Introducción a la Informática: conceptos, evolución, clasificación y representación de datos

TEMA: Introducción a la informática.

Objetivos
Tema: Introducción a la Informática
Explicar los conceptos fundamentales relacionados con la
computación.
Identificar los cambios que han tenido los ordenadores a
través del tiempo.
Clasificar los ordenadores según su capacidad de
procesamiento y su tamaño.
Explicar la forma de representar y almacenar los datos en los
ordenadores.
Realizar las operaciones necesarias, para convertir datos
expresados en diferentes sistemas numéricos.

Contenidos
Conceptos fundamentales relacionados con la computación:
Sistema informático, ordenador, datos e información.
Evolución de los ordenadores en el tiempo: Características de
la primera, segunda, tercera y cuarta generación.
Clasificación de los ordenadores según su capacidad de
procesamiento y su tamaño: Supercomputador, mainframe,
minicomputador, estación de trabajo y computador personal.
Representación de los datos: Conceptos de sistemas de
numeración decimal, binario, octal y hexadecimal. Conversiones
de binario a decimal y viceversa.

Definiciones
Es el término resultante de la contracción de los vocablos
INFORmación y autoMÁTICA.
Se define como el conjunto de conocimientos científicos y técnicos
que hacen posible el procesamiento automático de los datos,
mediante el uso de computadores, para producir información útil
y significativa para el usuario.
¿Qué es la informática?

Definiciones
¿Qué es un sistema?
Es un conjunto de elementos o partes que se integran o
relacionan para producir un resultado.
Ejemplos: Una planta.
El sistema solar.
El cuerpo humano.

Es el conjunto que resulta de la integración de cuatro elementos:
1. Hardware
2. Software
3. Datos
4. Personas
Estos componentes se relacionan haciendo posible el
procesamiento automático de los datos, a través de ordenadores,
para producir información útil.
Definiciones
¿Qué es un sistema informático?

Definiciones
¿Qué es un ordenador?
Es una máquina o dispositivo físico programable, que se utiliza
para tratar o procesar información.
Sus principales características:
Responde, de manera
precisa, a un conjunto
específico de instrucciones.
Puede ejecutar una lista de
instrucciones pre-grabadas.

1951: Caracterizada por el uso de tubos de vacío.
Aplicación: científica y militar.
Programación: En lenguaje de máquina.
Almacenamiento: Tarjetas y cintas perforadas.
Principal representante: UNIVAC I.
Evolución de los ordenadores en el tiempo
Primera generación

1959: Caracterizada por el uso de transistores.
Aplicación: científica, militar, administrativa y de gestión.
Programación: En lenguaje de alto nivel.
Almacenamiento: Tambores y cintas magnéticas.
Principal representante: HONEYWELL 400.
Segunda generación

1964: Caracterizada por el uso de circuitos integrados.
Los campos de aplicación se mantienen, pero la tecnología
ahora permite a los ordenadores llegar a más instituciones y
empresas.
Los lenguajes de programación evolucionan hacia mayor
facilidad de uso y mayor poder de desarrollo.
Se reduce el consumo de energía.
Se reduce el tamaño de los ordenadores y dispositivos.
Principal representante: IBM 360.
Tercera generación

1971: Caracterizada por el uso de circuitos altamente integrados.
Se conocen como VLSI (Very Large Scale Integration)
El Dr. Ted Hoff reunió todos los elementos de un procesador en
un solo chip de silicón, que medía un poco más de una pulgada:
Intel 4004
La evolución y minimización se acentúa y los ordenadores
empiezan a entrar en los hogares.
Cuarta generación

Supercomputador
Es el tipo de ordenador más rápido y el de costo más elevado.
Se usan para aplicaciones especializadas que requieren enormes
cantidades de cálculos matemáticos.
Ejemplos de aplicación: Predicción sofisticada del clima,
investigación en energía nuclear, viajes espaciales, etc.
Clasificación de los ordenadores según su tamaño y
capacidad de procesamiento

Mainframe
Es un ordenador de gran tamaño y costo elevado.
Soporta cientos o hasta miles de usuarios trabajando
simultáneamente.
Soporta múltiples programas ejecutándose simultáneamente.

Supercomputador vs. Mainframe
Si el objetivo es ejecutar multiplicidad de programas
simultáneamente, obteniendo resultados a velocidades
razonables, el mainframe es la solución más adecuada.
Si el objetivo es ejecutar un único programa, obteniendo
resultados a velocidades muy altas, el supercomputador es más
poderoso.

Minicomputador
Es un ordenador de tamaño y costo medio.
Soporta desde cuatro hasta doscientos usuarios, trabajando
simultáneamente.
Soporta múltiples programas ejecutándose simultáneamente.

Mainframe vs. Minicomputador
En la última década, las diferencias entre los mainframes más
pequeños y los minicomputadores, se han acortado.
En muchos casos, la distinción está definida por la estrategia de
mercadeo del fabricante.

Estación de trabajo
Es un tipo especial de ordenador que se usa para aplicaciones de
ingeniería (CAD/CAM), publishing, desarrollo de software y
otras aplicaciones que requieran poder moderado de cómputo y
alta capacidad gráfica.
Están diseñadas para soportar un único usuario, pero
generalmente se conectan en red.

Computador personal
Es un ordenador pequeño, de costo relativamente bajo, diseñado
para ser usado por un único usuario.
Aparecieron por primera vez en la década de los 70s, como
consecuencia del uso de circuitos altamente integrados (VLSI).
Los ordenadores personales pertenecen a la cuarta generación.

Estación de trabajo vs. Ordenador personal
Al igual que en otras categorías, la línea que separa las estaciones
de trabajo de los ordenadores personales se ha hecho más fina y
difusa, a medida que avanza la tecnología.
La capacidad de procesamiento de los ordenadores personales
más sofisticados, equivale a la de estaciones de trabajo de bajo
poder.

Símbolos que representan hechos, condiciones, situaciones o
valores.
Elementos de información.
Son la materia prima necesaria para producir información.
Definiciones
¿Qué son los datos?
Tipos de datos
Numéricos. (Cifras)
Alfabéticos. (Letras, palabras)
Audiovisuales. (Música, voz, imágenes, video)
Físicos. (Valores tomados directamente del entorno)

Definiciones
¿Qué es la información?
Es el resultado de transformar o procesar datos.
La transformación de los datos en información se lleva a cabo
mediante operaciones aritméticas (sumar, restar, multiplicar,
dividir, etc.) y/o lógicas (ordenar, comparar, etc.)
La información es significativa para el usuario.

Representación de los datos
Sistema de numeración decimal
También llamado sistema de numeración Base 10, utiliza diez
dígitos para representar cualquier cifra. Ellos son:
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Combinando estos dígitos, podemos construir cualquier
número.

Sistema de numeración decimal
Ejemplo: El número 348 es un dato representado en sistema de
numeración decimal. Lo construimos mediante:
3 x 102
+ 4 x 101
+ 8 * 100
= 300 + 40 + 8 = 348
Centena Decena Unidad

Sistema de numeración binario
También llamado sistema de numeración Base 2, utiliza dos
0, 1
Combinando estos dígitos, podemos construir cualquier
número.
Ejemplo: El número 110101 es un dato representado en sistema
de numeración binario.

Nosotros no estamos familiarizados con el sistema de
numeración binario, entendemos más fácilmente los datos
representados en sistema decimal.
Para comprender mejor el número 110101, aplicamos un
proceso de conversión, que nos lo muestre en sistema decimal.

Ejemplo: El número 110101 en sistema binario equivale a:
1 x 25
+ 1 x 24
+ 0 x 23
+ 1 x 22
+ 0 x 21
+ 1 * 20
=
32 + 16 + 0 + 4 + 0 + 1 =
53 en sistema decimal.

También podemos realizar el proceso inverso.
Ejemplo: El número 53 en sistema decimal equivale a:
53 / 2 = 26 ------------------------------------------ Resto: 1
26 / 2 = 13 -------------------------------- Resto: 0
13 / 2 = 6 --------------------------- Resto: 1
6 / 2 = 3 --------------------- Resto: 0
3 / 2 = 1 -------------- Resto: 1
1 / 2 = 0 ------- Resto: 1
110101
binario

Sumamos las casillas que tienen 1 e ignoramos las que tienen 0
20
21
27
26
25
24
23
22
128 + 8 + 2 = 138 en sistema decimal.
Ejercicio: Calcule el equivalente decimal del numero binario
10001010

Y para los que
quieren contar “con
los dedos” …
20
= 1 (Dedo pulgar)
21
= 2 (Dedo índice)
22
= 4 (Dedo corazón)
23
= 8 (Dedo anular)
24
= 16 (Dedo meñique)

Sistema de numeración octal
También llamado sistema de numeración Base 8, utiliza ocho
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
Sistema de numeración hexadecimal
También llamado sistema de numeración Base 16, utiliza
dieciséis dígitos para representar cualquier cifra. Ellos son:
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

Los datos viajan, se procesan y se almacenan en
los ordenadores a través de impulsos eléctricos.
Estos impulsos se representan por dos estados:
Prendido o apagado = 1 ó 0
Los ordenadores representan todos sus datos en sistema de
numeración binario.

Bit: Acrónimo de Binary Digit (Dígito binario), es la mínima
unidad de información que viaja y se almacena en un computador.
Cada bit representa un impulso eléctrico (1 ó 0).
Byte: Acrónimo de Binary Term (Término binario), es un grupo
de 8 bits que el ordenador utiliza para representar cada símbolo o
caracter que conocemos, es decir un número, una letra, un signo
de puntuación, etc.
Con un byte, el ordenador puede representar 256 símbolos o
caracteres diferentes.
Unidades de medida para almacenamiento de datos

Bytes
Ejemplo: Para representar el número 348
¿Cuántos Bytes necesita nuestra computadora?
El número está compuesto por 3 dígitos => Necesitamos 3 bytes
00000011
3
00000100
4
00001000
8

El sistema de medición para almacenamiento de datos se
fundamenta en:
Un Byte como medida base.
1024 (210
) como factor multiplicador para el incremento.
Los prefijos: Kilo, Mega, Giga, Tera, etc.
Así:
1 KiloByte = 1024 Bytes
1 MegaByte = 1024 KiloBytes = 1024 x 1024 Bytes
1 GigaByte = 1024 MegaBytes = 1024 x 1024 KiloBytes …

Terabytes Gigabytes Megbytes Kilobyte Byte Bit
1 8
1 1.024 8.192
1 1.024 1.048.576 8.388.608
1 1.024 1.048.576 1.073.741.824
1 1.024 1.048.576 1.073.741.824

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