Apuntes De Administracion Unidad 1

Presentación de la unidad

Bienvenido(a) al curso de Fundamentos de programación, en esta primera unidad estudiaremos qué son las computadoras y cómo pueden ayudarnos para resolver problemas.

Lo primero que debes tener claro es que las computadoras no poseen inteligencia alguna, ya que por sí solas no son capaces de resolver ningún problema, su importancia está en la capacidad de datos que pueden almacenar y manipular; de tal manera que, para lograr nuestro fin –resolver problemas mediante la computadora– es necesario desarrollar programas escritos en un lenguaje de programación para que puedan ser ejecutados por una computadora.

Propósito de la unidad

Identificarás los conceptos básicos relacionados con la computadora y los lenguajes de programación.

Distinguirás los elementos de una computadora que intervienen en la ejecución de un programa a través del modelo de Von Neumann.

Distinguirás los paradigmas de programación y los lenguajes asociados a éstos.

Reconocerás las fases que se siguen para solucionar un problema mediante la computadora.

Competencia(s) específica(s)

Describir los elementos de la computadora y el ciclo de vida del software mediante el análisis de un programa simple, con el fin de identificar los pasos que se realizan para construirlo y determinar qué elementos de la computadora intervienen en su ejecución.

Actividad previa de la Unidad

Foro: Fundamentos de Programación.

Para facilitar el estudio de la asignatura, hemos creado un foro de discusión general, a través del cual podrás comentar cualquier asunto relacionado con Fundamentos de Programación; la intención es que entre todos podamos apoyarnos para resolver dudas, inquietudes, externar comentarios y por qué no, conocer a nuestros compañeros de grupo. En virtud de lo anterior, realiza lo siguiente:

1. Ingresa al foro de Fundamentos de Programación, genera una nueva entrada y en ella escribe una breve presentación para que podamos conocerte. Para ello, considera aspectos como:

 Generales (nombre, edad, estado civil, lugar de procedencia, etc.)

 Personales (intereses, ocupación, gustos, aficiones, etc.)

 Académicos (razones para estudiar esta carrera, lo que esperas de la asignatura, conocimiento previo en los temas de la asignatura)

2. Agrega un comentario a por lo menos una (uno) de tus compañeras (os).

Recuerda que en tus participaciones dentro de éste y todos los foros, wikis, blogs y demás herramientas del aula, debes dirigirte a tus compañeras(os) de manera respetuosa, cordial y en concordancia con lo establecido en cada ocasión.

Para conocer las normas de participación del foro, da clic en el icono. FPR_Act_Prev_NormasForo.pdf

Para ingresar al foro: En la ruta (parte superior izquierda del aula) da clic en Fundamentos. Se enlistarán las actividades de la unidad, da clic en foro Fundamentos de Programación

1.1. ¿Qué es una computadora?

Antes de comenzar, te invitamos a observar el siguiente video en el que se hace una breve narración sobre la historia de la computadora, con el fin de brindar un panorama general de sus orígenes y de la manera en que ha evolucionado con el paso del tiempo hasta llegar al modelo actual de funcionamiento:

Tomando en consideración la información presentada en el video, a continuación estudiaremos los siguientes temas que nos ayudarán a comprender mejor qué es y cómo funciona una computadora:

El Modelo de Von Neumann.

Los pasos para realizar un programa.

Los principales paradigmas y lenguajes de programación utilizados actualmente.

Para fines de este curso entenderemos que una computadora es una máquina electrónica que recibe datos de entrada y los procesa de acuerdo al conjunto de instrucciones, llamado programa, para obtener nuevos datos que son el resultado del proceso, tal como se ilustra en la siguiente figura:

Lo anterior nos lleva a clasificar los componentes de una computadora en dos clases: hardware y software.

Los recursos de hardware Son todos aquellos elementos de la computadora que se pueden palpar, como por ejemplo: el monitor, el teclado, el disco duro, la memoria, entre otros.

Los recursos de software Son aquellos elementos intangibles sin los cuales la computadora no funcionaría, esto es, el soporte lógico: programas y datos, entre los cuales se encuentran los sistemas operativos, editores de texto, compiladores, bases de datos, videojuegos, entre otros.

Como puedes darte cuenta, ambos elementos son necesarios para que una computadora funcione, ya que si los aislamos no pueden funcionar; por ejemplo, si tuviéramos una computadora con todos los componentes de hardware más avanzados que existen (procesador, tarjeta madre, monitor, teclado, etc.), pero sin Sistema Operativo instalado, de poco serviría pues al prenderla, únicamente veríamos una pantalla negra y, por consiguiente, no podríamos interactuar con ella. Para comprender mejor lo que acabamos de decir, avanza al siguiente tema en el que conocerás la forma en que se estructura y funciona una computadora.

1.2. Estructura y funcionamiento de una computadora

Te has planteado alguna vez preguntas como estas:

¿Cómo funciona y se estructura internamente la computadora?,

¿cómo se obtienen los resultados? y ¿cómo se guardan los programas y datos en la memoria?

Cuando tenemos un primer acercamiento con equipos de cómputo, a pesar de manejarlos a diario, estas preguntas no son tan fáciles de contestar. Es por eso que en esta sección explicaremos y responderemos a estos cuestionamientos mediante el Modelo de Von Neumann, el cual constituye la base de la arquitectura de las computadoras actuales.

1.2.1. Modelo de Von Neumann

El Modelo de Von Neumann propone que tanto el programa como los datos sean almacenados en la memoria, de esta forma la computadora no tiene que reconstruirse, pues para programarla únicamente debe introducirse el programa por el dispositivo indicado y posteriormente alimentarla con los datos de entrada para que calcule la salida correspondiente.

Los elementos que componen esta arquitectura son: la unidad central de procesamiento integrada por la unidad aritmética-lógica y la unidad de control, la memoria y los dispositivos de entrada/salida. A continuación se describe brevemente la función de cada uno de los elementos que integran el Modelo de Von Neumann.

Unidad Central de Procesamiento Unidad Central de Procesamiento La Unidad Central de Procesamiento (CPU, Central Process Unit) controla y coordina la ejecución de las instrucciones, para ello utiliza la Unidad Aritmético-Lógica encargada del procesamiento de los datos y la Unidad de Control para el procesamiento de las instrucciones.

Unidad Aritmético-Lógica Unidad Aritmético-Lógica (ALU, Arithmetic Logic Unit), realiza todas las operaciones aritméticas (suma y resta) y lógicas (operaciones del Álgebra de Boole). Además de los circuitos que le permiten realizar dichas operaciones, la ALU incluye un elemento auxiliar donde se almacenan temporalmente los datos que manipula, conocido como Acumulador o Registro Temporal (TR, Temporal Register).

Unidad de Control Unidad de Control (CU, Control Unit), se encarga de leer las instrucciones almacenadas en memoria, decodificarlas y después enviar las señales a los componentes que están involucrados en su ejecución, para lo cual tiene dos elementos auxiliares el Contador del Programa (PC, Program Counter) y el Registro de Instrucción (IR, Instruction Register). En el IR se guarda temporalmente la instrucción que debe ser ejecutada, mientras que en el PC se almacena la dirección de memoria que contiene la siguiente instrucción que se ejecutará.

Memoria Principal Memoria principal

RAM

ROM La memoria principal es la parte de la computadora donde se almacenan los datos y las instrucciones durante la ejecución de un programa. Físicamente está compuesta por circuitos integrados. Las computadoras actuales cuentan con un área de memoria de sólo lectura – a la que se le conoce como memoria de tipo ROM (Read Only Memory) –y otra en la cual es posible escribir y leer datos – denominada de tipo RAM (Random Access Memory). Ésta tiene el inconveniente de ser volátil pues al apagarse la computadora los datos almacenados se pierden.

Memoria secundaria Para resolver este inconveniente, se cuenta con otro tipo de memoria, denominada memoria secundaria, en ella se puede almacenar una gran cantidad de información permanentemente, mientras el usuario no la borre. La desventaja de este tipo de dispositivos es que no son tan rápidos como la memoria RAM. Los discos duros, los discos ópticos (CD o DVD), la memoria flash (USB) y las cintas magnéticas, entre otras, son ejemplos de dispositivos de almacenamiento secundario.

Dispositivos de entrada y salida Los dispositivos de entrada y salida (Input/Output) son responsables de la comunicación con el usuario del sistema. Los dispositivos de entrada permiten introducir en la computadora datos e instrucciones, mismas que son transformadas en señales binarias de naturaleza eléctrica para almacenarlas en la memoria. Por otro lado, los dispositivos de salida permiten enviar los resultados a los usuarios de las computadoras, transformando las señales eléctricas binarias en información que éstos puedan comprender. El teclado está considerado como el dispositivo de entrada estándar pero existen otros del mismo tipo, por ejemplo: el ratón, el escáner, la lectora óptica, el micrófono o la

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