FUNDAMENTOS DE LA PROGRAMACION

VICTOR ANDRES OCHOA CORREA CORPOCIDES I SEMESTRE 2016

HISTORIA DE LA COMPUTACION.

PRIMEROS INSTRUMENTOS DE CALCULO.

EL ABACO El Abaco quizá fue el primer dispositivo mecánico 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 realizar cálculos 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 PASCAL En 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 con base en ruedas giratorias que movían discos con números y el resultado se veía en una ventanilla.

MAQUINA DE LEIBNIZ En 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 BABBAGE Maquina 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 las operaciones lógicas fundamentales en el algebra booleana.

MAQUINA ELECTROMECANICA DE COMPUTO.

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

EDVAC Utilizo 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

1º generación 1. La 1º generación, de 1940 a 1952, la constituyen las maquinas diseñadas a base de válvulas de 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 de máquina (conjunto de códigos binarios) y la unidad de almacenamiento era un tambor que giraba rápidamente.

2º generación 2. La 2º generación, de 1952 a 1964, la constituyen las maquinas diseñadas a base de transistores para procesar información, la aplicación que se les dió fue en los campos de laboratorio y se comenzó a usar para propósito general, el lenguaje utilizado en estas máquinas era el lenguaje de alto nivel como CO BOL y FO RTRAN y la unidad de almacenamiento era de redes de núcleos magnéticos.

3º generación 3. La 3º generación, de 1964 a 1970, la constituyen las maquinas diseñadas 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 los componentes electrónicosen miniatura llamados semiconductores).

4º generación 4. La 4º generación de 1971 a 1980, la constituyen las maquinas diseñadas a base de microprocesadores(miniaturización de los circuitos electrónicos), la aplicación que se le dió fue en los campos de uso personal (aplicaciones que afectan prácticamente a todoslos campos de la actividad humana), el lenguaje utilizado en estas maquinas era de bases de datos y la unidad de almacenamiento eran los chips de silicio.

5º generación 5. La 5º generación, de 1980 a 1990 (algunos consideran que termino en 1990, otros que sigue hasta la actualidad), la constituyen las maquinas diseñadas a base de diversos microprocesadores, la aplicación que se le dió fue en los campos de las grandes, medianas, pequeñas empresas y entre los usuarios particulares de computadoras, el lenguaje utilizado en estas maquinas era el lenguaje natural y lenguajes de programación, y la unidad de almacenamiento era en dispositivos magneto ópticos con gran capacidad de gigabytes.

La 6º generación de las computadoras La 6º generación se podría llamar a la era de las computadoras inteligentes basadas en redes neuronales artificiales o "cerebros artificiales". Serían computadoras que utilizarían superconductores como materia-prima para sus procesadores, lo cual permitirían no malgastar electricidad en calor debido a su nula resistencia. La ganancia 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 de acuerdo a una serie de instrucciones adecuadas (Software). Que hace una computadora. Una computadora puede tener múltiples aplicaciones, pero todas deben de ejecutar una labor. Esta es, el cómputo de datos. Dicha tarea significa la agrupación, comparación, cálculo, clasificación y síntesis de los datos. Que hace una computadora considerando los tres niveles: el conceptual, que define la idea del “que hacer de una computadora”, el de usuario, que nos presenta en que momento el ser humano tiene injerencia en el proceso que realiza una computadora, y finalmente el nivel de la maquina que nos muestra que partes de la computadora están 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 Maderas Tela Esponja puntillas

Proceso de Carpintería

Silla

Ejemplo informático: Generación de un boletín de notas Fase de Entrada

Fase de Proceso

Fase de Salida

Nombre alumnos Notas Curso

Tratamiento

Boletín

Grupo

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 interpretando información.

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

¿Cuántos caracteres puedo codificar con un cero o un uno? •Al cero le asigno el carácter A •Al uno le asigno el carácter B 00  A 01  B ¿y con dos dígitos? 4 Por ejemplo 11 C 10 D

2

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 EN SUS 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 EN SUS 3 NIVELES Por su utilidad se clasifican en: •Comerciales.

Se emplean en negocios, industrial, gobiernos etc. Manejan grandes volúmenes de información y requieren de unidades de entrada y salida de datos de alta velocidad. Se caracterizan por manejar diferentes dispositivos de almacenamiento 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 de ambas. •

CLASIFICACION DE LAS COMPUTADORAS EN SUS 3 NIVELES Por su capacidad de almacenamiento. •

Supercomputadoras: es el tipo de computadora mas rápida y potente que existe. Están diseñadas para 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 EN SUS 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

HARDWARE El 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 procesador almacenamiento 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 modificadas por el programador. b) RAM: memoria de acceso aleatorio, la utiliza el usuario mediante sus programas y es volátil.

HARDWARE Memoria secundaria o de almacenamiento: es un medio de almacenamiento definitivo. Dispositivos de almacenamiento. a) magnéticos. b) Ópticos c) Óptico – magnéticos. Dispositivos de entrada: sirven para ingresar datos a la computadora. 1. teclado. 2. Mouse 3. Lápiz óptico 4. Micrófono 5. 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 UN ORDENADOR 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 se comunique 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 fuente de alimentación, placa base y algunas unidades de almacenamiento como dispositivo CD/DVD, disco duro, etc..

FUENTE DE ALIMENTACIÓN  Es

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 puede usar 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.

Pila  Alimenta

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 o unidad 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/Blue ray ◦ Electrónicas: Pen drive, Memoria SD

Instalación de un nuevo dispositivo  Para

instalar un nuevo dispositivo en un PC (nueva impresora, tarjeta de expansión, etc..) son necesarios dos pasos: ◦ Conectar el dispositivo: Por puertos, conectores IDE/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 se debe de llevar a cabo un mantenimiento periódico: 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

SOFTWARE Es 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. 2. 3. 4. 5.

Windows Mac OS X Linux Unix 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..