Introducción a los ordenadores y los sistemas operativos Flashcards
¿Qué es la informática?
Es el conjunto de conocimientos científicos y técnicos que hacen posible el procesamiento automático de los datos, mediante el uso de computadores, para producir la información útil y significativa para el usuario.
Hardware
Soporte físico: placas, circuitos integrados, chips, módulos, cables, unidades de disco, pantalla,etc.
Software
Soporte lógico: conjunto de programas que se ejecutan en el ordenador. Hay 2 tipos:
- Software del sistema o sistema operativo: conjunto de programas que se interrelacionan estrechamente con el hardware, gestionando los procesos de ejecución, las operaciones de entrada y salida y la memoria.
- Software de aplicación: programas que maneja el usuario (tratamiento de textos, hojas de cálculo, bases de datos, etc.
Arquitectura von Neumann
- Memoria central: datos y programas.
- Unidad central de proceso: entrada y salida; memoria secundaria.
- Unidad de control: registro de instrucciones.
- Unidad aritmético-lógica: registro de operaciones.
Unidad central de procesos (CPU) (Central Processing Unit)
Es el cerebro del ordenador. A veces se le llama procesador o microprocesador. Interpreta las instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos. Sus componentes más importantes son:
- Unidad de control (CU) (Control Unit): dirige y coordina la mayoría de las operaciones. Busca las instrucciones en la memoria principal, las decodifica, controla el orden en que se ejecutan…
- Unidad aritmético-lógica (ALU) (Arithmetic Logic Unit): realiza las operaciones elementales que constituyen un programa (suma, resta, comparaciones…).
- Registros: zonas de almacenamiento temporal de datos (contador de programa, registro de instrucción, registro de estado…).
Memoria
En ella se almacena la información procesada pro el ordenador, tanto datos como instrucciones.
- Memoria central o principal: almacena tanto las instrucciones del programa que se esté ejecutando como los datos que se necesiten. Se distinguen entre:
- ROM (Read Only Memory): memoria de solo lectura. Es permanente, no se borra al apagar el ordenador y no se puede alterar. Almacena códigos de programa grabados en fábrica necesarios para el funcionamiento del ordenador.
- RAM (Random Access Memory): memoria de acceso aleatorio. Almacena las instrucciones de los programas y los datos necesarios mientras éstos se ejecutan. Se borra al apagar el ordenador.
- Caché: memoria pequeña y de acceso muy rápido. Se almacenan los datos más recientes y las instrucciones inminentes para que el ordenador pueda obtener los datos de la memoria central más rápidamente.
- Memoria secundaria: es más barata que la memoria central. A cambio de mayores tiempos de acceso se puede observar gran cantidad de información (disco duro, CD, DVD, memoria USB…). En ella se almacena lo que la CPU no necesita urgentemente. Su contenido no se pierde al apagar el ordenador.
Representación de la información en la memoria
- En el interior de los ordenadores la información se almacena y transfiere según un código que utiliza sólo dos valores, 0 y 1 (binario).
- Bit: Binary Digit, es la mínima unidad de información que viaja y se almacena en un computador. Cada bit representa un impulso eléctrico (1ó 0).
- Byte: Binary Term, es un grupo de 8 bits que el ordenador utiliza para representar cada símbolo o carácter que conocemos, es decir, un número, una letra, un signo de puntuación, etc.
Con un byte, el computador puede representar 2^8= 256 símbolos o caracteres diferentes. - Uno de los códigos para modificar los caracteres más utilizados es el código ASCII (American Standard Code for Information Interchange) extendido.
Dispositivos de entrada/salida
Son todos los componentes de hardware auxiliares que permiten la comunicación entre el ordenador y el usuario.
- Dispositivos de entrada: teclados, ratones, tabletas, digitalizadoras, lectores de discos, micrófonos…
- Dispositivos de salida: monitores, impresoras, altavoces…
Buses
Pistas eléctricas a través de las cuales se envían datos unos dispositivos a otros. De esta forma se comunican los elementos del ordenador.
Hercios (Hz)
Mide la velocidad de un procesador, el número de operaciones por segundo que puede realizar.
- 1Mz= 10^6 operaciones/segundo.
- 1Gz= 10^9 operaciones/segundo.
Longitud de palabra
Número de bits transmitidos simultáneamente. La longitud de palabra de un ordenador suele ser de 32 ó 64 bits.
Sistemas operativos
- Windows
- Mac OS (Apple)
- Unix/Linux
Los ordenadores en física
Análisis de un gran volumen de datos que generan las grandes instalaciones físicas:
- Aceleradores de partículas
- Observatorios astronómicos
- Las redes de estaciones para medidas atmosféricas…
Son también cruciales en física teórica donde, estudiando modelos numéricos de fenómenos físicos, permiten resolver problemas que no son tratables analíticamente.
Física computacional
Se denomina física computacional a la forma de hacer física en la que el laboratorio se constituye por un ordenador donde se simulan los sistemas del mundo real usando las ecuaciones de las leyes físicas para los sistemas más simples.
La física computacional tiene gran aplicación en:
- Física de la materia condensada
- Ciencia de los materiales
- Física de plasmas
- Hidrodinámica y turbulencia
- Astronomía y ciencias de la tierra
- Climatología y otros fenómenos atmosféricos y oceánicos
- Química cuántica
- Biología
- Finanzas
- Industria nuclear…
Modelos numéricos
Simplificaciones:
Hacemos de la realidad física modelo numérico. Al combinar métodos numéricos con un ordenador, se obtienen resultados numéricos. De esta forma se comprueba que el experimento coincida con el resultado numérico.
