Conceptos básicos de la computadora

Conceptos básicos de computadora

¿ Qué es una computadora?

Una computadora es un dispositivo electrónico que interpreta y ejecuta comandos programados para operaciones de entrada y salida de datos, de cómputo y lógicas. Aunque las computadoras sean técnicamente complejas, son sencillas en lo conceptual. La unidad central de procesamiento es el núcleo de un sistema de computación y realiza todas las operaciones lógicas y de cómputo (es decir, el procesamiento general). Un sistema de computación debe ser capaz de llevar a cabo cuatro funciones fundamentales: entrada de datos, procesamiento, almacenamiento y salida de datos.

Sistemas de computación

Las computadoras pueden tener una gran variedad de formas, por ejemplo, cúbica, en U, cilíndricas y de cuaderno. No obstante, la característica distintiva de cualquiera de ellas es su tamaño -pero no el físico-, sino su capacidad de cómputo. En general, el tamaño o la capacidad de cómputo es la cantidad de procesamiento que puede realizar un sistema de cómputo en una unidad de tiempo. Las computadoras mainframe tienen mayor capacidad de cómputo que las computadoras personales, a las que también se conoce como microcomputadoras (o “micros”). Las mainframe varían mucho en tamaño, desde las medianas utilizadas en pequeñas empresas, hasta las grandes que son usadas por miles de personas. Las supercomputadoras, las más poderosas, tienen una capacidad de cómputo mayor que la de cualquier mainframe. De acuerdo con sus características, la capacidad de cómputo de una estación de trabajo se sitúa en algún punto entre la PC y mainframe de tamaño medio.

¿Qué puede hacer una computadora?

Las computadoras realizan dos operaciones: entrada / salida y procesamiento.

· Operaciones de entrada / salida: lectura y escritura. Las computadoras llevan a cabo operaciones de entrada / salida o E / S. La computadora lee de los dispositivos de entrada y almacenamiento, y escribe en los dispositivos de salida y almacenamiento. La captura de los datos de entrada puede ser realizada directamente por los usuarios finales o por capturistas profesionales. Lo habitual es que la información se capture con el teclado de una terminal o PC, o que se obtenga de fuentes mágicas, como los disquetes. Una vez procesados los datos, se “escriben” en un disco magnético o en un dispositivo de salida, como una impresora.

· Operaciones de procesamiento: cálculos matemáticos y toma de decisiones. La computadora es un ente totalmente objetivo. Cualquier par de computadoras a las que se instruya para ejecutar una misma operación generarán el mismo resultado. Esto se debe a que la computadora puede ejecutar solo operaciones de cómputo y lógicas.

Lenguajes de computación

· El lenguaje de máquina. Quizá se haya odio hablar de lenguajes de programación , como Visual BASIC y C++. Existen docenas de lenguajes de programación que se usan comúnmente. Sin embargo, a fin de cuentas, Visual BASIC y C++, así como otros lenguajes, se traducen al único lenguaje que entiende la computadora: el lenguaje máquina, que se desarrolla mediante cadenas de dígitos binarios.

· Lenguajes orientados a procedimientos. La introducción de lenguajes de programación más amistosos en 1955 permitió un cambio cualitativo en la comodidad de los programadores, ya que estos pudieron escribir una sola instrucción en lugar de numerosas y fastidiosas instrucciones en lenguaje máquina. Estos primeros lenguajes estaban orientados a los procedimientos, esto es, requerían que los programadores resolvieran los problemas mediante la lógica tradicional de programación. Así el programador codifica o escribe las instrucciones en la secuencia en la que deben ejecutarse para resolver el problema. Ejemplos de este tipo de lenguajes son el COBOL y el FORTRAN, ambos introducidos a fines de los cincuentas.

· Los lenguajes orientados a objetos y la OOP. En los lenguajes orientados a los procedimientos, el énfasis se pone en qué se hace (la acción). En los lenguajes orientados a objetos. El énfasis se encuentra en el objeto de la acción, de ahí la orientación del objeto. La estructura jerárquica, de arriba debajo de la programación orientada a objetos (OOP) permite que sea más fácil diseñar y entender los programas. Asimismo, la tendencia en programación va en el sentido de usar más imágenes, videos y sonidos. La OOP maneja estos elementos mejor que los lenguajes por procedimientos. En esta categoría de lenguajes encontramos a Smalltalk y C++.

· Los lenguajes de cuarta generación (4GL). Por lo general, son los especialistas en computación quienes programan con lenguajes por procedimientos o por objetos. Pero la programación con los lenguajes de cuarta generación (4GL), además de estar a cargo de los especialistas, también puede ser realizada por los usuarios finales, pues es más sencilla. Los usuarios escriben programas de 4GL para consultar (extraer información de) una base de datos y crear sistemas de información personales o para el departamento de una compañía. Los lenguajes de cuarto generación utilizan instrucciones de alto nivel, parecidas al inglés, para recuperar y darle formato a los datos de consultas y reportes.

· Lenguajes visuales: iconos en lugar de palabras. La programación para las aplicaciones actuales con interfaz gráfica es mucho más complicada que para las aplicaciones basadas en texto de hace 10 o 20 años. Contar con la eficiencia de la programación orientada a objetos (OOP) permitió a los programadores mantener el ritmo durante un tiempo, pero el puro volumen de instrucciones necesarias para crear software de interfaz gráfica resulta abrumador. Aquí entra en escena la programación visual, que eleva de nivel a la programación orientada a objetos, reemplazando instrucciones de texto por iconos simbólicos, cada uno de los cuales representa un objeto o función común de programación. Visual Basic es uno de los lenguajes más utilizados, tanto por usuarios ocasionales como por desarrolladores profesionales de software.

· Lenguajes naturales. Los lenguajes naturales se refieren al software que permiten al sistema de computación aceptar, interpretar y ejecutar instrucciones en el lenguaje materno, llamado “natural”, del usuario final, aunque por lo general es en inglés. La premisa que sostiene al lenguaje natural es que el programador o usuario requiere muy poca o ninguna capacitación; el programador simplemente escribe, o quizá pronuncia, las especificaciones de procesamiento sin importar la sintaxis de la instrucción.

Resolución de problemas mediante la computadora

En pocas palabras, las computadoras son rápidas, exactas, constantes y fiables; nunca olvidan nada, y no se quejan.

· Velocidad 300 km/milisegundos. Las computadoras realizan diversas actividades al ejecutar las instrucciones, como las comentadas en secciones previas. Tales operaciones se miden en milisegundos, microsegundos, nanosegundos y picosegundos.

· Exactitud sin errores. Las computadoras no solo son exactas, sino que su exactitud refleja una gran precisión. Aunque llegan a ocurrir en los sistemas de información computarizados, muy pocos errores pueden atribuirse a la computadora en sí. En todo caso, son errores humanos.

· Consistencia.

· Fiabilidad.

· Capacidad de memoria casi ilimitada.

· Computación personal. El crecimiento de la computación personal ha producido un creciente número de programas que son la base de la misma en el mundo del hogar y los negocios. Algunas de las herramientas de productividad más populares son las siguientes: procesador de palabras, autoedición, hoja de cálculo, bases de datos, gráficos y comunicaciones.

· Comunicación. Las computadoras son las herramientas de comunicación que facilitan la comunicación electrónica entre personas y computadoras.

· Ciencia, investigación e ingeniería. La computadora se utiliza como herramienta en la experimentación, diseño y desarrollo.

· Educación y consulta. La computadora interactúa con los estudiantes para mejorar el proceso de aprendizaje. El adiestramiento computarizado esta teniendo efectos profundos en los métodos educativos convencionales.

· Diseño asistido por computadora (CAD). Es el uso de computadoras en el proceso de diseño.

· Entretenimiento y educación. Cada vez se diseñan y crean más aplicaciones para fines de entretenimiento. Existe software que por sus características combinadas se ha denominado software de educación y entretenimiento.

Sistema Operativo MS - DOS

El sistema operativo es lo que da flexibilidad para abordar gran variedad de trabajos a una computadora de propósito general, como una PC o la mainframe de una corporación.

Desde 1990, el sistema operativo preferido por la gran mayoría de usuarios de PC's ha estado definido por el sistema operativo MS - DOS. Este domina por estas razones:

 La mayoría de los usuarios trabaja en un ambiente de un solo usuario, con una aplicación a la vez.

 Se han creado miles de paquetes de software para este.

 Millones de personas están familiarizadas con este sistema y tienen reticencias para cambiarlo.

 Los usuarios han hecho una tremenda inversión en el software y en el hardware que se ejecuta en este sistema operativo.

Los objetivos del sistema operativo MS - DOS son:

 Facilitar la comunicación entre el sistema de computación y la gente que lo maneja. La interfaz a través de la cual los usuarios emiten los comandos relacionados con el sistema es parte del sistema operativo.

 Facilitar la comunicación entre los componentes del sistema de computación. El sistema operativo coordina los recursos del sistema para maximizar el rendimiento, esto es, la cantidad de procesamiento entre la unidad de tiempo.

 Maximizar el rendimiento.

 Minimizar el tiempo necesario para ejecutar un comando del usuario. En los sistemas interactivos actuales, cualquier reducción de tiempo de espera, por pequeña que sea, rinde dividendos en la eficiencia del usuario.

 Optimizar el uso de los recursos del sistema de computación. El sistema operativo está detectando constantemente cuáles tareas deben llevarse a cabo y qué recursos (procesador, RAM y dispositivos periféricos) están disponibles para realizarlas. La increíble velocidad del sistema de cómputo hace que las decisiones sobre asignación de recursos se tomen también a velocidad de computadora. Cada milisegundo, el procesador toma decisiones acerca de cuales recursos debe asignar a cuales tareas.

 Llevar el control de los archivos en el almacenamiento de un disco. El sistema operativo y sus programas de utilería para administración de archivos y discos permiten al usuario realizar diversas tareas, como hacer copias de respaldo de los discos de trabajo, borrar del disco archivos que ya no son necesarios, hacer consultas acerca del número y el tamaño de determinados archivos de un disco, así como preparar los discos nuevos para su uso. El sistema operativo también maneja muchas tareas, relacionadas con los archivos y los discos, que son transparentes (invisibles) para el usuario final. Por ejemplo, el sistema operativo lleva el control de la ubicación física de los archivos en el disco a la que nosotros, como usuarios, solo nos referimos por el nombre (por ejemplo, mini archivo o resumen de este año), cuando los cargamos del disco a la RAM.

 Proporcionar una cubierta de seguridad al sistema de computación. El sistema operativo puede permitir o negar a un usuario el acceso al sistema en general o a determinados archivos, como las contraseñas.

 Monitorear todas las capacidades del sistema y alertar al usuario de fallas o de posibles problemas del sistema. El sistema operativo mantiene un “inventario” permanentemente actualizado de recursos como RAM, capacidad del microprocesador, estado de los dispositivos de salida, etc., y casi siempre está en la capacidad de desplegar mensajes de alerta cuando ocurren, por ejemplo, conflictos de memoria o de recursos para manejo de dispositivos, con el fin de que el usuario no pierda, o lo haga en la menor medida posible, información.

Bibliografía

Introducción a las Computadoras y a los sistemas de información

Long Larry, Long Nancy

Prentice Hall

Quinta edición