Las computadoras y el procesamiento de la información

Capítulo 6 - Las computadoras y el procesamiento de la información

Configuración de sistemas

Un sistema de cómputo está integrado por un procesador central y otros cuatro dispositivos de hardware.

El procesador central contiene componentes que manejan la información para ponerla de manera más útil y controla las otras partes del sistema de cómputo.

Los dispositivos de almacenamiento o memoria secundaria (discos magnéticos, cintas) alimentan los datos y los programas en el procesador central y los almacenan para su uso posterior.

Los dispositivos de entrada, como teclados, scanners, mouse, transforman los datos y las instrucciones a una forma electrónica para alimentarla a la computadora.

Los dispositivos de salida, como las impresoras y terminales de pantalla de video, transforman los datos electrónicos producidos por el sistema de cómputo y los muestran de manera que las personas lo entiendan.

Los dispositivos de comunicación ayudan al control de las comunicaciones entre el procesador central, los dispositivos de entrada y salida y los usuarios finales.

Bits y bytes.

La máquina opera con magnetización y desmagnetización.

Para magnetizar se necesita algún elemento que recibirá un impulso eléctrico. De esa manera se están logrando dos propósitos, magnetizar ordenando todo aquello que desde el punto de vista de información computarizada se encuentra en él.

Cuando ese campo es magnetizado operan dos circunstancias, toda aquella información que a su vez es ordenada y que debe ser activada se va a transformar en:

1 - información con sentido

0 - información sin sentido

Esto funciona a través del sistema binario. Se magnetiza a la vez que se ordena

Todo lo que se está procesando, circulando, lo que conforma la CPU y la función que cumple todas aquellas unidades que están preparadas para el almacenamiento, trabajan con el 0 y el 1.

La mínima unidad de almacenamiento ya sea transitorio o definitivo se llama bit. El bit solo no dice nada, solo ocupa espacio. Bit x 8 = byte.

La mínima unidad de información se denomina byte.

Un bit puede informar un carácter alfabético o un carácter especial, mientras que un byte puede informar una letra o un número.

El verdadero binario no puede ser usado en una computadora porque además de representar números una computadora debe permitir la representación de caracteres alfabéticos y otros símbolos tales como & y $. Por ello se desarrolló los códigos binarios estándar.

Existen códigos comunes EBCDIC (código binario que representa todo número carácter alfabético o especial con 8 bits) y ASCII (código binario de 7 u 8 bits empleado en la transmisión de datos, en microcomputadoras y algunas computadoras mayores).

En su uso real EBCDIC y ASCII también contienen un noveno bit suplementario de paridad o verificación. Las computadoras se construyen con una paridad par o paridad impar. En una máquina de paridad par, la computadora espera que el número de bits en on en un byte siempre sean pares.

Pixel

Es la unidad más pequeña de datos para definir una imagen en una computadora. La computadora reduce un cuadro a una malla de pixeles. El término pixel viene de picture element.

Velocidad de procesamiento

El momento que requiere un procesador para ejecutar una instrucción o completar un ciclo de máquina es medido en unidades únicas de tiempo. Estas oscilan entre microsegundos, nanosegundos y picosegundos.

La velocidad en términos absolutos, se mide en función de cantidad de pulsos por palabra y depende de su tamaño.

Los dispositivos de almacenamiento secundario operan a velocidades de milisegundo (milésimos de segundo).

Una computadora de nivel medio opera a velocidades de microsegundos (un millonésimo de segundo).

Una unidad central de proceso de una macrocomputadora opera a velocidades de nanosegundos (mil millonésimas de segundo).

Almacenamiento - Memoria - Tamaño

La información se almacena en forma de 0 y 1 (dígitos binarios o bits) enlazados para formar bytes. Un byte puede ser usado para almacenar un carácter como una letra.

Mil bytes se denomina kilo byte (1024 posiciones de almacenamiento) empleado como medida de capacidad de almacenamiento en las microcomputadoras.

Un millón de bytes se denomina megabyte, unidad de capacidad en el almacenamiento de una computadora.

Mil millones de byte se denomina gigabyte, unidad de capacidad de almacenamiento de una computadora.

Problemas de coordinación en el software de computadora

Una unidad central de proceso puede procesar información infinitamente más rápido que el tiempo que se tarda la impresora en imprimirlo.

Es necesario colocar memorias adicionales y dispositivos de almacenamiento entre la unidad central de proceso y la impresora, de manera que la unidad central de proceso detenga el procesamiento de más información a medida que espera a que la impresora opere.

El CPU y el almacenamiento primario

Es parte del procesador central, es el área del sistema de cómputo donde se lleva a cabo el manejo de los símbolos, números y letras. Está integrado por:

 Almacenamiento Primario.

 Una unidad de control.

 Una unidad aritmético lógica.

Almacenamiento Primario.

El almacenamiento primario tiene tres funciones. Almacena todo o parte del programa que está siendo ejecutado. También se almacenan los programas del sistema operativo que administran la operación de la computadora. Finalmente, el almacenamiento guarda datos que están siendo usados por el programa.

El tamaño del procesador refiere de manera directa a la capacidad de almacenamiento primario.

La memoria primaria o principal puede describirse en términos de ROM o RAM.

La memoria ROM o de lectura, contiene programas y datos permanentes, diseñados, desarrollados e instalados por el fabricante en el procesador. Los contenidos de la memoria ROM pueden accederse y usarse, pero no pueden ser modificados. Quien reside allí es el sistema de base (sistema operativo, su utilización es para que ponga el sistema en funcionamiento). Todo el contenido en la memoria ROM es el soft residente.

La memoria RAM o de lectura y acceso, es la memoria principal de los usuarios para almacenar sus datos y programas, accederlos y modificarlos dado que no tiene características de permanente. Se vincula con el sistema de aplicación del usuario por la propiedad que puede ser leído y modificado.

Estas memorias aparecen como base de arquitectura, es una necesidad.

Unidad de control

Dirige y coordina a todo el sistema de procesamiento, ejecutando las instrucciones de los programas y supervisando el flujo de los datos que circula por la unidad de memoria principal o primaria. Es quien le va a dar la posibilidad de que ello se realice un forma exitosa en la unidad de control.

Unidad aritmética lógica

Tiene a su cargo dos funciones necesarias. Una lógica que toma todo lo que ingresa en la memoria principal y la chequea controla desde el punto de vista unitario tratando de interpretar lo que ingresó. Si es una instrucción dirá que se aplique, si es un dato dirá que se procese. La otra aritmética, realiza funciones de suma, resta, las funciones de multiplicación y división las va a realizar a través de sumas y restas sucesivas.

La evolución del hardware de la computadora

Han ocurrido cuatro etapas muy importantes o generaciones de computadoras en la evolución del hardware de computadora, cada una distinguiéndose por una tecnología diferente para los componentes que llevan a cabo el procesamiento.

La primera y la segunda generación se basaban en la tecnología del bulbo y el transistor, mientras que la tercera y cuarta generación se basaron en la tecnología de los semiconductores.

Microprocesadores

Tecnología de circuitos integrados a gran escala que integran la memoria de la computadora, la lógica y el control en un solo chip.

Macrocomputadoras, minis, micros y supercomputadoras

Una macrocomputadora o mainframe es la categoría mayor de computadora clasificada como poseedora de una memoria en RAM desde 30 megabytes hasta 1 gigabyte.

Una minicomputadora es una computadora de nivel mediano poseedora de una memoria RAM desde 10 hasta 650 megabytes.

Una microcomputadora son las empleadas como máquinas personales poseen una memoria RAM de 640 kilobytes hasta 64 megabytes.

Una supercomputadora es una computadora muy sofisticada y muy poderosa que puede ejecutar muy rápido operaciones de alta complejidad.

Estaciones de trabajo

Es una computadora de escritorio con poderosas capacidades en gráficas y de carácter matemático y con la capacidad de realizar varios trabajos a la vez.

Reducción de tamaño y procesamiento cooperativo

El proceso de transferir aplicaciones de las computadoras más grandes a las más pequeñas se llama reducción. Tiene muchas ventajas, el costo, su mantenimiento y su uso.

El procesamiento cooperativo es un tipo de procesamiento que divide el trabajo de procesamiento por aplicaciones y tipo de operaciones entre las macro y microcomputadoras.

Almacenamiento secundario

Debido a la cantidad de almacenamiento que se necesita es preciso contar con el apoyo de almacenamientos auxiliares tales como:

• Cinta magnética, medio de almacenamiento secundario barato y relativamente estable en donde grandes volúmenes de información se almacenan de manera secuencial por medio de segmentos magnetizados y no magnetizados de cinta.

• Disco magnético, se conoce típicamente como un dispositivo de acceso directo. Es un medio de almacenamiento secundario en que se guarda la información por medio de puntos magnetizados. Existen dos tipos de discos magnéticos: los disquetes o floppys (utilizados en las microcomputadoras) y los discos duros (se emplean en los tambores de discos comerciales y en las microcumputadoras).

• Discos ópticos, almacenan datos de densidades mucho mayores. Es para memoria únicamente leída.

Dispositivos de entrada

L entrada es donde se inicia todo el proceso de información. La materia prima de la información son los datos.

Los datos de una transacción se ingresan al sistema por 2 formas:

 Forma diferida o en lotes

 Forma directa o en tiempo real.

Métodos de entrada

 El teclado, es la forma más común de introducir los datos al sistema. Hay dos modalidades

 Teclado-Almacenamiento, los datos ingresados van a un soporte (escala intermedia)

 Teclado-Sistema, denominado también teclado directo, los datos son tecleados mediante una estación de trabajo conectada directamente al sistema de procesamiento.

 Lectura de caracteres, denominados también automatización de datos fuentes. La lectura puede ser:

 Lectura óptica.

 Lectura magnética, aquí el documento debe tener un área que es magnetizable.

La diferencia entre ambas está en la herramienta técnica utilizada.

 Otros métodos, existen otro métodos de entrada.

 microfilm para entrada a computadora

 imágenes

 teclados tipo calculadora

 ratón

 tabletas digitalizadoras

 esferas de pista

 tacto

 vos

 terminales manuales.

Dispositivos de salida.

Los principales dispositivos de salida son la terminal de tubo de rayos catódicos (TRC) y las impresoras.

Entre otros dispositivos de salida se encuentra los dispositivos de salida de voz que transforma la salida de datos en palabras habladas.

Multimedia

Es la tecnología que facilitan la integración de dos o más tipos de medios como texto, imagen, sonido, video o animación en una aplicación de computadora.

Capítulo 7 - Software de los sistemas de información

El software es el conjunto de instrucciones detalladas que controlan la operación de un sistema de cómputo. Las funciones del software son:

 Administrar los recursos de cómputo de la institución

 Proporcionar las herramientas a los seres humanos para que aprovechen estos recursos

 Actuar como intermediario entre las instituciones y la información almacenada.

Programas de software

Es un conjunto de argumentos o instrucciones para la computadora.

El concepto de programa almacenado significa que el programa debe almacenarse en la memoria primaria de una computadora junto con los datos requeridos con el objeto de ejecutarlos o hacer que las instrucciones sean llevadas a cabo por la computadora.

Principales tipos de software

Existen tres tipos, y cada uno realiza una función diferente:

 Software del sistema. Es un conjunto de programas generalizados que administran los recursos de la computadora, como la unidad central de proceso, los dispositivos de comunicaciones y los dispositivos periféricos.

 Software de aplicación. Se refiere a los programas que son escritos para o por usuarios para aplicar la computadora a una tarea específica.

 Software de usuario final (o lenguajes de cuarta generación). Consiste en herramientas de software que permiten el desarrollo de algunas aplicaciones directamente por los usuarios finales y sin los programadores profesionales.

El software del sistema

Coordina las distintas partes del sistema de cómputo y sirve como mediación entre el software de aplicación y el hardware de la computadora.

El software del sistema que administra y controla las actividades y recursos de la computadora se llama sistema operativo.

Funciones del sistema operativo

Un sistema operativo realiza tres funciones:

 Define y asigna los recursos del sistema. Supervisa las entradas y salidas y controla las comunicaciones.

 Programa el uso de recursos y trabajos de cómputo

 Hace el seguimiento de las actividades del sistema de cómputo

Multiprogramación

Es un método para ejecutar dos o más programas empleando la misma computadora. El CPU sólo ejecuta un programa, pero puede dar servicio a las necesidades de entrada y salida de otros al mismo tiempo. Se cuenta con un procesador en el cual se operan más de una aplicación.

Multitareas

Se refieren a la multiprogramación en los sistemas operativos individuales como los que se usan en las microcomputadoras. Una persona puede ejecutar dos o más programas de manera concurrente en una sola computadora.

Almacenamiento virtual

El almacenamiento virtual maneja los programas más eficientemente porque la computadora los divide en pequeñas porciones de longitud fija o variable, almacenando sólo una pequeña porción del programa en la memoria primaria a la vez.

Proporciona ventajas:

 La memoria primaria se utiliza a mayor capacidad. Muchos más programas pueden estar en la memoria primaria porque sólo una página de cada programa reside en ella

 Los programadores ya no tienen que preocuparse acerca del tamaño del área de la memoria primaria.

Tiempo compartido

Es una capacidad de un sistema operativo que permite que muchos usuarios compartan simultáneamente los recursos de procesamiento de la computadora. Se diferencia de la multiprogramación en que el CPU emplea una cantidad fija de tiempo en un programa antes de moverse al siguiente.

Multiproceso

Es un sistema operativo que ejecuta dos o más instrucciones en forma simultánea en un solo sistema de computación utilizando más de una Unidad Central Procesadora.

Traducción de lenguaje y software de utilerías

El código fuente son instrucciones de programa escritas en un lenguaje de alto nivel antes de ser traducidas a lenguaje de máquina.

Un compilador es un software especial de sistemas que traduce un lenguaje de alto nivel a un lenguaje de máquina para su procesamiento por la computadora.

Los código objeto son instrucciones de programa que han sido traducidas a lenguaje de máquina para que puedan ser ejecutadas por la computadora.

El intérprete es un lenguaje traductor especial que traduce toda instrucción de código fuente a código de máquina y ejecuta una a la vez.

Los programas de utilería son software de sistemas que consisten en programas para tareas repetitivas que pueden ser compartidas por muchos usuarios.

Sistemas operativos para microcomputadoras

Se basa en sistemas operativos específicos y en el hardware de la computadora.

Entre ellos se encuentran los siguientes:

 DOS

 OS/2

 Windows NT

 UNIX

 System 7

Interfase gráfica con el usuario

Es la parte de un sistema operativo con la que los usuarios interactuan y que usa iconos gráficos y el mouse de la computadora para emitir comandos y hacer selecciones.

Software de aplicaciones

Está principalmente relacionado con el cumplimiento de las tareas de los usuarios finales.

Está orientado al trabajo que necesita hacerse o al problema que desea resolverse, desde el punto de vista del usuario final, en concreto le indica a la computadora lo que tiene que hacer.

Lenguajes de programación

• Lenguaje de máquina. Lenguaje de programación que consiste en los 1 y 0 del código binario.

• Lenguaje de alto nivel. Lenguaje de programación en el que cada expresión de código fuente genera múltiples expresiones a nivel del lenguaje de máquina.

Lenguajes de programación populares

• Lenguaje ensamblador. Se parece al lenguaje de máquina pero sustituye los códigos numéricos por expresiones mnemotécnicas.

• Fortran. Lenguaje desarrollado para aplicaciones científicas y matemáticas.

• Cobol. Lenguaje de programación predominante para las aplicaciones de negocios porque puede procesar grandes archivos de datos con caracteres alfanuméricos.

• Basic. Lenguaje de programación de propósito general usado con las microcomputadoras y para enseñar programación.

• PL/1. Lenguaje de programación desarrollado para aplicaciones científicas y matemáticas.

• Pascal. Lenguaje de programación usado para dar cursos de computación.

• ADA. Lenguaje de programación utilizado para aplicaciones militares.

Nuevos lenguajes de cuarta generación

Un lenguaje de programación puede ser empleado directamente por los usuarios finales o por programadores menos experimentados para desarrollar aplicaciones de computadora más rápidamente que en los lenguajes de programación convencionales.

Existen 7 categorías de lenguajes, estos son:

• Lenguajes de interrogación

• Generadores de reportes

• Lenguajes de gráficas

• Generadores de aplicaciones

• Lenguajes de programación de muy alto nivel

• Paquetes de software de aplicaciones

• Herramientas para microcomputadoras.

Criterios de los lenguajes

 Adaptabilidad. La selección de lenguaje implica la identificación del uso y de los usuarios.

 Sofisticación. Deben seleccionarse de manera que puedan soportar muchas estructuras de datos diferentes.

 Consideraciones de tipo organizacional. Los lenguajes sofisticados bien estructurados son más fáciles de aprender y mucho más fáciles de mantener en el lago plazo.

 Soporte. Es importante adquirir software que sea de un uso extensivo en otras instituciones y que pueda recibir soporte de muchas empresas. Por ello resulta determinante tener software de amplio uso.

 Eficiencia. La eficiencia con la cual un lenguaje compila y ejecuta permanece como consideración al adquirir software.