La Informática

Desde sus orígenes, el ser humano ha tenido necesidad de la información. Esta información, en principio, se recogía de forma oral, pero con la aparición de la escritura, comenzó a almacenarse en medios que evolucionaron desde las tablillas hasta el papel, pasando por los pergaminos. Igualmente, los medios de transmisión han ido evolucionando desde la transmisión oral hasta la transmisión a grandes distancias por cables, utilizando código Morse o la propia voz mediante el teléfono.

Todo este tratamiento de la información se ha ido sofisticando con el transcurso del tiempo hasta llegar a la era de la electrónica, que ha permitido que la inmensa cantidad de información que el hombre necesita a diario sea procesada gracias al surgimiento de la informática. Esta palabra fue adoptada en España hacia los años 60, aproximadamente, y corresponde a una traducción del francés.

INFORMÁTICA

Del francés INFORmation autoMATIQUE, que significa INFORmación autoMÁTICA.

Definición

Ciencia (conjunto de conocimientos científicos y técnicas) que permiten el tratamiento automático de la información por medio de máquinas electrónicas denominadas «ordenadores» o «computadoras».

La informática se constituye por la unión sinérgica de un conjunto de disciplinas:

• Ciencias de la computación
• Programación y metodologías para el desarrollo de software
• Arquitectura de ordenadores
• Redes de computadores
• Inteligencia artificial
• Ciertas cuestiones relacionadas con la electrónica

Entre las funciones principales de la informática se cuentan las siguientes:

• Creación de nuevas especificaciones de trabajo
• Desarrollo e implementación de sistemas informáticos
• Sistematización de procesos
• Optimización de los métodos y sistemas informáticos existentes
• Facilita la automatización de datos

2. Ordenadores y Conceptos Básicos

El ordenador solo comprende dos estados físicos distintos, generados por electricidad, polaridad magnética o luz reflejada. A estas señales las denominaremos, de ahora en adelante, «dato». La función básica de los ordenadores consiste en recoger datos (mediante distintos sistemas de entrada), procesarlos y, por último, proporcionar resultados (a través de diversos medios).

Las principales ventajas de los ordenadores podrían resumirse en:

1. Recogen un gran volumen de datos, mayor del que se podría memorizar o almacenar por otros medios.
2. Los procesos se realizan a grandes velocidades y sin errores.
3. Proporcionan resultados que se ajustan a las peticiones realizadas por los usuarios y, además, de forma cómoda y económica.

Ordenador

Máquina electrónica programada, capaz de realizar a gran velocidad tareas de procesamiento de datos, facilitando una información acorde a las instrucciones dadas a la máquina.

Programa

Serie de instrucciones para realizar el procesamiento de la información.

Aplicación Informática

Integración de varios programas que, al relacionarse entre sí, permiten realizar tareas concretas.

Hardware

Elementos físicos (mecánicos y electrónicos), así como los dispositivos utilizados en el entorno del ordenador (ratón, impresoras, unidades de disco, pantalla, etc.). Dentro del hardware, existe una categorización específica:

• De Procesamiento: Unidad Central de Procesamiento (CPU), cuyo núcleo es un microprocesador de silicio, conformado por una unidad aritmético-lógica que realiza todos los cálculos y toma de decisiones.
• De Entrada: Teclado, ratón, escáner, etc.
• De Salida: Monitor, impresora, etc.
• De Almacenamiento: Disco duro, memorias ROM y RAM.
• De Comunicaciones: Tarjeta de red, conectores de red, etc.

Software

Conjunto de instrucciones y órdenes (programas), sin las cuales el hardware no podría ejecutar las instrucciones dadas.

Clasificación del Software:

• Software de Sistema: Proporciona al programador y a los usuarios expertos interfaces de alto nivel, controladores, herramientas y utilidades de apoyo que permiten el mantenimiento del sistema global. Incluye, entre otros:
  • Sistemas operativos
  • Controladores de dispositivos
  • Herramientas de diagnóstico
  • Herramientas de corrección y optimización
  • Servidores
  • Utilidades
• Software de Programación: Es el conjunto de herramientas que permiten al programador desarrollar programas informáticos, usando diferentes alternativas y lenguajes de programación. Incluyen básicamente:
  • Editores de texto
  • Compiladores
  • Intérpretes
  • Enlazadores
  • Depuradores
  • Entornos de Desarrollo Integrados (IDE): Agrupan las herramientas anteriores, usualmente en un entorno visual, de modo que el programador no necesite introducir múltiples comandos para compilar, interpretar, depurar, etc. Habitualmente cuentan con una avanzada interfaz gráfica de usuario (GUI).
• Software de Aplicación: Es aquel que permite a los usuarios llevar a cabo una o varias tareas específicas, en cualquier campo de actividad susceptible de ser automatizado o asistido, con especial énfasis en los negocios. Incluye, entre muchos otros:
  • Aplicaciones para control de sistemas y automatización industrial
  • Aplicaciones ofimáticas
  • Software educativo
  • Software empresarial
  • Bases de datos
  • Telecomunicaciones (por ejemplo, Internet y toda su estructura lógica)
  • Videojuegos
  • Software médico
  • Software de cálculo numérico y simbólico
  • Software de diseño asistido (CAD)
  • Software de control numérico (CAM)

Sistema Informático

Conjunto formado por elementos tanto de hardware como de software, necesarios para el diseño, explotación y ejecución de los programas informáticos.

Personal Informático

Personas que desarrollan (analistas) y actualizan programas (programadores), con la responsabilidad de mantener operativo el ordenador en todo momento para su uso (personal de explotación). Para ello, es necesario poseer conocimientos tanto teóricos como prácticos, lo que implica tener una formación específica en alguna rama de esta ciencia.

Usuario

Personas, con o sin conocimientos técnicos, que emplean la informática y los ordenadores como herramientas para desarrollar su trabajo, resolver problemas específicos o simplemente por ocio.

2.1. Tipos de Ordenadores

En función de su capacidad y potencia para la que fueron diseñados, pueden surgir las siguientes categorías:

Superordenadores

Capaces de procesar inmensas cantidades de información y resolver las operaciones más complicadas. Básicamente, se trata de ordenadores conectados entre sí para aumentar exponencialmente su capacidad. El superordenador más potente del mundo se llama Tianhe-2 y se encuentra en la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa de China.

Mainframes o Macroordenadores

Son capaces de procesar millones de aplicaciones a la vez, utilizando varios sistemas operativos simultáneamente. Estos equipos suelen tener un gran tamaño y son generalmente utilizados por grandes corporaciones o entidades gubernamentales, que los mantienen en habitaciones refrigeradas para evitar su sobrecalentamiento.

Ordenadores Personales

Tienen sus orígenes en los equipos diseñados desde 1970, entonces llamados microordenadores. Cuentan con un microprocesador y están creados para que un usuario realice tareas informáticas básicas, ya sea por trabajo o entretenimiento. A lo largo de los años, componentes clave como la CPU (Unidad Central de Procesamiento) y la RAM (Memoria de Acceso Aleatorio) han evolucionado, haciendo que el rendimiento de los ordenadores personales sea más rápido y eficiente.

Ordenadores Portátiles

Desde hace unos años, han reemplazado a los ordenadores personales por su comodidad, ya que integran pantalla, teclado, touchpad, procesador, discos duros, memorias y batería en un mismo equipo, y pueden trasladarse y usarse sin conexión a la red eléctrica. También se les conoce como laptops, por las palabras del inglés lap (regazo) y top (encima), o notebooks, por su similitud con un cuaderno. La primera computadora portátil fue la Epson HX-20, creada en 1981, aunque la Osborne 1 fue la primera con éxito comercial. Hoy en día, son uno de los tipos de ordenadores actuales más vendidos y suelen ser bastante útiles en determinados departamentos de una empresa.

Ordenadores de Escritorio

Estos equipos informáticos están conformados por un monitor, una CPU, un teclado y un mouse, aunque por lo general se les agregan altavoces, cámara web y micrófono. Sin embargo, hay algunos modelos de ordenadores que vienen con todo esto integrado, como los iMac. De hecho, existen distintos tipos de ordenadores de escritorio; según sus componentes, hay modelos para diseño gráfico y otros útiles para edición de videos.

Workstation (Estación de Trabajo)

Es un tipo de ordenador utilizado para aplicaciones de ingeniería (CAD/CAM), autoedición, desarrollo de software y otras aplicaciones que requieren una cantidad moderada de potencia informática y capacidades gráficas de alta calidad. Las workstations o estaciones de trabajo generalmente cuentan con una gran pantalla gráfica de alta resolución, una gran cantidad de RAM, soporte de red incorporado y una interfaz gráfica de usuario. Además, pueden incluir un dispositivo de almacenamiento masivo, como una unidad de disco, o algunas pueden venir sin unidad de disco. De hecho, las estaciones de trabajo están equipadas con microprocesadores más rápidos y CPU más potentes que los ordenadores personales. Estos tipos de PC pueden manejar análisis de datos, CAD, animación, edición y creación de video. Los sistemas operativos más comunes para estaciones de trabajo son UNIX y Windows NT. Al igual que los ordenadores personales, la mayoría de las estaciones de trabajo son de un solo usuario. Sin embargo, normalmente se conectan entre sí para formar una red de área local, aunque también pueden usarse como sistemas independientes.

Netbooks

Son los ordenadores portátiles más básicos tecnológicamente. De menor tamaño (en promedio, 10 pulgadas), menor potencia y menor capacidad, están diseñadas para realizar procesos simples como la navegación web o tareas de productividad sencillas. Por ello, las netbooks suelen ser los tipos de ordenadores más económicos.

Tablets

Las tablets, o tabletas, son tipos de ordenadores portátiles que se usan para tareas básicas de entretenimiento y productividad. Una de sus principales características es que poseen pantalla táctil y prescinden de teclado y ratón. El tamaño de la pantalla normalmente oscila entre 7 y 12 pulgadas. A lo largo de los años, se han diseñado distintos tipos de tablets en función de su uso. Por ejemplo, un ilustrador probablemente tenga (o desee tener) una tablet de dibujo, y un lector se inclinará por una tablet para leer.

Smartphone o Teléfonos Inteligentes

Los smartphones son, en esencia, ordenadores disfrazados de teléfono. En menos de 6 pulgadas, incorporan batería, procesador, pantalla táctil y sensores como GPS. Además, tienen la capacidad de conectarse a Internet y realizar muchas tareas que antes solo eran posibles en otros tipos de ordenador, como revisar el correo electrónico y navegar por la web. Según un estudio publicado por la BBC, solo el 15% considera su ordenador portátil como su dispositivo más importante, mientras que el 66% cree que su teléfono inteligente lo es. Si buscas ordenadores que no sean portátiles ni de escritorio, este es un dispositivo al alcance de todos. El éxito de los smartphones está estrechamente relacionado con el fenómeno denominado Internet de las Cosas (IoT), que hace referencia a «objetos que tienen la capacidad de transferir datos a través de una red sin la intervención del ser humano». Un ejemplo de largo alcance es el teléfono celular con red 5G, y un ejemplo de corto alcance es la pulsera de actividad o un smartphone conectado a través de Bluetooth.

Ordenadores de Vestir (Wearables)

Otro de los tipos de ordenadores actuales se relaciona con la moda: las computadoras vestibles o dispositivos «wearables». Se trata de miniordenadores de uso personal, incorporados en relojes, gafas, pulseras y otros accesorios. La función principal de estos dispositivos o «gadgets» tecnológicos es complementar las tareas de otros equipos, principalmente de los teléfonos inteligentes. Un ejemplo de ello es el Apple Watch.

3. Información: Estructura y Clases

«Codificar» es transformar los elementos de un conjunto en elementos de otro siguiendo un método determinado, de tal forma que posteriormente se pueda efectuar el proceso inverso, denominado «Decodificación».

Los ordenadores utilizan el sistema numérico como medio de transmisión electrónica de datos. Los programas y los datos se representan mediante cadenas de 0 y 1 (sistema o código binario). Los 0 y 1 son formas de diferenciar dos estados: 0 (apagado = 0 voltios) y 1 (encendido = 3,3 a 5 voltios).

Existen diversas formas de representar la información en bits, tanto la información numérica (números enteros y decimales) como la alfanumérica (letras, números y símbolos). Para la información numérica, utilizamos los códigos binario, octal y hexadecimal; para la representación de caracteres alfanuméricos, el código ASCII.

Cualquier dato que tenga que procesar el ordenador debe convertirse a combinaciones de 1 y 0. La información puede representarse en función de su capacidad usando algunos de los siguientes términos:

BIT

Es la unidad mínima de representación en informática. Equivale a un 1 o a un 0.

Cuarteto

Conjunto de 4 bits.

BYTE u Octeto

Conjunto de 8 bits (Código ASCII). Cada Byte representa un carácter alfanumérico (números, letras, símbolos). Por tanto, cualquier dato debe convertirse en Bytes. Ej.: “A” = 01000001.

KILOBYTE (1 KB)

1.024 bytes = 2¹⁰ bytes.

MEGABYTE (1 MB)

1.024 KB = 1.024 x 1.024 = 1.048.576 bytes = 2²⁰ bytes.

GIGABYTE (1 GB)

1.024 MB = 1.048.576 x 1.024 = 1.073.741.824 bytes = 2³⁰ bytes.

TERABYTE (1 TB)

1.024 GB = 1.073.741.824 x 1.024 = 1.099.511.627.776 bytes = 2⁴⁰ bytes.

PETABYTES (PB)

2⁵⁰ bytes.

EXABYTES (EB)

2⁶⁰ bytes.

ZETTABYTES (ZB)

2⁷⁰ bytes.

YOTTABYTES (YB)

2⁸⁰ bytes.

BRONTOBYTES (BB)

2⁹⁰ bytes.

Sistema Octal

Okta es un término griego que significa 8. El sistema de numeración octal es muy usado en la computación por tener una base que es potencia exacta de 2 (o de la numeración binaria). Esta característica simplifica la conversión a binario o viceversa. El sistema octal usa 8 dígitos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7).

Sistema Unicode

Es un estándar que pretende unificar los sistemas de codificación de caracteres. Su función consiste en que cualquier texto escrito en cualquier idioma pueda codificarse para su uso informático.

Cadena de Caracteres

Conjunto de letras o párrafos que pueden ser manipulados por el ordenador en cada operación.

Matrices y Tablas

Conjunto de datos definidos por unas posiciones concretas (filas y columnas), constituyendo su intersección lo que denominaremos «Celda».

Campos y Registros

Se utilizarán prioritariamente en las bases de datos, agrupándose por tipos concretos: Apellidos, Nombre, Dirección, etc. Un registro se refiere a los campos de un mismo elemento (ejemplo: Pérez Castro, Antonio, C/Ancha, 32).

Ficheros o Archivos

Conjunto de datos alfanuméricos, organizados y almacenados en soporte informático según un criterio.

4. Componentes del Hardware: La Unidad Central

4.1. Placa Base (Motherboard)

Circuito impreso que integra los siguientes elementos:

A) Microprocesador

Circuito integrado que contiene la unidad aritmético-lógica y la unidad de control. Es el encargado de obedecer las instrucciones, recibir los datos, hacer los cálculos requeridos y dejar los resultados en el lugar correcto. Puede decirse que es el corazón o el centro neurálgico del ordenador. El indicador más conocido en cuanto a su potencial es la «frecuencia de reloj», que indica cuántos pasos individuales de trabajo puede realizar el procesador por segundo. La frecuencia más alta en la actualidad oscila en torno a 2 – 5 GHz, lo que significa que los transistores que lo componen serán capaces de conmutar el flujo de una corriente 5×10⁹ veces por segundo, lo que corresponde a un máximo de 5.000 millones de pasos ejecutados por segundo (1 Hz = 1 operación/seg; 1 KHz = 1.000 operaciones/seg; 1 MHz = 1.000.000 operaciones/seg; 1 GHz = 1.000.000.000 operaciones/seg).

B) Bancos de Memoria

• RAM (Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio)
• ROM (Read Only Memory, Memoria de Solo Lectura)

Memoria RAM:

• Acceso aleatorio o directo, se puede acceder a cualquier posición.
• Un dato puede ser leído tantas veces como queramos.
• Al escribir un dato se pierde el que hubiera antes en esa misma posición.
• Se borra al desconectar la alimentación eléctrica.
• La información que contiene este tipo de memoria es codificada en código binario (programas del usuario, juegos, sistema operativo, controladores de dispositivos, los datos que necesitan los programas codificados en binario, etc.).
• Las memorias RAM pueden ser de dos tipos: RAM DIMM y SODIMM. El primero es el que podemos encontrar en los ordenadores de sobremesa, mientras que el segundo lo encontramos en los ordenadores portátiles.

Unidad Central de Proceso (CPU)

Está compuesta por los siguientes elementos:

• A) Unidad de Almacenamiento o Memoria: Ya visto anteriormente.
• B) Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Es la parte encargada de procesar los datos. Las operaciones que realiza son de tipo aritmético (suma, resta, multiplicación y división) o de tipo lógico (si, no, igual a, mayor que, menor que, etc.).
• C) Unidad de Control: Dirige la ejecución del programa y controla el movimiento entre la memoria y la ALU, así como las señales que circulan entre la CPU y los periféricos.
• D) El Procesador: Circuito integrado que contiene la ALU y la unidad de control.

4.3. Bus

• La memoria se comunica con el resto de la CPU mediante unos canales (cables, hilos, pistas) que conectan todos los módulos del ordenador entre sí.
• Por cada hilo o pista se puede transmitir un bit.
• Los tipos de transmisiones pueden ser:
  • Serie: Transmitir varios bits por el mismo hilo, uno detrás de otro.
  • Paralelo: Transmitir conjuntos de bits a la vez, uno por cada hilo.

Tipos de Buses:

• Según la información que circula por ellos:
  • Bus de Datos: Transmite instrucciones y datos.
  • Bus de Direcciones: Indica la posición de un dato concreto almacenado en la memoria.
  • Bus de Control: Controla y sincroniza todos los componentes del ordenador.
• Según los elementos que conectan:
  • Bus Local: Establece un camino entre la CPU y la memoria por el que los datos se transfieren a la máxima velocidad que permite el procesador.
  • Bus de Expansión: Establece un camino entre la CPU y el resto de componentes. Los datos se transfieren mucho más lentos.

5. Periféricos

De Entrada y Salida: Módem y Adaptadores RDSI

Utilizados para enviar y recibir datos a través de la línea telefónica. Su funcionamiento es el siguiente: Los datos digitales del ordenador se transmiten al Módem por el puerto serie en forma de bits, que convierte en señales analógicas para que puedan circular por la línea telefónica y, a la inversa, cuando recibe información telefónica. Su velocidad se mide en Bits/seg. Existen varios tipos:

• Red Telefónica Básica (RTB): Utiliza la misma línea que la telefonía para voz.
• Adaptadores RDSI (Red Digital de Servicios Integrados): Utiliza una red telefónica distinta de la que se usa habitualmente.
• ADSL (Línea de Abonado Digital Asimétrica): Líneas telefónicas distintas a las anteriores al establecer tres canales independientes: dos canales de alta velocidad (uno de recepción y otro de envío de datos) y el tercer canal para la comunicación normal de voz.
• Transmisión por Cable: Utiliza la fibra óptica, ofreciendo elevadas prestaciones sobre las anteriores.

Tarjeta de Sonido

Encargada de digitalizar las ondas sonoras.

Unidad de Disco Rígido o Disco Duro (HDD)

Tienen una gran capacidad de almacenamiento, pero el inconveniente de no ser extraíbles por estar alojados dentro del ordenador. Para intercambiar información con otros equipos (si no están conectados en red) se utilizan unidades de disco, como los disquetes, los discos ópticos (CD, DVD), los discos magneto-ópticos, memorias USB o las memorias flash, entre otros. En él se aloja, por ejemplo, el sistema operativo que permite arrancar la máquina, los programas, archivos de texto, imagen, vídeo, etc. Dicha unidad puede ser interna (fija) o externa (portátil).

Un disco duro está formado por varios discos apilados sobre los que se mueve una pequeña cabeza magnética que graba y lee la información. Las características principales de un disco duro son:

• Capacidad: Se mide en gigabytes (GB). Es el espacio disponible para almacenar secuencias de 1 byte. La capacidad aumenta constantemente desde cientos de MB, decenas de GB, cientos de GB y hasta TB.
• Velocidad de Giro: Se mide en revoluciones por minuto (RPM). Cuanto más rápido gire el disco, más rápido podrá acceder a la información la cabeza lectora. Los discos actuales giran desde las 4200 hasta las 15 000 RPM, dependiendo del tipo de ordenador al que estén destinadas.
• Capacidad de Transmisión de Datos: De poco servirá un disco duro de gran capacidad si transmite los datos lentamente.

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