Tema 1: Introducción · –Disco duro: unidades de almacenamiento de gran capacidad –Memorias...
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Tema 1: Introducción
•Introducción a los ordenadores
•Introducción a la informática
•Introducción a la programación
Fundamentos de Informática. DSIC/UPV 2
Tema 1: Introducción
• Introducción a los ordenadores
– Ordenador: conjunto de sistemas mecánicos y
electrónicos diseñado para la gestión automática de los
datos y que puede ser programado
– Hardware: Parte física de un ordenador: pantalla,
teclado, impresora, discos, etc
– Software: Parte lógica de un ordenador: sistema
operativo, programas, datos, etc
• Hardware y software
– Un ordenador tiene elementos de ambos grupos ya que
el hardware no sería operativo sin el software
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Tema 1: Introducción
• Estructura básica de un ordenador
– Hardware:
• Dispositivos de entrada: ratón, teclado, joystick, red, etc.
• Dispositivos para el proceso de la información: procesador,
memoria principal, placa base, tarjeta gráfica,….
• Dispositivos de almacenamiento de la información: disco duro,
cds, DVDs, memorias USB, …, etc.
• Dispositivos de salida: monitor, impresora, red, plotter,...
– Software:
• Sistema operativo
• Programas de usuario
• Datos
– Existen diferentes clases de ordenadores, nosotros nos
referiremos a los personales (PCs)
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Tema 1: Introducción
• Dispositivos de entrada
– Ratón: se utiliza como puntero
– Teclado: dispositivo de entrada por excelencia
• Se divide en: alfanumérico, numérico, desplazamiento, teclas
grises, teclas de función, teclas especiales.
• Dispositivos para el proceso de la información
– Procesador: se conoce también como CPU (unidad
central de proceso), es el cerebro del ordenador, en los
ordenadores personales se ha pasado del 8088 a 4,77
Mhz en 1978 a Quad-Cores a 3.0 Ghz en la actualidad.
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Tema 1: Introducción
– Memoria: la memoria principal RAM almacena la
información cuando esta es procesada
– Electrónica de la placa base: circuito electrónico
principal en el que se interconectan el procesador, la
memoria y otros dispositivos
• Dispositivos de almacenamiento
– Disco duro: unidades de almacenamiento de gran
capacidad
– Memorias USB: Son discos de pequeño tamaño,
extraibles y capacidad cada vez mayor
– CDs (800Mb), DVDs (4Gb)
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Tema 1: Introducción
• Dispositivos de salida
– Pantalla: permite visualizar imágenes y texto: su
calidad y precio dependen de tamaño, resolución y
frecuencia de refresco
– Impresora: permite presentar los resultados en un
soporte definitivo (papel)
• Componentes: sistema de alimentación del papel, cabeza de
impresión, placa de control, botones y luces de control,
conectores y cables.
• Tipos: matriciales, de inyección y láser.
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Tema 1: Introducción
• Sistema operativo– Es el componente software más importante ya que entre otras funciones se
ocupa de que el Hw funcione bien
– Los SO más conocidos son: windows (XP, Vista, Windows 7), MacOS , Linux.
– Funciones de un SO• Gestión de procesos: gestionar los recursos que soliciten
• Gestión de la memoria: la memoria RAM es limitada
• Gestión del almacenamiento secundario: guardar y recuperar información
• Gestión de E/S: la información llegue a los dispositivos y sea tratada correctamente
• Gestión de archivos: la información se almacena en archivos y se estructura en directorios
• Programas de usuario– Se compone de todo el software que no es el SO: Procesador de texto, hojas
de cálculo, agendas, juegos, aplicaciones gráficas, etc.
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Tipos de programas
• Programas de uso universal
– Numéricos
– Procesadores de texto
– Gráficos
– Gestión
– De información remota
• Programas de uso particular
– Informática
– Ingeniería
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Tema 1: Introducción
• ¿Qué hace el ordenador?:
-Hace cálculos
-Reproduce música y películas
-permite escribir documentos, guardarlos, imprimirlos
-Permite, a través de la red, enviar correos, hablar o
incluso videoconferencia.
-Guarda datos (de empresas, hospitales, hacienda, …) y
permite acceder a ellos rápidamente
…
EL ORDENADOR PROCESA INFORMACIÓN
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Tema 1: Introducción
• Pasos necesarios en el proceso de información:
– Información de entrada: Cualquier información que se
introduce en el ordenador para ser procesada: conocida.
– Información de salida: Cualquier información generada
en un ordenador por medios automáticos:
– Proceso: Mecanismo automático, conocido y bien
definido por el cual un ordenador es capaz de obtener
unos resultados a partir de la información de entrada
proporcionada
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Tema 1: Introducción
Ejemplo:Proceso sumar dos números:
• Información de entrada: los dos números a sumar (5 y 12)
• Proceso: Sumar los dos números (5+12)
• Información de salida: la suma de ambos (17)
– Procesador: componente principal del ordenador capaz
de procesar la información
Información
de entradaProceso
Información
de salida
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Tema 1: Introducción
• El camino de la información
– Introducir la información en el ordenador mediante los
dispositivos de entrada
– Almacenar la información en los dispositivos de
almacenamiento
– Procesar la información para obtener resultados
mediante los dispositivos de proceso
– Visualizar los resultados en los dispositivos de salida
y/o almacenarlos
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Tema 1: Introducción
• Introducción a la informática
– Información:
• Ideas o hechos transmitidos entre personas
– Informática:
• Conjunto de ciencias, técnicas o actividades que se dedican al estudio,
tratamiento y almacenamiento de los datos por medios automáticos.
– Como representar la información en los ordenadores?
• A través de “interruptores”: encendido (1)/apagado(0)
• Representación de la información en base 2
• La información se codifica como una secuencia de símbolos binarios:
0 y 1.
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Tema 1: Introducción
• Representación de números en sistema binario
– Normalmente las personas usamos el sistema decimal (Base
10):
• 5946=5*1000+ 9*100+4*10+6*1= 5*103 +9*102+4*101+6*100
– Es posible representar los numeros con cualquier base; en
particular, con base 2
• 17 =1·24+ 0·23+ 0·22+0·21+ 1·20 1710 = 100012
– Cuantos numeros se pueden representar con N interruptores
(o bits)?
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Tema 1: Introducción
• Codificación de la información:
– Codificación
• Proceso que consiste en representar la información mediante
una combinación de símbolos determinada: dos informaciones
distintas tienen dos combinaciones distintas.
– Información analógica
• La manera en que existe la información en el mundo real:
carta, fotos, una cinta de música.
– Información digital
• Si en vez de utilizar papel, lápiz, magnetófonos, etc. se utiliza
un ordenador, la información pasa a ser digital
• La información analógica se traduce a codificación binaria
• Ejemplo telégrafo y código morse:
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Tema 1: Introducción
“Confirmo asistencia a boda. Llegaré Valencia sábado mañana temprano”
escribiré en código Morse la siguiente secuencia de símbolos:
“- · - · - - - - · · · - · · - · - - - - -
· - · · · · · · · · · · - · - · - · - · · · · - “ etc...
Alfabeto (código) Morse
A · - H · ·· · Ñ · · -· · U · · -
B -· · · I · · O --- V · · · -
C -· -· J · --- P · --· W · --
D -· · K -· - Q --· - X -· · -
E · L · -·· R · -· Y -· --
F ·· -· M - - S · · · Z --· ·
G --· N -· T · · -
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Tema 1: Introducción
– Si se utilizara la codificación binaria:
“01000011 01001111 01000110 01001001 01010010 01001101 01001111
01000001 01010011 01001001 01010011 ...”
• Esta codificación es transparente para el usuario (se produce
dentro del ordenador, pero el usuario nunca ve esta
codificación)
• Del mismo modo que el texto se puede codificar imágenes y
sonido, e incluso animaciones.
Código binario (ASCII)
A 01000001 H 01001000 Ñ 10100101 U 01010101
B 01000010 I 01001001 O 01001111 V 01010110
C 01000011 J 01001010 P 01010000 W 01010111
D 01000100 K 01001011 Q 01010001 X 01011000
E 01000101 L 01001100 R 01010010 Y 01011001
F 01000110 M 01001101 S 01010011 Z 01011010
G 01000111 N 01001110 T 01010100
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Tema 1: Introducción
• Unidades de medida de la información
– Información analógica
• libro en páginas, fotografía en cm, cinta en minutos
– Información digital
• Cada elemento de información (1,0) se llama bit (binary digit)
• Un conjunto de 8 bits es un byte (sería como una letra)
• Con un byte podemos conseguir 256 combinaciones distintas:
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• 1024 bits/bytes = 1 Kbit/Kbytes = 210 bits/bytes
• 1024 Kbits/Kbytes = 1 Megabit/Megabyte = 220 bits/bytes
• 1024 Mbits/Mbytes = 1 Gigabit/Gigabyte = 230 bits/bytes
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Tema 1: Introducción
– Ocupación orientativa de distintos tipos de información:
Tipo de información Cantidad Tamaño
Texto simple Una página 3 kilobytes
Sonido de baja calidad Un minuto 1 megabyte
Sonido de alta calidad Un minuto 10 megabytes
Imagen en color Pantalla completa 500 kilobytes
Vídeo en movimiento Un minuto, ventana de 100x100
puntos
10 megabytes
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Tema 1: Introducción
• Introducción a la programación
– Algoritmo: Procedimiento bien definido que nos permite resolver un problema. Se definen mediante pasos:Dados 2 números visualizar el mayor
Inicio
Averiguar el valor del primer número
Averiguar el valor del segundo número
Si el primer número es mayor que el segundo, visualizar el primero, sino visualizar el segundo
Fin
– Programa: Representación de un algoritmo mediante un lenguaje de programación concreto. Secuencia de instrucciones de un lenguaje de programación que resuelven el problema planteado por un algoritmo.
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Tema 1: Introducción
– Implementar: traducir un algoritmo a un programa.
– Desarrollo del Software:
• Diseño del algoritmo.
• Implementación.
• Ejecución y validación.
– Lenguaje de programación: Cjto de reglas, símbolos
y palabras especiales empleadas para construir un
programa.
– Instrucción: Cada una de las posibles órdenes que se
pueden utilizar en un lenguaje de programación. El
conjunto y sintaxis de instrucciones depende del
lenguaje utilizado.
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Tema 1: Introducción
El problema debe ser susceptible de ser resuelto por
ordenador:
Dados dos números visualizar el mayor (lenguaje C)
#include <stdio.h>
int primer_numero, segundo_numero;
main()
{
scanf(" %d ",&primer_numero);
scanf(" %d ",&segundo_numero);
if (primer_numero>segundo_numero) printf("%d",primer_numero);
else printf("%d",segundo_numero);
}
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Tema 1: Introducción
• Funcionamiento de un programa
– Entrada de datos: el programa solicita los datos
necesarios para resolver el programa: los scanf
– Proceso de la información: el programa opera
con los datos para obtener el resultado: una
suma
– Salida de resultados: presentación en pantalla
del resultado: los printf
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Los lenguajes de programación
Los lenguajes de programación pueden dividirse en dos tipos:
Lenguajes de alto nivel: Lenguaje en el que un programador escribe el programa. Se caracteriza por:
ser independiente de la máquina y del Sistema Operativo para el que se realiza el programa, y
ser relativamente sencillo de entender por una persona (programador) que escribe el programa.
Lenguajes de bajo nivel: Estos lenguajes se caracterizan justo por lo contrario que los anteriores: son difíciles de entender y manejar por una persona, y son dependientes de un procesador en concreto.
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Los lenguajes de Alto Nivel (I)
Dentro de los lenguajes de alto nivel pueden distinguirse varios tipos:
Imperativos o procedurales (depende de a qué característica se refiera se utiliza un nombre u otro). También llamados lenguajes de 3ª generación. El análisis de los problemas y el planteamiento del diseño de los programas que solucionan un determinado problema se lleva a cabo dividiendo el problema en tareas y subtareas. Ejemplos: C, Pascal, Fortran, ...
Orientados a Objetos. También llamados de 4ª generación. El planteamiento de la solución consiste en la identificación de objetos del mundo real con sus características y comportamiento. Ejemplos: C++, Java, Pascal-OO, ...
Otros: Plantean la solución del problema de la programación desde otros puntos de vista. Se utilizan a nivel de investigación.
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Los lenguajes de Alto Nivel (II)
• Según el tipo de aplicación que se les da se pueden
clasificar de la siguiente manera:
– De propósito general: BASIC, PASCAL, ADA, C, ...
– Científicos: FORTRAN, C, ...
– De gestión: COBOL, PRG, C, ...
– Educativos: LOGO, ...
– De Inteligencia Artificial: LISP, PROLOG, C, ...
– Programación en Internet: JAVA, PERL, HTML
• El lenguaje C/C++ es de los más utilizados hoy en día.
También lo es el PASCAL y los que se refieren a Internet.
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Los lenguajes de Bajo Nivel
• Existen dos lenguajes de Bajo Nivel principalmente:
– El ensamblador: Lenguaje de símbolos en el que se
expresan las instrucciones elementales que ha de
realizar el procesador para el que se está programando.
– El lenguaje máquina: Lenguaje formado por cadenas
de 1’s y 0’s que constituyen las instrucciones últimas
que ejecuta el procesador. Es el único lenguaje de todos
los anteriores que entiende el procesador directamente.
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Proceso de programación
Una vez el programador escribe un programa en un lenguaje de Alto Nivel, es necesario traducirlo a lenguaje máquina para que el procesador pueda ejecutarlo.
La traducción se realiza mediante un programa traductor. Existen dos tipos de traductores:
Compiladores: Traducen el programa escrito en un lenguaje de Alto Nivel a lenguaje máquina de un procesador determinado. En un proceso intermedio generan código en lenguaje ensamblador.
Intérpretes: Programas que interpretan las instrucciones de un determinado lenguaje de Alto Nivel y las van ejecutando a medida que las descifran. Ejemplo: Un navegador de Internet es un intérprete del lenguaje de Alto Nivel HTML.
Código fuente
(Editor)
Compilador
Intérprete
Código ejecutable
Código intermedio
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Esquema del proceso de programación
Lenguaje de
programación
de Alto Nivel
Fichero fuente
Lenguaje
máquina o
binario
Fichero ejecutable
o programa
Extensión: *.c,
*.pas *.f, etc. Extensión: *.exe
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Tema 1: Introducción
– Pseudocódigo
• Aunque el conjunto de palabras y símbolos de los distintos
lenguajes es muy diferente su funcionalidad es similar
• Nos permite realizar un esbozo del programa final utilizando
un lenguaje cercano al natural
• Después será sencillo traducir al lenguaje elegido.
Ejemplo: Dados 2 números, visualizar la suma de ambos
Inicio
Leer el primer número
Leer el segundo número
Calcular la suma de ambos
Visualizar el resultado
Fin