Introducción a la Computación

Bruno Lara Guzmán

Departamento de Computación, Facultad de Ciencias

19 de agosto de 2009

un poco de Historia

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

problemitas

• dos trenes se encuentran a 300 km en la misma via,viajando en la misma dirección

• uno va a 90 km/hr el otro a 60 km/hr

• una mosca vuela a 150 km/hr

• cuanto vuela la mosca que esta parada en una de lasmaquinas, vuela a la otra, regresa, hasta que los treneschocan

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

computación

• porque ?

• para que ?

• que esperamos ?

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

computaciónestudio de procesos sistematicos que describen y transformaninformación

• teoría

• analisis

• diseño

• eficiencia

• implementación

• aplicación

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

abacouno de los primeros dispositivos mecanicos

• aprox 1200 A.C.

• en china

• se usa para contar

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

diferentes tipos de abacos

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

Wilhelm Schickard (1592 - 1635)

• pensador aleman

• enseño astronomia ymatematicas

• primera calculadoramecanica

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

Wilhelm Schickard (1592 - 1635)

• + y - automatico

• * y / semi-automatico

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

Blaise Pascal (1623 - 1662)

• cientifico frances

• matemático y fisico

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

Pascalina

• solo + y -

• engranes

• similar a un odometro

• mala tecnologia de sutiempo

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

Charles Babbage (1791 - 1871)

• matemático ingles

• primer flojo

• computadoras de vapor

• maquina diferencial -producción detablas

• maquina analitica

• “observations on the application ofmachinery on the computation ofmathematical tables”

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

maquina analítica

• unidad de procesamiento -elmolino-

• almacenamiento deprogramas numéricos

• tarjetas perforadas comoentrada

• salida - impresión -

• trabajaba mediante engranesy palancas

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

Charles Jacquard

• frances

• tejidos

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

maquina tejedora

• maquina tejedora

• teje los patrones codificadosen una tarjeta perforada

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

Howard Aiken

• harvard university

• 1939-1944

• IBM automatic sequence controlledcalculator (ASCC),

• tablas matemáticas

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

MARK 1

• switches, relevadores, ejes rotativos, y clutches

• contaba con mas de 750,000 componenentes

• 15 mts de largo, 2.40 de alto y pesaba 5 tons

• x dos numeros en 6 seg. y / en 12 seg

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

ENIAC

• universidad de pensylvania -1947-

• Electronic Numerical Integrator And Calculator

• John Mauchly y John Eckert

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

ENIAC

• ocupaba todo un sótano

• tenía más de 18 000 tubos devacío,

• consumía 200 KW de energíaeléctrica

• requería todo un sistema deaire acondicionado

• realiza cinco mil operacionesaritméticas en un segundo

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

Von Neuman (1903-1957)

• matemático de Princeton

• EDVAC -Electronic Discrete Variable Automatic Computer-

• cuatro mil bulbos

• memoria basado en tubos llenos de mercurio por dondecirculaban señales eléctricas sujetas a retardos

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

Von Neuman (1903-1957)contribuciones

• notación para describir los aspectos lógicos

• set de instrucciones para EDVAC

• concepto de programa almacenado

• primer programa almacenado

• la nocion de operación serial

• aritmetica binaria para guardar y manipular instrucciones

tomada de descripciones del sistema nervioso unprograma y datos que usa se almacenan en memoria que

ordenaba y unia números en una lista una operacióndespues de la otra a diferencia de ENIAC que usaba

aritmetica decimal

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

primera generación - 51-58 -

• tubos de vacío

• lenguaje máquina

• grandes y costosas

• mainframes

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

primera generación - 51-58 -

• 51 - UNIVAC (UNIversALComputer)

• primera compu comercial

• 1000 palabras de memoriacentral

• lectura de cintas magnéticas

• censo de 1950

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

segunda generación - 59-64 -

• circuitos de transistores

• cintas magneticas de I/O

• memoria magnetica

• lenguajes de alto nivel

• reduccíon del tamaño y aumento de la capacidad deprocesamiento

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

tercera generación - 65-70 -

• sistema operativo

• circuitos integrados

• discos de I/O

• minicomputadoras

• IBM produce la serie 360

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

cuarta generación - 70-80 -

• microprocesadores y microcomputadoras,

• mercado industrial

• revolución informática

• circuteria de integración a gran escala (LSI, VLSI)

• almacenamiento virtual

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

1976

• Steve Wozniak y Steve Jobs

• primera microcomputadora de uso masivo

• el comienzo de Apple

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

ventas

• 1981 - 800,000 computadoras personales

• 1982 - 1,400,000

• entre 1984 y 1987 60 millones

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

aplicaciones

• procesadores de palabras

• hojas electrónicas de cálculo

• paquetes gráficos

Solución de problemas con computadoraComputadoras y Programas

quinta generación - 80 + -

• RISC - reduced instruction set computers

• paralelismo masivo

• almacenamiento optico

• supercomputadoras

un poco de computadoras

Solución de problemas con computadoraEstructura

principales funciones

• leer entrada

• escribir salida

• llevar a cabo operaciones

• controlar la secuencia

diskette, raton, teclado monitor, diskette, impresoraaritmeticas, comparasiones

Solución de problemas con computadoraEstructura

Solución de problemas con computadoraEstructura

maquina Von Neumannarq que utiliza el mismo dispositivo para almacenar datos einstrucciones

• unidad aritmético-lógica o ALU

• unidad de control

• memoria

• dispositivo de entrada/salida

• bus de datos

Solución de problemas con computadoraEstructura

maquina no Von Newmannarq que utiliza dispositivos fisicamente separados paraalmacenar datos e instrucciones

• arquitectura Harvard

• MARK 1

• instrucciones en cintas perforadas y datos en interruptores

• ambas memorias tiene buses de acceso

• posibilidad de lectura simultanea

Solución de problemas con computadoraEntrada-salida

entrada

• teclado

• ratón

• scanner

• micrófono

• lector de código debarras

• cámara digital

• cámara de video

• cámara web

• joystick

• lápiz óptico

• tarjetas perforadas

• CD-ROM

• DVD-ROM

Solución de problemas con computadoraEntrada-salida

salida

• monitor

• impresora

• láser

• bocinas

• fax

Solución de problemas con computadoraEntrada-salida

duales

• pantalla táctil (touch screen)

• disco duro

• disco flexible

• dispositivos de almacenamiento

sistemas operativos

1984

• Richard Stallman deja su trabajo enMIT y comienza a trabajar en elproyecto GNU

1985

• Free Software Foundation, fundada por Richard Stallman.

• The GNU manifesto, una carta de Richard Stallman dondehabla del movimiento de software libre es publicado en elnumero de marzo 1985 de Dr. Dobb’s Journal

1991

• Linus concibe la idea de Linux yanuncia el proyecto en un correo enUsenet

• Version 0.01 se pone disponible eninternet

1992

• primer Linux Newsgroup: alt.os.linux fundado en UseNet

• Ari Lemmke comienza el popular Linux newsgroupcomp.os.linux en UseNet

• Adam Richter anuncia la primera version de la primeradistribucion de Linux desde su propia compañia: Yggdrasil

1993

• Slackware, la famosa distribución de Linux es sacada porPeter Volkerding

• Matt Welsh saca Linux Installation y getting started:version 1

1994

• Linux kernel version 1.0

sistemas de numeración

sistema numericoconjunto de reglas y simbolos que se utilizan para representardatos numéricos

sistema numericodebe permitir formar todos los numeros validos en el sistema

posicionalesel valor de los símbolos que componen el sistema depende delvalor que se les ha asignado y de la posición que ocupan en elnúmero

no posicionalesel valor de los símbolos que componen el sistema es fijo y nodepende de la posición del símbolo dentro del número

valorel valor de un símbolo depende tanto del símbolo utilizadocomo de la posición que este ocupa en el número

basenúmero de símbolos permitidos en un sistema numericoposicional

sistema númerico decimal

• 8

• 9

• 10

• 99

• 100

• 129

teorema fundamental de la numeración

N = dn...d1d0, d−1d

−2d−3...d−k =

dn · bn+ ... + d1 · b1

+ d0 · b0,+d−1 · b−1... + d

−k · b−k

N =∑n

i=−k di · bi

b: base, numero de simbolosd: simbolo cualquiera

n: no de símbolos de la parteenterak: no de símbolos de la partedecimal

sistema decimal de numeración

N = dn...d1d0, d−1d

−2d−3...d−k =

dn · 10n+ ... + d1 · 101

+ d0 · 100,+d−1 · 10−1... + d

−k · 10−k

N =∑n

i=−k di · 10i

sistema decimal de numeración

1492, 36 =

1 · 103+ 4 · 102

+ 9 · 101+ 2 · 100,+3 · 10−1

+ 6 · 10−2

sistema binario de numeración

N = dn...d1d0, d−1d

−2d−3...d−k =

dn · 2n+ ... + d1 · 21

+ d0 · 20,+d−1 · 2−1... + d

−k · 2−k

N =∑n

i=−k di · 2i

sistema binario de numeración

1001, 01 =

1 · 23+ ... + 0 · 22

+ 0 · 21+ 1 · 20,+0 · 2−1

+ 1 · 2−2

sistema númerico decimal

• 25= 32

• 24= 16

• 23= 8

• 22= 4

• 21= 2

• 20= 1

• 2−1= 0,5

• 2−2= 0,25

• 2−3= 0,125

• 2−4= 0,0625

• 2−5= 0,03125

sistema binario de numeración

1001, 01 =

1 · 23+ 0 · 22

+ 0 · 21+ 1 · 20,+0 · 2−1

+ 1 · 2−2

1 · 8 + 0 · 4 + 0 · 2 + 1 · 1,+0 · 0,5 + 1 · 0,25

8 + 0 + 0 + 1 + 0,5 + 0,25 = 9,75

decimal a binario

• 34/2 = 17 resta 0

• 17/2 = 8 resta 1

• 8/2 = 4 resta 0

• 4/2 = 2 resta 0

• 2/2 = 1 resta 0

• 1/2 = 0 resta 1

3410 = 1000102

decimal a binario

• 0,828125x2 = 1,656250

• 0,656250x2 = 1,31250

• 0,31250x2 = 0,6250

• 0,6250x2 = 1,250

• 0,250x2 = 0,50

• 0,50x2 = 1,0

0,82812510 = 0,1101012

equivalenciasdecimal binario hexadecimal octal

00 0000 00 0001 0001 01 0102 0010 02 0203 0011 03 0304 0100 04 0405 0101 05 0506 0110 06 0607 0111 07 0708 1000 08 1009 1001 09 1110 1010 0A 1211 1011 0B 1312 1100 0C 1413 1101 0D 1514 1110 0E 1615 1111 0F 17