Introducción a los ordenadores

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Introducción a los ordenadores
Un ordenador o computadora es un dispositivo electrónico que acepta datos de entrada, realiza una serie de operaciones o ejecuta comandos procesando esa información y nos da información de salida.
Componentes básicos de un ordenador
El Hardware son todas las partes de una computadora que podemos ver y tocar. El Software es todo lo no palpable que forma parte de una computadora y hace que esta realice funciones.
· Monitor/Pantalla: es un dispositivo de salida; podemos ver resultados procesados a través de él.
· Mouse: dispositivo que nos permite interactuar con un programa que estemos visualizando en el monitor.
· Disco duro: Su función es almacenar grandes cantidades de información y funciona como respaldo de almacenamiento principal. Si el ordenador se apaga aún la información queda guardada.
· Procesador/ CPU: Unidad Central de Procesamiento. Ejecuta las funciones con datos que entran por medio del mouse o teclado, por lo que es el encargado del funcionamiento de la computadora, dirige tosas las tareas del equipo y ejecuta los diferentes programas.
· Unidad de control/UC: interpreta instrucciones almacenadas en la memoria, controla el flujo de datos y secuencia de operaciones en el procesador.
· Teclado: para escribir textos en la computadora y realizar funciones que también se pueden hacer con el mouse.
· Placa Base: es un circuito donde se conectan los componentes del ordenador, está compuesto de puertos, ranuras y conectores
· Memoria interna/ principal: Hay dos tipos que son:
· Memoria RAM: Es la memoria de acceso aleatorio y la computadora la utiliza como almacenamiento temporal. Almacena los datos y programas que se están utilizando en ese momento para que el procesador pueda acceder a ellos rápidamente.
· Memoria ROM: es la que contiene información que no es posible modificar.
· Memoria externa/secundaria: almacenan grandes cantidades de información de manera permanente. Ejemplos: disco duro, disquetes, memoria flash.
	Dispositivos de entrada
	Dispositivos de Salida
	Es todo aquel que envía información a la computadora. Ejemplos: teclado, ratón, cámara web, micrófono.
	Es el que reproduce o muestra los resultados de dicho procesamiento. Ejemplos: monitor, proyector, auriculares, impresora, altavoces.
Software 
Son el conjunto de aplicaciones y programas que cumplen ciertas funciones, comprende también la información de usuario y datos procesados.
Lenguajes
Un lenguaje de programación es un conjunto de normas y símbolos que se utilizan para redactar instrucciones que se pueden ejecutar en una computadora u otro dispositivo programable. Son las reglas y símbolos en programas informáticos cuya estructura permite que los programadores transmitan su lógica a los ordenadores haciendo posible el desarrollo de diversos softwares.
Es un medio de comunicación entre los programadores y las máquinas, permitiéndoles expresar algoritmos y lógica de una manera comprensible para las computadoras. Las máquinas son capaces de entender estos programas mediante código binario. Mediante el lenguaje ensamblador se escriben instrucciones básicas al ordenador de manera que el programador también pueda entenderlas. El ensamblador es el programa que traduce a lenguaje máquina lo que fue escrito en lenguaje ensamblador.
Con el lenguaje de alto nivel el programador no conoce los detalles del lenguaje que utiliza la máquina para ejecutar operaciones; un programa escrito con este tipo de lenguaje se llama programa fuente. Para traducir este último a lenguaje máquina es necesario:
Un Compilador es responsable de traducir un programa fuente completo a un programa equivalente en lenguaje-máquina, conocido como programa objeto. Este programa objeto puede almacenarse como archivo en la memoria secundaria del ordenador, lo que permite su ejecución posterior sin la necesidad de realizar la traducción nuevamente.
Por otro lado, un Intérprete se encarga de traducir y ejecutar el código fuente instrucción por instrucción en el momento. A diferencia del compilador, no se genera un archivo o programa objeto, lo que significa que cada vez que se utilice el programa fuente correspondiente, es necesario volver a realizar la traducción.
El compilador produce un archivo que se puede almacenar y ejecutarse nuevamente sin que se traduzca nuevamente: el interprete realiza las traducciones en tiempo real y no las guarda.
Tipos de Datos
Los datos son información almacenada en la memoria de la computadora y se accede a ellos a través de un programa.
Tipos de Datos Elementales
· Números enteros: son el conjunto de números que incluye los números positivos, negativos y el cero. Ejemplo: -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3.
· Números reales: incluye los números racionales e irracionales. Ejemplos: √2, 1/2, -3/4, 0.98.
· Lógicos: Los datos lógicos se utilizan para realizar operaciones y tomar decisiones en base a condiciones o reglas lógicas. Los valores lógicos más comunes son "verdadero" (representado como 1) y "falso" (representado como 0).
· Caracteres: son un conjunto de caracteres individuales, letras, números, símbolos. Ejemplos: A, K,L,9, ŭ, ↓, Ǟ.
Tipos de Datos Compuestos
Son la combinación de varios datos elementales.
· Números complejos: incluye los números reales e imaginarios. Ejemplo: i^2 = -1
· Cadenas de caracteres: son secuencias de caracteres que se utilizan para representar y manipular texto en aplicaciones informáticas. Una cadena de caracteres puede contener letras, números, espacios y símbolos, y se utiliza para representar palabras, frases, nombres y cualquier otro tipo de texto.
· Matrices: una matriz es una estructura de datos bidimensional compuesta por filas y columnas, formando una cuadrícula de elementos.
Bits, bytes y palabras
Bit es una mínima unidad de información que se puede almacenar en un dispositivo. Es la unidad básica de información en sistemas digitales, representando un valor binario de 0 o 1. Un bit tiene dos estados, se pueden representar dos valores con un solo bit. Estos valores representan los estados de "apagado" y "encendido" o "falso" y "verdadero". Los bits son la base de la representación y manipulación de datos en los sistemas digitales, desde la realización de operaciones lógicas y aritméticas hasta la transmisión de información a través de redes de ordenadores.
Byte es la agrupación de bits en conjuntos más grandes forma unidades de información más grandes. Un byte está compuesto por 8 bits, lo que permite representar 256 posibles combinaciones de valores. Un byte es una medida comúnmente utilizada en informática para representar aspectos relacionados con el tamaño de la memoria, la capacidad de almacenamiento, la transferencia de datos, etc. Es la unidad básica de almacenamiento y manipulación de datos en la mayoría de las computadoras.
Palabra: Una palabra de datos es un número de bits que se manejan como una unidad indivisible en una operación de memoria o unidad de procesamiento. El tamaño de la palabra de datos varía según la arquitectura del procesador, pero suele ser de 8, 16, 32 o 64 bits. Por ejemplo, en una arquitectura de 32 bits, una palabra de datos sería de 32 bits o 4 bytes.
Sistemas de numeración
¿Qué es un sistema de numeración?
Un sistema de numeración es el conjunto de símbolos y reglas que se utilizan para la representación de datos numéricos y cantidades. Se caracteriza por su base que es el número de símbolos distintos que utiliza, y además es el coeficiente que determina cual es el valor de cada símbolo dependiendo de la posición que ocupe.
Un sistema de numeración se define como un conjunto de símbolos y reglas para representar cantidades. Mediante estos símbolos podemos representar cantidades o datos numéricos.
Los sistemas de numeración más usados en informática y en las redes de ordenadores son꞉
· El sistema decimal
Es un sistema de numeración en el que las cantidades se representan utilizando como base el número diez, por lo que se compone de las cifras: cero (0); uno (1); dos (2); tres (3); cuatro(4); cinco (5); seis (6); siete (7); ocho (8) y nueve (9).
· El sistema binario
Es un sistema de numeración cuya base es 2, los números se representan utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 1). Los ordenadores trabajan internamente con dos niveles de voltaje, por lo que su sistema de numeración natural es el sistema binario (encendido 1, apagado 0).
Los sistemas binarios suelen ser particularmente relevantes para el mundo de la informática. Internamente, todo está diseñado implementando ceros y unos. Así es como se almacenan los datos y se procesa la información. Sin embargo, existen otros contextos que utilizan el mismo sistema de representación y cómputo de la información. En todos los casos en los que se nos proporciona información en base a uno de estos dos estados, podemos hablar de código binario.
Cada cifra o dígito de un número representado en este sistema se denomina bit. 
Para la medida de cantidades de información representadas en binario se utilizan una serie de múltiplos del bit que poseen nombre propio; estos son:
1 bit = unidad mínima de información.
8 bits = 1 Byte
1 byte =1 letra, número, símbolo de puntuación.
· Sistema hexadecimal
El sistema hexadecimal es, por lo tanto, un sistema de numeración posicional que tiene como base el 16. Esto quiere decir que el sistema hexadecimal utiliza 16 dígitos diferentes. En otras palabras: hay 16 dígitos, frente a los dos del sistema binario (1 y 0) o los diez del sistema decimal (de 0 a 9).
El sistema hexadecimal se utiliza en los cálculos para facilitar la lectura de números grandes o largas secuencias de bits. Estos se agrupan en cuatro bits cada uno y se convierten al sistema hexadecimal. De esta forma, a partir de una larga cadena de unos y ceros, se obtiene un número hexadecimal más corto que se puede dividir en dos o cuatro grupos.	
El sistema numérico hexadecimal se usa a menudo cuando se trabaja con computadoras porque representa números binarios más claramente. Los símbolos utilizados en hexadecimal son los números 0 - 9 y las letras A, B, C, D, E y F.
· Sistema Octal
El sistema octal es un sistema de numeración de posición de base 8 que utiliza números arábigos indios: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. En los cálculos, a veces se utilizan números octales en lugar de hexadecimales. Tiene la ventaja de que no requiere el uso de símbolos distintos a los números. Sin embargo, para trabajar con bytes o sus colecciones, asumiendo que un byte es una palabra de 8 bits, el sistema hexadecimal suele ser más cómodo.
Tabla hexadecimal para la conversión a números decimales y binarios
Conversión del sistema decimal al binario
Conversión de Binario a Decimal 
Almacenamiento de números enteros sin signo
Los enteros sin signo son aquellos que solo pueden representar valores positivos. Los tipos de datos enteros sin signo son Byte (8 bits), (16 bits), (32 bits) y (64 bits). Si una variable contiene datos binarios o datos de naturaleza desconocida, se puede declarar como uno de estos tipos.
Por ejemplo, si tenemos 4 bytes de memoria para almacenar un número entero, tenemos: 4 bytes = 4 × 8 = 32 bits. Usando 32 bits se pueden representar 2^32 = 4294967296 valores: Solo números positivos (enteros sin signo): de 0 a 42949672952.
Para almacenar estos números, se pasan a binario y se completan con ceros a la izquierda hasta rellenar todos los bits disponibles.
Un entero sin signo varía entre 0 y 42949672952. El intervalo se define mediante: 0…(2^N-1).
N es el número de bits asignado para representar un entero sin signo.
Ejemplo: si se dispone de 8 bits para el almacenamiento de un entero sin signo; definir el intervalo de números que se pueden almacenar.
0…(2^N-1)
0…(2^8 -1)
0…(256-1)
0…255
Almacenamiento de números enteros con signo
Se conserva un bit que indica el signo del número donde asocia el 0 con el signo positivo + y el 1 con el signo negativo -. De manera que se dispone de un bit menos para almacenar la magnitud. La fórmula para determinar cuántos bits se puede almacenar en N, se presenta así: van desde el -(2^N-1-1) hasta 
Almacenamiento de números reales
El almacenamiento de números reales se refiere a la forma en que los números reales se guardan y representan en sistemas de almacenamiento de datos, como la memoria de una computadora o dispositivos de almacenamiento como discos duros o unidades de estado sólido.
La coma flotante es una forma de representar números con una parte fraccionaria que se adapta a su magnitud, permitiendo un ampliamiento en el rango de números representables.