PDF de programación - Manual de Ordenadores

ordenadores / computadores

Información
Anlógico vs. Digital
Ordenadores Electrónicos digitales
Funcionamiento y Estructura de un
Ordenador
Programas
Sistema Informático
Hª: Generaciones de Computadores

introducción

¿qué hace un ordenador?

Sumar millones de números en menos de un
segundo
Ganar al campeón del mundo de ajedrez
Dirigir un satélite hacia su objetivo
Reservarnos un asiento de avión
Tocar una canción
Corregirnos el trabajo de lengua
Mandar un email
Diseñar la Estación Espacial
etc, etc.....

¿Por qué nace el ordenador?

➡ Nos ayuda a calcular de forma artificial: sin

aburrirnos, sin cansarnos y con mayor rapidez y
fiabilidad.

➡ Nos preguntamos qué cosas podemos calcular y

cuánto podemos calcular.

➡ Nos ayuda a saber lo que se puede saber y lo que no

podemos saber del mundo

➡ Investigamos qué es la inteligencia y qué es la mente
➡ Intentamos conocer cómo funciona nuestro cerebro y

copiarlo construyendo una inteligencia artificial

el término “informática”

➡ Un Computador u Ordenador

proporciona información de forma
automática.

información

automática

INFORMÁTICA

INFORMACIÓN

información

Podemos recoger datos de algo sucediendo a lo largo del tiempo. P.ejm.
podemos recoger las velocidades de un coche a lo largo de un día. El conjunto
de datos recogidos de este suceso es información.

UN MENSAJE es un trozo de información e x p re s ad a y g ra b ad a e n u n s o p o r te
fís ic o (CD, c i n t a de c a s e te , p a p e l , e tc, e tc . . ). Cuantos más mensajes produce un
suceso más información aporta.

La CANTIDAD DE INFORMACIÓN en un suceso está ligada al número de
mensajes distintos que es necesario distinguir. Es decir, para distinguir a una
persona entre 100 necesitamos más información que para distinguirla
entre 4.

EL BIT es la unidad de información:

nºBits = log (número de mensajes)

2

mensajes analógicos y

digitales

Tª Horno

o

o

24

horas

24

......

MENSAJE ANALÓGICO

El termómetro CONTÍNUAMENTE
marca temperaturas (magnitud
física)

El mercurio sube o baja al igual que la
tª que mide

La cantidad de tª se conoce en cada
momento viendo su valor en la escala

La evolución de la altura del mercurio
lleva un mensaje contínuo que nos da
información contínua sobre el suceso
del horno

Mediciones del termómetro

mensaje analógico

Informática: Información automática.

MENSAJE ANALÓGICO: representa información que tiene que ver con
una cantidad que va variando continuamente en el tiempo; el aspecto del
mensaje es análogo (similar) a la cantidad que representa

P. ej.: un termómetro alcanza mayor o menor altura dependiendo de la
temperatura, variando de forma análoga a como lo hace ésta a lo largo
del día y nos lo muestra en cualquier instante.

La información del mensaje es contínua o analógica.

Esta cantidad física (altura del mercurio) está llevando un mensaje
continuo que toma cualquier valor dentro de un margen de
funcionamiento y que puede variar en cualquier momento.

mensajes analógicos y

digitales

Tª Horno

24

horas

o

1

o

2

3

24

Cada valor de tª será una
combinación de las 3“bolas”

1
2
3

MENSAJE DIGITAL

Queremos representar cada valor de
tª con una combinación distinta de 3
bolas.

En total podemos generar 3
combinaciones distintas

Con tres combinaciones SOLO podemos
“etiquetar” 3 tªs distintas: en los
momentos 1, 2, 3.

El mensaje es DISCONTINUO o discreto,
porque no tenemos cotínuamente una
combinación para cada tª

La sucesión de las combinaciones lleva
un mensaje discreto que nos da
información discreta sobre la tª del
horno

Si en vez de combinar “bolas”
combinamos nºs hablamos de
MENSAJE DIGITAL

mensaje digital

MENSAJE DIGITAL: se forma al ir tomando distintas secuencias de
elementos (bolas, marcas, números, letras,etc) combinados para indicar
cuál es el valor de algo en un momento.

El número de elementos es FINITO, hay un número máximo de
combinaciones que se pueden formar con ellos. Por tanto no podemos
tener información de forma contínua para ello deber haber infinitos
elementos.

Cada combinación de estos elementos representa cómo está ese “algo” (tª
de un horno, velocidad de un coche, etc..) nos da información sobre él

P. ejem: tenemos 3 colores para representar la temperatura del día, azul,
verde y rojo, si vamos midiendo la tª en distintos momentos del día en
algunos casos será azul, en otros rojo, etc. Con tres colores la idea de qué
tª hace es muy imprecisa, si tuviéramos 6 colóres seria más precisa y si
consiguiéramos manejar infinitos colores sería totalmente precisa.

De esta forma se construye un mensaje discontínuo o discreto que porta
un número finito de valores de un suceso.

digitalización

INFORMACIÓN DIGITAL O NUMÉRICA:

Si en un mensaje discreto los elementos que se combinan
son números o dígitos, entonces hablamos de información
numérica o digital.

Cualquier mensaje discreto puede convertirse en digital y
además.....

...cualquier mensaje analógico tiene un equivalente
digital con un cierto grado de error. Esto es DIGITALIZAR
LA INFORMACIÓN (p.ej. un escaner, una webcam, etc,
pasan inf. analógica a digital)

De esta forma cualquier mensaje puede representarse en
forma digital.

convertir lo analógico

en digital

¿cuántos BITS ?4colores102001005015075125KmhVelocímetroConversorA/DPanel Lucesde 0 a 50 km/h: AZLde 51a 90 km/h: Vde 90 a 120 km/h: Ade 120 a 200 Km/: R¿cuántos BITS ?200as Velocidades I= log 200 2I= log 4 2analógicodigital7,5 BITS DEinfom2 BITS DEinfom ¡¡¡ Se reduce lacantidad deinformación !!!!Realizado por: Prof. FCo. Javier G. Bravo. EN-06Para contar hasta 200necesito al menos 7, 5bitsPara contar hasta 4necesito al menos 2 bits ordenadores
analógicos
y digitales

el principio analógico y

el principio digital

Los ordenadores son máquinas de calcular y por tanto manejan
cantidades.

Una cantidad puede representase de dos formas:

a. ANALÓGICA

b. DIGITAL

el principio analógico

ANALÓGICA: representamos cantidades por medio de magnitudes físicas. Una
corriente eléctrica, un voltaje, un número de vueltas, etc. Las sumas,
multiplicaciones, etc. con números se realizan con aparatos que funcionan con
esas magnitudes físicas. Podemos multiplicar y sumar corrientes con
resistencias, por ejemplo y al final tenemos el resultado en forma de corriente.

Problemas:

Los aparatos son muy sensibles a perturbaciones externas (ruido)

La precisión del número que se representan depende de la precisión del
dispositivo (que es baja)

Si la máquina tiene muchos dispositivos los errores (el ruido) se van
acumulando vertiginosamente en cada operación.

el principio digital

DIGITAL: representamos cantidades mediante dígitos, como cuando
hacemos cálculos en un papel expresando las cantidades en el sistema
decimal. Las operaciones ser realizan utilizando las reglas de la
multiplicación, las tablas de multiplicar, etc.

Ventajas:

Los aparatos no son sensibles a perturbaciones externas (ruido)

La precisión del número que representan depende del número de
dígitos que utilicemos.

Funcionamiento
de un ordenador

idea básica del

calculo artificial

Necesitamos, construir una máquina calcule por

nosotros. Pensemos en algo así:

Necesitamos un
medio / aparato
de Información

de Entrada

?

Necesitamos un
medio / aparato

que procese y almacene
estos datos de entrada

Necesitamos un
medio / aparato
de los Resultados

de Salida

5
0
0
2

.

o
v
a
r
b

.



g
r
e
i
v
a

j

.

o
c
F

idea básica del

calculo artificial

Dentro, podemos

tener, chips y circuitos

integrados....

...o cuentas en el alambre

de un ábaco...

?

... todo va a depender de la velocidad, el
consumo y la disipación de energía, la

estética, las piezas que tengamos a mano y lo

que nos cueste

5
0
0
2

.

o
v
a
r
b

.



g
r
e
i
v
a

j

.

o
c
F

Porque con mi
calculadora
para los
exámenes no
es que no
pueda hacer
aterrizar el
“Challenger”,
lo que ocurre
es que me
haría viejo
antes de que
lo consiguiera

idea básica del

calculo artificial
Pero además Necesitamos, que nuestra

máquina para convertirse en un ordenador:

* sepa en cada momento qué debe hacer:

ES DECIR QUE ESTÉ PROGRAMADA

* lo haga por sí misma:

! QUE SEA AUTOMÁTICA

* que podamos cambiar fácilmente el problema que
debe resolver:

QUE SEA RE-PROGRAMABLE

5
0
0
2

.

o
v
a
r
b

.



g
r
e
i
v
a

j

.

o
c
F

!
el símil de la cocina....

*El proceso en cómo calcula una máquina de cálculo es
análogo al proceso de cocinar una comida:


1. Necesito una RECETA DE COCINA el PROGRAMA
2. Necesito una cazuela: La MÁQUINA
3. Además necesito un plato para traer los

ingredientes(DATOS) y otro donde servirlos: los
DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA DE DATOS.

4. Por último necesito una fuente de calor para que se

haga la comida: La ENERGÍA para mover la máquina.

**. Quizas necesite algún recipiente para ir guardando

los ingredientes cocinados: La MEMORIA

5
0
0
2

.

o
v
a
r
b

.



g
r
e
i
v
a

j

.

o
c
F

!
!
!
!
arquitectura de

von neuman

Entrada de datos

1. Almacena Datos e

Instrucciones

1. Toma secuencialmente las
instrucciones de la Memoria

2.Las interpreta
3. Las ejecuta

Salida de Datos

5
0
0
2

.

o
v
a
r
b

.



g
r
e
i
v
a

j

.

o
c
F

UnidadEntradaUnidadSalidaMicroProcesadorCPUUnidadControlUnidadAritmético-LógicaMemoria Interna arquitectura actual

Control Manual: on/off, reset, intro datos y órdenes

Datos

Programas

Resultados
Calculados

Disp
Entr.

unidad
control

Disp.
Salida

Unidad
Aritmético
Lógica

Memoria
Principal

Memoria
Secund.

5
0
0
2

.

o
v
a
r
b

.



g
r
e
i
v
a

j

.

o
c
F

Componentes de un

ordenador

Componente del Ordenador

Unidad Aritmético y Lógica

(ALU)

Memoria Principal

(interna)

Memoria Secundaria

(externa)

Unidad de Control

(UC)

Dispositivos de
Entrada / Salida

Dispositivo de Control Manual

Función

* Realiza operaciones con los datos escritos en

código