Iats practicas 1

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Práctica 1. ¿Qué es un ordenador?
Visión general de la informática
Codificación de la información
¿Qué es un ordenador?. Componentes
Tipos de ordenadores

¿Qué es un ordenador?
1.1 Visión general de la informática
Habitualmente la palabra información está ligada a “adquisición de
conocimientos”, se dice haber recibido información cuando se
conoce algo que se ignoraba.
La informática como cualquier otra rama de la ciencia necesita de
conceptos objetivos, de forma que se puede definir: la informática
trata de la adquisición, representación, tratamiento y transmisión de
la información.
Los primeros ordenadores surgieron ante la necesidad de realizar
grandes cálculos en aplicaciones militares, que escapaban a las
posibilidades humanas.

Principales ventajas de los ordenadores:
Rapidez
Fiabilidad
Capacidad de almacenamiento
Precio asequible
La informática o ciencia de los ordenadores aparece como un
intento de estructurar todos los avances tecnológicos y de
programación que se producen vertiginosamente. La informática
posee una rama teórica que le da carácter de ciencia y otra de diseño
que junto con la experimental le da carácter de ingeniería.

Se distinguen diversas ramas de conocimiento dentro de la
informática:
Algoritmos y estructuras de datos.
Análisis y desarrollo de sistemas informáticos.
Arquitectura de ordenadores.
Inteligencia artificial.
Informática educativa
Informática gráfica.
Informática Industrial.
Lenguajes de programación.
Metodología de la programación. Ingeniería del software.
Robótica

Informática es una palabra formada por la contracción de dos
vocablos, INFORmación y autoMÁTICA.
Puede definirse como: la ciencia que estudia el tratamiento racional
de la información por medio de máquinas automáticas.
El estudio moderno de la información comenzó cuando los
científicos aplicaron la teoría de probabilidades al análisis de los
canales de comunicación.
Este estudio fue iniciado por Shannon (1916-2001), en los
laboratorios Bell.

Si un mensaje x está compuesto de un número arbitrario de
símbolos, x1, x2, ...xn, tomados de un alfabeto de N símbolos
diferentes, el contenido de información o "entropía del mensaje"
está dado por la expresión:
H(x)= - S p(i) Log2 p(i) (Con S de i=1 hasta N)
donde p(i) es la frecuencia relativa o probabilidad de encontrar el
símbolo xi en x.
En principio había razones para el poco éxito de esta teoría, nació
como una fórmula matemática y la ampliación de esta teoría llegó
con el cambio de significado de "información".

Cualquier secuencia de símbolos se considera como un mensaje. Si
una transmisión de mensajes tiene lugar entre el sistema y el
observador, entonces el contenido de información del sistema es de
hecho la cantidad de información transmitida en este canal.
El prototipo de un sistema que trate información de este tipo es un
ordenador. Se caracteriza por el hecho curioso de que en el ámbito
de comportamiento, aparece como siendo únicamente "nada más
que pura información”.

Computadora u ordenador es una máquina capaz de aceptar
información de entrada, efectuar 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 él mismo.
Un ordenador se puede considerar como un sistema, cuyas salidas o
resultados son función de sus entradas, constituidas por datos e
instrucciones.
Hablando desde el punto de vista físico, un ordenador se
define como una máquina que transforma la energía
libre en calor y trabajo matemático.

1.2 Codificación de la información
Codificación es representar los elementos de un conjunto mediante
los de otros, de tal forma que a cada elemento del primer conjunto le
corresponda un elemento distinto del segundo.
Ejemplo de codificaciones:
• Número de carné de identidad.
• Código de materia en los libros de una biblioteca.
En el interior de los ordenadores la información se almacena y
transfiere según un código que utiliza sólo dos valores (código
binario), representados por 0 y 1

Bit es la unidad de cantidad de información, cuyo significado es:
la cantidad de información que disminuye nuestra ignorancia
en dos veces y permite hacer una elección entre dos
posibilidades equitativas.
Por ejemplo, se supone un suceso que pueda presentar dos estados,
un interruptor abierto o cerrado. Sólo se necesita un símbolo para
transmitir el estado del suceso y un alfabeto de dos símbolos (0 y 1).
La información asociada al conocimiento del estado del interruptor
será,
I = logb21 I = 1 bit

Si la base del logaritmo es 2, la unidad de información se llama bit,
que se puede definir como "Cantidad de información obtenida al
especificar una de las dos alternativas igualmente probables".
Ejemplos:
•Un televisor con 500 filas y 600 columnas, con 10 niveles de
brillo, tiene una información asociada a la imagen
Alfabeto: 10 símbolos, longitud mensaje: 300000
Información: log210300000 = 106 bit
•Si en un sorteo de un coche entre un millón, le toca a una
persona, esta recibe una información:
log21/10-6 = 20 bit

La capacidad mínima de almacenamiento de información en un
ordenador es el bit, es decir, es la unidad indivisible de información.
La información se representa por medio de caracteres e internamente
se codifica en un alfabeto binario, es decir en bits. Por tanto a cada
carácter le corresponde un cierto número de bits.
Un byte u octeto, es el número de bits necesarios para almacenar un
carácter, generalmente es 8 por lo que byte es sinónimo de 8 bits.
La capacidad de almacenamiento de un ordenador se suele medir en
bytes, aunque se suelen usar múltiplos:
1 kB (1 kibibyte) = 210 Bytes = 1024 Bytes.
1 MB (1 Mebibyte) = 220 Bytes = 1048576 Bytes.
1 GB (1 Gibibyte) = 230 Bytes = 1073741824 Bytes.

De acuerdo con el IEC (International Electrotecnical
Commision), los prefijos respecto a las unidades en informática
son:
kibi (ki) 103
mebi (Mi) 106
gibi (Gi) 109
tebi (Ti) 1012
pebi (Pi) 1015
exbi (Ei) 1018

1.3 ¿Qué es un ordenador?
Seguidamente se describen las partes del esquema

Unidad de entrada: Dispositivo por donde se proporcionan al
ordenador los datos e instrucciones. Ejemplos: teclado, tableta
digitalizadora, ratón, etc.
Unidad de salida: Dispositivo a través del cual se obtienen los
resultados de los programas ejecutados. Ejemplos: pantalla,
impresora, etc.
Memoria: Es la unidad donde se almacenan tanto los datos como
las instrucciones. Hay dos clases básicas de memoria:
• Memoria principal o interna: RAM y ROM
• Memoria auxiliar o externa: Discos, cintas y CD´s

ALU (Unidad aritmético lógica): Contiene circuitos electrónicos
con los que se hacen las operaciones de tipo aritmético (sumas,
restas, etc.) y de tipo lógico (comparar dos números, etc.).
UC (Unidad de control): 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 genera señales de control dirigidas a todas las
unidades, poniendo en marcha las operaciones que implican la
ejecución de la instrucción.
Estas unidades se conectan unas con otras según el esquema visto
anteriormente, mediante buses.

La unidad de procesamiento central o CPU es el conjunto de UC
y ALU.
Aunque habitualmente se habla de dos marcas (Intel y Motorola) de
microprocesadores, en el mercado hay otras muchas.

Esquema de una CPU AMD Athlon

Programas e instrucciones
•Una instrucción es un conjunto de símbolos que representan
una orden de operación para el ordenador.
•Un programa es un conjunto ordenado de instrucciones que se
dan al ordenador.
Las instrucciones se construyen siguiendo unas reglas precisas y
con símbolos de un determinado repertorio. Todo lo relativo a los
símbolos y reglas para construir un programa se denomina lenguaje
de programación.

Los circuitos electrónicos de la unidad de control del ordenador
sólo pueden interpretar instrucciones de un determinado lenguaje,
denominado lenguaje máquina, cuyas instrucciones están formadas
por bits (ceros y unos).
El lenguaje máquina presenta dificultades:
• Depende del modelo de procesador.
• Repertorio de instrucciones muy reducido.
• Es laborioso de programar.
Hay lenguajes de alto nivel, que no dependen del ordenador y
facilitan la programación.

Hay programas denominados traductores que trasladan programas
escritos en un lenguaje de alto nivel a programas en lenguaje
máquina.
Ejemplos de lenguajes de alto nivel: Java, BASIC, Pascal, Módula
2, Fortran, Logo, C, Ada, etc.
Otros programas que las casas comerciales suministran, es el
conjunto de programas que constituyen el Sistema Operativo, que
son necesarios para la utilización eficiente y cómoda del ordenador.

Soporte físico lógico de un ordenador
El soporte físico, o “hardware” de un ordenador es la máquina en sí,
es decir, el conjunto de circuitos electrónicos, cables, carcasas,
dispositivos electromecánicos y otros elementos físicos que lo
forman.
El soporte lógico o “software” es el conjunto de programas (sistema
operativo, de utilidades y de los usuarios) ejecutables por el
ordenador.
Para que un ordenador funcione es necesario utilizar programas, es
decir, con tan sólo soporte físico no funciona, tan imprescindible es
el hardware como el software.

1.4 Tipos de ordenadores
Clasificación de los ordenadores atendiendo al propósito para el
que fueron diseñados y construidos:
• Ordenador de uso general: Puede utilizarse para distintos
tipos de aplicaciones, tales como gestión administrativa,
cálculo científico, etc.
• Ordenador de uso específico: Es el que únicamente puede
utilizarse para una aplicación concreta. Ejemplo, el que
contiene un robot, la computadora para el control del tráfico,
etc.

Clasificación según tamaño:
• Superordenadores: Pueden ser utilizados simultáneamente por
muchos usuarios, en cálculos científicos o de simulación Su coste es
por lo general es de miles de millones de pesetas y su velocidad es
enorme.
• Mainframes o grandes ordenadores: Son equipos dedicados
principalmente a gestión, por lo que admiten gran cantidad de
trabajos simultáneos, como por ejemplo controlar una red de
terminales en las distintas sucursales de una empresa, o una red de
cajeros automáticos de un banco.

• Superminiordenadores: Son equipos en principio dedicados a
tareas departamentales dentro de un organismo o empresa. Su
capacidad principal es la de soportar gran cantidad de terminales.
• Miniordenadores: Son equipos que admiten unas cuantas
terminales. Están orientados a la gestión. Actualmente son poco
competitivos frente a los microordenadores de gama alta.
• Estaciones de trabajo ("Workstations"): Son equipos
monousuario, dotados de grandes capacidades de cálculo y con
posibilidades gráficas muy elevadas. Se utilizan principalmente en
la investigación científica y en aplicaciones técnicas, como por
ejemplo la simulación.

• Ordenadores personales o microordenadores: Son equipos
ampliamente difundidos, de precio muy reducido y prestaciones
suficientes no sólo para el nivel personal, sino para pequeñas
empresas. Actualmente se están conectando entre sí, formando
grandes redes lo cual los hace adecuados para entornos más
exigentes, sustituyendo en muchos casos a los miniordenadores.
•Actualmente la mayorái son portátiles, bajo dos tipos: notebooks y
netbooks.
• Consolas de juego: A esta categoría pertenecen equipos con
prestaciones muy específicas y orientados principalmente al
entretenimiento doméstico.

Clasificación según tipo de procesador. Atendiendo a como se
procesan los datos en la CPU hay dos clases de ordenadores:
• Ordenador analógico: los datos se representan por señales
físicas (eléctricas, por lo general) cuyas amplitudes son
proporcionales a sus valores. Se utilizan usualmente para
resolver ecuaciones matemáticas por simulación.
• Ordenador digital: los datos se representan por señales
eléctricas discretas (no continuas) que sólo pueden tomar dos
valores.

Clasificación según el ámbito de uso. Esta clasificación se realiza
en función del ámbito de aplicabilidad para el cual cada máquina ha
sido diseñada y comercializada:
•Ordenador de bolsillo: los más difundidos son los tipo PDA
(Personal Digital Asistant). Hasta hace poco teimpo había dos
grandes marcas en lucha constante:
Palm, pionera en la fabricación de estos aparatos, que conserva
su propio estilo, con su propio sistema operativo, el Palm OS.
Pocket PC, estándar desarrollado por Microsoft, adaptando sus
sistemas operativos de PC y portátiles a estos pequeños aparatos
y sobre el que decenas de empresas fabrican sus PDA.

• Ordenador doméstico: Pensado para juegos, aprendizaje asistido
por ordenador de diversas materias, gestión de agendas, pequeñas
contabilidades domésticas, etc.
• Ordenador profesional: Diseñado para satisfacer las necesidades
de proceso de datos de una amplia gama de profesionales y también
de pequeñas oficinas técnicas o empresas familiares.
• Ordenador departamental: Ordenador con capacidad local para
abordar con autosuficiencia la mayoría de necesidades del
departamento, pero vinculado a un ordenador de mayor potencia y
capacidad de archivos para aquellos procesos que requieren una
mayor potencia en el procesador.

Ordenador central: Ordenador central de la empresa al cual
recurren todos los usuarios de la empresa cuando la capacidad local
es desbordada.
Red de ordenadores: Conjunto de ordenadores vinculados entre sí
para ofrecer un mismo tipo de servicio a todo un conjunto muy
amplio de usuarios de forma repartida para evitar sobrecargas y
evitar que la caída de un ordenador único central represente la caída
de todo el servicio.

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