Dpto. Tecnología Instituto Español Andorra Tecnologías. Inform. Comunicación 1º Bachillerato Ut00 FUNDAMENTOS DE LAS TIC

Transcripción

1 UT 1 SISTEMAS INFORMÁTICOS Mínimos: Concepto de informática. Naturaleza de la información. Sistemas de numeración. Arquitectura física de un sistema informático. Representación de los datos. Software. Sistemas operativos. Condiciones eléctricas y medioambientales de sistemas informáticos. Concepto de informática: En todas las sociedades modernas, hoy, el ordenador (PC) está presente en la mayoría de sus actividades cotidianas. ACTIVIDAD: Confeccionar una lista de actividades que no utilizan directa o indirectamente el PC Informática o Computación, conjunto de conocimientos científicos y de técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de computadoras. La informática combina los aspectos teóricos y prácticos de la ingeniería, electrónica, teoría de la información, matemáticas, lógica y comportamiento humano. Los aspectos de la informática cubren desde la programación y la arquitectura informática hasta la inteligencia artificial y la robótica. El estudio de la informática comprende los componentes tangibles (circuitos electrónicos) del PC denominado HARDWARE, la representación del trabajo y de cómo debe hacerlo, elementos intangibles agrupado todo ello en el término SOFTWARE (programas y aplicaciones) y el trasiego de la información COMUNICACIÓN. Naturaleza de la información Numérica Alfanumérica (letra y número) Gráfica Sonora, Acústica Táctil Modos de tratar la información: Operaciones aritméticas (+,-,*,/ ) Operaciones lógicas (=, <, > ) Clasificaciones y listados Arquitectura física de un sistema informático. CPU: Ud aritmético-logica, Ud de control Memoria principal Uds. entrada Uds. Salida Memoria auxiliar Buses de comunicación. Representación de los datos. Las máquinas (semáforos, PC s, PLC, CNC, teléfono celular ) trabajan con dispositivos que sólo puede tener dos valores posibles (digital): cero 0 o uno 1 (+5v y 0v, +3v y 3v ); esta característica nos permite manejar información (Si / No, Blanco / Negro, 1/0, verdadero / falso ) denominada información binaria (dos valores). -1-1

2 Mediante convenios podemos establecer códigos que nos permitan representar la información en base a dos valores: 0 y 1, información binaria. Así tenemos el código alfanumérico ASCII (American Standard Code of Interchange of Information) normalizado hoy con 8 bits (1 byte) o elementos de información binaria. La cantidad de información que permite comunicar un bit es 2 unidades. Si se dispone de mayor nº de bits se podrá comunicar más cantidad de información; cuánta?. R. 2 n siendo n el nº de bits. De este modo con un byte se puede comunicar 2 8 = 256 informaciones diferentes (si fuera de 7bit serían 2 7 = 128 informaciones posibles.) Byte (octeto si tiene 8 bits). Un Byte representa un carácter (letra, número, gráfico) 1 Byte = 8 bits 1 Kbyte = 2 10 Bytes = Bytes 1 Mbyte = 2 10 KBytes = KBytes = 2 20 Bytes = Bytes 1 Gbyte = 2 10 MBytes = MBytes = 2 30 Bytes = Bytes 1 TeraByte = 2 10 GBytes = GBytes = 2 40 Bytes = Bytes Sistemas de numeración: S. decimal: consta de 10 numerales o símbolos (0,1,, 8 y 9). Sistema de valor posicional en el cual el valor de un dígito depende de su posición. Ejemplo 345; 3 centenas, 4 decenas y 5 uds.. El 3 aporta el valor mayor, el mas significativo (MSD) y el 5 tiene el menor valor, llamado dígito menos significativo (LSD). S. OCTAL: de base 8 (0, 1,, 6 y 7) S. HEXADECIMAL: de base 16 (0, 1,, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E y F) S. Binario: consta de dos símbolos (0 y 1). Sistema de valor posicional donde cada dígito tiene el valor en potencia de 2. Valor posicional Nº binario Especiales MSB PUNTO BINARIO LSB binario natural MSB / LSB, Aritmética binaria: o Suma binaria: = 100 o Resta binaria: = 010 o Multiplicación lógica = 101 x 101 = Nº binario con signo: El bit de la izda representa el signo: si 0 +, si 1 - Los bits a la dcha del de signo representan la magnitud. CÓDIGOS DE REPRESENTACIÓN: Código BCD: cada dígito decimal codificado en binario Valor decimal BCD

3 Binario directo o natural Código alfanumérico ASCII: -3-3

4 Código alfanumérico UNICODE: -4-4

5 Es un conjunto de caracteres donde el rango posible se establece entre 0 y , como consecuencia de su formación por 16 bits. Es habitual referenciar a los caracteres Unicode en hexadecimal (del 0000 al FFFF). Ya existen lenguajes de programación (Java) que empiezan a utilizarlo en detrimento del ASCII. Unicode incluye caracteres del latín, griego, arábico, cirílico, hebreo, katakana y Jangul. Sistemas de numeración: S. Octal: 0,1,2,3,4,5,6,7 S. Decimal: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 S. Hexadecimal: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f Contar en sistemas de numeración posicional: S. Decimal: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, S. Hexadecimal: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, a, b, c, d, e, f, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 20, 21, 22, 23,..,... 29, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f... S. Octal: 0,1,2,3,4,5,6,7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 30, ,... Conversión de una base cualquiera a base decimal: Ejemplos: - De octal a decimal 761 (8 = 7* * *8 0 = 497 (10 - De binario a decimal 101,01 (2 = 1* * * * *2-2 = 5,25 (10 - De hexadecimal a decimal 3f (16 = 3* *16 0 = 63 (10 Conversión de base decimal a cualquier base: El procedimiento consiste en dividir el nº por la base a la cual deseamos convertir ese número, y los sucesivos cocientes hasta obtener un resto menor que la base empleada. El 1 er resto representa el LSB y el último cociente el MSB Ejemplos: Sistema binario. Conversión Binario-decimal. Sistema octal y hexadecimal. Conversiones -5-5

6 TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN. SISTEMAS DE DETECCIÓN DE ERRORES La codificación binaria es imprescindible en dispositivos electrónicos como ordenadores, donde la información se puede codificar basándose en la presencia o no de una señal eléctrica. Sin embargo, esta señal eléctrica puede sufrir alteraciones (como distorsiones o ruidos), especialmente cuando se transportan datos a grandes distancias. Por este motivo, ser capaz de verificar la autenticidad de estos datos es imprescindible para ciertos propósitos (incluido el uso de información en entornos profesionales, bancarios, industriales, confidenciales o relacionados con la seguridad). Por este motivo existen algunos mecanismos que garantizan un nivel de integridad de los datos, es decir, que el destinatario obtiene una confirmación de que los datos recibidos son, de hecho, coincidentes a los datos transmitidos. Existen dos maneras de proteger la transferencia de datos para que no se produzcan errores: instalando un medio de transmisión más seguro. implementando mecanismos lógicos para detectar y corregir errores. o Control de paridad o Control de redundancia longitudinal (LRC, también denominada verificación de redundancia horizontal) o Verificación de redundancia cíclica CRC. Es el principal método de detección de errores utilizado en las telecomunicaciones Aquí sólo vamos a iniciarnos en el control de paridad (denominada VRC o verificación de redundancia vertical) es uno de los mecanismos de verificación más simples. Consiste en agregar un bit adicional (denominado bit de paridad) a un cierto número de bits de datos denominado palabra código (generalmente 7 bits, de manera que se forme un byte cuando se combina con el bit de paridad) cuyo valor (0 o 1) es tal que el número total de bits 1 es par. Para ser más claro, 1 si el número de bits en la palabra código es impar, 0 en caso contrario. Tomemos el siguiente ejemplo: En este ejemplo, el número de bits de datos 1 es par, por lo tanto, el bit de paridad se determina en 0 En este otro ejemplo, los bits de datos son impares, por lo que el bit de paridad se convierte en

7 Supongamos que después de haber realizado la transmisión, el bit con menos peso del byte anterior (aquel que se encuentra más a la derecha) ha sido víctima de una interferencia El bit de paridad, en este caso, ya no corresponde al byte de paridad: se ha detectado un error. Sin embargo, si dos bits (o un número par de bits) cambian simultáneamente mientras se está enviando la señal, no se habría detectado ningún error: Ya que el sistema de control de paridad puede detectar un número impar de errores, puede detectar solamente el 50% de todos los errores. Este mecanismo de detección de errores también tiene la gran desventaja de ser incapaz de corregir los errores que encuentra (la única forma de arreglarlo es solicitar que el byte erróneo sea retransmitido). -7-7

8 Software. Son las instrucciones responsables de que el hardware (la máquina) realice su tarea. El software puede dividirse en dos categorías: - software sistemas operativos (software del sistema), que controlan los trabajos del ordenador o computadora. - software de aplicación, que dirige las distintas tareas para las que se utilizan las computadoras. Por lo tanto, el software del sistema procesa tareas tan esenciales, aunque a menudo invisibles, como el mantenimiento de los archivos del disco y la administración de la pantalla, mientras que el software de aplicación lleva a cabo tareas de tratamiento de textos, gestión de bases de datos y similares. Otras dos categorías son: - software de red; que permite comunicarse a grupos de usuarios. - software de lenguaje utilizado para escribir y crear aplicaciones y programas -8-8

9 Sistemas operativos. Son el software básico (programas) que controla una computadora. El sistema operativo tiene tres grandes funciones: coordina y manipula el hardware de la computadora, como la memoria, las impresoras, las unidades de disco, el teclado o el ratón; organiza los archivos en diversos dispositivos de almacenamiento, como discos flexibles, discos duros, discos compactos o cintas magnéticas, y gestiona los errores de hardware y la pérdida de datos. CONDICIONES ELÉCTRICAS Y MEDIOAMBIENTALES DE SISTEMAS INFORMÁTICOS. El objetivo es que no se produzcan pérdidas de información, para ello conviene: - Hacer copias de seguridad con cierta frecuencia. - Mediante SAI s se puede: - Evitar picos de tensión en la red de alimentación eléctrica. - Evitar ruidos y distorsiones. - Evitar fluctuaciones de la corriente. - Proteger de los campos magnéticos. - Evitar la electricidad estática causada por determinadas alfombras, calzado y ropas, movimiento del usuario, grado de humedad adecuado, puesta a tierra fiable. - Evitar extremos de temperatura. - Humedad excesiva. El polvo. - Los golpes y las vibraciones. - Evitar el movimiento de los HD. - No desconectar la energía del ordenador cuando esta funcionando. - Chequear el HD - Inspeccionar el sistema con un antivirus. - Disponer de uno o más discos de arranque. Sistema micro-programable. Es el capaz de leer, interpretar y luego ejecutar las instrucciones contenidas en un programa. Poseen gran cantidad de aplicaciones, pues modificando el programa realizan funciones diferentes. Entre sus funciones están: las aplicaciones informáticas (PC), -9-9

10 los cálculos matemáticos (calculadoras), los procesos industriales (PLC), electrodomésticos, vídeos, cámaras fotográficas, telefonos móviles. FIRMWARE: Es un pequeño software grabado en la estructura electrónica del sistema. Sirve de intermediario entre el software y el hardware. En un PC se denomina BIOS ESTRUCTURA DE UN SISTEMA MICRO-PROGRAMABLE: RELOJ: Es un generador de impulsos de onda cuadrada periódicas, utilizado para sincronizar todo el sistema. UNIDAD CENTRAL DEL PROCESO CPU: Interpreta y ejecuta las instrucciones. Y general las funciones de control de todo el sistema. Tiene una estructura interna compleja pudiéndose realizar de dos maneras: Con varios circuitos digitales montados en un mismo chasis o integrado en un solo chip (PC, PLC, etc) MEMORIA INTERNA O CENTRAL: Es el dispositivo donde se encuentran los programas y datos que utiliza el sistema. UNIDAD DE ENTRADA / SALIDA (INTERFACE): Son dispositivos que permiten la comunicación del sistema con el exterior. Su función es la de adaptar las diferentes velocidades, códigos y características eléctricas. PERIFÉRICOS: Dispositivos que realizan el trabajo en el exterior del sistema. Pueden ser entradas o salidas. a) Entradas: son aquellos que envían información desde el exterior al interior (teclado, ratón, pulsadores, sensor de luz, temperatura, presión, presencia, color) b) Salidas: son aquellos que envían información desde el interior al exterior (pantalla monitor, impresora, diodo led, lámpara, altavoz, relé, transistor) Andorra la Vella, octubre