Datos y algoritmos

Datos y algoritmos 

Las computadoras son máquinas para el tratamiento automático de la información. 

Ésta información no se almacena ni se representa al azar, sino que debe organizarse o estructurarse en forma adecuada para obtener un rendimiento razonable en su memorización, tratamiento y recuperación. El tratamiento de la información se debe realizar de un modo sistemática. La resolución de cualquier problema conlleva el encontrar un método de resolución expresado con lo suficiente presión para poder ser descompuesto en acciones realizables por la computadora (esto es lo que denominamos un algoritmo). 

Tipo de datos

Se denomina dato a cualquier objeto manipulable por la computadora. Un dato puede ser un carácter leído de un teclado, información almacenada en un disco, un número que se encuentra en memoria principal, etc. 

Datos son tanto los constantes definidas dentro de los programas, que no alteran su valor durante la ejecución de éstos, como las variables utilizadas en dichos programas. Asimismo, son datos la información externa al programa, a la que se puede acceder mediante algún procedimiento, ya esté dicha información grabada en algún medio de memoria masiva o sea generada por algún periférico.

Cuando utilizamos una computadora para resolver un problema debemos hacer una abstracción de ésta y de las magnitudes que influyen en ella. 

conceptos basicos

Conceptos básicos 

Se darán a conocer algunas definiciones que precisan conceptos tales como informática, computador, programa, dato, instrucción y codificación de la información.

La informática es una palabra de origen francés. Formada por la concentración de los vocablos Información y automática. El término información hace referencia aquí y a la yuxtaposición de símbolos, con los que se representan convencionalmente hechos, objetos o ideas. 

La informática como disciplina, avanza gracias a la utilización de las metodologías seguidas para los desarrollos de tipo teórico y de tipo experimental, así como para el diseño de sistemas, por lo que puede considerarse tanto una ciencia como una ingeniería. L a disciplina de informática es el cuerpo de conocimiento que trata del diseño, análisis, implementación, eficiencia y aplicación de procesos que transforman la información. 

Computadora: Es una máquina capaz de aceptar unos datos de entrada, efectuar con ellos operaciones lógicas y aritméticas, y proporcionar la información resultante a través de un medio de salida; todo ello sin intervención de un operador humano y bajo el control de un programa de instrucciones.   

Calculadora: Es un dispositivo que se utiliza para realizar cálculos aritméticos.  Aunque las calculadoras modernas incorporan a menudo un ordenador de propósito general, se diseñan para realizar ciertas operaciones más que para ser flexibles. Por ejemplo, existen calculadoras gráficas especializadas en campos matemáticos gráficos como la trigonometría y la estadística. También suelen ser más portátiles que la mayoría de los computadores, si bien algunas PDAs tienen tamaños similares a los modelos típicos de calculadora.

Documento electrónico 

El documento electrónico es un bien inmaterial o intangible que sirve de soporte a datos e imágenes realizados mediante las tecnologías de la Información y de la comunicación.

En sentido amplio, el documento electrónico es el documento representado por cualquier soporte material (ordenador personal, CD) susceptible de integrar, conservar y transmitir los datos, como signos, gráficos, imágenes, sonidos y representaciones digitales. Estos datos constituyen, a su vez, las sucesivas declaraciones inter-partes, al margen de la relevancia jurídica de cada una de ellas.

La naturaleza documental se expresa en el art. 3.5 de la LFE, se acepta en la doctrina mayoritaria español y comparada. También es la naturaleza que está implícita en la disciplina general electrónica (Anexo 5º h de la LSSICE).

Almacenamiento en la nube

El almacenamiento en la nube, del inglés cloud storage, es un modelo de almacenamiento de datos basado en redes de computadoras, ideado en los años 1960, donde los datos están alojados en espacios de almacenamiento virtualizados, por lo general aportados por terceros.Las compañías de alojamiento operan enormes centros de procesamiento de datos. Los usuarios que requieren estos servicios compran, alquilan o contratan la capacidad de almacenamiento necesaria. Los operadores de los centros de procesamiento de datos, a nivel servicio, virtualizan los recursos según los requerimientos del cliente. Solo exhiben los entornos con los recursos requeridos. Los clientes administran el almacenamiento y el funcionamiento de los archivos, datos o aplicaciones. Los recursos pueden estar repartidos en múltiples servidores físicos.A los servicios de almacenamiento en nube, se puede acceder por diferentes medios, como un servicio web (web service), interfaz de programación de aplicaciones (API),interfaz de usuario (interfaz web) o alguna otra seleccionada por el cliente.

Equipo de cómputo

Una computadora es un dispositivo electrónico que acepta datos de entrada, los procesa, los almacena y los emite como salida para su interpretación. La computadora es parte de un sistema de computación. Como el que se ilustra a continuación.

Componentes del Computador: un sistema de computación está conformado por hardware, periféricos y software.

HARDWARE incluye todos los dispositivos eléctricos, electrónicos y mecánicos (que se pueden ver y tocar) que se utilizan para procesar los datos.

PERIFÉRICOS son los dispositivos de hardware que se encuentran en la computadora con la finalidad de aumentar las posibilidades de acceso, almacenamiento y salida del equipo de cómputo. Incluyen los dispositivos de Entrada y los de Salida.

DISPOSITIVOS DE ENTRADA son periféricos cuya función es la de reunir y traducir los datos de entrada a una forma que sea aceptable para la computadora. Los dispositivos de entrada más comunes son el teclado y el ratón o "mouse".

DISPOSITIVOS DE SALIDA son periféricos que representan, imprimen o transfieren los resultados del procesamiento, extrayéndolos de la Memoria Principal de la computadora. Entre los dispositivos de salida más utilizados se encuentran el Monitor o Pantalla y la Impresora.

SOFTWARE – o programas – es el conjunto de instrucciones electrónicas para controlar el hardware de la computadora. Algunos Programas existen para que la Computadora los utilice como apoyo para el manejo de sus propias tareas y dispositivos. Otros Programas existen para que la Computadora le dé servicio al Usuario. Por ejemplo, la creación de documentos electrónicos que se imprimen.

DATOS se refieren a los elementos crudos (materia prima) que la computadora puede manipular, para convertirlos en resultados o datos procesados, conocidos como información (producto terminado). Los datos pueden consistir en letras, números, sonidos o imágenes. Independientemente del tipo de datos que sean, la computadora los convierte en números para procesarlos. Por lo tanto, los datos computarizados son digitales, lo que significa que han sido reducidos a dígitos o números. Los datos se guardan en medios de almacenamiento auxiliar como parte de archivos.

ARCHIVOS DE COMPUTADORA son conjuntos de datos interrelacionados a los que se les ha asignado un nombre. Un archivo que contiene datos que el usuario puede abrir y utilizar a menudo se llama documento. Un documento de computadora puede incluir muchas clases de datos, tales como: Un archivo de texto (como una carta); un grupo de números (como un presupuesto); un fragmento de video (que incluya imágenes y sonidos, como un "video clip"). Los programas de computadora (software) también se organizan en archivos, pero debido a que no se consideran texto, no son archivos de documentos.

USUARIO es toda persona que interactúa con la computadora para proporcionar datos de entrada o para obtener resultados del sistema de cómputo, que normalmente se despliegan por Pantalla o se imprimen a través de la Impresora.

Exploración de las funciones de la computadora: Dos componentes manejan el procesamiento de datos en una computadora: la Unidad Central de Procesamiento o CPU y la Memoria Principal RAM. Ambos componentes se localizan en la Tarjeta Principal del Sistema o Tarjeta Madre, porque es el tablero de circuitos que conecta la CPU a todos los otros dispositivos de hardware.

Unidad Central de Procesamiento o CPU: Es el cerebro de la computadora, ya que en él se manipulan los datos. En una computadora personal o PC, la CPU entera está contenida en un pequeño chip llamado microprocesador. Cada CPU tiene dos partes fundamentales: la Unidad de Control (Control Unit) y la Unidad Aritmético-Lógica (Arithmetical-Logical Unit ALU).

Unidad de Control: Es el centro de administración de los recursos de la computadora (como un fiscal de tránsito). La Unidad de Control tiene incorporadas las instrucciones o conjunto de instrucciones. Éstas enumeran todas las operaciones que puede realizar la CPU. Cada instrucción en el juego de instrucciones es expresada en micro código, el cual consta de una serie de direcciones básicas que le dicen al CPU cómo ejecutar operaciones más complejas.

Unidad Aritmético-Lógica: En esta Unidad se realizan las Operaciones Aritméticas (Suma "+", Resta "-", Multiplicación "x", División "/", Elevar a Potencia "^") y las Operaciones Lógicas tales como igual a, no igual a; mayor que, no mayor que; menor que, no menor que; mayor que o igual a, no mayor que ni igual a; menor que o igual a, no menor que ni igual a.

Muchas instrucciones realizadas por la Unidad de Control involucran tan sólo mover datos de un lugar a otro; de RAM al Almacenamiento Auxiliar (por ejemplo Disco Duro); de RAM a la Impresora o a la Pantalla y así sucesivamente. No obstante, cuando la Unidad de Control encuentra una instrucción que implica aritmética o lógica, pasa esa instrucción a la Unidad Aritmético-Lógica o UAL. En la UAL se encuentran un grupo de registros, que son ubicaciones de memoria de alta velocidad construidas directamente en la CPU, las cuales se utilizan para conservar los datos que se están procesando en ese momento. Por ejemplo, la Unidad de Control podría cargar "dos números desde la Memoria RAM" a los registros de la ULA. Después podría pedirle a la ULA que "divida los dos números" (una operación aritmética) o que "determine si los números son iguales" (una operación lógica).

Memoria Principal o RAM (Random Access Memory): Es el dispositivo de almacenamiento principal en tiempo real donde se guardan los datos y programas mientras se están utilizando. La RAM consiste de chips, ya sea en la Tarjeta Madre o en un pequeño tablero de circuitos conectados a ésta. La CPU contiene las instrucciones básicas necesarias para operar la computadora, pero no tiene capacidad suficiente para almacenar programas enteros o conjuntos grandes de datos de manera permanente, por tanto, se apoya en la RAM para esta importante función de almacenar y recuperar datos con gran rapidez.

La Memoria RAM es de acceso aleatorio y de naturaleza volátil ya que pierde su contenido cuando se apaga la computadora. La CPU está conectada a dos clases de memoria: la RAM que es volátil, y la ROM, que es no volátil (conserva los datos que contiene, aun cuando la computadora esté apagada).

Clasificación de las computadoras y las redes de computadoras: Las computadoras de acuerdo a su tamaño y precio se clasifican en cuatro grandes categorías, a saber: Microcomputadoras, Minicomputadoras, Mainframes y Supercomputadoras.

Microcomputadora o PC: Es el tipo más común de computadora, por eso se le llama Computadora Personal, por estar diseñada para ser utilizada por una sola persona a la vez. A pesar de su pequeño tamaño, la PC moderna es más potente que cualquiera de las computadoras de las décadas de 1950 a 1960. (Ver Figura 1). Han llegado a ser tan fundamentales para la sociedad del siglo XXI, que sin ellas la economía mundial se detendría. Son herramientas tan flexibles y poderosas que la mayoría de las personas en el mundo de las actividades económicas de los sectores públicos, privados, ONG"s, Cooperativas, PYMES las utilizan normalmente. Aunque no se trabaje en una entidad económica, las computadoras nos afectan todos los días. Cada vez que vamos al banco, renovamos una suscripción, pedimos información de un número telefónico, etc., nos estamos beneficiando con el poder y la velocidad de las computadoras. Incluso, al comprar comestibles, medicinas, o gasolina, interactuamos con computadoras.

Minicomputadoras Son algo mayores que las PC y casi siempre las usan empresas e instituciones en formas específicas, como el procesamiento de la nómina. Estos aparatos pueden ejecutar las tareas de muchos usuarios desde una CPU Central a la que se conectan terminales los cuales son dispositivos de entrada y salida (parecidos a un PC pero sin capacidad de cómputo), dotados de un teclado, una Pantalla y el cable de conexión al CPU Central. Transmiten las solicitudes de proceso a la Minicomputadora, la cual realiza el proceso de los datos y envía el resultado al terminal correspondiente. La Impresora de la Minicomputadora realiza el trabajo de impresión para todos los usuarios conectados por terminal. El Dispositivo de Almacenamiento de la Minicomputadora contiene los datos para todos los usuarios en un solo lugar. Las Minicomputadoras tienden a desaparecer ante el crecimiento de la capacidad de cómputo distribuido en las Redes de Computadoras.

Mainframes o Computadoras Centrales: Son grandes, rápidas y bastante costosas. Frecuentemente, son utilizadas por empresas privadas y oficinas gubernamentales para centralizar el almacenamiento, procesamiento y administración de grandes cantidades de datos, y estar en capacidad de proporcionar estos datos a petición de muchos usuarios conectados. Son el sistema preferido cuando se requieren: confiabilidad, seguridad en los datos y control centralizado. La computadora central ejecuta tareas de procesamiento para muchos usuarios, quienes introducen sus peticiones desde sus terminales. Para procesar grandes cantidades de datos, suelen tener múltiples CPUs: Un CPU dirige las operaciones generales, otro CPU maneja la comunicación con todos los usuarios que solicitan datos; un tercer CPU localiza los datos solicitados en Bases de Datos.

Supercomputadoras: Constituyen el tipo más grande, rápido y costoso de estos aparatos. Contrario a los Minicomputadores y las Computadoras Mainframe, no son diseñados para optimizar el procesamiento de múltiples usuarios; utilizan su gran poder de cómputo en la solución de problemas muy complejos, como la predicción del clima, modelar reacciones nucleares, o control de vuelos espaciales. La velocidad de una Supercomputadora puede llegar a superar los "miles de millones de instrucciones por segundo".

Redes de computadoras: Una Red es un conjunto de computadoras y otros dispositivos que se comunican entre sí para compartir datos, hardware y software. En las empresas, las redes han revolucionado el uso de la tecnología computacional, hasta el punto de que es creciente la tendencia al reemplazo de computadoras Mainframe y sus terminales por Redes Computacionales en las que cada empleado que necesita una computadora para trabajar, tiene una computadora personal conectada a la red. Ahora, la tecnología computacional y la habilidad para utilizarlas "ya no están centralizadas en la computadora Mainframe y el Personal del Departamento de Informática y Sistemas" de las empresas usuarias de las Nuevas Tecnologías de la Información y la Comunicación

(NTIC). La tecnología y la habilidad para utilizarla son distribuidas dentro de la organización a través de una red de computadoras y usuarios entrenados en computación. En la educación, también han cambiado a estrategias diseñadas con base en computadoras personales en red. Esto incluye las Redes de Área Local (LAN) dentro de un área relativamente limitada, como un edificio o una universidad, donde se conectan las computadoras e impresoras en un laboratorio de computación, y las Redes de Área Amplia (WAN) que abarca una gran zona geográfica entre ciudades, regiones, o países, como es el caso de Internet. Los cuatro grandes beneficios involucrados en el uso de las Redes Computacionales son:

Permitir el acceso simultáneo a programas e información muy importantes (Sin una red que permita compartir archivos los empleados tienen que guardar copias separadas de información en diferentes discos duros, información que se vuelve muy difícil de actualizar).

Permitir a la gente compartir equipos periféricos, como impresoras y escáneres.

Hacer más eficiente la comunicación personal a través del correo electrónico

Gif

Graphics Interchange Format, es un formato de compresión de imágen limitado a 256 colores.