Módulo 1.Fundamentos de InformáticaInformática y Programación

Escuela de Ingenierías Industriales y Civiles

Grado en Ingeniería Química

Curso 2010/2011

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• Tema 1. Introducción y conceptos básicos

• Tema 2. Representación de la información

• Tema 3. Hardware

• Tema 4. Software. Paquetes software aplicados a ingeniería

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CONTENIDO

DefinicionesInformáticaLa definición que encontramos del término informática en el diccionario de la Real Academia Española de la Lengua:

“Conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de ordenadores.”

Otras definiciones:

“La informática trata de la adquisición, representación, almacenamiento, tratamiento y transformación de la información” (Prieto et al., 1989)

“La disciplina informática es el cuerpo de conocimiento que trata del diseño, análisis, implementación, eficiencia, y aplicación de procesos que transforman la

información” (Tucker et al., 1994)

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DefinicionesOrigen en un término francés, Informatique y tras contraer dos vocablos: INFORmacióny autoMÁTICA. Usado de forma análoga al concepto anglófono Computer Scienceand Engineering, o el más reciente Informatics.

“Computadora, computador u ordenador es una máquina capaz de aceptar unosdatos de entrada, efectuar con ellos operaciones lógicas y aritméticas, y proporcionarla información resultante a través de un medio de salida; todo ello sin intervención deun operador humano y bajo el control de un programa de instrucciones previamentealmacenado en la propia computadora.”

La secuencia de pasos u operaciones que describen de forma precisa la realización de unatarea es un algoritmo.

Un ordenador puede realizar toda tarea para la que exista un algoritmo que definaqué acciones debe ejecutar para obtener los resultados a partir de los datos deentrada. (García Molina, 2005)

¿Cumple la definición una calculadora?

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DefinicionesDecíamos

(…) una máquina capaz de aceptar unos datos de entrada, efectuar con ellos operacioneslógicas y aritméticas, y proporcionar la información resultante a través de un medio de salida(…)

• Los datos son conjuntos de símbolos utilizados para expresar o representar un valornumérico (p.e. se ha medido una temperatura o concentración de un elemento gaseoso),un hecho (se ha movido el ratón), un objeto, etc.; en la forma adecuada para ser tratada.

• Existirá una codificación de dicha información a la entrada, para hacerla comprensible alordenador (binaria), y otra a la salida, para hacerla de nuevo comprensible para elhumano.

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DefinicionesEl computador está compuesta por elementos hardware y software:

• Hardware (HW): Elementos físicos que constituyen un sistema informático(excluyendo a las personas). Así, es hardware el propio ordenador, las impresoras,los discos, los CD,, las tarjetas de sonido, el ratón, el teclado, etc.

• Software (SW): Elementos lógicos que dotan al hardware de un sistemainformático de capacidad para realizar algún tipo de trabajo o tarea de maneraautomática. Los programas y aplicaciones informáticas son software: sistemasoperativos, procesadores de texto, programas de diseño gráfico, videojuegos, etc. G

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Definiciones

Aplicación informáticaConjunto de uno o varios programas y que, ejecutada en uno o varios computadores, realiza un determinado trabajo o tarea.

Sistema informáticoConjunto de elementos físicos y lógicos (computadores, monitores, teclados, ratones, impresoras, personas, etc.) que, mediante la explotación de aplicaciones informáticas, y de forma coordinada y cooperativa, permiten resolver un problema dado.

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Antecedentes históricos4000 – 1200 AC Los habitantes de la civilización sumeria guardan registros de sus transacciones comerciales en tablas de arcilla.

3000 AC Se inventa el ábaco en Babilonia, pudiendo considerarse un precursor del ordenador actual

1300 El ábaco de alambre y cuentas reemplaza a las varillas de cálculo chinas.

Siglo XVII Blaise Pascal y Leibniz en sus esfuerzos por crear dispositivos que automatizaran operaciones matemáticas, crean respectivamente la primera máquina de sumar mecánica, y la primera máquina que suma, resta, multiplica y divide.

Inicio XIX Joseph Marie Jacquard, inventa un telar mecánico cuyos diseños se reproducían gracias a una serie de tarjetas perforadas.

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Antecedentes históricos1834-35 Babbage diseña la máquina analítica. La diseña con Memoria, Unidad de cálculo y Unidad de control basada en tarjetas perforadas. La tecnología de la época no permite construirla.

1889 Se elige el sistema de tabulaciones eléctricos de Hollerith parautilizar en el censo de EEUU de 1890.

1936 Konrad Zuse observa que los programas compuestos de bits sepueden almacenar, finalizando una Z3 en 1941.

1945 Trabajando en el diseño del EDVAC, John von Neuman introduceel concepto de programa almacenado.

Años 50 surgen las primeras concepciones con fines científicos,además de distintos avances tecnológicos en la construcción dememorias como el uso de los núcleos de ferrita. Numerosos avancesposteriores nos han llevado de modo vertiginoso hasta hoy día.

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Antecedentes históricosLa evolución de los computadores se divide en cinco generaciones atendiendo a losdistintos avances tecnológicos:

• Primera generación. Ordenadores construidos basados en válvulas electrónicasy tubos de vacío. Requerían de una amplia superficie, consumían gran energía, yse averiaban con frecuencia. Su uso era básicamente con fines científicos ymilitares, siendo las tarjetas perforadas y/o las cintas magnéticas el mecanismopara la entrada y salida de datos.

• Segunda generación. La aparición de los transistores y la memoria de núcleosde ferrita reduce el tamaño y consumo de los ordenadores (finales de los 50hasta mediados de los 60). Cintas magnéticas para la entrada y salida de datos,la aparición de lenguajes como FORTRAN y COBOL extienden los campos deaplicación.

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Antecedentes históricos

• Tercera generación. Desde mediados de los 60, la aparición de los circuitosintegrados de silicio o chips, provoca un gran paso en la evolución de lascomputadoras, al hacer posible el diseño de componentes electrónicosmicroscópicos, que reducen el consumo y aumentan el número de operacionespor segundo.

• Cuarta generación. Los circuitos integrados a gran escala durante los años 70acercan el uso de los ordenadores al usuario doméstico.

• Quinta generación. Desde el comienzo de los años 80, los ordenadorespersonales son un hecho. Sus prestaciones no paran de crecer, y su horizonte deaplicaciones cubre cada vez áreas de mayor importancia. En nuestros días esquizás la computación móvil una de las mayores líneas de evolución. G

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ClasificaciónExisten varios criterios de clasificación de los ordenadores. Según el modo deoperación:

• Digitales: Procesan datos que se representan por señales “discretas”, que solopueden tomar dos valores (0, 1).

• Analógicos: Procesan datos que se representan por señales físicas (eléctricaspor lo general) proporcionales a los valores de las variables (tensión, intensidad,presión, etc.). Pueden actuar en paralelo, por lo que pueden resolver losproblemas más rápidamente, pero son más propensas al error, razón por la cualno se emplean en trabajos que requieran gran precisión.

• Híbridos: Comprenden características de los dos tipos anteriores.

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ClasificaciónSegún el propósito:

• De propósito general: Pueden ser usadas en cualquier tipo de proceso de datos,tales como la gestión administrativa, cálculo científico o técnico, etc.

• De propósito específico: Se construyen para una aplicación concreta (control dealtos hornos, control de tráfico aéreo, etc.). Ejecutan uno o muy pocosprogramas. La mayoría de estos ordenadores están empotrados, forman partede algún sistema pero no se puede acceder a ellos directamente.

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ClasificaciónSegún el tamaño:

• Supercomputadores Macroordenadores (mainframes): Máquinas multiusuariode gran capacidad de proceso, velocidad, fiabilidad, tamaño y precio. Se usanpara gestión de grandes empresas, centros de investigación, etc.

• Miniordenadores: Tienen menor potencia, velocidad, tamaño, etc. Diseñadaspara un menor número de usuarios. Se usan para gestión de empresasmedianas, de pequeño volumen de negocios

• Estaciones de trabajo (workstations): Son ordenadores potentes ygeneralmente usados para trabajar bajo el sistema operativo Unix. Una de susmás destacadas características es su conectividad a redes.

• Microordenadores o PC (Personal Computer): Ordenadores de pequeñotamaño y precio. Son generalmente monousuario y multitarea.

• Ordenador portátil: Es un ordenador personal o PC de poco peso, lo que facilitasu transporte para realizar trabajos desde fuera del domicilio o la oficina.

• PDA y teléfonos móviles: Dispositivos de mano originalmente utilizados comoteléfonos y que actualmente poseen sistemas operativos similares a los PC.

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Aplicaciones• Control de procesos industriales: Controlar condiciones hidrométricas, niveles

de contaminación, gestión de errores en cadenas de producción, etc.

• Inteligencia artificial: Es la parte de la Informática relacionada con laautomatización del comportamiento inteligente. En ella se considera al serhumano como un agente que interactúa con el mundo..

• Robótica industrial: Por ejemplo en las fábricas de automóviles, donde elmontaje de muchas piezas y el pintado de las carrocerías lo realizan robotscontrolados por un ordenador.

• Aplicaciones técnico-científicas: Ejemplos como la predicción meteorológica, elcontrol de tráfico, el control de satélites o los programas de simulación.

• Aplicaciones militares: Sistemas computerizados de radar, conducciónautomatizada de misiles, espionaje militar por satélite, etc.

• Gestión empresarial: Para el control de la contabilidad, nóminas, facturación,gestión de mercancías, la gestión de personal o el control de cuentas bancarias. G

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Aplicaciones• Aplicaciones médicas: Diagnóstico clínico, mantenimiento de historiales, control

de pacientes en UCI o gestión de las analíticas.

• Herramientas ofimáticas: Como pueden ser procesadores de textos, bases de datos, hojas de cálculo, presentaciones o retoque fotográfico.

• Gráficos por computador: Aplicaciones lúdicas, efectos especiales, visualización, arte digital, etc.

• Internet: Correo electrónico (Gmail, Hotmail, Yahoo, etc.), buscadores y herramientas en línea (Google, Google Maps, Flickr, Picasa, Google Docs, Dropbox, Calendar), en definitiva el uso de la red como almacén de información disperso.

• Redes sociales: Son herramientas en línea para promover la comunicación entre los usuarios. Entre ellas están Facebook, Myspace, Tuenti, Twitter.

• Otros usos: También se puede utilizar para la educación (Google académico), prensa, ocio, entretenimiento o aplicaciones domésticas. G

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Aplicaciones. Ofimática• Procesadores de textos

• Bases de datos

• Hojas de cálculo

• Presentaciones

• Retoque fotográfico

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Aplicaciones. InternetCorreo electrónico: ulpgc, gmail, hotmail, yahoo, etc. Spam, ojos con los virus.

La red como almacén de información disperso ¿cómo buscar? Google

Trabajo en comunidad, wikipedia, en español, wikilibros, wikcionario, wikmapia, etc.

Redes sociales, amistades y demás: Facebook, Myspace, Tuenti

Youtube, podcast, podcast-es, podcastellano, p.e. para aprender inglés,

Podcasting (definición de la wikipedia). El podcasting consiste en crear archivos desonido y distribuirlos mediante un archivo RSS de manera que permita suscribirsey usar un programa que lo descargue para que el usuario lo escuche en elmomento que quiera, generalmente en un reproductor portátil.

Blogs o cuadernos de bitácora. Para buscar en blogs technorati, blogs en Canarias:Planeta Canarias

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Aplicaciones. InternetGoogle, google maps, google earth, docs, agenda, etc.

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Aplicaciones. Inteligencia ArtificialInteligencia Artificial: Parte de la Informática relacionada con la automatización del

comportamiento inteligente.

El ser humano interactúa con el mundo.

Dos tipos de máquinas:

Esfuerzo Físico: Ingenierías Clásicas

Proceso de Información: Informática

Ejemplos:

Detección y reconocimiento de caras

Robosoccer

Demos robots (ASIMO, ASIMO)

Lúdico, juegos

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Aplicaciones. Gráficos por Computador

Aplicaciones lúdicas, efectos especiales, visualización, arte digital, etc.

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Aplicaciones. Puntos débiles• Implicaciones sobre la propiedad intelectual

• Deshumanización del trabajo

• Peligros del crimen tecnológico

• Amenaza a la privacidad personal

• Tecno–dependencia (riesgo de fallos de los ordenadores)

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Bibliografía• Fundamentos de Informática y Programación para Ingeniería.

Ejercicios Resueltos para C y Matlab. Modesto Castrillón et al, Paraninfo, 2011.

• Introducción a la informática, A. Prieto Espinosa, A. Lloris Ruiz, J.C. Torres Cantero, McGraw-Hill, Madrid, 1989. (Cap. 1 y 14)

• Introducción a la informática, George Beekman

• Una introducción a la programación. Un enfoque algorítmico. J. García Molina et al., Thomson, 2005. (Cap. 1)

• El Ordenador, Documental (enlaces a youtube más abajo)

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