Computacion 03
- 1. EL COMPUTADOR 1
- 2. 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
- 3. 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
- 4. 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
- 5. Conceptos Básicos y Definiciones INFORMATICA = INFORmación autoMATICA (en la literatura en inglés, “Computer Science”) Computador, ordenador (españa) Datos + Instrucciones Procesa Datos (Entradas) -miento (Salidas) Datos: conjunto de símbolos yuxtapuestos (caracteres) que representan información (números, hechos, objetos, ideas...) de forma adecuada para ser tratada en el computador. 5
- 6. 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
- 7. 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
- 8. 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
- 9. 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
- 10. Componentes físicos y lógicos del computador COMPUTADOR Entrada UNIDAD CENTRAL DE PROCESO UNIDAD DE UNIDAD CONTROL ARITMÉTICO LÓGICA Instrucciones Datos MEMORIA PRINCIPAL Datos e Instrucciones MEMORIA MASIVA Salida 10
- 11. 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
- 12. Tema 2. El hardware: elementos de un computador 12
- 13. Introducción Hardware: Componentes físicos (cables, botones, circuitos electrónicos...) Cuatro unidades funcionales básicas Periféricos Memoria Entrada masiva Salida Memoria principal Procesador Central (CPU) 13
- 14. 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
- 15. 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
- 16. 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
- 17. La memoria. Jerarquía de memoria Memoria Procesador caché (registros) Memoria principal Memoria secundaria 17
- 18. 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
- 19. 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
- 20. 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
- 21. 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
- 22. 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
- 23. 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
- 24. 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
- 25. 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
- 26. 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
- 27. 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
- 28. 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
- 29. 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
- 30. Introducción. Normativas legales Software de dominio público (freeware). Sólo se freeware paga el soporte. A veces, programas de calidad comercial Shareware: se ha de pagar el precio prefijado por Shareware el autor en caso de que el software se vaya a utilizar con frecuencia. Se puede “probar” antes. Software comercial: un contrato especifica comercial detalladamente qué es lo que el “propietario” del software puede y no puede hacer con él. Pirateo. 30
- 31. 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
- 32. 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
- 33. 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
- 34. 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
- 35. 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
- 36. 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). 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
- 37. 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
- 38. 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
- 39. Bases de datos Necesidad de organización, almacenamiento y recuperación de mucha información de forma ágil. SGBD = Sistema Gestor de Bases de Datos. Tareas: Datos – 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
- 40. 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
- 41. Hojas de cálculo Ej.: Excel 41
- 42. 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
- 43. Lenguajes y herramientas para simulación 43