Title: Qué es la Informática Body: Informática (Del fr. informatique). 1. f. Conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de ordenadores. (Extraído del Diccionario de la RAE, 2001) Un poco de historia… Ábaco – 2000 a.c. El sumador de Pascal – mediados s. XVII La calculadora de G.W. von Leibniz – finales s. XVII La máquina de diferencias de Babbage – s. XIX Concepto de programa externo 1945: Comienzo de la era de la Informática Modelo J. von Neumann: estructura de la computadora tal y como la conocemos hoy; concepto de programa interno Coincide con el desarrollo de la electrónica
Qué es la Informática
Computadora electrónica 1. f. Máquina electrónica digital, dotada de una memoria de gran capacidad y de métodos de tratamiento de la información, capaz de resolver problemas matemáticos y lógicos mediante la utilización automática de programas informáticos.
(Extraído del Diccionario de la RAE, 2001)
Fundamentos de computadores Introducción a la programación
Qué es una computadora Hardware (Voz ingl.).1. m. Inform. Conjunto de los componentes que integran la parte material de una computadora. Software (Voz ingl.).1. m. Conjunto de programas, instrucciones y reglas informáticas para ejecutar ciertas tareas en una computadora.
Un poco de hardware Memoria Dispositivo de salida Dispositivos de entrada Memoria secundaria Ratón Teclado Unidad Central de Procesamiento
Carcasa (tipo torre) Unidad de disquetes Unidad de CD-ROM Memoria principal y Unidad de Disco Duro (ambos dentro) Monitor
Un poco de hardware: el Modelo Von Neumann Unidad de Control Unidad Aritmético-Lógica Unidad Central de Procesamiento (CPU) Unidad de Memoria Ideas importantes: Un programa es una cadena secuencial de instrucciones Las instrucciones ordenan al ordenador realizar una operación sobre unos datos Las instrucciones se ejecutan una tras otra, aunque puede haber bifurcaciones condicionales (usar un dato para decidir entre dos instrucciones diferentes por donde continuar) El computador procesa tanto instrucciones como sus datos Las instrucciones y los datos se almacenan juntos en memoria
Un poco de hardware: la Unidad de Memoria (UM) Almacena las instrucciones y los datos del programas El almacén está formado por celdas Identificadas unívocamente por su dirección Siempre contienen información Se puede leer o escribir información en ellas (Gp:) Selector (Gp:)
…
(Gp:) UM (Gp:) Registro de Dirección (RD) (Gp:) Celdas (Gp:) Registro de Intercambiode Datos (RID)
Un poco de hardware: la Unidad Aritmético-Lógica (UAL) Realiza las operaciones elementales aritméticas (suma, resta, multiplicación, división, etc.) y lógicas (comparaciones de igualdad, mayor, menor, etc.) (Gp:)
(Gp:) Banco de Registros Temporales (BRT) (Gp:) Operador (Gp:) UAL (Gp:) Acumulador
Un poco de hardware: la Unidad de Control (UC) Obtiene y almacena los datos en la UM, obtiene e identifica las instrucciones del programa de la UM y manda ejecutar las operaciones a la UAL
(Gp:) Registro de Instrucción (RI) (Gp:) Decodificador (Gp:) UC (Gp:) Secuenciador (Gp:) Contador de Programa (CP) (Gp:) Operación Direcciones de 3 operandos
Ejecución de una instrucción Los pasos del ciclo de instrucción según Von Neumann LEER INSTRUCCIÓN DECODIFICAR INSTRUCCIÓN CAPTURAR DATOS REALIZAROPERACIÓN ALMACENAR RESULTADOS CALCULAR INSTRUCCIÓN SIGUIENTE El CP indica la dirección de la celda donde está la instrucción que se debe copiar al RI El operando del RI (que puede ser un dato o la dirección de la celda de un dato) se copia en el BRT (Esto se repite para todos los operandos de entrada) La dirección de celda de la siguiente instrucción se copia al CP El resultado del Acumulador se copia en la dirección de la celda del resultado, generalmente indicada en el último operando de la instrucción(Esto se repite para todos los resultados)
Ejecución de una instrucción (cont.) Operación: SUMA-CELDAS Operando 1: X Operando 2: Y Operando 3: ZSUMA-CELDAS suma el dato de la primera dirección al de la segunda y lo guarda en la tercera
La computadora manipula únicamente información digital:Datos e instrucciones se codifican como dígitos binarios (0’s y 1’s)
¿Por qué no se usa una representación de otro tipo? Problema tecnológico (es más fácil representar ceros y unos) ¿A qué nos conduce la solución adoptada para evitar el problema tecnológico? La máquina sólo puede trabajar con cadenas de ceros y unos
¿Qué entiende la computadora?
a = (b + c)/(d + e) Pasos sumar b y c, y guardar el resultado en una dirección de memoria temporal X sumar d y e, y guardar el resultado en una dirección de memoria temporal Y dividir el contenido de X por el de Y y guardar el resultado en la dirección de memoria de a Ejemplo de código máquina codigoOp direccOp1 direccOp2 direccRes
0000 00001000 00001100 00001110 0000 00011000 00011100 00011110 0101 00011110 00001110 00000100
Código de la división Direcc. Temporal X Direcc. Temporal Y Código de la suma Lenguaje máquina (Gp:) x
(Gp:) y
Lenguaje máquina (cont.) Inconvenientes Grandes posibilidades de error Portabilidad: máquina-dependiente No se puede llevar el programa a otra máquina porque, entre otras cosas, el repertorio de instrucciones es distinto Tedioso Nula capacidad de abstracción Es muy complicado formular una solución a problemas del mundo real con ese lenguaje tan específico
Lenguaje ensamblador Lenguaje simbólico con una mínima capacidad de abstracción Nombres nemotécnicos para los códigos de operación Nombres simbólicos para las direcciones de memoria
Ejemplo de instrucción de código ensamblador
codigoSimbOp direccSimbOp1, direccSimbOp2, direccSimbRes
Códigos simbólicos de las operaciones SUM = La suma DIV = La división
a = (b + c)/(d + e)
SUM B, C, X SUM D, E, Y DIV X, Y, A
Cuestiones ¿Cómo entiende la máquina el lenguaje ensamblador? Si las direcciones de memoria son simbólicas ¿en qué direcciones de memoria se colocan los datos?
Programa ensamblador Traducción a código binario de códigos simbólicos de operación Traducción de las direcciones simbólicas a direcciones reales de memoria Inconveniente: sigue siendo dependiente de la máquina
Lenguaje ensamblador (cont.) Código fuente(lenguaje ensamblador) Programa ensamblador Código objeto(lenguaje máquina)
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