conceptosfundamentales en informatica

Escuela de salud InformáticaMario E. Hidalgo

Conceptos Fundamentales

Introducción

A lo largo de la historia el hombre ha necesitado trasmitir y tratar información de manera continua. Aún están en el recuerdo las señales de humo y los destellos con espejos que fueron utilizados hace ya bastantes años , y más recientemente los mensajes transmitidos a través de cables utilizando el código Morse o la propia vos para procesar la información. Con este fin surge la Informática, como una ciencia encargada del estudio y desarrollo de estas máquinas y métodos.La Informática nace de la idea de ayudar al hombre en aquellos trabajos rutinarios y repetitivos, generalmente de cálculo y de gestión, donde es frecuente la representación de tareas. La idea es que una máquina puede realizarlos mejor, aunque siempre bajo la supervisión del hombre.Entre otras ventajas, podemos encontrar: compartir recursos, acceder a grandes bases de datos, favorece la comunicación entre personas y mitiga su dependencia del espacio o el tiempo, y por último, un aspecto muy importante para el mundo científico, permite la difusión rápida y eficaz de datos, proyectos, resultados, etc.El término Informática se creó en Francia en el año 1962 bajo la denominación Informatique y procede de la contracción de las palabras Information autoMatique. En los países anglosajones se le conoce con el nombre de Computer Science.La Informática se puede definir de muchas formas, y de hecho aparece en diversas publicaciones con una gran variedad de definiciones, si bien todas ellas giran en torno a la misma idea. Nosotros vamos a utilizar la definición más extendida:

Informática: es la ciencia que estudia el tratamiento racional de la información a través de medios automáticos.

Se dice que el medio es automático por ser máquinas las que realizan los trabajos de captura, proceso y presentación de la información, y se habla de racional por estar todo el proceso definido a través de programas que siguen el razonamiento humano.Dentro de la ciencia de la informática se encuentran incluidas una serie de funciones de las que mencionamos a continuación las más importantes:

El desarrollo de nuevas máquinas. El desarrollo de nuevos métodos de trabajo. La construcción de aplicaciones informáticas. Mejorar los métodos y aplicaciones existentes.

Desde la aparición de las primeras máquinas de cálculo, no se ha parado la investigación para obtener máquinas cada vez mas potentes, rápidas, pequeñas y baratas. Por otra parte, en paralelo con el desarrollo de estas máquinas, tampoco se detiene la investigación para conseguir nuevos métodos de trabajo, novedosas formas de explotación de las máquinas e innovadores modos de compartir los recursos.La función de creación de aplicaciones informáticas se refiere al desarrollo de programas para que las máquinas realicen el trabajo para el que han sido creadas.

Antes de empezar a hablar de los elementos y detalles relacionados con el mundo de la Informática, conviene definir sus componentes más importantes.Desde el punto de vista informático, el elemento físico utilizado para el tratamiento de la información es la computadora, que puede ser definido de la siguiente manera:

Docentes: Cupaiuoli, LautaroHoja 1 de 14 Remolcoy, Franco


Computadora: es una máquina compuesta de elementos físicos, en su mayoría de origen electrónico, capaz de realizar una gran variedad de trabajos a gran velocidad y con gran precisión, siempre que se le den las instrucciones adecuadas.

El conjunto ordenado de instrucciones que se dan a una computadora para realizar un proceso determinado se denomina programa, mientras que el conjunto de uno o varios programas más la documentación correspondiente para realizar un determinado trabajo se denomina aplicación informática.

Hay distintas maneras de utilizar el término sistema. A menudo usamos esta palabra para expresarnos, como por ejemplo cuando nos referimos al “sistema de evaluación en una materia”. Para los usuarios de computadoras un sistema es un conjunto de partes integradas con un objetivo común a cumplir.Podemos distinguir en esta definición tres características: 1º Conjunto de partes: un sistema tiene más de un elemento. El volante es un elemento del sistema denominado automóvil.2º Partes integradas: debe existir una relación lógica entre las partes de un sistema. El freno y el acelerador trabajan integradamente en un automóvil.3º Lograr un objetivo: un sistema se diseña para alcanzar uno o más objetivos.

Como una computadora es un conjunto de partes integradas que tiene el objetivo común de ejecutar las instrucciones de un programa, esta dentro de la definición de sistema.El termino sistema informático se utiliza para nombrar al conjunto de elementos necesarios (computadora, terminales, impresoras, etc.) para la realización y explotación de aplicaciones informáticas.Podemos decir que la computadora es una calculadora rápida que además puede escoger, copiar, mover, comparar y realizar otras operaciones no aritméticas, utilizando los símbolos alfabéticos, numéricos y especiales.La computadora utiliza estos símbolos siguiendo un conjunto ordenado de instrucciones denominado programa.Al realizar la computadora labores programadas, las personas pueden destinar más tiempo a tareas creativas.De esta manera evita a los seres humanos las tareas rutinarias, permitiendo utilizar su tiempo de manera más efectiva.Es las computadora un sistema electrónico rápido que manipula datos, a los que procesa para obtener resultados que constituyen la información requerida.Para realizar, por ejemplo, operaciones básicas de suma o resta, el tiempo que necesita la computadora varía de unos cuantos microsegundos en las máquinas pequeñas hasta cerca de cien nanosegundos en las grandes.Esto significa que puede llegar a realizar millones operaciones de suma y resta por segundo.Los datos a realizar en las operaciones son hechos, la materia prima de la información. Los datos se representan por medio de símbolos.La información es el conocimiento producido como resultado del procesamiento de lo datos.La información es el elemento que hay que tratar y procesar cuando en una computadora ejecutamos un programa, y se define como todo aquello que permite adquirir cualquier tipo de conocimiento; por lo tanto, existirá información cuando se da a conocer algo que se desconoce.



Los datos que maneja un programa son , en un principio, informaciones no elaboradas y una vez procesados (ordenados, sumados, comparados, etc.) constituyen lo que se denomina información útil o simplemente resultados.Al conjunto de operaciones que se realizan sobre una información se le denomina tratamiento de la información. Estas operaciones siguen una división lógica que se representa a continuación:

* Recopilación de datos.Entrada *Depuración de datos.

*Almacenamiento de datos.Tratamiento de la información. Salida * Obtención de resultados.

* Distribución de resultados.

Proceso * Aritmético.* Lógico

En términos generales se denomina entrada al conjunto de operaciones cuya misión es tomar los datos del exterior y enviarlos a la computadora: para ello en ocasiones es necesario realizar operaciones de depuración o validación de los mismos. Estos datos deben quedar en la memoria de la computadora para su posterior tratamiento.Al conjunto de operaciones que se realizan sobre los datos de entrada para obtener los resultados se los llama proceso o algoritmo, y consiste generalmente en una combinación adecuada de operaciones de origen aritmético y de comparaciones de tipo lógico.Por último, se denomina salida al conjunto de operaciones que proporcionan los resultados de un proceso al usuario. Se engloban en la salida también aquellas operaciones que dan forma a los resultados y los distribuyen adecuadamente.El algoritmo necesario para la resolución de un problema queda definido cuando una aplicación informática es analizada, de tal forma que posteriormente cada proceso se codifica en un lenguaje que sea reconocible por la máquina (directa o indirectamente), y tras una preparación final obtendremos una solución ejecutable por la computadora.

El Hardware

El hardware es el elemento físico de un sistema informático, es decir, todos los materiales que lo componen, como la propia computadora, los dispositivos externos, los cables, los soportes de la información y en definitiva todos aquellos elementos que tienen entidad física.

Unidad Central de Proceso (CPU, Central Process Unit). Es el elemento principal o centro neurológico de una computadora y su misión consiste en controlar y realizar todas las operaciones llevadas a cabo en la computadora.

Esta compuesto por: Unidad de Control (CU, Control Unit). Es la parte encargada de gobernar al

resto de las unidades, además de interpretar y ejecutar las instrucciones controlando su secuencia.



Unidad Aritmética-lógica (ALU, Arithmetic-Logical Unit). Es la parte encargada de realizar todas las operaciones elementales de tipo aritmético y de tipo lógico.

Memoria Principal (main memory): es el elemento encargado de almacenar los programas a ejecutar, los datos a utilizar y los resultados obtenidos. Es importante decir aquí que para que un programa pueda ser ejecutado en una computadora tiene que estar en la memoria principal, asi como los datos que necesiten ser procesados en ese momento.

Unidades de Entrada, también llamados periféricos de entrada, son los dispositivos encargados de introducir los datos y los programas desde el exterior a la memoria para su utilización. Estos dispositivos, además de recibir la información del exterior, la preparan para que la máquina pueda entenderla de forma correcta. Un ejemplo lo constituye el teclado.

Memoria Auxiliar. Son los dispositivos de almacenamiento masivo de información que se utilizan para guardar datos y programas para su posterior utilización. La característica principal de los soportes que manejan estos dispositivos es la de retener la información a lo largo del tiempo mientras se desee, recuperándola cuando sea requerida y sin que se pierda, aunque el dispositivo quede desconectado de la red eléctrica. También se denomina memoria secundaria. Ejemplos: disquetes, discos duros, cd, dvd, etc.

Unidades de Salida. Son aquellos dispositivos cuya misión es recoger y proporcionar al exterior los datos de salida o resultados de los procesos que se realicen en la computadora. También se denominan periféricos de salida. Ejemplos: monitor, impresora, etc.

El Software

El software es el conjunto de elementos lógicos necesarios para que se puedan realizar las tareas encomendadas a la computadora. Se puede definir de la siguiente forma:

El software es la parte lógica que dota a la computadora de capacidad para realizar cualquier tipo de trabajo.

Tiene su origen en ideas y procesos desarrollados por el usuario, plasmadas sobre un soporte determinado del hardware y bajo cuya dirección trabaja siempre la computadora.El software, para estar presente en una computadora, debe almacenarse en un soporte físico. Estos soportes son los siguientes:

La memoria principal. Las memorias auxiliares.

El software puede clasificarse en dos sistemas: Sistemas operativos. Sistemas aplicativos.

El software del sistema es el conjunto de programas que la computadora necesita para tener la capacidad de trabajar. Estos programas en su conjunto configuran lo que se


HARDWARE

Es muy útil representar los elementos que pertenecen al software por medio de un gráfico de círculos concéntricos envolviendo a los elementos pertenecientes al hardware, de tal forma que la máquina física que realmente estamos utilizando (hardware) se transforma en na máquina virtual (hardware + software) que es la que atiende las peticiones de cada usuario.


denomina el sistema operativo (OS, Operating System). Una definición muy general de sistema operativo es la siguiente:

- El sistema operativo es el soporte lógico que controla el funcionamiento de la computadora ocultando los detalles del hardware y haciendo sencillo el uso de la misma.- Un sistema operativo (SO) es un conjunto de programas destinados a permitir la comunicación del usuario con un ordenador y gestionar sus recursos de manera eficiente. Comienza a trabajar cuando se enciende el ordenador, y gestiona el hardware de la máquina desde los niveles más básicos.

El conjunto de programas de un sistema operativo cuya misión es controlar al equipo físico en todos sus aspectos, se denomina programas de control. Existen igualmente otros programas cuya misión es la de ayudar al usuario en algunos trabajos típicos, como el dar formato a disquetes, manejo de archivos, etc.; estos programas se denominan utilitarios.El software de aplicación es el conjunto de programas que ha sido diseñado para que la computadora pueda desarrollar un trabajo. Pertenecen a este determinado grupo los denominados paquetes de software, que consisten en un conjunto de programas que nos permiten editar textos, guardar datos, sacar informes, hacer cálculos, comunicarnos con otros usuarios y algunos trabajos típicos en el uso de computadoras. Por otra parte, también pertenecen a este grupo los programas y aplicaciones creados para desarrollar un trabajo o función específica, entre los que podemos citar una aplicación de liquidación de sueldos o un programa de facturación.

Gestión de información.Gestión de memoria.

Programas de Control Gestión de entrada y salida.Gestión del procesador.

Sistema Gestión de trabajos.Operativo

Programas Utilitarios


Aplicaciones

Utilidades

Programa de Control

SISTEMA OPERATIVO

USUARIO


Conectando los dispositivos a la computadoraLos dispositivos periféricos transmiten información en forma paralela o serial, hasta hace pocos años los dispositivos solían usar la transmisión paralela (envió de datos por varias cables al mismo tiempo), pero al incrementar la velocidad de procesamiento, se estableció como norma la transmisión serial, y para hacer mas universal las ficha de conexión, se creó el puerto USB (Universal Serial Bus), al cual se conectan la mayoría de los dispositivos actuales (mouse, teclado, MODEM, impresoras, pendrives, cámaras digitales, reproductores MP3, etc). Este puerto es fácilmente identificable en el gabinete por tener solo cuatro metales, además se distribuyen 8 de ellos en un gabinete.Los dispositivos que se conectan a este puerto son configurados muy fácilmente, se detectan automáticamente al conectarse, y solo en ciertos casos, simplemente hay que insertar el CD que acompaña al periférico, para que quede funcionando.

Cuestionario:1. Comente brevemente los orígenes del término Informática.2. Defina con sus propias palabras la ciencia de la Informática.3. ¿Qué es una computadora?4. ¿Cuál es el significado del término sistema?

La Máquina Por Dentro

Introducción

El elemento hardware de un sistema básico de proceso de datos se puede estructurar en tres partes claramente diferenciadas en cuanto a sus funciones: la unidad central de proceso, la memoria central y las unidades de entrada/salida o periféricos.Algunos autores consideran la memoria principal como una parte mas de la unidad central de proceso debido a su proximidad física y a su fuerte interrelación; no obstante, para su estudio conviene separarlas por sus características y funciones bien diferentes.Se completa el esquema básico de una computadora con el bus del sistema y los controladores. Estos últimos son procesadores especializados en las operaciones de entrada/salida y el bus es un canal de comunicación entre todas las unidades.


UCP MP C

Referencias:UCP: Unidad Central de Proceso.MP: Memoria Principal.C: Controlador


BUS DEL SISTEMA

La Memoria

La Memoria Principal, es la unidad donde están almacenadas las instrucciones y los datos necesarios para poder realizar un determinado proceso. Esta constituida por multitud de celdas o posiciones de memoria, numeradas de forma consecutiva, capaces de retener, mientras las computadora este conectada, la información depositada en ella.Cada posición contiene una cantidad fija de bits, constante a lo largo de la memoria denominada longitud de posición.Cada posición tiene una dirección que la identifica. Para 2n posiciones se necesitan n dígitos de direccionamiento para poder darle una dirección distinta a cada una.La dirección permite localizar las distintas posiciones de la misma manera que las casas de una ciudad tienen direcciones para ser localizadas.Existe una diferencia importante entre la dirección de una posición y el contenido.La capacidad de la memoria principal esta dada por la cantidad de posiciones multiplicada por la longitud de las mismas expresadas en bits o en bytes.No hay que confundir los términos celda o posición de memoria con el de palabra de computadora, ya que esta última es la cantidad de información que puede introducirse o extraerse de la memoria central de una sola vez (simultáneamente). El tamaño habitual de la palabra de las computadoras actuales suele ser de 16, 32 o 64 bits.La memoria central tiene asociados dos registros para la realización de operaciones de lectura o escritura y un dispositivo encargado de seleccionar una celda de memoria en cada operación de accesos a la misma:

Registro de dirección de memoria (RDM). Registro de intercambio de memoria (RIM). Decodificadote de memoria (DECO).

Registro de dirección de Memoria (RDM). Antes de la realización de una operación de lectura o escritura se ha de colocar en este registro la dirección de la celda que se va a utilizar en la operación, bien para gravar en ella o para extraer de la misma el dato correspondiente.

Registro de Intercambio de Memoria (RIM). Si se trata de una operación de lectura de memoria, este registro es el que recibe el dato de a memoria señalado por el RDM para su envío por medio del bus del sistema a la unidad que lo requiere. Si se trata de una operación de escritura en memoria, la información que hay que grabar, procedente de cualquier unidad funcional, es depositada por medio del bus en el RIM para que desde el se transfiera a la posición de memoria indicada por el RDM.

Decodificador de Memoria (DECO). Este dispositivo se activa cada vez que se produce una orden de lectura o escritura, conectando la celda de memoria, cuya dirección figura en el RDM, con el RIM y posibilitando la transferencia de los datos en un sentido o en otro.

La unidad de información mínima manejable por una computadora es el conjunto de 8 bits o byte. La capacidad de la memoria o cantidad máxima de información que es capaz de almacenar se mide en múltiplos de esta unidad.:



Kilobyte = 1.024 Bytes.Megabyte = 1.024 Kbytes.Gigabyte = 1.024 Mbytes.Terabyte = 1.024 Gbytes.

En una computadora personal a la memoria principal se le suele denominar RAM (Random Acces Memory) y las capacidades actualmente en el mercado varían de forma considerable. Estas capacidades van aumentándose día a día de forma vertiginosa debido principalmente al abaratamiento constante de los chips de memoria, al aumento de la velocidad de accesos y a la creación de nuevos sistemas operativos capaces de manejar memorias de capacidad cada vez mayor.Por otra parte, aunque la capacidad real de la memoria central es reducida, se ha conseguido que, desde el punto de vista de su funcionamiento, esta capacidad sea mucho mayor que la real, prácticamente ilimitada, mediante lo que se denomina memoria virtual. Esta memoria virtual usa la memoria secundaria para expandir la memoria principal mediante un procedimiento llamado paginación consiste en transferir trozos o páginas de la memoria secundaria a la central cuando son necesarios e intercambiarlos por otros según las necesidades de cada momento.De esta forma se consigue que toda la información almacenada en la memoria secundaria este a disposición de la UCP como si residiera en la memoria principal y que se puedan procesar programas cuyo tamaño excede de la capacidad real de la memoria principal.

Componentes de la Memoria Principal.

Todas las computadoras que se fabrican en la actualidad utilizan semiconductores a base de silicio.Los elementos semiconductores de la memoria principal son pequeños circuitos integrados a base de pastillas de silicio. A estos componentes de almacenamiento se los denomina memorias de acceso aleatorio o RAM (Random Acces Memory) debido a que puede elegirse al azar cualquiera de las posiciones de la pastilla y emplearse para almacenar y leer los datos e instrucciones en forma directa.El número de bits que se pueden almacenar en una pastilla de silicio se ha cuadruplicado cada tres años; esto trajo aparejado una reducción a la mitad del costo por bit en el mismo periodo.Además de la memoria principal, las computadoras actuales cuentan con elementos de almacenamiento especializado.Así se utiliza una memoria de alta velocidad llamada memoria CACHE, que es más rápida y cara comparándola con la memoria principal.La memoria CACHE almacena temporalmente datos e instrucciones con alta probabilidad de utilizarse muchas veces durante el procesamiento.Antiguamente la memoria CACHE se utilizaba sólo en equipos grandes, pero en la actualidad se emplea también en las computadoras personales.La memoria CACHE actúa como memoria intermedia entre la unidad de control de la unidad central de proceso y la memoria principal.Las funciones fundamentales de la computadora se llevan a cabo mediante circuitos permanentes. Estos circuitos operan en base a instrucciones de programas especiales llamados microprogramas, pues operan a nivel de la máquina.



Los microprogramas se conservan en general dentro de pastillas de almacenamiento llamadas memorias de sólo lectura ROM (Read Only Memory).A diferencia de las RAM, que pierden la información cuando se interrumpe la corriente, las pastillas ROM conservan siempre la información almacenada.La ROM no aceptara la introducción de datos o instrucciones por parte de los usuarios de la computadora. El tipo más sencillo de pastilla ROM viene incluida en la computadora desde su fabricación como parte del sistema y no puede ser modificado ni alterado por los usuarios.

En resumen, la memoria principal esta constituida por dos clases de memorias de acceso directo: RAM y ROM.La RAM es una memoria de escritura-lectura cuyas posiciones pueden ser escritas y leídas cuantas veces se quiera por el usuario.La ROM es una memoria de sólo lectura cuyas posiciones fueron escritas por el fabricante.Así a nivel del usuario lo más importante es la capacidad de RAM disponibles, pues es el lugar de trabajo real desde el punto de vista de aplicaciones.

La Unidad Central de Proceso

La Unidad Central de Proceso (UCP) es el verdadero cerebro de la computadora. Su misión consiste en controlas y coordinar o realizar todas las operaciones del sistema. Para ello extrae, una a un, las instrucciones del programa que se tiene alojado en la memoria central, las analiza y emite las órdenes necesarias para su completa realización.Físicamente esta formada por circuitos de naturaleza electrónica que en una microcomputadora se encuentran integrados en una pastilla o chip denominada microprocesador.

En la actualidad los microprocesadores más conocidos son la familia Pentium de Intel y el power pc de Motorota, usados en las computadoras personales de IBM y Macintosh, respectivamente.

La unidad central de proceso esta compuesta por las dos siguientes unidades: La unidad de control (UC) La unidad aritmético-lógica (UA)

También incorpora un cierto número de registros rápidos (pequeñas unidades de memoria) de propósito especial que son utilizados internamente por la misma.

Unidad de Control (UC)

Es el centro nervioso de la computadora, ya que desde ella se controlan y gobiernan todas las operaciones. Para realizar su función, consta de los siguientes elementos:

Contador de programa (CP), contiene la dirección de la posición de memoria donde se encuentra almacenada la siguiente instrucción a ejecutar. Al iniciar la ejecución de un programa toma la dirección de su primera instrucción.Incrementa su valor en uno, de forma automática, cada vez que se concluye una instrucción, salvo si la instrucción que se esta ejecutando es de salto o de ruptura de secuencia, en cuyo caso el CP tomará la dirección de la instrucción en curso.



Registro de instrucción (RI). Contiene la instrucción que se esta ejecutando en cada momento. Esta instrucción llevara consigo el código de operación (CO) y en su caso los operandos o las direcciones de memoria de los mismos.

Decodificador (D). se encarga de extraer el código de operación de la instrucción en curso (que está en el RI), lo analiza y emite las señales necesarias al resto de elementos para su ejecución a través del secuenciador.

Reloj (R). proporciona una sucesión de impulsos eléctricos o ciclos a intervalos constantes (frecuencia constante), que marcan los instantes en que han de comenzar los distintos pasos de que consta cada instrucción.

Secuenciador (S). en este dispositivo se generan órdenes muy elementales (micoórdenes) que, sincronizadas por os impulsos del reloj, hacen que se vaya ejecutando poco a poco la instrucción que esta cargada en el RI.

MICROORDENES

BUS DEL SISTEMA

Unidad Aritmético-lógica (UAL)

Esta unidad es la encargada de realizar las operaciones elementales de tipo aritmético (sumas, restas, productos y divisiones) y de tipo lógico (comparaciones).Para comunicarse con las otras unidades funcionales utiliza el denominado bus de datos y para realizar su función necesita de los siguientes registros asociados.

Registro de entrada (REN). En ellos se almacenan los datos operandos que intervienen en una instrucción antes de la realización de la operación en la UAL.También se emplean para el almacenamiento de resultados intermedios o finales de las operaciones respectivas.

Registro acumulador (RA). Almacena los resultados de las operaciones llevadas a cabo por la UAL. Esta conectado con los registros de entrada para realimentación en el caso de operaciones encadenas. Asimismo, tiene una conexión directa al bus de datos para envío de los resultados a la memoria principal o a la unidad de control

Registro de palabra de estado (RPE). Almacena un conjunto de bits indicadores en los que se deja constancia de algunas condiciones que se dieron en la última operación realizada por la UAL y que habrían de ser tenidas en cuenta en operaciones posteriores.


RELOJ

SECUENCIADOR

CP

DECODIFICADOR

RI


Velocidad de la Computadora.

En cada ejecución de una instrucción la unidad de control ordena a las unidades que intervienen que hacer y cuando hacerlo.Por ser la computadora un sistema secuencial, las órdenes dadas deben coincidir con una serie de referencias temporales dadas por impulsos eléctricos enviados por el reloj interno o temporizador que tiene la unidad central de proceso.Estos impulsos eléctricos son enviados por millones a intervalos regulares cada segundo.

Las órdenes se interpretan y ejecutan en intervalos apropiados, los cuales duran un número específico de estos impulsos. Así la frecuencia de reloj esta relacionada con el número de impulsos producidos por segundo.Esta frecuencia se mide en Mefahertz (Mhz) donde mega significa “millón” y hertz indica ciclos o impulsos binarios por segundo.Una mayor frecuencia de reloj no significa necesariamente más velocidad. Depende de la tecnología empleada.La velocidad de una computadora esta dada por la cantidad de instrucciones que se pueden ejecutar por unidad de tiempo y la unidad es el MIPS (millones de instrucciones por segundo).

El Bus del Sistema

Se denomina bus del sistema al conjunto de circuitos encargados de la conexión y comunicación entre la UCP y el resto de las unidades de la computadora.Para ello utiliza un conjunto de varias líneas eléctricas que permiten la transmisión de los datos en paralelo. Un bus transfiere simultáneamente una cantidad de bits entre dos unidades cualquiera.Ademas de las líneas del bus de datos, consta de otras líneas expecilizadas en las funciones que se indican a continuación:

Bus de control: mediante ellas se transmiten las órdenes procedentes de la unidad de control a las otras unidades.

Bus de direcciones: contiene la dirección del destino al que van dirigidos los datos que se están transmitiendo por las líneas de datos.

Cuestionario:

1. ¿De qué se compone una unidad central de proceso?2. ¿Cuál es la función de la unidad de control?3. ¿Cuál es la función de la memoria principal?4. ¿Cuál es la diferencia entre ROM y RAM?

Digitalización


SECUENCIADOR RELOJ INTERNO


La digitalización o conversión analógica-digital consiste en la transcripción de señales analógicas en señales digitales, es decir, realizar de forma periódica medidas de la amplitud de la señal y traducirlas a un lenguaje numérico

Así pues, la señal digital que resulta tras tomar la muestra y transformarla es sensiblemente diferente a la señal eléctrica analógica que la originó, por lo que siempre va a existir una cierta diferencia entre ambas que es lo que se conoce como error de cuantificación que se produce cuando el valor real de la muestra no equivale a ninguno de los escalones disponibles para su aproximación y la distancia entre el valor real y el que se toma como aproximación es muy grande. Un error de cuantificación se convierte en un ruido cuando se reproduzca la señal tras el proceso de decodificación digital.

Señal analógica versus señal digital

Una señal analógica es aquella que puede tomar una infinidad de valores (frecuencia y amplitud) dentro de un límite superior e inferior. Por ejemplo, la frecuencia que produce un sonido, la luz, los rayos ultravioletas, etc.

En cambio, una señal digital es aquella señal cuyos valores (frecuencia y amplitud) no son continuos sino discretos, lo que significa que la señal necesariamente va a quedar convertida en una combinación de ceros y unos, que ya no se parece en nada a la señal original. Precisamente, el término digital tiene su origen en esto, en que la señal se construye a partir de números (dígitos).

¿Por qué digitalizar?

Mucho de lo solemos tener contacto diariamente pasó por un proceso de digitalización. La música que escuchamos en un CD, una foto en una revista, o la lectura de un código de barras son ejemplos cotidianos de esta conversión. Pero también llamamos digitalizar al proceso de convertir la señal analógica que se transmite por una línea telefónica, a una digital para poder conectarnos a Internet, o al convertir el texto impreso de un libro a un documento editable en una computadora. O tomar muestras de un equipo de análisis clínicos para poder aplicarles cálculos automáticos o simplemente tomar una foto con una cámara digital.

Ventajas de la señal digital

1. La señal digital es más resistente al ruido o a las interferencias.2. Ante la pérdida de cierta cantidad de información, la señal digital puede ser

reconstruida gracias a los sistemas de regeneración de señales (usados también para amplificarla, sin introducir distorsión). También cuenta, con sistemas de detección y corrección de errores que, por ejemplo, permiten introducir el valor de una muestra dañada.

3. Facilita el procesamiento de la señal. Cualquier operación está al alcance de un cliqueo.

4. La señal digital permite la multigeneración (duplicación) infinita sin pérdidas de calidad.

Inconvenientes de la señal digital



1. La señal digital requiere mayor ancho de banda para ser transmitida que la analógica.

2. Se necesita una conversión analógica-digital previa y una decodificación posterior, en el momento de la recepción.

3. La transmisión de señales digital requiere una sincronización precisa entre los tiempos del reloj de transmisor, con respecto a los del receptor. Un desfase, por mínimo que sea, cambia por completo la señal.

Proceso de digitalización

En esta definición están patentes los cuatro procesos que intervienen en la conversión analógica-digital:

1. Muestreo: El muestreo (en inglés, sampling) consiste en tomar muestras periódicas de la amplitud de onda. La velocidad con que se toman esta muestra, es decir, el número de muestras por segundo, es lo que se conoce como frecuencia de muestreo.

2. Retención (En inglés, Hold): Las muestras tomadas han de ser retenidas (retención) por un circuito de retención, el tiempo suficiente para permitir evaluar su nivel (cuantificación).

3. Cuantificación: En el proceso de cuantificación se mide el nivel de voltaje o frecuencia de cada una de las muestras. Consiste en asignar un valor a la señal analizada.

4. Codificación: La codificación consiste en traducir los valores obtenidos durante la cuantificación al código binario. Hay que tener presente que el código binario es el más utilizado, pero también existen otros tipos de códigos que también son utilizados.

Durante el muestreo y la retención, la señal aun es analógica puesto que aún puede tomar cualquier valor. No obstante, a partir de la cuantificación, cuando la señal ya toma valores finitos, la señal ya es digital.

Los cuatro procesos tienen lugar en un conversor analógico-digital. Para volver a reproducir el material digitalizado, se requiere de otros mecanismos que permitan convertir esa señal digital nuevamente a una señal analógica.

Compresión

La compresión consiste en la reducción de la cantidad de datos a transmitir o grabar, pues hay que tener en cuenta que la capacidad de almacenamiento de los soportes es finita, de igual modo, que los equipos de transmisión pueden manejar sólo una determinada tasa de datos.

Hay dos tipos de compresión:

1. Compresión sin pérdidas : En esencia se transmite toda la información, pero eliminando la información repetida, agrupándola para que ocupe menos...etc.



Ejemplos: la compresión de un archivo puede significar un envío mas veloz a través de Internet ya que es menor la cantidad de datos a transmitir, sin perder nada de la información original

2. Compresión con pérdidas : Se desprecia cierta información considerada irrelevante. Este tipo de compresión puede producir pérdida de calidad en el resultado final.

Ejemplo: un video MPG o VCD, un MP3 o una imagen en formato JPG, todas contienen un mecanismo de compresión similar, y es por esto que en un CD pueden caber 500 temas musicales, o almacenar una película que estaba en un DVD. Todos estos formatos no tienen la misma calidad que sus originales.


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