobre la materia mínimo Qué número representa la cadena de N ceros (0..0)? Representa el valor 0 máximo Qué número representa la cadena de N unos (1..1)?

101 Rango Sobre la materia mínimo Qué número representa la cadena de N ceros (0..0)? Representa el valor 0 máximo Qué número representa la cadena de N unos (1..1)? Ejercicio!

102 Sistema Octal y Hexadecimal

103 Base 8 (Octal) Sobre la materia Utiliza ocho símbolos: {0,1,2,3,4,5,6,7} El número representado se obtiene: sumando los dígitos por potencias de 8.

104 Base 8 (Octal) Sobre la materia Interpretación (sumo dígitos por la potencias de 8): = 9

105 Base 8 (Octal) Sobre la materia Interpretación (sumo dígitos por la potencias de 8): = 9 Representación (método de las divisiones sucesivas): Cómo represento el número 24 en base 8? Dividiendo sucesivamente por 8 y escribiendo los restos de derecha a izquierda R 8 (24) = 30

106 Base 16 (Hexadecimal) Sobre la materia Utiliza 16 símbolos: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A, B,C,D,E,F} El número representado se obtiene: sumando los dígitos por potencias de 16.

107 Base 16 (Hexadecimal) Sobre la materia Utiliza 16 símbolos: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A, B,C,D,E,F} El número representado se obtiene: sumando los dígitos por potencias de 16. Cuánto vale A?

108 Base 16 (Hexadecimal) Sobre la materia Interpretación (sumo dígitos por las potencias 16): = 17

109 Base 16 (Hexadecimal) Sobre la materia Interpretación (sumo dígitos por las potencias 16): = 17 Representación (método de las divisiones sucesivas): Cómo represento el número 24 en base 16? Dividiendo sucesivamente por 16 y escribiendo los restos de derecha a izquierda R 16 (24) = 18

110 Interpretación en Hexadecimal

111 Interpretación en Hexadecimal A A 16 0 =

112 Interpretación en Hexadecimal A A 16 0 =

113 Interpretación en Hexadecimal A A 16 0 = B B 16 0 =

114 Interpretación en Hexadecimal A A 16 0 = B B 16 0 =

115 Ejercicios Sobre la materia 1 Cuánto vale la cadena 7 en octal? 2 Cuánto vale la cadena 9 en hexadecimal? 3 Cuánto vale la cadena F en hexadecimal? 4 Cómo represento el valor 30 en octal? 5 Cómo represento el valor 30 en hexadecimal?

116 Sistemas Octal y hexadecimal Octal y hexadecimal son sistemas de base 8 y 16 respectivamente. Al ser las bases potencias de 2, tienen una forma directa de conversión con binario. Las representaciones de números requieren de menos dígitos que binario ya que utilizan bases más grandes.

117 Conversión directa binario / octal Se agrupa de a 3 dígitos binarios por cada dígito octal (notar que 8 = 2 3 ). Completar con ceros a la izquierda en la representación binaria en caso de ser necesario. Octal Binario

118 Conversión directa binario / octal Ejemplos:

119 Conversión directa binario / octal Ejemplos:

120 Conversión directa binario / octal Ejemplos:

121 Conversión directa binario / Hexadecimal En el sistema hexadecimal (base 16) se utilizan 16 dígitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E y F Se agrupa de a 4 dígitos binarios por cada dígito hexadecimal, pues Hexa Binario Hexa Binario A = B C D E F 1111 Ejemplo: A34BF D72C6 16

122 Conversión directa binario / Hexadecimal Ejemplos:

123 Conversión directa binario / Hexadecimal Ejemplos: A34BF

124 Conversión directa binario / Hexadecimal Ejemplos: A34BF D72C6 16

125 Cierre Sobre la materia Preguntas? Ejercicio: haga un resumen de lo que aprendió hoy. Para entregar!

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