ANDY SIERRA
SAAVEDRA
2 DE          Introducción a
BACHILLERAT   la Informática
O

              1
2




   INTRODUCCIÓN
                  Adquisición
                  Representación
Informática       Tratamiento y
                  Transmisión de la información



        Estasoperaciones se realizan
         automáticamente utilizando las
         computadores.
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     Informática

INFORMATICA = INFORmación + autoMÁTICA

 La Real Academia Española de la lengua
   define:


 Informática.- el conjunto de conocimientos científicos y
técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la
          información por medio de ordenadores.
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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
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   Conjuntos de símbolos utilizados para expresar o representar un valor
    numérico, un hecho, un objeto o una idea.

   Pueden ser captados directamente por el computador:
       Detectando electrónicamente un sonido o fonema, una temperatura, el entorno de una
        figura, o el paso de un objeto

   Pueden ser dados en forma de letras y números (grafismos).

   Los grafismos (caracteres) resultan muy útiles, dada la gran variedad de
    informaciones que con ellos se pueden representar
       Es una de las formas más habituales de transmitir, comunicar o almacenar información
        en la sociedad actual: el lenguaje escrito
       Los mas usados son:

              caracteres numéricos (las diez cifras decimales)
              los caracteres alfabéticos
              los caracteres especiales (símbolos ortográficos, aritméticos y otros)
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    Son las salidas de un programa como:
      Los resultados de un cálculo matemático
      Los resultados la búsqueda de un nombre


    Estos pueden utilizarse como datos de un programa posterior
    La palabra dato se utiliza como contraposición a instrucción
    El computador actúa con dos tipos de informaciones:
      Instrucciones: que indican a la máquina qué es lo que tiene que
        hacer
      Datos: que son los elementos sobre los que actúa o que genera el
        programa

La disciplina de Informática es el cuerpo de conocimiento que trata del
 diseño, análisis, implementación, eficiencia, y aplicación de procesos que
                        transforman la información.
7
        Estructura funcional
                        de los computadores




   …Diagrama de los primeros computadores es conceptualmente válido hoy día.
   Antes, era fácil identificar a simple vista cada una de las unidades.
     En     la actualidad, y debido principalmente al desarrollo de la
      microelectrónica, varias unidades pueden estar en un mismo armario, en una
      misma tarjeta de circuitos integrados, o incluso (como ocurre con los
      microprocesadores) en un mismo circuito integrado.
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    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
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   UNIDAD ARITMETICO-LOGICA o ALU
    (Arithmetic Logic Unit)
     Contiene los circuitos electrónicos con los que se hace las operaciones:
        Aritméticas
               Sumas
               Restas
               Multiplicación, etc
           Lógicas
               comparar dos números
               operaciones del Algebra de Boole binaria, etc.
       También se puede denominar unidad de tratamiento o camino o ruta
        de datos, pues también tiene elementos auxiliares por donde se
        transmiten o almacenan temporalmente (registros) los datos con que
        opera.
UNIDAD               DE CONTROL (UC)
    Detecta señales de estado procedentes de las distintas
     unidades, indicando su situación o condición de funcionamiento. Capta
     de la memoria una a una las instrucciones del programa, y, de acuerdo
     con el código de operación de la instrucción captada y con las señales de
     estado, genera señales de control dirigidas a todas las
     unidades, monitorizando las operaciones que implican la ejecución de la
     instrucción.

  Reloj      o generador de Pulsos
        Se encuentra en la unidad de control, por medio de los pulsos
         sincroniza todas las operaciones elementales del computador.
        El período de esta señal se denomina tiempo de ciclo (nanosegundos
         y varios microsegundos).

  La     frecuencia del reloj (millones de ciclos/segundo, o
     Megahercios, abreviadamente Mhz)
      Es un parámetro que en parte determina la velocidad de
       funcionamiento del computador.
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                        Otros elementos…
   El computador 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
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        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.
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Factores    importantes  que
 determinan la potencia de un
 computador
  Son:
  La  longitud de palabra,
  El tiempo de ciclo,
  El ancho de banda y
  La capacidad de memoria
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 Las formas más sencillas de
 interconexiones de unidades son:
               Memoria




                CPU       Periférico 0        Periférico 1




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.
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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.
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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.

Informatica

  • 1.
    ANDY SIERRA SAAVEDRA 2 DE Introducción a BACHILLERAT la Informática O 1
  • 2.
    2 INTRODUCCIÓN  Adquisición  Representación Informática  Tratamiento y  Transmisión de la información  Estasoperaciones se realizan automáticamente utilizando las computadores.
  • 3.
    3 Informática INFORMATICA = INFORmación + autoMÁTICA  La Real Academia Española de la lengua define: Informática.- el conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de ordenadores.
  • 4.
    4 Información: Conjunto desímbolos 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
  • 5.
    5  Conjuntos de símbolos utilizados para expresar o representar un valor numérico, un hecho, un objeto o una idea.  Pueden ser captados directamente por el computador:  Detectando electrónicamente un sonido o fonema, una temperatura, el entorno de una figura, o el paso de un objeto  Pueden ser dados en forma de letras y números (grafismos).  Los grafismos (caracteres) resultan muy útiles, dada la gran variedad de informaciones que con ellos se pueden representar  Es una de las formas más habituales de transmitir, comunicar o almacenar información en la sociedad actual: el lenguaje escrito  Los mas usados son:  caracteres numéricos (las diez cifras decimales)  los caracteres alfabéticos  los caracteres especiales (símbolos ortográficos, aritméticos y otros)
  • 6.
    6  Son las salidas de un programa como:  Los resultados de un cálculo matemático  Los resultados la búsqueda de un nombre  Estos pueden utilizarse como datos de un programa posterior  La palabra dato se utiliza como contraposición a instrucción  El computador actúa con dos tipos de informaciones:  Instrucciones: que indican a la máquina qué es lo que tiene que hacer  Datos: que son los elementos sobre los que actúa o que genera el programa La disciplina de Informática es el cuerpo de conocimiento que trata del diseño, análisis, implementación, eficiencia, y aplicación de procesos que transforman la información.
  • 7.
    7 Estructura funcional de los computadores  …Diagrama de los primeros computadores es conceptualmente válido hoy día.  Antes, era fácil identificar a simple vista cada una de las unidades.  En la actualidad, y debido principalmente al desarrollo de la microelectrónica, varias unidades pueden estar en un mismo armario, en una misma tarjeta de circuitos integrados, o incluso (como ocurre con los microprocesadores) en un mismo circuito integrado.
  • 8.
    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
  • 9.
  • 10.
    10  UNIDAD ARITMETICO-LOGICA o ALU (Arithmetic Logic Unit)  Contiene los circuitos electrónicos con los que se hace las operaciones:  Aritméticas  Sumas  Restas  Multiplicación, etc  Lógicas  comparar dos números  operaciones del Algebra de Boole binaria, etc.  También se puede denominar unidad de tratamiento o camino o ruta de datos, pues también tiene elementos auxiliares por donde se transmiten o almacenan temporalmente (registros) los datos con que opera.
  • 11.
    UNIDAD DE CONTROL (UC)  Detecta señales de estado procedentes de las distintas unidades, indicando su situación o condición de funcionamiento. Capta de la memoria una a una las instrucciones del programa, y, de acuerdo con el código de operación de la instrucción captada y con las señales de estado, genera señales de control dirigidas a todas las unidades, monitorizando las operaciones que implican la ejecución de la instrucción.  Reloj o generador de Pulsos  Se encuentra en la unidad de control, por medio de los pulsos sincroniza todas las operaciones elementales del computador.  El período de esta señal se denomina tiempo de ciclo (nanosegundos y varios microsegundos).  La frecuencia del reloj (millones de ciclos/segundo, o Megahercios, abreviadamente Mhz)  Es un parámetro que en parte determina la velocidad de funcionamiento del computador.
  • 12.
    12 Otros elementos…  El computador 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
  • 13.
    13 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.
  • 14.
    14 Factores importantes que determinan la potencia de un computador  Son: La longitud de palabra, El tiempo de ciclo, El ancho de banda y La capacidad de memoria
  • 15.
    15 Las formasmás sencillas de interconexiones de unidades son: Memoria CPU Periférico 0 Periférico 1 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.
  • 16.
    16 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.
  • 17.
    17 Problema en elfuncionamiento 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.