Carrera: Analista Programador

SISTEMAS DE COMPUTACIÓN I

Módulo I Comprender los principios básicos del procesamiento de datos

Unidad 2 Codificación y operaciones con datos

Profesor titular: Ing. Mario Ginzburg Autor de contenidos: Ing. Adrián Rivanera e Ing. Noelia Lloret Revisión y actualización: Ing. Juan Carlos Romero

Módulo I

Unidad 1

Unidad 2

Proceso de datos: historia y automatización

Codificación y operaciones con datos

Sistemas de Computación I / Módulo I / Unidad 2 /

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Presentación En esta unidad le proponemos indagar acerca de la forma en que se codifican y operan los datos en el interior de un computador. Verá que es más simple de lo que imagina. Lo importante es comprender que se trata de un lenguaje particular, producto de una construcción arbitraria del hombre, como lo es también nuestro idioma. No obstante usted deberá, en primer lugar, interiorizarse en el conocimiento de los sistemas numéricos: decimal, hexadecimal y binario. Conocer las características y propiedades de estos sistemas de numeración le facilitará la tarea de comprender y poder efectuar las operaciones que realiza el computador con los datos durante cada uno de los subprocesos que estudiaremos: entrada, memorización, procesamiento y salida. Esta es la razón por la cual comenzaremos abordando el estudio de los sistemas de numeración. Posteriormente, profundizaremos el análisis de las diferentes codificaciones (código ASCII, lenguaje de máquina, entre otros.) y las operaciones con números binarios, tal como las lleva a cabo la Unidad Aritmética Lógica de un procesador. Paralelamente, se le brindarán todas las herramientas necesarias para que pueda comprender y utilizar el Programa DEBUG. A través de él podrá vislumbrar, paso a paso, el proceso que lleva a cabo el computador en su interior y verificar, experimentalmente, la resolución de la ejercitación que se le irá presentando en el desarrollo de la unidad. Le aconsejamos realizar las propuestas de ejercitación en el orden en que vayan apareciendo, pues su concreción impactará significativamente en la comprensión de los contenidos de esta unidad. Le solicitamos que administre sus tiempos, que realice un control periódico de sus avances cotejando sus aprendizajes con las metas que le proponemos en cada unidad, que consulte a su tutor/a sobre aquellas dudas que están esperando una respuesta y que revise periódicamente el Cronograma de la Asignatura para poder cumplir con los tiempos previstos. Esperamos que usted, a través del estudio de esta segunda unidad, adquiera capacidad para: Sistemas de Computación I / Módulo I / Unidad 2 /

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Comprender la utilidad de los diferentes sistemas numéricos, utilizados en relación con un computador, y efectuar pasajes entre ellos. Conocer los valores máximos y mínimos que se pueden representar en el interior del computador. Realizar operaciones de suma y resta en el sistema binario como lo hace la UAL de un procesador.

A continuación, le presentamos un detalle de los contenidos y actividades que integran esta unidad. Usted deberá ir avanzando en el estudio y profundización de los diferentes temas, realizando las lecturas requeridas y elaborando las actividades propuestas, algunas de desarrollo individual y otras para resolver en colaboración con otros estudiantes y con su profesor tutor.

Contenidos y Actividades 1. ¿De qué forma se codifican y operan los datos dentro de un computador? 1.1. Sistemas de Numeración

Trabajo colaborativo / Foro Foro: Sistemas Numéricos

Lectura requerida Ginzburg, M.; Representación de números binarios naturales y operaciones con ellos. En su: La PC por dentro. 4ª ed. Buenos Aires: Biblioteca Técnica Superior, 2006. Apéndice 1 de la Unidad 1, p. 133142.

Lectura requerida Ginzburg, M.; Bases previas para el estudio del interior de un computador. En su: La PC por dentro. 4ª ed. Buenos Aires: Biblioteca Técnica Superior, 2006, p.7.

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Lectura requerida Ginzburg, M.; Bases previas para el estudio del interior de un computador. En su: La PC por dentro. 4ª ed. Buenos Aires: Biblioteca Técnica Superior, 2006, p.5.

1.2. Codificación ASCII, UNICODE y BCD

Lectura requerida Ginzburg, M.; Codificación ASCII de caracteres alfanuméricos y unicode. En su: La PC por dentro. 4ª ed. Buenos Aires: Biblioteca Técnica Superior, 2006. Apéndice 1 de la Unidad I, p.1-145.

Trabajo Práctico Sugerido Trabajo Práctico Nº3: Código ASCII

1.3. Codificación y operación de la Unidad Aritmético Lógica (UAL)

Lectura requerida Ginzburg, M.; A1.4 Operaciones aritméticas con números binarios naturales. En su: La PC por dentro. 4ª ed. Buenos Aires: Biblioteca Técnica Superior, 2006. Apéndice 1-1.4, p. 143.

Trabajo Práctico Sugerido Trabajo Práctico Nº 4: Codificación y operación de la UAL

Lectura requerida Ginzburg, M.; 1.4 La memoria Principal o Central. 1.5 El Software, los Datos y su codificación. En su: La PC por dentro. 4ª ed. Buenos Aires: Biblioteca Técnica Superior, 2006, p.15 y 27.

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Lectura requerida Ginzburg, M.; 1.6 Usos del Programa DEBUG el DOS para visualizar el interior del computador. En su: La PC por dentro. 4ª ed. Buenos Aires: Biblioteca Técnica Superior, 2006, p.33.

Material multimedia requerido En el link correspondiente del aula virtual encontrará la presentación denominada Instructivo del Programa DEBUG.

Trabajo Práctico Requerido Trabajo Práctico Nº 5.A Integrador sobre datos numéricos que son magnitudes

Lectura requerida Ginzburg, M.; Codificación y operación de enteros y reales Flags de la UAL. En su: La PC por dentro. 4ª ed. Buenos Aires: Biblioteca Técnica Superior, 2006. Complemento de la Unidad 1, p.1-1.

Lectura requerida Ginzburg, M.; 1.8 UAL: operaciones lógicas, de comparación y “FLAGS”. El coprocesador matemático. Indicadores de estado SZVC (“flags”). En su: La PC por dentro. 4ª ed. Buenos Aires: Biblioteca Técnica Superior, 2006, p.49 y Complemento de la Unidad 1, p.17-22.

Trabajo Práctico Requerido Trabajo Práctico Nº 5.B: Integrador sobre datos numéricos que son enteros Lectura requerida Ginzburg, M.; Codificación y operación de enteros y reales. Flag de la UAL. En su: La PC por dentro. 4ª ed. Buenos Aires: Biblioteca Técnica Superior, 2006. Complemento de la Unidad 1, p. 25 a 27.

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Trabajo Práctico Sugerido Trabajo Práctico Nº 6: Integrador sobre datos numéricos que son reales

EVALUACIÓN PARCIAL Propuesta para la Integración del Módulo I

Cierre de la unidad

Anexo Grillas para la Autocorrección de los Trabajos Prácticos Sugeridos

Para el estudio de estos contenidos usted deberá consultar la bibliografía que aquí se menciona:

BIBLIOGRAFÍA OBLIGATORIA Ginzburg, Mario. La PC por Dentro. 4ª ed. Buenos Aires: Biblioteca Técnica Superior, 2006.

Bibliografía Ampliatoria García Valle. Matemáticas Especiales para Computación. Madrid: Mc Graw Hill, 1988. Gutierrez Levine; Introducción a la Computación, 2ª Ed. Méjico: Mc Graw Hill, 1992.

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Organizador Gráfico El siguiente esquema le permitirá visualizar la interrelación entre los conceptos que a continuación abordaremos.

Lo/a invitamos ahora a comenzar con el estudio de los contenidos que conforman esta segunda unidad.

1. ¿De qué forma se codifican y operan los datos dentro de un computador? Para comprender el lenguaje computacional usaremos el recurso de la analogía, a través del siguiente ejemplo: ¿cómo nos comunicamos los seres humanos? En principio a través del lenguaje, es decir, de un procedimiento que combina distintos elementos básicos en sonidos, señas o grafos que simbolizan letras, signos de puntuación y caracteres especiales. Las combinaciones a las que Sistemas de Computación I / Módulo I / Unidad 2 /

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aludimos son las “palabras”, a las cuales las convenciones sociales les han dado un significado particular. De esta manera, con ciertas combinaciones podemos representar todo aquello que nos rodea, un sentimiento, una situación, etc. en la medida en que estemos interesados en comunicar. No todas las combinaciones posibles son utilizadas. Las reglas de representación (sintaxis, ortografía) imponen limitaciones que por el momento no son el objetivo de nuestro análisis. Resumiendo, las palabras gozan del privilegio de poseer un significado. Ahora bien, ¿cuántos Tenemos: letras (a, caracteres especiales 200 si se consideran vacíos.

elementos básicos tienen un lenguaje como el nuestro? b, c, d, ….), signos de puntuación (, . ; : ¿ …..) y (+, -, /, *, , < o = que el sustraendo, y si el resultado es correcto. A continuación, le solicitamos la realización de la primera evaluación parcial de la asignatura.

EVALUACIÓN PARCIAL Propuesta para la Integración del Módulo I

En esta primera Evaluación Parcial de la asignatura usted deberá desarrollar consignas de trabajo que apuntan a la comprensión de los principios básicos del procesamiento de datos. Durante el desarrollo de la propuesta ponga en juego sus conocimientos, revise el material y no olvide revisar los criterios que se tomarán en cuenta para su evaluación, tratando de ajustar su producción a ellos. Este trabajo tiene fecha de comienzo y finalización. Consulte el Cronograma de actividades de la Asignatura para realizar su entrega en tiempo y forma, ya que es de carácter obligatorio.

Fin del Módulo I

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Anexo Grillas para la autocorrección de los Trabajos Prácticos Sugeridos

Compare lo realizado por usted con lo propuesto por nosotros en las Grillas de Autocorrección de los Trabajos Prácticos Sugeridos.

Si tiene dudas con respecto a la adecuación de la tarea realizada proceda de la siguiente manera: 1. Compare lo realizado con los resultados propuestos en esta Grilla para la Autocorrección. 2. Identifique las diferencias y, si las hubiere, intente explicarlas. Verifique si es realmente un error de lógica, de forma de resolver o simplemente un problema de interpretación del ejercicio.

Si no encuentra explicación consulte a su tutor/a las dudas e inquietudes expresándolas con claridad.

Grilla de Autocorrección Nº 2 Sistemas de numeración

Orientaciones para la corrección

1. a) 1048, 1049, 104A, 104B, 104C, 1051, 1052, 1053, 1054, 1055, 1056, 105B, 105C, 105D, 105E, 105F, 1060, 1065, 1066, 1067, 1068, 1069, 106A, 106F.

104D, 1057, 1061, 106B,

104E, 1058, 1062, 106C,

104F, 1059, 1063, 106D,

1050, 105A, 1064, 106E,

1. b)

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Anterior

Número Hexadecimal

Posterior

FFE

FFF

1000

2ABE

2ABF

2AC0

2B98

2B99

2B9A

ABCC

ABCD

ABCE

C0CF

C0D0

C0D1

998

999

99A

1.c) 2 bytes, 003B

h

= 0000 0000 0011 1011

b

= 59d .

2) 2 y 16. 2. a) X 3) Conviene tomar el número siguiente 10000000 b = 128 d y restarle uno, con lo cual resulta un número constituido por unos. 4) Lo que ocurre es que si el exponente “n” aumenta en uno (n + 1), el número de combinaciones se duplica, por lo que n=10 es 1024 y n=11 es 2048. 5) 1000 1100 6) 3001

H

= 30001

o

7) 20 bits y 5 dígitos en Hexa. 8) 2

32

=2

10

x210x210x22 = 1024x1024x1024x4 > 4000.000.000

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Grilla de Autocorrección Nº 3 Código ASCII Orientaciones para la corrección 1) U n a

t e c la

como

SHIFT

556E61 7465636C61 636F6D6F orden

interna

es

5348494654

el

70617261

a

656C

fin

de

que

genere

61 66696E

6465

717565

67656E657265

o

el

símbolo

6F 656C que

, 2C

617061726563656E

656E

por 706F72

en 656E

lo

que

no

6C6F

717565

6E6F

teclado 7465636C61646F

6D6179757363756C6173 de

73696D626F6C6F 7375706572696F62 en

756E61

mayúsculas

superior

aparecen

717565

6573

para

6F7264656E 696E7465726E61

una

6465

los 6C6F73

una

tecla

756E61

7465636C61

se 7365

codifican 636F6469666963616E

ASCII 4153434949

2) 46 = 3436 124 = 313234

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Grilla de Autocorrección Nº 4 Codificación y operación de la UAL Orientaciones para la corrección 1) 1.a) 180 = 313830 y 40 = 3830 1. B) 180 = 128X1 + 64X0 + 32X1 + 16X1 + 8X0 + 4X1 + 2X0 + 1X0 = 10110100 40 = 128X0 + 64X0 + 32X1 + 16X0 + 8X1 + 4X0 + 2X0 + 1X0 = 00101000

0000 0000 1011 0100 =180 + 0000 0000 0010 1000 = 40

0000 0000 1101 1100 = 128X1 + 64X1 + 32X0 + 16X1 + 8X1 + 4X1 + 2X0 + 1X0 = 180 + 40 = 220

1.c) 0000 0000 1011 0100 =180 + 1111 1111 1101 0111 = 40 1 1 0000 0000 1000 1100 =128 X1 + 64X0 + 32X0 + 16X0 + 8X1 + 4X1 + 2X0 + 1X 0 = 180 – 40 =140

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2) 180 + 180 – 40 = 320

0000 0000 1011 0100 = 180 + 0000 0000 1011 0100 = 180 0000 0001 0110 1000 = 256X1 + 128X0 + 64X1 + 32X1 + 16X0 + 8X1 + 4X0 + 2X0 + 1X0 = 180+180 = 360

0000 0001 0110 1000 = 360 + 1111 1111 1101 0111 = 40 1 10000 0001 0100 0000= 256X1 + 128X0 + 64X1 + 32X0 + 16X0 + 8X0 + 4X0 + 2X0 + 1X0 = 360-40 = 320

3) 90 =128X0 + 64X1 + 32X0 + 16X1 + 8X1 + 4X0 + 2X1 + 1X0 = 0101 1010 30 = 128X0 + 64X0 + 32X0 + 16X1 + 8X1 + 4X1 + 2X1 + 1X0 = 0001 1110

0101 1010 = 90 + 1110 0001 = 30 1 1 0011 1100 = 128X0 + 64X0 + 32X1 + 16X1 + 8X1 + 4X1 + 2X0 + 1X0= 60 = 90 – 30 = 3630 ASCII 0011 1100 =128X0 + 64X0 + 32X1 + 16X1 + 8X1 + 4X1 + 2X0 + 1X0 =60 0011 0111 =128X0 + 64X0 + 32X1 + 16X1 + 8X0 + 4X1 + 2X1 + 1X1 =55 0111 0011 = 128X0 + 64X1 + 32X1 + 16X1 + 8X0 + 4X0 + 2X1 + 1X1= 115 = 60 + 55 =313153 ASCII

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