INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA. HARDWARE Y SOFTWARE.

Transcripción

1 INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA. HARDWARE Y SOFTWARE. 1

2 2 Historia de la Informática. La primera máquina de calcular mecánica, un precursor del ordenador digital, fue inventada en 1642 por el matemático francés Blaise Pascal. Aquel dispositivo utilizaba una serie de ruedas de diez dientes en las que cada uno de los dientes representaba un dígito del 0 al 9. Las ruedas estaban conectadas de tal manera que podían sumarse números haciéndolas avanzar el número de dientes correcto. En 1670 el filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccionó esta máquina e inventó una que también podía multiplicar. El inventor francés Joseph Marie Jacquard, al diseñar un telar automático, utilizó delgadas placas de madera perforadas para controlar el tejido utilizado en los diseños complejos. Durante la década de 1880 el estadístico estadounidense Herman Hollerith concibió la idea de utilizar 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 mediante la utilización de un sistema que hacía pasar tarjetas perforadas sobre contactos eléctricos. La máquina analítica También en el siglo XIX el matemático e inventor británico Charles Babbage elaboró los principios de la computadora digital moderna. Inventó una serie de máquinas, como la máquina diferencial, diseñadas para solucionar problemas matemáticos complejos. Muchos historiadores consideran a Babbage y a su socia, la matemática británica Augusta Ada Byron ( ), hija del poeta inglés Lord Byron, como a los verdaderos inventores de la computadora digital moderna. La tecnología de aquella época no era capaz de trasladar a la práctica sus acertados conceptos; pero una de sus invenciones, la máquina analítica, ya tenía muchas de las características de un ordenador moderno. Primeros ordenadores Los ordenadores analógicos comenzaron a construirse a principios del siglo XX. Los primeros modelos realizaban los cálculos mediante ejes y engranajes giratorios. Con estas máquinas se evaluaban las aproximaciones numéricas de ecuaciones demasiado difíciles como para poder ser resueltas mediante otros métodos.

3 Durante la II Guerra Mundial ( ), un equipo de científicos y matemáticos que trabajaban en Bletchley Park, al norte de Londres, crearon lo que se consideró el primer ordenador digital totalmente electrónico: el Colossus. Hacia diciembre de 1943 el Colossus, que incorporaba válvulas o tubos de vacío, era ya operativo. Fue utilizado por el equipo dirigido por Alan Turing para descodificar los mensajes de radio cifrados de los alemanes. El ENIAC (Calculador e integrador numérico digital electrónico) se construyó en Contenía válvulas de vacío y tenía una velocidad de varios cientos de multiplicaciones por minuto, pero su programa estaba conectado al procesador y debía ser modificado manualmente. 3 Primera Generación de Computadoras (de 1951 a 1958) Los operadores ingresaban los datos y programas en código especial por medio de tarjetas perforadas. El almacenamiento interno se lograba con un tambor que giraba rápidamente, sobre el cual un dispositivo de lectura/escritura colocaba marcas magnéticas. La IBM tenía el monopolio de los equipos de procesamiento de datos a base de tarjetas perforadas.se comenzó a construir computadoras electrónicas y su primera entrada fue con la IBM 701 en Después de un lento pero exitoso comienzo la IBM 701 se convirtió en un producto comercialmente viable. Sin embargo en 1954 fue introducido el modelo IBM 650, el cual es la razón por la que IBM disfruta hoy 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. Este número era mayor que la cantidad de computadoras instaladas en esa época en E.U. De hecho la IBM instaló 1000 computadoras. El resto es historia. Aunque caras y de uso limitado las computadoras fueron aceptadas rápidamente por las Compañías privadas y de Gobierno. A la mitad de los años 50 IBM y Remington Rand se consolidaban como líderes en la fabricación de computadoras. A finales de la década de 1950 el uso del transistor en los ordenadores marcó el advenimiento de elementos lógicos más pequeños, rápidos y versátiles de lo que permitían las máquinas con válvulas. Como los transistores utilizan mucha menos energía y tienen una vida útil más prolongada, a su desarrollo se debió el nacimiento de máquinas más perfeccionadas, que fueron llamadas ordenadores o computadoras de segunda generación. Los componentes se hicieron más pequeños, así como los espacios entre ellos, por lo que la fabricación del sistema resultaba más barata.

4 Segunda Generación (de 1959 a 1964) El invento del transistor hizo posible una nueva generación de computadoras, más rápidas, más pequeñas y con menores necesidades de ventilación. Sin embargo el costo seguía siendo una porción significativa del presupuesto de una Compañía. Los programas de computadoras también mejoraron. El COBOL desarrollado durante la 1 era generación estaba ya disponible comercialmente. Los programas escritos para una computadora podían transferirse a otra con un mínimo esfuerzo. El escribir un programa ya no requería entender plenamente el hardware de la computación. Las computadoras de la 2da Generación eran substancialmente más pequeñas y rápidas que las anteriores, y se usaban para nuevas aplicaciones, como en los sistemas para reservación en líneas aéreas, control de tráfico aéreo y simulaciones para uso general. Las empresas comenzaron a aplicar las computadoras a tareas de almacenamiento de registros, como manejo de inventarios, nómina y contabilidad. Tercera Generación de Computadoras (de 1964 a 1971) Las computadoras de la tercera generación emergieron con el desarrollo de los circuitos integrados (pastillas de silicio) en las cuales se colocan miles de componentes electrónicos, en una integración en miniatura. Las computadoras nuevamente se hicieron más pequeñas, más rápidas, desprendían menos calor y eran energéticamente más eficientes. Antes del advenimiento de los circuitos integrados, las computadoras estaban diseñadas para aplicaciones matemáticas o de negocios, pero no para las dos cosas. Los circuitos integrados permitieron a los fabricantes de computadoras incrementar la flexibilidad de los programas, y estandarizar sus modelos. La IBM 360 una de las primeras computadoras comerciales que usó circuitos integrados, podía realizar tanto análisis numéricos como administración ó procesamiento de archivos. Los clientes podían escalar sus sistemas 360 a modelos IBM de mayor tamaño y podían todavía correr sus programas actuales. Las computadoras trabajaban a tal velocidad que proporcionaban la capacidad de correr más de un programa de manera simultánea (multiprogramación). Por ejemplo la computadora podía estar calculando la nomina y aceptando pedidos al mismo tiempo. Cuarta Generación (de 1971 hasta la fecha) Dos mejoras en la tecnología de las computadoras marcan el inicio de la cuarta generación: el reemplazo de las memorias con núcleos magnéticos, por las de Chips de silicio y la colocación de muchos más componentes en un Chic: producto de la microminiaturización de los circuitos electrónicos. El tamaño reducido del microprocesador de Chips hizo posible la creación de las computadoras personales. (PC) 4

5 5 Evolución futura Una tendencia constante en el desarrollo de los ordenadores es la microminiaturización, iniciativa que tiende a comprimir más elementos de circuitos en un espacio de chip cada vez más pequeño. Además, los investigadores intentan agilizar el funcionamiento de los circuitos mediante el uso de la superconductividad, un fenómeno de disminución de la resistencia eléctrica que se observa cuando se enfrían los objetos a temperaturas muy bajas. Las redes informáticas se han vuelto cada vez más importantes en el desarrollo de la tecnología de computadoras. Las redes son grupos de computadoras interconectados mediante sistemas de comunicación. La red pública Internet es un ejemplo de red informática planetaria. Las redes permiten que las computadoras conectadas intercambien rápidamente información y, en algunos casos, compartan una carga de trabajo, con lo que muchas computadoras pueden cooperar en la realización de una tarea. Se están desarrollando nuevas tecnologías de equipo físico y soporte lógico que acelerarán los dos procesos mencionados. Otra forma que se está investigando es el uso de computadoras moleculares (mediante la "nanotecnología"). Las computadoras moleculares podrían llegar a resolver problemas complicados mucho más rápidamente que las actuales supercomputadoras y consumir mucha menos energía. 1. Introducción a la Informática Informática: El término informática proviene de la fusión de los términos INFORmación y automatica. La informática es una ciencia que estudia el tratamiento automático de la información. Como definición formal, se puede usar la siguiente: Ciencia que estudia el tratamiento automático y racional de la información como soporte de los conocimientos y comunicaciones humanas, llevado a cabo mediante elementos automáticos, así como el conjunto de técnicas, métodos y máquinas aplicadas a dicho tratamiento. Sistema informático: Sistema de procesamiento de la información basado en ordenadores. Ordenador: Máquina capaz de aceptar datos a través de un medio de entrada, procesarlos automáticamente bajo el control de un programa previamente almacenado, y proporcionar la información resultante a través de un medio de salida. La Informática se ocupa de la información como materia esencial de estudio; con esta información es preciso: representarla en forma eficiente y automatizable

6 retransmitirla sin errores ni pérdidas almacenarla para poderla acceder y recuperar tantas veces como sea preciso procesarla para obtener nuevas informaciones más elaboradas y más útiles a nuestros propósitos 6 Un sistema informático está compuesto a su vez por dos subsistemas: el Hardware y el Software. Hardware: El equipo físico que compone el sistema se conoce con la palabra inglesa hardware, que en castellano se puede traducir como soporte físico. Es el conjunto de dispositivos electrónicos y electromecánicos, circuitos, cables... que componen el ordenador. Son entes palpables, que podemos tocar. Software: Para que el sistema trabaje, necesita que le suministren una serie de ordenes que indiquen qué es lo que queremos que haga. Estas órdenes se le suministran por medio de programas. El software o soporte lógico está compuesto por todos aquellos programas necesarios para que el ordenador trabaje. El software dirige de forma adecuada a los elementos físicos o hardware. 2. Tecnologías de la información Las tecnologías de la información son todos aquellos miembros electrónicos que almacenan, crean, recuperan, y transmiten información en grandes cantidades y a gran velocidad, entre estos medios están: ordenadores, microelectrónica, telecomunicaciones como instrumentos para el manejo de la información. En estos últimos años estamos asistiendo a una espectacular expansión de las tecnologías de la información siendo las bases de este desarrollo: * La evolución de los ordenadores: cada vez se están fabricando ordenadores más baratos y rápidos y con más prestaciones * La irrupción de los ordenadores en todos los ámbitos: cada vez es más frecuente la informatización de tareas en campos como la administración, industria, comercio, educación, e investigación. * La utilización de la tecnología multimedia: proporciona el soporte adecuado para almacenar y manipular fácilmente todo tipo de información: textos, gráficos, sonidos, imágenes, videos, etc. * Aparición del Módem: El Módem hizo posible la comunicación entre ordenadores a través de la línea telefónica.

7 * Avance de las telecomunicaciones: cuya tecnología va evolucionando vertiginosamente debido a: aparición de las redes telefónicas digitales; descubrimiento de la fibra óptica como medio de transmisión; utilización de los satélites artificiales de comunicación Aplicaciones de la informática Estas aplicaciones tienen su acción en diversos campos: * Enseñanza: la informática aplicada a la enseñanza puede ayudar a potenciar el desarrollo de las facultades creativas y de las técnicas de creación, así como de mejorar la comunicación e investigación de los alumnos. * Ofimatica: es la informática aplicada a la oficina para su automatización. * Telematica: la informática aplicada a las telecomunicaciones. * Robótica: la informática aplicada a la ingeniería. 4. HARDWARE Hardware son todos aquellos componentes físicos de una computadora, todo lo visible y tangible. El Hardware realiza las 4 actividades fundamentales: entrada, procesamiento, salida y almacenamiento. Periféricos de entrada de datos: Son los que permiten al usuario que ingrese información desde el exterior. Entre ellos podemos encontrar: teclado, ratón,escáner,micrófono, cámara web, lectores de código de barras,etc. Periféricos de salida de datos: Son los que muestran al usuario el resultado de las operaciones realizadas por el PC. En este grupo podemos encontrar: monitor, impresora, altavoces, etc. Periféricos de entrada y salida de datos: Son los dispositivos que pueden aportar simultáneamente información exterior al PC y al usuario. Por ejemplo: las tarjetas de red, los módems, las unidades de almacenamiento (discos duros, disquetes, DVD, memorias USB, etc.) - Memoria RAM: La memoria principal o RAM (Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el computador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. El almacenamiento es considerado temporal porque los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida o no sea reiniciada.

8 La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o los discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y que se borra al apagar el computador, no como los disquetes o discos duros en donde la información permanece grabada. - Unidades de almacenamiento. Disco duro El disco duro almacena casi toda la información que manejamos al trabajar con una computadora. En él se aloja, por ejemplo, el sistema operativo que permite arrancar la máquina, los programas, los archivos de texto, imagen... Unidades externas Para intercambiar información con otros equipos (si no están conectados en red) necesitamos utilizar unidades de disco, como los populares disquetes, los CD-ROM o DVD-ROM, memorias USB, etc. - La CPU La Unidad central de proceso o CPU, se puede definir como un circuito microscópico que interpreta y ejecuta instrucciones, es decir, realiza cálculos aritméticos y lógicos y además temporiza y controla las operaciones de los demás elementos del sistema. La CPU se ocupa del control y el proceso de datos en los ordenadores. Habitualmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos (básicamente transistores). Elementos que la componen Unidad de control: tiene tres tareas principales: temporiza y regula las operaciones de la totalidad del sistema informático; su decodificador de instrucciones lee las configuraciones de datos en un registro designado y las convierte en una actividad, como podría ser sumar o comparar y su unidad interruptora indica en qué orden utilizarán la CPU las operaciones individuales y regula la cantidad de tiempo de CPU que podrá consumir cada operación. En resumen: interpreta y ejecuta las instrucciones, controlando el funcionamiento de la CPU y por tanto de el computador. Unidad aritmético-lógica (ALU): encargada de llevar a cabo las funciones de procesamiento de datos del computador. Realiza cálculos y comparaciones, y toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole) 8

9 Registros: proporcionan almacenamiento interno a la CPU. Son áreas de almacenamiento temporal que contienen datos, realizan un seguimiento de las instrucciones y conservan la ubicación y los resultados de dichas operaciones. Interconexiones CPU: Son mecanismos que proporcionan comunicación entre la unidad de control, la ALU y los registros. Es un bus interno, una red de líneas de comunicación que conecta los elementos internos del procesador y que también lleva hacia los conectores externos que enlazan al procesador con los demás elementos del sistema informático SOFTWARE Es simplemente el conjunto de instrucciones individuales que se le proporciona al microprocesador para que pueda procesar los datos y generar los resultados esperados. El hardware por sí solo no puede hacer nada, pues es necesario que exista el software, que es el conjunto de instrucciones que hacen funcionar al hardware. El software se clasifica en 3 diferentes categorías según las tareas: sistemas operativos, software de aplicación y lenguajes de programación. Sistemas operativos Es un programa de control principal, almacenado de forma permanente en la memoria, que interpreta los comandos del usuario que solicita diversos tipos de servicios, como visualización, impresión o copia de un archivo de datos; presenta una lista de todos los archivos existentes en un directorio o ejecuta un determinado programa. Todos los sistemas operativos modernos son multitarea y pueden ejecutar varios procesos simultáneamente. Algunos tipos de sistemas operativos son Windows y Linux Windows: es una familia de sistemas operativos desarrollados y comercializados por Microsoft. Existen distintas versiones. Desde hace muchos años es el sistema operativo más difundido y usado del mundo, de hecho la mayoría de los programas (tanto comerciales como gratuitos y libres) se desarrolla originalmente para este sistema. Linux: es un sistema operativo tipo Unix (también conocido como GNU/Linux) que se distribuye bajo la Licencia Pública General de GNU o GPL, es decir que es software libre. Su nombre proviene del Núcleo de Linux, desarrollado en 1991 por Linus Torvalds. Puede ser instalado en gran variedad de hardware. Las variantes de estos sistemas se denominan "distribuciones" y su objetivo es ofrecer una edición que cumpla con las necesidades de determinado grupo de usuarios. Algunas son gratuitas y otras de pago, algunas insertan software no libre y otras contienen sólo software libre.

10 10 Software de aplicación En informática, una aplicación es un tipo de programa informático diseñado para facilitar al usuario la realización de un determinado tipo de trabajo. Suele resultar una solución informática para la automatización de ciertas tareas complicadas como pueden ser la contabilidad, la redacción de documentos, o la gestión de un almacén. Algunos ejemplos de programas de aplicación son los procesadores de textos, hojas de cálculo, base de datos, programas de comunicación de datos, multimedia, presentaciones, diseño gráfico, correo electrónico, compresión de archivos, etc. Algunas compañías agrupan diversos programas de distinta naturaleza para que formen un paquete. Un ejemplo común de estos paquetes es Microsoft Office. Lenguajes de programación Mediante los programas se indica a la computadora que tarea debe realizar y cómo efectuarla, pero para ello es preciso introducir estas órdenes en un lenguaje que el sistema pueda entender. Algunos lenguajes de programación son entre otros: Cobol, Fortran, Basic y Java. COBOL : se suele utilizar para gestión empresarial. Es un lenguaje antiguo de poca capacidad. FORTRAN: se trata de un programa para operaciones de cálculo matemático. BASIC: Lenguaje sencillo de aprender y de manejar que inicialmente se adecuó a la enseñanza de la informática. Es más sencillo que el Pascal. La versión más conocida es el Visual Basic. ADA (compilado): lenguaje orientado a la programación concurrida adaptado a las leyes o normas de la ingeniería software. La sintaxis es parecida al Pascal. JAVA: este es un lenguaje de propósito general interpretado. Orientado para programación en Internet.

11 6. Internet. El verdadero origen de Internet. Se piensa equivocadamente que Internet nace a raíz de un proyecto militar estadounidense que pretendía unir mediante una red todos los centros dedicados a la defensa y seguridad nacional. Esta red, para evitar la pérdida del control del ejército, debía seguir funcionando incluso en el caso de que un hipotético ataque nuclear destruyera alguno de sus nodos. El origen de Internet no fue en realidad tan cinematográfico. Sus padres fueron, en primer lugar, Bob Taylor, director de la I.P.T.O (Oficina para Tecnologías de Procesado de Información), y en segundo lugar, Charles Herzfeld, director de la A.R.P.A (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados). En aquel entonces (1966), los ordenadores eran aparatos muy grandes, caros, difíciles de manejar y eran empleados sólo como calculadoras. Taylor pensó que si se invertía dinero en unos pocos ordenadores potentes (servidores) y otros ordenadores mas sencillos (terminales) se conectaban a éstos, cualquier persona podría acceder a todos los recursos de la red desde un único terminal. Además, si algún servidor, terminal de la red o línea de comunicación fallaba, el resto de la red seguía funcionando. Herzfeld concedió a Taylor un millón de dólares para desarrollar su proyecto, que una vez finalizado en 1969 bautizaría como ARPANET, la red precursora u origen de lo que hoy conocemos como INTERNET. 11 Qué es Internet? Internet es una red de redes de ordenadores que se encuentran conectados entre sí. Las conexiones son como autopistas por las que puede circular la información (paquetes de datos) desde unos ordenadores a otros. Para poder conectarnos debemos pagar un peaje, es decir, contratar un ISP (Internet Service Provider) que nos permita el acceso a la red de redes. A su vez, nuestro ISP (servidor) está conectado con muchos más ISPs repartidos por diferentes lugares de todo el mundo. Al igual que las personas, los ordenadores de la red deben hablar en el mismo lenguaje para poder comunicarse (intercambiar información). Los ordenadores de la red se comunican mediante el protocolo TCP/IP. Qué necesitamos para conectarnos a la red?. Ordenador (PC o Mac): es la herramienta que utilizamos para comunicarnos. Módem (modulador-demodulador): traduce las señales que salen del ordenador a un sistema que pueda ser transmitido fácilmente por las vías de comunicación (modulación). Luego sucede

12 a la inversa, las señales recibidas por el ordenador vuelven a ser transformadas a un lenguaje que pueda interpretar el ordenador (demodulación). Canal de comunicación con el servidor: línea telefónica, cable de fibra óptica, vía satélite, etc. Un ISP (Internet Service Provider): es una empresa que se dedica a conectar a los usuarios a la red de redes. En realidad es un servidor que está conectado a muchos más servidores repartidos por todos los sitios del mundo Vocabulario básico del tema. Aplicaciones: Software que permite realizar tareas muy concretas (ver videos, navegar por Internet, dibujar...) CPU o UCP: Unidad Central de Proceso, cerebro del PC y donde se gestiona todo lo que sucede en él Drivers o controladores: Sencillos programas que especifican al PC como tiene que comunicarse con los periféricos. Hardware (soporte físico): Componentes tangibles del PC que permiten la comunicación bidireccional persona-máquina. Información: Conjunto organizado de datos que proporciona significado o sentido a las cosas. Informática: Tratamiento automático de la información (fusión de los términos Información y Automática). Ordenador o PC: Dispositivo con gran capacidad de almacenamiento y tratamiento de datos. Periféricos: Dispositivos que permiten la comunicación bidireccional entre persona y ordenador. Placa base: Soporte y medio de conexión de los dispositivos (internos y externos) que constituyen el PC. Presentador diapositivas: Presenta la información de una forma esquemática y accesible para llegar a más personas. Procesador de textos: Permite elaborar documentos de información, ya sea en forma de texto, gráficos, tablas, etc. Sistema operativo: Software básico que desempeña funciones imprescindibles en la administración del equipo. Software (soporte lógico): Instrucciones (parte intangible) necesarias para realizar las tareas planteadas por el usuario/a.