PDF de programación - Tema 1. ¿Qué es un ordenador?

Tema 1. ¿Qué es un ordenador?

OBJETIVOS

El objetivo principal de este tema es presentar al alumno la herramienta que utilizaremos para
desarrollar y ejecutar aplicaciones de software: el ordenador.

Los ordenadores modernos son uno de los productos más importantes del siglo XXI, y, especial-
mente, de las tres últimas décadas. Son una herramienta esencial en muchas áreas: industria, go-
bierno, ciencia, educación, y prácticamente en casi todas las actividades de nuestra vida cotidiana.
El papel de los programas de ordenador es esencial; sin una lista de instrucciones a seguir el orde-
nador es una máquina inútil. Los lenguajes de programación nos permiten escribir estos programas
y comunicarnos con los ordenadores.

Este tema introduce al ordenador y a sus componentes, así como y a la metodología a seguir para
la resolución de problemas con ordenador.



CONTENIDOS



1. Concepto y antecedentes del ordenador
2. Evolución histórica de los ordenadores
3. Estructura básica de un ordenador
4. Componentes de un ordenador
5. El hardware
6. El software
7. Organización de la memoria principal
8. Un poco de humor: el ordenador, ¿masculino o femenino?


Bibliografía

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• Joyanes Aguilar, J. “Programación en C++. Algoritmos, estructuras de datos y Objetos”. Capítulo

1. Ed. McGraw-Hill.

• Pont, M.J. “Software Engineering with C++ and CASE Tools”. Capítulo 1. Ed. Addison-Wesley.



1. Concepto y antecedentes del ordenador
El ordenador ocupa un lugar sobresaliente en la sociedad moderna. Ha contribuido a muchos ade-
lantos científicos, industriales y comerciales. También se utiliza como medio de entretenimiento en
la sociedad, especialmente el hogar, tratamientos médicos, predicción del clima, exploración del
espacio, control del tráfico aéreo, cálculos científicos y otros numerosos campos del quehacer
humano.

El mundo de la alta tecnología nunca hubiera existido de no ser por el desarrollo del ordenador.
Toda la sociedad utiliza estas máquinas, en distintos tipos y tamaños, para el almacenamiento y
manipulación de datos. Han abierto una nueva era. En la fabricación gracias a las técnicas de au-
tomatización, y han permitido mejorar los sistemas modernos de comunicación. Son herramientas
esenciales prácticamente en todos los campos de investigación y en tecnología aplicada.

Pero, ¿qué es un ordenador? en sí un ordenador es un dispositivo electrónico. Un ordenador es un
dispositivo electrónico digital capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizando
cálculos sobre los datos numéricos, o bien compilando y correlacionando otros tipos de informa-

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¿Qué es un ordenador?

ción. El término digital hace referencia a que la información almacenada y procesada por el orde-
nador esta representada mediante códigos numéricos binarios formados por ceros y unos (0 y 1)
conocidos como bits. Lo más sorprendente de los ordenadores es que pueden realizar operaciones
complejas cuando sus circuitos electrónicos solo pueden comparar dos bits o cambiar un bit de 0 a
1. ¿Como es esto posible?, pues debido a las altas velocidades con que se ejecutan estas operacio-
nes sencillas.

El ordenador no solamente es una maquina que puede realizar procesos para darnos resultados,
sin que tengamos la noción exacta de las operaciones que realiza para llegar a esos resultados.
Con el ordenador, además, también podemos diseñar soluciones a la medida, de problemas especí-
ficos que se nos presenten. Mas aún, si estos involucran operaciones matemáticas complejas y/o
repetitivas, o requieren del manejo de un volumen muy grande de datos.

El diseño de soluciones a la medida de nuestros problemas, requiere como en otras disciplinas una
metodología que nos enseñe de manera gradual, la forma de llegar a estas soluciones.

A las soluciones creadas por ordenador se les conoce como programas y no son más que una se-
rie de operaciones que realiza el ordenador para llegar a un resultado, con un grupo de datos espe-
cíficos. En resumen:

Programa: Es el conjunto de instrucciones escritas de algún lenguaje de programa-
ción y que ejecutadas secuencialmente resuelven un problema especifico.

Para poder realizar programas, además de conocer la metodología mencionada, también debemos
de conocer, de manera específica las funciones que puede realizar el ordenador y las formas en
que se pueden manejar los elementos que hay en la misma.



2. Evolución histórica de los ordenadores

2.1. Calculadoras
Las calculadoras aparecieron ante la necesidad del hombre por realizar cálculos básicos, que le
permitían un mayor control sobre sus posesiones y sobre diferentes aspectos de la realidad que le
rodeaba.

La calculadora más antigua son las manos, a través de las cuales el hombre realiza sus primeros
cálculos. Pronto comienza a utilizar objetos de la naturaleza como trozos de madera y pequeñas
piedras, en latín Calculus, para realizar cálculos mas complicados. Pero para operaciones con nú-
meros grandes este método es limitado.

El paso siguiente es asignar un valor simbólico al objeto, hasta ahora el valor de un objeto era la
unidad, a partir de ahora un objeto puede significar 5, 10 o cualquier cantidad que se le asigne. Es-
to hace que aparezcan los primeros objetos creados con el único propósito de realizar cálculos.

El ábaco es un ejemplo de estos diseños, se compone de un marco de madera en el que hay tendi-
dos una serie de hilos o varillas. En cada uno de ellos se insertan una serie de cuentas que permi-
ten almacenar cantidades y realizar operaciones básicas de suma y resta.



Evolución histórica de los ordenadores



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Ábaco



2.2. Calculadoras mecánicas
En 1623, un alemán Schickard diseñó la primera calculadora que sumaba y restaba. Tuvo tan mala
suerte que el modelo fue destruido en un incendio. Es considerada como la primera calculadora
mecánica.

La calculadora que alcanzó mayor difusión fue la desarrollada por el filósofo Blaise Pascal, que a la
edad de 19 años desarrolló su Machina Aritmética. Años después creó la Pascaliana que podía reali-
zar sumas y restas. Esta calculadora estaba basada en una serie de engranajes y ruedas dentadas.
La base de las operaciones consistía en contar los dientes de un engranaje, al igual que un cuenta-
kilómetros.

Máquina de Pascal



En 1671, Gottfried Wilhelm Leibniz construye la primera máquina capaz de sumar, restar, multipli-
car y dividir. El mecanismo también era de engranajes. Las multiplicaciones se realizaban como
sumas sucesivas y las divisiones como restas sucesivas. Fue denominada Máquina Universal.

Estas no eran máquinas automáticas ya que requerían la intervención humana durante el proceso.

Al comienzo del siglo XIX el francés Joseph-Marie Jacquard, inventa un telar mecánico cuyos dise-
ños se reproducían gracias a una serie de tarjetas perforadas, las cuales permitían repetir el diseño
del dibujo en la tela siempre que se desease. Las tarjetas perforadas transmitían a la tejedora las
instrucciones necesarias para su funcionamiento.

Utilizando este procedimiento de tarjetas perforadas unido al anterior diseño de ruedas mecánicas,
Charles Babbage desarrolló en 1834 la Máquina Analítica. Esta máquina se proyectó con los tres
componentes básicos de un ordenador actual:

1. Una memoria

2. Una unidad de cálculo

3. Una unidad de control de las operaciones a través de tarjetas perforadas.

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¿Qué es un ordenador?

Máquina diferencial de Babbage



Era capaz de realizar cualquier cálculo y de almacenar programas, pero la máquina quedó incom-
pleta debido a la tecnología de la época.

En 1890 Herman Hollerith, crea una máquina para realizar el censo de EEUU. Esta máquina utiliza
un sistema electrónico para la lectura de las tarjetas perforadas y un sistema mecánico para calcu-
lar. En 1924 la compañía fundada por Hollerith cambia de nombre para denominarse "Internatio-
nal Business Machines" (IBM).

La aparición de la tecnología eléctrica permite la incorporación de relés, que son interruptores bina-
rios con dos posiciones, encendido y apagado.

¿Cómo es posible representar los números si los interruptores sólo tienen dos posiciones? En china
antiguamente ya se había utilizado un sistema binario de numeración que fue descrito por Leibniz
en el siglo XVII.

Calculadora de Leibniz



Este sistema consiste en utilizar dos dígitos para representar las cifras, comúnmente 1 y 0, así 0 =
Cero, 1= Uno, 10= dos, 11= Tres, 100= Cuatro, 101= Cinco, etcétera…

Es aquí importante destacar la aportación de la Lógica Algebraica de Boole, que reduce la lógica, y
en consecuencia las operaciones matemáticas, a combinaciones de elementos binarios (Boole utili-
za Verdadero y Falso, que corresponden a 1 y 0).

2.3. Computadoras
Las computadoras se diferencian de las calculadoras en que poseen un programa, el cual puede ser
modificado para que la máquina realice diferentes operaciones, mientras que las calculadoras se
limitan a un único propósito, o varios, pero ya prefijados a la hora de su fabricación.



Evolución histórica de los ordenadores



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Los ordenadores que han ido apareciendo desde los años 40 se han agrupado en 5 generaciones,
que se diferencian por sus componentes. Sin embargo la verdadera revolución de la informática no
llegó hasta la aparición de los microprocesadores.

2.3.1. Primera generación 1940-1960
En 1936 Turing desarrolla una teoría sobre el funcionamiento de calculadores binarios. Esta teoría
se ve plasmada en 1941 cuando el científico alemán Konrad Zuze construye la primera computado-
ra que funciona con relés eléctricos, se denominará Z3. Est