4º ESOInformática

Introducción a la Informática y la Arquitectura de Ordenadores

Informática

(Del fr. informatique).

1.f. Conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de ordenadores.

INFORmación autoMÁTICA

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Diferencia entre datos e información

Los datos son símbolos que describen hechos, condiciones, valores o situaciones. Un dato puede ser una letra, un número, un signo ortográfico o cualquier símbolo y que representa una cantidad, una medida, una palabra o una descripción. Los datos se caracterizan por no contener ninguna información.

Los datos pueden asociarse dentro de un contexto para convertirse en información. Para ser útiles, los datos deben convertirse en información y ofrecer así un significado, conocimiento, ideas o conclusiones. Por sí mismos los datos no tienen capacidad de comunicar un significado.

En general, la información es un conjunto organizado de datos, que constituyen un mensaje sobre un determinado ente o fenómeno.

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Ordenador

(Del lat. ordinātor, -ōris).

3. m. Esp. Máquina electrónica dotada de una memoria de gran capacidad y de métodos de tratamiento de la información, capaz de resolver problemas aritméticos y lógicos gracias a la utilización automática de programas registrados en ella.

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¿Para qué sirve un ordenador?

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Hardware y Software

Hardware.

1. m. Inform. Conjunto de los componentes que integran la parte material de una computadora.

Software.

1. m. Inform. Conjunto de programas, instrucciones y reglas informáticas para ejecutar ciertas tareas en una computadora.

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Codificación de la informaciónEn informática es frecuente codificar la información.

Codificación es la transformación que representa los elementos de un conjunto mediante los de otro de tal forma que a cada elemento del primer conjunto le corresponde un elemento distinto del segundo.

Por ejemplo:-El código de provincia en las matrículas de los coches.

-El código de enfermedades por la OMS.

-El numero de carnet de identidad.

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Codificación de la información (II)En el interior de los ordenadores la información se almacena y se transfiere de un sitio a otro según un código binario representado por 0 y 1.

En el interior de los ordenadores se efectúan automáticamente los cambios de código oportunos para que en su exterior la información sea directamente comprendida por los usuarios.

La unidad más elemental de la información es un valor binario, conocido como BIT.

BInary digiT

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Código Binario

Un bit es, por tanto, una posición o variable que toma el valor 0 ó 1.Obviamente la capacidad mínima de almacenamiento de información en el interior de un ordenador es el bit, pudiéndose medir la capacidad de memoria de un ordenador en bits.

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Unidad Abreviatura Potencia de 2 Bytes Bits

Byte B 0 1 8Kilo KB 10 1.024 8.192Mega MB 20 1.048.576 8.388.608Giga GB 30 1.073.741.824 8.589.934.592Tera TB 40 1.099.511.627.776 8.796.093.022.208Peta PB 50 1.125.899.906.842.620 9.007.199.254.740.990

Otras definiciones…Instrucción

Es un conjunto de símbolos que representan una orden de operación o tratamiento de un ordenador. Las operaciones suelen realizarse con o sobre los datos.

Algunos tipos de instrucciones son:

de transferencia de datos, de entrada de datos, de salida de datos, de transferencia interna, de tratamiento de datos...

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Otras definiciones… (II)

Programa

Conjunto ordenado de instrucciones que se dan al ordenador indicándole las operaciones o tareas que debe realizar;

se ejecutan secuencialmente.

Las instrucciones se forman con elementos o símbolos tomados de un determinado repertorio y se construyen siguiendo unas reglas precisas.

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Otras definiciones… (III)

Datos

Elementos que son objeto de tratamiento.

Formalmente se definen como el conjunto de símbolos utilizados para representar o expresar un hecho, una idea, un número,...en la forma adecuada para ser objeto de tratamiento.

Información

Conjunto de datos e instrucciones necesarias para que el ordenador ejecute una tarea.

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Arquitectura de ordenadores

Estructura lógica y física de los componentes de un ordenador

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Arquitectura Von Neumann

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John von Neumann(1903 – 1957)

Arquitectura Von Neumann (II)

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UAL Unidad Aritmético-Lógica (ALU)Contiene los circuitos electrónicos con los que se hacen operaciones de tipo aritmético (sumas,restas,etc) y de tipo lógico (comparar dos números, operaciones de álgebra de Boole binaria, etc...).

También se puede denominar unidad de tratamiento, ya que aparte de considerar circuitos específicos que realiza las operaciones aritmético-lógicas, se consideran otros elementos auxiliares por donde se transmiten o almacenan temporalmente los datos para operar con ellos.

Arquitectura Von Neumann (III)

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UC Unidad de Control (CU)Es la que se encarga de controlar todo el sistema interno y dirige todos sus componentes.

Esta unidad controla tanto la ejecución de programas, seleccionando las instrucciones, teniendo acceso a los datos almacenados en la memoria o en los archivos, como controlando los datos que llegan a él desde los periféricos o que salen de él hacia los periféricos.

Arquitectura Von Neumann (IV)

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Memoria PrincipalEs un dispositivo electrónico capaz de almacenar información a los que se puede acceder en cualquier momento.Es importante que su capacidad sea suficiente para almacenar los datos y programas necesarios para cualquier trabajo. Puede ser borrada, por lo que su contenido puede ser cambiado en cualquier momento .Cuando el programa o los datos se copian en un área de la memoria, el contenido anterior de la memoria se destruye. Únicamente se encuentran en memoria los datos y el programa que se está ejecutando en un momento dado.

Tipos de Memoria

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Memoria RAM (Random Access Memory)

Almacena los programas e instrucciones que se estén ejecutando en un instante dadoEs volátil

Memoria ROM (Read Only Memory)

Contiene el firmware y algunos programas de arranqueNo es volátil

Memoria Flash

Es una evolución de la EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory)Presente en pendrives, MP3, tarjetas para cámaras, etc…

La placa base

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La placa base (II)

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Conectores internos

También llamados ranuras de expansión o slots. Su uso no está predefinido

IDE (Integrated Drive Electronics) / ATA (Advanced Technology Attachment): Controlan dispositivos de almacenamiento masivo de datos (HDDs, DVDs, CD-ROMs…)

ISA (Industry Standard Architecture) / PCI (Peripheral Component Interconnect) : Alojan tarjetas de expansión

AGP (Accelerated Graphics Port): Exclusivamente para tarjetas gráficas

La placa base (III)

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Puertos

Conectan periféricos de E/S a la placa base

Paralelo: Impresoras y escáneres (está siendo desplazado por el USB)

USB (Universal Serial Bus): Alcanza velocidades de hasta 60 MB/s. USB 3.0 llega a 600 MB/s

Firewire (IEEE1394): Cámaras, vídeos, teléfonos, discos duros externos…

IrDA (Infrared Data Association):Velocidades hasta 4 MB/s por infrarrojos

Unidades de Almacenamiento interno

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Disco duro magnético

Aleación de aluminio recubierta de una aleación magnética

Partes:

-Plato: Cada uno de los discos-Cara: Cada uno de los lados de un plato-Pista: Cada una de las circunferencias concéntricas sobre las cuales se disponen en línea los datos-Sector: Cada una de las partes de igual tamaño en que se divide la circunferencia de una pista

Unidades de Almacenamiento externo

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CD-ROM (Compact Disc – Read Only Memory)

•Policarbonato y aluminio reflectante, recubierto de plástico•De 700 MB y 800MB

DVD (Digital Versatile Disc)

•Semejante al CD-ROM, pero con mayor densidad en las pistas y en la grabación de las hendiduras• De 4’7 GB (doble capa, 8’5 GB)

Blu Ray

•Utiliza una menor onda de longitud del láser (25 GB / Capa)•Hasta 50 GB (en el futuro, 16 capas 400 GB)

Memoria USB

•No tiene una vida infinita (20 años / Un millón de grabaciones•Memoria tipo EEPROM

Periféricos de entrada

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Teclado

• Teclas en matriz de interruptores• Cuando un interruptor se cierra, un microcontrolador en el teclado identifica la tecla según sus coordenadas• El microcontrolador acude a una tabla en la ROM del teclado y calcula un código• Ese código se envía al procesador del ordenador para que lo interprete

Ratón

Básicamente hay tres tipos:

• Mecánico: la bola mueve dos rodillos (X e Y). En el extremo de los rodillos hay una rueda con ranuras y a cada lado de ambas un emisor y un receptor de luz, de forma que al girar el movimiento es recogido por los sensores• Óptico: un sensor fotografía la superficie y detecta las variaciones entre fotografías• Trackball: los dedos mueven una bola en el dispositivo

Periféricos de salida

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Monitor

CRT (Tubo de Rayos Catódicos)Tres cañones (RGB) disparan un haz de electrones contra una pantalla de material fosforescente dividida en píxeles (celdas)

LCD (Cristal Líquido)Líquido situado entre dos pantallas de vidrio paralelas. Con la polarización adecuada, las moléculas del líquido se agrupan y reflejan o absorben más o menos luz. Las TFT son variantes formadas por transistores

PlasmaLos píxeles contienen neón y xenón. Unos electrodos hacen que el gas se ionice, formando el plasma. Al colisionar los iones del gas emiten fotones

Periféricos de salida (II)

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Impresoras

MatricialesUna aguja o rueda golpea contra una cinta con tinta.

De inyección/chorro de tintaAl calentar los inyectores las burbujas de tinta son expulsadas hacia el papel

LáserLa luz de un láser incide sobre un tambor fotosensible que crea en el rodillo una imagen electrostática del documento a imprimir; al pasar por el depósito donde está el tóner, éste se queda adherido al tambor, que luego será transferido al papel mediante presión y calor

TérmicasSe necesita un papel especial (termosensible). La impresión se produce al poner en contacto el papel con una serie de agujas calientes