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Introducción a la Computación.

• Definición de los términos básicos.
• Computación, Programas, Software, Hardware.
• Mainframe, minicomputadores, microcomputadores.
• Computadores analógicos, digitales, híbridos.
• Lenguaje de maquina, de programación,
  ensamblador.
• Lenguaje de Alto, Medio y bajo nivel.
• Monousuario, Multiusuario, Monoproceso y
  Multiproceso.
• Sistemas de numeración Binario y Hexadecimal.
• Conversión entre sistemas
• Arquitectura básica de un computador.
• Dispositivos de entrada / salida
• Memoria secundaria
• Unidad Central de Proceso
• Unidad aritmética lógica (UAL).
• Unidad de Control (UC).
• Memoria Principal.
• Buses del Sistema.
• Software, definiciones y clasificaciones
• Software de Sistemas.

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Definición de los términos básicos.

• Computación, Programas, Software, Hardware.

Computación un conjunto de conocimientos
científicos y técnicas que hacen posible el
tratamiento automático y racional de la
información.
Informatica Es la ciencia del tratamiento
automático de la información mediante un
computador.
Programa Secuencia de instrucciones que ejecuta
una computadora para cumplir una tarea
específica.
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Definición de los términos básicos.

• Computación, Programas, Software, Hardware.

• COMPUTADOR
• Dispositivo o maquina que realiza cálculos o
  controla operaciones que pueden ser expresadas en
  términos lógicos o numéricos.
• Se construyen a partir de componentes que
  ejecutan funciones muy simples y bien definidas.
• La interacción compleja de estos componentes dota
  al computador con la habilidad de procesar
  información. Si se configura de forma apropiada
  (usualmente con programación) el computador puede
  representar algún aspecto de un problema o parte
  de un sistema.
• Si a un computador, configurado de manera
  correcta, se le suministran los datos de entrada
  apropiados, pueden resolver de forma automática
  el problema o predecir el comportamiento de un
  sistema.
• Maquina o dispositivo físico utilizado para el
  tratamiento automático de la información.
• Maquina programable que recibe, almacena y
  procesa información, y provee un resultado útil.

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Definición de los términos básicos.

• Computación, Programas, Software, Hardware.

• ware
• articles of the same kind or material usually
  used in combination silverware', software'
• consume spend extravagantly "waste not, want
  not"
• merchandise commodities offered for sale "good
  business depends on having good merchandise"
  "that store offers a variety of products"

Software Es el conjunto de programas e
instrucciones asociados a una computadora. La
parte intangible que hace funcionar un sistema
informático y que puede ser modificada con
facilidad, como concepto opuesto a la
circuitería, hardware, o parte sólida del equipo.

Hardware corresponde a todas las partes físicas
y tangibles de una computadora sus componentes
eléctricos, electrónicos, electromecánicos y
mecánicos sus cables, gabinetes o cajas,
periféricos de todo tipo y cualquier otro
elemento físico involucrado .
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Definición de los términos básicos.

• Computación, Programas, Software, Hardware.

El computador actual tiene básicamente la
siguiente estructura

• CPU (Central Processing Unit) o Unidad de
  Procesamiento Central,
• La Memoria Y
• la Unidad de Entrada/Salida.

La Memoria contiene los programas/datos, el CPU
lee de memoria programas/datos, ejecuta las
instrucciones y guarda los resultados, la Unidad
de E/S permite la comunicación del computador con
el exterior (Discos Duros, pantalla, Teclado,
Puertos de Salida/Entrada, etc). Dependiendo del
tamaño del computador, los bloques básicos pueden
ser mas o menos complejos, pero básicamente
cualquier computador tiene estos tres bloques que
constituyen el hardware.
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Definición de los términos básicos.

• Mainframe, minicomputadores, microcomputadores.

• SUPERCOMPUTADORAS
• Computadora muy potente y rápida, diseñada para
  procesar enormes cantidades de información en
  poco tiempo y dedicada a una tarea específica.
• Ejemplos de tareas a las que son dedicadas las
  supercomputadoras
• Búsqueda y estudio de la energía y armas
  nucleares.
• Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes
  bases de datos sísmicos.
• El estudio y predicción de tornados.
• El estudio y predicción del clima de cualquier
  parte del mundo.
• Elaboración de maquetas/proyectos de creación de
  aviones, simuladores de vuelo.

IBM Blue Gene/P supercomputer at the Argonne
Leadership Computing Facility
     
536.24 million floating point operations per
second (FLOPS) for each watt of electricity that
it consumes (36.4 kW)
7
http//www.techeblog.com/index.php/tech-gadget/con
dor-project-the-supercomputer-made-from-1-716-play
station-3-consoles
The US Air Force's Condor Project is a
supercomputer unlike any other, in that it
consists of 1,716 networked PlayStation 3
consoles. It "was created for the Air Force for
its image processing tasks it's considered one
of the top forty fastest computers in the world,
despite its video game brains.
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Definición de los términos básicos.

• Mainframe, minicomputadores, microcomputadores.

MAINFRAMES Son sistemas grandes, rápidos y
costosos con capacidad de controlar cientos de
usuarios en forma simultánea, así como manejar
cientos de dispositivos de entrada y salida. Su
costo va desde los 350 mil dólares hasta varios
millones de dólares. En el pasado, ocupaban
cuartos completos o hasta pisos enteros de algún
edificio, hoy en día, un Mainframe es parecido a
una hilera de archiveros en algún cuarto con piso
falso, ésto para ocultar los cientos de cables de
los periféricos , y su temperatura tiene que
estar controlada.
IBM's T-Rex mainframe
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Definición de los términos básicos.

• Mainframe, minicomputadores, microcomputadores.

MINICOMPUTADORAS En 1960 surgió la
minicomputadora, una versión pequeña de la
mainframe. Al ser orientada a tareas específicas,
no necesitaba de todos los periféricos que
necesita un mainframe, y esto ayudo a reducir el
precio y costos de mantenimiento . En general,
una minicomputadora, es un sistema multiproceso
(varios procesos en paralelo) capaz de soportar
de 10 hasta 200 usuarios simultáneamente.
Actualmente se usan para almacenar grandes bases
de datos, automatización industrial y
aplicaciones multiusuario.
PDP 11
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Definición de los términos básicos.

• Mainframe, minicomputadores, microcomputadores.

MICROCOMPUTADORAS o PCs Tuvieron su origen con
la llegada de los microprocesadores. Un
microprocesador es "una computadora en un chip".
Las PCs son computadoras para uso personal,
relativamente baratas y actualmente se encuentran
en las oficinas, escuelas y hogares. El término
PC se deriva de que para el año de 1981 , IBM,
sacó a la venta su modelo "IBM PC", la cual se
convirtió en un tipo de computadora ideal para
uso "personal", de ahí que el término "PC" se
estandarizó. Las versiones de Microcomputadoras
que fabricaron otras empresas fueron llamados
clones o "PC y compatibles".
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MICROCOMPUTADORAS MICROCOMPUTADORAS MICROCOMPUTADORAS MICROCOMPUTADORAS MICROCOMPUTADORAS
MINICOMPUTADORAS MINICOMPUTADORAS MINICOMPUTADORAS MINICOMPUTADORAS
MAINFRAME MAINFRAME MAINFRAME
SUPERCOMPUTADORAS SUPERCOMPUTADORAS
VELOCIDAD Miles de millones (Flop/seg) Cientos de millones (Inst/seg) Cientos de millones (Inst/seg) Decenas de millones (Inst/seg)
USUARIOS A LA VEZ Hasta miles, en entorno de redes. Centenares o miles. Decenas , o cientos si se usan en red. Uno
REQERIM. INSTALACION Instalaciones y A/A especiales. Instalaciones especiales y A/A Instalaciones normales. No hay requerim, espec.
FACILIDAD DE USO Solo para especialistas. Para especialistas. Para especialistas. Faciles de usar.
CLIENTES USUALES Grandes centros de investigación. Grandes corporaciones y gobiernos. Universidades, empresas medianas. servidores de redes. Peq. empresas, oficinas, escuelas, hogar.
PARQUE INSTALADO Menos de mil Miles Cientos de miles. Millones
COSTO () Decenas de millones Centenares de miles Decenas de miles Pocos miles
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Definición de los términos básicos.

• Monousuario, Multiusuario, Monoproceso y
  Multiproceso

MULTIPROCESAMIENTO. Es el uso de más de un CPU en
un sistema para mejorar su funcionamiento. El
manejo de este tipo de computadores requiere
técnicas especiales de programación para evitar
la interferencia entre los programas que están
corriendo en paralelo. MONOPROCESO. En los casos
en que se tiene un solo CPU solo se puede
ejecutar un programa en un momento dado.
MULTIUSUARIO. Los computadores que poseen una
unidad de entrada/salida de gran capacidad pueden
atender varios usuarios en forma simultánea. A
este tipo de sistema se le conoce con el nombre
de multiusuario. A esta categoría pertenecen los
Mainframe y los Minicomputadores. MONOUSUARIO. Est
e tipo de computadores solo puede atender un
usuario de forma simultánea. A este tipo de
computadores pertenecen los microcomputadores.
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Definición de los términos básicos.

• Lenguaje de maquina, de programación, ensamblador.

LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN. Es una técnica de
comunicación estandarizada que permite
suministrar instrucciones a un computador. Es un
conjunto de reglas usadas para definir un
programa para una computadora. El lenguaje de
programación permite al programador especificar
en forma precisa sobre que parte de los datos se
tomaran acciones, como esos datos serán
almacenados/transmitidos y que acciones se
tomaran en diferentes circunstancias.
http//en.wikipedia.org/wiki/List_of_programming_l
anguages
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http//www.tiobe.com/index.php/content/paperinfo/t
pci/index.html
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Definición de los términos básicos.

• Lenguaje de maquina, de programación, ensamblador.

LENGUAJE ENSAMBLADOR. Es una notación
comprensible para el programador, del lenguaje de
maquina que usa una arquitectura especifica. El
lenguaje de maquina, que no es mas que una
secuencia de unos y ceros, se hace mas entendible
reemplazando ciertas secuencias de unos y ceros
con códigos llamados neumónicos. LENGUAJE DE
MAQUINA. Un sistema de códigos directamente
entendible por (el CPU de) la computadora es lo
que llamamos lenguaje nativo o lenguaje de
maquina. El lenguaje de maquina esta compuesto
solo de unos y ceros, los cuales al ser
combinados forman los códigos que tienen un
significado especifico para el CPU. Cada CPU
tiene su propio lenguaje de maquina aun cuando
existe la llamada compatibilidad. Si el CPU A
entiende completamente el lenguaje del CPU B se
dice que A es compatible con B. El CPU B puede no
ser compatible con CPU A, ya que A puede poseer
instrucciones que B no tiene.
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Definición de los términos básicos.

• Lenguaje de Alto, Medio, Bajo nivel.

Un lenguaje de alto nivel permite al programador
escribir las instrucciones de un programa
utilizando palabras o expresiones sintácticas muy
similares al inglés. Por ejemplo, en C se pueden
usar palabras tales como case, if, for, while,
etc. para construir con ellas instrucciones
como if(numerogt0) printf("El número es
positivo") que traducido al castellano viene a
decir que Si numero es mayor que cero, entonces,
escribir por pantalla el mensaje "El número es
positivo". Ésta es la razón por la que a estos
lenguajes se les considera de alto nivel, porque
se pueden utilizar palabras de muy fácil
comprensión para el programador. Los lenguajes
de bajo nivel son aquellos que están más cerca
del "entendimiento" de la máquina
.
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Definición de los términos básicos.

• Lenguaje de Alto, Medio, Bajo nivel.

Otra característica importante de los lenguajes
de alto nivel es que, para la mayoría de las
instrucciones de estos lenguajes, se necesitarían
varias instrucciones en un lenguaje ensamblador
para indicar lo mismo. De igual forma que, la
mayoría de las instrucciones de un lenguaje
ensamblador, también agrupa a varias
instrucciones de un lenguaje máquina.
                                                  
                                                  
                       
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Definición de los términos básicos.

• Computadores analógicos, digitales, híbridos.

COMPUTADOR Maquina programable que recibe,
almacena y procesa información, y provee un
resultado útil.
El COMPUTADOR ANALÓGICO es un dispositivo
diseñado para procesar la entrada de datos en
forma de una señal continua en lugar de hacerlo
como datos numéricos.  
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Definición de los términos básicos.

• Computadores analógicos, digitales, híbridos.

COMPUTADOR Maquina programable que recibe,
almacena y procesa información, y provee un
resultado útil.
COMPUTADORES DIGITALES. Un computador que
representa los números y otros datos usando
estados internos discretos
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Definición de los términos básicos.

• Computadores analógicos, digitales, híbridos.

Computador HIBRIDO computador que posee
caracteristicas de los computadores analogicos y
computadores digitales. El componente digital
normalmente sirve como el controlador y provee
operaciones lógicas. El componente analógico
procesa las señales analogicas.
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Introducción a la Computación.

• Definición de los términos básicos. ?
• Sistemas de numeración Binario y Hexadecimal.
• Conversión entre sistemas
• Arquitectura básica de un computador.
• Dispositivos de entrada / salida
• Memoria secundaria
• Unidad Central de Proceso
• Unidad aritmética lógica (UAL).
• Unidad de Control (UC).
• Memoria Principal.
• Buses del Sistema.
• Software, definiciones y clasificaciones
• Software de Sistemas.
• Software de aplicación.

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Arquitectura básica de un computador.
LA MAQUINA Von Neumman. (1947) Von Neumman
propuso la construcción de una maquina basada en
los siguientes postulados

• Si el dispositivo es un computador, tendrá que
  hacer operaciones aritméticas elementales
  frecuentemente. ( - / ). Es razonable que
  tenga elementos especializados solo en estas
  operaciones.

• El control lógico de las operaciones debe ser
  realizado en forma eficiente por un órgano de
  control central.
• Cualquier dispositivo que realice secuencias
  largas y complicadas debe tener una memoria
  considerable.
• El dispositivo tiene que estar dotado con la
  habilidad de mantener contacto de entrada y
  salida con el medio.

Esta propuesta fue la base del computador actual,
o sea que todavía esta vigente.
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Arquitectura básica de un computador.

• Esta arquitectura considera los siguientes
  elementos
• MEMORIA
• CPU (Unidad Procesamiento Central)
• Unidad de Control (UC)
• Unidad Logica Aritmetica
• Unidad Entrada / Salida
• Buses del Sistema

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Arquitectura básica de un computador.
PANEL E/S
EXP. BUS
CPU
MEMORIA
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Arquitectura básica de un computador.
MEMORIA La memoria es una secuencia de celdas
numeradas, cada una contiene información. Esta
información puede ser una instrucción que le
indique al computador que hacer o puede contener
datos que se requieren para procesar el programa.
Cualquier celda puede contener en un momento un
dato y al siguiente una instrucción. La cantidad
de celdas y su tamaño varían dependiendo del
fabricante, tamaño y tipo del computador.
contenido
Memoria Principal. Esta conectada directamente al
CPU. Esta memoria requiere que el computador este
encendido para mantener los datos almacenados
Memoria Secundaria. Esta conectada a la Unidad
E/S. La información almacenada se mantiene aun
cuando el medio de almacenamiento no esta
energizado.
dirección
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Arquitectura básica de un computador.
CPU (Central Processing Unit). Unidad de
Procesamiento central contiene los elementos
principales La Unidad Lógica Aritmética (ULA).
Es el elemento que ejecuta operaciones básicas
tales como suma, resta, operaciones lógicas (And,
Not, Or) y operaciones de comparación (gt, lt, ).
En este elemento es donde se hace el trabajo
real. La unidad de Control. Controla cual celda
de memoria contiene la instrucción que se está
ejecutando, interpreta las instrucciones
contenidas en memoria y transfiere los resultados
de las operaciones de vuelta a la memoria. Una
vez que esto ocurre, pasa a la siguiente
instrucción, siguiendo un ciclo como el que se
muestra en la figura.
Existen otros elementos en el CPU, llamados
registros, similares a las celdas de memoria, que
apoyan las funciones del CPU. Estos elementos son
el Registro de Instrucciones (RI), El Contador
del programa (CP) y el Acumulador (AC).
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4004 1974
sandy bridge 2011
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Arquitectura básica de un computador.
Un computador con esta arquitectura realiza
siguientes pasos secuencial-mente para ejecutar
un programa

1. La UC obtiene la instrucción de la memoria en la
   dirección indicada por el contador de programa y
   la guarda en el registro de instrucción.

1. Se aumenta el contador de programa para apuntar a
   la siguiente.
2. La UC decodifica la instrucción y coordina el
   resto de componentes del computador para realizar
   la función indicada.

1. La ULA ejecuta la instrucción. Ésta puede cambiar
   el valor del contador del programa, permitiendo
   así operaciones repetitivas. El contador puede
   cambiar también cuando se cumpla una cierta
   condición aritmética, haciendo que el ordenador
   pueda 'tomar decisiones', que pueden alcanzar
   cualquier grado de complejidad, mediante la
   aritmética y lógica anteriores.
2. Vuelve al paso 1.

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UNIDAD Entrada / Salida Permite al computador
obtener información del mundo exterior y guardar
o mostrar los resultados de su trabajo. La
unidad E/S necesita dos interfaces de
comunicación hacia adentro necesita comunicarse
con el CPU y con la memoria y hacia el exterior
necesita comunicarse con los diferentes
dispositivos que se conectan al computador
(Teclado, monitor, impresoras, unidades de
almacenamiento, etc.). Hacia adentro la
comunicación es similar a la comunicación CPU -
Memoria o sea que las operaciones posibles sobre
la Unidad E/S son Lectura / Escritura. La
comunicación hacia el exterior se hace a través
de puertos teniendo cada uno de estos puertos
una dirección asignada. Las operaciones sobre
estos puertos son también Lectura y
escritura. Los dispositivos que se conectan a la
unidad de E/S se pueden separar en dos categorías
principales Dispositivos de Almacenamiento o
memoria secundaria (Disco Duro, CD, etc) y
dispositivos de E/S (Teclado, escáner, impresora,
etc).
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Arquitectura básica de un computador.

• Buses del sistema.
• La conexión entre los diferentes elementos que
  forman el computador es bastante compleja debido
  a la cantidad de señales que se intercambian
  entre si los elementos. Para superar esta
  dificultad se selecciono un esquema de conexión
  llamado Bus.
• Para realizar la conexión se agrupan las señales
  de acuerdo al tipo de señal que transportan y se
  organiza en tres categorías Control, Datos y
  Direcciones. De esta forma se tiene el esquema de
  conexiones como se muestra en la figura

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Software, definiciones y clasificaciones
Software es un término genérico que agrupa un
conjunto de datos e instrucciones (programas) que
se divide en tres grandes categorías Software
del Sistema, que provee acceso y administra los
recursos del computador, Software de Programación
que permite el diseño de programas y Software de
Aplicación que se usa para ejecutar tareas
específicas orientadas a las necesidades del
usuario.
Software del Sistema El software del sistema es
el responsable de controlar, integrar y
administrar los componentes (hardware) de un
computador de manera que otros programas que
estén usando el sistema lo vean como una unidad
funcional sin tener que preocuparse por detalles
de bajo nivel como por ejemplo la transferencia
de datos de memoria al disco o como se transfiere
texto a la pantalla. Generalmente el software del
sistema consiste de un Sistema Operativo y
algunos programas de apoyo (Utilities) tales
como Administradores de discos, Controladores de
despliegue, impresión, sonido, editores de texto,
controladores de acceso al sistema, controladores
de redes, etc.
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Software, definiciones y clasificaciones
En el nivel más básico, un SO administra los
recursos de hardware y software del computador.
Estos recursos incluyen elementos tales como
procesador, memoria, espacio en disco,
impresoras, etc.
TIPOS DE SISTEMAS OPERATIVOS
SO en tiempo real. Se usa para control de
procesos industriales, de instrumentos
científicos y de maquinaria. SO Monousuario.-
Administra el computador de manera que solo un
usuario puede hacer una sola cosa en un momento
dado. Un ejemplo de este SO es el de los
computadores de mano (Palm Computer). SO
Monousuario, Multitarea.- Se usa en los
computadores de escritorio. En este caso el
computador puede ser usado por una sola persona
pero puede ejecutar varios programas al mismo
tiempo. SO Multiusuario.- Permite muchos
usuarios al mismo tiempo. El SO debe garantizar
que los requerimientos de los usuarios sean
satisfechos de forma balanceada y que un problema
con alguno no afecte la comunidad de usuarios. Un
ejemplo de este tipo de SO es UNIX, VMS
(Mainframe).
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Software, definiciones y clasificaciones

• Las tareas del SO, caen en seis categorías
• Administración del procesador (CPU)
• Administración de Memoria
• Administración de dispositivos
• Interfase de aplicaciones
• Interfase de usuario

Software de PROGRAMACION El software de
PROGRAMACION es un conjunto de herramientas que
ayudan al programador a diseñar programas. El
proceso de creación de un programa incluye una
primera etapa donde se escriben las instrucciones
siguiendo las reglas del lenguaje seleccionado.
Para esta primera etapa se requiere un editor de
texto. Luego se requiere verificar la sintaxis y
posteriormente traducir el programa al lenguaje
de maquina y finalmente se ejecuta el programa y
se verifica si los resultados, este proceso lo
hace el compilador. Si los resultados no son los
esperados viene una etapa de edición del programa
original y se repite el proceso hasta lograr los
resultados correctos.
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Software, definiciones y clasificaciones
Software de PROGRAMACION Existen paquetes que
integran todas estas herramientas y se les conoce
como IDE (Integrated Development Environment).
Este paquete contiene entre otras cosas un editor
de texto, un compilador y/o interprete, un
depurador, sistema de control de versiones.
Software de APLICACION Permite al usuario final
efectuar tareas especificas. Existe una gama muy
amplia de aplicaciones que van desde juegos,
procesadores de texto, de sonido, de imágenes,
hojas de calculo, bases de datos y cada vez que
se crea un producto nuevo se generan nuevos
campos de aplicación y por lo tanto se crean
miles de aplicaciones para esos productos.