Clase Programación 12

Programación

Clase 12. Hardware y Software Prof. Gonzalo Müller [email protected]

Facultad de Ingeniería Universidad Central de Venezuela

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Normalización de un programa:
Notación.
Documentación.
Indentación. Errores de Programación:
Error Algorítmico: Error de Concepción.

Error de Lógica.


Error de Codificación o Sintaxis: Error de Trascripción. Error de Uso.

Error de Omisión.

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El Programador


Un programador es aquel:
Tiene la capacidad para describir la solución a un problema a través de un secuencia de pasos.
Es capaz de transformar esa secuencia de pasos a un lenguaje que la computadora puede efectuar.
Conoce las características, el funcionamiento de la computadora y las tecnología asociadas.
Establece los tipos de datos y diseña las estructuras de datos requeridas a utilizar en la resolución de un problema. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 3

El Programador


Un programador es aquel:
Tiene la capacidad para describir la solución a un problema a través de un secuencia de pasos.
Es capaz de transformar esa secuencia de pasos a un lenguaje que la computadora puede efectuar.
Conoce las características, el funcionamiento de la computadora y las tecnología asociadas.
Establece los tipos de datos y diseña las estructuras de datos requeridas a utilizar en la resolución de un problema. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 4

El Programador


Un programador es aquel:
Tiene la capacidad para describir la solución a un problema a través de un secuencia de pasos.
Es capaz de transformar esa secuencia de pasos a un lenguaje que la computadora puede efectuar.
Conoce las características, el funcionamiento de la computadora y las tecnología asociadas.
Establece los tipos de datos y diseña las estructuras de datos requeridas a utilizar en la resolución de un problema. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 5

El Programador


Un programador es aquel:
Tiene la capacidad para describir la solución a un problema a través de un secuencia de pasos.
Es capaz de transformar esa secuencia de pasos a un lenguaje que la computadora puede efectuar.
Conoce las características, el funcionamiento de la computadora y las tecnología asociadas.
Establece los tipos de datos y diseña las estructuras de datos requeridas a utilizar en la resolución de un problema. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 6

Hardware y Software


Hardware: Elementos físicos que forman el computador:
Monitor, Teclado, Disco Duro, Memoria, etc.


Software: Todo aquel elemento no físico del sistema computador:
Datos.
Programas.

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Hardware y Software

Datos

Programas

Sistema Operativo

Hardware

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Hardware y Software

Datos

Programas

Sistema Operativo

Hardware Impone Limitaciones y Reglas Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 9

Hardware y Software

Datos

Programas

Sistema Operativo

Hardware Hay que conocerlo! Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 10

Computador


Máquina que computa o calcula.
Es un sistema capaz de almacenar y procesar grandes cantidades de información con extrema precisión y rapidez.

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Computador


Un computador o PC, consta de distintas partes interconectadas entre sí, que trabajan coordinadamente.

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Computador


Los elementos básicos de un computador son:
Procesador.
Memoria.
Dispositivos de entrada.


Teclado, Ratón, etc.


Dispositivos de salida.


Monitor, Impresora, etc.


Dispositivos de almacenamiento:


Disco Duro, CD, etc. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 13

Elementos Básicos de un Computador


Procesador: Se encarga de realizar las operaciones aritméticas y lógicas, así como de coordinar el funcionamiento de todos los demás componentes.

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Elementos Básicos de un Computador


Memoria: Es donde se guardan los datos y los programas que el procesador esta utilizando.

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Elementos Básicos de un Computador


Disco Duro: Dispositivo de almacenamiento capaz de mantener la información (datos y programas) cuando el computador es apagado.

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Elementos Básicos de un Computador


Diskettes y CDs: Tienen unas características y propiedades similares a las de los discos duros, con la diferencia que los discos duros tienen mucha mas capacidad. Son extraíbles y sirven para pasar información de de un PC a otro con gran facilidad.

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Elementos Básicos de un Computador


Pantalla o Monitor: Elemento del computador a través del cual pide los datos y muestra los resultados.

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Elementos Básicos de un Computador


Teclado: Es el elemento mas utilizado para introducir información alfanumérica.

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Elementos Básicos de un Computador


Ratón: Es el dispositivo mas utilizado para introducir información no alfanumérica, tal como, seleccionar una entre varias opciones de un menú o caja de diálogo.

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Sistema Computador


Sistema Computador:
Propuesto por Von Neumann en 1948.
Un conjunto de instrucciones es almacenado en la memoria del computador, la cuales le indican al computador las acciones a realizar.
El computador sólo tiene que leer instrucción a instrucción y realizarlas.

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Sistema Computador CPU

Unidad AritméticoLógica

Unidad de Control

Unidades de Entrada

Memoria Principal Almacenamiento Secundario Esquema de Von Neumann Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 22

Unidades de Salida

Sistema Computador


Unidad Central de Proceso (CPU): Es el corazón del computador, se encarga de realizar todas las operaciones aritméticas y lógicas además de coordinar el funcionamiento de todos los demás componentes para que sigan las instrucciones de un programa. Para ello dispone generalmente de dos componentes que se suelen llamar Unidad Aritmético-Lógico y Unidad de Control.

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Sistema Computador
Unidad de Control: Toma de la memoria principal una instrucción y genera de acuerdo con el estado actual de los dispositivos, las señales de control dirigidas a estos, para que realicen las operaciones implicadas en la ejecución de la instrucción. Esto se denomina operación elemental y se realiza en un ciclo de reloj.

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Sistema Computador


Memoria Principal: Es el componente donde se almacenan los datos y los programas en uso por la unidad central de proceso. En ella no se efectúa ningún procesamiento, solo almacenamiento y recuperación de información.

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Sistema Computador


Unidades de Entrada: Se caracterizan por permitir la comunicación del exterior:
Teclado.
Ratón.
Escáner.
Módem.
entre otros.

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Sistema Computador


Unidades de Salida: Se caracterizan por permitir la comunicación de la unidad de proceso al exterior:
Monitor.
Impresora.
Plotters.
Módem.
entre otros

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Sistema Computador


Unidades de Almacenamiento Secundario: Fundamentalmente sirven para almacenar programas y datos que no requieren estar en la memoria principal en un instante dado. Normalmente utilizados para almacenamiento de grandes volúmenes de información.
Unidades de Diskettes.
Discos Duros.
Unidades de Discos Compactos, etc. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 28

Sistema Operativo


Es un programa que se suministra servicios de gestión de los dispositivos del computador, estableciendo la comunicación entre estos y las diferentes aplicaciones de forma sencilla, eficiente, ordenada y segura.

Hardware

Sistema Operativo

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Software

Sistema Operativo Sistema Operativo toma el programa del almacenamiento secundario, lo carga en memoria principal y luego lo ejecuta.

1º Cargar en Memoria

2º Ejecutar Programa Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 30

Sistema Operativo


Funciones del Sistema Operativo:
Administración de Proceso:


Ejecución de programas.




Comunicación entre proceso.


Administración de Memoria.
Operaciones de entrada y salida.
Administración de archivos de todo tipo.
Detección y notificación de errores. Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 31

Memoria Elemento Esencial, ya que almacena los programas y los datos. Programa

Datos

Datos

756

890

1056

Programa Programa

1856

2789


Elemento con el que se relaciona más intensamente el programador.

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Memoria


Tipos de memorias:
ROM: Memoria de solo lectura (Read Only Memory) Contiene la información esencial para el funcionamiento del computador almacenada por el fabricante.
Su contenido es permanente y no requiere de electricidad para mantenerla.
No se puede almacenar información en esta.


No es de interés para el programador Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 33

Memoria
RAM: Memoria de acceso aleatorio (Random Access Memory)


Read Write Memory.


Permite la Escritura.




Permite la Lectura.




Se puede almacenar en cualquier parte de la memoria.




Requiere de energía eléctrica para mantener la información almacenada.

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Memoria


Se almacena los programas que diseñamos.




Se almacena los datos a procesar y resultados.




Es accesada constantemente por el programa.




Cuando hablemos de “memoria” nos estaremos refiriendo a memoria RAM.

Es Fundamental para el Programador

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Memoria


Localidades:


La memoria esta organizada en localidades de almacenamiento.




Cada localidad es de un tamaño específico.




Cada localidad esta identificada mediante una dirección. Tamaño

1

Localidad

2

3 Dirección

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N

Bits y Bytes


Bit: es la localidad de almacenamiento más pequeña.
Físicamente constituye un elemento biestable que esta encendido o apagado.
Es capaz de almacenar un 1 ó un 0.

Bit Apagado Encendido

Almacena 0 1

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Bits y Bytes
Aislado sirve de poco por lo que se trabaja en forma conjunta.

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Bits y Bytes
Aislado sirve de poco por lo que se trabaja en forma conjunta. Ejemplo: 2 bits puede representar 4 situaciones: Bit 1

Bit 2

Almacena 00 01 10 11

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Bits y Bytes Ejemplo: 3 bits puede representar 8 situaciones: Bit 1

Bit 2

Bit 3

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Almacena 000 001 010 011 100 101 110 111

Bits y Bytes Así sucesivamente n bits trabajados conjuntamente puede expresar 2n situaciones distintas

n bits → 2n posibilidades

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Bits y Bytes


Byte: es un conjunto de 8 bits.
En los computadores la localidad de menor tamaño es un byte. Tamaño: 8 bits

1

Localidad

2

N Dirección

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Bits y Bytes
En un byte se puede representar hasta 28 = 256 situaciones que van desde 0000000 hasta 11111111

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Bits y Bytes
En un byte se puede representar hasta 28 = 256 situaciones que van desde 0000000 hasta 11111111
Hoy en día el byte es una unidad pequeña por lo que la memoria se suele medir en: Kilobyte: 1 KByte = 1024 Bytes
Megabyte: 1 MByte = 1024 KB
Gigabyte: 1 GByte = 1024 MB
Terabyte: 1 TByte = 1024 GB
Petabyte: 1 PByte = 1024 TB
Exabyte: 1 EByte = 1024 PB
Zettabyte: 1 ZByte = 1024 EB


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Bits y Bytes


Dirección: Identifica una localidad de memoria.
Permite accesar a una localidad en particular.


Es necesario para el programador conocer la dirección de un dato en particular.

Ejemplo: En la dirección 7856 de la memoria se encuentra almacenado el valor 524. Contenido

524 7856

Dirección

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Sistemas de Numeración


El computador solo es capaz de almacenar un conjunto de 0s y 1s, por lo tanto si se desea almacenar un valor como 524 es necesario realizar la conversión a 0s y 1s, lo que lleva a utilizar diferentes sistemas de numeración.


Los sistema de numeración más utilizados son:
Sistema Binario.
Sistema Hexadecimal.

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Sistemas de Numeración


Sistema numeración Decimal.
Alfabeto: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Cardinalidad del alfabeto: 10
Cada dígito tiene un valor relativo según la posición que ocupa.

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Sistemas de Numeración


Sistema numeración Decimal.
Alfabeto: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Cardinalidad del alfabeto: 10
Cada dígito tiene un valor relativo según la posición que ocupa. Ejemplo: Posición Digito

2 8

1 7

8 x 102 + 7 x 101 + 6 x 100 = 876 Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 48

0 6

Sistemas de Numeración


Sistema numeración Binario.
Alfabeto: 0 1
Cardinalidad del alfabeto: 2
Cada dígito tiene un valor relativo según la posición que ocupa.
Notación : NÚMERO2

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Sistemas de Numeración Ejemplo: Obtener la representación decimal de 1012: Posición Digito

2 1

1 0

1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 = 5

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0 1

Sistemas de Numeración


Sistema numeración Hexadecimal.
Alfabeto: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
Cardinalidad del alfabeto: 16
Cada dígito tiene un valor relativo según la posición que ocupa.
Notación : NÚMEROH Dígito Valor

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 51

Sistemas de Numeración Ejemplo: Obtener la representación decimal de FA1H :

Posición Digito

2 F

1 A

F x 162 + A x 161 + 1 x 160 =

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0 1

Sistemas de Numeración Ejemplo: Obtener la representación decimal de FA1H :

Posición Digito

2 F

1 A

F x 162 + A x 161 + 1 x 160 = 15 x 162 + 10 x 161 + 1 x 160 = 4001

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0 1

Sistemas de Numeración
Es más utilizado por los programadores.
Normalmente las direcciones de memoria se expresan en Hexadecimal.
Permite expresar en forma más compacta que en binario. Hexadecimal Binario

0 1 2 3 4 5 6 7 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111

Hexadecimal Binario

8 9A B C D E F 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 54

Sistemas de Numeración Ejemplo: Obtener la representación Hexadecimal de 0100000012:

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Sistemas de Numeración Ejemplo: Obtener la representación Hexadecimal de 0100000012: 010000001

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Agrupar de 4 en 4

Sistemas de Numeración Ejemplo: Obtener la representación Hexadecimal de 0100000012: 010000001 0

1000 8

0001 1 A partir de la tabla se toma el valor correspondiente en hexadecimal para el cuarteto

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Sistemas de Numeración Ejemplo: Obtener la representación Hexadecimal de 0100000012: 010000001 0

1000 8 81H Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 58

0001 1

De Base cualquiera a Decimal

Dígitos −1

NÚMERO =

∑ Dígito

k

k =0

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* Base

k

De Decimal a una Base cualquiera NumeroABase(numero, base) resultado = 0 posicion = 1 cociente = numero cociente = cociente \ base residuo = cociente % base resultado = resultado + residuo*posicion posicion=posicion*10 Mientras (cociente ≥ base) resultado = resultado + cociente*posicion retorna resultado Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 60

Sistemas de Numeración Ejemplo: Obtener la representación Binaria de 27:

Corrida en frío Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 61

Ejercicio 1. Obtener la representación Hexadecimal: a) 0101010012 b) 10001110012 c) 738 2. Obtener la representación Decimal: a) 0101010012 b) 010101001H c) F0A1H 3. Cuantas localidades de memoria del computador ocupa el siguiente valor: a) 0101010012 b) F41H c) 135

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Resumen


Computador: Procesador, Memoria, Disco Duro, Diskettes, Monitor, Teclado, Ratón.


Sistema Computador: Unidad Central de Proceso, Memoria Principal, Unidades de Entrada, Unidades de Salida, Unidades de Almacenamiento Secundario.


Memoria
ROM y RAM
Localidades
Tamaño: bit, byte, Dirección.


Sistemas de Numeración: Binario y Hexadecimal Programación – Prof. Gonzalo Müller – Clase 12 – GM - 63