Introducción a la Computación 2007 – I

(1ra Semana) Lunes 07 de Marzo del 2007

Facultad de Ingeniería y Arquitectura

Juan José Montero Román.

jmonteror@usmp.edu.pe

I IV V VI VII VIII

4 Años

Plan de Estudios

II

II

IC

FDWeb

AEDI AEDII SWI

Prog I

SWII

Prog II

DIBD

III

Prácticas en FIA-DATA

Prácticas en EMPRESA

Electivos

Introducción a la Computación

MD

Objetivos generales:

• Objetivo 1: Describir los componentes principales de hardware y software de los sistemas de computación, previo fundamento teórico.

• Objetivo 2: Explicar la teoría básica de la computación, estructura de los sistemas operativos y lenguajes de programación, de modo que el alumno aplique en forma eficiente su criterio para evaluar las características del mercado.

• Objetivo 3: Analizar los conceptos básicos relacionados con el diseño lógico de algoritmos.

• Objetivo 4: Aplicar, en el diseño de algoritmos, el uso intensivo de pseudocódigos y diagramas de flujo.

IC

HOY

II

Sílabo

Durante el desarrollo del curso, el estudiante desarrollará un programa de laboratorio, sustentado en los aspectos teóricos impartidos en el salón de clase.

Introducción a la Computación

Unidades:

IC

HOY

II

Sílabo

• Unidad I: (semana 01). HARDWARE.- EL COMPUTADOR Y SUS COMPONENTES

• Unidad II: (semana 02) PERIFERICOS, DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA

• Unidad III: (semana 03) SOFTWARE Y SU EVOLUCION. NIVELES

• Unidad IV: (semana 04) INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO DE ARCHIVOS

• Unidad IV: (semana 05 a semana 16) ALGORITMOS

Introducción a la Computación

El curso es de evaluación permanente. El sistema de evaluación del presente curso consta de promedio de prácticas calificadas (PP), promedio de trabajos (PT), un examen final de teoría (E1) y un examen final de laboratorio (E2). El promedio final se obtiene de la siguiente manera:

P F = PP + PT + E1*2 + E2*2 6

Evaluación:

Sílabo

Introducción a la Computación

• Presentación impresa (2 ptos).

• Calidad, limpieza y orden (1.5 ptos).• Incluir disquete o CD (0.5 ptos).

• Estructura (6 ptos).

• Contenido (12 ptos).

Trabajos de Investigación

• Carátula (0.5 ptos).• Índice (0.5 ptos).• Introducción (1.0 ptos).• Contenido.• Conclusiones (3.0 ptos).• Bibliografía (1.0 ptos).

Los trabajos se desarrollarán utilizando letra Arial tamaño 12 y espaciado 1.5

• Nombre de la universidad, facultad y escuela.

• Curso.• Titulo del trabajo.• Nombre y código del alumno.• Fecha de entrega.

Introducción a la Computación

Bibliografía:

Sílabo

• Introducción a las Tecnologías de Información Mag. Jefferson López Goycochea

• Método de las 6’D. UML – Pseudocódigo – Java (Enfoque algorítmico) 2005. Ing. Juan José Flores Cueto.

• Método para la Solución de Problemas utilizando la programación Orientada a Objetos. Aspectos Básicos. 2003. Ing. Juan José Flores Cueto.

• Como programar en Java. Quinta Edición. Prentice Hall, 2004. Deitel & Deitel.

Introducción a la Computación

HARDWARE: EL COMPUTADOR Y SUS COMPONENTES

HARDWARE: EL COMPUTADOR Y SUS COMPONENTES

Unidad 1:

Semana 01

Introducción a la Computación

Ingeniería de Computación y Sistemas

Computadora

•Máquina capaz de efectuar una secuencia de operaciones mediante un programa, de tal manera, que se realice un procesamiento sobre un conjunto de datos de entrada, obteniéndose otro conjunto de datos de salida.

•Maquina electrónica universal diseñada por el

hombre para el tratamiento racional y sistemático de la

información.

Ingeniería de Computación y Sistemas

Computación

•Ciencia orientada a la búsqueda de las diferentes

maneras de almacenamiento y transmisión de datos, su

objetivo es el desarrollo de la tecnología capaz de

almacenar e interrelacionar la información .

Informática y cibernética

Informática

Es la ciencia que se encarga del tratamiento de la información haciendo uso de la

computadora

Informática y cibernética

cibernética

proviene del griego kybernēeēs (‘timonel’),

“ciencia que asegura la eficacia de la acción”Investigación de técnicas donde la información se transforma en la acción deseada.

Norbert Wiener (1948) teoría de los

mecanismos de control

Ingeniería de Computación y Sistemas

Ingeniero

•Resuelve problemas con Ingenio.

Ingeniería de Computación y Sistemas

Ingeniería de Sistemas

•Conjunto de métodos, técnicas y herramientas para

planificar, diseñar y administrar sistemas

complejos con el objetivo de lograr sistemas óptimos e

integrales.

Ingeniería de Computación y Sistemas

Sistemas

•“Conjunto de elementos que

interactúan para alcanzar un objetivo

en común”

HARDWARE - EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA

ELEMENTOS DE UN SISTEMA INFORMÁTICO

Hardware, parte física del sistema

Software, parte lógica del sistema

Personal Informático (Humanware), personas que realizan funciones relacionadas con el uso y explotación de un sistema de computo.

HARDWARE - EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA

HARDWARE

Comprende todos los componentes físicos de la computadora tales como: monitor, disco duro, teclado,

tarjeta de la CPU, mouse, etc.

HARDWARE - EVOLUCIÓN TECNOLÓGICAEVOLUCIÓN TECNOLÓGICA

TIPO PROC. M.RAM DISCO DURO

PC-XT 80086 640 K.B. 40 M.B.

PC-AT 80286 2 M.B. 100 M.B.

PC-AT 80386 SX, DX 8 M.B. 200 M.B.

PC-AT 80486 SX,DX, 16 M.B. 600 M.B.

DX2,DX4

PENTIUM I, II, III, IV 128 M.B. 8 G.B.

HARDWARE - EVOLUCIÓN TECNOLÓGICAEVOLUCIÓN TECNOLÓGICA

HARDWARE - EVOLUCIÓN TECNOLÓGICAEVOLUCIÓN TECNOLÓGICA

1940’s PRESENTE

COSTO

TAMAÑO

VELOCIDAD

CONFIABILIDAD

EFICIENCIA

FACILIDAD DE USO

COMPONENTES ESTRUCTURALES DEL HARDWARE

Case

COMPONENTES ESTRUCTURALES DEL HARDWARE

Mainboard

Es el centro de operaciones de cualquier computadora. Realiza las tareas fundamentales de la computadora.

COMPONENTES ESTRUCTURALES DEL HARDWARE

Mainboard

Conector de reinicio Conector de bloqueo

Conector de altavoz CPU

Reloj de Cristal Reloj de Tiempo Real

Placa de todo el circuito Ranuras para tarjetas

Batería del BIOS Controlador de teclado

Conector de teclado Conector de alimentación

Chips del BIOS Zócalos SIMM

Chips de memoria RAM Chips de memoria ROM

Circuitos de apoyo Puentes (Jumpers)

Interruptores Coprocesador

Conector de LED

Definición:

Llamada Tarjeta Principal ó Tarjeta Madre, Placa Principal del Ordenador. Se encuentra dentro del Case o Caja, Es aquí donde se conectan los componentes del computador

COMPONENTES ESTRUCTURALES DEL HARDWARE

Unidad Central del Sistema

Unidad Central de Proceso – CPU•Unidad de Control – CU•Unidad Aritmético-Lógica – ALU•Registros

Bus•Bus de Direcciones•Bus de Datos•Bus de Control

Memoria principal•Memoria RAM•Memoria ROM•Memoria CACHE

Unidadde Control

Registros

UnidadAritmética Lógica

Bus de Direcciones

Bus de Datos

Bus de

Control

C.P.U.

COMPONENTES ESTRUCTURALES DEL HARDWAREUnidad Central del Sistema

UNIDAD DE ALMACENAMIENTO

Son todos aquellos en los cuales podemos guardar Información:

archivos, textos, documentos, etc.

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA INTERNA

En la arquitectura PC, el núcleo del sistema está

integrado en una sola placa, denominada placa-base

("Motherboard" o "Mainboard").  En los sistemas actuales de

sobremesa, es una placa de circuito impreso multicapa de unos 600 cm2 en la que se incluyen elementos de

montaje superficial, zócalos y conectores para diversos elementos desmontables.

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA INTERNA

Componentes:

A grandes rasgos, los componentes principales de la placa base son los que se han esquematizado en la figura:

•Bus externo.

•Procesador (UCP).

•BIOS.

•Chipset.  Juego de chips auxiliares.

•Memoria.

•Conectores de E/S, incluyendo alimentación.

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA INTERNA

Al tratar de la placa-base comentamos que la memoria interna es la que se encuentra físicamente dentro del sistema constituido por la placa-base, o en tarjetas de circuito impreso directamente conectadas a ella.  Dentro de este tipo de memorias nos interesa distinguir las siguientes:

•Los registros del procesador

•La caché interna y externa

•La memoria BIOS

•La memoria RAM

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA RAM

Aunque la clasificamos como "Interna", la memoria RAM ("Random access memory"), es también en alguna forma una memoria "externa"; en el sentido que está situada fuera del procesador; es como su bloc de notas. 

El procesador tiene una memoria pequeña (se reduce a sus registros), pero una gran facilidad para manejar este almacenamiento auxiliar. De hecho, gran parte del trabajo del procesador se concreta en traer y llevar datos desde RAM hasta sus propios registros.

TIPOS DE MEMORIA

MEMORIA RAM - Tipos de RAM

Atendiendo a sus características físicas las memorias RAM se divide en dos grandes grupos:  Estáticas SRAM ("Static RAM") y dinámicas DRAM ("Dynamic RAM").  Ambas comparten la característica de perder su contenido cuando se apaga el sistema, pero las DRAM tienen además la necesidad de que su contenido sea constantemente actualizado.

En la imagen, un módulo DIMM de 168

contactos con 16 MB de SDRAM junto con un

antiguo chip de 16 contactos con 2 KB de

DRAM.

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA ROM

Hemos utilizado el masculino y no el femenino porque nos referirnos al "Sistema" (el BIOS), no a la memoria física en que está grabado (la BIOS).

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA ROM

BIOS es acrónimo de "Basic Input Output System"; literalmente:

Sistema básico de Entradas/Salidas.

Se refiere a una pieza de software muy específico grabada en una

memoria no volátil que está presente en todos los PC's y

compatibles.  Aunque naturalmente existen antecedentes, en su forma actual es una invención del equipo

de IBM encargado de diseñar el primer PC.

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA ROM - Tipos de BIOS

Normalmente este software viene grabado en un chip de memoria no volátil

de solo lectura ROM (Read Only Memory), situado en la placa base,

de ahí el nombre ROM BIOS. Esto garantiza que no se perderá al apagar el

Sistema y que no dependerá para su actuación de la existencia o buen

funcionamiento de ningún disco, por lo que estará siempre disponible (esto es

importante porque, posibilita el arranque inicial del equipo sin necesitar de ningún

recurso externo).

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA ROM - Tipos de BIOS

Desde los primeros días de vida del PC, el ROM-BIOS dio problemas en los equipos existentes, dado que los avances técnicos eran constantes, lo que suponía aumentar las capacidades de disco y de los dispositivos conectados a los equipos.  Esto exigía nuevas BIOSes, con lo que había que cambiar la placa base, o cuando mínimo, en los modelos posteriores, cambiar el integrado que contenía la ROM BIOS.  Para resolver el problema se comenzó a utilizar memorias regrabables tipo:

EPROM ("Erasable programmable read-only memory") y EEPROM ("Electrically erasable programmable read-only memory").

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA ROM - Funciones de BIOS

Funciones del BIOS

El sistema BIOS de un PC estándar desempeña en realidad cuatro funciones independientes:

•Proceso de carga inicial del software .

•Programa de inventario y comprobación del hardware .

•Inicialización de determinados dispositivos hardware, carga de cierto software básico e inicio del Sistema Operativo .

•Servicios de soporte software para determinados dispositivos hardware del sistema .

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA CACHE

Memoria temporal; generalmente de existencia oculta y automática para el usuario (datos frecuentes).

datos en memoria, accedidos de forma inmediata.

•Los ordenadores tienden a utilizar las mismas instrucciones y (en menor medida), los mismos datos repetidamente.

•La información necesitada se encuentra almacenada de forma adyacente, o cuando menos muy cercana, en memoria o disco.

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA CACHE – Tipos De Cache

Desde el punto de vista del hardware, existen dos tipos de memoria cache;

1.- CACHÉ INTERNA

en realidad son dos, cada una con una misión específica:  Una para datos y otra para instrucciones. 

Está incluida en el procesador, lo que significa tres cosas: Comparativamente es muy cara; extremadamente rápida y limitada en tamaño. 

Como puede suponerse, su velocidad de acceso es comparable a la de los registros, es decir, centenares de veces más rápida que la RAM.

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA CACHE – Tipos De Cache

2.- CACHÉ EXTERNA

Es más antigua que la interna. 

Es una memoria de acceso rápido incluida en la placa base que dispone de su propio bus y controlador independiente que intercepta las llamadas a memoria antes que sean enviadas a la RAM

TIPOS DE MEMORIAMEMORIA CACHE

Desde el punto de vista funcional, (dispositivos - caché de lectura y de escritura).

se aloja en memoria RAM estándar, destinada a contener los datos de disco que probablemente sean necesitados. 

Si la información requerida está en chaché, se ahorra un acceso a disco, lo que es centenares de veces más rápido (recuerde que los tiempos de acceso a RAM se miden en nanosegundos y los de disco en milisegundos

nanosegundos (0.000000001 parte de un segundo),

TIPOS DE MEMORIA

Extendida

Es la memoria RAM que supera 1 MB, es decir, hoy en día la mayor parte de los PCs. Extender la memoria es un truco para superar la barrera de los 640 KB mediante determinada técnica (Ver: Swapping). En la actualidad, la introducción de interfaces gráficos de usuario y entornos como Windows y OS/2 requieren para un correcto funcionamiento una gran cantidad de memoria RAM.

TIPOS DE MEMORIA

Expandida - Virtual

Simulación de más memoria que la que realmente existe, lo que permite al computador ejecutar programas más grandes o más programas en forma simultánea. El sistema de memoria virtual divide el programa en segmentos pequeños llamados "páginas"

TIPOS DE MEMORIA

Flash

chip de memoria no volátil, que se puede reescribir. En cierto sentido se considera una variante de la EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory, memoria de lectura solamente borrable y programable eléctricamente)

En ocasiones se utiliza la memoria flash como un dispositivo interno de la computadora, por ejemplo, para almacenar su BIOS. Otras veces, se emplea en forma de tarjetas de memoria externa para guardar información de las cámaras digitales, dispositivos de mano (tipo PDA), teléfonos celulares...

Memoria interna de almacenamiento / entrada

RAM

Lectura / escritura

ROM

Sólo lectura

Chip de CPU o microprocesad

or

Registros (almacenamient

o temporal)

A.L.U

Sección

de control

Comunicaciones internas

Sistema de bus

Dispositivos de entrada

Dispositivos de salida

Interfaz de entrada

Interfaz de salida

Memoria de almacenamiento / entradaUnidades de disco

flexible, de disco duro

CD-ROM Cinta magnética

HARDWARE - EVOLUCIÓN TECNOLÓGICACLASIFICACIÓN DE LAS COMPUTADORAS SEGÚN EL TIPO DE DATO QUE PROCESAN

Analógicas Digitales

Hibridas

HARDWARE - EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA

CLASIFICACIÓN DE LAS COMPUTADORAS SEGÚN EL TAMAÑO Y MICROPROCESADOR

extraído de http://www.pc.ibm.com/la/index.shtml

MINI

COMPUTADORAS

MICRO

COMPUTADORASMAINFRAME

Multiusuario Monousuario

HARDWARE - EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA

CLASIFICACIÓN DE LAS COMPUTADORAS SEGÚN EL TAMAÑO Y MICROPROCESADOR

•Mayor capacidad de procesamiento.

•Mayor tamaño y costo.

•Gran capacidad de almacenamiento.

•Instalación y ambientes especiales, Orientadas a la gran empresa.

•Atiende a varios usuarios y procesos.

MAINFRAME

(Multiusuario )

HARDWARE - EVOLUCIÓN TECNOLÓGICAEVOLUCIÓN TECNOLÓGICA

HARDWARE - EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA

CLASIFICACIÓN DE LAS COMPUTADORAS SEGÚN EL TAMAÑO Y MICROPROCESADOR

•Computadoras de tamaño mediano.

•Procesan datos a mediana escala.

•Menor costo que las Mainframes.

•Atiende a varios usuarios y tareas a la vez en forma similar a las Mainframes pero en mediana escala.

•No necesita de instalaciones especiales.

•Se utilizan con fines comerciales, científicos, educativos, etc.

MINI

COMPUTADORAS

(Multiusuario )

El 22 de Marzo de 1965 Digital Equipment Corporation presenta la

PDP-8, la primera

minicomputadora, que es reconocida como la más importante en la década de 1960. Era la computadora

paralela para uso general más económica del mercado costando

únicamente US$20,000.00, y también fue la primera computadora vendida al

menudeo y la primera computadora digital paralela de uso general vendida

en configuración de sobremesa.

HARDWARE - EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA

CLASIFICACIÓN DE LAS COMPUTADORAS SEGÚN EL TAMAÑO Y MICROPROCESADOR

•Tamaño pequeño.

•Mínimo costo.

•Menor capacidad de procesamiento y almacenamiento que las minicomputadoras.

•Atendían a un usuario a la vez.

•Para superar este problema, surgido la tecnología de redes y servidores que permiten a varias computadoras compartir recursos.

MICRO

COMPUTADORAS

(Monousuario)

HARDWARE - EVOLUCIÓN TECNOLÓGICAEVOLUCIÓN TECNOLÓGICA

CLASES DE COMPUTADOR

RS/6000Los sistemas IBM RS/6000 SP pertenecen a la familia de productos RISC System/6000 de IBM y se caracterizan entre otros aspectos por: 

su escalabilidad: el sistema puede ampliarse en potencia incorporando más nodos conforme aumenten las necesidades.

su compatibilidad con las aplicaciones existentes para AIX en sistemas inferiores de la familia RS/6000.

soportar la computación paralela: el sistema permite el desarrollo y la ejecución de aplicaciones paralelas.

CLASES DE COMPUTADOR

AS/400AS/400 tiene el OS/400, el primer sistema operativo orientado a objetos.

Características del AS/400El AS/400 es una máquina propietario. Este es un concepto filosófico por el que se diferencia de un “sistema” abierto en lo siguiente:

Memoria interna de almacenamiento / entrada

RAM

Lectura / escritura

ROM

Sólo lectura

Chip de CPU o microprocesad

or

Registros (almacenamient

o temporal)

A.L.U

Sección

de control

Comunicaciones internas

Sistema de bus

Dispositivos de entrada

Dispositivos de salida

Interfaz de entrada

Interfaz de salida

Memoria de almacenamiento / entradaUnidades de disco

flexible, de disco duro

CD-ROM Cinta magnética