Fundamentos de Informática

Dpto. Tecnología “Instituto Español Andorra
Tecnologías. Inform. Comunicación
2012-13
Ut00 FUNDAMENTOS DE LAS TIC
1º Bachillerato
UT 1 SISTEMAS INFORMÁTICOS
Mínimos: Concepto de informática. Naturaleza de la información. Sistemas de
numeración. Arquitectura física de un sistema informático. Representación de los
datos. Software. Sistemas operativos. Condiciones eléctricas y medioambientales de
sistemas informáticos.
Concepto de informática:
En todas las sociedades modernas, hoy, el ordenador (PC) está presente en la
mayoría de sus actividades cotidianas.
ACTIVIDAD: Confeccionar una lista de actividades que no utilizan directa o
indirectamente el PC
Informática o Computación, conjunto de conocimientos científicos y de técnicas que hacen
posible el tratamiento automático de la información por medio de computadoras. La informática
combina los aspectos teóricos y prácticos de la ingeniería, electrónica, teoría de la información,
matemáticas, lógica y comportamiento humano. Los aspectos de la informática cubren desde la
programación y la arquitectura informática hasta la inteligencia artificial y la robótica.
El estudio de la informática comprende los componentes tangibles (circuitos electrónicos) del
PC denominado HARDWARE, la representación del trabajo y de cómo debe hacerlo, elementos
intangibles agrupado todo ello en el término SOFTWARE (programas y aplicaciones) y el trasiego
de la información COMUNICACIÓN.
Naturaleza de la información
Numérica
Alfanumérica (letra y número)
Gráfica
Sonora, Acústica
Táctil
Modos de tratar la información:
Operaciones aritméticas (+,-,*,/…)
Operaciones lógicas (=, <, > …)
Clasificaciones y listados
Arquitectura física de un sistema informático.
CPU: Ud aritmético-logica, Ud de control
Memoria principal
Uds. entrada
Uds. Salida
Memoria auxiliar
Buses de comunicación.
Representación de los datos.
Las máquinas (semáforos, PC’s, PLC, CNC, teléfono celular…) trabajan con
dispositivos que sólo puede tener dos valores posibles (digital): cero “0” o uno “1”
(+5v y 0v, +3v y –3v…); esta característica nos permite manejar información (Si /
No, Blanco / Negro, 1/0, verdadero / falso…) denominada información binaria (dos
valores).
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Mediante convenios podemos establecer códigos que nos permitan representar la
información en base a dos valores: 0 y 1, información binaria. Así tenemos el
código alfanumérico ASCII (American Standard Code of Interchange of Information)
normalizado hoy con 8 bits (1 byte) o elementos de información binaria.
La cantidad de información que permite comunicar un bit es 2 unidades. Si se
dispone de mayor nº de bits se podrá comunicar más cantidad de información;
¿cuánta?. R. 2n siendo n el nº de bits. De este modo con un byte se puede comunicar
28 = 256 informaciones diferentes (si fuera de 7bit serían 2 7 = 128 informaciones
posibles.)
Byte (octeto si tiene 8 bits). Un Byte representa un carácter (letra, número, gráfico)
1 Byte = 8 bits
1 Kbyte = 210 Bytes = 1 024 Bytes
1 Mbyte = 210 KBytes = 1.024 KBytes = 220 Bytes = 1.048.576 Bytes
1 Gbyte = 210 MBytes = 1.024 MBytes = 230 Bytes = 1.073.741.824 Bytes
1 TeraByte = 210 GBytes = 1.024 GBytes = 240 Bytes = 1.099.511.627.776 Bytes
Sistemas de numeración:
S. decimal: consta de 10 numerales o símbolos (0,1,…, 8 y 9). Sistema de
valor posicional en el cual el valor de un dígito depende de su posición. Ejemplo 345;
3 centenas, 4 decenas y 5 uds.. El 3 aporta el valor mayor, el mas significativo (MSD)
y el 5 tiene el menor valor, llamado dígito menos significativo (LSD).
S. OCTAL: de base 8 (0, 1,…, 6 y 7)
S. HEXADECIMAL: de base 16 (0, 1,…, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E y F)
S. Binario: consta de dos símbolos (0 y 1). Sistema de valor posicional donde
cada dígito tiene el valor en potencia de 2.
Valor posicional 23
Nº binario
1
Especiales
22
0
21 20
1 1
•
2-1
1
PUNTO
BINARIO
MSB
2-2
0
2-3
1
LSB
binario natural MSB / LSB,
Aritmética binaria:
o
Suma binaria: 010 + 010 = 100
o
Resta binaria: 100 – 010 = 010
o
Multiplicación lógica = 101 x 101 = 11001
Nº binario con signo:
El bit de la izda representa el signo: si 0  “+”, si 1  “-“
Los bits a la dcha del de signo representan la magnitud.
CÓDIGOS DE REPRESENTACIÓN:
Código BCD: cada dígito decimal codificado en binario
Valor decimal
BCD
8
1000
7
0111
4
0100
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Binario directo 1101101010
o natural
Código alfanumérico ASCII:
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Código alfanumérico UNICODE:
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Es un conjunto de caracteres donde el rango posible se establece entre 0 y
65.536, como consecuencia de su formación por 16 bits. Es habitual referenciar a los
caracteres Unicode en hexadecimal (del 0000 al FFFF). Ya existen lenguajes de
programación (Java) que empiezan a utilizarlo en detrimento del ASCII. Unicode
incluye caracteres del latín, griego, arábico, cirílico, hebreo, katakana y Jangul.
Sistemas de numeración:
S. Octal:
S. Decimal:
S. Hexadecimal:
0,1,2,3,4,5,6,7
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f
Contar en sistemas de numeración posicional:
S. Decimal:
21...
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20,
S. Hexadecimal:
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, a, b, c, d, e, f, 10, 11, 12, 13, 14, 15,
16, 17, 18, 19, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 20, 21, 22, 23,..,... 29, 2a,
2b, 2c, 2d, 2e, 2f...
S. Octal:
0,1,2,3,4,5,6,7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 21, 22, 23, 24,
25, 26, 27, 30, 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 40. 41. 42. 43, ....
Conversión de una base cualquiera a base decimal:
Ejemplos:
De octal a decimal 761(8 = 7*82 + 6*81 + 1*80 = 497(10
De binario a decimal
101,01(2 = 1*22 + 0*21 + 1*20 + 0*2-1 + 1*2-2=
5,25(10
De hexadecimal a decimal
3f(16 = 3*161 + 15*160 = 63(10
Conversión de base decimal a cualquier base:
El procedimiento consiste en dividir el nº por la base a la cual deseamos convertir
ese número, y los sucesivos cocientes hasta obtener un resto menor que la base
empleada. El 1er resto representa el LSB y el último cociente el MSB
Ejemplos:
Sistema binario. Conversión Binario-decimal.
Sistema octal y hexadecimal. Conversiones
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TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN. SISTEMAS DE DETECCIÓN DE ERRORES
La codificación binaria es imprescindible en dispositivos electrónicos como
ordenadores, donde la información se puede codificar basándose en la presencia o no
de una señal eléctrica.
Sin embargo, esta señal eléctrica puede sufrir alteraciones (como distorsiones o
ruidos), especialmente cuando se transportan datos a grandes distancias. Por este
motivo, ser capaz de verificar la autenticidad de estos datos es imprescindible para
ciertos propósitos (incluido el uso de información en entornos profesionales,
bancarios, industriales, confidenciales o relacionados con la seguridad).
Por este motivo existen algunos mecanismos que garantizan un nivel de integridad
de los datos, es decir, que el destinatario obtiene una confirmación de que los datos
recibidos son, de hecho, coincidentes a los datos transmitidos. Existen dos maneras
de proteger la transferencia de datos para que no se produzcan errores:
• instalando un medio de transmisión más seguro.
• implementando mecanismos lógicos para detectar y corregir errores.
o Control de paridad
o Control de redundancia longitudinal (LRC, también denominada
verificación de redundancia horizontal)
o Verificación de redundancia cíclica CRC. Es el principal método de
detección de errores utilizado en las telecomunicaciones
Aquí sólo vamos a iniciarnos en el control de paridad (denominada VRC o
verificación de redundancia vertical) es uno de los mecanismos de verificación más
simples. Consiste en agregar un bit adicional (denominado bit de paridad) a un cierto
número de bits de datos denominado palabra código (generalmente 7 bits, de manera
que se forme un byte cuando se combina con el bit de paridad) cuyo valor (0 o 1) es
tal que el número total de bits 1 es par. Para ser más claro, 1 si el número de bits en
la palabra código es impar, 0 en caso contrario.
Tomemos el siguiente ejemplo:
En este ejemplo, el número de bits de datos 1 es par, por lo tanto, el bit de paridad se
determina en 0
En este otro ejemplo, los bits de datos son impares, por lo que el bit de paridad se
convierte en 1
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Supongamos que después de haber realizado la transmisión, el bit con menos peso del
byte anterior (aquel que se encuentra más a la derecha) ha sido víctima de una
interferencia
El bit de paridad, en este caso, ya no corresponde al byte de paridad: se ha
detectado un error.
Sin embargo, si dos bits (o un número par de bits) cambian simultáneamente
mientras se está enviando la señal, no se habría detectado ningún error:
Ya que el sistema de control de paridad puede detectar un número impar de errores,
puede detectar solamente el 50% de todos los errores. Este mecanismo de detección
de errores también tiene la gran desventaja de ser incapaz de corregir los errores que
encuentra (la única forma de arreglarlo es solicitar que el byte erróneo sea
retransmitido).
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Software.
Son las instrucciones responsables de que el hardware (la máquina) realice su
tarea. El software puede dividirse en dos categorías:
-
software
sistemas
operativos
(software
del
sistema),
que
controlan los trabajos del ordenador o computadora.
-
software de aplicación, que dirige las distintas tareas para las que se
utilizan las computadoras. Por lo tanto, el software del sistema procesa
tareas tan esenciales, aunque a menudo invisibles, como el mantenimiento
de los archivos del disco y la administración de la pantalla, mientras que el
software de aplicación lleva a cabo tareas de tratamiento de textos, gestión
de bases de datos y similares.
Otras dos categorías son:
-
software de red; que permite comunicarse a grupos de usuarios.
-
software de lenguaje utilizado para escribir y crear aplicaciones y
programas
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Sistemas operativos.
Son el software básico (programas) que controla una computadora. El sistema
operativo tiene tres grandes funciones: coordina y manipula el hardware de la
computadora, como la memoria, las impresoras, las unidades de disco, el teclado o
el ratón; organiza los archivos en diversos dispositivos de almacenamiento, como
discos flexibles, discos duros, discos compactos o cintas magnéticas, y gestiona los
errores de hardware y la pérdida de datos.
CONDICIONES ELÉCTRICAS Y MEDIOAMBIENTALES DE SISTEMAS INFORMÁTICOS.
El objetivo es que no se produzcan pérdidas de información, para ello conviene:
-
Hacer copias de seguridad con cierta frecuencia.
-
Mediante SAI’s se puede:
-
Evitar picos de tensión en la red de alimentación eléctrica.
-
Evitar ruidos y distorsiones.
-
Evitar fluctuaciones de la corriente.
-
Proteger de los campos magnéticos.
- Evitar la electricidad estática causada por determinadas alfombras,
calzado y ropas, movimiento del usuario, grado de humedad adecuado,
puesta a tierra fiable.
-
Evitar extremos de temperatura.
-
Humedad excesiva. El polvo.
-
Los golpes y las vibraciones.
-
Evitar el movimiento de los HD.
-
No desconectar la energía del ordenador cuando esta funcionando.
-
Chequear el HD
-
Inspeccionar el sistema con un antivirus.
-
Disponer de uno o más discos de arranque.
Sistema micro-programable.
Es el capaz de leer, interpretar y luego ejecutar las instrucciones contenidas en un
programa.
Poseen gran cantidad de aplicaciones, pues modificando el programa realizan
funciones diferentes. Entre sus funciones están: las aplicaciones informáticas (PC),
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los cálculos matemáticos (calculadoras), los procesos industriales
electrodomésticos, vídeos, cámaras fotográficas, telefonos móviles ….
(PLC),
FIRMWARE:
Es un pequeño software
grabado en la estructura
electrónica del sistema. Sirve
de intermediario entre el
software y el hardware. En
un PC se denomina BIOS
ESTRUCTURA DE UN SISTEMA MICRO-PROGRAMABLE:
RELOJ: Es un generador de impulsos de onda cuadrada periódicas, utilizado para
sincronizar todo el sistema.
UNIDAD CENTRAL DEL PROCESO CPU: Interpreta y ejecuta las instrucciones. Y
general las funciones de control de todo el sistema. Tiene una estructura interna
compleja pudiéndose realizar de dos maneras: Con varios circuitos digitales montados
en un mismo chasis o integrado en un solo chip (PC, PLC, etc)
MEMORIA INTERNA O CENTRAL: Es el dispositivo donde se encuentran los
programas y datos que utiliza el sistema.
UNIDAD DE ENTRADA / SALIDA (INTERFACE): Son dispositivos que permiten la
comunicación del sistema con el exterior. Su función es la de adaptar las diferentes
velocidades, códigos y características eléctricas.
PERIFÉRICOS: Dispositivos que realizan el trabajo en el exterior del sistema. Pueden
ser entradas o salidas.
a) Entradas: son aquellos que envían información desde el exterior al interior
(teclado, ratón, pulsadores, sensor de luz, temperatura, presión, presencia,
color)
b) Salidas: son aquellos que envían información desde el interior al exterior
(pantalla monitor, impresora, diodo led, lámpara, altavoz, relé, transistor)
Andorra la Vella, octubre 2008
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