Introducción a la Informática Definiciones previas y consideraciones

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Introducción a la informática		23
INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA
La informática es la ciencia que estudia el tratamiento automático y racional de la información.
DEFINICIONES
COMPUTADORA: Máquina compuesta de elementos físicos, en su mayoría electrónicos, capaz de desarrollar una gran cantidad de trabajos a gran velocidad, con precisión y siguiendo unas instrucciones concretas (programas).
PROGRAMA: Conjunto de órdenes que se dan a una computadora para que realice un proceso determinado.
APLICACIÓN INFORMÁTICA: Conjunto de programas que realizan un determinado trabajo.
SISTEMA INFORMÁTICO: Elementos necesarios para la realización de las aplicaciones informáticas.
INFORMACIÓN: Elemento a procesar.
DATOS: Información no elaborada que una vez procesada nos da un resultado.
TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
El tratamiento de la información se divide en tres pasos:
1º.- ENTRADA: Recogida de datos, depuración y almacenamiento.
2º.- PROCESO: Aritmético y Lógico.
3º.- SALIDA: Recogida de los datos y distribución de los mismos.
HARDWARE
El HARDWARE es el elemento físico de un sistema informático. Está compuesto por el ordenador, dispositivos externos, cableado, soportes de almacenaje, etc. Los componentes elementales del HARDWARE son:
CPU o Unidad Central de Proceso: Elemento principal que coordina y dirige todas las operaciones del Sistema Informático. Está compuesto por el PROCESADOR y la MEMORIA CENTRAL. 
PROCESADOR: Controla y ejecuta operaciones y está formado a su vez por la Unidad de Control y por la Unidad Aritmético – Lógica (ALU). La Unidad de Control interpreta y ejecuta las instrucciones controlando su secuencia y la ALU realiza las operaciones de tipo aritméticas y lógicas.
MEMORIA CENTRAL: Memoria interna o principal que almacena programas y datos. Los programas que se están ejecutando se guardan en esta memoria. 
MEMORIA AUXILIAR O SECUNDARIA: Dispositivos de almacenamiento masivo de información para guardar datos y programas ( discos duros, disquetes, CD ROM, etc.).
ELEMENTOS DE SALIDA: Dispositivos que proporcionan al exterior los datos resultantes de los procesos que se ejecutan en el sistema.
SOFTWARE
El SOFTWARE es la parte lógica que da al equipo capacidad para realizar sus funciones. Son los programas, sistemas operativos, aplicaciones, etc. El SOFTWARE se guarda en memoria principal y en memoria auxiliar. Los componentes del SOFTWARE son:
SOFTWARE BÁSICO: Conjunto de programas que el sistema necesita para poder trabajar. Estos forman el Sistema Operativo del sistema.
El SISTEMA OPERATIVO es el soporte lógico que controla el funcionamiento del equipo físico ocultando los detalles de hardware y haciendo sencillo el uso de la computadora. Está compuesto por programas de control y por programas de utilidades. Los programas de control controlan el equipo físico en todos sus aspectos; los programas de utilidades sirven para realizar tareas usuales como el manejo de ficheros, formateo de discos, etc.
SOFTWARE DE APLICACIÓN: Conjunto de programas diseñados para que el sistema pueda realizar unas tareas concretas.
TIPOS DE COMPUTADORAS
Existen varios tipos de computadoras que se pueden dividir en varios tipos dependiendo de su construcción o de su estructura interna.
Dependiendo de su construcción existen dos tipos de computadoras:
MÁQUINA CON LÓGICA CABLEADA: El programa está en memoria y es de solo lectura: calculadoras que ejecutan un determinado número de programas y calculadoras analógicas que se utilizan para el control de procesos y simulaciones.
MÁQUINA CON LÓGICA PROGRAMADA: Se programan por medio de lenguajes. Son máquinas de propósito general y se pueden aplicar a cualquier tipo de proceso. Tienen gran velocidad de cálculo y capacidad de almacenamiento. Efectúan tres tipos de operaciones: lógicas, aritméticas y de almacenamiento y recuperación de la información.
Atendiendo a su estructura interna se pueden dividir en:
COMPUTADORAS ANALÓGICAS: Manejan señales eléctricas analógicas.
COMPUTADORAS DIGITALES: Manejan señales eléctricas digitales y se programan con lenguajes de programación. Las computadoras digitales se dividen a su vez en:
Supercomputadora: Se utilizan para realizar cálculos que precisan velocidad de proceso. Tienen muchos procesadores que trabajan en paralelo y pueden realizar billones de operaciones por segundo.
Mainframes: Realizan millones de operaciones por segundo y soportan un gran número de estaciones de trabajo (terminales).
Mini computadoras: Son computadoras de tipo medio, con una capacidad de proceso menor que las anteriores y controlan un número menor de estaciones.
Micro computadoras: Máquina que usa un solo procesador y consigue cubrir la gama más baja. Hay dos tipos:
Ordenador personal o PC: Fácil de usar y con grandes prestaciones. Tienen un puesto de trabajo.
Estación de trabajo: PC conectado a través de una red a una computadora mayor.
COMPUTADORAS HÍBRIDAS: Tienen características de las dos anteriores (analógicas y digitales). Están constituidas por una computadora digital que procesa información analógico y disponen de convertidores analógico – digitales. 
INFORMÁTICA Y SU REPRESENTACIÓN
SISTEMA DE NUMERACIÓN: Conjunto de símbolos y reglas que se utilizan para la representación de los datos numéricos o cantidades. Se caracteriza por su base que es el número de símbolos distintos que utiliza y que además es el coeficiente que determina cual es el valor de cada símbolo dependiendo de la posición que ocupa.
SISTEMA BINARIO: Sistema de numeración que utilizan internamente los circuitos digitales que configuran el hardware de las computadoras actuales. El sistema binario es de base dos (0 y 1).
Representar un número binario como nº de base 10
1001,1(2 1*23 + 0*22 + 0*21 + 1*20 + 1*2-1= 8+0+0+1+0,5= 9,5(10
Sumar dos números binarios
	0+0= 0
0+1= 1
	1+0= 1
1+1= 0 (con acarreo 1)
Convertir un número en base 10 a binario
Se va dividiendo el número decimal entre dos hasta que el divisor es cero, se van tomando los restos en sentido inverso:
15(10= 15/2= 7 resto 1
	 7/2= 3 resto 1
	 3/2= 1 resto 1
	 1/2= 0 resto 1 = 11111(2
Convertir un nº de base 10 con decimales a binario
Se convierte por un lado la parte entera con el método anteriormente descrito, y por otra los decimales. Estos se van multiplicando por dos poniendo como entero el cero, del resultado nos quedamos con el entero y se va repitiendo la operación hasta que nos quede un número entero. 
Ejemplo:
		Convirtamos 20,75(10 a binario:
Parte entera 20(10= 101100(2
Parte decimal 0,75*2= 1,5
			0,5*2= 1
Es decir, 20,75(10= 101100,11(2 
SISTEMA OCTAL: Sistema de numeración de base ocho (números del 0 al 7). Para la conversión de decimal (base diez) a octal se procede de igual manera que con el binario utilizando el ocho en lugar del dos. Para la conversión de octal a binario se utiliza una tabla:
0= 000	4= 100
1= 001	5= 101
2= 010	6= 110		
3= 011	7= 111
SISTEMA HEXADECIMAL: Sistema de numeración de base dieciséis (números del 0 al 9 y las letras: A(10), B(11), C(12), D(13), E(14) y F(15). Para la conversión a decimal y viceversa usaremos el número 16 siendo los métodos los anteriormente descritos. Al igual que sucede con los octales, para representar números hexadecimales en binario usaremos una tabla:
	0= 0000
1= 0001
2= 0010
3= 0011
4= 0100
5= 0101
6= 0110
7= 0110
	8= 1000
9= 1001
A= 1010
B= 1011
C= 1100
D= 1101
E= 1110
F= 1111
UNIDADES FUNCIONALES DE LA COMPUTADORA
Introducción
 El elemento hardware básico de un sistema de procesamiento de datos se puede estructurar claramente en tres partes diferenciadas en cuanto a sus funciones:
1ª La Unidad Central de Proceso o CPU (del inglés Central Processing Unit).
2ª La Memoria Central .
3ª Las Unidades de Entrada y Salida.
CONTROLADOR
UNIDADES
DE
E/S
MEMORIA
CENTRAL
CPU
 
BUS DEL SISTEMA
Controladores: Son procesadores especializados en operaciones de entrada y salida de datos.
Bus del Sistema: Canal de comunicaciones entre todas las unidades delsistema.
CONCEPTOS DE ELECTRÓNICA DIGITAL BÁSICA
La CPU esta constituida por circuitos de naturaleza electrónica. Podemos analizarlos desde dos puntos de vista: a nivel electrónico o de circuito o a nivel lógico o de conmutación.
Nivel electrónico
Los componentes básicos de los circuitos de la CPU son, entre otros: resistencias, condensadores, diodos y transistores. En su mayoría implementados en circuitos integrados miniaturizados e introducidos en pequeñas cápsulas de silicio configurando los circuitos lógicos (chips). 
Estos componentes permiten establecer relaciones entre tensiones de corriente que, combinadas entre sí, producen estructuras físicas con propiedades lógicas elementales. Las señales eléctricas que circulan por una computadora pueden utilizar distintas tensiones que se asocian a los valores del sistema binario. En la mayoría de los casos se asigna 0 lógico a las tensiones de entre 0 y 0,2 voltios; al valor lógico 1 se le asignan tensiones de entre 0,8 y 4,5 voltios. Existen unos valores intermedios (entre 0,3 y 0,7 voltios) llamados zona prohibida.
Tipos de circuitos o puertas lógicas
					
				
	A
	B
	A AND B
	0
	0
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	0
	1
	1
	1
	
	A
	NOT A
	1
	0
	0
	1
							
	A
	B
	A OR B
	0
	0
	1
	0
	1
	1
	1
	0
	1
	1
	1
	0
	A
	B
	A XOR B
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	1
	0
	1
	1
	1
	0
						
					 
												 
	A
	B
	A NAND B
	0
	0
	1
	0
	1
	1
	1
	0
	1
	1
	1
	1
 
	A
	B
	A NOR B
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	0
	0
	1
	1
	0
Nivel lógico
Los elementos de la computadora están organizados en estructuras capaces de realizar funciones lógicas de mayor complejidad que las puertas anteriormente descritas. Estas estructuras son los circuitos combinacionales y los circuitos secuenciales.
Circuitos combinacionales: Sus salidas dependen exclusivamente de sus entradas. El más significativo de este tipo es el sumador, el cual realiza la suma en binario de dos números. Su construcción se basa en un circuito llamado semisumador que realiza las sumas en binario considerando el consiguiente acarreo.
	A
	B
	SUMA
	ACA.
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	0
	1
 
	A
	B
	ACA.
	SUMA
	ACA.
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	0
	1
	1
	0
	1
	1
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	1
	0
	0
	1
	1
	1
	1
	1
	1
	
Circuito complementador. Se utiliza para cambiar un conjunto de bits por sus contrarios, lo que sirve para realizar operaciones de resta mediante un sumador.
Circuito desplazador. Desplaza una posición a la izquierda o a la derecha un conjunto de bits, con lo que se consigue multiplicar o dividir por dos el número representado.
Circuitos secuenciales. Son aquellos cuyas salidas dependen además de por sus entradas, de algún suceso ocurrido con antelación, por lo que necesitan cierta memoria. Los principales tipos de circuitos secuenciales son el reloj y los bioestables.
El reloj se utiliza para sincronizar las operaciones internas por medio de impulsos a intervalos constantes.
Los Bioestables, también conocidos como flip–flop, son circuitos capaces de tomar en su salida dos valores estables que dependen de sus entradas y del estado de su salida en el instante anterior.
UNIDAD CENTRAL DE ROCESO
 La Unidad Central de Proceso o UCP es el verdadero cerebro de la computadora y su misión consiste en coordinar, controlar y realizar todas las operaciones del sistema. Para ello extrae una a una las instrucciones del programa que tiene alojado en memoria central, las analiza y emite las ordenes necesarias para su completa realización. Físicamente esta formado por circuitos de naturaleza electrónica. La CPU la forman las siguientes unidades: la Unidad de Control y la Unidad Aritmético lógica.
UNIDAD DE CONTROL
 Es el centro nervioso de la computadora, desde él se controlan y gobiernan todas las operaciones. Consta de Contador de Programa, Registro de instrucción, Decodificador, reloj y secuenciador.
CONTADOR DE PROGRAMA
RELOJ
SECUENCIADOR
DECODIFICADOR
REGISTRO DE INST.
	BUS DEL SISTEMA
Unidad de Control
Contador de Programa. También llamado Registro de Control del Sistema. Contiene permanentemente la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar. Al iniciar la ejecución de un programa toma la dirección de su primera instrucción. Incrementa el valor en uno cada vez que se concluye una instrucción excepto si la que se va a ejecutar es de ruptura o de salto, en cuyo caso el Contador de Programa tomará la dirección de la instrucción que tenga que ejecutar.
Registro de instrucción. Contiene la instrucción que se esta ejecutando en cada momento. Esta instrucción lleva consigo un código y, en su caso, los operandos o direcciones de memoria de los mismos.
Decodificador. Se encarga de extraer el código de operación de la instrucción en curso (la que está en el Registro de Instrucción). Lo analiza y emite las señales necesarias al resto de elementos para su ejecución a través del secuenciador.
Reloj. Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos (llamados ciclos) a intervalos constantes que marcan los instantes en que han de comenzar los distintos pasos de que consta una instrucción. Por ejemplo, un ordenador con una frecuencia de reloj de 8 Mhz. Procesa 8.000.000 de ciclos de reloj por segundo. Por tanto, la duración de un ciclo es de 1/8.000.000, que es igual a aproximadamente 925 nanosegundos. Las instrucciones que ejecuta un procesador necesitan entre 2 y 206 ciclos de reloj para llevarse a cabo.
 En la actualidad, las cifras anteriores han sido ampliamente superadas, llegando los últimos procesadores aparecidos a alcanzar los 1.700 Mhz.. Por tanto, las anteriores cifras solo han de tenerse en cuenta a modo de orientación del funcionamiento del reloj de la Unidad de Control.
Secuenciador. En este dispositivo, también conocido como Controlador, se generan ordenes muy elementales conocidas como micro ordenes que, sincronizadas por los impulsos del Reloj, hacen que se vaya ejecutando poco a poco la instrucción que está cargada en el Registro de Instrucción. 
UNIDAD ARITMÉTICO LÓGICA
Es la unidad encargada de realizar las operaciones elementales de tipo aritmético (suma, resta, multiplicación y división) y de tipo lógico (comparaciones). Para comunicarse con otras unidades funcionales utiliza el denominado Bus de datos. Para realizar su función necesita de los siguientes elementos: Circuito Operacional, Registros de Entrada, Registro Acumulador y Registro de Estado.
ACUMULADOR
CIRCUITO
OPERACIONAL
MICRO ORDENES
R. DE ESTADO
R. ENT. 2
R. ENT. 1
BUS DE DATOS
 UNIDAD ARITMÉTICO LÓGICA 
Circuito Operacional. Contiene los circuitos necesarios para la realización de las operaciones con los datos procedentes de los registros de entrada. Este circuito tiene unas entradas de ordenes para seleccionar la clase de operación que se debe realizar en cada momento.
Registros de Entrada. En ellos se almacenan los datos u operandos que intervienen en una instrucción. También se emplean para el almacenamiento de resultados intermedios o finales.
Registro Acumulador. Almacena los resultados de las operaciones llevadas a cabo por el Circuito Operacional. Tiene una conexión directa al Bus de Datos para el envío de los resultados a la Memoria Central o a la Unidad de Control.
Registro de Estado. Se trata de un conjunto de biestables en los que se deja constancia de algunas condiciones que se dieran en la última operación y que habrán de ser tenidas en cuenta en operaciones posteriores.
MEMORIA CENTRAL
La Memoria Central, también conocida como Memoria Principal o Interna, es la unidad donde están almacenadas las instrucciones y los datos necesarios para poder realizar un determinado proceso. Está constituida por multitud de celdas, o posiciones de memoria, numeradas de forma consecutiva, capaces de retener, mientras la computadora esté conectada, la información depositada en ella. A la numeración de las celdasde memoria se le denomina dirección de memoria. A la cantidad de información que puede introducirse o extraerse de la Memoria Central de una sola vez, se le denomina Palabra.
FF1
CELDA
FF9
FF2
La memoria central tiene asociados 2 registros para la realización de operaciones de lectura o escritura, y un dispositivo encargado de seleccionar una celda.
Registro de Dirección de Memoria. Antes de una operación de lectura o escritura se ha de colocar en él la dirección de la celda que se va a utilizar en la operación, bien para grabar en ella o bien para grabar información en la misma.
Registro de Intercambio de Memoria. Si la operación es de lectura recibe el dato señalado por el registro de dirección de memoria para su envío por medio del Bus del sistema a la unidad que lo requiera. Si se trata de una operación de escritura en memoria, la información que hay que grabar es depositada en el registro de intercambio de memoria para que desde él se transfiera a la posición de memoria indicada por el registro de dirección de memoria.
Selector de memoria. Este dispositivo se activa cada vez que se produce una orden de lectura o escritura conectando la celda de memoria, cuya dirección figura en el registro de dirección de memoria, con el registro de intercambio de memoria. De esta forma se habilita la transferencia de datos en un sentido o en otro.
Celdas de M. C. Con su numeración en hexadecimal
									REG. INT. MEMORIA
REG. DIR. MEMORIA
									COMPONENTES 
DE LA 
MEMORIA CENTRAL
34
33
CELDA
2
1
SELECTOR
MEMORIA VIRTUAL
La memoria virtual usa la memoria auxiliar para expandir la memoria central mediante un procedimiento llamado paginación, consistente en transferir trozos o páginas de memoria de la memoria secundaria a la central cuando son necesarios e intercambiarlos por otros según las necesidades de cada momento. Para obtener memoria auxiliar el sistema suele utilizar el disco duro.
BUS DEL SISTEMA
Se denomina Bus del Sistema al conjunto de circuitos encargados de la conexión y comunicación entre la CPU y el resto de las unidades de la computadora.
CPU
M. C.
CONT.
Línea de Control
Línea de Dirección
Línea de Datos
Las Líneas de Control transmiten ordenes procedentes de la unidad de control a las otras unidades.
Las Líneas de Dirección contienen la dirección destino a la que van dirigidos los datos que se están transcribiendo por las Líneas de Datos.
Las Líneas de Datos transmiten los datos entre las distintas unidades de la máquina.
FUNCIONAMIENTO DE LAS INSTRUCCIONES
Las instrucciones que es capaz de realizar la CPU se denominan Instrucciones Máquina. El lenguaje que utilizan para su comunicación es el Lenguaje Máquina. Se pueden clasificar en Instrucciones de Cálculo, Instrucciones de Transferencia de Datos e Instrucciones de Ruptura de Secuencia. Una segunda clasificación hace referencia al nº de operandos que intervienen en ella, teniendo en cuenta que todas tienen lo que se llama Código de Operación. Este código indica la operación que se debe realizar por el operador y lleva los operandos.
INSTRUCCIONES DE 3 OPERANDOS
Los dos primeros son las direcciones de los operandos que hay que operar, y el tercero es la dirección donde se deposita el resultado.
ACUMULADOR
OPER. 2
OPER. 1
COD. OP.
CIRCUITO
OPERACIONAL
R. ENT. 2
R. ENT. 1
OPER. 3
	
INSTRUCCIONES DE DOS OPERANDOS
Contienen el código de operación y dos operandos, de los que el primero de ellos actúa como receptor del resultado de la operación. Se denominan también Instrucciones de 2 Direcciones.
ACUMULADOR
OPER. 2
OPER. 1
COD. OP.
CIRCUITO
OPERACIONAL
R. ENT. 2
R. ENT. 1
INSTRUCCIONES DE UN OPERANDO
También llamadas Instrucciones de una sola dirección, trabajan con la filosofía del acumulador. El acumulador de la Unidad Aritmético Lógica contiene previamente el primer argumento; el segundo es contenido en la propia instrucción y después de ser operados ambos, el resultado se deja en el acumulador.
ACUMULADOR
R. ENT. 2
R. ENT. 1
OPER. 1
COD. OP.
CIRCUITO
OPERACIONAL
INSTRUCCIONES SIN OPERANDOS
Se utilizan generalmente en computadoras que tienen filosofía de arquitectura de pila, es decir, el último dato en entrar es el primero en salir.
METODOS DE DIRECCIONAMIENTO
Es el modo que se utiliza en la instrucción para indicar la posición de memoria en que está el dato o datos que constituyen los operandos intervinientes en la instrucción. Existen cuatro tipos de direccionamiento:
Direccionamiento Inmediato. El dato que hay que utilizar forma parte de la propia instrucción.
Direccionamiento Directo. La instrucción contiene la dirección de memoria donde se encuentra situado el dato.
Direccionamiento Indirecto. La dirección contenida en la instrucción no es la del dato implicado, si no la de una posición de memoria que contiene la dirección de ese dato.
Direccionamiento Relativo. La dirección de memoria donde se encuentra al dato se consigue sumando a la dirección contenida en la propia instrucción, una magnitud fija contenida en un registro especial.
CICLO DE UNA INSTRUCCIÓN
La CPU tomará una a una sus instrucciones e irá realizando las tareas correspondientes. Denominamos ciclo de instrucción al conjunto de acciones que se llevan a cabo en la realización de una instrucción. Se compone de dos fases, una de búsqueda y otra fase denominada de ejecución. En la fase de búsqueda se transfiere la instrucción desde memoria central a la Unidad de Control. Mientras que en la fase de ejecución, se realizan todas las acciones que conlleva la instrucción.
FASE DE BÚSQUEDA
1. La Unidad de Control envía una micro orden para que el contenido del Registro Contador de Programa, que contiene la dirección de la siguiente instrucción, sea transferido al Registro de Dirección de Memoria.
2. La posición de memoria que figura en el Registro de Dirección de Memoria es utilizada por el Selector para transferir el contenido al Registro de intercambio de memoria.
3. 
Se transfiere la instrucción del Registro de Intercambio de Memoria al Registro de Instrucción.
4. 
El Decodificador interpreta la instrucción que acaba de llegar al Registro de Instrucción, quedando dispuesto para la activación del Circuito Sumador de la ALU e informando al Secuenciador.
5. El Registro Contador de Programa se auto incrementa de tal forma que quede apuntando a la siguiente instrucción situada consecutivamente en Memoria. Si la instrucción en ejecución es de ruptura de secuencia, el Contador de Programa cargará con la dirección que corresponda.
FASE DE EJECUCIÓN
1. Se transfiere la dirección del primer operando desde el Registro de Instrucción al Registro de Dirección de Memoria.
	
2. El Selector extrae de la Memoria dicho dato depositándolo en el Registro de Intercambio de Memoria.	
3. Se lleva este operando desde el Registro de Intercambio de Memoria al Registro de Entrada 1 de la ALU.
4. Se transfiere la dirección del segundo operando desde el Registro de Instrucción al Registro de Dirección de Memoria.
5. El Selector Extrae de La Memoria dicho dato depositándolo en el Registro de Intercambio de Memoria.
6. Se lleva este operando desde el Registro de Intercambio de Memoria al Registro de Entrada 2 de la ALU.
7. El Secuenciador Envía una micro orden a la ALU para que ejecute la operación de que se trate. El resultado queda almacenado en el Registro acumulador.
8. Este resultado es enviado desde el Acumulador al Registro de Intercambio de Memoria.
9. Se transfiere desde el Registro de Instrucción al Registro de Dirección de Memoria la dirección de memoria donde ha de almacenarse el resultado.
10. Se transfiere el resultado desde el Registro de Dirección de Memoria a la dirección indicada en el Registro de Instrucción.
INSTRUCCIONES DE RUPTURA DE SECUENCIA
Sonconocidas también como Instrucciones de Bifurcación o de Salto y existen dos tipos:
Instrucciones de Salto Incondicional. Cuando la Unidad de Control se encuentra con una instrucción de este tipo, reemplaza la dirección que tiene en el Registro Contador de Programa por la dirección que tiene la propia instrucción.
Instrucciones de Salto Condicional. La dirección contenida en el Registro Contador de Programa solo es reemplazada por la dirección de la instrucción si cumple alguna condición de las indicadas en la misma.
CICLO DE VIDA DEL SOFTWARE
 ETAPAS				RESULTADOSANALISIS
Y
DISEÑO
			PROBLEMA
ANALISIS
ESPECIFICACIONES
PROGRAMACION
ALGORITMO
CODIFICACIÓN
PROGRAMA
EDICIÓN
EXPLOTACIÓN
Y
MANTENIMIENTO
PROGRAMA FUENTE
COMPILACIÓN
PROGRAMA OBJETO
ENLACE
PROGRAMA EJECUTABLE
PRUEBA DE EJECUCIÓN
APLICACIÓN
EXPLOTACIÓN
Y
MANTENIMIENTO
LA PLACA MADRE
El dispositivo fundamental del ordenador en el cual se conectan todos los componentes es lo que se llama Placa o Tarjeta Madre o Base. Las características de esta placa determinan completamente la capacidad y prestaciones del ordenador. Por ello, resulta conveniente conocerla a fondo.. A la hora de adquirir una Placa Madre hay que tener en cuenta los siguientes componentes:
ZÓCALO. Todas las Placas Madre incluyen un zócalo en el cual se introduce el procesador. Dependiendo de las especificaciones y estándares de tamaño y pastilla de este zócalo se podrán instalar unos u otros procesadores. El más habitual se llama SHOKET 7 y es el utilizado por los procesadores PENTIUM de INTEL y casi todos los AMD y CYRIX. 
También existe un zócalo llamado SLOT 1 que comenzaron utilizando los PENTIUM y que actualmente usan los procesadores CELERON. 
CHIPSET. También denominado BIOS, es un conjunto de circuitos integrados (chip) montados en la Placa Madre que contienen los controladores y rutinas que ponen en comunicación el procesador con las diferentes partes funcionales del ordenador. El chipset es un elemento fundamental que define características tan importantes como la cantidad máxima de RAM, el número de procesadores que puede emplearse en paralelo, la velocidad del bus del sistema, la posibilidad de utilizar puertos USB, tarjetas gráficas o discos duros Ultra DMA. Actualmente los fabricantes más importantes de chipset son INTEL, VIA y SYS.
ZÓCALOS DE MEMORIA. La Placa Madre tendrá varios zócalos para introducir los módulos de memoria. Estos zócalos pueden ser de dos tipos: SIMM o DIMM.
RANURAS DE EXPANSIÓN. Permiten conectar dispositivos internos a la Placa Madre del ordenador. Normalmente las Placas Madre incluyen varias ranuras ISA y varias ranuras PCI. Además, algunas (actualmente la práctica mayoría) incorporan ranuras AGP para instalar tarjetas de video. 
ADAPTADOR DE DISCO. Está incluido en la propia Placa Madre y controlado por el chipset. Aparece en forma de unos conectores que, con los cables adecuados, se han de conectar a los disquetes, discos duros y unidades de CDROM. Casi todas las Placas Madre soportan el estándar EIDE, aunque muchas de ellas ya permiten una variante que es conocida como Ultra DMA. Algunas incluyen en la propia placa un controlador SCSI.
PUERTOS. Todas las Placas Madre incluyen como mínimo un puerto paralelo y dos puertos serie. También es probable, y ya prácticamente habitual, que aparezcan puertos USB.
ESTÁNDAR DE LA PLACA MADRE
A la hora de elegir una Placa Madre se debe saber cual es el factor de fabricación. Este factor es un estándar que define las proporciones de la placa, el lugar donde se instalan los componentes y otras características.
El estándar ATX define una posición exacta de los componentes para una actualización más fácil. Además, las placas ATX tienen integrados los conectores de los puertos serie y paralelo.
EL PROCESADOR Y LA MEMORIA
EL PROCESADOR
Una de las características más importantes de un procesador es el zócalo en el cual se instala. Cada procesador está diseñado para cubrir las necesidades de un segmento de mercado específico ofreciendo mayor o menor velocidad de proceso que habitualmente se corresponde con un mayor o menor precio.
MEMORIA
La memoria RAM es un componente fundamental del ordenador. Existen 2 modelos, la memoria dinámica o DRAM y la estática o SRAM.
La DRAM es barata de fabricar, posee una velocidad de entre 50 y 70 nanosegundos y se utiliza como memoria RAM convencional.
La SRAM es mucho más cara, permite alcanzar una velocidad de 10 ns. Se utiliza como memoria caché, que es la integrada dentro de la Placa Madre o dentro de un procesador.
A la hora de adquirir memoria RAM es necesario atender al tipo de memoria y al tipo de zócalo.
TIPOS DE MEMORIA DRAM
Actualmente la memoria DRAM puede ser de tres tipos: FPM, EDO RAM, y SDRAM. Hay que tener en cuenta que no todas las Placas Madre soportan todos los tipos de DRAM.
FPM (Fast Page Mode). Es la DRAM convencional. Recibe este nombre debido a su método de acceso, que consiste en seleccionar la primera página de memoria. Existen versiones a 70 y a 60 ns, siendo preciso que sea de 60ns para que trabaje correctamente en ordenadores con Bus a 66 MHZ o más.
EDO RAM (Extended Data Out RAM). La memoria EDO ofrece una mayor velocidad que la FPM disminuyendo el número de ciclos de reloj que se necesitan para acceder al contenido de las celdas de memoria. Existen versiones a 50, 60 y 70ns. Es conveniente comprar memoria EDO de 50 o 70ns para ordenadores que trabajen con BUS de 66 MHZ. La EDO es una memoria utilizada en la mayoría de los ordenadores actuales, aunque actualmente está perdiendo terreno a favor de la memoria SDRAM.
SDRAM (Sincronos Dynamic RAM). Es un dispositivo de memoria que gestiona todas las entradas y salidas sincronizadas con el reloj del sistema, lo que aumenta el rendimiento global. Es más barata de fabricar que la EDO RAM. Si se desea SDRAM para los nuevos procesadores con Bus a 100 MHZ ha de ser SDRAM que siga la especificación PC – 100, que está preparada para trabajar a esta velocidad. Si no se especifica, probablemente el ordenador no funcionará.
Al igual que lo anteriormente comentado sobre los ciclos de reloj de los procesadores, las velocidades de memoria anteriormente expuestas están en la actualidad superadas. Hoy en día la mayor parte de los procesadores disponen de Bus a 133Mhz, por lo que la especificación de la memoria SDRAM ha de ser PC – 133.
MODULOS DE MEMORIA
Además del tipo de memoria, otro factor importante a tener en cuenta a la hora de adquirir memoria RAM es el módulo de memoria, es decir, el empaquetado, tamaño y forma física en que se distribuye la memoria. Actualmente se distribuye en pequeñas tarjetas que siguen dos estándares: el SIMM o el DIMM. Cada uno de estos contiene 8, 16, 32, 64 o 128 MB.
El estándar SIMM (Single In-line Memory Module) empaqueta la memoria en tarjetas con 72 patillas mientras que el estándar DIMM (Dual In-line Memory Module) se presenta en tarjetas con 128 patillas, pines o conectores. Los módulos SIMM se han de actualizar por pares, por lo que es más molesto. Por el contrario los módulos DIMM se pueden introducir sueltos y pueden ser de cualquier tamaño.
Existen otros módulos que son los SODIM, que son los DIMM con 72 patillas. Se usan sobre todo en ordenadores portátiles, pues ocupan menos espacio. Es importante señalar que los módulos son totalmente independientes del tipo de memoria, aunque generalmente los módulos DIMM son utilizados por la EDO RAM y los SIMM por la SDRAM..
BUSES Y PUERTOS
BUSES
Los ordenadores incluyen varias ranuras de expansión para dispositivos internos. Estas ranuras se comunican con el procesador a través del Bus de Datos. Existen varios estándares de Buses: EISA, VESA y MICRO CHANNEL que actualmente están obsoletos, e ISA, PCI y AGP, que son los utilizados en la actualidad y que estudiaremos con detalle a continuación. Cada Bus presenta ranuras de expansión diferentes con distinto tamaño y número de conectores.
ISA. Es el Bus estándar heredado del IBM PC-AT, que se ha ido manteniendodurante la última década como el estándar de los PC. Trabaja a 8 MHZ enviando datos a 16 Bits, lo que permite alcanzar una velocidad máxima de 16 MB/s. Actualmente tiene un amplio uso pues gran parte de los dispositivos actuales presentan conectores ISA.
PCI. Es un Bus local que trabaja a 16 MHZ enviando datos a 32 Bits, lo que supone una velocidad máxima de 133 MB/s, lo que supera ampliamente las capacidades de los buses ISA. Si hay varios dispositivos PCI instalados, han de compartir la velocidad del Bus.
AGP. Es un Bus de reciente aparición que se utiliza exclusivamente para tarjetas de video. Trabaja a 66 MHZ enviando datos a 232 Bits, lo que ofrece un ancho de banda de 266 MB/s. Existe también el Bus AGP x2, en el que se envían datos en los flancos de reloj consiguiendo duplicar la velocidad consiguiendo funcionar a 528 MB/s.
PUERTOS
Se utilizan para conectar dispositivos externos. En la mayoría de los ordenadores hay un puerto Paralelo y dos Serie. El Paralelo sigue el estándar CENTRONICS y generalmente se usa para conectar impresoras, aunque también se pueden usar para conectar unidades ZIP. Los puertos Serie siguen el estándar RS 232P. Actualmente la gran mayoría de los ordenadores incorporan dos puertos MiniDiN (o PS/2) para conectar el teclado y el ratón.
PUERTOS USB (Universal Serial Bus). En la actualidad existen muchos ordenadores que implementan puertos USB. En estos puertos se pueden conectar dispositivos como monitores, cámaras de video, escáneres, impresoras, etc.. Es importante señalar que un dispositivo USB no se ha de conectar necesariamente al puerto USB del ordenador de forma directa, si no que el bus USB crea una cadena de dispositivos interconectados. Es decir, el primer dispositivo se conecta al puerto USB, el segundo dispositivo se conecta a su vez al primero, el tercero al segundo y así consecutivamente. Por lo tanto, los dispositivos USB suelen tener dos conectores, uno para conectarse al puerto o al dispositivo anterior y otro para conectar el siguiente dispositivo. En todo caso no es necesario formar siempre una cadena.
Un bus USB permite conectar hasta 127 dispositivos. Una ventaja de los dispositivos USB es que se pueden enchufar y desenchufar en caliente y se configuran automáticamente, es decir, no es necesario apagar ni reiniciar el sistema para su instalación. Otra ventaja es que si el dispositivo no exige mucha corriente eléctrica el propio Bus USB se la puede proporcionar. El Bus USB ofrece una velocidad máxima de 12 MB/s.
ALMACENAMIENTO
Un factor fundamental en la elección de una unidad de almacenamiento es el Bus de conexión, que transporta los datos desde el disco hasta el Bus de datos del ordenador. Hay tres tipos de protocolos o Buses de disco: EIDE, ULTRA DMA, y SCSI. Los Buses EIDE y ULTRA DMA están integrados dentro de la Placa Madre, mientras que para los SCSI se suele utilizar un adaptador en forma de tarjeta que se instala en una ranura de expansión. En algunos casos el Bus SCSI puede estar integrado también en la Placa Madre.
EIDE. Permite una velocidad máxima de transferencia de 1,6 MB/s, usándose para conectar discos duros y unidades de CD ROM. Permite conectar hasta cuatro dispositivos, dos de ellos sobre el Bus ISA y otros dos que trabajan sobre el Bus PCI.
ULTRA DMA. También conocido como ULTRA ATA o ULTRA DMA 3, es una variante del Bus EIDE que posibilita doblar la velocidad del Bus de 16,6 a 33 MB/s, pues permite enviar datos en ambos flancos del ciclo de reloj. En las Placas Madre cuyo CHIPSET soporta UDMA se pueden conectar discos UDMA o EIDE.
SCSI. Este protocolo ofrece superiores prestaciones y es el más adecuado cuando se requiere una transferencia de disco muy alta (por ejemplo en la edición de videos), además permite conectar hasta siete dispositivos en una controladora normal. Ha ido evolucionando utilizando diferentes versiones del protocolo que han aparecido con los nombres: SCSI 1, SCSI 2 y SCSI 3.
CANAL DE FIBRA. También conocido como FC-AL o SCSI FCP, está basado en el protocolo SCSI 3 y es el futuro de SCSI. Se trata de una conexión serie que puede utilizar fibra óptica y soporta transferencias de hasta 400 MB/s pudiéndose conectar hasta 126 dispositivos en una misma controladora.
UNIDADES REMOVIBLES
Son discos extraíbles. Sus formatos, capacidades y velocidades les hacen ser apropiados para sustituir a los disquetes convencionales aunque con mucha mayor capacidad. Los más aconsejables son los modelos internos y SCSI.
DISCOS DUROS
Hay que tener en cuenta varios criterios a la hora de adquirir un disco duro: capacidad, interface, la transferencia de datos y la capacidad de rotación. La velocidad de transferencia de datos está determinada por características físicas como el tiempo de búsqueda y el tiempo de latencia o rotacional que depende de la velocidad de rotación del disco. Los discos SCSI más rápidos giran alrededor de 7500 RPM, lo cual genera un calor considerable que habrá que ventilar rápidamente. 
IMPRESORAS
Hay de tres tipos principales:
Impresoras láser. Ofrecen gran rapidez y calidad. Podemos encontrar dos tipos de impresoras láser: Gaseosos, que ofrecen máxima calidad pero que son muy voluminosas y costosas, y las semiconductores o LED, que son más ligeras y pequeñas pero ofrecen una calidad inferior.
Impresoras de inyección de tinta. Todas las impresoras de este tipo trabajan en color. Tienen elevadas prestaciones y ofrecen una gran resolución, aunque el coste por hoja suele ser elevado.
Impresoras térmicas. Son el máximo exponente de la impresión en color. Se utilizan en entornos profesionales que exigen máxima calidad de impresión debido a que utilizan un papel especial de elevadísimo coste.
COMUNICACIONES
MODEMS
El módem permite al ordenador conectarse a través de la línea telefónica con otros ordenadores. Las características más importantes de un módem son:
· Velocidad. Siguen diferentes normas que permiten determinar su velocidad máxima en la transmisión de datos. Estas están determinadas por la ITU, y definen unos procedimientos comunes que aseguran la comunicación entre dos módems de fabricantes diferentes. El estándar V34 permite trabajar a 28.800 bps y ha sido sustituido por el estándar V34+ que permite velocidades de 36.300 bps. Recientemente se ha aprobado la norma V90 que define la transmisión a 56 kbps y que soluciona los conflictos que existían hasta ahora con las dos tecnologías existentes hasta ahora que trabajaban a esta velocidad: la 3.COM y la K56/flex. La verdadera velocidad que permite V90 es de 53 kbps al recibir datos y 33,6 kbps al enviarlos. 
Para que se pueda establecer una comunicación a 53 kbps es necesario que en el recorrido de la llamada sólo se produzca un salto (conversión de analógico a digital o viceversa). Si hay más de una conversión no se puede lograr esta velocidad, pero sí a 33 kbps porque se está aplicando la norma V34+, por lo que es valido para comunicaciones de usuario a usuario.
· Interfaz o conexión. Podemos distinguir entre módem interno, conectado a una ranura ISA o PCI, y el externo, conectado a un puerto serie del ordenador. 
Los modelos internos suelen ser más baratos e incluyen el puerto a través del cual se efectúa la conexión. Los externos usan uno de los puertos serie, pero ofrecen información al usuario del estado de conexión a través de una serie de leds. Todos los módems tienen una Bios con rutinas y programas que les permiten soportar un determinado estándar y trabajar a unas determinadas velocidades. Algunos modelos disponen de una Bios actualizable, denominada Flash-Rom, que permite cambiar por software dichas rutinas y programas.
· Chip de sonido. Algunos módems incorporan chips de sonido que permiten realizar tareas de contestador telefónico.
· Plug and Play. La mayoría de los módems soportan la especificación Plug and Play que permite instalarlos en las versiones de Windows 9x sin necesidad de que el usuario configure la interrupción, las direcciones de E/S, y la IRQ. 
TARJETAS DE RED
Es un dispositivo de conexión a alta velocidadque permite que varios ordenadores compartan datos y recursos comunes. Las más típicas funcionan a 10 Mbps (aunque actualmente existen tarjetas que trabajan a velocidades de hasta 100 Mbps), tienen una conexión RJ45 con cable de par trenzado (es decir trabajan a 10 BASE t). Para una conexión de más de dos equipos se necesita un HUB o Concentrador. 
La tarjeta de red ideal debería ser compatible con PnP (Plug and Play), tener conexiones RJ45 y BNC con detección automática y disponer de varios indicadores luminosos o leds (conexión y actividad).
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INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA
 
 
La informática es la ciencia que estudia el tratamiento automático y racional de la 
información.
 
 
DEFINICIONES
 
 
 
COMPUTADORA: Máquina compuesta de elementos físicos, en
 
su mayoría electrónicos, capaz 
de desarrollar una gran cantidad de trabajos a gran velocidad, con precisión y siguiendo unas 
instrucciones concretas (programas).
 
 
PROGRAMA: Conjunto de órdenes que se dan a una computadora para que realice un proceso 
deter
minado.
 
 
APLICACIÓN INFORMÁTICA: Conjunto de programas que realizan un determinado trabajo.
 
 
SISTEMA INFORMÁTICO: Elementos necesarios para la realización de las aplicaciones 
informáticas.
 
 
INFORMACIÓN: Elemento a procesar.
 
 
DATOS: Información no elaborada
 
que una vez procesada nos da un resultado.
 
 
TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
 
 
El tratamiento de la información se divide en tres pasos:
 
 
1º.
-
 
ENTRADA: Recogida de datos, depuración y almacenamiento.
 
2º.
-
 
PROCESO: Aritmético y Lógico.
 
3º.
-
 
SALIDA: Recogida de
 
los datos y distribución de los mismos.
 
 
HARDWARE
 
 
El HARDWARE es el elemento físico de un sistema informático. Está compuesto por el 
ordenador, dispositivos externos, cableado, soportes de almacenaje, etc. Los componentes 
elementales del HARDWARE son:
 
 
C
PU o Unidad Central de Proceso
: Elemento principal que coordina y dirige todas las 
operaciones del Sistema Informático. Está compuesto por el PROCESADOR y la MEMORIA 
CENTRAL. 
 
 
PROCESADOR: Controla y ejecuta operaciones y está formado a su vez por la Unida
d 
de Control y por la Unidad Aritmético 
–
 
Lógica (ALU). La Unidad de Control interpreta 
y ejecuta las instrucciones controlando su secuencia y la ALU realiza las operaciones de 
tipo aritméticas y lógicas.
 
 
MEMORIA CENTRAL: Memoria interna o principal que a
lmacena programas y datos. 
Los programas que se están ejecutando se guardan en esta memoria. 
 
 
MEMORIA AUXILIAR O SECUNDARIA: Dispositivos de almacenamiento masivo de 
información para guardar datos y programas ( discos duros, disquetes, CD ROM, etc.).
 
ELEM
ENTOS DE SALIDA
: Dispositivos que proporcionan al exterior los datos resultantes 
de los procesos que se ejecutan en el sistema.
 
 
 
INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA 
 
La informática es la ciencia que estudia el tratamiento automático y racional de la 
información. 
 
DEFINICIONES 
 
 
COMPUTADORA: Máquina compuesta de elementos físicos, en su mayoría electrónicos, capaz 
de desarrollar una gran cantidad de trabajos a gran velocidad, con precisión y siguiendo unas 
instrucciones concretas (programas). 
 
PROGRAMA: Conjunto de órdenes que se dan a una computadora para que realice un proceso 
determinado. 
 
APLICACIÓN INFORMÁTICA: Conjunto de programas que realizan un determinado trabajo. 
 
SISTEMA INFORMÁTICO: Elementos necesarios para la realización de las aplicaciones 
informáticas. 
 
INFORMACIÓN: Elemento a procesar. 
 
DATOS: Información no elaborada que una vez procesada nos da un resultado. 
 
TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN 
 
El tratamiento de la información se divide en tres pasos: 
 
1º.- ENTRADA: Recogida de datos, depuración y almacenamiento. 
2º.- PROCESO: Aritmético y Lógico. 
3º.- SALIDA: Recogida de los datos y distribución de los mismos. 
 
HARDWARE 
 
El HARDWARE es el elemento físico de un sistema informático. Está compuesto por el 
ordenador, dispositivos externos, cableado, soportes de almacenaje, etc. Los componentes 
elementales del HARDWARE son: 
 
CPU o Unidad Central de Proceso: Elemento principal que coordina y dirige todas las 
operaciones del Sistema Informático. Está compuesto por el PROCESADOR y la MEMORIA 
CENTRAL. 
 
PROCESADOR: Controla y ejecuta operaciones y está formado a su vez por la Unidad 
de Control y por la Unidad Aritmético – Lógica (ALU). La Unidad de Control interpreta 
y ejecuta las instrucciones controlando su secuencia y la ALU realiza las operaciones de 
tipo aritméticas y lógicas. 
 
MEMORIA CENTRAL: Memoria interna o principal que almacena programas y datos. 
Los programas que se están ejecutando se guardan en esta memoria. 
 
MEMORIA AUXILIAR O SECUNDARIA: Dispositivos de almacenamiento masivo de 
información para guardar datos y programas ( discos duros, disquetes, CD ROM, etc.). 
ELEMENTOS DE SALIDA: Dispositivos que proporcionan al exterior los datos resultantes 
de los procesos que se ejecutan en el sistema.