Fundamentos de la Computación

1. Instituto Politécnico Nacional Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas Departamento de Estudios Profesionales Genéricos Academias de Tecnología Informática Fundamentos de la Computación Licenciatura en Ciencias de la Informática M. en C. Ángel Gutiérrez González angutierrez@ipn.mx

2. Objetivo de la asignatura: Al término de este curso el alumno: Habrá adquirido los conocimientos generales acerca de la computación, así como la arquitectura y funcionamiento de la computadora digital además de sus periféricos. Se aplicarán los conceptos de forma práctica. Fundamentos de la Computación

3. Contenido: UNIDAD I. Introducción UNIDAD II. Componentes Principales de una Computadora UNIDAD III. Conceptos de Programación UNIDAD IV. Ambientes de Procesamiento de Datos UNIDAD V. Sistema Operativo UNIDAD VI. Tópicos Bibliografía Fundamentos de la Computación

4. Fundamentos de la ComputaciónUnidad I. Introducción Objetivo particular de la unidad Al término de esta unidad, el alumno: Conocerá la utilidad de las computadoras y su aplicación en el procesamiento de distintos tipos de Información.

5. Unidad I. Introducción 1.1. Antecedentesy razón de ser 1.2. Definición de computadora 1.3. Generaciones de computadoras 1.4. Utilización de computadoras en distintos sectores 1.5. Computadoras digitales, analógicas e híbridas 1.6. Conceptos de hardware y software Bibliografía (Unidad I) Al término de La unidad se incluye una lista de actividades de aprendizaje a para ser realizadas por los alumnos participantes. Introducción

6. 1.1. Antecedentesy razón de ser A lo largo de la historia, el hombre ha desarrollado formas y métodos para facilitar su trabajo cotidiano, técnicas y mecanismos de cálculo, para el manejo de números que son tan antiguos como la humanidad misma, apoyándose en objetos para facilitar el proceso de conteo, piedras, los dedos de manos y pies, creó utensilios y herramientas de cálculo que fueron haciéndose cada vez más complejos. Uno de los primeros dispositivos mecánicos para contar fue el ábaco, cuya historia se remonta a las antiguas civilizaciones griega y romana, consta de cuentas ensartadas en varillas que a su vez están montadas en un marco rectangular. Al desplazar las cuentas sobre varillas, sus posiciones representan valores almacenados, y es mediante dichas posiciones que este representa y almacena datos. Introducción

7. 1.1. Antecedentesy razón de ser • PREHISTORIA: El hombre cazador, agricultor o ganadero, utilizó los dedos para contar • 3000 A. C. Aparece el ábaco en Babilonia, formado por canaletas, 4000 años más tarde los chinos lo perfeccionan. • SIGLO I.- Nacen el la India los números del 1-9 • 1642 .- Blaise Pascal crea la “pascalina”, máquina para sumar y restar, basada en el principio de transformar el cálculo mental en mecánico • 1671 .- Leibniz construye la primera máquina digital (suma, resta, multiplica, divide). • 1709 .- Poleni desarrolla otra máquina que automatiza el proceso de cálculo de la máquina de Leibniz • 1728 .- Falcón inventa la tarjeta perforada • 1801 .- Joseph Marie Jacquard inventa el telar accionado mediante tarjetas perforadas • 1822 .- Charles Babbage trabaja en una máquina de inferencias. 1833 la máquina aunque no terminada hace que le considere el padre de la Informática • 1860 .- George Boole crea al álgebra booleana y establece las bases de la teoría de la información • S. XX .- El sistema binario, desarrollado por Leibtniz y Boole, unido al empleo de tarjetas, diodos, triodos y transistores, provocan la segunda revolución industrial y una cadena ininterrumpida de computadoras digitales • 1945 .- JonhVonnNeuman crea el concepto de “programa almacenado” • 1949 .- Se crea la Mark I de IBM, 1ª computadora digital- electrónica. Introducción

8. 1.2. Definición de Computadora Conjunto de elementos electrónicos (físicos) que conforman o integran un equipo o sistema de cómputo, capaz de aceptar datos de entrada, realizar con ellos operaciones lógicas y aritméticas a grandes velocidades, proporcionando los resultados a través de algún dispositivos de salida; en su mayoría todo es llevado a cabo sin la intervención de un operador humano y bajo el control de un programa previamente almacenado en la propia computadora. Máquina compuesta de un conjunto de elementos físicos(electrónicos) capaz de aceptar datos deentrada, procesar datos y dar como resultados (información) a través de un medio de salida; por medio de instrucciones (software). Introducción

9. 1.3. Generaciones de Computadoras 1 ª GENERACIÓN (1947-1960) • Tecnología basada en tubos al vacío (bulbos) • Lectoras de tarjetas perforadas para introducir datos y programas • Usaban cilindros magnéticos para almacenar información • Se inicia el desarrollo de los S.O. • Se perdía un tiempo considerable entre la terminación de un trabajo y el inicio del siguiente. Este fue el comienzo de los sistemas de procesamiento por lotes. • Almacenamiento interno mediante un tambor que giraba rápidamente y sobre el cual un dispositivo de lectura / escritura colocaba marcas magnéticas. • En el auge de la 2da guerra mundial el gobierno estadounidense solicito un calculador para determinar las tácticas de guerra • Las computadoras almacenarían los programas y los procesos se realizarían con números binarios, la primera computadora que se construyo bajo estos principios fue el EDVAC. Introducción

10. 1.3. Generaciones de Computadoras 2ª GENERACIÓN (1959-1964) • Tecnología basada en transistores, que eran más rápidos, pequeños y más confiables que los tubos al vacío o bulbos . • 200 transistores podían acomodarse en la misma cantidad de espacio que un tubo al vacío, con lo que disminuyó el tamaño de las computadoras. • Generaban una gran cantidad de calor y eran sumamente lentas. • Grandes redes de pequeños anillos o núcleos magnéticos en lugar detambores giratorios para el almacenamiento primario en los cuales podían almacenarse datos e instrucciones. • Inició el desarrollo de los sistemas compartidos con multiprogramación donde varios programas de usuarios se encuentran al mismo tiempo en el almacenamiento principal y los principios del multiprocesamiento donde el procesador se cambia rápidamente de un trabajo a otro. • En los sistemas de multiprocesamiento se utilizan varios procesadores en un solo sistema computacional, con la finalidad de incrementar su poder de procesamiento. Introducción

11. 1.3. Generaciones de Computadoras 3ª GENERACIÓN (1964-1971) • Tecnología basada en circuitos integrados • Se utilizaron los "chips“, es una pieza de silicio que contiene los componentes electrónicos en miniatura llamados semiconductores para almacenar y procesar información. • Los circuitos integrados recuperan datos almacenados como cargas eléctricas. • Las computadoras se tornan más pequeñas, más ligeras y más eficientes, consumían menos electricidad, generaban menos calor. • Eran sistemas de modos múltiples, algunos de ellos soportaban simultáneamente procesos por lotes, tiempo compartido, procesamiento de tiempo real y multiprocesamiento • Se empezaron a utilizar en aplicaciones matemáticas o de negocios incrementando la flexibilidad de los programas, y estandarizar sus modelos • Existe comunicación en línea entre el usuario y el sistema. • El CPU se comparte entre varios trabajos que se encuentran residentes en memoria y en el disco (el CPU se asigna a un trabajo solo si éste está en memoria) Introducción

12. 1.3. Generaciones de Computadoras 4 ª GENERACIÓN (1971-1988) • Se desarrollaron los microprocesadores. • Se colocan más circuitos dentro de un "chip". • Un "chip" sencillo actualmente contiene la unidad de control y la unidad de aritmética/lógica. El tercer componente, la memoria primaria, es operado por otros "chips" • Se utiliza memoria de "chips" de silicio • Las computadoras se encargan de llevar a cabo tareas de procesamiento o análisis matemáticos • Emerge la industria del "software" • Se desarrollan las minicomputadoras IBM 360 y DEC PDP-1 • Se minimizan los circuitos, aumenta la capacidad de almacenamiento • Memorias electrónicas más rápidas, reducen el tiempo de respuesta • Gran expansión del uso de las Computadoras • Sistemas de tratamiento de bases de datos • Multiproceso, multiprogramación, compartido y multitareas Introducción

13. 1.3. Generaciones de Computadoras 5 ª GENERACIÓN (1988 a la fecha) • Avance en las comunicaciones • SUPERCOMPUTADORAS = Simuladores (pruebas nucleares). • Robótica • Inteligencia Artificial • Realidad Virtual Oprima Clic sobre la imagen para ver video Introducción

14. 1.4. Utilización de las Computadoras en los Distintos Sectores • Aplicaciones Industriales y de Ingeniería • Trazado de planos • Control de procesos industriales • Robótica industrial • Minería • CAD (ComputerAidedDesing) • CAM (ComputerAidedManufacturing) • CAE (ComputerAidedEngienieering) • En el trabajo • Gestión de personal • Nóminas • Contabilidad • Facturación • Control de inventarios • Gestión bancaria Proceso de información administrativos (automatización de la gestión de procesos). • Aplicaciones médicas y biológicas • Investigaciones médicas (biológicas y farmacéuticas). • Diagnóstico y tratamiento de enfermedades. • Bases de datos e historiales clínicos. • Control de pacientes en cuidados intensivos. Introducción

15. 1.4. Utilización de las Computadoras en los Distintos Sectores • En el Hogar • Agendas personales • Uso de Internet en el hogar • Enciclopedias electrónicas • Realización de actividades del hogar • Realización de todo tipo de trabajos que requieran el procesamiento de la información para su mejor aprovechamiento. • En la Escuela • Búsqueda de información (Internet) • Elaboración de trabajos • Sistemas de enseñanza aprendizaje por computadora. • Automatización de procesos escolares (inscripciones, bajas, consulta de datos a larga distancia, prestamos). Introducción

16. 1.4. Utilización de las Computadoras en los Distintos Sectores • Otras Aplicaciones • INFORMATICA GRAFICA: incluye una serie de principios de diseño y de su uso orientados a conseguir la visualización de imágenes por computadora con una pericia lo más cerca de la realidad. • REALIDAD VIRTUAL: se encamina a la habilidad de crear lugares físicos y fenómenos que tienen apariencia real. Para ello, se utilizan los sentidos del cuerpo, el sonido y el movimiento para su emulación de procesos reales, como pruebas de aerodinámica, exploración planetaria visual, exploración de edificios no construidos. • SISTEMAS EXPERTOS: se pretende que la computadora actúe un campo específico para que aprendiera de experiencias, así como el humano lo hace. • INTELIGENCIA ARTIFICIAL: es una metodología que estudia el uso de la computadora para emular el comportamiento inteligente propio del hombre (razonamiento, visión, aprendizaje). Introducción

17. 1.5. Computadoras Digitales, Analógicas e Híbridas Digitales: “ Son computadoras en la cual losdatos se representan por señales eléctricas discretas con dos posibles valores (binarios 0´s y 1´s)”. Análogicas: “Son equipos y sistemas de cómputo analógicos, en los que, los datos se representan por señales eléctricas proporcionales a los valores de las variables representadas.” (p. ejem. temperatura) Hibridas: “Combinación de elementos de las computadoras tantoanalógicas como las digitales” Introducción

18. 1.6. Concepto de Hardware y Software HARDWARE “Conjunto de elementos físicos que conformane integran un equipo o sistema de cómputo”. • Dispositivos de entrada • Dispositivos de proceso • Dispositivos de almacenamiento • Dispositivos de entrada salida • Dispositivos de salida HARDWARE ESTÁ COMPUESTO POR Oprima Clic sobre la imagen para ver video Introducción

19. HARDWARE 1.6. Concepto de Hardware y Software Introducción

20. 1.6 Concepto de Hardware y Software SOFTWARE “Conjunto de instrucciones, programas, aplicaciones y/o sistemas que hacen posible la interrelación hombre – maquina.” Oprima Clic sobre la imagen para ver video Introducción

21. SOFTWARE 1.6. Concepto de Hardware y Software Introducción

22. Actividades de aprendizaje Investigar a detalle los campos de aplicación de la informática y la computación. Analizar los aspectos históricos de las computadoras, personajes, tecnología y año de aparición , aportaciones. Investigar la infraestructura de cómputo que tiene la escuela, unidad académica o lugar de trabajo. Investigar el Software con que cuenta la escuela, unidad académica o lugar de trabajo. Discutir en grupo algunos, ejemplos de aplicaciones de las computadores: digitales, analógicas e hibridas. Investigar la variedad de dispositivos periféricos que se pueden conectar a una computadora. Introducción

23. Bibliografía (Unidades I y II) • http://www.uan.edu.co/deans/ingautomatizacion/fotos/Automatas1.htm • http://www.angelfire.com/ultra2/sandivela_vic/COMPUTACION.htm • http://www.upiicsa.ipn.mx/polilibros/portal/Polilibros/P_terminados/Fundamentos_de_la_Computacion/Polilibro/inicio.html • http://www.carlospes.com/curso_de_informatica_basica/02_01_las_computadoras_digitales.php • http://www.gratisweb.com/atlasernesto/6.htm • http://www.masadelante.com/faq-software-hardware.htm • Breve Historia de la Computación y sus Pioneros • Carlos A. Coello Coello • Fondo de Cultura Económica • Diciembre, 2003 • 358 p.; 23 x 16 cm. • Colec. Sección de Obras de Ciencia y Tecnología • ISBN 968-16-7106-6 Introducción

24. Instituto Politécnico Nacional Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas Departamento de Estudios Profesionales Genéricos Academias de Tecnología Informática Fundamentos de la ComputaciónFin de la unidad IIntroducción Licenciatura en Ciencias de la Informática !Gracias por su atención¡ M. en C. Ángel Gutiérrez González angutierrez@ipn.mx