Software: sistemas operativos, sistemas de aplicación y sistemas de desarrollo

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2 INTRODUCCION A LA INFORMATICA Definiciones de Información e Informática Antecedentes Históricos Analógico vs. Digital Sistemas de Numeración y Sistema Binario Bit y Byte Hardware: periféricos de entrada y de salida Software: sistemas operativos, sistemas de aplicación y sistemas de desarrollo Redes INTRODUCCION A LA PROGRAMACION Computadora Programa Lenguaje de programación Compilación Proceso de Programación Sistema Operativo

3 DEFINICIONES DE INFORMACIÓN E INFORMATICA Información: Conjunto de hechos o condiciones que pueden ser objeto de una comunicación, de una interpretación, de un tratamiento. Tipos de Información: Información elemental: Datos Base. Información elaborada: Resultados. Operaciones para procesar los Datos y obtener los Resultados: Programa. Herramientas y Métodos que nos ayuden en las tareas de cálculo y proceso de la información: Cobro de Impuestos. Censos. Operaciones Bancarias. Cálculos de Navegación y Astronómicos. Informática: Conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento racional y automático de la información. El término nace en Francia en 1962, INFORMATIQUE, INFORmation automatique. Adoptado por España en 1968, INFORMÁTICA, INFORmación, automática. En Inglés COMPUTER SCIENCE. ANTECEDENTES HISTÓRICOS Origen de las Computadoras: alrededor de Hasta entonces qué? Ábacos desde 3500 a.c. (Mesopotamia, China, Japón): Dispositivo de cálculo manual. John Naipier (Edinburgo ): Logaritmos. Herramienta para simplificar cálculos mediante Tablas. Calculadora de Tarjetas. Varillas de hueso. Multiplicar y Dividir. Wilhem Schikard (Tubingia ): Reloj Calculante. Diseñó una Calculadora Mecánica mediante Ruedas Dentadas. Falta de adelantos técnicos impidieron su construcción hasta el siglo XX.

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7 Primera Generación de Elemento de Control: Válvula de Vacío. Empleadas en Cálculos Científicos, Balísticos y de Navegación. Lenguaje Máquina y Cableado Manual.

8 Memoria: Tarjetas y Cintas perforadas. Líneas de demora de Mercurio. Segunda Generación de Elemento de Control: Transistor. (menor tamaño, mayor fiabilidad) Empleadas en Cálculos Científicos, Militares, Administrativos y de Gestión. Primeros Lenguajes de Programación. Memorias: Núcleos de Ferrita y Cintas Magnéticas. Tercera Generación de Circuitos Integrados, Placas de Silicio o Plástico con varios componentes discretos. Sistemas Operativos, Modo Interactivo. Memorias de Semiconductores y Discos Magnéticos. Cuarta Generación de Microprocesador, toda la CPU en un único circuito. Gran Cantidad de Lenguajes de Programación. Para diferentes propósitos. Almacenamiento en disquete y primeras redes. Quinta Generación desde 1981hasta la actualidad Microchips. Muy Alta Integración. Sistemas Operativos más intuitivos. Programas y Aplicaciones de Usuario. Datos, Imagen y Voz. (Multimedia) Interconexión entre las computadoras. (Internet) Inteligencia Artificial. ANALÓGICO VS DIGITAL

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11 HARDWARE Y SOFTWARE Introducción Un sistema de cómputo es básicamente un conjunto de dispositivos que tienen la función de procesar y almacenar información. Primeramente, la información tiene que entrar al sistema de cómputo y, una vez procesada, puede salir para que el usuario vea los resultados. Todo sistema de cómputo está integrado por elementos físicos o dispositivos, llamados hardware. Pero, para que el sistema de cómputo trabaje, tiene que llevar a cabo funciones u operaciones que son controladas por instrucciones, es decir, programas que indican a los dispositivos qué hacer con la información. A los programas se les conoce como software. Hardware Comprende todos los dispositivos o elementos físicos (que se pueden tocar) con los cuales es construida una computadora. Incluye también los elementos mecánicos, electrónicos y eléctricos. Los teclados, monitores, impresoras, microprocesadores, unidades de disco, ratón, escáner y demás periféricos, son hardware. Tipos de hardware Se clasifica generalmente en básico y complementario, entendiendo por básico todo aquel dispositivo necesario para iniciar la computadora por ejemplo el monitor, teclado, ratón. Y el complementario como su nombre lo dice, sirve para realizar funciones específicas o más allá de las básicas. Periféricos de entrada Son los que permiten que el usuario aporte información exterior. Entre ellos podemos encontrar: teclado, ratón, escáner, micrófono, y más. Periféricos de salida Son los que muestran al usuario el resultado de las operaciones realizadas por la computadora. En este grupo podemos encontrar: monitor, impresora, altavoces, entre otros. Periféricos de entrada/salida Son los dispositivos que pueden aportar simultáneamente información exterior a la computadora y al usuario. Aquí se encuentran: módems, unidades de almacenamiento (discos duros, disquetes, memorias USB, entre otros). Software Se forma por el conjunto de instrucciones o programas. Los programas son una secuencia de órdenes que se le dan a la computadora para que haga algo. Todos los juegos de video, sistemas operativos y programas de aplicación -como procesadores de palabras o programas para Internetson software. Tipos de software a) Sistemas Operativos Un sistema operativo es el software que controla el uso de los recursos y el hardware de la computadora. El sistema operativo es indispensable en todo sistema de cómputo, ya que regula como se usa la memoria, como se guarda la información en los discos, como se transfiere la información, etcétera. Controla las actividades en el interior de la computadora y

12 proporciona servicios al usuario para que éste pueda iniciar programas, manejar datos o preservar la seguridad. El sistema operativo: Controla las entradas y salidas de información. Asigna el uso de los recursos de hardware. Administra el espacio de almacenamiento (unidades de discos). Detecta fallas o errores. Controla el uso de memoria y procesos de información. Mantiene la seguridad del sistema. Algunos sistemas operativos son: D.O.S., Windows, MacOS, UNIX, LINUX, VMS y MVS. b) Software de aplicación El Software de aplicación nos ayuda a realizar alguna tarea específica, como crear un documento, manipular una imagen, crear música, jugar. Al software de aplicación también se le llama: paquetes, paquetería o simplemente, aplicaciones. Cada software de aplicación fue creado con una función específica y, de acuerdo a la función para la que fue hecho, se puede clasificar en muchas ramas, por ejemplo: Software de Entretenimiento Software de Procesamiento de Textos Software de Diseño Gráfico Software de Cálculo y Análisis Software de Información Software de Comunicación o Conectividad Software de Contabilidad y Financiero c) Software de desarrollo En esta categoría están los lenguajes de programación y los ambientes de desarrollo (developer suites), que permiten crear programas para realizar cualquier tipo de tarea. La función de este tipo de software es permitir, a su vez, la creación de software o programas. El programador es la persona que utiliza software de desarrollo para crear programas que satisfagan necesidades específicas. Cuando una persona o empresa no encuentra en el mercado programas que satisfagan sus necesidades, encarga a un programador el desarrollo de software personalizado a sus propios intereses. Computadoras sin software? Una computadora sin software no tendría razón de existir. Sería sólo un conjunto de componentes, dispositivos eléctricos, electrónicos y cables. Un aparato que se podría solamente prender y apagar. Aún cuando las computadoras son nuevas y no se han instalado programas en ellas, hay cierto software almacenado en algunos componentes puestos de fábrica en el equipo. Este software de fábrica le dice al aparato qué hacer si lo prendes, si presionas algunas teclas, si insertas un disquete, etcétera. El software prepara y permite a la computadora ejecutar sus funciones.

13 Computadora o Sistema de Cómputo Qué es una computadora? La respuesta a esta pregunta nunca es única, ni siempre la misma. Es una máquina, un aparato, una herramienta. Nos ayuda a realizar cálculos, a buscar información, a clasificar datos. Realiza muchas tareas con mucha más exactitud y rapidez que los seres humanos. Permite que la gente sea más productiva. Complementa las habilidades intelectuales de las personas, entre otras definiciones. Entonces, qué es una computadora? Podemos definir computadora como un dispositivo que acepta entrada de información, procesa esta información y genera salida de información. Computadora no es lo mismo que sistema de cómputo. La diferencia radica en que la computadora (estrictamente hablando) no tiene dispositivos como teclados, monitores, ratones, etcétera y el sistema de cómputo sí los tiene. La mayoría de las veces, cuando decimos computadora, en realidad estamos hablando de un sistema de cómputo. En un sistema de cómputo existen dispositivos de entrada, procesamiento, memoria, almacenamiento y salida de información. REDES Los ordenadores en cualquier ámbito (trabajo, ocio, etc.) son una herramienta de indudable eficacia. Hasta hace un par de décadas la idea del ordenador, en cualquiera de estos ámbitos, era la de una máquina que permitía mecanizar y realizar muchas tareas (contabilidad, cálculos, elaboración de documentos, etc.) de una forma cómoda para el usuario, pero sus capacidades no iban más allá del ámbito o lugar físico donde se encontraba. Actualmente este esquema ha cambiado por completo. Los ordenadores traspasan las barreras físicas del lugar donde se encuentran y permiten eficientemente entre otras cosas: Trabajar con datos que físicamente están a miles de Km. de distancia. Compartir información entre usuarios que tienen intereses comunes. Por ej. compartir datos en una oficina de trabajo entre varios trabajadores. Permitir la comunicación e intercambio de información entre usuarios que se encuentren en cualquier parte del mundo. Obtener cualquier tipo de información que se necesite a partir de la red Internet. Realizar operaciones con entidades (Bancos, Administraciones, Empresas, etc ) sin necesidad de desplazamientos. Estudiar y recibir enseñanzas sin desplazarse a los Centros que imparten esas enseñanzas. Todas estas posibilidades se deben a la implantación de redes para conectar ordenadores. Estas han ampliado en gran medida el campo de aplicación de los equipos informáticos. Una red de ordenadores es básicamente un conjunto de ordenadores conectados mediante un medio físico (cables / microondas / infrarrojos) y algunos dispositivos que permiten la interconexión (tarjeta de red, hub / switch, router). El hecho de estar conectados permite que los ordenadores compartan recursos e información entre todos, independientemente del lugar u ordenador de la red en el que se encuentren esos recursos. Las redes de ordenadores se pueden clasificar atendiendo a muchos criterios pero uno de los más populares es atendiendo al ámbito físico que ocupan. Según el espacio físico que ocupan podemos distinguir tres grandes grupos de redes:

14 - LAN (Local Area Network): Red de área local. Su ámbito no suele superior a unos centenares de metros. Ej. Una oficina con varios ordenadores o la red de un edificio. - MAN (Metropolitan Area Network): Red de área metropolitana. Suelen ser redes con un ámbito físico de una población o zonas puntuales de una ciudad. - WAN (Wide Area Network): Son redes de ámbito geográfico muy grande o a nivel mundial. Hemos comentado en la definición de red la necesidad de algunos componentes específicos para poder interconectar varios ordenadores en una red. Los elementos básicos necesarios para que una red de ordenadores funcione correctamente son: El medio físico: El medio hace referencia a como se va a transmitir la información que intercambian los distintos ordenadores de la red y por donde se va a transmitir. Existen muchos tipos de medios. Los más comunes y utilizados son: - Cable: Suelen utilizarse cables trenzados o coaxiales. Es el elemento más utilizado. - Microondas: Es un medio que se está imponiendo últimamente debido a la libertad de movimiento que proporciona a los ordenadores de la red. Las redes que utilizan estos medios también se conocen como inalámbricas (sin cables). - Fibra: La fibra óptica es un medio utilizado con frecuencia. Este medio es más fiable y se ve menos afectado por interferencias. - Infrarrojos: En estas redes, los ordenadores utilizan una emisión de luz infrarroja para emitir información. Estas redes también son inalámbricas (sin cables). Su principal desventaja es la velocidad y las interferencias, así como el alcance y el hecho de poder transmitir si hay un obstáculo entre dos ordenadores. Esta opción es la menos utilizada. La interface de red: Se trata del dispositivo de nuestro ordenador que permite conectarse a la red. Este elemento es conocido como tarjeta de red. La tarjeta en líneas generales permite al ordenador enviar y recibir la información que en la red se genera. Esta tarjeta de red dependerá del tipo de medio físico utilizado en la red. Si la red es inalámbrica entonces necesitaremos una tarjeta que permita accesos a ese tipo de medio físico. El Protocolo: El protocolo es la parte software que permite al ordenador acceder a la red e intercambiar la información con los demás ordenadores. Es el que establece las reglas para la comunicación en cuanto al formato de los datos emitidos, reglas para acceder a la red, etc. Uno de los conjuntos de protocolos más utilizados a nivel de red local e Internet es el protocolo TCP/IP. Este protocolo básicamente tiene dos cometidos. El primero es garantizar el transporte de los datos por la red, siendo esta la función del protocolo TCP. Por otro lado el segundo cometido es identificar a cada elemento (ordenador, router, etc.) de la red para que los datos lleguen correctamente a su destinatario. Para realizar esta identificación a cada ordenador o elemento se le asigna dentro de la red lo que se denomina IP, que básicamente es un número de 32 bits agrupados en cuatro bytes. Un ejemplo de representación decimal de esos cuatro bytes puede ser , esto es lo que coloquialmente se conoce como dirección IP. Cada ordenador o elemento de una misma red ha de tener siempre una IP diferente. No se pueden repetir dos IP s dentro de una misma red. Existen 5 tipos de direcciones IP en función de la red donde se encuentren los ordenadores conectados. Estos cincos tipos de redes son las de Clase A, B,C, D y E.

15 Dispositivos de interconexión: Se trata de elementos de la red que gestionan el intercambio de información entre las estaciones. Básicamente procesan las informaciones enviadas por los distintos ordenadores de la red y para que puedan ser recibidas por sus destinatarios. Básicamente hay dos elementos de interconexión para ordenadores de una misma red que son: HUB: Reciben los datos enviados por un ordenador al puerto de conexión y los envían a los demás puertos a los que están conectados los demás. Todos reciben la misma información. Como esa información puede que no sea para todos, los ordenadores receptores recogen los datos que van dirigidos a ellos y los que no son para ellos los descartan. SWITCH: Es un dispositivo con la misma función que el anterior, pero más eficiente debido a que los datos recibidos no los envía a todos los ordenadores conectados, lo hace únicamente a su destinatario. Debido a esto los ordenadores de la red no tienen que procesar tanta Información que no va dirigida a ellos y de esta manera la red aumenta su rendimiento. PUENTES: Los puentes permiten conectar dos redes que tengan las mismas características (medio físico, protocolo, etc.). ENCAMINADORES / ROUTERS: Son dispositivos que permiten interconectar dos redes aunque estas tengan características diferentes. Por ej. un router doméstico como el que utilizamos para el acceso a Internet, conecta la red de ordenadores de nuestra casa (uno o varios ordenadores) con las redes públicas de comunicaciones que nos dan acceso a Internet. Las estaciones u ordenadores: Son cada uno de los ordenadores conectados a la red. En las redes puede haber distintos tipos de ordenadores o estaciones. Es frecuente que en una red haya ordenadores que permiten el trabajo a los usuarios, y a su vez, haya ordenadores dedicados a prestar servicios a otros ordenadores dentro de la red. Un servicio básicamente es algo que se ofrece a otro ordenador que se denomina cliente. Las redes de ordenadores actuales siguen esta tendencia de cliente/servidor. Por ej. en una empresa puede haber tres ordenadores que utilizan los empleados y un ordenador servidor de ficheros donde se encuentra centralizada toda la información que necesitan los empleados. Este último ordenador podría ser un servidor de archivos a los otros tres ordenadores que serían sus clientes. Hay que destacar que no es obligatorio que en una red haya servidores. En este caso se suelen denominar redes entre iguales. Estas redes suelen ser pequeñas y no son necesarios servicios concretos pero es necesario compartir recursos (pequeñas cantidades de información, impresoras, conexión a Internet, etc ) entre todos los ordenadores de la red. A una estación u ordenador de la red también se le suele conocer en algunos casos como Host. INTRODUCCION A LA PROGRAMACION Comenzaremos por definir qué es una computadora, y cómo podemos utilizarla para que realice tareas por nosotros. Computadora Una computadora, es más que un dispositivo que nos permite navegar en Internet para acceder a redes sociales, escribir un texto o enviar s. Para un programador, una computadora es un dispositivo capaz de ejecutar órdenes a una gran velocidad. Qué son estas órdenes? No son más que cálculos entre ciertos valores. Sin entrar en grandes detalles, podemos dividir una computadora en dos partes: una memoria de datos y un procesador. En la memoria de datos se guardarán los datos con los que el procesador realizará cálculos.

16 Por ejemplo: Tenemos dos valores almacenados en la memoria : 5 y 7, el procesador tiene la capacidad de leer esos dos valores y realizar un cálculo con ellos, por ejemplo, sumarlos. La pregunta es cómo llega una computadora que solo puede sumar valores, a permitirme navegar por Internet, o ver una película o escuchar un mp3? La respuesta es que, obviamente, la única operación que realiza un procesador no es la suma, y que tampoco realiza una sola operación, sino un conjunto ordenado de ellas, y este conjunto es lo que se conoce como un programa. Programa Un programa informático es un conjunto de instrucciones que una vez ejecutadas realizarán una o varias tareas en una computadora. Sin programas, estas máquinas no pueden funcionar. De modo que nuestra tarea como programadores, valga la redundancia, es escribir programas. Estos programas realizarán tareas, al comienzo más simples (desde sumar dos números hasta una simple calculadora), y luego más complejas. Ejemplo de nuestro primer programa: ValorA = 5 ValorB = 7 Resultado = ValorA + ValorB Para explicar este pequeño programa, introduciremos el concepto de Variable. Una variable, es una porción de memoria de nuestra computadora, en donde podremos almacenar un valor. En nuestro programa, representamos estas porciones de memoria con un nombre definido por el programador. En este caso, tenemos 3 variables: ValorA ValorB Resultado En la primera se almacenará el valor 5, en la segunda el valor 7 y en la tercera, la operación suma entre las dos primeras. Cabe destacar que en un programa, cada línea se ejecuta por el procesador en orden descendente, es decir: 1. ValorA = 5 2. ValorB = 7 3. Resultado = ValorA + ValorB Al ejecutarse la primera línea, el procesador almacena el valor 5 en la porción de memoria llamada ValorA :

17 Al ejecutarse la segunda línea, el procesador almacena el valor 7 en la porción de memoria llamada ValorB : Por último, al ejecutarse la tercer línea, el procesador realiza la operación suma entre los valores almacenados en las porciones de memoria ValorA y ValorB y almacena el resultado en la porción de memoria llamada Resultado : Lenguaje de programación Una vez comprendido qué es un programa, nos resta preguntarnos cómo se escribe un programa? Es decir, no podemos pretender que una computadora nos entienda cuando le decimos: ValorA = 5 ValorB = 7 Resultado = ValorA + ValorB Porque del mismo modo que nosotros escribimos este programa sin ninguna consideración, otra persona podría haber escrito: ValorA vale 5 ValorB vale 7 Resultado es igual a (ValorA mas ValorB) Como podemos observar, necesitamos definir ciertas reglas de cómo escribir un programa, para que cualquiera que lo escriba, lo haga de la misma forma, y a su vez, esta forma tiene que poder ser interpretada por la computadora. Estas reglas de escritura, conforman un lenguaje de programación. No existe sólo un lenguaje de programación, sino que a lo largo de la historia de la computación, se fueron desarrollando una gran cantidad de ellos (C/C++, Java, Python, Javascript, etc.) cada uno posee sus reglas de escritura, y el programador que escriba en cada lenguaje deberá respetarlas para que el programa funcione.

18 Compilación Debido a la gran diferencia de sintaxis que poseen los diferentes lenguajes, nos preguntamos cómo una computadora puede comprender las sentencias escritas? La respuesta es que no lo hace, el conjunto de órdenes que nosotros escribimos al programar, deben ser traducidos a un conjunto de órdenes que el procesador comprende. Este conjunto de órdenes es conocido como el set de instrucciones del procesador. Estas instrucciones no son más que números que el procesador sabe interpretar para saber qué operación debe realizar. El traductor de nuestro lenguaje al set de instrucciones del procesador (también conocido como lenguaje de máquina) es un programa que se llama Compilador. El compilador, transformará lo que el programador escribe en un conjunto de números que el procesador puede interpretar y ejecutar. También será el encargado de verificar que lo que el programador escribió cumple con las reglas del lenguaje, es decir, existe un compilador para cada lenguaje. Proceso de programación Haremos un resumen de los pasos necesarios para obtener un programa que realice una tarea: 1) Elegir un lenguaje de programación para escribir nuestro programa. 2) Escribir el programa respetando las reglas del lenguaje elegido. 3) Compilar nuestro programa o código para obtener un archivo ejecutable que el procesador puede interpretar. Este archivo que nos devuelve el compilador, será nuestro programa. El programa obtenido, será diferente para cada tipo de procesador (X86, ARM, PowerPC, etc.) y también será diferente para cada sistema operativo (Windows, Linux, MAC OS) Sistema Operativo Un sistema operativo (SO, frecuentemente OS del inglés Operating System) es un programa o conjunto de programas que en un sistema informático gestiona los recursos de hardware y provee servicios a los programas de aplicación*, ejecutándose en modo privilegiado respecto de los restantes. Esto significa que un sistema operativo, es un gran programa base que nos permite ejecutar programas, dándoles a éstos acceso a las partes de una computadora, como por ejemplo la pantalla por la cual mostramos información, los discos rígidos en los que almacenamos información, la placa de red mediante la cual tenemos acceso a Internet, o el puerto USB mediante el cual podemos conectar un Pendrive y tener acceso a su información. Estas partes es lo que se conoce como hardware.

19 Nuestros programas, estarán al nivel de Aplicación mientras que en el nivel de Sistema Operativo se encontrará Windows, Linux, Android, o el sistema que estemos usando en nuestra computadora, y el Hardware no es más que todas las partes físicas de nuestra computadora a las cuales los programas tienen acceso para realizar tareas. La segunda parte de la definición, dice: provee servicios a los programas de aplicación*, ejecutándose en modo privilegiado respecto de los restantes. Esto significa, que el Sistema Operativo administrará los diferentes programas que se ejecutan al mismo tiempo en una computadora, para que éstos no interfieran entre sí y todos puedan funcionar correctamente como si fueran el único programa que se está ejecutando.