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El computador

Enviado por Pablo Turmero


    edu.red 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

    edu.red 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

    edu.red 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…

    edu.red 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.

    edu.red 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

    edu.red 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.

    edu.red 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.

    edu.red 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…

    edu.red 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

    edu.red 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

    edu.red 11 Tema 2. El hardware: elementos de un computador

    edu.red 12 Introducción Hardware: Componentes físicos (cables, botones, circuitos electrónicos…) Cuatro unidades funcionales básicas Entrada Salida Memoria masiva Memoria principal Procesador Central (CPU) Periféricos

    edu.red 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…)

    edu.red 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.

    edu.red 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…

    edu.red 16 La memoria. Jerarquía de memoria Memoria caché Memoria principal Memoria secundaria Procesador (registros)

    edu.red 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

    edu.red 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

    edu.red 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.

    edu.red 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

    edu.red 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.

    edu.red 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)

    edu.red 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.

    edu.red 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…)

    edu.red 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

    edu.red 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.

    edu.red 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.

    edu.red 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.

    edu.red 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.

    edu.red 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…

    edu.red 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

    edu.red 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

    edu.red 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

    edu.red 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

    edu.red 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.

    edu.red 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…

    edu.red 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

    edu.red 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.

    edu.red 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.

    edu.red 40 Hojas de cálculo Ej.: Excel

    edu.red 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…

    edu.red 42 Lenguajes y herramientas para simulación