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									Introducción a la Computación.

           Definición de los términos básicos.
              Computación, Programas, Software, Hardware.
              Mainframe, minicomputadores, microcomputadores.
              Computadores analógicos, digitales, híbridos.
              Lenguaje de maquina, de programación, ensamblador.
              Lenguaje de Alto, Medio y bajo nivel.
              Monousuario, Multiusuario, Monoproceso y Multiproceso.
           Sistemas de numeración Binario y Hexadecimal.
              Conversión entre sistemas
           Arquitectura básica de un computador.
              Dispositivos de entrada / salida
              Memoria secundaria
              Unidad Central de Proceso
              Unidad aritmética – lógica (UAL).
              Unidad de Control (UC).
              Memoria Principal.
              Buses del Sistema.
           Software, definiciones y clasificaciones
              Software de Sistemas.
              Software de aplicación.
Definición de los términos básicos.

    Computación, Programas, Software, Hardware.


     Computación
     un conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el
     tratamiento automático y racional de la información.

     Informatica
     Es la ciencia del tratamiento automático de la información mediante un
     computador.

     Programa
     Secuencia de instrucciones que ejecuta una computadora para cumplir una
     tarea específica.
Definición de los términos básicos.

    Computación, Programas, Software, Hardware.

    COMPUTADOR:
    Dispositivo o maquina que realiza cálculos o controla operaciones que
    pueden ser expresadas en términos lógicos o numéricos.
       • Se construyen a partir de componentes que ejecutan funciones muy simples y
         bien definidas.
       • La interacción compleja de estos componentes dota al computador con la
         habilidad de procesar información. Si se configura de forma apropiada
         (usualmente con programación) el computador puede representar algún aspecto
         de un problema o parte de un sistema.
       • Si a un computador, configurado de manera correcta, se le suministran los datos
         de entrada apropiados, pueden resolver de forma automática el problema o
         predecir el comportamiento de un sistema.

    Maquina o dispositivo físico utilizado para el tratamiento automático de la
    información.
    Maquina programable que recibe, almacena y procesa información, y provee
    un resultado útil.
Definición de los términos básicos.

    Computación, Programas, Software, Hardware.
     ware
     • articles of the same kind or material; usually used in combination: `silverware',
       `software'
     • consume: spend extravagantly; "waste not, want not"
     • merchandise: commodities offered for sale; "good business depends on having
       good merchandise"; "that store offers a variety of products"


      Software:
      Es el conjunto de programas e instrucciones asociados a una
      computadora. La parte intangible que hace funcionar un sistema
      informático y que puede ser modificada con facilidad, como concepto
      opuesto a la circuitería, hardware, o parte sólida del equipo.
      Hardware:
      corresponde a todas las partes físicas y tangibles de una computadora:
      sus componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos;
      sus cables, gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro
      elemento físico involucrado .
Definición de los términos básicos.

    Computación, Programas, Software, Hardware.
    El computador actual tiene básicamente la siguiente estructura:

    • CPU (Central Processing Unit) o
      Unidad de Procesamiento
      Central,
    • La Memoria Y
    • la Unidad de Entrada/Salida.



      La Memoria contiene los programas/datos, el CPU lee de memoria
      programas/datos, ejecuta las instrucciones y guarda los resultados, la
      Unidad de E/S permite la comunicación del computador con el exterior
      (Discos Duros, pantalla, Teclado, Puertos de Salida/Entrada, etc).
      Dependiendo del tamaño del computador, los bloques básicos pueden ser
      mas o menos complejos, pero básicamente cualquier computador tiene
      estos tres bloques que constituyen el hardware.
Definición de los términos básicos.

    Mainframe, minicomputadores, microcomputadores.
    SUPERCOMPUTADORAS
    Computadora muy potente y rápida,
    diseñada para procesar enormes
    cantidades de información en poco
    tiempo y dedicada a una tarea
    específica.
    Ejemplos de tareas a las que son
    dedicadas las supercomputadoras:
      Búsqueda y estudio de la energía
       y armas nucleares.
      Búsqueda de yacimientos
       petrolíferos con grandes bases de
       datos sísmicos.
      El estudio y predicción de
                                           IBM Blue Gene/P supercomputer at the
       tornados.
                                           Argonne Leadership Computing Facility
      El estudio y predicción del clima
       de cualquier parte del mundo.       536.24 million floating point operations
      Elaboración de                      per second (FLOPS) for each watt of
       maquetas/proyectos de creación      electricity that it consumes (36.4 kW)
       de aviones, simuladores de vuelo.
http://www.techeblog.com/index.php/tech-gadget/condor-project-the-supercomputer-made-from-1-716-playstation-3-consoles

                                                                 The US Air Force's Condor
                                                                 Project is a supercomputer unlike
                                                                 any other, in that it consists of
                                                                 1,716 networked PlayStation 3
                                                                 consoles. It "was created for the
                                                                 Air Force for its image processing
                                                                 tasks; it's considered one of the
                                                                 top forty fastest computers in the
                                                                 world, despite its video game
                                                                 brains.
Definición de los términos básicos.

    Mainframe, minicomputadores, microcomputadores.

    MAINFRAMES
    Son sistemas grandes, rápidos y costosos
    con capacidad de controlar cientos de
    usuarios en forma simultánea, así como
    manejar cientos de dispositivos de
    entrada y salida. Su costo va desde los
    350 mil dólares hasta varios millones de
    dólares.
    En el pasado, ocupaban cuartos
    completos o hasta pisos enteros de algún
    edificio, hoy en día, un Mainframe es
    parecido a una hilera de archiveros en
    algún cuarto con piso falso, ésto para
    ocultar los cientos de cables de los
    periféricos , y su temperatura tiene que
    estar controlada.



                                               IBM's T-Rex mainframe
Definición de los términos básicos.

    Mainframe, minicomputadores, microcomputadores.

    MINICOMPUTADORAS
    En 1960 surgió la minicomputadora, una
    versión pequeña de la mainframe. Al ser
    orientada a tareas específicas, no
    necesitaba de todos los periféricos que
    necesita un mainframe, y esto ayudo a
    reducir   el   precio  y   costos    de
    mantenimiento .
    En general, una minicomputadora, es un
    sistema multiproceso (varios procesos en
    paralelo) capaz de soportar de 10 hasta
    200        usuarios       simultáneamente.
    Actualmente se usan para almacenar
    grandes bases de datos, automatización
    industrial y aplicaciones multiusuario.




                                                 PDP 11
Definición de los términos básicos.

    Mainframe, minicomputadores, microcomputadores.

    MICROCOMPUTADORAS o PC´s
    Tuvieron su origen con la llegada de los
    microprocesadores.                   Un
    microprocesador es "una computadora
    en     un   chip".  Las      PC´s   son
    computadoras para uso personal,
    relativamente baratas y actualmente se
    encuentran en las oficinas, escuelas y
    hogares.
    El término PC se deriva de que para el
    año de 1981 , IBM®, sacó a la venta su
    modelo "IBM PC", la cual se convirtió en
    un tipo de computadora ideal para uso
    "personal", de ahí que el término "PC"
    se estandarizó. Las versiones de
    Microcomputadoras que        fabricaron
    otras empresas fueron llamados clones
    o "PC y compatibles".
MICROCOMPUTADORAS
MINICOMPUTADORAS
MAINFRAME
SUPERCOMPUTADORAS
VELOCIDAD      Miles de millones     Cientos de            Cientos de millones    Decenas de
               (Flop/seg)            millones (Inst/seg)   (Inst/seg)             millones (Inst/seg)
USUARIOS A     Hasta miles, en       Centenares o          Decenas , o cientos    Uno
LA VEZ         entorno de redes.     miles.                si se usan en red.
REQERIM.       Instalaciones y A/A   Instalaciones         Instalaciones          No hay requerim,
INSTALACION    especiales.           especiales y A/A      normales.              espec.
FACILIDAD DE   Solo para             Para                  Para especialistas.    Faciles de usar.
USO            especialistas.        especialistas.
CLIENTES       Grandes centros       Grandes               Universidades,         Peq. empresas,
USUALES        de investigación.     corporaciones y       empresas medianas.     oficinas, escuelas,
                                     gobiernos.            servidores de redes.   hogar.
PARQUE         Menos de mil          Miles                 Cientos de miles.      Millones
INSTALADO
COSTO ($)      Decenas de            Centenares de         Decenas de miles       Pocos miles
               millones              miles
Definición de los términos básicos.

    Monousuario, Multiusuario, Monoproceso y Multiproceso

    MULTIPROCESAMIENTO.
    Es el uso de más de un CPU en un sistema para mejorar su funcionamiento. El
    manejo de este tipo de computadores requiere técnicas especiales de
    programación para evitar la interferencia entre los programas que están
    corriendo en paralelo.
    MONOPROCESO.
    En los casos en que se tiene un solo CPU solo se puede ejecutar un programa
    en un momento dado.
    MULTIUSUARIO.
    Los computadores que poseen una unidad de entrada/salida de gran capacidad
    pueden atender varios usuarios en forma simultánea. A este tipo de sistema se
    le conoce con el nombre de multiusuario. A esta categoría pertenecen los
    Mainframe y los Minicomputadores.
    MONOUSUARIO.
    Este tipo de computadores solo puede atender un usuario de forma simultánea.
    A este tipo de computadores pertenecen los microcomputadores.
Definición de los términos básicos.

    Lenguaje de maquina, de programación, ensamblador.

    LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN.
    Es     una    técnica  de    comunicación
    estandarizada que permite suministrar
    instrucciones a un computador. Es un
    conjunto de reglas usadas para definir un
    programa para una computadora.
    El lenguaje de programación permite al
    programador especificar en forma precisa
    sobre que parte de los datos se tomaran
    acciones,   como      esos     datos  serán
    almacenados/transmitidos y que acciones se
    tomaran en diferentes circunstancias.




        http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_programming_languages
http://www.tiobe.com/index.php/content/paperinfo/tpci/index.html
Definición de los términos básicos.

    Lenguaje de maquina, de programación, ensamblador.

    LENGUAJE ENSAMBLADOR.
    Es una notación comprensible para el programador, del lenguaje de
    maquina que usa una arquitectura especifica. El lenguaje de maquina, que
    no es mas que una secuencia de unos y ceros, se hace mas entendible
    reemplazando ciertas secuencias de unos y ceros con códigos llamados
    neumónicos.
    LENGUAJE DE MAQUINA.
    Un sistema de códigos directamente entendible por (el CPU de) la
    computadora es lo que llamamos lenguaje nativo o lenguaje de maquina.
    El lenguaje de maquina esta compuesto solo de unos y ceros, los cuales al
    ser combinados forman los códigos que tienen un significado especifico
    para el CPU.
    Cada CPU tiene su propio lenguaje de maquina aun cuando existe la
    llamada compatibilidad. Si el CPU A entiende completamente el lenguaje
    del CPU B se dice que A es compatible con B. El CPU B puede no ser
    compatible con CPU A, ya que A puede poseer instrucciones que B no
    tiene.
Definición de los términos básicos.

    Lenguaje de Alto, Medio, Bajo nivel.

    Un lenguaje de alto nivel permite al programador escribir las instrucciones
    de un programa utilizando palabras o expresiones sintácticas muy similares
    al inglés. Por ejemplo, en C se pueden usar palabras tales como:
    case, if, for, while, etc. para construir con ellas instrucciones como:

           if(numero>0) printf("El número es positivo");

    que traducido al castellano viene a decir que: Si numero es mayor que cero,
    entonces, escribir por pantalla el mensaje: "El número es positivo".

    Ésta es la razón por la que a estos lenguajes se les considera de alto nivel,
    porque se pueden utilizar palabras de muy fácil comprensión para el
    programador.
    Los lenguajes de bajo nivel son aquellos que están más cerca del
    "entendimiento" de la máquina


.
Definición de los términos básicos.

    Lenguaje de Alto, Medio, Bajo nivel.

    Otra característica importante de los lenguajes de alto nivel es que, para la
    mayoría de las instrucciones de estos lenguajes, se necesitarían varias
    instrucciones en un lenguaje ensamblador para indicar lo mismo. De igual
    forma que, la mayoría de las instrucciones de un lenguaje ensamblador,
    también agrupa a varias instrucciones de un lenguaje máquina.
Definición de los términos básicos.

    Computadores analógicos, digitales, híbridos.

    COMPUTADOR
    Maquina programable que recibe,
    almacena y procesa información, y
    provee un resultado útil.




    El COMPUTADOR ANALÓGICO es un
    dispositivo diseñado para procesar la
    entrada de datos en forma de una señal
    continua en lugar de hacerlo como datos
    numéricos.
Definición de los términos básicos.

    Computadores analógicos, digitales, híbridos.

      COMPUTADOR
      Maquina programable que recibe,
      almacena y procesa información, y
      provee un resultado útil.




     COMPUTADORES DIGITALES.
     Un computador que representa los
     números y otros datos usando
     estados internos discretos
Definición de los términos básicos.

    Computadores analógicos, digitales, híbridos.

    Computador HIBRIDO computador
    que posee caracteristicas de los
    computadores analogicos y
    computadores digitales. El
    componente digital normalmente sirve
    como el controlador y provee
    operaciones lógicas. El componente
    analógico procesa las señales
    analogicas.
Introducción a la Computación.

           Definición de los términos básicos. 
           Sistemas de numeración Binario y Hexadecimal.
             • Conversión entre sistemas
           Arquitectura básica de un computador.
             • Dispositivos de entrada / salida
             • Memoria secundaria
             • Unidad Central de Proceso
             • Unidad aritmética – lógica (UAL).
             • Unidad de Control (UC).
             • Memoria Principal.
             • Buses del Sistema.
           Software, definiciones y clasificaciones
             • Software de Sistemas.
             • Software de aplicación.
Arquitectura básica de un computador.

    LA MAQUINA Von Neumman. (1947)
    Von Neumman propuso la construcción de una maquina basada en los
    siguientes postulados:
     o Si el dispositivo es un computador, tendrá que hacer operaciones aritméticas
       elementales frecuentemente. (+ - * / ). Es razonable que tenga elementos
       especializados solo en estas operaciones.

     o El control lógico de las operaciones
       debe ser realizado en forma
       eficiente por un órgano de control
       central.
     o Cualquier dispositivo que realice
       secuencias largas y complicadas
       debe     tener    una    memoria
       considerable.
     o El dispositivo tiene que estar
       dotado con la habilidad de mantener
       contacto de entrada y salida con el
       medio.

     Esta propuesta fue la base del computador actual, o sea que todavía
     esta vigente.
Arquitectura básica de un computador.
      Esta arquitectura considera los siguientes elementos:
        MEMORIA
        CPU (Unidad Procesamiento Central)
           • Unidad de Control (UC)
           • Unidad Logica – Aritmetica
         Unidad Entrada / Salida
         Buses del Sistema
Arquitectura básica de un computador.



                                        PANEL E/S




    EXP. BUS
                                               CPU




                                              MEMORIA
Arquitectura básica de un computador.

     MEMORIA
     La memoria es una secuencia de celdas numeradas, cada una contiene
     información. Esta información puede ser una instrucción que le indique al
     computador que hacer o puede contener datos que se requieren para procesar
     el programa. Cualquier celda puede contener en un momento un dato y al
     siguiente una instrucción.
     La cantidad de celdas y su tamaño varían dependiendo del fabricante, tamaño y
     tipo del computador.
                                       contenido      Memoria Principal.
                                                      Esta conectada directamente al
                                                      CPU. Esta memoria requiere que
                                                      el computador este encendido
                                                      para mantener los datos
                             dirección




                                                      almacenados
                                                      Memoria Secundaria.
                                                      Esta conectada a la Unidad E/S.
                                                      La información almacenada se
                                                      mantiene aun cuando el medio
                                                      de almacenamiento no esta
                                                      energizado.
Arquitectura básica de un computador.

       CPU (Central Processing Unit).
       Unidad de Procesamiento central contiene los elementos principales:
       La Unidad Lógica Aritmética (ULA). Es el elemento que ejecuta operaciones
       básicas tales como suma, resta, operaciones lógicas (And, Not, Or) y
       operaciones de comparación (>, <, =). En este elemento es donde se hace el
       “trabajo real”.
       La unidad de Control. Controla cual celda de memoria contiene la instrucción
       que se está ejecutando, interpreta las instrucciones contenidas en memoria y
       transfiere los resultados de las operaciones de vuelta a la memoria. Una vez que
       esto ocurre, pasa a la siguiente instrucción, siguiendo un ciclo como el que se
       muestra en la figura.

       Existen otros elementos en el
       CPU,      llamados     registros,
       similares a las celdas de
       memoria, que apoyan las
       funciones del CPU. Estos
       elementos son el Registro de
       Instrucciones (RI), El Contador
       del programa (CP) y el
       Acumulador (AC).
        4004
        1974




sandy bridge
   2011
Arquitectura básica de un computador.


    Un computador con esta arquitectura
    realiza siguientes pasos secuencial-
    mente para ejecutar un programa:



    1. La UC obtiene la instrucción de
       la memoria en la dirección
       indicada por el contador de
       programa y la guarda en el
       registro de instrucción.
    2. Se aumenta el contador de programa para apuntar
       a la siguiente.
    3. La UC decodifica la instrucción y coordina el resto
       de componentes del computador para realizar la
       función indicada.
    4. La ULA ejecuta la instrucción. Ésta puede cambiar el valor del contador del
       programa, permitiendo así operaciones repetitivas. El contador puede cambiar
       también cuando se cumpla una cierta condición aritmética, haciendo que el
       ordenador pueda 'tomar decisiones', que pueden alcanzar cualquier grado de
       complejidad, mediante la aritmética y lógica anteriores.
    5. Vuelve al paso 1.
UNIDAD Entrada / Salida
Permite al computador obtener información del mundo exterior y
guardar o mostrar los resultados de su trabajo.
La unidad E/S necesita dos interfaces de comunicación: hacia adentro
necesita comunicarse con el CPU y con la memoria y hacia el exterior
necesita comunicarse con los diferentes dispositivos que se conectan
al computador (Teclado, monitor, impresoras, unidades de
almacenamiento, etc.). Hacia adentro la comunicación es similar a la
comunicación CPU - Memoria o sea que las operaciones posibles
sobre la Unidad E/S son Lectura / Escritura.
La comunicación hacia el exterior se hace a través de “puertos”
teniendo cada uno de estos puertos una dirección asignada. Las
operaciones sobre estos puertos son también Lectura y escritura.
Los dispositivos que se conectan a la unidad de E/S se pueden
separar en dos categorías principales: Dispositivos de Almacenamiento
o memoria secundaria (Disco Duro, CD, etc) y dispositivos de E/S
(Teclado, escáner, impresora, etc).
Arquitectura básica de un computador.

         Buses del sistema.
         1. La conexión entre los diferentes elementos que forman el computador
            es bastante compleja debido a la cantidad de señales que se
            intercambian entre si los elementos. Para superar esta dificultad se
            selecciono un esquema de conexión llamado Bus.
         2. Para realizar la conexión se agrupan las señales de acuerdo al tipo
            de señal que transportan y se organiza en tres categorías: Control,
            Datos y Direcciones. De esta forma se tiene el esquema de
            conexiones como se muestra en la figura:
Software, definiciones y clasificaciones


      Software es un término genérico que agrupa un conjunto de datos e
      instrucciones (programas) que se divide en tres grandes categorías:
      Software del Sistema, que provee acceso y administra los recursos del
      computador, Software de Programación que permite el diseño de
      programas y Software de Aplicación que se usa para ejecutar tareas
      específicas orientadas a las necesidades del usuario.

      Software del Sistema
      El software del sistema es el responsable de controlar, integrar y
      administrar los componentes (hardware) de un computador de manera
      que otros programas que estén usando el sistema lo vean como una
      unidad funcional sin tener que preocuparse por detalles de bajo nivel
      como por ejemplo la transferencia de datos de memoria al disco o como
      se transfiere texto a la pantalla.
      Generalmente el software del sistema consiste de un Sistema Operativo y
      algunos programas de apoyo (Utilities) tales como: Administradores de
      discos, Controladores de despliegue, impresión, sonido, editores de texto,
      controladores de acceso al sistema, controladores de redes, etc.
Software, definiciones y clasificaciones


       En el nivel más básico, un SO administra los recursos de hardware y
       software del computador. Estos recursos incluyen elementos tales como
       procesador, memoria, espacio en disco, impresoras, etc.
       TIPOS DE SISTEMAS OPERATIVOS

      SO en tiempo real. Se usa para control de procesos industriales, de
      instrumentos científicos y de maquinaria.
      SO Monousuario.- Administra el computador de manera que solo un
      usuario puede hacer una sola cosa en un momento dado. Un ejemplo de
      este SO es el de los computadores de mano (Palm Computer).
      SO Monousuario, Multitarea.- Se usa en los computadores de escritorio.
      En este caso el computador puede ser usado por una sola persona pero
      puede ejecutar varios programas “al mismo tiempo”.
      SO Multiusuario.- Permite muchos usuarios al mismo tiempo. El SO debe
      garantizar que los requerimientos de los usuarios sean satisfechos de
      forma balanceada y que un problema con alguno no afecte la comunidad
      de usuarios. Un ejemplo de este tipo de SO es UNIX, VMS (Mainframe).
Software, definiciones y clasificaciones

       Las tareas del SO, caen en seis categorías:
          Administración del procesador (CPU)
          Administración de Memoria
          Administración de dispositivos
          Interfase de aplicaciones
          Interfase de usuario

      Software de PROGRAMACION
      El software de PROGRAMACION es un conjunto de herramientas que
      ayudan al programador a diseñar programas. El proceso de creación de
      un programa incluye una primera etapa donde se escriben las
      instrucciones siguiendo las reglas del lenguaje seleccionado. Para esta
      primera etapa se requiere un editor de texto. Luego se requiere verificar la
      sintaxis y posteriormente traducir el programa al lenguaje de maquina y
      finalmente se ejecuta el programa y se verifica si los resultados, este
      proceso lo hace el compilador. Si los resultados no son los esperados
      viene una etapa de edición del programa original y se repite el proceso
      hasta lograr los resultados correctos.
Software, definiciones y clasificaciones

       Software de PROGRAMACION
       Existen paquetes que integran todas estas herramientas y se les conoce
       como IDE (Integrated Development Environment). Este paquete contiene
       entre otras cosas un editor de texto, un compilador y/o interprete, un
       depurador, sistema de control de versiones.




      Software de APLICACION
      Permite al usuario final efectuar tareas especificas. Existe una gama muy
      amplia de aplicaciones que van desde juegos, procesadores de texto, de
      sonido, de imágenes, hojas de calculo, bases de datos y cada vez que se
      crea un producto nuevo se generan nuevos campos de aplicación y por lo
      tanto se crean miles de aplicaciones para esos productos.

								
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