Introducción Año 2017
Horarios y Organización (1) Teórico/Práctico. Eso quiere decir que vamos a presentar conceptos e inmediatamente vamos a trabajarlos en la computadora. Horario: Lunes 09:00 a 13:00 Laboratorio 4. 4 trabajos prácticos: dos individuales y dos grupales (con coloquio). Dejaremos ejercicios para la semana siguiente que conformarán los TPs. Algunos con entrega. Promoción con 6.
Horarios y Organización (2) Es necesario que se armen grupos de dos (2) alumnxs. Cada grupo tendrá una cuenta que les permitirá guardar su trabajo durante el cuatrimestre. Las cuentas se denominan taller1-01/22 y la clave es taller12017. Sugerimos que la cambien. Tendrán acceso a un directorio público llamado: \\dc3\publico\taller1 (windows) /home/compartido/taller1 (ubuntu) donde encontrarán para cada clase el material que les daremos interactivamente.
Participación en clase Esperamos una activa participación en clase: No hay preguntas tontas. Si una explicación no responde a tu pregunta, por favor, volver a preguntar. Compartí tus dudas. Tus certezas también. Las interrupciones pertinentes no molestan, sobre todo si son para marcar errores, hacer comentarios o reencausar la clase. No está permitido permanecer callado en los debates.
Filosofía de enseñanza Nosotros tenemos la obligación de enseñar. Ustedes tienen el derecho de aprender. No somos los dueños del conocimiento y no lo sabemos todo, así que, quizás más de una vez la respuesta puede ser No lo se y otras podemos equivocarnos. Defendemos la Universidad Pública, Masiva, Laica y Gratuita. A veces, por eso, a veces salimos a la calle y suspendemos clases.
Filosofía de enseñanza Enseñar no es transmitir conocimientos, sino crear las posibilidades para su producción o su construcción. Paulo Freire
Docentes Profesor: Ricardo Rodriguez JTP: María Elena Buemi Ay1: Andrea Manna (ricardo@dc.uba.ar) (mebuemi@dc.uba.ar) (amanna@dc.uba.ar) Los tres estaremos en clase asistiéndolos en el aprendizaje sin jerarquías. Para comunicarnos habrá, además dos listas disponibles: taller1-doc@dc.uba.ar y taller1-alu@dc.uba.ar
Apuntes y cronograma de clases Página web: www.dc.uba.ar http://www.dc.uba.ar/materias/t1/2017/c1/
Cronograma: VER: http://www.dc.uba.ar/materias/t1/2017/c1/calendario
Objetivos Dar una introducción al uso de la computadora para aplicaciones científicas, que involucren el manejo de volúmenes de datos, cálculos estadísticos, visualización y simulación numérica de procesos. Dar una introducción general a la programación para estudiantes de ciencias (en particular de Geología), de modo tal que comprendan las potencialidades y limitaciones del uso de una computadora. Como objetivos formativos, se pretende que luego de cursar la materia el estudiante: entienda de qué se tratan las ciencias de la computación. entienda los aspectos computacionales en una publicación científica interdisciplinaria de su carrera. logre relacionar modelización matemática con resoluciones computacionales. pueda realizar pequeños programas.
O al menos..
Porqué Computación para geólogos? En la página de la materia encontrarán un artículo titulado: Informática para los profesionales de la geología de Domínguez y Sánchez. En el se analizan varias currículas españolas del área de ciencia geológicas.
Plataformas para captura de datos http://www.igme.es/ingeotab/presentaci%c3 %B3n%20INGEOTAB%20Carlos%20Lorenzo%2 0Carnicero.mp4 http://www.igme.es/ingeotab/default.htm
Conceptos básicos Computadora: Una computadora es un dispositivo capaz de realizar cálculos y tomar decisiones lógicas a velocidades hasta miles de millones de veces más rápidas que las alcanzables por los seres humanos. Básicamente surgen para ayudar a las personas en la resolución de cálculos matemáticos. De ahí su nombre computadora que deriva de la palabra cómputo o sea cálculo En la actualidad, una computadora es una herramienta que se utiliza para resolver problemas.
Resolución de problemas Requiere una descripción del dominio de aplicación y de las características de las soluciones buscadas. Por ej. Raíz cuadrada. Luego es necesario encontrar un algoritmo que lo resuelva. Por ej. Aproximaciones Sucesivas. Finalmente debemos programar el algoritmo.
Ejemplo: Torres de Hanoi http://www.uterra.com/juegos/torre_hanoi.php
Qué es un algoritmo? Un algoritmo es una sucesión de pasos primitivos para resolver un problema. Un paso primitivo es aquel que se puede realizar mecánica y finitariamente. Qué problemas podemos resolver? Con qué pasos primitivos contamos? Cómo sabemos si el algoritmo que dimos resuelve el problema?
Ejemplo: Suma Algoritmo suma escolar: sumo las unidades del primero a las del segundo, después las decenas, etc., considerando acarreo cuando hace falta. Algoritmo sucesor: sucesivamente voy sumando uno al primero y restando uno al segundo, así hasta que este último llegue a cero. Algoritmo moderno: escribo el primero en una calculadora, aprieto +, escribo el segundo, aprieto = Los tres algoritmos usan distintas operaciones primitivas: sumar dos dígitos y acarreo, y concatenar resultados. sumar uno, restar uno y comparar con cero. apretar teclas en una calculadora.
Qué es programar? Implementación de un algoritmo en un lenguaje formal que la Computadora (directa o indirectamente) pueda ejecutar. Eso requiere fijar representaciones/estructuras para los datos de entrada, salida y temporarios, y un conjunto de instrucciones para operar sobre las mismas.
Otro ejemplo
Algunos Mitos Para ser Geólogo/Biólogo no es necesario saber programar. Programar es difícil. Programar bien es cosa de especialista. Los Físicos programan bien. Si la programación fuera importante para mi carrera tendría más de una materia.
Funciones Una computadora realiza 4 funciones básicas: Ingreso de datos Procesamiento de la información Salida de datos Almacenamiento de los resultados El dato es la información elemental y se pueden distinguir datos de diferentes tipos: números, caracteres, fechas, vectores, matrices, etc. Los procesos son un conjunto de operaciones a realizarse con/sobre los datos, para obtener resultados
Representación de la información Como mencionamos, una computadora es capaz de procesar información. Este procesamiento requiere de dos cosas: Estructuras de datos para representar la información. Las instrucciones para implementar los algoritmos. Pero Cómo le brindamos esta información?
Representación de la información Normalmente la computadora recibe los datos en un lenguaje conocido, utilizando los símbolos del lenguaje diario. Estos símbolos pueden ser: Números Letras Símbolos Alfanuméricos Obviamente estos símbolos no son los que utiliza internamente la computadora.
Representación de la información Por lo tanto tenemos dos niveles de representación de la información: Externa: Utilizada por las personas e inadecuada para la computadora. Interna: Utilizada por la computadora y no legible fácilmente por un ser humano. De aquí se desprende que hay una transformación de la información que una persona intenta brindar a la computadora, a elementos que una computadora puede ser capaz de almacenar.
Representación de la información Después de mucho investigar, se decidió que la mejor opción para almacenar la información en una computadora, era utilizando el sistema binario, o sea basado en 1 y 0. Una de las ventajas es que podemos adaptar fácilmente el sistema electrónico, usando presencia y ausencia de voltaje para representar físicamente el 1 y el 0. Hay una ventaja sustancial en los cálculos, dado que resultan mucho más simples para una máquina que usando un sistema en otra base.
Representación de la información: el sistema binario El antiguo matemático hindú Pingala presentó la primera descripción que se conoce de un sistema de numeración binario en el siglo III a.c., lo cual coincidió con el descubrimiento del concepto del número cero. El sistema binario moderno fue documentado totalmente por Leibniz, en el siglo XVII, en su artículo "Explication de l'arithmétique Binaire". En él se mencionan los símbolos binarios usados por matemáticos chinos. Leibniz usó el 0 y el 1, al igual que el sistema de numeración binario actual. En 1854, el matemático británico George Boole, publicó un artículo que marcó un antes y un después, detallando un sistema de lógica que terminaría denominándose Álgebra de Boole. Dicho sistema desempeñaría un papel fundamental en el desarrollo del sistema binario actual, particularmente en el desarrollo de circuitos electrónicos. En pocas palabras, es una herramienta fundamental para el análisis y diseño de circuitos digitales. Se trata de un conjunto de reglas matemáticas (similares en algunos aspectos al álgebra convencional), pero que tienen la virtud de corresponder al comportamiento de circuitos basados en dispositivos de conmutación (interruptores, relevadores, transistores, etc).
Representación de la información: el sistema binario El sistema binario, en matemáticas e informática, es un sistema de numeración en el que los números se representan utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 1). decimal binario hexa Bit: Es el acrónimo de Binary Digit o dígito binario. Es la unidad mínima de información utilizada en informática. Un bit es un dígito del sistema binario que puede tomar dos valores: 0 ó 1. Byte: Es la unidad básica de almacenamiento de la información. Equivale a 8 bits. Otras medidas útiles: 8 bits -> 1 Byte 1KByte -> 1024Byte 1MByte ->1024KByte 1Gbyte -> 1024MByte Sistema de numeración: como el conjunto de símbolos y reglas que se utilizan para la representación de cantidades. En ellos existe un elemento característico que define el sistema y se denomina base, siendo ésta el número de símbolos que se utilizan para la representación.
Algo más sobre tamaños de datos:
Primer ejemplo de algoritmo: Pasar un número decimal a su expresión binaria.
Representación de la información: caracteres Código ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Es un código de caracteres basado en el alfabeto latino tal como se usa en inglés moderno y en otras lenguas occidentales.
Representación de la información: caracteres Unicode: Es propuesto por un consorcio de empresas y entidades que trata universalizar y hacer compatibles todos los sistemas del mundo bajo una misma norma Inconvenientes del sistema ASCII: Los símbolos codificados no alcanzan para representar los caracteres especiales que requieren numerosas aplicaciones Los símbolos y códigos añadidos en las versiones ampliadas a 8 bits no están normalizados Están basados en los caracteres latinos, existiendo otras culturas que utilizan otros símbolos muy distintos Propiedades buscadas: Universalidad, trata de cubrir la mayoría de lenguajes escritos existentes en la actualidad: 16 bits 65.356 símbolos, 32 bits 4271406736 Unicidad, a cada carácter se le asigna exactamente un único código (sin importar plataforma ni idiomas) Uniformidad, ya que todos los símbolos se representan con un número fijo de bits (8, 16 o 32)
Representación de la información: caracteres Características: Está basado en ASCII (lo cual facilita la migración) Evita el problema de ASCII que sólo cuenta con caracteres latinos. Actualmente cuenta con tres formas de codificar la información: en 8, 16, 32 bits. Las tres formas de codificar tienen el mismo repertorio de caracteres comunes y es posible cambiar de una en otra sin pérdidas de datos. Las tres formas son referidas como UTF-8, UTF-16 y UTF-32 Link: http://www.unicode.org/charts/
Hardware y Software Hardware: Es la parte física de la computadora, es decir, todo aquello que podamos percibir con el sentido del tacto, los componentes mecánicos, magnéticos, electromagnéticos que hacen que la máquina funcione. El hardware por sí solo no realiza ninguna tarea, sólo puede llevarlas a cabo a través de un software adecuado. Software: Es la parte lógica de la computadora, los procedimientos que el hardware realiza inducidos por el software y este a su vez por nosotros. El software es como un traductor que hace que nuestras órdenes se conviertan en realidad, manipulando el hardware o la parte física.
Hardware: Partes de una computadora Memoria principal: también llamada RAM (Random Access Memory - Memoria de Acceso Aleatorio), es el almacén primario de la computadora. Esta memoria es la más importante de la computadora, porque almacena información necesaria para que la computadora pueda arrancar y funcionar. Unidad de Control: Es la que se utiliza para coordinar y controlar las operaciones que se realizan para procesar la información. Unidad Aritmética y Lógica : Es el dispositivo que se encarga exclusivamente de los cálculos, es decir realiza todas las operaciones artitméticas (suma, resta, multiplicación, division, etc) y lógicas (mayor, menor, etc) Unidad Central de Procesamiento: Es la UC + ALU. Es básicamente el cerebro de la computadora. Se encarga de supervisar, controlar y regular el procesamiento de todos los elementos de la computadora. Unidades de Entrada: Es la parte de la computadora por la cual ingresa la información: teclado, mouse, escaner, lápiz óptico, etc. Unidades de Salida: Es la parte de la computadora a través de la cual se muestra el resultado del procesamiento de los datos: impresora, pantalla, parlantes, etc.
Hardware: Partes de una computadora Buses: Son las líneas o caminos a través de los cuales la información fluye desde una parte a otra de una computadora. Básicamente se trata de un conjunto de cables que sirven para interconectar los diferentes dispositivos. Se pueden dividir en, según su función: Internos: a la CPU (transportando datos entre la ALU y los registros) Externos: Conectan a la CPU con la memoria y con los diferentes dispositivos de Entrada/Salida Memoria Secundaria: Son dispositivos que se utilizan para almacenar información que debe perdurar a través del tiempo. Regrabador de CD Disco duro Memoria flash USB Unidad de discos de 3 1/2
Hardware: Partes de una computadora
Software: Tipos Podemos distinguir tres tipos de software diferentes: Sistemas Operativos: Tiene por objetivo efectuar la interrelación entre los elementos físicos de la máquina (hardware) con el entorno (usuario, periféricos, dispositivos, otros programas, etc.), tendiendo a minimizar las operaciones humanas y maximizar la utilidad del sistema en función del tiempo. El sistema operativo ejecuta las tareas básicas, como de reconocer entradas desde el teclado, enviar mensajes a pantalla, manteniendo rastro de los archivos y directorios en el disco, y controlar los dispositivos periféricos como las impresoras. LINUX
Software: Tipos Software de aplicación: Son los programas realizados por las personas con un fin específico. Weka