Apunte2014 Unidad_1 - compu-geo

Universidad Nacional de Córdoba
F.C.E.F y N.
Computación Aplicada a la
Geología
Ciencias Geológicas
2014
Autor: Geol. Cesar A. Torielli
Computación Aplicada a la Geología Curso 2014
Unidad-1
UNIDAD 1
Introducción a la informática
Definición: Es la ciencia que se ocupa del tratamiento automatizado de la información
utilizando medios electrónico-digitales.
Componentes o arquitectura de una computadora:
La Computadora es un sistema constituido por dos tipos de componentes:
1.- La parte física que incluye los componentes electrónicos, sus piezas y dispositivos (Hardware)
2.- Los componentes lógicos o programas (Software)
La principal función de una computadora, es procesar datos. Este procesamiento consta de
tres acciones que se repiten en un ciclo continuo:
Recibir datos de entrada
Procesar esos datos
Generar resultados (presentar información).
Hardware
CPU:
La unidad central de procesamiento (o CPU) es el o los chips primarios de la tarjeta madre.
Es responsable de la computación y controlar otros componentes. Un circuito integrado, interpreta y
ejecuta instrucciones y transfiere información a y desde otros componentes en el BUS. Los chips de
la CPU son los responsables de captar y decodificar la información, ejecutar instrucciones, actuando
como el "Cerebro" de la computadora.
LA MEMORIA:
La memoria es la unidad encargada de almacenar la información de acceso inmediato,
relativa a los datos e instrucciones de los programas en ejecución.
Aunque las memorias han evolucionado tecnológicamente de forma vertiginosa en la última
década, una computadora posee básicamente de dos tipos de memoria: memoria ROM y memoria
RAM.
Memorias ROM (Read Only Memory)
Es un tipo de memoria de sólo lectura, es decir, aquella cuyo contenido sólo puede leerse, y
no modificarse, guarda la información almacenada en ella incluso después de apagar el equipo.
También se puede acceder a este tipo de memoria de forma aleatoria.
Una de las Memorias ROM mas importantes, contiene una serie de rutinas básicas llamadas BIOS
(Basic Input Output System), que sirven para controlar aspectos críticos del funcionamiento de la
máquina, como por ejemplo la detección de unidades de disco, la comprobación de los elementos de
la placa base, etc.
También existen chips de ROM que no tienen por qué formar parte de la memoria principal de la
computadora, pudiendo existir en otros dispositivos como, por ejemplo, en placas de video,
impresoras, teléfonos celulares, televisores, reproductores multimedia etc.
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A la información de los dispositivos escrita en la memoria ROM de cada uno de ellos se llama
FIRMWARE.
La ROM estándar se escribe durante el proceso de fabricación de un componente y nunca puede
cambiarse. Sin embargo existen algunos tipos de memoria ROM que pueden cambiarse:
EPROM:(Erasable Programmable Read-Only Memory) se borra exponiendo la ROM a una luz
ultravioleta. La usan los fabricantes para poder correjir errores de última hora en la ROM. El
usuario no puede modificarla.
EEPROM:(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) se borra y se puede
reprogramar por medio de una carga eléctrica, pero sólo se puede cambiar un byte de información
de cada vez.
FLASH MEMORY:es un tipo de EEPROM que se puede reprogramar en bloques. S usa en la
BIOS de los equipos, y de ahí que se llamen FLASH BIOS.
Memorias RAM
Las memorias RAM, llamadas de acceso aleatorio (Random Access Memory), porque el procesador
accede a la información que está en la memoria en cualquier punto sin tener que acceder a la
información anterior y posterior. Son las que se utilizan normalmente para ejecutar programas y
almacenar temporalmente datos que se necesitan de manera inmediata y recurrente.
Se caracterizan principalmente porque el contenido de sus celdas se pierde cuando se desconecta la
alimentación de la computadora. Por tanto, son volátiles.
Además de su volatilidad, se diferencian de las memorias ROM en que el tiempo de respuesta es
más rápido, lo que las hace ideales para la ejecución de programas.
Otra característica de este tipo de memorias es el refresco, que se puede definir como la
rapidez con que los datos contenidos en sus celdas son sustituidos por otros nuevos durante la
ejecución de un programa.
Este término adquiere capital importancia si se tiene en cuenta que existe un tipo de software,
generalmente gráfico, que exige transferir datos a gran velocidad. La regeneración de una imagen
gráfica en alta resolución es, quizá, el ejemplo más palpable.
Resumiendo: las memorias RAM tienen dos características importantes:
a)
Volatilidad.
Su contenido se pierde cuando se apaga la computadora.
b)
Capacidad de lectura/escritura.
El usuario puede escribir y leer en ella cuantas veces quiera. En esta memoria es donde se
ejecutan los programas de aplicación, que previamente se han cargado en ella.
podemos distinguir los siguientes tipos:
Memoria base:
Son los primeros 640 Kb. En la parte superior de la memoria es donde se cargan y ejecutan
las aplicaciones. En la parte inferior se carga el sistema operativo y los controladores.
Memoria caché
Es una sección especialmente rápida de la memoria de acceso aleatorio. la computadora la
utiliza para guardar instrucciones o datos que utiliza con frecuencia agilizando así el intercambio de
información entre la CPU, o un periférico como el disco rígido y la RAM
Los datos e instrucciones, almacenadosLa memoria Caché son duplicados de otros
originales. La duplicación se basa en que los datos originales son más costosos de acceder en
tiempo con respecto a la copia en memoria caché. Cuando se acceder por primera vez a un dato, se
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copia en el caché, mientras que los sucesivos accesos se harán directamente en caché, aumentando
en velocidad. Por lo tanto, cuantas más instrucciones y datos la CPU pueda obtener directamente de
la memoria cache, tanto más rápido será el funcionamiento de la computadora.
Memoria Virtual (o Swap memory):
Cuando el sistema necesita trabajar con gran cantidad de información de acceso inmediato y
de uso temporal, trata de utilizar la memoria RAM disponible. Pero, ¿qué ocurre cuando el
programa o programas que se están ejecutando requieren más memoria de la que tiene el equipo?
Si esta no es suficiente el procesador toma una parte del disco rígido y la convierte en
memoria RAM. generando en el disco rígido un archivo que utiliza para depositar esta información,
recurrir a ella y modificarla de forma dinámica en función de las necesidades del software. Este
espacio de almacenamiento es denominado “Memoria Virtual” y aunque el disco duro es mucho
más lento que la memoria RAM (10-15 milisegundos para un disco duro moderno frente a 70-10
nanosegundos para la memoria actual), es mucho más rápido tomar los datos en formato de
memoria virtual desde el disco duro que desde las pistas y sectores donde se almacenan los archivos
de cada programa.
Si abrimos muchos programas nos vamos a dar cuenta que cuando llegamos a utilizar
memoria virtual la máquina comienza a funcionar más lenta o a la velocidad que tiene nuestro disco
disminuye, podemos seguir trabajando, pero nunca andará tan rápido como cuando trabaja con la
memoria RAM o extendida. Por lo tanto para evitar esto lo mejor es colocar más memoria RAM de
acuerdo a lo que diga el manual de motherboard.
DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO
Disco Rígido
Una unidad de disco duro contiene un sistema de grabado magnético interno, así como el
mecanismo mecánico necesario para acceder y manipularlo. Típicamente ocupa una bahía de
unidad interna, pero también puede ser una externa conectada a la computadora por cables. La
unidad utiliza cabezales de lectura/escritura para reconocer y manipular la información magnética
en la unidad. Un motor hace girar los discos para que los cabezales puedan acceder a la información
en los sectores. Su gran capacidad de guardado y rápido acceso hacen que el disco duro sea casi
indispensable. Permiten el uso de grandes programas ya que tienen una capacidad que va desde los
250 Gigabytes hasta varios Terabytes.
Lecto-grabadora de CD-RW
Una unidad de CD-RW es una unidad óptica que puede leer y escribir información en los
discos ópticos (Compact Disk Read and Write). La tecnología CD-RW permite escribir en un disco
virgen standard una sola vez y también borrar y escribir múltiples veces sobre discos regrabables.
Los discos disponen de una capacidad de 700 Mb.
Normalmente esta unidad viene incorporada a la Lecto-grabadora de DVD-RW trabajando
de forma independiente, pero transparente para el usuario de modo que de acuerdo al tipo de disco
insertado se selecciona automáticamente la lecto-grabadora adecuada.
Lecto-grabadora de DVD-RW
Es un formato de almacenamiento digital de datos, basado en el uso de un láser de color rojo
de 650 nanómetros, tienen el mismo tamaño físico que un CD, 12 cm de diámetro, u 8 cm para los
mini; aunque almacenan mucha más información. Su nombre deriva de: Disco Versátil/Video
Digital. (Digital Versatile/Video Disc).
Un DVD de capa simple puede guardar hasta 4,7 gigabytes (se le conoce como DVD-5).
Discos DVD±R DL (DVD-9): una cara, capa doble. 8.5 GB.
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Discos DVD±R/RW (DVD-10): dos caras, capa simple en ambas. 9.4 GB.
Discos DVD+R (DVD-18): dos caras, capa doble en ambas. 17.1 GB.
Según el contenido, los DVD pueden clasificarse en:
DVD-Video: Películas (vídeo y audio).
DVD-Audio: Audio de alta definición.
DVD-Data: Datos cualesquiera.
Según su capacidad de regrabado:
DVD-ROM: Sólo lectura, manufacturado con prensa.
DVD R: Grabable una sola vez.
DVD RW: Regrabable.
DVD R DL: Grabable una sola vez de doble capa
DVD RW DL: Regrabable de doble capa.
Blu-ray
Es un formato de disco óptico de nueva generación de 12 cm de diámetro que, hace uso de
un láser de color azul. Esto permite grabar más información en un disco del mismo tamaño. ("blue
ray" en español significa "rayo azul"). La letra "e" de la palabra original "blue" fue eliminada
debido a que, en algunos países, no se puede registrar para un nombre comercial una palabra común.
Una capa de disco Blu-ray puede contener alrededor de 25 GB o cerca de 6 horas de video de alta
definición más audio, y el disco de doble capa puede contener aproximadamente 50 GB. La
velocidad de transferencia de datos es de 36 Mbit/s
Memorias Flash
Las memorias flash son de tipo no volátil, es decir que la información que almacenan no se
pierde en cuanto se desconecta de la corriente, y a diferencia de sus antecesoras las memorias
EEPROM en las que la grabación se realizaba por luz ultravioleta estas permiten que múltiples
posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación de programación mediante
impulsos eléctricos.
El principal uso de este tipo de memorias es el almacenamiento temporáneo de información en pendrives y tarjetas, particularmente útiles en pequeños dispositivos basados en el uso de baterías como
teléfonos móviles, PDA, cámaras de fotos digitales, reproductores portátiles de audio, etc.
Ofrecen, además, gran resistencia a los golpes, bajo consumo y operación silenciosa, ya que no
contienen partes mecánicas ni móviles, Sin embargo, todos los tipos de memoria flash sólo
permiten un número limitado de escrituras y borrados, generalmente entre 10.000 y un millón.
PERIFÉRICOS DE E, S, Y E/S:
Son los dispositivos que en su mayoría se conectan de forma externa con la computadora,
hay algunos que se encuentran instalados dentro de su carcasa o gabinete (como la tarjeta de sonido
o el disco rígido), pero por sus características y funciones se encuadran dentro del mismo conjunto.
ENTRADA
RATON
SALIDA
IMPRESORA
TECLADO
SCANNER
MICRÓFONOS
ALTAVOCES
MONITOR
ENTRADA - SALIDA
UNIDADES DE LECTURA / ESCRITURA
DE CD / DVD
MODEM ADSL
FAX
MONITORES INTERACTIVOS
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Teclado
Permite establecer la comunicación entre el usuario y la computadora, existen distintas
disposiciones de teclas de acuerdo al idioma y país de origen.
Ratón (o mouse)
Desde la aparición de los entornos gráficos, el ratón se ha convertido quizás en el dispositivo
de entrada más importante. Es un periférico que detecta y transmite los movimientos que se le
imprimen con la mano sobre un plano y el pulsado de un número variable de botones.
Las acciones que podemos realizar con un ratón son:
Señalar: Es situar el puntero en el lugar deseado de la pantalla para posteriormente realizar un
“clic”, “doble clic” o un “arrastre”.
Hacer un clic: Significa pulsar el botón izquierdo o el derecho y soltar rápidamente. Windows 9.x,
Me Xp y Vista utilizan ambos botones (izquierdo y Derecho) y algunos programas se pueden
configurar para usar el central.
Hacer un doble clic: Significa pulsar dos veces muy seguidas el botón del ratón, generalmente, el
izquierdo.
Arrastrar: Significa pulsar el botón y sin dejar de pulsar el botón, mover el ratón para trasladar un
icono, marcar una zona o redimensionar una ventana.
Arrastrar y Soltar (Drag an Drop): Significa pulsar el botón y sin dejar de pulsar el botón, mover el
ratón para trasladar un icono u objeto y una vez en la posición deseada dejar de oprimirlo para
depositarlo.
Monitor
Este dispositivo, permite visualizar el resultado de la información procesada; pero, además,
la computadora lo, utiliza para mostrar al usuario los mensajes y opciones que le permiten tomar
una decisión determinada.
La tarjeta de vídeo transforma la información digital proporcionada por la CPU en una señal
analógica de diferentes voltajes, que es enviada al monitor.
Este puede ser
CRT: cuyo tubo catódico envía tres chorros de electrones de distinta intensidad, correspondientes a
los tres colores básicos (rojo, azul y verde), que pasan por una placa agujereada, llamada máscara
de sombra, la cual los dirige hacia cada uno de los puntos de la pantalla, llamados píxeles
Cada píxel brilla con un color determinado dependiendo de la intensidad de cada uno de los tres
chorros de electrones.
LCD: Las pantallas de cristal líquido, utilizan millones de celdas de cristal líquido, que se polarizan
permitiendo controlar el paso de los rayos que componen la luz, generando de este modo, la imagen
en el monitor. Utilizan la luz proveniente de lámparas fluorescentes de cátodo frío ubicadas en el
interior del mismo equipo, y cuanto mejor sea esa iluminación mejor será la imagen.
Led: Compuesta por multitud de diodos emisores de luz que componen la imagen encendiéndose o
apagándose, por su tecnología permiten una mejor relación de contraste dinámico y graduación de
la luz, eso hace que se vean mejor los colores.
Hay 2 tipos de iluminación, la LED: RGB dinámico y la LED sola. El primero es similar al LCD y
los LED se ubican detrás de las pantallas, mientras que el segundo utiliza LED colocados alrededor
del borde del monitor.
Los LED consumen hasta 40% MENOS que los LCD y son considerados ecológicos porque no
utilizan mercurio. Además ocasiona menos daño a los ojos para las personas que pasan mucho
tiempo frente a un monitor.
OLED (Organic Light-Emitting Diode):
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Son la evolución de los LEDs. El objetivo de esta tecnología es el de eliminar la necesidad de la
existencia de una fuente de luz externa para conseguir que los píxeles brillen más.
A diferencia de los televisores LCD, la luz es emitida directamente desde una fina capa de material
orgánico, que se vuelve “brillante” una vez que es atravesada por una corriente eléctrica.
Esta tecnología continúa evolucionando, un resultado de ello son las pantallas AMOLED (Active
Matrix OLED), donde la capa orgánica delgada se coloca encima de una malla de transistores que
proporcionan un control individual de cada píxel.
Impresora
Las impresoras permiten obtener la información en distintos soportes físicos: papel,
transparencia, etc.
Con independencia del tipo de impresora, ésta debe realizar una serie de operaciones.
.- Interpretar la señal digital que llega de la computadora.
.- Traducir esa señal en órdenes que controlen el dispositivo de escritura de cada tipo de
impresora.
.- Controlar el movimiento del papel o transparencia.
.- Realizar el proceso de impresión, también característico del tipo de impresora
Modem:
Un módem convierte la información digital de la computadora a y desde señales de sonido
enviados a través de las líneas de teléfonos. El término MODEM viene de una contracción de
"MOdular y DEMoludar". El módem convierte los binarios unos y ceros, enviados por la
computadora, en diferentes frecuencias de sonidos. Estos tonos pueden ser enviados por la línea de
teléfono normal. Un Módem en la parte de recibo, toma estos sonidos y los vuelve a transformar en
código binario. Un módem puede ser externo o interno.
Los modems son generalmente catalogados por la velocidad que transmite la información. Las dos
unidades de medida son la rata de baud, y los bits por segundo (bps). Aunque estos dos términos se
intercambian, no son la misma. Baud se refiere al número de paquetes enviados por cada segundo.
Esto significa que el número de bps es un múltiplo de la rata de baud. Por ejemplo, un módem de
2400 baudios, transmitiendo 4 bits por paquete, transmite información a 9600 bits por segundo. Las
velocidades oscilan alrededor de los 56000 baudios.
Módem ADSL:
Modula las señales enviadas desde la red local para que puedan transmitirse por la línea
ADSL y demodula las señales recibidas por ésta para que los equipos de la LAN puedan
interpretarlos.
Tecnología ADSL: ADSL son las siglas de Asymmetric Digital Subscriber Line o Línea de
Abonado Digital Asimétrica. Es una tecnología para la transmisión digital de información con gran
ancho de banda y utiliza las líneas de teléfono convencionales. La tecnología ADSL permite
convertir tu línea de teléfono convencional en una rápida línea digital para la transmisión de datos.
A este tipo de conexión se le suele denominar Banda Ancha porque tiene mucha más capacidad
para recibir (y enviar) datos que una conexión estándar de 56k (dial-up), es al menos 5 veces más
rápido. Como siempre esta conectado, no es necesario realizar una llamada cada vez que quiera
visitar una web o recibir correo electrónico.
Software
Software es el conjunto de instrucciones que dirigen los distintos componentes de la
computadora. El Software es el encargado de indicar al Hardware como debe de realizar las
distintas tareas.
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Autor: Geol. Cesar A. Torielli
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El software se puede presentar en dos formas:
a) El código fuente: Es un conjunto de sentencias escritas por personas, entendibles por el
programador, que componen el programa o una parte de ello. Suele estar almacenado en un fichero
del tipo texto como los que se pueden abrir por ejemplo, con el bloc de notas o Wordpad en los
entornos Windows. El código fuente estará escrito en un lenguaje de programación determinado,
elegido por el programador, como pueden ser: Basic, C, C++, C#, Java, Perl, Python, PHP etc.
b) El código objeto: Conjunto de instrucciones y datos escritos en un lenguaje que entiende
el ordenador directamente: usualmente en la forma de archivos binarios o código máquina
ejecutables directamente en una arquitectura de computadoras determinada. Provienen de la
traducción de cierto código fuente, es un fragmento del programa final y es específico de la
plataforma de ejecución.
Los programas que traducen el código fuente de los programas en ejecutables se llaman
compiladores.
Entre los principales tipos de programas utilizados en los PC tenemos:
Sistemas operativos
Aplicaciones de usuario
Lenguajes y herramientas de programación
Software de oficina como: Procesadores de texto, Hojas de cálculo, Base de datos
Software de diseño y procesamiento gráfico
Programas de dibujo y retoque fotográfico
Programas de Internet
Programas de edición digital
Sistemas Expertos
Juegos…etc.
Unidades de medida de la información.
La unidad más pequeña de información en una computadora corresponde a un dígito binario,
es decir, 0 ó 1. A este dígito se le denomina bit, abreviatura de la palabra inglesa Binary Digit.
Al conjunto de 8 bits se le denomina byte, por lo tanto, cada carácter (letra, número, o símbolo del
teclado) está representado por un byte, que a su vez está constituido por 8 bits.
Por ejemplo, cuando pulsamos en el teclado la letra A (65 decimal) este es el código binario
que maneja la computadora para representarla en la pantalla.
0
1
0
0
0
0
0
1
Estas unidades de medida resultan muy pequeñas, por lo que se utilizan
múltiplos del byte. Así hablamos de Kilobyte, Megabyte, Gigabyte, etc. En la
siguiente tabla tenemos la relación entre ellas.
1 bit
1 byte
1 Kilobyte (Kb)
1 Megabyte (Mb)
1 Gigabyte (Gb)
1 Terabyte (Tb)
2 posibles datos
Palabra de 8 datos binarios
210 bytes
210 Kilobytes
210 Megabytes
210 Gigabytes
-7-
0ó1
8 bits
1.024 bytes
1.024 Kilobytes
1.024 Megabytes
1.024 Gigabytes
Autor: Geol. Cesar A. Torielli