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Facultad de Ciencias JurídicasClase de Métodos y Técnicas de Investigación e

Informática

Universidad Nacional Autónoma de Honduras Facultad de Ciencias Jurídicas

Clase de Métodos y Técnicas de Investigación e Informática

La InformáticaLa Informática

Informática

Es la disciplina que estudia el tratamiento automático de la información utilizando dispositivos electrónicos y sistemas computacionales. Informática es un vocablo proveniente del francés informatique, acuñado por el ingeniero Philippe Dreyfus en 1962, acrónimo de las palabras information y automatique.

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

Computador Z3

El computador Z3, creado por Konrad Zuse, fue la primera máquina programable y completamente automática, características usadas para definir a un computador, se demoraba haciendo una adición 0,7 segundos y una multiplicación o división 3 segundos. tenía una frecuencia de reloj de ~5 Hz, y una longitud de palabra de 22 bits. Los cálculos eran realizados con aritmética en coma flotante puramente binaria. La máquina fue completada en 1941 (el 12 de mayo de ese mismo año fue presentada a una audiencia de científicos en Berlín).

Computadora

Una computadora u ordenador es un sistema digital con tecnología microelectrónica, capaz de procesar datos a partir de un grupo de instrucciones denominado programa. La computadora es una dualidad entre hardware (parte física) tales como: la pantalla, el teclado o el disco duro y software (parte lógica), que interactúan entre sí para una determinada función.

La característica principal que la distingue de otros dispositivos similares, como una calculadora no programable, es que puede realizar tareas muy diversas cargando distintos programas en la memoria para que el procesador los ejecute.

Sistema operativo Un Sistema Operativo es el intermediario entre la computadora y el

usuário, debido a que una computadora al ser un dispositivo electrónico, trabaja por medio de un código binario, es decir, 1 y 0. Tratar de entender este lenguaje es un poco complicado debido a las múltiples combinaciones que se pueden dar con este sistema, es aquí en donde entra el Sistema Operativo, el cual traduce de nuestro lenguaje, ya sea español, ingles, japones etc, a lenguaje máquina (Código Binario), y posteriormente el sistema operativo nos traducirá de lenguaje máquina a nuestro idioma la respuesta dada por la computadora.

Existen muchas clases de sistemas Operativos, aunque el mas utilizado por lo menos en latinoamérica es MS Windows (Cualquiera de sus versiones desde 95, nt, y hasta el más actual el Windows Vista), no es es el mejor, pero si el más difundido. Otras clases de sistemas operativos son: MACOS (El cual únicamente corre en computadoras MAC), UNIX, LINUX, MS-DOS, Sylicon Graphics.

Cómo funcionan las computadoras

Aunque las tecnologías empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho desde que aparecieron los primeros computadores en los años 40, la mayoría todavía utilizan la arquitectura Von Neumann, propuesta a principios de los años 1940 por John von Neumann.

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales: la unidad lógica y aritmética (ALU), la unidad de control, la memoria, y los dispositivos de entrada y salida (E/S). Estas partes están interconectadas por un conjunto de cables denominados buses.

Cómo funcionan las computadoras

la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad de información.

La instrucción es la información necesaria para realizar lo que se desea con la computadora. Las «celdas» contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones, con la computadora.

La Computadora

1: Monitor2: Placa base3: Procesador4: Puertos ATA5: Memoria principal (RAM)6: Placas de expansión7: Fuente eléctrica8: Unidad de almacenamiento óptico9: Disco duro10: Teclado11: Mouse

Cómo funcionan las computadoras

La unidad lógica y aritmética, o ALU, es el dispositivo diseñado y construido para llevar a cabo las operaciones elementales como las operaciones aritméticas (suma, resta), operaciones lógicas

(Y, O, NO), y operaciones de comparación. En esta unidad es en donde se hace todo el trabajo computacional.

La unidad de control sigue la dirección de las posiciones en memoria que contienen la instrucción que la computadora va a realizar en ese momento; recupera la información poniéndola en la ALU para la operación que debe desarrollar. Transfiere luego el resultado a ubicaciones apropiadas en la memoria. Una vez que ocurre lo anterior, la unidad de control va a la siguiente instrucción (normalmente situada en la siguiente posición, a menos que la instrucción sea una instrucción de salto, informando a la computadora de que la próxima instrucción estará ubicada en otra posición de la memoria).

Cómo funcionan las computadoras

Las computadoras actuales colocan la ALU y la unidad de control dentro de un único circuito integrado conocido como Unidad central de procesamiento o CPU. Normalmente, la memoria de la computadora se sitúa en unos pocos circuitos integrados pequeños cerca de la CPU. La gran mayoría de la masa de la computadora está formada por sistemas auxiliares (por ejemplo, para traer electricidad) o dispositivos E/S.

Algunas computadoras más grandes se diferencian del modelo anterior, en un aspecto importante, porque tienen varias CPU y unidades de control que trabajan al mismo tiempo. Además, algunas computadoras, usadas principalmente para la investigación, son muy diferentes del modelo anterior, pero no tienen muchas aplicaciones comerciales.

Por lo tanto, el funcionamiento de una computadora es en principio bastante sencillo. La computadora trae las instrucciones y los datos de la memoria. Se ejecutan las instrucciones, se almacenan los datos y se va a por la siguiente instrucción. Este procedimiento se repite continuamente, hasta que se apaga la computadora. Los Programas de computadora (software) son simplemente largas listas de instrucciones que debe ejecutar la computadora, a veces con tablas de datos. Muchos programas de computadora contienen millones de instrucciones, y muchas de esas instrucciones se ejecutan rápidamente. Una computadora personal moderna (en el año 2003) puede ejecutar de 2000 a 3000 millones de instrucciones por segundo. Las computadoras ejecutan millones de instrucciones simples diseñadas por personas inteligentes llamados programadores.

Cómo funcionan las computadoras

Cómo funcionan las computadoras

En la actualidad, podemos tener la impresión de que las computadoras están ejecutando varios programas al mismo tiempo. Esto se conoce como multitarea, siendo más usado el segundo término. En realidad, la CPU ejecuta instrucciones de un programa y después tras un breve periodo de tiempo, cambian a un segundo programa y ejecuta algunas de sus instrucciones.

El sistema operativo es una especie de caja de herramientas lleno de rutinas.

El sistema operativo sirve para decidir, por ejemplo, qué programas se ejecutan, y cuándo, y qué fuentes (memoria o dispositivos E/S) se utilizan. El sistema operativo tiene otras funciones que ofrecer a otros programas, como los códigos que sirven a los programadores, escribir programas para una máquina sin necesidad de conocer los detalles internos de todos los dispositivos electrónicos conectados.

En la actualidad se están empezando a incluir dentro del sistema operativo algunos programas muy usados debido a que es una manera económica de distribuirlos. No es extraño que un sistema operativo incluya navegadores de internet, procesadores de texto, programas de correo electrónico, interfaces de red, reproductores de películas y otros programas que antes se tenían que conseguir aparte.

Cómo funcionan las computadoras

Las primeras computadoras digitales, de gran tamaño y coste, se utilizaban principalmente para hacer cálculos científicos. ENIAC, una de las primeras computadoras, calculaba densidades de neutrón transversales para ver si explotaría la bomba de hidrógeno.

Cómo funcionan las computadoras

Apple iMac de 17"

Computador de bolsillo

o Pocket PC - Dell Axim

La gente que trabajaba para los gobiernos y las grandes empresas también usaron las computadoras para automatizar muchas de las tareas de recolección y procesamiento de datos, que antes eran hechas por humanos; por ejemplo, mantener y actualizar la contabilidad y los inventarios. En el mundo académico, los científicos de todos los campos empezaron a utilizar las computadoras para hacer sus propios análisis. El descenso continuo de los precios de las computadoras permitió su uso por empresas cada vez más pequeñas. Las empresas, las organizaciones y los gobiernos empiezan a emplear un gran número de pequeñas computadoras para realizar tareas que antes eran hechas por computadores centrales grandes y costosos. La reunión de varias pequeñas computadoras en un solo lugar se llamaba torre de servidores.

Cómo funcionan las computadoras

Etimología de las palabras ordenador y computadora

La denominación más usada en el castellano es la de computador o computadora, procedente del inglés computer, a su vez procedente del latín "computare". En España está generalizado el localismo ordenador, galicismo derivado de ordinateur.

En italiano, se emplea el término en inglés, il computer (el computador); el árabe alterna el término inglés (arabizado como kumbiyūter كمبيوتر) con el neologismo hāsūb حاسوب («computador», literalmente). En Suecia el nombre está relacionado con los datos dator. En China, a la computadora se le denomina 计算机 (cerebro eléctrico). En un principio, la palabra inglesa se utilizaba para designar a una persona que realizaba cálculos aritméticos con o sin ayuda mecánica. Podemos considerar las computadoras programables modernas como la evolución de sistemas antiguos de cálculo o de ordenación, como la máquina diferencial de Babbage o la máquina tabuladora de Hollerith.

Generaciones de Las Computadoras

Computadoras constituidas por tubos de vacío, desprendían bastante calor y tenían una vida relativamente corta. Máquinas grandes y pesadas. A esta generación pertenece el ENIAC, el EDSAC y UNIVAC I entre otros. El almacenamiento de la información era en un tambor magnético interior. El tambor magnético se disponía en el interior del ordenador, recogía y memorizaba los datos y los programas que se le suministraban. La programación era en lenguaje máquina, consistía en largas cadenas de bits, de ceros y unos, por lo que la programación resultaba larga y compleja. Se usaban tarjetas perforadas para suministrar los datos y los programas. Estos ordenadores carecían de sistema operativo. En general, tenían un alto costo.

Primera Generación

Generaciones de Las Computadoras

Los tubos de vacío fueron sustituidos por los transistores (más económicos y más pequeños que las válvulas miniaturizadas), que consumían menos electricidad y producían menos calor. Por estos motivos, la densidad del circuito podía ser aumentada sensiblemente, lo que quería decir que los componentes podían colocarse mucho más cerca unos a otros y ahorrar mucho más espacio. Evolucionan los modos de direccionamiento y surgen los lenguajes de programación de más alto nivel. Algunos ordenadores de esta época son el UNIVAC 1004, el CDC 6600 y el PDP-1.

Segunda Generación

Aparece el circuito integrado (chip). Aumenta la capacidad de almacenamiento y se reduce el tiempo de Ted Hoff del microprocesador, en Intel. Por los finales de 1950, los investigadores como George Gamow noto que las secuencias de nucleótidos en DNA, aun otra forma de codificar o programar.

A partir de esta fecha, empezaron a empaquetarse varios transistores diminutos y otros componentes electrónicos en una sola pastilla, que contenía en su interior un circuito completo: un amplificador, un oscilador, o una puerta lógica. Naturalmente, con estas pastillas (circuitos integrados) era mucho más fácil montar aparatos complicados: receptores de radio o televisión y computadoras.

Tercera Generación

En 1965, IBM anunció el primer grupo de máquinas construidas con circuitos integrados, que recibió el nombre de serie 360.

Estas computadoras de tercera generación sustituyeron totalmente a los de segunda, introduciendo una forma de programar que aún se mantiene en las grandes computadoras actuales de esta empresa.

Tercera Generación

Cuarta Generación

Surge el microcircuito integrado. Se construye el microprocesador: el proceso de reducción del tamaño de los componentes llega a operar a escalas microscópicas. La microminiaturización permite construir dicho microprocesador, circuito integrado que rige las funciones fundamentales del ordenador. Comienzan a proliferar las redes de computadores. Aparecen los sistemas operativos en red y distribuidos. Ordenadores de esta generación son el Cray-1, IBM PC, SPARC, etc.

Quinta Generación

Desarrollo de la Inteligencia Artificial. El propósito de la Inteligencia Artificial es equipar a las Computadoras con "Inteligencia Humana" y con la capacidad de razonar para encontrar soluciones. Otro factor fundamental del diseño, la capacidad de la computadora para reconocer patrones y secuencias de procesamiento que haya encontrado previamente (programación heurística) que permita a la computadora recordar resultados previos e incluirlos en el procesamiento. En esencia, la computadora aprenderá a partir de sus propias experiencias usará sus datos originales para obtener la respuesta por medio del razonamiento y conservará esos resultados para posteriores tareas de procesamiento y toma de decisiones. El conocimiento recién adquirido le servirá como base para la próxima serie de soluciones.

Hardware

Hardware es un neologismo proveniente del inglés1 definido por la RAE como el conjunto de elementos materiales que conforman una computadora 2 , sin embargo, es usual que sea utilizado en una forma más amplia, generalmente para describir componentes físicos de una tecnología, así el hardware puede ser de un equipo militar importante, un equipo electrónico, un equipo informático o un robot. En informática también se aplica a los periféricos de una computadora tales como el disco duro, CD-ROM, disquetera (floppy), etc... En dicho conjunto se incluyen los dispositivos electrónicos y electromecánicos, circuitos, cables, armarios o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado.

Hardware

El hardware se refiere a todos los componentes físicos (que se pueden tocar), en el caso de una computadora personal serían los discos, unidades de disco, monitor, teclado, la placa base, el microprocesador, étc. En cambio, el software es intangible, existe como información, ideas, conceptos, símbolos, pero no tiene sustancia. Una buena metáfora sería un libro: las páginas y la tinta son el hardware, mientras que las palabras, oraciones, párrafos y el significado del texto (información) son el software. Una computadora sin software sería tan inútil como un libro con páginas en blanco.

Hardware

Interior de una computadora personal,

enfriado con agua

Hardware de un servidor

Microcontrolador Motorola 68HC11 y chips de soporte que podrían constituir el hardware de un equipo electrónico industrial

Tipos de hardware

Se clasifica generalmente en básico y complementario, entendiendo por básico todo aquel dispositivo necesario para iniciar el funcionamiento de la computadora, y el complementario como su nombre lo dice sirve para realizar funciones específicas o más allá de las básicas.

Tipos de hardware Las computadoras son aparatos electrónicos capaz de interpretar

y ejecutar comandos programados para operaciones de entrada, salida, cálculo y lógica; reciben entradas (datos para su procesamiento), producen salidas (resultados del procesamiento), procesan información, y almacenan información.

Todo sistema de cómputo tiene componentes de hardware dedicados a estas funciones:

Periféricos de entrada Periféricos de salida Periféricos de entrada/salida Unidad central de procesamiento. Memoria. Cada dispositivo de entrada es sólo otra fuente de señales

eléctricas; cada dispositivo de salida no es más que otro lugar al cual enviar señales; cada dispositivo de almacenamiento es lo uno o lo otro, dependiendo de lo que requiera el programa; no importa cuáles sean los dispositivos de entrada y salida si son compatibles.

Hardware

Periféricos de entrada (E) Son los que permiten al usuario que ingrese información desde el

exterior. Entre ellos podemos encontrar: teclado, ratón (mouse), escáner, SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida), micrófono, etc.

Periféricos de salida (S) Son los que muestran al usuario el resultado de las operaciones

realizadas por el PC. En este grupo podemos encontrar: monitor, impresora, altavoces, etc.

Periféricos de entrada/salida (E/S) Son los dispositivos que pueden aportar simultáneamente

información exterior al PC y al usuario. Aquí se encuentran: módem (Modulador/Demodulador), unidades de almacenamiento (Discos duros, disquetes o floppy), ZIP, Memorias de pequeño tamaño, flash, etc)

Hardware

La placa principal de una CPU de una PC

Unidad Central de Procesamiento Es la computadora real, la "inteligencia" de un sistema de

computación. Memoria Son los dispositivos que permiten el almacenamiento temporal de

información para que la Unidad de Procesamiento pueda ser capaz de ejecutar sus programas.

Hardware Gráfico El hardware gráfico lo constituyen las tarjetas gráficas. Poseen su

propia Unidad de Proceso (GPU) y memoria.

Hardware

Hardware Gráfico El hardware gráfico lo constituyen las tarjetas gráficas. Poseen su

propia Unidad de Proceso (GPU) y memoria. Tecnologías y avances 1ª generación: Con tubos de vacío, tubos de vidrio del tamaño de

una bombilla que albergaban circuitos eléctricos. Estas máquinas eran muy grandes caras y de difícil operación.

2ª generación: con transistores. Máquinas más pequeñas, confiables y económicas.

3ª generación: Con la tecnología que permitió empaquetar cientos de transistores en un circuito integrado de un chip de silicio.

4ª generación: con el microprocesador, que es una computadora completa empaquetada en un solo chip de silicio.

Con los estudios recientes sobre nanotecnología, se espera el desarrollo de un hardware más avanzado.

Software

Se denomina software, programática, equipamiento lógico o soporte lógico a todos los componentes intangibles de una computadora, es decir, al conjunto de programas y procedimientos necesarios para hacer posible la realización de una tarea específica, en contraposición a los componentes físicos del sistema (hardware). Esto incluye aplicaciones informáticas tales como un procesador de textos, que permite al usuario realizar una tarea, y software de sistema como un sistema operativo, que permite al resto de programas funcionar adecuadamente, facilitando la interacción con los componentes físicos y el resto de aplicaciones.

Software

El término «software» fue usado por primera vez en este sentido por John W. Tukey en 1957. En las ciencias de la computación y la ingeniería de software, el software es toda la información procesada por los sistemas informáticos: programas y datos. El concepto de leer diferentes secuencias de instrucciones de la memoria de un dispositivo para controlar cálculos fue inventado por Charles Babbage como parte de su máquina diferencial. La teoría que forma la base de la mayor parte del software moderno fue propuesta por vez primera por Alan Turing en su ensayo de 1936, Los números computables, con una aplicación al problema de decisión.

Tipología

Si bien esta distinción es, en cierto modo, arbitraria, y, a veces, difusa y confusa, se puede distinguir al software de la siguiente forma:

Software de sistema, es la parte que permite funcionar al hardware. Su objetivo es aislar tanto como sea posible al programador de aplicaciones de los detalles del computador particular que se use, especialmente de las características físicas de la memoria, dispositivos de comunicaciones, impresoras, pantallas, teclados, etcétera. Incluye entre otros: Sistemas operativos Controladores de dispositivo Herramientas de diagnóstico Servidores Sistemas de ventanas Utilidades

Tipología

Software de programación, que proporciona herramientas para ayudar al programador a escribir programas informáticos y a usar diferentes lenguajes de programación de forma práctica. Incluye entre otros: Editores de texto Compiladores Intérpretes Enlazadores Depuradores Los entornos integrados de desarrollo (IDE) agrupan estas

herramientas de forma que el programador no necesite introducir múltiples comandos para compilar, interpretar, depurar, etcétera, gracias a que habitualmente cuentan con una interfaz gráfica de usuario (GUI) avanzada.

Tipología

Software de aplicación, que permite a los usuarios llevar a cabo una o varias tareas más específicas, en cualquier campo de actividad susceptible de ser automatizado o asistido, con especial énfasis en los negocios. Incluye entre otros: Aplicaciones de automatización industrial Aplicaciones ofimáticas Software educativo Software médico Bases de datos Videojuegos Archivos de datos

Software

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