Informática Aplicada Unidad 1. La Informática ud1 · de los cálculos y automatizar algunos...

Informática Aplicada Unidad 1. La Informática

1. LA INFORMÁTICA.Seguro que puedes hacerte una idea más o menos cercana de lo que realmente significa una palabra tan utilizada por todo el mundo. Sabrá que es “algo” relacionado con los ordenadores, con su funcionamiento y con cómo utilizarlos. Pues bien, veamos que es lo que significa exactamente eso de “Informática”.

La Informática es la ciencia que estudia el tratamiento automático de la información mediante el uso de computadores (también llamados ordenadores). Es un amplio campo que incluye los fundamentos teóricos, el diseño, la programación y el uso de las computadores.

El término informática es un vocablo proveniente del francés informatique, acuñado por el ingeniero Philippe Dreyfus en 1962, acrónimo de las palabras information y automatique. En lo que hoy conocemos como informática confluyen muchas de las técnicas y de las máquinas que el hombre ha desarrollado a lo largo de la historia para apoyar y potenciar sus capacidades de memoria, de pensamiento y de comunicación.

La informática se utiliza en diversidad de tareas, por ejemplo: elaboración de documentos, control y sistematización de procesos, robots industriales, telecomunicaciones y vigilancia, así como el desarrollo de juegos y multimedios.

Aunque no seamos conscientes de ello, la Informática está muy presente en nuestra sociedad, y podemos garantizar que su presencia irá aumentando con el paso de los años ya que facilita en gran medida la realización de muchas tareas que de otro modo requerirían mucho más tiempo y esfuerzo, o incluso no podrían realizarse.

2. LOS ORDENADORES.2.1. ¿Qué es un ordenador?

Los ordenadores (computadoras) son máquinas electrónicas que realizan un tratamiento automático de la información (cálculo, copia, ordenación...) siguiendo las instrucciones de unos programas y sin necesidad de una continua intervención humana. Como ya habrás podido deducir los ordenadores no son unos aparatos simples, y entre sus características podemos destacar las siguientes:

José Millán Medina 1

ud1La Informática y los

Ordenadores


– Son programables. Ejecutan las instrucciones que reciben a través de un programa.

– Son versátiles. Podemos realizar diversos trabajos: escribir cartas, dibujar planos, controlar otras máquinas, dar una lección, jugar a ajedrez...

– Son interactivos. Mantienen diálogos con los sus usuarios y actúan en función de sus ordenes y acciones.

– Almacenan datos. Pueden almacenar grandes cantidades de información en un espacio muy reducido.

– Son muy rápidos. Realizan sus cálculos mucho más rápido que las personas... y no suelen equivocarse ;)

2.2. Historia de los ordenadores.

Los últimos 50 años, debido sobre todo al vertiginoso desarrollo de la microelectrónica, el tamaño y el precio de los ordenadores no ha dejado de bajar mientras aumentan continuamente su fiabilidad, su rapidez y sus prestaciones en general. Las principales etapas de esta evolución han sido las siguientes:

Máquinas extrañas.

La aparición de los ordenadores no ha sido un hecho que se halla producido de repente; a lo largo del tiempo encontramos diversas máquinas mecánicas que intentan facilitar la realización de los cálculos y automatizar algunos trabajos: la sumadora de Pascal (XV), la calculadora de Leibniz (XVII), la máquina analítica de Babbage (XIX), la clasificadora de fichas perforadas de Hollerit (XIX)...

Ordenadores electromecánicos (1944)

Funcionaban con relés. Uno de ellos fue el MARK-1 (ver foto), diseñado por Howard Aiken (EE.UU) cuya construcción finalizó en 1944. Se trata del primer calculador programable, y esto se hacía mediante la conexión de clavijas externas. Fue enorme y poco fiable... pero inicia la era de los ordenadores.

Mark I (ordenador electromecánico)

Ordenadores con válvulas (1947)

El primer de estos ordenadores fue el ENIAC (por Eckert y Mauchly, EE.UU), cuya construcción empezó en 1943 y finalizó en 1947. El ENIAC fue un prototipo con finalidad científica y militar, a partir del cual se construyeron otros modelos con un planteamiento más comercial. Aún trabajaba con el sistema decimal.

ENIAC (Ordenador con válvulas)



Ordenadores transistorizados (1956)

Se trata de grandes ordenadores con muchos terminales que usaban fichas perforadas y cintas magnéticas para leer datos y archivar los resultados. La primera máquina de este tipo fue la IBM 1401.

IBM 1401 (primer ordenador transistorizado)

Ordenadores con circuitos integrados (1965)

Estos ordenadores eran mucho más pequeños que los anteriores, aunque aún eran grandes. Solían disponer de teclado, pantalla y almacenaban la información en discos magnéticos. Algunos de estos ordenadores fueron el IBM 360 y el UNIVAC 90.

IBM 360 (ordenador con circuitos integrados)

Ordenadores con microprocesador (1971)

El microchip revolucionó la industria de la informática permitiendo la fabricación de ordenadores a costos mucho más bajos y en un espacio cada vez más reducido. A partir de este momento nace el Ordenador Personal (PC).

2.3. Ordenadores actuales.

Supercomputadores.

Son máquinas con una capacidad computacional muy superior a las comúnmente disponibles en la época en que fue construida. Según la lista TOP500 (una lista en la que figuran los 500 ordenadores más rápidos del mundo), el ordenador más rápido del mundo es el IBM Blue Gene (ver foto), capaz de ejecutar 280.6 TFLOPS (es decir, 280.600.000.000.000 instrucciones en punto flotante por segundo). Ello es posible gracias a que cuenta con un total de 131072 procesadores.

IBM Blue Gene

Mainframes o ordenadores centrales.

Son ordenadores grandes, potentes y costosos usados principalmente por grandes compañías para el procesamiento de una gran cantidad de datos; por ejemplo, para el procesamiento de transacciones bancarias.

Para hacernos una idea, se ha llegado a un máximo de 23.092 MIPS (millones de instrucciones por segundo) en un IBM System z9 EC Modelo 754 (ver foto). Cuenta con un total de 54 procesadores y 512 GB de memoria principal. IBM System z9 EC Modelo 754



Servidores.

Son máquinas con una capacidad y velocidad de trabajo altas, pero mucho menor a la de los mainframes. Entre sus prestaciones cabe destacar que suelen disponer de hasta cuatro microprocesadores en paralelo y una memoria principal de 4 GB. Su volumen y el número de posibles usuarios también es menor. Se utilizan, por ejemplo, en las universidades y en Internet para hospedar páginas Web, como servidores de archivos y aplicaciones, etc... En la foto de la izquierda podemos ver dos servidores Sun Enterprise 450.

Servidores Sun Enterprise 450

Ordenadores Personales (PC).

Son equipos de prestaciones modestas orientados, en general, a un único usuario. Si tienes un ordenador en casa, seguro que es un PC.

En esta categoría también entrarían los PDA, los ordenadores integrados en teléfonos móviles, electrodomésticos, reproduc-tores dvd, automóviles, etc...

PC típico



3. HARDWARE Y SOFTWARE.El ordenador se compone de Hardware y de Software, dos tipos de elementos muy diferentes y a su vez muy relacionados entre sí. Veamos:

– El Hardware es todo aquello del ordenador que podemos tocar. Todos los elementos y dispositivos físicos que integran un ordenador constituyen el Hardware de ese ordenador. Ejemplos: teclado, microprocesador, monitor, CDs, disco duro, memoria, etc.

– El Software es el conjunto de programas y datos que dirige el funcionamiento de un ordenador. Podemos decir que el software es algo así como el alma de un ordenador. Un ordenador sin software no es más que un montón de chatarra inútil que solo ocupa espacio. No serviría de nada encenderlo, puesto que solo veríamos una pantalla negra.

3.1. EL HARDWARE.

Parte del hardware se localiza dentro de la caja del ordenador (como por ejemplo el disco duro y el microprocesador), mientras que otra parte se ubica fuera de la misma (como por ejemplo el monitor y la impresora). Todos los elementos que están dentro de la caja del ordenador constituyen el hardware interno de ese ordenador. El resto constituye el hardware periférico o externo. Veamos qué elementos podemos encontrar dentro de la caja del ordenador y qué otros elementos podemos encontrar fuera.

3.1.1. Hardware interno.

Todos los dispositivos que se encuentran dentro de la caja del ordenador constituyen lo que denominamos el hardware interno de ese ordenador. Entre ellos solemos encontrar los siguientes:

(a) Microprocesador.

Es el elemento central del ordenador. Se encarga de la ejecución de los programas, y para ello hace uso de los demás elementos a los que está conectado a través de la placa base.

Hoy en día los microprocesadores más rápidos suelen trabajar a 3 Ghz (3.000.000.000 ciclos por segundo), no obstante esta velocidad se ha estancado debido a que estamos rozando los límites de la tecnología del silicio, material con el que se fabrican los microprocesadores.

Además de aumentar la frecuencia de trabajo, los ingenieros mejoran las prestaciones del microprocesador aplicando optimizaciones a su arquitectura interna. Uno de los últimos avances este campo ha sido el desarrollo modelos que incluyen dos microprocesadores en el mismo chip (hablamos del Intel Core 2 Duo). Con ellos es posible ejecutar dos programas exactamente al mismo tiempo, de manera que potencialmente nuestro ordenador podría ir el doble de rápido que con un solo micro.

Microprocesador Intel Core2 Duo

Microprocesador AMD 64 Opteron

En la figura podemos ver, en primer lugar, un microprocesador Intel Core 2 Duo. Debajo de él un microprocesador AMD Opteron.



(b) Memoria RAM.

En ella se almacenan los programas y datos utilizados por el microprocesador mientras este está trabajando. También es usada por las tarjetas controladoras de Entrada/Salida para almacenar datos de manera temporal. Suele ser muy rápida y su contenido se borra cada vez que apagamos el ordenador.

En la figura podemos ver dos módulos de memoria. El de arriba es un módulo de memoria DDR y el de abajo es un módulo de memoria DDR2.

Módulos de memoria DDR y DDR2

(c) Placa Base.

Su función es la de interconectar los elementos del ordenador. Puesto que es la responsable de las comunicaciones y transferencias de datos entre todos ellos, su calidad y prestaciones influirán de manera decisiva en la velocidad global del equipo. Si nuestra placa base es mala todo funcionará lento y mal, independientemente de lo buenos que sean los demás elementos. Por eso merece más la pena gastar el dinero en una buena placa base que en un micro con más velocidad.

Además de realizar la comunicación entre los diferentes dispositivos, la placa base suele integrar algunas controladoras de entrada/salida.

En la figura podemos ver una placa base ASUS P5P Deluxe, adecuada para microprocesadores Pentium D y Core 2 Duo.

Placa base ASUS P5P Deluxe

(d) Fuente de alimentación.

Para funcionar, el ordenador necesita una corriente eléctrica con unas características determinadas. La función de la fuente de alimentación es adaptar la corriente eléctrica estándar de 220V presente en nuestros hogares a los 7V y 12V que necesitan los dispositivos de un ordenador para poder funcionar.

Un mal funcionamiento de la fuente de alimentación puede dañar varios de los componentes del pc. Además, los cada vez más potentes componentes requieren mayores consumos eléctricos que ponen más al límite las prestaciones de la fuente de alimentación.

Fuente de alimentación de 700W

Si queremos evitar problemas debemos tener una fuente capaz de suministrar toda la potencia que nuestro equipo requiere. La fuente de la figura es capáz de suministrar hasta 700 W de potencia.



(e) Dispositivos de almacenamiento.

Los dispositivos de almacenamiento se conectan a la placa base mediante un cable. También hay que conectarlos a la fuente de alimentación a través de otro cable, el de corriente, ya que como cualquier otro componente necesitan energía para funcionar.

– Disco Duro.

En el se almacenan todos los programas y datos que maneja el ordenador. Su capacidad es bastante superior a la de la memoria RAM y los datos no se borran cuando apagamos el ordenador. La pega es que es muy lento.

En él se aloja por ejemplo el sistema operativo, importantísimo para que podamos utilizar nuestro ordenador; los programas, los archivos de texto, imagen... Disco duro Seagate

Podemos tener más de un disco duro en un ordenador. Además también existen discos duros externos, que son muy útiles para intercambiar información entre dos equipos. Normalmente se conectan al PC mediante un conector USB aunque últimamente se están usando cada vez más los conectores SATA externos.

Cuando el disco duro está leyendo, se enciende en la carcasa un diodo LED (de color rojo, verde..). Esto es útil para saber, por ejemplo, si la máquina ha acabado de realizar una tarea o si aún está procesando datos.

– Unidades lectoras/grabadoras de CD-ROM/DVD-ROM.

Estas unidades nos permiten trabajar con CDs y DVDs en un ordenador. Para introducir un disco, en la mayoría de las unidades hay que pulsar un botón para que salga una especie de bandeja donde se deposita el CD-ROM. Pulsando nuevamente el botón, la bandeja se introduce.

Grabadora de CD/DVDEn estas unidades, además, existe una toma para auriculares. También pueden estar presentes los controles de navegación y de volumen típicos de los equipos de audio para saltar de una pista a otra, por ejemplo. En la figura podemos ver un modelo del fabricante LG capaz de leer y grabar tanto CDs como DVDs, estos últimos también de doble capa.

– Disquetera.

Con ella podemos leer disquetes de 3 ½. Aunque se han quedado anticuadas, todos los equipos suelen disponer de una disquetera.

Su uso es poco recomendable debido a su lentitud, a la poca capacidad y a la poca fiabilidad de los disquetes.

Disquetera



(f) Controladoras de Entrada/Salida.

– Tarjeta Gráfica.

También llamada tarjeta de vídeo, su función es la de generar y controlar la señal de vídeo que se manda al monitor de manera que en este aparezcan las imágenes y gráficos correspondientes al software que el ordenador ejecuta en ese momento.

En la figura aparece una tarjeta gráfica ATI Radeon X300 de 256 MB con conexión para slot PCI Express. En ella destaca sobre todo el disipador, que no posee ventilador alguno ya que se trata de una tarjeta gráfica con prestaciones muy básicas. Tarjeta gráfica ATI Radeon X300

– Tarjeta de Sonido.

La tarjeta de sonido es la responsable de procesar los sonidos, tanto de entrada como de salida. Serán necesarios unos altavoces para poder escuchar los sonidos y un micrófono para la entrada.

Muchas placas base tienen integradas la tarjeta de sonido. En la mayor parte de ocasiones está tarjeta será suficiente, pero si deseamos mayores prestaciones deberemos de añadir a nuestro ordenador una tarjeta de sonido más potente.

En la figura podemos ver una tarjeta de sonido Creative Sound Blaster X-Fi XtremeMusic, que ofrece prestaciones avanzadas para aquellos usuarios que quieren usar su ordenador para composición y edición de música y sonido en general.

Tarjeta de sonido Sound Blaster X-Fi

– Tarjeta de Red.

Permite que nuestro ordenador se comunique con otros ordenadores en lo que denominamos una red de comunicaciones. Hoy en día suelen venir integradas dentro de la placa base; no obstante, su uso de forma separada sigue siendo muy frecuente.

–– En la figura se muestra una tarjeta de red Ethernet (parecida a las

que tenemos en el aula). Tarjeta de red Ethernet

– Tarjeta Capturadora de TV.

Nos permite ver la televisión y grabar video en nuestro ordenador.–

En la figura podemos ver una tarjeta Pinnacle PCTV Analog Pro que podemos conectar a uno de los slots PCI de nuestra placa base.

Tarjeta capturadora Pinnacle



3.1.2. Hardware periférico o externo.

Son los dispositivos físicos del ordenador que no están metidos en la caja. Algunos tienen la función de recibir datos del exterior (periféricos de entrada), mientras que otros se dedican a mostrar resultados, ya sea en una pantalla, en un papel o de alguna otra forma (periféricos de salida). También podemos encontrar dispositivos que realizan ambas funciones (dispositivos de entrada/salida).

(a) Periféricos de entrada.

– Teclado. Permite que el usuario pueda introducir información textual en el ordenador mediante la pulsación de teclas.

– Ratón. Controla el desplazamiento del puntero por la pantalla.

Teclado Genius 06XE PS2 Ratón IOGEAR GME251

(b) Periféricos de salida.

– Monitor. Es el dispositivo donde se visualiza la información que el ordenador produce.

– Impresora. Nos permite obtener copias en papel de nuestro trabajo.

Monitor TFT 19' BENQ PF91G Impresora Lexmark Z700

(c) Periféricos de entrada/salida.

– Dispositivos de almacenamiento externo. En esta categoría podemos incluir a los Pen Drives, reproductores de MP3 y discos duros externos, ya que en ellos podemos almacenar datos y luego leerlos.

– Dispositivos de comunicación externos. Aquí podríamos meter los modems y routers que nos proporcionan las compañías de telefonía para acceder a Internet por cable, ADSL, etc.

– Otros. También existen otros dispositivos periféricos, como por ejemplo una tarjeta de sonido externa (muy útiles para el caso de los portátiles).



3.2. EL SOFTWARE.

Podemos clasificar el software de un ordenador en tres grupos diferentes aunque muy relacionados entre sí:

3.2.1. Software de aplicación.

Son los programas que utilizan los usuarios finales de los ordenadores, como tú y yo.

Ejemplos:

– Mozilla Firefox (navegador Web). Nos permite navegar por La Web.– Open Office 2 (Writer, Impress, Calc). Nos proporciona un procesador de textos, una hoja de

cálculo y un editor de diapositivas, entre otros.– Msn Messenger (cliente de mensajería instantanea). Este software permite que nos

comuniquemos con nuestros contactos mediante el envio y recepción de mensajes de forma instantanea.

3.2.2. Software de sistema.

Cuando compramos un ordenador podemos seleccionar uno a uno todos sus componentes, por lo que dispondremos de una configuración Hardware personalizada y, probablemente, muy diferente a la configuración Hardware del ordenador que compre otra persona.

No obstante, y pese a las diferencias en nuestras configuraciones, ambos podemos usar la misma versión de Guadalinex y utilizar el mismo Software de Aplicación... ¿cómo es posible? La respuesta: el Hardware de nuestro ordenador viene acompañado de Software de Sistema capaz de gestionar estas diferencias de manera que las Aplicaciones de Usuario no se enteren de nada.

En un ordenador podemos encontrar Software de Sistema a nivel de firmware y de sistema operativo:

(a) Firmware.

Un firmware es un programa de muy bajo nivel que controla el funcionamiento de los circuitos electrónicos de un dispositivo. Cada dispositivo tiene su propio firmware integrado dentro de sus circuitos. Podemos encontrar firmware en monitores de vídeo, unidades de disco, impresoras, etc., pero también en los propios microprocesadores, chips de memoria principal y en general en cualquier circuito integrado.

(b) BIOS.

Quizás, el firmware más importante que podemos encontrar en un ordenador es el BIOS. El BIOS es el firmware que se halla presente en la placa base de un ordenador. Se trata de un software muy básico y de muy bajo nivel que contiene las rutinas más elementales para el funcionamiento del ordenador. En el se hallan, entre otras, las rutinas que hacen posible la comunicación entre todos los dispositivos del ordenador.

Menú principal del BIOSAl encender el ordenador, el BIOS se carga automáticamente en la memoria principal y se



ejecuta desde ahí por el procesador. En su ejecución, el BIOS realiza una rutina de verificación e inicialización de los componentes presentes en el ordenador, a través de un proceso denominado POST (Power On Self Test). Al finalizar esta fase busca el código de inicio del Sistema Operativo (denominado bootstrap) en algunos de los dispositivos de memoria secundaria presentes (como por ejemplo, el disco duro), lo carga en memoria y transfiere el control del ordenador a éste.

(c) Sistema Operativo.

El Sistema Operativo (SO) es el Software que se encarga de gestionar de la manera más eficiente posible los recursos Hardware y Software de un ordenador. Realiza tareas básicas, como controlar y reservar memoria, gestionar la ejecución de los programas, controlar los dispositivos de entrada y salida, facilitar el trabajo en red y gestionar el sistema de archivos.

Además, gracias al SO el Software de Aplicación no debe preocuparse de los detalles de la configuración Hardware de cada ordenador, ya que este proporciona a las aplicaciones una visión homogenea del hardware.

Escritorio del sistema operativo Ubuntu

(d) Drivers.

Para desempeñar su función, el SO debe manejar los diferentes componentes del ordenador, y ello lo hace mediante el uso de drivers (también denominados controladores de dispositivos). Un driver es un programa que permite al SO utilizar un dispositivo específico, como por ejemplo, una tarjeta de gráfica o una grabadora de CD-ROM. El driver a su vez hace uso del firmware integrado en el dispositivo para el cual ha sido diseñado.

3.2.3. Software de desarrollo.

Se trata de aquellos programas que nos permiten crear nuevos programas. En esta categoría tenemos a los editores, compiladores e intérpretes de lenguajes de programación.

Ejemplos:

– GNU C Compiler (un compilador del lenguaje de programación C).

– Macromedia Dreamweaver (un editor de páginas Web).

– Visual Basic .Net (un entorno de desarrollo de aplicaciones .Net en el lenguaje Visual Basic de Microsoft).

Interfaz principal de Visual Basic .Net



CUESTIONARIO1. ¿Qué es la Informática? ¿Qué son los ordenadores?

2. ¿Para qué sirve el microprocesador? ¿Hay ordenadores con más de un microprocesador?

3. ¿Qué es un sistema operativo? Escribe los nombres de tres sistemas operativos (busca en google).

4. ¿Cual el el ordenador más rápido del mundo? ¿A quién pertenece? (busca en el google la lista Top500 supercomputing)

5. ¿Qué es el hardware periférico?


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