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En nuestros días estamos asistiendo a una revolución tecnológica de tal magnitud que está cambiando la forma de trabajar, de disfrutar del ocio, de comunicarnos y en último caso de vivir. Los medios y sistemas que hacen posible este fenómeno han dado en llamarse Tecnologías de la Información y la Comunicación, más brevemente T.I.C.
Las T.I.C.s suponen la unión de dos conjuntos de conocimientos, hasta hace poco tiempo relativamente independientes, los de la informática (I) y los de la telecomunicación (C).
INFORMÁTICA
INFORMÁTICA: El término informática proviene de la unión de dos palabras: INFORMÁTICA= INFORmación + autoMÁTICA
La informática es el conjunto de conocimientos científicos y técnicas que estudian el tratamiento automático de la información mediante el uso de ordenadores. El término AUTOMÁTICO hace referencia a mecanismos que funcionan en todo o en parte por sí solos. Ejemplo: portero automático, coche automático, telar automático..... La INFORMACIÓN es toda forma de representación de hechos, objetos, valores, ideas, etc, que nos permite la comunicación entre personas y adquirir el conocimiento de las cosas. La información es el contenido de una comunicación, que puede ser visual, textual, sonora, etc.... EMISOR => MENSAJE => RECEPTOR (El contenido del mensaje es la información).
Ejemplo: La publicidad de una revista trasmite un mensaje (mayoritariamente visual) orientado a la compra de un producto, trasmitiendo información sobre el producto. Observa como existió un proceso de creación y tratamiento de dicha información (fase de creación de la publicidad) y como dicha información (la publicidad en la revista) puede ser almacenada y difundida en un soporte físico, como es el papel.
TELECOMUNICACIÓN
TELECOMUNICACIÓN: es el conjunto de conocimientos científicos y técnicas que estudia la comunicación a distancia.
TELECOMUNICACIÓN = = TELE(’a_distancia’)+ COMUNICACIÓN.
Existen numerosos sistemas de telecomunicación, tales como la telefonía, el telégrafo, el telefax, la radio, la televisión, etc…
ORDENADOR o COMPUTADOR
ORDENADOR o COMPUTADOR: Máquina electrónica digital dotada de una memoria y de elementos de tratamiento de la información, que puede resolver problemas aritméticos y lógicos, gracias a la utilización automática de programas almacenados.
Desarrollemos cada uno de los términos de esta definición:
Máquina
Una máquina puede definirse como un conjunto de diversas piezas ordenadas que forman un todo (sistema), que reciben cierta forma de energía y la transforman en otra o la emplea para producir una salida determinada en función de una entrada. En efecto, vemos que un ordenador está integrado por varias piezas, y que recibe alimentación, típicamente de la red eléctrica (220 Vac 50Hz) o de una batería (Vcc). Además vemos que, el ordenador realiza una transformación de un conjunto de datos de entrada, sobre los que realiza un tratamiento o un almacenamiento, en un conjunto de datos de salida.
ENTRADA=>PROCESAMIENTO(Almacenamiento) => SALIDA.
Electrónica
La electrónica es la ciencia que estudia los dispositivos basados en el movimiento de electrones libres en el vacío, gases o semiconductores, cuando dichos electrones están sometidos a la acción de los campos electromagnéticos.
El dispositivo electrónico semiconductor en el que se basa el computador digital actual es el transistor. El transistor es dispositivo base de los circuitos integrados, que aparecen en las placas de circuito impreso de un computador.
De forma simplificada, podemos decir que el transistor posee dos usos: la amplificación (elevar el nivel de la señal eléctrica) o la conmutación (actúa como un interruptor: ON(1)/OFF(0) ). Es en este uso de conmutación en el que se emplean los transistores en las computadoras actuales.
En el documento “Historia de la informática” se indica como en las primeras generaciones de la informática se empleaban otros dispositivos (válvulas de vacío, relés, elementos mecánicos).
Digital
Una señal representa la variación en el tiempo de una determinada magnitud física, típicamente en electrónica esta magnitud física será la tensión (V), y a veces la intensidad (A).
La electrónica analógica trabaja con señales analógicas, es decir, señales que, en su rango, pueden tomar cualquier valor de tensión a lo largo del tiempo. Las señales del mundo real tienen esa característica de ser ‘analógicas’, tales como la evolución de la temperatura ambiente a lo largo del tiempo o la señal cardíaca representada en un electrocardiógrafo.
La electrónica digital trabaja con señales digitales es decir señales que sólo pueden tomar dos posibles valores de tensión a lo largo del tiempo (5 volt/0 volt, ON/OFF, VERDADERO/FALSO, ‘1’/’0’). Este tipo de señales se corresponde con el modo de funcionamiento en conmutación del transistor. Los ordenadores actuales se basan en la electrónica digital y trabajan con señales digitales.
Codificación de cantidades y sistemas de numeración
Puesto que la información del mundo real ‘analógico’ debe ser tratada y almacenada en un ordenador digital es necesario realizar un proceso de CODIFICACIÓN, es decir la información debe ser representada de forma digital. Como ejemplo de codificación podemos usar la transformación de un mensaje de texto en castellano en un mensaje telegráfico empleando el código Morse.
Unos de los elementos a representar en el computador digital serán los NÚMEROS (SISTEMAS DE NUMERACIÓN).
Como sabemos, podemos representar una misma cantidad con diferentes sistemas de numeración, como el sistema decimal (0,1,2,…,9,10,11,…) o el sistema romano (I,II,III,IV,V,VI, VII,VIII,IX,…).
Observamos que el sistema decimal es de los denominados sistemas posicionales, de forma que las cifras aumentan en una posición a la izquierda de forma uniforme al haberse empleado todos los ‘símbolos’, cosa que no ocurre en el sistema romano (vemos como el III ocupa tres posiciones, frente al IV que ocupa sólo dos posiciones). El sistema de numeración romana es no posicional.
Para los sistemas de numeración posicionales se cumple que:
Numero = Valor Símbolo * BASE^(n-1)+… + Valor Símbolo * BASE^0,
donde n es la cantidad de cifras de Numero donde la BASE coincide con el número de símbolos disponibles.
Así, para el sistema decimal o arábigo, se cumple que:
125 = 1 * 10^2 + 2 * 10^1 + 5*10^0
Como el ordenador trabaja solo con dos estados ‘1’ (ON) y ‘0’(OFF), debemos emplear un sistema de numeración con sólo dos símbolos, es el sistema de numeración binaria, con base 2.
CANTIDAD NUMERO BINARIO 0 0 1 1 2 10 3 11 4 100 …. …
Observamos como este sistema desarrollado es igualmente posicional y de base 2, se cumplirá que:
110 (BINARIO) = 1 * 2^2 + 2 * 2^1 + 0*2^0
Observamos que con el sistema binario es posible realizar operaciones aritméticas, así por por ejemplo podemos sumar dos cantidades:
01(bin)+01(bin)=10(bin)
Codificación de caracteres
Para representación de texto en un ordenador digital, que trabaja internamente con códigos binarios, será necesario asociar de forma unívoca a cada letra o símbolo un código binario.
Esta asociación en principio arbitraria ha sido estandarizada, definiéndose diferentes normas tales como:
ASCII (American Standart Code for Information Interchange). EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) Unicode.
Algunos ejemplos recogidos de la tabla del código ASCII son:
Carácter Código ASCII A 01000001 B 01000010 C 01000011 …. …. - 00101101
00101010 …. ….
Codificación de audio,imágenes y otros
Una imagen digital, en formato bitmap o de mapa de bits, está compuesta por pequeños puntos o pixels con unos valores de color e intensidad, codificados en binario. El conjunto de esos pixels componen la imagen total.
Un sonido digital, en formato Wav, está compuesta por la secuencia de muestras con los valores de intensidad del sonido, codificados en binario.
Este punto será desarrollado más extensamente en temas posteriores o en los boletines.
Unidades de medida de información
Cada una de las “cifras” que constituyen un código binario se denomina BIT (termino procedente de Binary digIT). Un bit sólo puede tomar un valor 0 ó 1.
Existen unidades superiores:
1 byte (B) = 8bits 1 Kilobyte (KB) = 1024 Bytes 1 Megabyte(MB) = 1024 Kilobytes 1 Gigabyte (GB) = 1024 Megabytes
Así por ejemplo, vemos que el código ASCII emplea un byte para la codificación de cada carácter.
Dotada de memoria y otros elementos para el tratamiento de información
Conforme el modelo de Von Neumann, existen tres elementos que integran todo ordenador:
Unidad Central de Proceso, CPU, es el encargado de extraer secuencialmente de la memoria las instrucciones y ejecutarlas, además de coordinar todos los subsistemas del ordenador. Está formada por Registros, Unidad Lógica Aritmética y Unidad de Control. Memoria, se encarga de almacenar las instrucciones que constituyen el programa y los datos. Subsistemas de Entrada/Salida, permiten la comunicación del ordenador con el exterior.
Estos tres subsistemas se comunican a través del bus, que es el medio físico empleado para transmitir para transmitir información entre ellos. Los tres subsistemas funcionan sincronizados por un reloj.
Realizando operaciones aritméticas y lógicas
La aritmética es la parte de las matemáticas que estudia los números y las operaciones que se puede hacer con ellos (suma, resta, multiplicación,..).
Por ejemplo, suma en binario: 01+01=10
La lógica es la parte de las matemáticas que estudia las operaciones lógicas y trabaja con dos elementos: 0 (FALSO) y 1(VERDADERO). Las operaciones lógicas simples se presentan a continuación:
AND (Y lógica) A B A AND B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
OR (O lógica) A B A OR B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
XOR (O exclusiva a lógica)
A B A XOR B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
NOT (Negación lógica)
A
NOT A 0
1 1
0
Así, 1001 AND 1010 = 1000, ejecutando la tabla correspondiente bit a bit.
La lógica formal se estudiará más profundamente en la asignatura de Filosofía. Si bien, ilustraremos la utilidad de las operaciones lógicas con un ejemplo. Supongamos una expendedora de bebidas simple con dos depósitos:
Entradas: a: Moneda en el cajón. (1 = SI, 0=NO) b: Disponibilidad de cambio. (1 = SI, 0=NO) c: Latas en depósito inferior. (1 = SI, 0=NO) d: Latas en depósito superior. (1 = SI, 0=NO)
Salidas: s: Expulsa lata (1=SI, 0=NO)
La máquina expulsará una lata si existe monedas en el cajón y existe disponibilidad de cambio, y siempre que existan latas en algunos de los depósitos:
s=a AND b AND (c OR d)
Mediante programas almacenados
Un programa es un conjunto de órdenes (instrucciones y sentencias) diseñadas y creadas a través del razonamiento lógico (algoritmo), respetando las reglas de un determinado lenguaje de programación.
Un algoritmo es un conjunto finito y ordenado de operaciones que permiten hallar la solución a un problema.
Un lenguaje de programación es una notación para escribir programas, que se define por medio de un conjunto de reglas (gramática) que se aplican a un conjunto de símbolos (alfabeto). Algunos lenguajes de programación son el C, el BASIC o Java. El programa así escrito se llama código fuente, y no se puede ejecutar directamente en un computador.
Dicho programa debe ser traducido a código máquina, es decir a un conjunto de órdenes que se dan en códigos binarios (0 y 1), ejecutables por la unidad central de proceso.
¿Qué es programar?. De forma simplificada, podemos decir que para crear un programa de ordenador que resuelva un problema es necesario:
1) Desarrollar un algoritmo que resuelva el problema paso a paso
2) Escribir un programa que implemente este algoritmo 3) Posteriormente es necesario traducir el programa fuente a código máquina. 4) Ejecutar el programa (o abrir la aplicación). Cuando ejecutamos un programa el computador realiza las instrucciones especificadas por el programa, ejecutando instrucción tras instrucción.
Así, si deseo un programa que pida un numero y lo imprima en pantalla, primero desarrollo el algoritmo:
Paso 1) Pedir número. Paso 2) Imprimir número en pantalla.
A continuación codificamos dicho algoritmo empleando un lenguaje de programación, por ejemplo BASIC (código fuente):
10 Input “Introduce un numero”,A 20 Print A
A continuación es necesario hacer un proceso que nos traduzca el código fuente a código máquina, el resultado será una secuencia de códigos binarios ejecutables:
00010001 01111110 010011110 ….
Resumen de la definición
Una vez analizadas todos los términos de la definición de computador vemos que el ordenador trabaja internamente con códigos relativamente simples (código binario) y realiza operaciones relativamente simples (aritméticas lógicas y de comparación). Sin embargo un computador puede resolver problemas diversos y complejos ya que realiza dichas operaciones a gran velocidad. Por ejemplo, un microprocesador para PC puede llegar a velocidades internas de 1 GigaHertz, con lo que teóricamente podría llegar a realizar 106 cambios por segundo (instrucciones).
HARDWARE, SOFTWARE Y DATOS
En un sistema informático, todo elemento del mismo podrá ser siempre clasificado dentro de alguno de los siguientes subsistemas:
HARDWARE: Conjunto de dispositivos físicos, conectados entre sí que integran el ordenador. Es el soporte físico del ordenador: tarjetas, circuitos, elementos eléctricos, caja, teclado,…..
SOFTWARE: Conjunto de instrucciones que controlan el funcionamiento de la máquina. Son los programas.
DATOS: Representación de una información de manera adecuada para su tratamiento por ordenador. Los datos suelen ser nombres, símbolos, números, imágenes, …
Podemos clasificar el SOFTWARE en función de su uso:
SISTEMA OPERATIVO
SISTEMA OPERATIVO: Conjunto de programas que controlan los dispositivos físicos, la ejecución de las aplicaciones, ofreciendo al usuario una interfaz que oculta la complejidad de la máquina.
A continuación se citan algunos de los nombres de Sistemas Operativos para ordenadores personales P.C., en las dos familias principales:
Familia de Microsoft: MSDOS, Windows 95, Windows 98, Windows 2000, Windows XP. Familia GNU/Linux: Debian, Redhat, Mandrake, Suse, Guadalinex.
APLICACIONES
APLICACIONES: Conjunto de programas que permiten la ejecución de una tarea concreta.
A continuación se citan algunos de los nombres de aplicaciones y su uso:
Procesadores de texto: Word del paquete de MS Office, Writer del paquete OpenOffice, WordPerfect… Hojas de cálculo: Excel del paquete de MS Office, Calc de OpenOffice,… Presentaciones: PowerPoint de MS Office, Impress de OpenOffice,.. Cálculo: Derive, Matlab, Octave,… Financieros: ContaPlus, ContaLinex, FacturaPlus,… Juegos: Chess, Mario,… Traducción: Babel,….. etc
ESQUEMA SIMPLIFICADO DE UN ORDENADOR DIGITAL
USUARIOS (HUMANOS)
APLICACIONES
INTERFAZ S.O.
SISTEMA OPERATIVO +DRIVERS
HARDWARE
CLASIFICACIÓN DE COMPUTADORES
En función de su hardware, su uso y el segmento de mercado que cubren podemos clasificar los ordenadores en:
Computadores embarcados o empotrados (Embedded Computer) o sistema integrado
Son sistemas destinados a realizar funciones específicas dentro de un dispositivo mayor, tales como el control de máquinas y otros sistemas, y en general, se les exige respuesta en tiempo real. Son sistemas integrados los computadores del sistema de control de vehículos, de aeronaves, de maquinaria, de electrodomésticos, de impresoras, de cámaras digitales,....
Dispositivos móviles
P.D.A. (Asistente digital personal)
Los P.D.A. se emplearon en principio como agendas personales, pero pronto se ampliaron sus capacidades a aspectos muy diversos, como la informática móvil y las aplicaciones multimedia. Los PDA se caracterizan por poseer pantalla táctil y por un sistema de reconocimiento de escritura. Una operación típica de estos dispositivos es la sincronización con un PC de escritorio, que permite transferir datos entre ambos computadores,e instalar nuevos programas en la PDA. Los PDAs más extendidos son los Palm, con el sistema operativo Palm OS, los PocketPC, con sistemas operativos de Microsoft: Windows CE o Windows Mobile, aunque también existen PDA con Linux (puedes ver alguno en http://www.linuxdevices.com/articles/AT8728350077.html).
Smartphone y teléfonos móviles avanzados
Los terminales móviles de telefonía son cada vez más complejos, de forma que de los primeros sistemas integrados en los teléfonos móviles que añadían funcionalidad, se a pasado a terminales portátiles con la misma potencia que un P.D.A., diferenciándose de estos por disponer de elementos de comunicación integrados (telefonía móvil, datos, SMS,...). Entre los sistemas operativos para móviles destacamos el Symbiam (http://www.symbian.com), junto con Windows Mobile.
Reproductores Multimedia Portátiles (Portable Media Centers)
Estos dispositivos podemos considerarlos una evolución de los reproductores MP3 y otros sistemas multimedia que funcionaban con sistemas integrados o con electrónica a medida, se a pasado a terminales portátiles con potencia igual o superior a un P.D.A., donde se desarrollan especialmente las capacidades multimedia de forma que el vídeo, la música y las imágenes (Puedes ver un ejemplo en, http://es.europe.creative.com/products/product.asp?category=390&subcategory=435&product=9882&nav=0).
Ordenador pizarra, comercialmente denominado Tablet PC
Es un tipo de ordenador a medio camino entre un ordenador portátil y un PDA, en el que se puede escribir a través de una pantalla táctil. Un usuario puede utilizar un “lápiz” para trabajar con el ordenador sin necesidad de teclado o ratón. Este aparato fue propugnado por Microsoft y otros fabricantes.
Portátil (Notebook o Laptop)
Similares usos y estructura del PC de sobremesa, su principal característica es la portabilidad y su bajo consumo de energía, para ello dispone de pantalla plana, alimentación por baterías y bajo peso.
Ordenador de sobremesa (Desktop computer)
Fundamentalmente se hace referencia a los P.C. (Personal Computer) que son la evolución de la arquitectura IBM PC de 1981. Se estudiará su arquitectura en los siguientes temas.
Una alternativa al PC, dentro de los ordenadores de sobremesa, son los Mac (Apple Macintosh), ordenadores fabricados y comercializados por Apple Computer desde 1984.
Estación de Trabajo (WorkStation)
Ordenador de altas prestaciones utilizados en aplicaciones técnicas en las que existe típicamente necesidad gráfica elevada, así se habla de estación C.A.D. para el diseño asistido por ordenador.
Servidor (Server)
El termino “servidor” designa a una aplicación informática que realiza algunas tareas en beneficio de otras aplicaciones llamadas “clientes”. Por extensión, el tipo de ordenador en el que se ejecutan dichas aplicaciones y que está destinado fundamentalmente a proveer estos servicios, y que posee un hardware para ello, se denomina servidor. Así hablamos de un servidor de Internet o un servidor de ficheros.
Ordenadores centrales (MainFrame)
Son grandes, potentes y caros usados principalmente por grandes compañías para el procesamiento de grandes cantidades de datos, por ejemplo, el procesamiento de transacciones bancarias. Una característica de estos sistemas es la fiabilidad.
Superordenadores
Son computadoras con capacidades de cálculo muy elevadas, se emplean en cálculo científico y usos militares.
