Conceptos Fundamentales sobre

las Computadoras

Prof. Carlos M. Sandoval Rivera

Revisado 1/2011

1

¿Qué es una computadora?

Es un equipo electrónico que procesa datos

para convertirlos en información. Puede

almacenar estos resultados para uso futuro.

La usamos para resolver problemas.

2

Definiciones adicionales:

Equipo: Máquina, instrumento o dispositivo hecho de metal, plástico y cristales.

Eléctronico: Que usa corriente eléctrica.

Procesar: Cambia de alguna manera.

Datos: Hechos aislados que todo el mundo asume como cierto.

Información: Conjunto de datos relacionados entre sí.

Resolver un problema: Obtener un resultado; se tiene un propósito.

3

Datos vs. Información

Todo proceso en una computadora requiere que se entre Datos.

Datos se refiere a hechos aislados y puede incluir números, palabras, imágenes, videos y sonidos.

Los datos son manipulados para crear información.

Información es un conjunto de datos relacionados entre sí que están organizados, tienen sentido y son útiles.

4

¿Qué puede hacer una

computadora? Ya sea grande o pequeña, una

computadora puede realizar cuatro operaciones generales.

Estas operaciones son conocidas como el Ciclo de Procesamiento de Información

Las operaciones son:

◦ Entrada (“input”)

◦ Proceso (“process”) – Almacenamiento (“storage”)

◦ Salida (output”)

5

Ciclo de Procesamiento

La interacción de estas cuatro operaciones permite cambiar datos

a información.

6

Storage

(almacenamiento)

Process

(proceso)

Input

(entrada)Output

(salida)

Las Cuatro Operaciones

Estas operaciones ocurren a través de circuitos electrónicos contenidos en fichas de silicón dentro de la computadora.

Como rara es la vez que estos circuitos electrónicos fallan y los datos se mueven a través de los mismos a velocidad de la luz, el procesamiento es realizado en billonésimas de segundo.

Las personas que usan directamente una computadora son llamados usuarios.

7

¿Cómo la computadora sabe qué

hacer? Para que la computadora ejecute las

operaciones, se le debe asignar un conjunto detallado de instrucciones que le digan exactamente qué hacer.

Estas instrucciones son llamadas programas de computadora.

Antes de comenzar el procesamiento de un trabajo específico, se debe buscar el programa que corresponda a ese trabajo.

Cuando se busque el programa, la computadora ejecuta una instrucción detrás de otra hasta que el trabajo se complete.

8

Componentes de la computadora

Para entender como una computadora procesa los

datos en información, se necesita examinar los

componentes de la misma.

Una computadora está dividida en dos áreas:

Hardware Software

* EQUIPO * PROGRAMAS

* componentes físicos * Instrucciones,

* todo aquello que se * pasos a seguir.

pueda tocar.

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Dispositivo de

Entrada

Dispositivo de

Proceso

Dispositivo de

Salida

Dispositivo de

Almacenamiento

Sistema Operativo

Programas de

Lenguaje

Programas de

Aplicaciones

10

Componentes físicos o “Hardware”

Dispositivos de Entrada (Input)◦ Estos son todos aquellos que utilizamos para registrar

datos o “entrar” datos a una computadora

11

tecladoMouse Scanner

Micrófono

Componentes físicos o “Hardware”

Dispositivos de Proceso (Process)◦ EI system unit contiene una serie de circuitos

electrónicos y otros componentes que hacen posible las comparaciones lógicas y los calculos puedan ser procesados. En esta unidad se incluye el CPU y la memoria.

◦ EI CPU (Central Processing Unit) contiene la unidad de control que ejecuta las instrucciones del programa que se este ejecutando en la memoria de la computadora y tambien contiene el ALU (ArithmeticLogic Unit) que ejecuta las operaciones matemáticas y las comparaciones lógicas.

12

Componentes físicos o “Hardware”

Dispositivos de Proceso◦ Son aquellos en los que la computadora realiza todo el

análisis y conversión de los Datos en Información

◦ Sabemos que esto ocurre en el CPU de unacomputadora

◦ El CPU de una computadora está compuesto por treszonas importantes: Ramdom Access Memory (RAM)

Control

Lógica/Aritmética

13CPU RAM CPU CPU

Componentes físicos o “Hardware”

Dispositivos de Salida (Output)

Los periferales de salida (output devices) se

usan para mostrar al usuario el resultado de

una operación o de un comando invocado.

Los mas comunes son el monitor (screen)

y la impresora (printer). También el

modem de cable o DSL se puede nombrar

en esta categoría porque puede sacar

información hacia fuera de la computadora.14

Componentes físicos o “Hardware”

Dispositivos de Salida (Output)◦ Son aquellos dispositivos por los cuales podemos

obtener los datos ya procesados

15

Monitor Bocinas Impresora

Componentes físicos o “Hardware”

Dispositivos de Almacenamiento (Storage)

Las unidades de almacenamiento secundario

(secondary storage devices), también conocidas como

unidades de almacenamiento auxiliar (auxiliary storage

devices), almacenan instrucciones y datos cuando estos no

se necesitan por el system unit.

EI disco duro es la unidad por excelencia para

almacenar datos y archivos que no necesita la

computadora o el usuario de inmediato, pero que

sí se pueden necesitar en un futuro.

16

Componentes físicos o “Hardware”

Dispositivos de Almacenamiento (Storage)◦ Son los medios magnéticos o digitales donde podemos guardar la

información de manera temporera o permanente.

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Hard Disk Drive Floppy Disk

CD/DVD Rom

Flash Drive (USB)

En términos generales…

Aunque tengamos el mejor equipo una

computadora no sería nada si no tuviese

instrucciones para ejecutar.

El conjunto de instrucciones que le

indican a la máquina qué hacer y cómo

hacerlo es lo que conocemos como un

programa o Software.

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Componentes lógicos o programas

Los programas o software también se conocen componentes lógicos de una computadora.

No hay un sólo tipo de programa, éstos se clasifican por sus usos.

Las tres principales clasificaciones son: Sistemas, Lenguajes y Aplicaciones.

19

Componentes lógicos o programas

Sistemas OperativosLos programas de sistemas son los que activan los

mecanismos de una computadora y los preparan pararecibir instrucciones.

En términos generales son los que establecen comunicacióndirecta con los componentes físicos de la computadora o el Hardware.

Pueden ser tipo Caracter o Gráfico1. Tipo Caracter

Es aquel en el que el usuario tiene que escribir comandos o palabras claves para que se puedan ejecutar las instrucciones.

2. Tipo Gráfico Es aquel que introduce el uso de iconos para ejecución de las

instrucciones.

Podemos mencionarWINDOWS o LINUX

20

Sistemas Operativos

21

MS-DOS

Componentes lógicos o programas

Programas de Lenguajes

◦ El programa de lenguaje es el que utilizan los

programadores para escribir las instrucciones.

◦ Podemos mencionar lenguajes tales como:

Visual Basic ASP.NET

Visual C Visual Foxpro

Pascal HTML

Cobol PHP

RPG

Java

22

Componentes lógicos o programas

Programas de Aplicaciones

◦ Estos son los programas que utilizamos cuando

deseamos hacer tareas específicas, tales como

textos, problemas matemáticos, comunicaciones,

publicaciones.

◦ Los conocemos mejor cuando escuchamos, entre

otros, algunos nombres: Procesador de Palabras: MS-Word, Wordperfect, WordPad, etc.

Hojas de Cálculos electrónicas: MS-Excel, Lotus 123.

Bases de Datos: MS-Access, FoxPro, dBase, etc.

Publicidad: MS-Publisher, Corel Draw.

Presentaciones: MS-PowerPoint, Hardvard Graphics, etc.23

TIPOS DE COMPUTADORAS

Hoy día existen varios tipos de computadoras

como, por ejemplo, las que se usan en las ATH,

sistemas de alarmas, carros, detectar

terremotos, etc.

Las computadoras mas comunes y en las cuales

nos vamos a enfocar son las llamadas

computadoras personales o Pc.

Para poder diferenciar una computadora de una

calculadora, maquinilla u otros equipos, existen

tres características importantes las cuales son:

24

1. La computadora es electrónica (sus

funciones se realizan con señales

eléctricas).

2. La computadora puede guardar

información para una referencia futura.

3. Una computadora se puede programar,

lo cual permite que ejecute una serie

de tareas de índole general.

25

COMPUTADORAS ANÁLOGAS Y

DIGITALES

Existen dos tipos de computadoras:

◦ las análogas y las digitales.

Las computadoras análogas usan

generalmente de entrada (Input) señales

análogas como por ejemplo, luz, sonido y

movimiento.

◦ Las computadoras que monitorean en un

hospital el corazón de un paciente son un

ejemplo de computadoras análogas.

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Por otro lado, las computadoras digitales

reciben su entrada (Input) del teclado,

mouse, modem y otros periferales

(devices) que transmiten señales digitales a

la computadora.

Las señales que recibe una computadora

digital se componen de dos estados

(ausencia y presencia) de corriente o

magnetismo.

27

Desde el punta de vista electrónico, solo se

pueden representar dos estados (voltajes) en

una localización de memoria en la computadora.

Podemos representar matemáticamente estos

dos estados con los dígitos 1 y 0 creando de

este modo el sistema numérico binario.

La forma en que la computadora maneja la

corriente o magnetismo, nos fuerza a usar el

sistema numérico binario ya que solo se pueden

representar dos estados.

28

SISTEMA NUMERICO BINARIO

EI sistema numérico binario usa los símbolos 0

y 1 para representar la información en la

computadora.

Blnario viene de dos y con esos dos símbolos

podemos representar datos numéricos y

caracteres.

Para poder representar un número en este

sistema, necesitamos elevar por potencias de

dos cada posición de cada digito como lo

hacemos en el sistema decimal nuestro.

29

Ejemplo:

30

Las unidades de medida en la computadora se

hacen tomando en consideración el sistema

numérico binario.

◦ Un K 0 KB significa 1,024 caracteres de

información (210).

◦ Un megabyte (MB) son 1,048,576 caracteres

de información (220).

◦ Un Gigabyte (GB) son 1,073,741,824 caracteres

de información (230).

◦ Un Terabyte (TB) son 1,099,511,627,776

caracteres de información (240).31

Existen otros sistemas numéricos

relacionados a las computadoras como lo

es el sistema octal (dígitos del 0 al 7) y el

sistema hexadecimal (dígitos del 0 al 9 y

de A a F). Ambos son múltiples por dos y

se usan mucho para abreviar resultados

binarios que tienden a ser largos.

32

Representación de datos

Prefijos para

cantidades pequeñas

Significado Notación Decimal

Mili Una centésima de .001

Micro Una milésima de .000001

Nano Una billonésima de .000000001

Pico Una trillonésima de .000000000001

Prefijos para

cantidades grandes

Kilo (K) Mil 1,000

Mega (M) Un Millón 1,000,000

Giga (G) Un Billón 1,000,000,000

Tera (T) Un Trillón 1,000,000,000,000

33

Representación de datos

Cada uno de los valores digitales recibe el

nombre de BIT (Binary digiT).

◦ Representa la unidad más pequeña de datos que una

computadora puede manejar.

Cuando se agrupan ocho (8) bits entonces

reciben el nombre de byte.

◦ Los bits se combinan de diversas maneras, en grupos

de ocho, para representar caracteres, signos, etc.

◦ Si escribimos la letra A en una computadora esta

interpreta en un set de ocho bits o lo que es lo mismo

que un byte.34

EI bit de paridad (Parity Bit) se usa para

verificar que los caracteres se muevan

correctamente de un lugar a otro dentro

de la computadora.

◦ Por ejemplo, de memoria a disco duro. EI

cotejo de bits puede ser par o impar. La suma

total de los bits encendidos es la que determina

si el bit de paridad se enciende o no.

35

SISTEMA DE REPRESENTACION DE

CARACTERES

Los dos códigos mas usados para

representar caracteres en la computadora

son el ASClI (UNICODE) y EBCDIC.

EI ASCII significa American Standard Code

For Information Interchange. Es el código

que se usa en las computadoras

personales (PC).

36

Por otro lado, EBClDIC significa Extended

Binary Coded Decimal Interchange Code y se

usa mayormente en computadoras

grandes (mainframe) de la compañía IBM.

37

38

ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE

INFORMACION

Un sistema de información se refiere a

una colección de elementos que proveen

información precisa, útil y a tiempo a los

usuarios.

Un usuario es una persona que usa

directa o indirectamente una computadora

y se beneficia de los resultados que

obtiene.

39

EI sistema de información se desglosa básicamente en:

programas (software), equipo (hardware), datos (data),

procedimientos, usuarios y personal técnico.

40

PERSONAL TECNICO (Information

Technology Specialist)

◦ Un elemento importante en un sistema mecanizado

es el personal técnico que trabaja directamente con

el equipo de computadoras.

◦ Este personal tiene la capacidad de resolver

problemas al usuario, tanto de software como de

hardware, da mantenimiento preventivo al equipo y es

un enlace entre la computadora y los departamentos

de la compañía.

41

Procedimientos

Los procedimientos, reglas y manuales Ie indican

al usuario y al resto del personal como se

ejecutan las distintas operaciones

administrativas y mecanizadas. Pueden incluir

leyes federales, estatales, locales y normas

corporativas. Sin estos procedimientos, el

usuario podría llegar a un punto de no saber

que decisión tomar o peor aún, de tomar una

decisión incorrecta.

42

Computadora Personal

(Personal Computer) Las computadoras personales, también

conocidas como microcomputadoras son las

mas usadas tanto en el ámbito personal como

en el de pequeñas y medianas empresas.

Existen varias clasificaciones, las cuales varían en

cuanto a capacidad y precio se refiere.

Aquí mencionaremos las mas importantes y

comunes de menor a mayor, las cuales son:

◦ Smart Phones, Subnotebook, Notebook, Laptop,

Desktop, Tower, Workstations y Servers.

44

Smart Phones

Los celulares que utilizamos hoy día tienen la

capacidad de manejar calendario, trabajar

agendas, dar seguimiento a reuniones, tocar

canciones mp3, manejar fotos y videos, además

de la función inicial de almacenar teléfonos y

direcciones.

45

EI Smart Phone es la unión de los teléfonos

celulares y los PDA que eran las

computadoras de bolsillo que hacían

todas las tareas que hace un celular

menos trabajar llamadas telefónicas.

También se les conoce como mobile

phones o iPhones.

46

Notebook

Su peso es entre 4 a 8 libras. Son de uso general

y corren la mayoría de las aplicaciones. Usan

disco duro, teclado, CD/DVD y otros

componentes comunes en las computadoras

personales. Son ideales para los usuarios que

están constantemente fuera de sus oficinas y

necesitan una computadora personal a su lado .

47

Laptop

Es la versión mas grande dentro de las

computadoras portátiles. Pesan entre 8 a 15

libras. Tienen mayor capacidad de disco duro y

pantallas mas anchas que las otras versiones.

48

Desktop

Son las computadoras mas comunes en las

oficinas y en muchos hogares. Su diseño

horizontal se pone debajo del monitor y al lado

del teclado del usuario. Tanto el teclado como

el mouse y el monitor vienen por separado.

49

Tower

Similares a las desktop pero con la diferencia de

que la caja se coloca verticalmente. Se puede

poner al lado del monitor o en el piso, lo cual

economiza espacio.

50

Estaciones de trabajo

(Workstations) Computadoras con capacidades poderosas de

ejecutar cálculos y graficas. Se usan

frecuentemente para procesos que demandan

muchos recursos de la computadora tales como

diseño de planos (AutoCad ®), bases de datos

complejas, etc.

51

Servidor (Server)

Computadoras sumamente poderosas que se

encargan de manejar las comunicaciones en una

red local.

Una red se compone de un servidor y varias

computadoras conectadas entre sí.

EI servidor dirige el tráfico de la red y permite

compartir programas, equipo (impresora) y

archivos, economizando, ya que minimiza la

duplicidad de archivos y equipo, y aumenta la

productividad y la precisión de los datos.

52

Mini computadora

(Minicomputer) Computadoras mas poderosas que

aproximadamente en los $15,000. Tienen la

capacidad de trabajar simultáneamente con

varios usuarios.

Sus capacidades son ideales para tareas que

demandan muchos recursos de computación.

Se usa mayormente en compañías de mediano

crecimiento.

53

Mainframe

Sistemas grandes y complejos que pueden

trabajar simultáneamente con cientos de

usuarios. Su costo varía de varios miles a

millones.

Requieren condiciones especiales como aire

acondicionado, demanda mucho voltaje y se

instalan en pisos falsos. La usan mayormente

compañías grandes como los bancos y el

Departamento de Hacienda.

54

Supercomputadora

(Supercomputer) Son las mas poderosas y por consiguiente las

mas caras. Procesan cientos de millones de

instrucciones por segundo. Se usan

principalmente para:

◦ búsqueda y estudio de la energía y armas nucleares

◦ búsqueda de yacimientos petroleras con grandes

bases de datos sísmicos, estudio y predicción de

tornados

◦ estudio y predicción del clima de cualquier parte del

mundo, elaboración de maquetas y proyectos de la

creación de aviones

55

simuladores de vuelo y otras tareas que

demandan grandes cantidades de cálculos

que solo pueden realizarse con una

supercomputadora.

56

COMPONENTES DE UNA

COMPUTADORA

57

Componentes de una computadora

Los componentes de la computadora son

muchos y varían en capacidad, funciones y

tareas asignadas.

58

Bocinas (Speakers)

◦ Las bocinas pueden ser sencillas en sus

especificaciones o elaboradas. Incluso pueden

tener sub-woofer.

Camara de Web (Web Camera)

◦ Permite grabar y enviar videos y hacer una

conexión al momento entre dos personas o

mas que tengan cámara web.

59

Camara Digital

◦ Su mayor desventaja es el precio, el cual se ha

logrado ir reduciendo.

◦ Su mayor ventaja es que las fotos se pueden

cargar a la computadora y el usuario puede

escoger cuales fotos se pueden borrar y

cuales se pueden almacenar.

60

Disco Duro (Hard Disk)

◦ es una unidad interna de la computadora. Es

un medio de almacenamiento no volátil (a

diferencia de la memoria RAM).

◦ Su velocidad y capacidad es mayor que otros

medios de almacenamiento secundario.

◦ Actualmente la capacidad de un disco duro

varía entre 100 Gygabyte (GB) a un Terabyte

(TB).

61

Impresoras

Las impresoras varían en términos de diseño,

precio y capacidad. Las más comunes

actualmente en el mercado son: laser, ink-jet,

dot matrix y All in one.

a. Dot matrix

EI mas barato de los tres modelos. Sus problemas

principales son la calidad de la letra o gráfica y el ruido que

emite al imprimir.

Se usan mucho para formas continuas en los negocios. No

se recomiendan para uso del hogar.

62

Impresoras

Laser

◦ Imprime "como si quemara" el papel. Posee

una calidad única tanto para caracteres como

gráficas.

◦ Su mayor desventaja es el precio (aunque se

mantiene disminuyendo constantemente), el

costo de mantenimiento (toner) y el calor y

radiación que genera.

◦ Se recomienda para negocios y para trabajos

que imprimen un volumen de páginas.

63

Impresoras

Ink-jet

◦ Imprime usando tinta Iíquida a través de unos

filtros (como un marcador).

◦ Crea documentos casi de la misma calidad

que un laser, pero son mas baratos.

◦ Se recomiendan para uso del hogar.

64

Impresoras

All-in-one

◦ Son impresoras que tiene la capacidad de

hacer varias tareas adicionales a la de

imprimir.

◦ Estas impresoras pueden digitalizar

documentos (scanner), pueden enviar

documentos por fax y fotocopiar.

◦ Las funciones dependen del modelo de

computadora. Pueden ser Laser o Ink-jet.

65

Las computadoras usan dos tipos de

memoria primaria: ROM (Read Only Memory)

◦ en la cual se almacenan ciertos programas e

información que necesita la computadora, las

cuales están grabadas permanentemente (no

volátil) y no pueden ser modificadas por el

programador.

66

RAM (Random Access Memory)

◦ memoria de acceso aleatorio, la usa el usuario

mediante los programas y es volátil. La

mayoría de las computadoras hoy día usan

memoria tipo SDRAM (Synchronous Dynamic

Random Access Memory).

Este tipo de memoria se sincroniza con el

procesador para poder acceder los datos mas

rapidarnente.

67

Modem (Cable/DSL)

◦ Permite acceso al Internet a una o más

computadoras en el hogar. EI proveedor de

internet ya sea por cable, DSL o satélite envía

la señal la cual es recibida por el modem.

68

Hoy día podemos construir en

nuestros hogares una red de

computadoras. EI propósito

principal es poder dar acceso

al Internet, a mas de una

computadora a la vez.

También se pueden compartir

impresoras y unidades de disco

externo utilizando esta misma

configuración.

69

Monitor Flat (Flat Screen)

◦ Tiene la particularidad de ser extremadamente

delgado. Actualmente se ha convertido en el

estándar de la industria. Además ocupa menos

espacio que los convencionales.

Mouse

◦ Es el segundo dispositivo de entrada más

usado. EI mouse o ratón es arrastrado lo largo

de una superficie para maniobrar el cursor en

la pantalla del monitor.70

Teclado

71

El teclado

◦ es la unidad de entrada de datos por

excelencia. Es similar al teclado de una

maquinilla con unas variantes. Las teclas

adicionales juegan un papel importante para

poder operar eficientemente la computadora,

y por lo tanto, es importante conocerlas.

72

Estas teclas especiales son:

73

Estas teclas especiales son:

74

VIRUS

Aunque no se consideran un componente del

software, es importante mencionarlo y entender

cómo trabaja. Son programas diseñados para

multiplicarse y propagarse sin dar indicios de su

existencia.

Los virus electrónicos pueden producir una

variedad de síntomas en las computadoras.

Pueden producir ruidos extraños o presentar

mensajes de mal gusto en la pantalla.

◦ En el peor de los casos pueden borrar archivos o el

disco duro por completo.

75

VIRUS

Los virus se propagan de varias maneras.

Algunos se duplican cuando se abre un archivo

infectado. Otros afectan la parte de un disco

duro e infectan todo floppy que se inserte en

esa computadora. Algunos se quedan en la

memoria, etc.

A continuación vemos un diagrama que clasifica

los distintos programas (software).

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Términos relacionados a amenazas

de seguridad Malware

◦ Son programas de computadoras que están

destinados a causar daños o a comunicar información

a otras personas sin permiso del propietario.

Spyware

◦ Rastrea como el usuario utiliza el lnternet y Ie envía

información a una compañía o la persona que lo creo.

Muchas veces esto se hace sin el conocimiento ni el

consentimiento del usuario.

77

Términos relacionados a amenazas

de seguridad Phishing

◦ Practica de enviar mensajes de correo

electrónico con enlaces falsos de Internet

haciendole creer al usuario que esta en un

sitio legitimo.

Pharming

◦ Cuando un hacker rompe la seguridad de un

servidor Web, puede indicarle al servidor que

las personas que lo acecen vayan a otra

dirección y de ese modo engañarlos.

78

Términos relacionados a amenazas

de seguridad Firewall

◦ Programa o componente de hardware que

evitan que otros programas del Internet

accedan la computadora del usuario o impide

que información de la computadora del

usuario salga hacia el Internet.

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