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Introducción a la informática

Informática Aplicada. 4º ESO.

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Contenidos

� Historia de la informática� Codificación de la información� El ordenador� La placa base y el microprocesador� Conectores, puertos y tarjetas de expansión� Dispositivos de entrada� Dispositivos de salida� La memoria y los sistemas de almacenamiento� Otros dispositivos de almacenamiento

1. Historia de la informática

� Informática:� La informática es la ciencia o tecnología que estudia el tratamiento

automático de la información.

� El ábaco (2000 – 1000 a.C.):� Primer instrumento de cálculo.

� Simplifica las operaciones aritméticas básicas (+ – × ‏(÷


� Calculadoras mecánicas:� Calculadora de Pascal (+ –).

� Calculadora de Leibniz (+ – × ÷).

� Máquina Charles Babbage (1832): primera en encadenar varias operaciones automáticamente.


� Máquina censadora de Hollerith (1887):� Diseñada para acelerar la

confección del censo de EE.UU.

� Utilizaba tarjetas perforadaspara procesar los datos.


� MARK I (1944):� Primer ordenador.

� Basado en las ideas de Babbage.

� Dimensiones: 15 × 2,5 m.

� Peso: 5 toneladas.


� ENIAC (1945):� Construido con más de

18.000 válvulas de vacío (más velocidad).

� Se averiaba con frecuencia debido al calor que generaba.

� Dimensiones: 140 m²


� Nuevos modelos del MARK I (1951 - ):� MARK III: sólo componentes electrónicos.

� MARK IV: sólo válvulas de vacío.

� Modelo de Von Neumann, en el que se basan los ordenadores modernos de programa almacenado.

� Constituyen la primera generación de ordenadores.


� Primeros transistores y circuitos integrados o chips (1958):� Reducen el tamaño de los ordenadores.

� Aumentan su velocidad.

� Son ordenadores de segunda y tercera generación .


� Microprocesadores (1969):� Millones de transistores y resistencias en un

solo chip.

� Integra una unidad central de proceso completa.

� Ordenadores muy pequeños.

Procesador Intel 4004 (4 bits)�


� Ordenadores personales:� Destaca el IBM PC (1981).

� Basado en el sistema operativo MS-DOS de Microsoft.

� Compatible y muy versátil.

� Utilizaba discos magnéticos de 5”½.


� PC's más potentes:� Procesadores 8086, 80286, 80386, 80486, Pentium...

� Interconexión de PC's mediante redes: intercambio de información y recursos.

� Generalización del uso de portátiles .


� Multimedia:� Ordenadores con capacidades gráficas, sonido, vídeo, etc.

� Nuevos soportes de almacenamiento masivo: CD-ROM y DVD.


� Comunicación entre ordenadores:� Conexión en una red de área

local (LAN): intranet .

� Conexión a través de Internet .


� Actualidad:� Nuevos dispositivos para

conectar al ordenador.

� Formas más fiables y rápidas de conectarse a Internet (ADSL).


� Para saber más...� Ver el documental «Historia de la computadora» en la

siguiente dirección:

http://www.youtube.com/watch?v=FWglvHJjdU0

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2. Codificación de la información

� Datos e información� Datos: números, palabras, símbolos... Por sí solos carecen de

significado.� Información: son datos procesados (con significado).� Para que la información sea duradera debe plasmarse en un

soporte físico (papel, disco...).

DatosDatos ProcesamientoProcesamiento InformaciónInformación


� Códigos� Código: cada una de las formas de representar información.� Todo código está formado por un conjunto de símbolos y unas

reglas de uso.� Ejemplos: lenguaje escrito, código Morse, señales de humo, etc.


� Sistemas de numeración� Sistema de numeración: conjunto de reglas y de símbolos

(código) que permite representar números.

� Sistema de numeración decimal: utiliza diez símbolos o dígitos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) y es un sistema de numeración posicional (el valor de un dígito depende de su posición en el número).

� Ejemplo: el valor del número 5283 viene dado por:5·103 + 2·102 + 8·10 + 3 = 5000 + 200 + 80 + 3


� Sistemas de numeración� Sistema de numeración binario: también es

posicional pero emplea solo dos símbolos (0 y 1).

� Empleado por los ordenadores para representar la información porque sus circuitos trabajan con dos estados: apagado (0) y encendido (1).

Apagado = 0 Encendido = 1

DEC BIN

0 0

1 1

2 10

3 11

4 100

5 101

6 110

7 111


� Cálculo de la expresión binaria de un número decimal y viceversa:� Paso de un número del sistema decimal al binario:

Método de las divisiones sucesivas por 2

74(10 = 1001010(2

� Paso de un número del sistema binario al decimal:

Método del desarrollo polinómico

10010110(2 = 150(10


� Unidades de medida de la información� El bit (b) es la unidad más pequeña de información que un

ordenador puede manejar.Corresponde a un dígito binario (0 ó 1).

� Un byte u octeto (B) es un grupo formado por 8 bits. Se emplea como unidad para medir la cantidad de memoria.Corresponde al tamaño de un carácter ASCII.

Magnitud Equivalencia Magnitud Equivalencia

1 kilobit (kb) 1000 b 1 Kilobyte (KB) 1024 B

1 Megabit (Mb) 1000 kb 1 Megabyte (MB) 1024 KB

1 Gigabit (Gb) 1000 Mb 1 Gigabyte (GB) 1024 MB

1 Terabit (Tb) 1000 Gb 1 Terabyte (TB) 1024 GB

Múltiplos del bit Múltiplos del byte

bb BB


� Código ASCII� Conjunto de caracteres de lenguas

occidentales.� Asigna a cada carácter un número

decimal comprendido entre 0 y 255.� Estos números, en binario, ocupan un

byte.

Carácter Código Byte

A 65 01000001

B 66 01000010

z 122 01111010

9 57 00111001

� Código Unicode� Código de caracteres de multitud de lenguas del mundo y

símbolos técnicos de uso común.� Está basado en el código ASCIl y emplea dos octetos (16 bits)

para representar cada carácter (hasta 65536 caracteres distintos).

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3. El ordenador

� Ordenador� Máquina capaz de recibir datos e información y, mediante un

conjunto de instrucciones que se le suministra (programa ), procesarla para conseguir unos resultados determinados.

� Hardware y software� Hardware o soporte físico : conjunto de componentes físicos de

un ordenador� Software : conjunto de instrucciones (programas ) necesarias para

que el ordenador pueda funcionar.

3. El ordenador

� Cómo funciona un ordenador� El funcionamiento de un ordenador se reduce a recibir, almacenar,

procesar y mostrar información.� Hay un dispositivo para cada una de estas acciones:

� Dispositivos de entrada . Para introducir datos e instrucciones en el ordenador. Son transformados previamente a código binario.

� Dispositivos del almacenamiento . Almacenan información procesada o introducida por el usuario.

� Dispositivos de procesamiento . La Unidad Central de Proceso (CPU) es la encargada de ejecutar las instrucciones de los programas y de controlar el funcionamiento del ordenador.

� Dispositivos de salida . Muestran los resultados obtenidos por el procesamiento de la CPU.

3. El ordenador

TECLADOTECLADO

ESCÁNERESCÁNER

MICRÓFONOMICRÓFONO

CD-ROMCD-ROM

RATÓNRATÓN

CPUCPU

MEMORIAMEMORIA

DISPOSITIVOS DEALMACENAMIENTODISPOSITIVOS DE

ALMACENAMIENTO

MONITORMONITOR

IMPRESORAIMPRESORA

ALTAVOCESALTAVOCES

Diagrama de bloques. Componentes de un ordenador personal

3. El ordenador

� Una visión global de un PC� Los componenes de un PC se distingen en dispositivos externos (fuera

de la torre) y en dispositivos internos (dentro de la torre).� Todos los dispositivos se comunincan entre sí mediante buses (cables y

pistas de circuito impreso).� Los dispositivos externos se acoplan a la torre mediante conectores o

puertos de comunicación .� La placa base o placa madre es una gran placa en el interior de la torre

a la que se conectan todos los dispositivos.� El chip más importante de la placa base es el microprocesador o CPU.� Los modulos de memoria RAM contiene la información con la que

trabaja la CPU. Están conectados a placa base.� Las ranuras de expansión son unas ranuras en la placa base donde se

conectan las tarjetas de expansión .

3. El ordenador

Zócalo delmicroprocesador

(CPU)�

Zócalos dememoria

Conectores dedispositivos

externos

Placa base

Ranuras deexpansión

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4. La placa base y el microprocesador

� La placa base y el chipset� La placa base contiene componentes tan

importantes como el microprocesador , la memoria principal , las ranuras de expansión , el chipset , los puertos y toda la cirtuitería en general.

� El chipset es un conjunto de chips encargado de tareas como:� Gestionar los periféricos externos.� Controlar las ranuras de expansión.� Controlar las transferencias de datos

entre el microprocesador y la memoria.


� Unidad Central de Proceso (CPU)�� Es el componente principal de un ordenador.� Realiza todas las operaciones de control y procesamiento de

datos:� Procesa las instrucciones de los programas.� Realiza cálculos.� Toma decisiones.� Maneja el flujo de información.

� Está formada por varios componentes:� Unidad aritmético-lógica : realiza cálculos y toma decisiones

lógicas.� Conjunto de registros : contienen los datos con los que se

está trabajando en ese momento.� Unidad de control : interpreta y ejecuta las instrucciones.


� Buses� Son conductos (cables y pistas de circuito

impreso) por donde fluye la información.� Clases de buses:

� Bus de datos : transmite datos.� Bus de control : transmite intrucciones de

control desde la CPU a los otros dispositivos.� Bus de direcciones : indica en qué lugar de la

memoria se deben leer o escribir los datos.� La calidad de un bus depende de:

� El número de hilos : 8 hilos (1 byte), 16 hilos (2 bytes), 32 hilos (4 bytes) o 64 hilos (8 bytes).

� La velocidad : determinada por la frecuencia del bus.


� Ver los siguientes videos:

� Interior de un PC

� Como funciona un PC

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5. Conectores, puertos y tarjetas de expansión

� Conectores� Todos los dispositivos deben tener unas conexiones para

comunicarse entre sí y con el ordenador.� En la placa base existen múltiples conectores para conectar

diversos dispositivos: unidades de disco, teclado, impresoras...� Algunos de estos conectores están en la parte trasera de la torre

para poder conectar los dispositivos externos.


� Conectores

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� Conectores de teclado y ratón� En la parte trasera de la torre se encuentran los conectores para el

teclado (morado) y para el ratón (verde). (1)� También existen teclados y ratones inalámbricos.

� Puertos� Puertos serie : son lentos (bit a bit). Se usan para conectar el

ratón y otros dispositivos lentos: ratones, módems... (4)� Puertos paralelo : (byte a byte) para dispositivos más rápidos

(impresoras y escáneres). (2)� Puertos USB : puerto serie de alta velocidad de transferencia. Los

dispositivos se pueden conectar «en caliente». Hay varios tipos de diferente velocidad USB 1.0, USB 1.1 y USB 2.0. (5)

� Puertos Firewire : similar al USB 2.0 pero para conectar videocámaras digitales. (6)


� Puertos� Salidas de la tarjeta de sonido: : Se usan para conectar los

altavoces, microfonos, etc.. (3)� Puertos Lan : Se usa para conectar el ordenador a una red local

Ethernet o a un router. (7)� Puertos Firewire : similar al USB 2.0 pero para conectar

videocámaras digitales. (6)


� Tarjetas de expansión� Proporcionan conectores especiales que la

placa base no posee para ciertos disposivos externos. Ejemplo: monitor.

� Existen otros dispositivos que físicamente son tarjetas de expansión: tarjeta de sonido, módem interno, tarjeta de red, etc.

� Algunas tarjetas de expansión:� Tarjeta gráfica : genera las imágenes que se van a mostrar en

el monitor a partir de los datos que le envía la CPU.� Tarjeta de sonido : genera y recoge sonidos. A ella se

conectan los altavoces, el micrófono y el joystick.� Módem interno : permite enviar y recibir datos a través de la

línea telefónica. � Tarjeta de red : permite conectar varios ordenadores entre sí

formando una red de área local.

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6. Dispositivos de entrada

� Dispositivos de entrada� Permiten introducir información desde el exterior al ordenador.� Algunos ejemplos:

� Teclado : permite introducir caracteres en el ordenador para asíescribir textos.

� Ratón : los movimientos del ratón se transmiten al puntero del ratón en la pantalla. Hay dos tipos: de bola y ópticos .

� Escáner : digitaliza imágenes y textos impresos en papel. La resolución del escáner se mide en puntos por pulgada (ppp). La imagen generada es un mapa de bits que se almacena en un archivo o puede procesarse con un programa de OCR .

� Joystick : dispositivo para controlar un juego de ordenador.� Micrófono : capta sonidos y los envía a la tarjeta de sonido

para que ésta pueda procesarlos y almacenarlos en un archivo.

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7. Dispositivos de salida

� Dispositivos de salida� Permiten obtener información desde el ordenador al exterior.� Monitor . Permite visualizar los datos que se introducen,

comprobar los procesos que se realizan y visualizar sus resultados.

� Tipos:� Monitores convencionales (CRT): tubo de rayos catódicos.� Pantallas planas de cristal líquido (LCD): cristal líquido

polarizable.� Pantallas planas TFT: matriz de puntos transistorizada.

� Conexiones:� A una toma de corriente eléctrica.� Al conector VGA de la tarjeta de vídeo.

7. Dispositivos de salida

� Dispositivos de salida� Impresora . Obtienen resultados impresos en papel.� Tipos:

� Láser : utilizan una tecnología similar a las fotocopiadoras. Son muy rápidas (varias páginas por minuto, ppm). Las hay en negro o en color.

� De chorro de tinta : son más lentas. Imprimen mediante pequeñas gotas de tinta que obtienen de los cartuchos de tinta. Las hay en negro y en color.

� Las impresoras tradicionalmente se han conectado la puerto paralelo LPT1 aunque las actuales se conectan a un puerto USB.

� Para que una impresora funcione, hay que instalar un softwareespecial denominado controlador de impresora .

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8. La memoria y los sistemas de almacenamiento

� La memoria� Contiene las instrucciones y los datos con los que la CPU va a

trabajar, y almacena temporalmente los resultados.� El término memoria también hace alusión a los dispositivos de

almacenamiento permanente: discos duros, DVD...

� Memoria RAM (Random Access Memory)�� Es la memoria a la que accede directamente la CPU para leer y

grabar información.� Su contenido es temporal; se pierde al apagar el ordenador.� El rendimiento del ordenador depende directamente de la cantidad

de memoria RAM porque la CPU trabaja directamente con los datos que contiene (cuanta más capacidad, mejor).

� Actualmente el tamaño de la memoria RAM suele estar entre 512 MB y 2 GB.


� Memoria RAM (Random Access Memory)�� Proceso que realiza la CPU para llevar a cabo una acción:

� Lee las instrucciones (programas) y los datos desde un sistema de almacenamiento (ej. disco) o de un dispositivo de entrada (ej. teclado), y los almacena en la memoria RAM.

� Ejecuta las instrucciones.� Los resultados los guarda en la memoria RAM.� Envía los resultados a un periférico de salida (ej. monitor) o los

guarda en un sistema de almacenamiento (ej. disco).� La memoria RAM se puede ampliar añadiendo o sustituyendo

módulos de memoria en los zócalos de memoria de la placa base.

Módulo de memoria RAM DDR-II de 1 GB a 667 MHz


� Memoria ROM (Read Only Memory)�� Es de sólo lectura (no se puede borrar ni modificar).� Es permanente (su contenido no desaparece al apagar el

ordenador).� Contiene programas y datos técnicos grabados por el fabricante

de placa base que se utilizan para chequear el ordenador cuando éste se enciende.

ROM-BIOS


� Sistemas de almacenamiento: discos magnéticos� Se utilizan para almacenar permanentemente la información de la

memoria RAM que se perdería al apagar el ordenador.� Sistemas de almacenamiento más frecuentes:

� Discos magnéticos: discos duros y discos flexibles.� Discos ópticos: CD y DVD.

� Disco magnético : disco metálico o de plástico recubierto de una película magnetizable que permite almacenar información en código binario.

� Se graba por una o las dos caras y un brazo , que se mueve por su superficie, contiene las cabezas que leen o graban la información mientras el disco gira a gran velocidad.

� Los disco magnéticos pueden ser internos (dentro de la caja; ej. disco duro), o externos o extraíbles (disquetes).


� Discos flexibles� Disco magnético extraíble recubierto por una

carcasa de plástico y con un protector metálico que protege del polvo la apertura de acceso de las cabezas de lectura/escritura.

� Los más utilizados son los discos de 3½ cuya capacidad máxima es de 1440 KB.

� Discos duros� Suelen estar fijos en el interior de la torre aunque

algunos son externos o extraíbles.� Formados por varios discos metálicos apilados

que giran sobre un eje común.� Son más rápidos y tienen más capacidad (entre

100 GB y 500 GB) que un disco de 3½.

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9. Otros dispositivos de almacenamiento

� CD (Compact Disc)�� Es un disco que utiliza tecnología láser para almacenar gran

cantidad de información de todo tipo.� La información, en código binario, se almacena en forma de

pequeñas endiduras creadas en la superficie del disco seguiendo una pista espiral.

� Su capacidad habitual es de 700 MB.� Tipos de CD:

� CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) : se compran con la información ya grabada y sólo puedn ser leídos.

� Discos grabables o CD-R (Compact Disc Recordable) : se compran sin información y se graba en ellos con un láser de alta potencia. Una vez escritos, no se pueden volver a grabar.

� Discos regrabables o CD-RW (Compact Disc Rewritable) : se compran sin información, se graba en ellos pero se pueden borrar y volver a grabar en ellos.


� Lectores de CD-ROM� Para leer un CD es necesario desponer de una lector de CD-

ROM.� La calidad de un lector de CD-ROM depende de su velocidad de

transferencia .� La velocidad máxima se obtiene multiplicando el número que está

delante de la «×» por 150 KB/s. Por ejemplo:Una unidad de 50× tendrá una velocidad máxima de 75000 KB/s.


� Grabadoras y regrabadoras de CD� Una unidad grabadora puede leer cualquier CD y además

escribir en un CD-R virgen.� Las unidades regrabadoras funcionan como las unidades

grabadoras pero además permiten escribir y borrar CD-RW.� Las regrabadoras tienen un láser triple:

� El más potente para escritura.� El de intensidad media para borrado.� El menos potente para lectura.

� Como las regrabadoras realizan tres funciones (grabar, regrabar y leer) se caracterizan por las velocidades con qué efectúan estas operaciones. Así, una grabadora de 16× , 8× , 48×� Graba a 16×� Regraba a 8×� Lee a 48×


� DVD� Son discos similares a los CD pero con una capacidad de hasta 17

GB (típicamente 4,7 GB).� Tienen más capacidad porque los huecos son más pequeños y

además pueden grabarse en varias capas o a doble cara.� La mayoría de las lectoras actuales son lectoras de DVD que

también pueden leer CD.� También existen DVD grabables (DVD-R y DVD+R) y DVD

regrabables (DVD-RW y DVD+RW). Para utilizarlos es necesario disponer de una grabadora de DVD o de una regrabadora de DVD.

Dispositivos de almacenamiento

Fin del Tema 1

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