1 Introducción La informática se introduce cada vez
más en muchos ámbitos de nuestra vida. Computadores
útiles cuando: se maneja un gran volumen de datos
necesidad de datos comunes para distintos departamentos
(hospital, empresa, universid.) operaciones repetitivas
(cálculo de remuneraciones…) distribución:
terminales de ventas, comunicac. precisión, complejidad y
velocidad
2 Introducción. Áreas de aplicación
Gestión de datos administrativos Cc. físicas y
matemát.: cálculo numérico,
estadística, modelos (climáticos…) Cc. de la vida
y médicas: genética, análisis de
experimentos farmacológicos, diagnóstico… Cc.
sociales: encuestas, enseñanza asistida por computador,
juegos Arte: composición musical y de vídeo…
Ingeniería: CAD/CAM, informát. industrial
3 Introducción. Ramas Inteligencia Artificial: intenta
imitar el comportamiento inteligente: deducción,
reconocimiento de voz e imágenes, sistemas expertos…
Informática Gráfica: imágenes 2D y 3D,
animaciones (enseñanza, juegos…), retoque
fotográfico, sistemas de información
geográfica…
4 Conceptos Básicos y Definiciones INFORMATICA =
INFORmación autoMATICA (en la literatura en inglés,
“Computer Science”) Computador, ordenador
(españa) (Gp:) Datos + Instrucciones (Entradas) (Gp:)
Datos (Salidas) (Gp:) Procesa-miento Datos: conjunto de
símbolos yuxtapuestos (caracteres) que representan
información (números, hechos, objetos, ideas…) de
forma adecuada para ser tratada en el computador.
5 Conceptos Básicos y Definiciones Hardware: partes
mecánicas de un sistema informático cables botones
circuitos electrónicos… Software: programas ejecutables
en el computador + datos de los programas + documentación
de los programas
6 Evolución de los computadores Desde antiguo, el hombre
ha utilizado máquinas para calcular (computar): los diez
dedos, el ábaco, la máquina de ruedas dentadas de
Pascal…… Desde 1946, los computadores se agrupan en
“generaciones”, según la
tecnología.
7 Evolución de los computadores 1ª generación
(1946 a 1954): relés y tubos de vacío. El ENIAC
(18.000 t.de vacío, >30 tm, 140m2). Arquitectura Von
Neumann: descomposición en unidades funcionales (E/S, un.
de control, memoria), representación binaria, programa en
memoria ? EDVAC. Velocidades de milisegundos (10-3 seg). Entradas
con tarjetas perforadas. 2ª generación (1955 a 1964):
el transistor ? reducción. Memorias de núcleos de
ferrita. Empiezan a utilizarse lenguajes de program. de alto
nivel. Primeros Sistemas Operativos.
8 Evolución de los computadores 3ª generación
(1965 a 1974): chips (circuitos integrados). Un solo circuito
incluye varias funciones complejas. Bajo coste, velocidad,
miniaturización. Entradas por teclado/pantalla. 4ª
generación (1975 a ?): sistemas abiertos. Circuitos LSI y
VLSI. El PC introduce la informática a nivel
doméstico. Teleinformática. Procesadores RISC,
vectoriales, multiprocesadores… Sistemas Operativos
estándar (UNIX, MS-DOS, Windows…). Lenguajes
lógicos, funcionales…
9 Componentes físicos y lógicos del computador
(Gp:) Entrada (Gp:) Salida (Gp:) COMPUTADOR (Gp:) UNIDAD CENTRAL
DE PROCESO (Gp:) UNIDAD DE CONTROL (Gp:) UNIDAD
ARITMÉTICOLÓGICA (Gp:) MEMORIA PRINCIPAL (Gp:)
MEMORIA MASIVA (Gp:) Instrucciones (Gp:) Datos (Gp:) Datos e
Instrucciones
10 Clasificación de los Computadores Según su
naturaleza: analógicos / digitales Según su uso:
generales (PC) / específicos (lavadora) Según
potencia y capacidad (límites confusos): supercomputadores
(64 bits, vectoriales, multiprocesadores): CRAY (parque
jurásico) macrocomputadores: gestión. Multiusuarios
(bancos…) minicomputadores: pocos usuarios (de 8 a 32)
estaciones de trabajo: monousuario, gráficos, CAD
computadores personales: multitud de programas nanocomputadores:
videojuegos, tratamiento de textos… calculadoras programables
de bolsillo
11 Tema 2. El hardware: elementos de un computador
12 Introducción Hardware: Componentes físicos
(cables, botones, circuitos electrónicos…) Cuatro
unidades funcionales básicas Entrada Salida Memoria masiva
Memoria principal Procesador Central (CPU)
Periféricos
13 El procesador central Unidad Central de Proceso (CPU = Central
Processing Unit). Parte más importante. ALU: realiza las
operaciones aritméticas y lógicas UC: extrae
instrucciones de memoria y las ejecuta Reloj: genera ciclos que
sincronizan las ops. (MHz) Registros: pequeñas memorias
temporales Buses: hilos eléctricos. De datos y de
direcciones Microprocesador: circuito integrado que contiene una
UC, una ALU, un reloj y registros. Existen “familias”
de microprocesadores (Pentium, Motorola, AMD…)
14 La memoria. Memoria principal Un programa debe estar
“cargado” en MP para que se pueda ejecutar.
Símil “mesa de trabajo”. RAM = Random Access
Memory. Volátil. Capacidad típica ˜ 128
ó 256 Mbytes. Ampliable.
15 La memoria. Otros tipos de memoria (masiva, caché, ROM)
ROM = Read Only Memory. Programas de arranque y
configuración. Acceso directo, no volátil.
Caché: mem. de alta velocidad entre la MP y el procesador.
Pequeña comparada con la MP. Secundaria (masiva): +lentas,
+capacidad. No volátiles. Discos duros, disquetes,
CDs…
16 La memoria. Jerarquía de memoria Memoria caché
Memoria principal Memoria secundaria Procesador (registros)
17 Periféricos Periféricos: dispositivos de entrada
+ salida De entrada De salida Teclado Monitor Ratón
Impresora Lápiz óptico Plotter… Joystick
Escáner Lectores ópticos… Algunos de E/S:
pantalla táctil, tarjeta de sonido
18 Dispositivos de entrada Teclado. Identificar teclas más
importantes: Tab, Enter (Intro), Alt, Alt Gr, Ctrl, ESC, F1 a
F12, BackSpace, Supr… Ratón óptico: reflejo de un
rayo sobre una cuadrícula mecánico: una bola mueve
ejes vertical y horizontal Escáner: digitaliza documentos
e imágenes en archivos gráficos. Resolución.
Bits de color
19 Dispositivos de entrada (II) Detector de caracteres y marcas
magnéticos: recetas, loterías… ópticos:
quinielas, exámenes, encuestas… Lectores de
códigos de barras en supermercados, bibliotecas… OCR
(Optical Characters Reader) escáner + software de
reconocimiento Reconocedores de voz micrófono + tarjeta de
sonido + software Algunos requieren un período de
aprendizaje.
20 Dispositivos de salida. Monitores Pantalla dividida en pixels
(puntos de imagen). Un pixel formado por varios puntos de
pantalla Características Tamaño en pulgadas (15,
17, 21…). Monocromo / color (RGB). De caracteres /
gráficos. Resolución: nº de pixels (VGA
640x480x16, SVGA…). DPI: puntos por pulgada. Inverso:
tamaño de punto. Frecuencia de barrido. Entrelazado / no
entrelazado
21 Dispositivos de salida. Monitores Controlador de vídeo
(tarjeta gráfica). Circuito que activa puntos en la
pantalla Memoria de vídeo: contiene una
reproducción de la imagen en pantalla. A más
colores (bits por color), más memoria Pantallas rayos
catódicos (CRT): de barrido. + baratas. planas (LCD): en
portátiles. Bajo consumo.
22 Dispositivos de salida. Impresoras: características
Velocidad de impresión: caract./seg, ppm Ancho del carro:
A4, A3… Fuentes (tipos de letras). Fuentes TrueType Color
(mezcla RGB) / Monocromas Resolución: ppp (ptos. por
pulgada)
23 Dispositivos de salida. Tipos de impresoras De agujas:
Cabezales de 9, 12 o 24 agujas. Copias de documentos
(recibos…). De 200 a 500 cps. Inyección: emiten chorros
de tinta ionizada que se desvía con unos electrodos. De 4
a 10 ppm. Láser: +veloces, +calidad, +caras. Usan
tóner (polvo de carbón) para impregnar una imagen
formada en un tambor . De 4 a 300 ppm.
24 Dispositivos de E/S Multimedia: tarjeta de sonido (E/S),
altavoces, micrófono DVD o CD-ROM tarjeta gráfica
potente (para vídeos) cámara de vídeo
tarjeta de vídeo (y/o TV) (E/S) Pantallas táctiles:
cajeros automáticos, sistemas de seguridad (reconocimiento
por huellas dactilares…)
25 Dispositivos de almacenamiento secundario No volátiles,
+lentos que mem. ppal., +capacidad, +baratos. De acceso
secuencial y aleatorio. Soporte magnético u óptico.
Discos magnéticos (acceso aleatorio): Superficie con
óxido magnetizable en dos sentidos Pistas
concéntricas, divididas en sectores Cabeza
lectora/escritora en el extremo de un brazo mecánico.
Densidad de grabación. Disquetes (1.44 MB), undes. ZIP
(100 MB) y JAZ (1GB) Disco duro: 4 a 12 GB. +Veloz, +fiable.
Varios platos
26 Dispositivos de almacenamiento secundario Cintas
Magnéticas (acceso secuencial): +baratas, gran capacidad,
+lentas. para copias de seguridad y datos históricos mismo
principio físico que los discos magnéticos varias
densidades de grabación, longitudes… Discos
ópticos: CD-ROM (Compact Disc) Cada vez más usados
para distribuir software Grabación en picos y valles, que
producen distintos reflejos de un rayo láser. Velocidad
“normal”: 150 kb/s. 4x, 50x. Grabadoras.
27 Dispositivos de almacenamiento secundario Discos
ópticos: el DVD (Digital Versatile Disk) Gran capacidad:
de 4 a 17 Gb (películas). Como CD-ROM, pero a mucha mayor
densidad de grabación Requieren tecnología
más cara Discos magneto-ópticos Grabación
magnética, lectura óptica. Poco difundidos.
28 Tema 3. El software: sistema operativo y programas de
aplicación 3.1 Introducción Software: programas con
los que “sacar partido” al hardware. Dirigen su
funcionamiento para realizar una tarea concreta. Programa:
secuencia de instrucciones que pueden ser interpretadas por un
ordenador Versiones. Números mayor y menor: Word 6.0,
Netscape 4.5 Interfaces textuales / interfaces
gráficas.
29 Introducción. Normativas legales Software de dominio
público (freeware). Sólo se paga el soporte. A
veces, programas de calidad comercial Shareware: se ha de pagar
el precio prefijado por el autor en caso de que el software se
vaya a utilizar con frecuencia. Se puede “probar”
antes. Software comercial: un contrato especifica detalladamente
qué es lo que el “propietario” del software
puede y no puede hacer con él. Pirateo.
30 Sistemas operativos SO: Programa básico que gestiona
todos los recursos del computador y facilita su uso eficiente.
Gestión del hardware: Administra componentes: CPU,
periféricos, mem. … Reparte memoria entre programas y/o
usuarios Controla accesos concurrentes a la impresora Reparto del
procesador entre usuarios simultáneos Otros…
31 Sistemas operativos Uso eficiente de recursos: control de
procesos bloqueados, imprimiendo… Intermediario entre el
hardware y los programas de usuario (símil “capas de
cebolla”). Hardware desconocido: drivers
32 Programas de aplicación Hacen que el computador ayude
al usuario en tareas típicamente humanas, (gestionar
contabilidad, escribir texto…) Software estándar / a
medida. Ofimática (informática de oficina):
procesador de textos, hoja de cálculo, edición de
gráficos, agendas Gestión: contabilidad,
remuneraciones, facturación, bodega
33 Programas de aplicación
Científico-técnicos: estadística,
simulación, control de dispositivos electrónicos,
meteorología, medicina Comunicaciones: correo
electrónico, navegadores, chat Otros: CAD/CAM, educativos,
juegos, militares, sistemas expertos
34 Virus y antivirus Un virus es un programa que se oculta (en
otros programas) y se copia a sí mismo (se reproduce).
Muchos de ellos programados en ensamblador. Variantes: de gusano,
caballos de Troya Se suelen “pegar” a archivos COM o
EXE, aunque también a algunos de datos: DOC, XLS… Otros
se copian en el sector de arranque Transmisión por
disquetes, redes, correo electrónico
35 Virus y antivirus Forma de actuar: un programa se lleva a mem.
ppal., junto con el virus. al terminar, el programa desaparece,
pero el virus no (queda residente). se “pega” a
cualquier otro programa que pase por memoria principal o bien a
los programas existentes en el disco duro o disquetes.
36 Virus y antivirus Medidas de seguridad evitar disquetes y
programas de procedencia dudosa proteger disquetes contra
escritura política de copias de seguridad usar antivirus
actualizado abrir ficheros anexos de email sólo si estamos
seguros abrir archivos sin macros en caso de duda Antivirus:
detectan y eliminan virus. Pueden “vacunar” a los
archivos. Suelen quedar residentes, “espiando” nuevos
disquetes, programas ejecutados…
37 Editores gráficos. Efectos Los programas de retoque
fotográfico suelen incluir efectos para aplicar a las
imágenes: Original Pluma Negativo Tiza/Carbón Papel
notas Acuarela Vidrio Estampado
38 Bases de datos Necesidad de organización,
almacenamiento y recuperación de mucha información
de forma ágil. SGBD = Sistema Gestor de Bases de Datos.
Tareas: control centralizado de los datos (integridad); evita
redundancias independencia lógica y física de datos
y programas control de accesos concurrentes (bloqueos) vistas
(mecanismo de seguridad y simplificación) privacidad
(mediante vistas, contraseñas…) protección ante
fallos (caídas del sistema) lenguaje sencillo de consulta
(parecido al “lenguaje natural”), no necesario saber
programar.
39 Hojas de cálculo Equivalente electrónico de
lápiz, papel y calculadora. Matriz de celdas que pueden
contener texto, números o fórmulas. Datos
estadísticos, series de números, cálculos de
balances, presupuestos… Se pueden generar gráficos a
partir de los datos Un cambio en una celda se refleja
inmediatamente en otras celdas (con fórmulas o
referencias) y gráficos. Fácil probar alternativas
de modelos en los que se cambian algunos parámetros.
40 Hojas de cálculo Ej.: Excel
41 Paquetes estadísticos Análisis
estadístico de datos: medias, desviaciones, medianas…
Muy útiles para matemáticos, encuestadores,
analistas de tendencias, sociólogos. Diseño de
experimentos. Permiten trabajar con tablas de valores, exportar e
importar ficheros de texto… Se pueden generar gráficos
que se pueden insertar en otros documentos. Ej.: SPSS
(Statistical Package for the Social Sciences), Systats…
42 Lenguajes y herramientas para simulación