Tema 1: Introducción. Introducción a los ordenadores Introducción a la informática Introducción a la programación

Transcripción

1 Introducción a los ordenadores Introducción a la informática Introducción a la programación

2 Introducción a los ordenadores Ordenador: conjunto de sistemas mecánicos y electrónicos diseñado para la gestión automática de los datos y que puede ser programado Hardware: Parte física de un ordenador: pantalla, teclado, impresora, discos, etc Software: Parte lógica de un ordenador: sistema operativo, programas, datos, etc Hardware y software Un ordenador tiene elementos de ambos grupos ya que el hardware no sería operativo sin el software 2

3 Estructura básica de un ordenador Hardware: Dispositivos de entrada: ratón, teclado, joystick, red, etc. Dispositivos para el proceso de la información: procesador, memoria principal, placa base, tarjeta gráfica,. Dispositivos de almacenamiento de la información: disco duro, cds, DVDs, memorias USB,, etc. Dispositivos de salida: monitor, impresora, red, plotter,... Software: Sistema operativo Programas de usuario Datos Existen diferentes clases de ordenadores, nosotros nos referiremos a los personales (PCs) 3

4 Dispositivos de entrada Tema 1: Introducción Ratón: se utiliza como puntero Teclado: dispositivo de entrada por excelencia Se divide en: alfanumérico, numérico, desplazamiento, teclas grises, teclas de función, teclas especiales. Dispositivos para el proceso de la información Procesador: se conoce también como CPU (unidad central de proceso), es el cerebro del ordenador, en los ordenadores personales se ha pasado del 8088 a 4,77 Mhz en 1978 a Quad-Cores a 3.0 Ghz en la actualidad. 4

5 Memoria: la memoria principal RAM almacena la información cuando esta es procesada Electrónica de la placa base: circuito electrónico principal en el que se interconectan el procesador, la memoria y otros dispositivos Dispositivos de almacenamiento Disco duro: unidades de almacenamiento de gran capacidad Memorias USB: Son discos de pequeño tamaño, extraibles y capacidad cada vez mayor CDs (800Mb), DVDs (4Gb) 5

6 Dispositivos de salida Tema 1: Introducción Pantalla: permite visualizar imágenes y texto: su calidad y precio dependen de tamaño, resolución y frecuencia de refresco Impresora: permite presentar los resultados en un soporte definitivo (papel) Componentes: sistema de alimentación del papel, cabeza de impresión, placa de control, botones y luces de control, conectores y cables. Tipos: matriciales, de inyección y láser. 6

7 Sistema operativo Es el componente software más importante ya que entre otras funciones se ocupa de que el Hw funcione bien Los SO más conocidos son: windows (XP, Vista, Windows 7), MacOS, Linux. Funciones de un SO Gestión de procesos: gestionar los recursos que soliciten Gestión de la memoria: la memoria RAM es limitada Gestión del almacenamiento secundario: guardar y recuperar información Gestión de E/S: la información llegue a los dispositivos y sea tratada correctamente Gestión de archivos: la información se almacena en archivos y se estructura en directorios Programas de usuario Se compone de todo el software que no es el SO: Procesador de texto, hojas de cálculo, agendas, juegos, aplicaciones gráficas, etc. 7

8 Tipos de programas Programas de uso universal Numéricos Procesadores de texto Gráficos Gestión De información remota Programas de uso particular Informática Ingeniería 8

9 Qué hace el ordenador?: -Hace cálculos Tema 1: Introducción -Reproduce música y películas -permite escribir documentos, guardarlos, imprimirlos -Permite, a través de la red, enviar correos, hablar o incluso videoconferencia. -Guarda datos (de empresas, hospitales, hacienda, ) y permite acceder a ellos rápidamente EL ORDENADOR PROCESA INFORMACIÓN 9

10 Pasos necesarios en el proceso de información: Información de entrada: Cualquier información que se introduce en el ordenador para ser procesada: conocida. Información de salida: Cualquier información generada en un ordenador por medios automáticos: Proceso: Mecanismo automático, conocido y bien definido por el cual un ordenador es capaz de obtener unos resultados a partir de la información de entrada proporcionada 10

11 Ejemplo:Proceso sumar dos números: Información de entrada: los dos números a sumar (5 y 12) Proceso: Sumar los dos números (5+12) Información de salida: la suma de ambos (17) Información de entrada Proceso Información de salida Procesador: componente principal del ordenador capaz de procesar la información 11

12 El camino de la información Introducir la información en el ordenador mediante los dispositivos de entrada Almacenar la información en los dispositivos de almacenamiento Procesar la información para obtener resultados mediante los dispositivos de proceso Visualizar los resultados en los dispositivos de salida y/o almacenarlos 12

13 Introducción a la informática Información: Ideas o hechos transmitidos entre personas Informática: Conjunto de ciencias, técnicas o actividades que se dedican al estudio, tratamiento y almacenamiento de los datos por medios automáticos. Como representar la información en los ordenadores? A través de interruptores : encendido (1)/apagado(0) Representación de la información en base 2 La información se codifica como una secuencia de símbolos binarios: 0 y 1. 13

14 Representación de números en sistema binario Normalmente las personas usamos el sistema decimal (Base 10): 5946=5* *100+4*10+6*1= 5* * * *10 0 Es posible representar los numeros con cualquier base; en particular, con base 2 17 = = Cuantos numeros se pueden representar con N interruptores (o bits)? 14

15 Codificación de la información: Codificación Proceso que consiste en representar la información mediante una combinación de símbolos determinada: dos informaciones distintas tienen dos combinaciones distintas. Información analógica La manera en que existe la información en el mundo real: carta, fotos, una cinta de música. Información digital Si en vez de utilizar papel, lápiz, magnetófonos, etc. se utiliza un ordenador, la información pasa a ser digital La información analógica se traduce a codificación binaria Ejemplo telégrafo y código morse: 15

16 Alfabeto (código) Morse A - H Ñ - U - B - I O V - C - - J P - - W - - D - K - - Q X - - E L - R - Y F - M - - S Z - - G - - N - T - Confirmo asistencia a boda. Llegaré Valencia sábado mañana temprano escribiré en código Morse la siguiente secuencia de símbolos: etc... 16

17 Si se utilizara la codificación binaria: Código binario (ASCII) A H Ñ U B I O V C J P W D K Q X E L R Y F M S Z G N T Esta codificación es transparente para el usuario (se produce dentro del ordenador, pero el usuario nunca ve esta codificación) Del mismo modo que el texto 17 se puede codificar imágenes y sonido, e incluso animaciones.

18 Unidades de medida de la información Información analógica libro en páginas, fotografía en cm, cinta en minutos Información digital Cada elemento de información (1,0) se llama bit (binary digit) Un conjunto de 8 bits es un byte (sería como una letra) Con un byte podemos conseguir 256 combinaciones distintas: bits/bytes = 1 Kbit/Kbytes = 2 10 bits/bytes 1024 Kbits/Kbytes = 1 Megabit/Megabyte = 2 20 bits/bytes 1024 Mbits/Mbytes = 1 Gigabit/Gigabyte = 2 30 bits/bytes 18

19 Ocupación orientativa de distintos tipos de información: Tipo de información Cantidad Tamaño Texto simple Una página 3 kilobytes Sonido de baja calidad Un minuto 1 megabyte Sonido de alta calidad Un minuto 10 megabytes Imagen en color Pantalla completa 500 kilobytes Vídeo en movimiento Un minuto, ventana de 100x100 puntos 10 megabytes 19

20 Introducción a la programación Algoritmo: Procedimiento bien definido que nos permite resolver un problema. Se definen mediante pasos: Dados 2 números visualizar el mayor Inicio Averiguar el valor del primer número Averiguar el valor del segundo número Si el primer número es mayor que el segundo, visualizar el primero, sino visualizar el segundo Fin Programa: Representación de un algoritmo mediante un lenguaje de programación concreto. Secuencia de instrucciones de un lenguaje de programación que resuelven el problema planteado por un algoritmo. 20

21 Implementar: traducir un algoritmo a un programa. Desarrollo del Software: Diseño del algoritmo. Implementación. Ejecución y validación. Lenguaje de programación: Cjto de reglas, símbolos y palabras especiales empleadas para construir un programa. Instrucción: Cada una de las posibles órdenes que se pueden utilizar en un lenguaje de programación. El conjunto y sintaxis de instrucciones depende del lenguaje utilizado. 21

22 El problema debe ser susceptible de ser resuelto por ordenador: Dados dos números visualizar el mayor (lenguaje C) #include <stdio.h> int primer_numero, segundo_numero; main() { scanf(" %d ",&primer_numero); scanf(" %d ",&segundo_numero); if (primer_numero>segundo_numero) printf("%d",primer_numero); else printf("%d",segundo_numero); } 22

23 Funcionamiento de un programa Entrada de datos: el programa solicita los datos necesarios para resolver el programa: los scanf Proceso de la información: el programa opera con los datos para obtener el resultado: una suma Salida de resultados: presentación en pantalla del resultado: los printf 23

24 Los lenguajes de programación Los lenguajes de programación pueden dividirse en dos tipos: Lenguajes de alto nivel: Lenguaje en el que un programador escribe el programa. Se caracteriza por: ser independiente de la máquina y del Sistema Operativo para el que se realiza el programa, y ser relativamente sencillo de entender por una persona (programador) que escribe el programa. Lenguajes de bajo nivel: Estos lenguajes se caracterizan justo por lo contrario que los anteriores: son difíciles de entender y manejar por una persona, y son dependientes de un procesador en concreto. 24

25 Los lenguajes de Alto Nivel (I) Dentro de los lenguajes de alto nivel pueden distinguirse varios tipos: Imperativos o procedurales (depende de a qué característica se refiera se utiliza un nombre u otro). También llamados lenguajes de 3ª generación. El análisis de los problemas y el planteamiento del diseño de los programas que solucionan un determinado problema se lleva a cabo dividiendo el problema en tareas y subtareas. Ejemplos: C, Pascal, Fortran,... Orientados a Objetos. También llamados de 4ª generación. El planteamiento de la solución consiste en la identificación de objetos del mundo real con sus características y comportamiento. Ejemplos: C++, Java, Pascal-OO,... Otros: Plantean la solución del problema de la programación desde otros puntos de vista. Se utilizan a nivel de investigación. 25

26 Los lenguajes de Alto Nivel (II) Según el tipo de aplicación que se les da se pueden clasificar de la siguiente manera: De propósito general: BASIC, PASCAL, ADA, C,... Científicos: FORTRAN, C,... De gestión: COBOL, PRG, C,... Educativos: LOGO,... De Inteligencia Artificial: LISP, PROLOG, C,... Programación en Internet: JAVA, PERL, HTML El lenguaje C/C++ es de los más utilizados hoy en día. También lo es el PASCAL y los que se refieren a Internet. 26

27 Los lenguajes de Bajo Nivel Existen dos lenguajes de Bajo Nivel principalmente: El ensamblador: Lenguaje de símbolos en el que se expresan las instrucciones elementales que ha de realizar el procesador para el que se está programando. El lenguaje máquina: Lenguaje formado por cadenas de 1 s y 0 s que constituyen las instrucciones últimas que ejecuta el procesador. Es el único lenguaje de todos los anteriores que entiende el procesador directamente. 27

28 Proceso de programación Una vez el programador escribe un programa en un lenguaje de Alto Nivel, es necesario traducirlo a lenguaje máquina para que el procesador pueda ejecutarlo. La traducción se realiza mediante un programa traductor. Existen dos tipos de traductores: Compiladores: Traducen el programa escrito en un lenguaje de Alto Nivel a lenguaje máquina de un procesador determinado. En un proceso intermedio generan código en lenguaje ensamblador. Intérpretes: Programas que interpretan las instrucciones de un determinado lenguaje de Alto Nivel y las van ejecutando a medida que las descifran. Ejemplo: Un navegador de Internet es un intérprete del lenguaje de Alto Nivel HTML. Código fuente (Editor) Compilador Intérprete 28 Código ejecutable Código intermedio

29 Esquema del proceso de programación Fichero fuente Lenguaje de programación de Alto Nivel Fichero ejecutable o programa Lenguaje máquina o binario Extensión: *.c, *.pas *.f, etc. Extensión: *.exe 29

30 Pseudocódigo Tema 1: Introducción Aunque el conjunto de palabras y símbolos de los distintos lenguajes es muy diferente su funcionalidad es similar Nos permite realizar un esbozo del programa final utilizando un lenguaje cercano al natural Después será sencillo traducir al lenguaje elegido. Ejemplo: Dados 2 números, visualizar la suma de ambos Inicio Leer el primer número Leer el segundo número Calcular la suma de ambos Visualizar el resultado Fin 30