1. Introducción a la Informática
1

2. INTRODUCCIÓN
 Adquisición

Representación
Informática 
Tratamiento y
 Transmisión de la
información
 Estas operaciones se realizan
automáticamente utilizando las
computadoras.
2

3. Informática (origen francés)
INFORMATICA = INFORmación + autoMÁTICA
 La Real Academia Española de la lengua define:
Informática.- el conjunto de conocimientos científicos y
Informática.- el conjunto de conocimientos científicos y
técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la
técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la
información por medio de ordenadores.
información por medio de ordenadores.
3

4. Información: Conjunto de símbolos usados para representar
magnitudes, hechos, objetos o ideas
Computadora: es una máquina capaz de aceptar unos datos de
entrada, efectuar con ellos operaciones lógicas y aritméticas, y
proporcionar la información resultante a través de un medio de salida;
todo ello sin intervención de un operador humano y bajo el control de un
programa de instrucciones previamente almacenado en el propio
computador
4

5. Informática como ciencia y técnica
 Ciencia: Estudio de la información y
los métodos para tratarla.
 Técnica: Estudio y diseño de los
ordenadores.
5

6. Estructura funcional
de las
computadoras
6

7. Unidades funcionales…
 UNIDAD DE ENTRADA (E).
 Es el dispositivo por donde se introducen los datos e instrucciones.
 Transforman la información de entrada en señales binarias de
naturaleza eléctrica.
 Ejemplo: el teclado de un microcomputador, el teclado de un
terminal, un digitalizador, una lectora de tarjetas de crédito, etc.
 UNIDAD DE SALIDA (S).
 Es un dispositivo por donde se obtienen los resultados de los
programas ejecutados en el computador.
 Transforman las señales eléctricas binarias en caracteres escritos
o visualizados.
 Ejemplo: una pantalla o monitor, una impresora o un registrador
gráfico.
 MEMORIA (M).
 Unidad donde se almacenan tanto los datos como las
instrucciones. 7

8. Tipos básicos de memoria:
 Memoria principal, o central, o interna.
 Mayor velocidad
 Ligada directamente a las unidades más rápidas del computador (UC y ALU)
 Para que un programa se ejecute debe estar almacenado ( cargado) en la
memoria principal
 La memoria está dividida en posiciones (denominadas también palabras de
memoria) de un determinado número de bits.
 Para leer o escribir una información es necesario dar la dirección de la posición
 ROM: la memoria en la que sólo se puede leer y la información es permanente
 RAM: se puede leer y escribir y que es volátil.
 Memoria masiva auxiliar, secundaria o externa.
 La memoria principal, aunque es muy rápida pero no tiene gran capacidad para
almacenar información.
 Para guardar masivamente información se utilizan otros tipos de memoria
(discos, cintas y discos ópticos)
 Más lentos (mil veces mas lentos)
 Más capacidad que la memoria principal (mil veces más capaces)
 Datos y programas se graban (a través de unidades de E) en la memoria masiva
 La información guardada es permanente
8

9. Otros elementos…
 La computadora es un sistema complejo que está formado por
distintas unidades, módulos o dispositivos ensamblados
adecuadamente uno con otro.
 Periféricos: Conjunto de unidades de E/S y de memoria masiva.
 Interfaces (o interfases): Adaptan las características (niveles
eléctricos, velocidad, etc.) de dos módulos que se acoplan, para que
la conjunción de los dos funcione adecuadamente, o entre un
módulo y su entorno.
 Sirven de comunicación entre los dos módulos
 El concepto de interfaz se aplica también a los programas:
 Interfaz entre dos programas o
 Interfaz de usuario
 Interfaz de usuario: conjunto de instrucciones que hace que un
programa o aplicación intercambie información con el usuario del
mismo
9

10. Parámetros para caracterización de
Prestaciones
 Capacidad de Almacenamiento: Posibilidades para almacenar datos e
instrucciones de una forma fija o permanente.
 Tiempo de Acceso: de una unidad es el intervalo de tiempo que
transcurre desde el instante que se proporciona la dirección del
dato/Instrucción que se quiere Leer o Escribir (E/L, I/O) y el instante en se
obtiene o grava en el mismo.
 Ancho de banda: Representa la cantidad de información transferida por
segundo entre una unidad y otra.
 Por ejemplo, el ancho de banda entre la memoria y la CPU es de 133 MB/s,
 En un segundo se pueden transferir 133 millones de bytes entre las unidades citadas.
 Palabra: es una unidad superior a la byte, pues este es una unidad de
información relativamente pequeña para los cálculos que realiza la ALU
 Está formada por un número entero de bytes (1, 2, 4, 8 o 16)
 Representa a los datos con los que opera la ALU o a las unidades de información que se
transfieren entre la memoria principal y la CPU.
10

11. Las formas más sencillas de
interconexiones de unidades son:
Memoria
CPU Periférico 0 Periférico 1
Bus del sistema
a)
a) Organización con un bus específico para conexión CPU- Memoria
 Dispone de un bus específico de interconexión CPU-Memoria.
 Todo el tráfico de información entre periféricos y memoria, necesariamente ha
de hacerse a través de la CPU.
11

12. CPU Memoria Periférico 0 Periférico 1
Bus del sistema
b)
b) Organización con estructura de bus único
 Esta configuración es más sencilla, y utiliza un único bus.
 Todas las unidades se conectan a él.
 Este bus se denomina bus del sistema.
 Como en un instante dado sólo puede transmitirse una información por el bus,
solo una unidad (el procesador ) puede tener el control del bus del sistema.
 La ventaja principal de esta estructura es su bajo coste y flexibilidad para
conectar periféricos.
12

13. Problema en el funcionamiento global del
computador:
 Es el de las diferentes velocidades operativas del mismo.
 La CPU es mucho más rápida que la memoria principal (unas 10
veces)
 La memoria es muchísimo más rápida que los periféricos (unas
200.000 veces).
 En toda transferencia de información entre dos unidades la unidad más
lenta impone la velocidad
 Por esto el rendimiento global del computador sería muy bajo.
 Recordemos que en toda instrucción máquina al menos hay una
transferencia entre CPU y M.
 Esto relentiza considerablemente la velocidad de la CPU.
Solución
 Se han ideado diversas técnicas:
 memoria caché,
 controladores de E/S y
 controladores DMA
13

14. Memoria Oculta o Caché
 Es una pequeña memoria rápida que se coloca entre la memoria principal y el
procesador, de forma tal que éste se comunica directamente con ella y no con
la memoria principal.
 Son mas caras
 Los microprocesadores modernos suelen incluir en su propio chip parte de la
caché.
 Se caracteriza por guardar aquellos datos e instrucciones que son usados con
frecuencia por la CPU, en un determinado proceso de datos.
 Datos comparativos entre CPU, caché y memoria principal (los valores dados
son órdenes de magnitud)
Unidad Tiempo de acceso Capacidad Ancho de banda
(ns) (MB/s)
CPU 10 <1KB 800
(registros)
Caché 20 <1 MB 200
Memoria 60 a 100 <1 GB 150
Disco 20 * 10 6 >1GB 4 14

15. Controlador (o canal o procesador) de
entradas/salidas (o de periféricos)
 Es un procesador especializado en controlar las operaciones de
transferencia de datos entre los periféricos conectados a él, y
entre éstos y la CPU.
 Estas operaciones de control normalmente son función de la
CPU, por lo que los controladores de E/S descargan trabajo a la
CPU.
 Una vez finalizada la operación encomendada por la CPU,
envía a ésta una señal de interrupción indicando que está listo
para realizar otra operación.
 Cada controlador de entradas/salidas monitoriza la actuación
de distintos periféricos.
 Su conexión con el bus del sistema suele denominarse canal
de entrada/salida o sencillamente canal.
15

16. Controladores DMA
(Direct Memory Access = acceso directo a
memoria)
 Se han creado para descargar de este trabajo a la CPU.
 Es un procesador especializado para transferir datos entre memoria y
un periférico (y viceversa).
 Mientras la CPU puede realizar otras tareas.
 Es externo a la CPU y actúa, combinadamente con la CPU, como
controlador del bus.
Per.00 Per.01 Per.0n Per.10 Per.11 Per.1n
Controlador de E/S Controlador de E/S
CPU Canal 0 Canal 1
Memoria
principal
Caché DMA
Bus del sistema 16

17. Cont…
17

18. Soporte Físico (hardware) y Soporte Lógico
(software)
 Soporte Físico, o Hardware
 Es la máquina en sí
 El conjunto de circuitos electrónicos, cables, armarios, dispositivos
electromecánicos, y otros elementos físicos que forman el computador.
 La palabra hardware no sólo se utiliza para designar los dispositivos
físicos del computador y su interconexión (arquitectura), sino también
todo lo relacionado con ellos
 Soporte Lógico, Software o Logical
 El conjunto de programas (del sistema operativo, de utilidades, y de los
usuarios) ejecutables por el computador.
 Para que un computador funcione es necesario utilizar programas.
 Tan imprescindible es el hardware como el software.
 No son sólo los programas de un computador, sino que también todas
las materias relacionadas con la construcción de los programas:

organización y estructuración de los datos, construcción de algoritmos,
análisis de aplicaciones, metodología utilizada para redactar programas,
etc.
18

19. Interrupción
Interrupción, excepción, fallo, aborto o Trap
Es una detención de la ejecución de un programa
antes de que concluya, continuándose después
con la ejecución del programa interrumpido
 Normalmente se realiza para ejecutar otro
programa o procedimiento prioritario o
procedimiento de gestión de la
interrupción. 19

20. Causa de las Interrupciones:
 Fallo de la alimentación.
 El computador puede disponer de sistemas auxiliares que detecten
anomalías en el suministro de energía eléctrica.
 Caso de que se prevea que inminentemente se va a producir una
caída de tensión, se puede generar una interrupción que lance a
ejecutar un programa que salve el contenido total de la memoria en
disco.
 Anomalías del hardware.
 Si detecta un fallo del hardware puede generar una interrupción
que lance a ejecutar un programa que produzca el consiguiente
mensaje de error y/o reconfigure el hardware.
 Petición de E/S de un periférico.
 El método más común de efectuar una operación de E/S es por
medio de interrupciones.
20

21.  Desbordamiento.
 Cuando en un cálculo aritmético se produce un desbordamiento, es normal
producir una interrupción, para lanzar a ejecución un programa que de un
mensaje de error, o se tomen otras medidas tendentes a no falsear los
resultados de la ALU.
 Utilización de una instrucción máquina inexistente.
 Está anomalía se produciría cuando en el registro de instrucción (IR) se
carga un valor que no corresponde a ningún código del lenguaje máquina.
 El procedimiento que atendería a la interrupción daría un mensaje de error.
 Gestión de tiempo compartido.
 El tiempo compartido permite la ejecución concurrente de varios
programas ubicados simultáneamente en memoria.
 El sistema operativo va dando pequeños turnos sucesivos de tiempo a
cada uno de los programas, de forma tal que todos van avanzando en su
ejecución.
 Los sistemas disponen de un temporizador (reloj de tiempo real) que
genera una señal de interrupción cuando transcurre el periodo de tiempo
asignado a cada programa, y se lanza una interrupción para suspender
momentáneamente la ejecución del programa.
21

22.  Violación de la protección de memoria.
 Es corriente que en la memoria principal se encuentren ubicados
diversos programas.
 El computador dispone de mecanismos que detectar si, por error,
un programa invade la zona de memoria donde se encuentra otro
programa.
 Este evento suele ser prevenido por medio de una interrupción.
 Peticiones del programador o usuario.
 Existe la posibilidad de que el propio programador o usuario
deseen provocar una interrupción.
22

23. Aplicaciones de la Informática
 Uno de los agentes más importantes de la sociedad actual es
la información.
 Esto ha originado el gran desarrollo e interés de la Informática
(tratamiento automático de la información).
 Hay pocas actividades humanas en que la informática no
tenga incidencia (directa o indirecta).
23

24. Aplicación de la Informática
1. Procesamiento de datos administrativos
 Este es el campo de aplicación más extendido.
 Trata de automatizar las funciones de gestión típicas de una
empresa.
 Ejemplo:
 Contabilidad. Control de caja.
 Procesamiento de pedidos. Facturación.
 Control de proveedores y clientes.
 Control de almacén.
 Control de producción y de productividad.
 Gestión de personal. Nóminas.
 Planificación y control de proyectos grandes y complejos.
 Programación lineal: búsqueda de soluciones óptimas; por ejemplo,
minimización de costos de transporte.
 Investigación y prospección de mercado.
 Modelos financieros y predicción (de bolsa, por ejemplo).
24

25. 2. Ciencias físicas e ingeniería
 El computador se utiliza como instrumento para la
resolución de modelos y cálculos matemáticos, tales como:
 Resolución de ecuaciones y problemas matemáticos, en
general (cálculo numérico o simbólico).
 Análisis de datos experimentales utilizando técnicas
estadísticas.
 Simulación y evaluación de modelos (por ejemplo, los
utilizados en predicción meteorológica).
 Realización de tablas matemáticas.
25

26. Cont...
3. Ciencias de la vida y médicas
 Aquí se incluyen aplicaciones tales como:
 Investigación médica biológica y farmacéutica (análisis de
datos de experimentos sobre efectos de medicamentos, etc.).
 Ayuda al diagnóstico (sistemas expertos para diagnóstico
médico, por ejemplo).
 Bases de datos con historias clínicas.
 Medicina preventiva (control de vacunación de niños, por
ejemplo).
 Electromedicina.
26

27. 4. Ciencias sociales y del comportamiento
 Algunos ejemplos de aplicaciones en este apartado son:
 Análisis de datos (evaluación de encuestas, por ejemplo).
 Base de datos jurídicas (incluyendo legislación, jurisprudencia,
etc.).
 Aplicaciones en educación
 Juegos con computador (video juegos, ajedrez, etc.).
5. Arte y Humanidades
 Se usa el computador en aspectos como:

Composición de cuadros
 Composición Musical
 Elaboración de publicaciones como libros, periódicos y revistas
 Realización de escenas animadas para películas de cine y TV
27

28. 6. Ingeniería con Ayuda de Computador
 Comprende aplicaciones en las que se usa el
computador como herramienta para facilitar
diseños de ingeniería, productos comerciales,
trazado de planos, etc. Incluyen:

Diseño, fabricación y test (CAD)

Cartografía

Minería

Informática Industrial

29. 7. Computadores en otros Campos o Sistemas
Inteligencia artificial
 Es una metodología ideada para el uso de computadores, para
simular varios aspectos del comportamiento inteligente.
 Estos aspectos incluyen el razonamiento deductivo, visión,
comprensión del lenguaje natural, habla, resolución de problemas y
modelado del comportamiento humano.
 Puede decirse que los programas de Inteligencia artificial
responden ante una situación o datos, como previsiblemente lo
haría una persona inteligente.
 Un modelo creado dentro esta disciplina es el de los sistemas
expertos o sistemas basados en el conocimiento (IKBS:
Intelligent Knowledge-Based Systems).
 Se pretende que un programa actúe, ante consultas en un campo
específico, como una persona experta en dicho campo. Hay sistemas
expertos para diagnóstico médico, reparación y mantenimiento de
computadores, concesión de préstamos bancarios, etc. 29