PDF de programación - Apuntes de Fundamentos de Programación

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(Unidad 1)
Algoritmos y
Programas

(1.1) computadora y sistema operativo

(1.1.1) computadora

Según la RAE (Real Academia de la lengua española), una computadora es una
máquina electrónica, analógica o digital, dotada de una memoria de gran
capacidad y de métodos de tratamiento de la información, capaz de resolver
problemas matemáticos y lógicos mediante la utilización automática de
programas informáticos.

Sin duda esta máquina es la responsable de toda una revolución que está
cambiando el panorama económico, social e incluso cultural. Debido a la
importancia y al difícil manejo de estas máquinas, aparece la informática como la
ciencia orientada al proceso de información mediante el uso de computadoras.

Una computadora consta de diversos componentes entre los que sobresale el
procesador, el componente que es capaz de realizar las tareas que se requieren
al ordenador o computadora. En realidad un procesador sólo es capaz de realizar
tareas sencillas como:

♦ Operaciones aritméticas simples: suma, resta, multiplicación y división
♦ Operaciones de comparación entre valores
♦ Almacenamiento de datos

Algunos de los componentes destacables de un ordenador son:

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Fundamentos de programación
(Unidad 2) Metodología de la programación



Unidades de

almacenamiento

Periféricos de

entrada

CPU

(Unidad central de proceso)

Periféricos de

salida

Otros

dispositivos



Ilustración 1, componentes de un ordenador desde un punto de
vista lógico

Este desglose de los componentes del ordenador es el que interesa a los
programadores. Pero desde un punto de vista más físico, hay otros componentes
a señalar:

♦ Procesador. Núcleo digital en el que reside la CPU del ordenador. Es la
parte fundamental del ordenador, la encargada de realizar todas las
tareas.

♦ Placa base. Circuito interno al que se conectan todos los componentes

del ordenador, incluido el procesador.

♦ Memoria RAM. Memoria interna formada por un circuito digital que está
conectado mediante tarjetas a la placa base. Su contenido se evapora
cuando se desconecta al ordenador. Lo que se almacena no es
permanente.

♦ Memoria caché. Memoria ultrarrápida de características similares a la
RAM, pero de velocidad mucho más elevada por lo que se utiliza para
almacenar los últimos datos utilizados.

♦ Periféricos. Aparatos conectados al ordenador mediante tarjetas o
ranuras de expansión (también llamados puertos). Los hay de entrada
(introducen datos en el ordenador: teclado, ratón, escáner,...), de salida
(muestran datos desde el ordenador: pantalla, impresora, altavoces,...) e
incluso de entrada/salida (módem, tarjeta de red).

♦ Unidades de almacenamiento. En realidad son periféricos, pero que
sirven para almacenar de forma permanente los datos que se deseen del
ordenador. Los principales son el disco duro (unidad de gran tamaño
interna al ordenador), la disquetera (unidad de baja capacidad y muy
lenta, ya en desuso), el CD-ROM y el DVD.

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1er Curso de Administración de Sistemas Informáticos
Autor: Jorge Sánchez – www.jorgesanchez.net

(1.1.2) hardware y software

hardware

Se trata de todos los componentes físicos que forman parte de un ordenador:
procesador, RAM, impresora, teclado, ratón,...

software

Se trata de la parte conceptual del ordenador. Es decir los datos y aplicaciones
que maneja y que permiten un grado de abstracción mayor. Cualquier cosa que
se pueda almacenar en una unidad de almacenamiento es software (la propia
unidad sería hardware).
(1.1.3) Sistema Operativo

Se trata del software (programa) encargado de gestionar el ordenador. Es la
aplicación que oculta la física real del ordenador para mostrarnos un interfaz que
permita al usuario un mejor y más fácil manejo de la computadora.

funciones del Sistema Operativo

Las principales funciones que desempeña un Sistema Operativo son:

♦ Permitir al usuario comunicarse con el ordenador. A través de comandos

o a través de una interfaz gráfica.

♦ Coordinar y manipular el hardware de la computadora: memoria,

impresoras, unidades de disco, el teclado,...

♦ Proporcionar herramientas para organizar los datos de manera lógica

(carpetas, archivos,...)

♦ Proporcionar herramientas para organizar las aplicaciones instaladas.
♦ Gestionar el acceso a redes
♦ Gestionar los errores de hardware y la pérdida de datos.
♦ Servir de base para

la creación de aplicaciones, proporcionando

funciones que faciliten la tarea a los programadores.

♦ Administrar la configuración de los usuarios.
♦ Proporcionar herramientas para controlar la seguridad del sistema.

algunos sistemas operativos

♦ Windows. A día de hoy el Sistema Operativo más popular (instalado en el
95% de computadoras del mundo). Es un software propiedad de Microsoft
por el que hay que pagar por cada licencia de uso.

(7)

Fundamentos de programación
(Unidad 2) Metodología de la programación



Ilustración 2, Versiones actuales de Windows



♦ Linux. Sistema operativo de código abierto. Posee numerosas
distribuciones (muchas de ellas gratuitas) y software adaptado para él
(aunque sólo el 15% de ordenadores tiene instalado algún sistema Linux).
Fundamentalmente su éxito está en grandes máquinas o servidores.
Actualmente las distribuciones Linux más conocidas son: Red Hat,
Fedora (versión gratuita de Red Hat), Debian, Ubuntu (variante de
Debian de libre distribución), Mandriva y SUSE.

♦ MacOs. Sistema operativo de los ordenadores MacIntosh.
♦ Unix. Sistema operativo muy robusto para gestionar redes de todos los
tamaños. Actualmente en desuso debido al uso de Linux (que está
basado en Unix), aunque sigue siendo muy utilizado para gestionar
grandes redes (el soporte sigue siendo una de las razones para que se
siga utilizando)

♦ Solaris. Versión de Unix para sistemas Sun.

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1er Curso de Administración de Sistemas Informáticos
Autor: Jorge Sánchez – www.jorgesanchez.net

(1.2) codificación de la información

(1.2.1) introducción

Sin duda una de las informaciones que más a menudo un ordenador tiene que
manipular son los números. Pero también el ordenador necesita codificar otro tipo
de información, como por ejemplo caracteres, imágenes, sonidos,...

EL problema es que para el ordenador toda la información debe estar en
formato binario (unos y ceros). Por ello se necesita traducir todos los datos a ese
formato.

(1.2.2) sistemas numéricos

En general, a lo largo de la historia han existido numerosos sistemas de
numeración. Cada cultura o civilización se ha servido en la antigüedad de los
sistemas que ha considerado más pertinentes. Para simplificar, dividiremos a
todos los sistemas en dos tipos:

♦ Sistemas no posicionales. En ellos se utilizan símbolos cuyo valor
numérico es siempre el mismo independientemente de donde se sitúen.
Es lo que ocurre con la numeración romana. En esta numeración el
símbolo I significa siempre uno independientemente de su posición.

♦ Sistemas posicionales. En ellos los símbolos numéricos cambian de
valor en función de la posición que ocupen. Es el caso de nuestra
numeración, el símbolo 2, en la cifra 12 vale 2; mientras que en la cifra 21
vale veinte.

La historia ha demostrado que los sistemas posicionales son mucho mejores para
los cálculos matemáticos por lo que han retirado a los no posicionales. La razón:
las operaciones matemáticas son más sencillas utilizando sistemas posicionales.
Todos los sistemas posicionales tienen una base, que es el número total de
símbolos que utiliza el sistema. En el caso de la numeración decimal la base es
10; en el sistema binario es 2.

El Teorema Fundamental de la Numeración permite saber el valor decimal

que tiene cualquier número en cualquier base. Dicho teorema utiliza la fórmula:

...+ X3·B3 + X2·B2 + X1·B1 + X0·B0 + X-1·B-1 + X-2·B-
2+...

Donde:

♦ Xi Es el símbolo que se encuentra en la posición número i del número que
se está convirtiendo. Teniendo en cuenta que la posición de las unidades
es la posición 0 (la posición -1 sería la del primer decimal)

♦ B Es la base del sistemas que se utiliza para representar al número

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Fundamentos de programación
(Unidad 2) Metodología de la programación



Por ejemplo si tenemos el número 153,6 utilizando e sistema octal (base ocho), el
paso a decimal se haría:

1·82 + 5·81 + 3·80 + 6·8-1 = 64 + 40 + 3 + 6/8 = 107,75

(1.2.3) sistema binario

introducción

Los números binarios son los que utilizan las computadoras para almacenar
información. Debido a ello hay términos informáticos que se refieren al sistema
binario y que se utilizan continuamente. Son:

♦ BIT (de Binary diGIT). Se trata de un dígito binario, el número binario

1001 tiene cuatro BITS.

♦ Byte. Es el conjunto de 8 BITS.
♦ Kilobyte. Son 1024 bytes.
♦ Megabyte. Son 1024 Kilobytes.
♦ Gigabyte. Son 1024 Megabytes.
♦ Terabyte. Son 1024 Gigabytes.
♦ Petabyte. Son 1024 Terabytes.

conversión binario a decimal

Utilizando el teorema fundamental de la numeración, por ejemplo para el número
binario 10011011011 el paso sería (los ceros se han ignorado):

1·210 + 1·27 + 1·26 + 1·24 + 1·23+ 1·21+ 1·20 = 1243

conversión decimal a binario

El método más utilizado es ir haciendo divisiones sucesivas entre dos. Los restos
son las cifras binarias. Por ejemplo para pasar el 39:

39:2 = 19 rest