Mapa Conceptual: Algoritmos de Computación

Estructura Funcional De Una Computadora

Tema I: Conceptos Básicos de Computación

Universidad Nacional Experimental de Guayana

Computación 

Definiciones Básicas de Computación  

• Informática: Es el área que permite la automatización de información, su manejo, proceso y recuperación.

• Computación: Es el área que se refiere a la estructura, características, funcionamiento y dispositivos de una computadora.

• Computadora: Es un dispositivo electrónico que realiza operaciones aritméticas y lógicas, mediante datos e información digital.

• Hardware: Se refiere a la parte física o tangible de la computadora.

• Software: Es la parte lógica e intangible de la computadora, es la parte de todos los programas.

• Bit: Es la unidad mínima de información de la computadora y se representa mediante un código binario (0,1)

• Byte: Es el conjunto de ocho bytes de información.

• Dato: Son símbolos a caracteres aislados, que necesitan ser procesados para obtener información.

• Información: Es el conjunto de datos procesados, con significado y que pueden convertirse de dato de otra información.

• Archivo: Es el resultado o producto de utilizar algún tipo de software, se caracteriza por tener nombre, un punto y una extensión (dependiendo del programa es la extensión del archivo).

• Carpeta: Es el folder que organiza lógicamente archivos u otras carpetas, a diferencia de los archivos, estas solo tienen un nombre.

• Comando: es la orden que el usuario da a la computadora para ejecutar una tarea o función.

• Sistema operativo: Es un tipo de software que administra, supervisa y controla el funcionamiento de la computadora y de todos los dispositivos que se conectan a ella.

• Programa: Es el conjunto de instrucciones que integran comandos que permiten el funcionamiento o ejecución de funciones de la computadora.

Estructura Funcional De Una Computadora

El funcionamiento de una computadora se basa en la captura de datos que se van a procesar por medio de alguna unidad de entrada; en su almacenamiento en la unidad central de procesamiento; en la ejecución de un programa que transforma los datos de entrada en resultados, y en la comunicación de esos resultados (información) al exterior, por medio de una unidad de salida. Tanto la captura de los datos como la salida de la información se ejecutan a partir de una unidad de almacenamiento.

Unidades Periféricas

El tratamiento de los datos corre por cuenta de la unidad central de procesamiento (CPU). Para ello, los datos y los programas deben introducirse en ella, a la vez que los resultados del proceso deben transferirse para su presentación al exterior o su almacenamiento ulterior. Las unidades encargadas de estas operaciones se denominan periféricos. 

Las unidades periféricas se clasifican en:

• Unidades de entrada (permiten el ingreso de datos y programas en la CPU para su tratamiento). Teclado, escáner, joystick, lápiz óptico, lector de código de barras, etc. 

• Unidades de salida (distribuyen los datos provenientes de la CPU al exterior por medio de una representación visual o auditiva). Plotter, monitor, impresora 

• Unidades de entrada/salida. MODEM, plaqueta digitalizadora de audio. 

• Unidades de almacenamiento (según la instrucción que ejecuten en un momento determinado, pueden realizar una operación de entrada (recuperar un archivo) o una de salida (grabar un archivo). Unidades de disco o drive (discos flexible, rígido, CD, DVD, cintas magnéticas, etc.) 

Unidad Central de Procesamiento

Se encarga de administrar el sistema. Consiste en un conjunto de circuitos electrónicos integrados en una diminuta pastilla de silicio, o chip: el microprocesador, que se encuentra en la placa madre (motherboard).

Básicamente, la CPU está formada por la unidad de control, la memoria central y la unidad aritmética-lógica.

La unidad de control regula la ejecución de las instrucciones y el acceso del procesador a la memoria principal, sincroniza las operaciones de las que se encarga el procesador, envía y recibe señales de control desde los periféricos.

La memoria central almacena datos y el programa activo que se necesitan para llevar a cabo un proceso. Está constituida por celdas. Se distinguen dos tipos RAM (volátil) y la ROM (permanente).

En la unidad aritmético-lógica (ALU) se realizan los cálculos aritméticos (sumas, restas, multiplicaciones, divisiones) y las operaciones lógicas (comparaciones) definidas en los programas.

Programas e Instrucciones

Un programa informático o programa de computadora es una secuencia de instrucciones, escritas para realizar una tarea específica en una computadora. Este dispositivo requiere programas para funcionar, por lo general, ejecutando las instrucciones del programa en un procesador central. El programa tiene un formato ejecutable que la computadora puede utilizar directamente para ejecutar las instrucciones. El mismo programa en su formato de código fuente legible para humanos, del cual se derivan los programas ejecutables(por ejemplo, compilados), le permite a un programador estudiar y desarrollar sus algoritmos. Una colección de programas de computadora y datos relacionados se conoce como software.

Generalmente, el código fuente lo escriben profesionales conocidos como programadores de computadora. Este código se escribe en un lenguaje de programación que sigue uno de los siguientes dos paradigmas: imperativo o declarativo, y que posteriormente puede ser convertido en un archivo ejecutable (usualmente llamado un programa ejecutable o un binario) por un compilador y más tarde ejecutado por una unidad central de procesamiento. Por otra parte, los programas de computadora se pueden ejecutar con la ayuda de un intérprete, o pueden ser empotrados directamente en hardware.

De acuerdo a sus funciones, los programas informáticos se clasifican en software de sistema y software de aplicación.

En computación, el software -en sentido estricto- es un conjunto de programas de cómputo, procedimientos, reglas, documentación y datos asociados que forman parte de las operaciones de un sistema de computación para realizar tareas específicas. El término “software” fue usado por primera vez por John W. Tukey en 1957. La palabra “software” es un contraste de “hardware”; el software se ejecuta dentro del hardware.

Tipos de Computadora

Supercomputadora

Es una máquina diseñada especialmente para cálculos que precisan una gran velocidad de proceso. Generalmente poseen un gran número de procesadores que trabajan en paralelo (simultáneamente).

Actualmente la supercomputadora mas poderosa es la denominada IBM Roadrunner (correcaminos) , esta en el Laboratorio Nacional Los Álamos en Nuevo México.

Computadora (mainframe)

Es una máquina creada principalmente para dar servicio a grandes empresas y organizaciones. Su potencia de cálculo es inferior a la de las anteriores. Una de sus características principales es la de soportar un gran número de terminales o estaciones de trabajo (workstations). Pueden intervenir en procesos distribuidos en los que se conectan dos o más máquinas en paralelo, distribuyendo el trabajo a realizar. Ejemplo de este tipo: IBM 3090.

Minicomputadoras

Son máquinas de tipo medio, su capacidad de proceso es inferior a la de las computadoras y por lo tanto pueden controlar un menor número de terminales.

Como ejemplo, en la foto pueden ver un AS 400 de una importante empresa de telefonía.

Microcomputadora

Se trata de una máquina cuyo funcionamiento interno se basa en el uso de un microprocesador, y con el se consigue una serie de prestaciones que en potencia, manejabilidad, portabilidad, precio, etc., cubren la gama más baja de necesidades del mundo de la informática.

Dentro de las microcomputadoras se pueden distinguir dos grupos importantes:

*Computadora Personal (PC)

*Estación de trabajo (Workstation)

Y dentro del grupo de computadoras personales existen variantes como:

*Laptop

*Notebook

*Pocket PC

Niveles Conceptuales de Descripción de una Computadora

El hardware o soporte físico de una computadora es la máquina en sí: el conjunto de circuitos eléctricos, cables, armarios, dispositivos electromecánicos, y otros elementos físicos que forman la computadora.

El software o soporte lógico de una computadora es el conjunto de programas (del sistema operativo, de utilidades y de los usuarios) ejecutables por la computadora.

Para que una computadora funcione es necesario utilizar programas; es decir, un computador con tan sólo sus elementos físicos no funciona: tan imprescindible es el hardware como el software.

Los tres niveles inferiores (1, 2 y 3) corresponden a los de tecnología de computadoras.

Nivel 4, lenguaje máquina, es el genuino nivel de arquitectura de la computadora, ya que el diseño de una computadora parte de la especificación de las instrucciones del lenguaje máquina.

Nivel 5, sistema operativo, puede considerarse como la interfaz entre el hardware y software. Añade una capa para facilitar el uso del hardware y hacerlo lo más eficaz posible desde el punto de vista de los usuarios y de los programas de aplicación.

Nivel 6, máquina simbólica, es el que realmente ven los programadores de aplicaciones y los usuarios, y está formado básicamente por los traductores o, en general, procesadores de lenguajes.

Utilización de la Computadora

En general las computadoras se utilizan para realizar muchas cosas, siempre y cuando se elijan correctamente las partes y periféricos así como el software o programas. Se pueden crear documentos de texto, diseñar revistas, dibujar planos, retocar fotografías, enviar correos electrónicos, utilizar juegos, navegar en Internet, etc.

A lo largo de los años, la tecnología ha ido en un ascenso rotundo. El desarrollo de esta tecnología, ha permitido que las computadoras se empiecen a usar, tanto en centros de especialidades, así como en casas y escuelas; con esto se quiere dar a entender que ya es demasiado común ver personas que tienen los medios para adquirir una de estas computadoras. Además, se puede ver que las computadoras se han vuelto un elemento más para nuestra vida diaria, prácticamente se depende bastante de esta herramienta para llevar a cabo distintas aplicaciones como son: cajeros automáticos, inventarios, compra-venta de productos, etc.

Aplicaciones de la informática 

Actualmente la informática tiene tantas aplicaciones que prácticamente es inconcebible pensar que exista un campo o área donde la informática no este presente. 

En el área Administrativa: El manejo de la información es actualmente una de las actividades más importantes de la sociedad moderna. Esto se puede observar por el alto porcentaje del trabajo cotidiano que se dedica al procesamiento y comunicación de la información. Por otra parte, los Sistemas Gerenciales están basados en la integración de las diferentes áreas funcionales de una organización como son: Mercadeo, Finanzas, Contabilidad, Producción, Presupuesto, Recursos Humanos, Alta gerencia.

En la toma de decisiones, son de gran utilidad los programas que pueden generar gráficos de uso administrativos como son: barras, torta, línea y área entre muchos otros. De esta manera un empresario puede tener una idea rápida, por ejemplo, de los ingresos versus egresos en una misma gráfica y comprobar si en realidad obtiene buenas ganancias o si sus egresos son tantos que casi alcanzan a esas ganancias, y en vista de esto elaborar estudios y tomar medidas al respecto.

En la educación: el surgimiento del microcomputador es de vital importancia en el área educativa, gracias a la disponibilidad de equipos a costos accesibles y la facilidad del manejo del mismo, actualmente están siendo muy utilizados en la casa, las escuelas, universidades, centros de enseñanzas y empresas. 

Debido a su capacidad para almacenar gran cantidad de datos, los computadores pueden ser usados como instrumentos de estudios y consulta de cualquier materia a cualquier nivel: otorgando al estudiante especial atención individual. La informática ofrece una gran cantidad de medios para lograr un aprendizaje eficaz como lo son el uso de gráficos, dibujos, caracteres de distintos formatos, color sonido. Superando las limitaciones de la enseñanza clásica la informática permite un dialogo dinámico hombre-máquina para adecuar este proceso a las necesidades particulares de cada persona de acuerdo a su velocidad de aprendizaje. 

En la Navegación: en el área marítima los computadores controlan la fijación de posiciones o situaciones geográficas mediante satélites. En los puertos, una gran parte de las operaciones de carga y descarga se realizan de acuerdo a un programa establecido por el computador.

En la industria: tareas tales como la soldadura por puntos en la carrocería de automóviles o la pintura de pistola, son ideales para los robots industriales.

En el campo de la medicina: es posible hacer diagnósticos médicos, pudiendo detectar, por ejemplo, cuando el paciente ha sufrido un ataque cardiaco.

Referencias

• https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/informatica/software-los-programas-de-computadora/

• https://l.facebook.com/l.php?u=https%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FPrograma_inform%25C3%25A1tico&h=4AQHtC0LH

• https://datosuno.wordpress.com/unidad-1/tipos-de-computadoras/

• http://yaninadegoumois.blogspot.com/2009/04/aplicaciones-de-la-informatica.html

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