Introducción a la Informática: Conceptos Básicos y Evolución

Codificar es transformar unos datos a una representación predefinida y preestablecida.

Sistema de numeración es el conjunto de símbolos utilizados para la representación de cantidades.

Palabra: cantidad de bits que se pueden leer a la vez. Un ordenador puede leer 64 bits a la vez.

ASCII normal utiliza 7 bits y el ASCII extendido usa 8 bits.

Unicode es una norma de codificación universal de caracteres que se emplea en los ordenadores.

Charles Babbage estableció los principios de funcionamiento de los ordenadores electrónicos (dispositivos de entrada, memoria, unidad de control, unidad aritmético-lógica y dispositivos de salida).

Evolución de los Ordenadores

Primera Generación

Ordenadores basados en válvulas electrónicas de vacío. Tenían un tamaño muy grande y su mantenimiento resultaba muy complicado. No tenían sistema operativo o, si lo tenían, solo permitía trabajar de forma estrictamente secuencial.

Segunda Generación

Ordenadores basados en transistores compuestos de silicio, lo que permitió una reducción del tamaño de los ordenadores. Esta generación repartía la actividad entre dos ordenadores: uno principal y otro auxiliar.

Tercera Generación

Ordenadores basados en circuitos integrados, integrados en la placa base. Esto permitió una mayor reducción del tamaño, aumento de la velocidad, evolución de los sistemas operativos y el surgimiento del concepto de memoria virtual.

Cuarta Generación

Los componentes de los ordenadores que presentan toda la CPU en un solo circuito integrado son los microprocesadores. Comenzaron a proliferar las redes de ordenadores para la transmisión de datos.

Quinta Generación

Japón lanzó máquinas capaces de comunicarse en un lenguaje más cotidiano.

Lenguajes de Programación

Lenguaje Máquina

Conjunto de instrucciones codificadas que un ordenador puede interpretar y ejecutar directamente.

Lenguaje de Alto Nivel

Lenguaje de programación que es independiente del ordenador que lo va a ejecutar y facilita la tarea a los programadores.

Unidad Central de Proceso (CPU)

Es el auténtico cerebro del ordenador, controla y gobierna todo el sistema. La CPU también se puede llamar procesador o microprocesador. Está formado por:

• La unidad de control (UC): interpreta y ejecuta las instrucciones máquina almacenadas en la memoria principal.
• La unidad aritmético-lógica (UAL o ALU): recibe los datos sobre los que efectúa operaciones de cálculo y comparaciones.
• Los registros: donde se almacena información temporal, constituyen el almacenamiento interno de la CPU.

Registros internos constituyen la memoria interna del procesador. Están formadas por un conjunto de bits que se manipulan en bloque. El tamaño del registro indica el número de bits que puede manipular a la vez el procesador. Las primeras CPU tenían 8 bits. El 80386 de Intel fue el primer modelo de CPU que incluyó registros de 32 bits.

Buses

Bus de datos: permite establecer el intercambio de datos entre la CPU y el resto de unidades.

Bus de direcciones: transmite direcciones entre la CPU y la memoria. Este bus de direcciones funciona sincronizado con el de datos.

Bus de control: genera los impulsos electrónicos necesarios para gobernar el resto de elementos.

Reloj

Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes. Se encarga de sincronizar todo el sistema, compensando los retardos de los diferentes módulos. La velocidad del reloj interno del procesador establece la rapidez con la que el procesador puede procesar los datos.

Memoria Principal (RAM)

Se almacenan dos tipos de información: programas y los datos que manejan dichas instrucciones. Está formada por un conjunto de casillas o posiciones de memoria capaces de almacenar un dato o una instrucción. Cada casilla tiene 8 bits.

Memoria Cache

Es una memoria en la que se almacena una serie de datos para su rápido acceso.

Cache de Nivel 1

Está integrada en el núcleo del procesador, trabajando a la misma velocidad que este.

Cache de Nivel 2

No está integrada directamente en el núcleo, tiene las mismas ventajas que la de nivel 1 aunque es algo más lenta que esta.

Cache de Nivel 3

Está incorporada en la placa base, es más lenta que la de nivel 1 y 2 y apenas se utiliza en la actualidad.

Codificaciones de Caracteres

Código FIELDATA: se utilizó en sistemas militares para la transmisión de datos.

ISO-8859-1: codificación para muchos alfabetos, sobre todo de Europa occidental. También se le llama Latin-1.

ISO-8859-15: ampliación de la norma anterior, incorporaron nuevos caracteres. También se le llama Latin-9.

UNICODE: es el estándar más utilizado en la actualidad.

Jerarquía de Memoria

Es la organización piramidal de la memoria en niveles que tienen los ordenadores. Hay varios niveles:

NIVEL 0: Registros (8-128 bits, menor que 1 nanosegundos)

NIVEL 1: Memoria cache (10kb a 512mb, menor que 5 nanosegundos)

NIVEL 2: Principal (RAM) (10mb a 10gb, menor o igual a 15 nanosegundos)

NIVEL 3: Memoria virtual

NIVEL 4: Secundario disco (de gb a tb, menor que 10 milisegundos)

NIVEL 5: Auxiliar (de 1,44mb a tb, de 100 milisegundos a minutos)