PDF de programación - TEMA 2: Soporte lógico de los ordenadores

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Actualizado el 23 de Abril del 2018 (Publicado el 1 de Junio del 2017)
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Tema 2

Soporte Lógico de los

Ordenadores

Índice
  Motivación
  Representación interna de la

información

  Almacenamiento de datos: Importancia

de las BD

  Principios de Sistemas Operativos
  Otras Aplicaciones

Motivación
  Software: Conjunto de programas que

dirigen el funcionamiento de un
ordenador.

  Soporte Lógico = Software

  Datos-> Ordenador->Información

Representación de la
Información: Índice
  Representación interna de los datos:

caracteres, números enteros, números
reales, datos lógicos, imágenes y
sonidos, códigos intermedios.
  Representación interna de las

instrucciones.

Representación de la
información: Introducción
  Un ordenador sólo distingue entre dos

estados: 0 y 1 (un bit)

  0=No hay electricidad, 1=hay

electricidad

  Sólo podemos trabajar con bits.
  Código: forma que toma la información

que se intercambia.

Representación de la
información: Codificación
  Ejemplos codificaciones:

• Persona-> DNI
• Coche -> Matrícula
• Morse

  ¿Bits Necesarios para 27 símbolos?

  Código Binario: ceros y unos
  Capacidad de representación:

• Digital 10n
• Binario 2n

Codificación caracteres (1)
  Necesitamos representar:
• Alfabeto (a,b,..,z,A,B,…,Z)
• Números (0,1,2,…,9)
• Caracteres de control: Espacio, escape, …
• Símbolos: (,),=,/,&,%, ….

  Alfanuméricos= Alfabeto+Números
  Codificación ASCII: 8 bits (7 + 1)

Codificación caracteres (2)
  Código ASCII (American Standard Code

for Information Interchange — Código
Estadounidense Estándar para el
Intercambio de Información)

  ASCII 7+1 bits

Codificación caracteres (3)
  7 bits para caracteres. 27=128
  1 bit detección de errores (código

redundante)
  Paridad par:
• 0= número par de unos
• 1= número impar de unos
• 0= número impar de unos
• 1= número par de unos

  Paridad impar:

Codificación caracteres (3)

Tipos codificación caracteres
  ASCII: 7+1 bits, representa abecedario inglés.
  ASCII extendido: 8 bits, uno para cada un

conjunto de lenguas.

  Unicode: asigna código único a cada carácter

para todos los lenguajes.

  UTF-8: Unicode Trasformation Format, 8 bits

variable. Representa cualquier carácter
Unicode. Longitud variable. Incluye ASCII 7
bits.

ASCII Extendido

Codificación enteros (1)
  ¿Caracteres ASCII para representar enteros?
  Mayor consumo de memoria:

• 10 números:

• 100 números:

• 1 carácter ASCII (8 bits)
• 4 bits (24=16>10>23=8)
• 2 caracteres ASCII (16 bits)
• 7 bits (27=128>100>26=64)

  ALU Trabaja con número binarios

Codificación enteros (2)
  Sistemas de numeración:

• Binaria: 0 ó 1 (Base 2)
• Octal; 0,1,2,3,4,5,6 ó 7 (Base 8)
• Decimal: 0,1,2,3,4,5,6,7,8 ó 9 (Base 10)
• Hexadecimal: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B,
C, D, E, F (Base 16)

  Base = Número de dígitos

Codificación enteros (3)
 Pasar a decimal:
• i= posición dígito
• di= dígito i-esimo
• b= base

=0i
• 255)10=5*100 +5*101+2*102= 255)10
• 255)8=5*80+5*81+2*82 = 173)10
• 11010)2=0*20+1*21+0*22+1*23+1*24 = 26)10



i

i bd x



Codificación enteros (4)
  Para pasar un número decimal a número

en base b.

  Dividir el número sucesivamente por b
hasta que el número sea menor que b

  El número está formado

por los restos y por el
último cociente: Primero
el cociente y luego los
restos (últimos primero)

Codificación enteros (5)
  Números negativos: Bit de (0=positivo,

1=negativo).

  Números negativos implican Números más

pequeños

  7 bits 27=máximo 128 (-128..0..127)
  8 bits 28=máximo 256 (0….256)
  Tamaños usados: 2 bytes, 4 bytes, 8

bytes.

Codificación reales (1)
  Números reales son números con

  Notación científica (normalizada):

decimales
• Signo: positivos y negativos
• Mantisa: cifras que componen el número
• Exponente: potencia de 10 asociada

  Representación:1 bit de signo + Mantisa +

Exponente (como números enteros en
binario)

Codificación reales (2)
  Ejemplos:

  Tamaños usados:

• 23.4=0.234 x 102= (+,234,2)=0-11101010-010
• -0.0076=-0.76 x 10-2= (-,76,-2)= 1-1001100-110
• 15=0.15 x 102 =(+,15,2)=0-1111-010
• Simple precisión:1bit signo + 23bit mantisa +
8bit exponente (4 bytes)
• Doble precisión:1bit signo + 52bit mantisa +
11bit exponente (8 bytes)

Codificación lógicos
  Valores lógicos: Verdadero(1) o Falso(0) [1

bit]

  Uso muy común: ¿Número mayor?¿se ha

pulsado una tecla?¿ha recibido
correctamente un byte?

  AND (Y lógico): ¿Se ha pulsado ALT y F4?
  OR (O lógico): ¿Se ha escogido opción salir

o se ha pinchado la x?

  NOT (Negación): Not F=V, Not V=F. Ej.: Si

no se ha pulsado Enter ….

Codificación Imágenes
 Cabecera:

 Más bits implican colores más precisos

• Tamaño en píxeles (puntos): Ancho y alto
• Color o blanco y negro.
• Transparencias. Formato. Compresión, etc.
• Rojo, Verde y Azul (RGB=Red, Green, Blue)
• Nivel de gris

 Puntos:

Codificación Sonido (1)
  Sonido es una onda continúa. Frecuencias.
  Se toman muestras y se convierten en

números.

  Más muestras y más bits, mayor calidad de

sonido.

  También tiene una cabecera indicando

formato de sonido, muestras por segundo,
calidad de cada muestra, etc.

Codificación Sonido (2)

Codificación Sonido (3)

Códigos intermedios: Octal
  El código octal permite utilizar los dígitos

entre 0 y 7

  Binario es 21= 2 Dígitos (0 y 1), octal 23= 8

Dígitos (0,1,2,3,4,5,6 y 7).

  Cada dígito en octal se corresponde a 3

dígitos binarios
  25)8=010101)2

Códigos intermedios:
Hexadecimal
  El código Hexadecimal permite

usar 16 dígitos:
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
  Cada dígito Hexadecimal (24=
16) se corresponde a 4 dígitos
binarios (21= 2)

  25)16=00100101)2

Representación interna
instrucciones
  Un programa se compone de

instrucciones.

  Se representan mediante 0’s y 1s. Código

binario o Código máquina.

  Cada codificación depende del

procesador.

  Las instrucciones deben ser sencillas.
Por ejemplo, suma A,B y no Dibuja una
casa.

Tipos de instrucciones (1)
 Instrucciones de transferencia:

Mover los datos de un sitio a otro.

 Instrucciones de tratamiento de
datos: Operaciones Aritmético-
Lógicas

 Instrucciones de control: Permiten

saltar el orden secuencial de un
programa.

Tipos de instrucciones (2)

Partes de una instrucción
 Código de operación: Codifican una

instrucción determinada.

 Argumentos: Datos de la instrucción:

Pueden ser:
• Direcciones de memoria con datos.
• Datos a usar directamente.
• Direcciones de memoria con la siguiente
instrucción.

Problemas del código máquina
Código máquina, código binario o

lenguaje de bajo nivel.

 Secuencia de ceros y unos.
 Dependiente del procesador.
 Incomprensibles.
 Realización de tareas complejas

supone un gran esfuerzo.

Lenguajes alto nivel y bajo nivel
Si(nota>=5)entonces
nota=aprobado
Sino
nota=suspenso
Escribe(nota)

Mueve M[22], R1
Mueve 5,R2
Compara R1,R2
SaltaMenor M[10]
Mueve M[30],x41
Mueve M[31],x70
Mueve M[32],x72
Mueve M[33],x6F, etc.

Lenguajes de alto nivel (1)
  Más fáciles de entender.
  Más compatibles.
  Operaciones más complejas.
  Necesidad de un Traductor que pase de
lenguaje de alto nivel a código máquinas:
• Compilador: Se hace la conversión una vez de forma
completa
• Intérprete: Se hace la conversión cada vez que se
llama, sentencia a sentencia.

Lenguajes de alto nivel (2)
  Ejemplos: Java (Interpretado), C

(Compilado), C++(Compilado), C#
(Interpretado), Pascal(Compilado), PHP
(Interpretado), Perl (Interpretado) ,
JavaScript (Interpretado), Basic
(Interpretado), Cobol(compilado),
Fortran(Compilado)

Entornos de programación
  Editor de texto
  Compilador/traductor
  Depurador
  Sistemas de ayuda
  Herramientas varias (generación de

documentación, generación de
interfaces de usuario, etc.)

Almacenamiento de datos
  El usuario decide como guardar sus

datos

  Archivo o fichero es la unidad elemental

de almacenamiento.

  Carpetas o directorios son agrupaciones

de archivos y/o carpetas.

Almacenamiento de datos (2)
  Ordenar datos en
registros y, dentro,
por campos

  Por ejemplo, cada registro es un alumno y
dentro de cada campo guardamos datos de
ese alumno: nombre, apellidos, teléfono,
foto, etc.
 Hacer un programa para añadir, borrar,
modificar alumnos o sacar listados.

Importancia de la Bases de
Datos
  Datos de universidad, matrículas,

asignaturas matriculadas, asignaturas
impartidas, profesores, cursos,
nóminas… ¿Hacer más programas?.

  Utilización de programas para gestión de

Bases de Datos: facilitan la
construcción, almacenamiento, gestión y
utilización de las BD.

Importancia de la Bases de
Datos (2)
  Almacenamiento de la información usando
tablas (ficheros), compuestas por tuplas
(registros) y éstas compuestas por
atributos (campos). Relaciones como
tablas.

  Consultas: Permiten recuperar la

información fácilmente.

  Formularios: Permiten gestionar fácilmente

los datos.
  Informes.

Principios de Sistemas
Operativos
Conjunto de programas con los
siguientes objetivos principales:

  Facilitar al usuario y aplicaciones el uso

del hardware

  Gestionar los recursos eficientemente

entre usuarios y programas

Tareas del Sistema Operativo (1)
  Uso del procesador: todo programa

necesita pasar por la CPU para
funcionar.

  Gestión de memoria principal: Repartir

los programas en memoria principal.

  Gestión de los dispositivos de

almacenamiento masivo (sistema de
ficheros)

Tareas del Sistema Operativo (2)
  Control y comunicación con los periféricos.

Necesidad de Controladores (drivers).
  Protección de los recursos: (memoria,
CPU, sistema de ficheros, acceso a los
periféricos, etc.)

  Interfaz de usuario: Uso fácil, transp
  • Links de descarga
http://lwp-l.com/pdf3864

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