Introducción a la Informática

La palabra Informática, de origen francés, da nombre a la ciencia que estudia los procedimientos para manipular y transformar la información, así como a los mecanismos adecuados para realizar semejante tratamiento de forma automática. Nos aceramos al tema desde esta introducción a la informática.

Cualquier actividad realizada por el hombre exige combinar elementos de conocimiento, valores y conceptos para sintetizar resultados y destilar conclusiones. Una parte importante de esta actividad, tradicionalmente realizada de forma manual, con el apoyo de lápiz y papel, pasa a resolverse de forma automática con la ayuda de la Informática.

La materia prima – Introducción a la Informática

La información es la materia prima que las técnicas y métodos informáticos permiten elaborar, tratar, manipular o procesar.

Aunque en Informática,suelen utilizarse indistintamente los conceptos dato e información, éstos no coinciden estrictamente:
* Dato es todo valor o elemento de conocimiento aprehensible y transmitible.
* Información es un conjunto de datos integrados en un contexto que da pie a su valoración cualitativa y cuantitativa.
Dada la sutil distinción entre ambos conceptos desde el punto de vista informático, acostumbran a utilizarse indistintamente los términos información y conjunto de datos.

Sistemas informáticos – Introducción a la Informática

La aplicación de la Informática a las diversas situaciones a resolver por su mediación se realiza a través de los denominados sistemas informáticos.

Un sistema informático, al igual que todo sistema de cual quier naturaleza, no es más que un conjunto de medios y procedimientos organizados para la consecución de un determinado objetivo. En el caso del sistema informático el objetivo es auto matizar el tratamiento de la información.

Sea cual fuere el caso específico a resolver, el esquema más sintético del sistema informático apropiado coincidirá con la ilustración:
* Entrada. Conjunto de datos o información que debe ser procesada de forma automática.
* Proceso. Núcleo del sistema informático que pone en práctica los métodos de proceso o tratamiento (transformación, elaboración y manipulación) de la información de entrada.
* Salida. Información resultante del proceso operado en el sistema informático.
Si el sistema informático está versado en la confección de informes académicos, la entrada puede coincidir con las calificaciones obtenidas por los alumnos en cada uno de los exámenes realizados durante el curso. La información de salida, resultante del proceso, puede concretarse en una relación de las notas medias correspondientes a cada alumno, en cada una de las asignaturas.

El proceso que realiza el sistema incluye, entre otras actividades, la clasificación de los datos introducidos asignándolos a cada asignatura y alumno, el cálculo de las notas medias y la presentación del informe resultante sobre papel.

Si se trata de un sistema informático capacitado para auto matizar la contabilidad de una empresa, la información de entrada coincidirá con datos de los movimientos económicos habidos en la misma, y la salida con los informes contables y balances resultantes.

Las herramientas informáticas – Introducción a la Informática

Los medios y procedimientos informáticos se manifiestan tanto en la entrada y salida de información como en la zona de proceso del sistema.

La entrada y salida de información se ve afectada por métodos aportados por la ciencia Informática que definen la estructura y formato tanto de los datos de entrada como los de salida. También son criterios informáticos los que determinarán el modo de representación de las informaciones de entrada y salida.

No obstante, es en la zona de proceso del sistema donde se hace patente con toda amplitud la esencia Informática, tanto en métodos como en medios o herramientas.

El siguiente diagrama muestra, dentro de la zona de proceso, las dos herramientas básicas de la Informática; medios cuya actuación coordinada permite procesar los datos de entrada y sintetizar la correspondiente información de salida.

Esquema de un sistema informático

Esquema de un sistema informático

* El ordenador es un dispositivo capaz de aceptar datos de entrada, procesarlos de acuerdo con las indicaciones proporcionaias por el programa, y entregar el resultado del tratamiento realizado: la información de salida.
* El programa es un conjunto ordenado de instrucciones que dictan al ordenador las sucesivas tareas elementales que éste debe realizar para cumplimentar debidamente el tratamiento de información.

Sistema informático

Sistema informático

La naturaleza y complementariedad de ambos medios salta a la vista al comparar el sistema informático con un sistema tan cotidiano como el que permite preparar un café.
* Entrada (ingredientes)
– Sistema informático: números, palabras…, datos en general.
– Sistema para la preparación de café: café molido y azucar.
* Salida (resultado)
– Sistema informático: información elaborada.
– Sistema para la preparación de café: taza de café.
* Proceso
– Sistema informático: tratamiento de los datos de entrada (recogida, clasificación, selección, elaboración…) y presentación al exterior de la información de salida.
El medio físico que realiza el proceso es el ordenador, de acuerdo a las indicaciones que figuran en el programa o secuencia ordenada de instrucciones.
– Sistema para la preparación de café: preparación de la taza de café.
El papel del ordenador -medio físico que realiza el proceso- lo representa ahora el conjunto constituido por el camarero, la cafetera y la taza.
Obviamente, el programa coincide con la receta para la preparación del café.

Analogía entre café y sistema informático

Analogía entre café y sistema informático

El ordenador

A tenor de lo relatado en los párrafos precedentes, cabe definir al ordenador como una máquina para el tratamiento automatizado de la información. Se trata, en definitiva, del medio o herramienta que permite la puesta en práctica de los métodos y técnicas que aporta la ciencia
Informática.

Como se estudiará en un próximo artículo, el ordenador ha seguido una evolución en el tiempo. Del ordenador mecánico se pasó al ordenador construido con componentes electromecánicos. Hasta llegar, finalmente, al ordenador electrónico actual, en cuyos circuitos electrónicos descansa la
responsabilidad de procesar la información, representada, obviamente, por medio de pulsos eléctricos.

Algunas de las características que identifican a la máquina denominada ordenador son las que se detallan a continuación:
* La materia prima del ordenador es la información, repre sentada de forma que sea manipulable por el mismo. Como ya se ha indicado, el ordenador electrónico procesa pulsos eléctricos representativos de la información.
* El ordenador no es una máquina especializacia. Muy al contrario: la versatilidad o propósito general del ordenador es una de sus características esenciales.
El programa de instrucciones es quien determina la actividad o proceso que ejecutará el ordenador en cada situación. De ahí que sea suficiente con alterar el recetario de tareas o programa para que el ordenador lleve a término distintos procesos.
Un mismo ordenador es perfectamente útil para automatizar la contabilidad de una empresa, instruir al usuario acerca de la geografía europea, apoyar el diseño de piezas mecánicas, calcular estructuras arquitectónicas, almacenar el archivo de diagnósticos de un médico, elaborar la minuta de un abogado… Tan solo es preciso complementarlo con el programa adecuado
para cada aplicación.
* El ordenador es una máquina con capacidad para memorizar información; ya se trate de los datos a procesar o del programa que instruye a sus circuitos electrónicos para que ejecuten las tareas apropiadas en cada situación.
* Dado su papel dentro de un sistema informático, el ordenador es una máquina capacitada para la toma de datos (entrada), el tratamiento o elaboración de los mismos (proceso) y la presentación de los resultados al exterior (salida)
Por lo tanto, cuenta con órganos apropiados para recoger los datos entregados por el usuario, operar el tratamiento de los mismos y ofrecerlos al exterior con un formato inteligible para el usuario.

Componentes del ordenador

La última característica enunciada apunta claramente cuál es la arquitectura esencial de un ordenador.
* La Unidad Central de Proceso (CPU), o “cerebro” del ordenador responsable del tratamiento de la información…
* Y un conjunto de dispositivos externos, los denominados periféricos, cuya misión es facilitar la entrada, almacenamiento masivo y salida al exterior de la información.
La agrupación de estos dispositivos da cuerpo a la máquina programable para el tratamiento automatizado de la información que denominamos ordenador (o computador: denominación de origen inglés de uso frecuente en la bibliografía sobre el tema).

El esquema ilustra el emplazamiento de cada una de estas zonas esenciales del ordenador en el recorrido de la información: entre la entrada de los datos a procesar y la salida de la información resultante.

Esquema de un ordenador

Esquema de un ordenador

* Unidad Central de Proceso. Habitualmente se designa por medio de las siglas UCP o CPU (iniciales del apelativo inglés Central Procesing Unit).
La UCP es el auténtico cerebro del ordenador. Su cometido se extiende a:
– Descifrar y ejecutar el programa de instrucciones.
– Controlar el flujo de información dentro del ordenador y hacia el exterior.
– Procesar la información: gestionar su almacenamiento y recuperación, clasificar los datos, operarlos, convertirlos al formato oportuno…
– Gobernar la actuación sincronizada de todos los dispositivos conectados al ordenador.
El ordenador trabaja con la información representada en forma de señales eléctricas no descifrables directamente por el que lo maneja. De ahí que sea preciso contar con medios que faciliten al usuario introducir la información con un formato que le resulte familiar, y que permitan presentar la información de salida con un aspecto legible para el operador humano.

Estos medios son, respectivamente, los periféricos de entrada y salida.
* Periférico de entrada. Organo para facilitar la entrada o captación de datos.
El periférico de entrada más generalizado es el teclado, a través del cual se puede introducir información en el ordenador tecleándola como si se tratara de una simple máquina de escribir.
Otros periféricos de entrada adecuados para la comunicación hombre/ordenador son los lápices ópticos, las tabletas digitalizadoras e incluso los simples interruptores.

El teclado del ordenador es un periférico de entrada

El teclado del ordenador es un periférico de entrada

* Periférico de salida. Organo adecuado para la presentación al exterior de la información resultante.
El más común es la pantalla o monitor de vídeo. Algunos ordenadores de tipo doméstico utiliza un receptor de televisión convencional como periférico de salida.
Otros periféricos de salida extendidos son las impresoras -estampan la información de salida en papel- y los trazadores gráficos.

El monitor del ordenador es un periférico de salida

El monitor del ordenador es un periférico de salida

* Memoria masiva. El cometido de esta unidad periférica es el almacenamiento de grandes volúmenes de información, tanto datos como programas.
La información se deposita en soportes que suelen admitir la doble operación de lectura y escritura. Las unidades de almacenamiento o memoria masiva más extendidas utilizan soportes de tipo magnético; entre ellas cabe mencionar las siguientes:
– Unidades de disco flexible. El soporte de la información es un disco de plástico recubierto por una superficie magnetizable. Los discos son extraíbles de la unidad responsable de su explotación.
– Unidades de disco rígido. El soporte es también un disco magnético, aunque no extraíble de la unidad que gestiona la lectura y escritura de información en el mismo.
– Unidades de cinta magnética. Su actuación es semejante a la de los magnetófonos convencionales que graban y reproducen información musical utilizando como soporte una cinta magnética. En su aplicación informática, almacenan información -datos y programas- utilizable por el
ordenador.

Unidad de disco flexible.

Unidad de disco flexible.

Los programas residen habitualmente en un soporte de memoria masiva, por ejemplo en un disco flexible. Para introducirlos en el ordenador, y de esta forma instruir a la máquina sobre el proceso que debe realizar, basta con depositar el correspondiente disco flexible en la unidad apropiada para que sea leído por la unidad central de proceso del ordenador.

Unidad Central de Proceso

La UCP, núcleo del ordenador, está integrada por tres bloques cuya actuación coordinada hace posible la definición de ordenador como máquina programable para el tratamiento automatizado de la información.
* Procesador
Este bloque engloba a la circuitería electrónica responsable de interpretar el programa, manipular la información, realizar las operaciones aritméticas y lógicas sobre los datos y controlar el funcionamiento organizado del ordenador en su conjunto.
Dos son los pilares básicos del procesador:
– Unidad de control (UC)
Desencadena, controla y coordina el conjunto de tareas elementales que es preciso ejecutar para dar el oportuno tratamiento a la información.
Su actuación obedece estrictamente a las indicaciones aportadas por el programa. Al efecto, recoge una a una las sucesivas instrucciones del programa, leyéndolas de la memoria central; descifra su significado; extrae de la memoria central los datos afectados por la operación elemental a realizar y los canaliza hacia la unidad aritmético-lógica; ordena que ésta ejecute las operaciones a que hubiera lugar; devuelve a la memoria central los resultados generados por la operación elemental en curso… Y tode ello gobernando la actuación sincronizada de cada una de las unidades implicadas en el proceso.
– Unidad aritmético-lógica (UAL)
Su misión es operar los datos que recibe, de acuerdo a las indicaciones dadas por la unidad de control. La circuitería de la UAL está capacitada para realizar operaciones aritméticas elementales y operaciones basadas en la lógica Booleana.
* Memoria central
La memoria central o memoria principal del ordenador es una zona cuya finalidad consiste en almacenar el programa y los datos a procesar, poniéndo esta información al alcance inmediato del procesador.
Sus características esenciales son:
– Alta velocidad de acceso a la información almacenada.
– Posibilidad de aceptar operaciones de lectura y de escritura de información.
– Volatilidad de su contenido: la información memorizada desaparece al interrumpir el suministro energético del ordenador.
La información implicada en el proceso actual es trasladada de la unidad de memoria masiva -periférico de almacenamiento- a la memoria central.
Este transporte es imprescindible, puesto que el procesador opera tan solo con la información depositada en la memoria central.
Una vez concluido el tratamiento, los resultados pueden ser transferidos hacia la memoria externa. Dicha medida evitará la pérdida de la información resultante, puesto que a diferencia de la memoria central -cuyo contenido es volátil-, los soportes de memoria externa preservan la
información aun en ausencia de suministro energético.
* Adaptadores de Entrada/Salida (E/S)
A los adaptadores de E/S corresponde canalizar las transferencias de información entre el interior de la UCP y los dispositivos periféricos asociados.
Se trata concretamente de circuitos electrónicos que reconvierten las señales eléctricas que fluyen en el sistema. A través del correspondiente adaptador de entrada, la UCP recibirá con el código y formato apropiados los datos procedentes de los periféricos de entrada y almacenamiento. A su vez, los oportunos adaptadores de salida transformarán las señales que
parten de la UCP para que los periféricos de salida y de almacenamiento reciban la información con plena garantía de inteligibilidad.

El ordenador en actividad

El ordenador es una máquina esencialmente versátil, capaz de resolver cualquier tarea que tenga que ver con el tratamiento de información; por supuesto, siempre que cuente con el programa adecuado y los oportunos dispositivos periféricos.
A la hora de tener una idea palpable de lo que cabe esperar de un ordenador, es conveniente conocer cómo trabaja. Para ello, resultará ilustrativo comparar la actividad de la máquina con el trabajo cotidiano en la oficina de facturación de una empresa.
La oficina está situada en una habitación provista de dos ventanillas, una de recepción o entrada y otra de salida.
El empleado necesita tener a mano el conjunto de normas que detallan su trabajo así como los datos necesarios para realizar cada tarea. Para ello dispone de un tablero, donde coloca el albarán que contiene los datos de entrada. Este albarán incluye el nombre del cliente con el que se efectúa la operación, así como el tipo de artículos y la cantidad de los mismos.
Sobre el tablero también hay un folleto con la tarifa de precios vigentes y con información sobre los descuentos a aplicar a cada cliente.
Al lado de estos datos se encuentra la lista de normas a seguir para realizar el trabajo. Algo semejante a un programa cuyas instrucciones detallan, paso a paso, las operaciones a poner en práctica.
Como herramienta de cálculo, el administrativo dispone de una pequeña calculadora.
Dado el volumen de la información puesta en juego, es posible que el espacio disponible en el tablero sea insuficiente. Por esta razón el operario dispone de un archivo localizado en una habitación contigua. En este almacén residen los ficheros que guardan la información que no es posible mantener en el tablero por falta de espacio.
En resumidas cuentas, el administrativo sólo lleva al tablero la información necesaria para ejecutar una parte del trabajo. Cuando necesita más datos, por haber concluido esa parte del trabajo o porque los datos no son ya los adecuados, actualizará la información adherida al panel.
Esta es una situación parangonable con la actividad y con el método de trabajo habitual en un ordenador. Cada uno de los elementos descritos tienen su homólogo en la máquina.
La ventanilla de recepción equivale al periférico para entrada de información (normalmente, el teclado) del ordenador. El administrativo, rodeado de sus herramientas operativas (papel, lápiz, calculadora…) gestiona el tratamiento de la información; tarea ésta encomendada a la unidad central de proceso del ordenador.
El panel tiene su reflejo en la memoria central del ordenador, en la que se almacenan los datos y programas en curso de ejecución. Este cuenta con el auxilio de un archivo de gran capacidad -la memoria de masa del ordenador- al que se traslada o del que se extrae la información de trabajo.

Por último, el resultado del trabajo realizado -la factura dirigida al cliente abandona el recinto a través de la ventanilla de salida: una imagen paralela al periférico de salida del ordenador (por ejemplo, la pantalla de visualización).

Hardware y Software

La actuación del ordenador no depende exclusivamente de la precisa conjunción de circuitos electrónicos que lo constituyen, sino de la síntesis de dos componentes:
– La estructura física o conjunto de componentes, circuitos y dispositivos que integran la máquina; y
– El programa o secuencia de instrucciones que “educa” a la estructura física y determinan su actuación específica en cada caso.
Para identificar a estos dos componentes se utilizan los conceptos de hardware y software, términos anglosajones cuyas raí ces sugieren cabalmente su acepción informática.
* Hardware
Hard significa, ni más ni menos, que duro. Ahí nace el término hardware utilizado para designar, genéricamente, a la totalidad de componentes, circuitos electrónicos y dispositivos mecánicos que constituyen el ordenador.,
* Software
Por contraposición, la raíz soft (blando) da pie al término que identifica a la globalidad de elementos de programación, intangibles y susceptibles de ser modificados, que convierten a la estructura física en una máquina programable: el ordenador.

Hasta aquí nuestro artículo de introducción a la informática, que esperamos os sirva para haceros una idea del tema.

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