PDF de programación - Introducción a la Informática

Introducción a la

Informática

Contenidos

1.  Conceptos Básicos.
2.  Codificación de la Información.
3.  Componentes Hardware.
4.  Sistemas Operativos.


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1. Conceptos Básicos

!   La informática es la disciplina que estudia el tratamiento
incluyendo como

la

información,

automatizado de
aspectos más relevantes:
!   El diseño de ordenadores.
!   La programación de ordenadores.
!   El procesamiento de la información, destacando:

!   La resolución de problemas mediante algoritmos.
!   El estudio de los algoritmos en sí mismos.

!   INFORMÁTICA viene de INFORmación y autoMÁTICA.

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!  

!  

1. Conceptos Básicos

1.1 Definiciones

Informática:
!   Conjunto de conocimientos y técnicas que permiten recoger,

almacenar, organizar, tratar y transmitir datos mediante
ordenadores.

!   Conjunto de ciencias, técnicas y/o actividades que se dedican al

estudio, tratamiento, almacenamiento y transmisión de la
información por medios automáticos.

Información:
!   Comunicación o adquisición de conocimientos que permiten

ampliar o precisar los que se poseen sobre una materia
determinada.

!   Dato:

!   Representación de una información de manera adecuada para su

tratamiento por un ordenador.

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1. Conceptos Básicos

1.2 Procesamiento de la Información

!   El procesamiento automático de la información

lo lleva a cabo un Sistema de Información.

Información
de Entrada

Información
de Salida

Procesamiento
Sistema de
Información

Realimentación

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1.  Conceptos Básicos
1.3 Sistemas de Información

!   Un sistema de información está formado por

todos los elementos necesarios para el
tratamiento automático de la información:
!   Ordenador (Hardware): Conjunto de sistemas mecánicos y

electrónicos diseñado para la gestión automática de los datos y
que puede ser programado. Parte física que engloba a todos los
elementos tangibles del sistema.

!   Software: Conjunto de programas necesarios para manipular la

información.

!   Usuario: Es quien proporciona la información de entrada al

sistema, le indica qué operaciones quiere realizar, e interpreta los
resultados.

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2. Codificación de la Información
2.1 Conceptos Básicos de Codificación

!   La codificación es el proceso de representar símbolos o secuencias

de un alfabeto mediante los símbolos o secuencias de otro.

!   Para que la información pueda ser tratada de manera automática
mediante ordenadores, ésta debe estar representada de manera
adecuada.

!   Se emplea el sistema binario o sistema en base 2.
!   En nuestro caso: sistema decimal, alfabeto, Braile, Morse.
!   Un buen sistema de codificación es aquel que asigna a todo
símbolo del alfabeto a ser codificado el mismo número de símbolos
del alfabeto bajo el que se codifica.

!   Asignando secuencias de longitud fija se interpreta correctamente

la información evitando ambigüedades.

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2. Codificación de la Información
2.1 Conceptos Básicos de Codificación (II)

Alfabeto (código) Morse

H
I
J
K
L
M
N

· · · ·
· ·

· − − −
− · −
· − · ·
− −
− ·

Ñ
O
P
Q
R
S
T

· · − · ·
− − −
· − − ·
− − · −
· − ·
· · ·

· · −

· −
− · · ·
− · − ·
− · ·
·

· · − ·
− − ·

U
V
W
X
Y
Z


· · −
· · · −
· − −
− · · −
− · − −
− − · ·



A
B
C
D
E
F
G



“CONFIRMO ASISTENCIA”
La frase se escribe en Morse mediante esta secuencia de símbolos:
_ . _ . _ _ _ _ . . . _ . . . . _ . _ _ _ _ _
. _ . . . . . . . . . . _ . _ . _ . _ . . . . _


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2. Codificación de la Información
2.1 Conceptos Básicos de Codificación (III)

!   Sistema binario:

!   Codifica a base de unos y ceros. A cada unidad básica de información a

codificar le asigna secuencias de igual longitud de unos y ceros.
!   Ejemplo: Tabla ASCII (American Standard Code for Information

Interchange). A cada letra o símbolo le asigna una secuencia distinta de 7
cifras binarias.
(extendido a 8 cifras para incluir símbolos propios de cada idioma)

A
B
C
D
E
F
G

01000001
01000010
01000011
01000100
01000101
01000110
01000111

H
I
J
K
L
M
N

Código binario (ASCII)
01001000
01001001
01001010
01001011
01001100
01001101
01001110

Ñ
O
P
Q
R
S
T

10100101
01001111
01010000
01010001
01010010
01010011
01010100

U
V
W
X
Y
Z


01010101
01010110
01010111
01011000
01011001
01011010





“01000011 01001111 01001110 01000110 01001001 01010010 01001101 1001111
00100000 01000001 01010011 01001001 01010011 ...”

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2. Codificación de la Información

2.2 ¿Qué es un Bit?

!   Un bit (BInary digiT) es la unidad mínima de

información.

!   Puede representarse de forma numérica

mediante los valores 0 y 1.

!   Muy adecuado para ordenadores, puesto que
la electrónica distingue muy fácilmente entre
dos estados: paso/no paso de corriente,
encendido/apagado ...

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2. Codificación de la Información

2.3 Agrupaciones de Bits

!   Mediante la agrupación de bits es posible codificar

más información.

!   Con n bits pueden codificarse 2n valores diferentes.
!   Por tanto, en ASCII de 8 bits pueden codificarse 256

valores distintos.

!   Actualmente la mayoría de ordenadores codifican los

caracteres alfanuméricos mediante la tabla ASCII.
!   A la agrupación de 8 bits se le llama byte u octeto.

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2. Codificación de la Información

2.3 Agrupaciones de Bits (II)

!   La representación de los números enteros viene
dada por su codificación en base 2.
!   Pasar de decimal a binario: dividir por la base
(2).
!   Ejemplo: pasar el 11 a binario

!   Dividir 11 entre 2 ð 5
!   Dividir 5 entre 2 ð 2
!   Dividir 2 entre 2 ð 1
!   Dividir 1 entre 2 ð 0

(resto 1)
(resto 1)
(resto 0)
(resto 1)

!   Coger los restos en orden inverso: 1011

10001110
!   EJERCICIO: Convertir a binario 23, 142, 1000.

10111

1111101000

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2. Codificación de la Información

2.3 Agrupaciones de Bits (III)

!   Pasar de binario a decimal:
...

2
1

2

0



x
i

i

2

110101
53
11111111
255
10001001 137

n

+

x
1

++

xN
=
=
0
!   N : número expresado en base decimal
!   xi : dígitos del número expresados en base 2

∑

2

x

n

i

0

=

n



!   Ejemplo: Pasar 1011 a decimal.


1 × 20 + 1 × 21 + 0 × 22 + 1 × 23 = 11

!   A veces se utiliza un bit para el signo (positivo o negativo)

lo que disminuye el rango de valores representables.
!   Ejemplo: Con un byte se pueden representar los números [0,255], o si se usa

un bit para el signo los números [-127,-0] ∪ [0,127], o mediante
complemento a 2 los números [-128, 127].

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2. Codificación de la Información

2.3 Agrupaciones de Bits (IV)
!   Representación de números reales:

!   Se utiliza la representación exponencial, en coma flotante,

o formato científico.

!   Ejemplo. 23.6 se expresa como 0.236e2.
!   La representación binaria de los números reales consiste
en utilizar una cierta cantidad de bits para representar la
mantisa (0.236) y otra cierta cantidad para representar el
exponente (2).


!   Ejercicio: Representar el número 9.81 con 3 bytes para la

mantisa y 1 byte para el exponente.

9.81 = 0.981e1 è 00000000 00000011 11010101 00000001

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2. Codificación de la Información

2.4 Tipos de Información

!   Analógica: Es la información en estado natural,
tal cual la percibimos en el mundo real por
nuestros sentidos. Los datos en modo analógico
disponen de precisión infinita. Ejemplo: Una
fotografía, un libro, una carta, ondas sonoras,
lumínicas, etc.

!   Digital: Es la información codificada en binario,
es decir, secuencias de unos y ceros a las que
atribuimos significados o valores.

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2. Codificación de la Información

2.6 Ocupación de la Información

!   1 byte = 8 bits
!   1 Kilobyte = 1024 bytes
!   1 Megabyte = 1024 Kbytes
!   1 Gigabyte = 1024 Mbytes
!   1 Terabyte = 1024 Gbytes

= 210 bytes
= 220 bytes
= 230 bytes
= 240 bytes

Tipo de información

Cantidad

Texto simple
Sonido de baja calidad
Sonido de alta calidad
Imagen en color
Vídeo en movimiento



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1.14 Mbyte
10.07 Mbytes
468.75 Kbytes
13.7 Mbytes

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3. Componentes Hardware

!   Un ordenador se compone de:

1. Sistema Central

!   Unidad Central de Proceso (CPU). Encargada de ejecutar los

programas instrucción tras instrucción.

!   Memoria Central (MC). Encargada de almacenar tanto los programas

como los datos (la información).

2. Unidades de Entrada y Salida (E/S)

!   Dispositivos de comunicación con el exterior. Típicamente para

interactuar con los usuarios (teclado, ratón, pantalla, impresora, …).

!   Dispositivos de almacenamiento de la información de manera

permanente (discos duros y flexibles, CD-ROM, DVD, …).

3. Buses de Interconexión

!   Medios de comunicación entre los diferentes componentes.

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3. Componentes Hardware

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3. Componentes Hardware

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3.1 Sistema Central

3.1.1 Unidad Central de Proceso

!   La Unidad Central de Proceso (CPU) se compone de

Reloj, Unidad de Control (UC), Unidad Aritmético
Lógica (UAL) y Registros.

1. Reloj

!   Es el generador de las señales temporizadas que marcan las
fases en la ejecución de una instrucción dentro del procesador.
!   El periodo de la señal producida por el reloj se denomina ciclo,

y se mide en Hertzios (Hz).

!   El procesador efectúa acciones que tienen una duración

expresada en múltiplos de ciclos de reloj.

!   Cada instrucción necesita un número de ciclos diferente.

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3.1 Sistema Central

3.1.1 Unidad Central de Proceso

2. Unidad de Control (UC)

!   Extrae de la MC las inst