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FUNDAMENTOS DE LA PROGRAMACION
VICTOR ANDRES OCHOA CORREA CORPOCIDES I SEMESTRE 2016
HISTORIA DE LACOMPUTACION.
PRIMEROS INSTRUMENTOS DECALCULO.
EL ABACO
El Abaco quizá fue el primer dispositivomecánico de contar que existió, se calculo que tuvo su origen el en año 400 A.C. consistía en un marco rectangular de madera con dos niveles de hilos paralelos con esferas ensartadas.
TABLA DE LOGARITMOS
En el año 1617 John Napier descubrió el fundamento de los logaritmos para realizarcálculos complejos, publico las primeras tablas de logaritmos y sentó las bases para la elaboración de un nuevo sistema de calculo.
REGLA DE CALCULO
Esta regla se derivo del empleo de los logaritmos. Con ella se podía realizar el calculo de funciones trigonométricas, logarítmicas, exponenciales, multiplicaciones y divisiones.
CALCULADORAS MECANICAS
MAQUINA DE PASCALEn el año 1642 el filosofo y matemático francés Blaise Pascal invento una maquina para sumar y restar números hasta por un máximo de 7 cifras.Estaba construido conbase en ruedas giratorias que movíandiscos con números y el resultado se veía en una ventanilla.
MAQUINA DE LEIBNIZEn el año 1671 el matemático y filosofo alemán Gottfried Leibniz diseño otro tipo de calculadora con base en cilindros o piñones dentados de varias longitudes, perfeccionando el mecanismo de acarreo automático y superando así a la maquina de Pascal. La maquina de Leibniz podía realizar multiplicaciones, divisiones y extraer raíces cuadradas. Cabe mencionar que Leibniz desarrollo la teoría del sistema binario y realizo las primeras investigaciones para desarrollar la lógica formal.
MAQUINA CALCULADORA DE HAHN
En el año 1779, Mattieu Hahn diseño y construyo una maquina de calculo capaz de realizar sumas, restas, multiplicaciones y divisiones.
MAQUINAS DE BABBAGE
Maquina diferencial.
Diseñada con fundamentos mecánicos, basados en ruedas dentadas, para la resolución de funciones y obtención de tablas de dichas funciones
MAQUINAS DE BABBAGEMaquina analítica.
Teóricamente similar a una computadora actual, disponía de un programa, una memoria, UC, ALU, periféricos de entrada y de salida. Era una computadora de propósito general que podía multiplicar, sumar y dividir.
CHARLES BABBAGE
Visionario ingles que hubiera podido acelerar el desarrollo de las computadoras. Adelanto la situación del hardware computacional.Debido a sus diseños es considerado como el padre de la informática.
MAQUINA DE JACQUARD
Construyo una maquina tejedora automática de control numérico siguiendo un patrón o programa hecho en tarjetas perforadas ordenadas secuencialmente para bordar y crear distintos tipo de diseño.
CONCEPTO DE PROGRAMACION
LA PRIMERA PROGRAMADORA
En 1843 Lady Ada Augusta Byron condesa de Lovelace sugirió la idea de que las tarjetas perforadas pudieran adaptarse de manera que propiciaran que el motor de Babbage repitiera ciertas operaciones.
ALGEBRA BOOLEANA
Algebra de Boole.En 1850 el matemático ingles George Boole busco un método para describir matemáticamente la forma en que piensan los seres humanos. Desarrollo el algebra de Boole en la cual las ideas (preposiciones o premisas) solo pueden tener uno de dos valores (verdadero o falso pero no ambos), y los razonamientos se presentan uniendo las proposiciones mediante conjunciones (unión de ideas con y), disyunciones (unión de ideas con o), y negaciones (cambiar el valor de verdad de una idea). Así como la adición, sustracción, multiplicación y división son las operaciones primaria de la aritmética, AND (Y), OR (O) Y NOT (NO), son lasoperaciones lógicas fundamentales en el algebra booleana.
MAQUINA ELECTROMECANICA DECOMPUTO.
Maquina de Hollerit
Herman Hollerit empleado de la oficina de censos de Estados Unidos pensando en facilitar la tabulación de los datos desarrollo un método que sirvió de base al posterior almacenamiento de datos mediante tarjetas perforadas.
LAS PRIMERAS COMPUTADORAS.
El ABC
El doctor John V. Atanasoff, catedrático de la universidad estatal de Iowa desarrollo la primera computadora digital electrónica construida entre los años 1937 a 1942. llamo a su invento Atanasoff Berry Computer.
MARK I
El Harvard Mark I fue el primer ordenador electromecánico construido en la universidad de Harvard. Tenia 760,000 ruedas y 800 Km de cable. Empleaba señales electromagnéticas para mover las partes mecánicas.
ENIAC
Maquina que se desarrollo para calcular tablas de trayectoria para el ejercito de Estados Unidos. Fue construida para aplicaciones de la 2 guerra mundial
EDVACUtilizo el concepto de programa almacenado que permitía la lectura de un programa en la memoria de la computadora y después la ejecución de las instrucciones del mismo sin tener que volverlas a escribir. Desarrollada por John Von Neumann considerado como el padre de la arquitectura moderna de las computadoras.
LOS PROGRAMAS INTERPRETES.
COBOL
El siguiente desarrollo importante en el diseño de las computadoras fueron los programas interpretes, que permitían a las personas comunicarse con las computadoras utilizando medios distintos a los números binarios.
GENERACIONES DE LA INFORMATICA
1. La 1º generación, de 1940 a 1952, la constituyen las maquinas diseñadas abase de válvulasde vacío, la aplicación que se les dio fue en los campos de la
ciencia y militar, el lenguaje utilizado en estas maquinas era el lenguaje demáquina (conjunto de códigos binarios) y la unidad de almacenamiento era un
tambor que giraba rápidamente.
1º generación
2º generación
2. La 2º generación, de 1952 a 1964, la constituyen las maquinas diseñadas a base detransistorespara procesar información, la aplicación que se les dió fue en los campos
de laboratorio y se comenzó a usarparapropósito general, el lenguaje utilizado enestas máquinas era el lenguaje de alto nivel como CO BOL y FO RTRAN y la unidad
de almacenamiento era de redes de núcleosmagnéticos.
3º generación
3. La 3º generación, de 1964 a 1970, la constituyen las maquinasdiseñadas a base de circuitos integrados, la aplicación que se les dió fue
en los campos de tareas de procesamiento y análisis matemáticos, el lenguaje utilizado en estas maquinas era de lenguajes de programación
de alto nivel y la unidad de almacenamiento eran los chips (contiene loscomponentes electrónicosen miniaturallamados semiconductores).
4º generación4. La 4º generación de 1971 a 1980, la constituyen las maquinas
diseñadas a base de microprocesadores(miniaturización de loscircuitos electrónicos), la aplicación que se le dió fue en los campos de
uso personal (aplicaciones que afectan prácticamente a todosloscampos de la actividad humana), el lenguaje utilizado en estas
maquinas era de bases de datos y la unidad de almacenamiento eranlos chips de silicio.
5º generación5. La 5º generación, de 1980 a 1990 (algunos consideran que
termino en 1990, otros que sigue hasta la actualidad), la constituyenlas maquinas diseñadas a base de diversos microprocesadores, la
aplicación que se le dió fue en los campos de las grandes,medianas, pequeñasempresasy entre los usuarios particularesde
computadoras, el lenguaje utilizado en estas maquinas era ellenguaje natural y lenguajes de programación, y la unidad de
almacenamiento era en dispositivos magneto ópticos con grancapacidad de gigabytes.
La 6º generación de las computadoras
La 6º generación se podría llamar a la era de las computadorasinteligentes basadas en redes neuronales artificiales o "cerebros
artificiales". Serían computadoras que utilizarían superconductorescomo materia-prima para sus procesadores, lo cual permitirían no
malgastar electricidad en calor debido a su nula resistencia. Laganancia de performance sería de aproximadamente 30 veces la de
un procesador de misma frecuencia que utilice metales comunes.Ésta generación esta en desarrollo.
INTRODUCCION A LOS CONCEPTOS BASICOS DE COMPUTACION E
INFORMATICA.
Definición de computadora:Conjunto de elementos electrónicos que interactúan entre si(Hardware) para procesar y almacenar la información deacuerdo a una serie de instrucciones adecuadas (Software).
Que hace una computadora.Una computadora puede tener múltiples aplicaciones, perotodas deben de ejecutar una labor. Esta es, el cómputo dedatos. Dicha tarea significa la agrupación, comparación,cálculo, clasificación y síntesis de los datos.
Que hace una computadora considerando los tresniveles: el conceptual, que define la idea del “que hacer deuna computadora”, el de usuario, que nos presenta en quemomento el ser humano tiene injerencia en el proceso querealiza una computadora, y finalmente el nivel de lamaquina que nos muestra que partes de la computadoraestán involucradas en tal proceso.
Nivel conceptual.
La computadora tiene: una entrada de datos, un procesador de datos y una manera de emitir información.
Ejemplo no informático: Creación de una silla
Ejemplo informático: Generación de un boletín de notas
Maderas
Tela
Esponja
puntillas
Proceso
de
CarpinteríaSilla
Nombre alumnos
Notas
Fase de Entrada Fase de Proceso Fase de Salida
Curso Tratamiento BoletínGrupo
DATOS PROGRAM INFORMACIÓN
Conceptos de interés.
DATO: Cualquier elemento que nos sirve como punto de
partida para realizar un cálculo o un proceso.
INFORMACIÓN: Resultado del tratamiento de los datos.
¿Cuál es la diferencia entre dato e información?
El dato es la materia prima de la información, pero no
es información en sentido estricto ya que por sí mismo
no nos dice nada, no aumenta nuestro conocimiento.
Ventaja de los procesos informáticos sobre los manuales.
•Velocidad y capacidad de cálculo
•Capacidad de almacenamiento
•Fiabilidad ......
Nivel usuario.
El usuario participa introduciendo datos,manejando un programa e interpretandoinformación.
Nivel maquina.
Por medio del teclado se introducen los datos en el CPU, que trabajando con las memorias los procesa mediante un programa de aplicación especial y la información es emitida por el monitor de la computadora.
Representación de caracteres.
Para representar caracteres, el ordenador sólo utiliza ceros y unos.
Para ello se emplea la CODIFICACIÓN
Codificar consiste en
asignar a cada carácter
una combinación de
ceros y unos
2
¿y con dos dígitos? 4
¿Cuántos caracteres puedo codificar con un cero o un uno?
•Al cero le asigno el carácterA
•Al uno le asigno el carácter B
00 A
01 B
11 C
10 D
Por ejemplo
Escala de magnitudes.
En informática, la magnitud más pequeña es el BIT. Es la unidad
mínima de información y equivale a un 0 ó un 1.
Sin embargo, la más usada es el BYTE ( 8 bits) que nos permite
representar un carácter.
Magnitud Símbolo Equivalencia
1 byte B 8 bits
1 Kilobyte Kb 1024 bytes
1 Megabyte Mb 1024 Kb
1 Gigabyte Gb 1024 Mb
CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS ENSUS 3 NIVELES
Por su tipo de procesamiento.
•Analógicas. Este tipo de computadoras operan mediante órganos mecánicos que accionan dispositivos para regular la interrelación de otros elementos. Las computadoras de este tipo son científicas y de ingeniería y producen sus resultados en forma de gráficos.
Digitales. Procesan los datos representados por medio de valores discretos. son diseñadas para un propósito específico: calculadoras científicas, electrodomésticos modernos. Sonde propósito general.
•Hibridas. Es construida en tal forma que pueden operar como analógicos o digitales.
CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS ENSUS 3 NIVELES
Por su utilidad se clasifican en:
•Comerciales. Se emplean en negocios, industrial, gobiernosetc. Manejan grandes volúmenes de información y requierende unidades de entrada y salida de datos de alta velocidad. Se caracterizan por manejar diferentes dispositivos dealmacenamiento y utilizar lenguajes de programación de alto nivel.
•Científicas. Están orientadas a la solución de problemas de tipo científico, como la física nuclear, se caracterizan por su alta velocidad de calculo, exactitud y autocontrol de la operaciones.
• Científico – comerciales. Combinan las características deambas.
CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS ENSUS 3 NIVELES
Por su capacidad de almacenamiento.
• Supercomputadoras: es el tipo de computadoramas rápida y potente que existe. Están diseñadaspara procesar gran cantidad de información.
• Macro computadoras: también conocidos como mainframes son capaces de controlar cientos de usuarios simultáneamente. Se orientan en ambientes multiusuario y multitarea.
• Minicomputadoras: también conocidas como computadoras de medio rango ,ocupan un lugar intermedio entre las micro y las macro computadoras.
CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS ENSUS 3 NIVELES
• Estación de trabajo: son computadoras de alto rendimiento y pequeñas dimensiones utilizadas en funciones cientifico-tecnicas.
• Microcomputadoras: es un sistema de computo de aplicación general que funciona con software de sistema. Se dividen en portales y de escritorio.
HARDWARE
HARDWAREEl hardware son todos aquellos componentes físicos de una computadora , todo lo visible y tangible.
El hardware realiza 4 actividades fundamentales : entrada,procesamiento, salida, y almacenamiento secundario.
Las partes en las cuales se divide una computadora son las siguientes:
La unidad central de proceso (CPU)
es el encargado de controlar el flujo de datos y de la ejecución de las instrucciones de los programas sobre los datos, realiza todos los cálculos.
HARDWARE
Se divide en 3 componentes.
1.Unidad de control: gobierna las actividades de la computadora.
2.Unidad aritmético lógica: es la que realiza cálculos y operaciones lógicas .
3. Almacenamiento primario: da al procesadoralmacenamiento temporal para programas y datos.
HARDWARE
La memoria.
La memoria se divide en primaria y secundaria
Memoria primaria.
a)ROM: memoria de solo lectura, almacena ciertos programas e información que necesita la computadora las cuales están grabadas permanentemente y no pueden ser modificadaspor el programador.
b)RAM: memoria de acceso aleatorio, la utiliza elusuario mediante sus programas y es volátil.
HARDWAREMemoria secundaria o de almacenamiento: es un medio de almacenamiento definitivo.
Dispositivos de almacenamiento.a) magnéticos.b) Ópticosc) Óptico – magnéticos.
Dispositivos de entrada:sirven para ingresar datos a la computadora.1. teclado.2. Mouse3. Lápiz óptico4. Micrófono5. Pantalla sensible al tacto (touch screen)6. Lector de código de barras.7. Escáner
HARDWARE
Dispositivos de salida. Son los que se encargan de mandar una respuesta hacia el exterior de la computadora.
1.Monitor
2.Impresora (de impacto, sin impacto, térmicas, inyección de tinta, laser.
3. Bocinas
4. Plotter o graficadoras.
5. Cámaras web.
HARDWARE DE UNORDENADOR PC Está compuesto básicamente por:
◦ Torre, dentro de la cual se encuentra la fuente de alimentación y la placa base (microprocesador, memoria RAM, puertos, chipset, memoria BIOS, etc)
◦ Periféricos de entrada: Permiten que el usuario secomunique con el ordenador. Son: teclado, ratón,micrófono, etc..
◦ Periféricos de salida: Permiten que el ordenador se comunique con el usuario. Son: monitor, impresora, altavoces, etc..
◦ Unidades de almacenamiento: Son los dispositivos que permiten almacenar los programas y archivos de forma permanente ( cuando se apaga el ordenador no desaparecen)
Hardware
1.Monitor 2. Placa base 3. Microprocesador 4. Memoria RAM 5. Tarjetas de
expansión. 6. Fuente de
alimentación 7.Unidad CD/DVD 8.Disco duro 9. Teclado 10. Ratón
Carcasa
Es una caja donde se encuentran los elementos fundamentales del ordenador.Contiene la fuentede alimentación, placa base y algunas unidades de almacenamiento como dispositivo CD/DVD, disco duro, etc..
FUENTE DE ALIMENTACIÓNEs un dispositivo que
transforma la tensión de red (220 voltios alternos) en el voltaje necesario para alimentar los dispositivos electrónicos del PC (corriente continua y bajo voltaje)
Placa base
Placa con circuitos impresos y chips electrónicos donde se conectan todos los elementos del ordenador.
Dispositivos de la placa base
Microprocesador: Es un chip electrónico que procesa toda la información. Es el cerebro del ordenador. Este chip debe de ser refrigerado por un ventilador. Las características que indican su velocidad son:◦ El número de instrucciones que puede ejecutar en un segundo (en gigahercios)
◦ El número de bits que puedeusar en cada operación.
MEMORIA RAM
Es la memoria donde se escriben las instrucciones que debe ejecutar el microprocesador.
Sin memoria RAM el ordenador no puede funcionar, pues no existe un lugar donde almacenar aquello que debe de leer el microprocesador.
Cuanta mas memoria RAM tenga un PC mas rápido irá, pues menos accesos a las unidades de almacenamiento deberá hacer.
RANURAS DE EXPANSIÓN
En ellas se insertan tarjetas electrónicas que expanden las posibilidades del ordenador (tarjeta gráfica, de sonido, de televisión, de red,..)
Chip BIOS
Es un chip alojado en la placa base que almacena las instrucciones que inician el ordenador, antes de que el sistema operativo tome el control del mismo.
PilaAlimenta un reloj
interno de la placa base que proporciona la hora y fecha en tiempo real. De esta manera, aunque el PC se halle desconectado de la red eléctrica, el reloj sigue funcionando
CONECTORES IDE/ATA/SATA
Son conectores donde se conectan los discos duros y unidades CD/DVD.
CABLE BUS
En informática, las pistas eléctricas por donde circulan los datos y direcciones, se les denomina BUS.
Los cables utilizados para unir el disco duro ounidad CD/DVD son cables bus. Pueden ser:
◦ IDE
◦ SATA
PUERTOS DE ENTRADA Y SALIDA
Son los conectores de la placa base donde se conectan los dispositivos externos (monitor, impresora, ratón, disco duro externo, pen drive, conectores audio, cable de red, etc..)
Unidades de almacenamiento
Son los dispositivos donde se almacenan los programas y archivos de forma permanente,es decir, cuando se apaga el PC, los datos continúan guardados.
Pueden ser:
◦ Magnéticas: disco duro, disquete.
◦ Ópticas: Unidad CD/DVD/Blueray
◦ Electrónicas: Pen drive, Memoria SD
Instalación de un nuevo dispositivoPara instalar un nuevo dispositivo en un
PC (nueva impresora, tarjeta de expansión, etc..) son necesarios dos pasos:◦ Conectar el dispositivo: Por puertos, conectoresIDE/ATA/SATA.
◦ Instalar DRIVER, que es un software que enseña al sistema operativo como debe utilizar el nuevo dispositivo.
MANTENIMIENTO DEL PC
Para que el PC funcione correctamente sedebe de llevar a cabo un mantenimientoperiódico:
Disco duro: Eliminar programas no usados y después se debe de desfragamentar.
Actualizaciones del sistema operativo: Debe actualizarse para adaptarse en tiempo real añadiendo nuevos drivers, mejoras y correcciones de errores de programación (service packs). Para ello el PC con Microsoft (en el caso de windows) mediante Windows Update.
SOFTWARE
SOFTWAREEs el conjunto de instrucciones que las computadoras emplean para manipular datos.
Se clasifica en 4 diferentes categorías:Sistemas operativos. Es el gestor y organizador de todas las actividades que realiza la computadora. Marca las pautas según las cuales se intercambia información entre la memoria central y la externa, y determina las operaciones elementales que puede realizar el procesador.Lenguajes de programación. Un lenguaje de programación es un conjunto de símbolos y reglas sintácticas y semánticas que definen su estructura y el significado de sus elementos y expresiones. Es utilizado para controlar el comportamiento físico y lógico de una máquina.Software de uso general. Ofrece la estructura para un gran numero de aplicaciones empresariales y personales (hoja de calculo, procesador de texto).Software de aplicaciones. Esta diseñado para realizar tareas especificas personales, empresariales o científicas.
SOFTWARE
Kernel y Shell.
Las funciones centrales de un sistema operativo son controladas por el núcleo (kernel), mientras que la interfaz del usuario es controlada por el entorno (Shell).
Categorías de sistemas operativos.
Multitarea. Se refiere a la capacidad de un sistema
operativo de correr mas de un programa al mismo tiempo.
Multiusuario. Permite a mas de un usuario acensar a una
computadora.
Multiproceso. Son las computadoras que tienen mas de un CPU.
SOFTWARE
Sistemas operativos mas comunes.
1. Windows
2. Mac OS X
3. Linux
4. Unix
5. V5R4 IBM
Software Es la parte no física del ordenador,
es decir, las instrucciones o programas que debe de ejecutar el microprocesador.
Tipos:◦ Aplicaciones: Realizan alguna función
específica. Word, Paint, Internet Explorer.
◦ Sistemas operativos: Es el programa base de un PC. Gestiona todos los recursos del ordenador. Un ordenador no puede funcionar sin un sistema operativo instalado. Windows, Linux.
◦ Lenguajes de programación: Son programas para hacer programas. C++, Visual Basic, Pascal, etc..