Conversión entre sistemas

SISTEMAS DE NUMERACIÓN
Un sistema de numeración es un conjunto de símbolos y reglas empleados para la representación de datos numéricos.Hay cuatro tipos:

1.- Sistema decimal (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)

2.- Sistema Binario (0,1)

3.- Sistema Octal (0,1,2,3,4,5,6,7,)

4.- Sistema Hexadecimal (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F)

CONVERSIÓN ENTRE SISTEMAS

- Cualquier sistema al sistema decimal

Se pasa mediante el Teorema Fundamental de la Numeración.



Donde i es la posición que ocupa el dígito

EJEMPLO: Pasar el nº binario 1011 a decimal

1011=(1*2^3)+(0*2^2)+(1*2^1)+(1*2^0)=11

- Sistema decimal a cualquier sistema

Se realizan divisiones sucesivas por la base (cualquiera que sea).La unión del último cociente y todos los restos escritos en orden inverso será el nº convertido.

EJEMPLO 1:Pasar 25 (decimal) a Binario

25=11001

EJEMPLO 2:Pasar 925 a Octal

925=1635

Si el número es decimal se separa la parte entera de la decimal.Con la parte entera se opera como siempre y con la parte decimal se realiza lo mismo pero con multiplicaciones.El nº final será la unión de los resultados.

- Del sistema binario al Octal y viceversa

Se agrupan los dígitos de tres en tres de izquierda a derecha y se sustituyen por su equivalente en el sistema octal y viceversa.

- Del Sistema binario al hexadecimal y viceversa

Al igual que la conversión binario-octal-binario,se agrupan los dígitos de cuatro en cuatro y se sustituyen por su equivalente en hexadecimal

- Conversión entre los sistemas octal/hexadecimal

Se realiza un paso intermedio, primero se pasa de hexadecimal a binario y luego de binario a octal y viceversa.

Representación de datos

CONCEPTOS:

• Dato: Señal con la que trabaja un ordenador.No dice nada sobre el porqué de las cosas y por si mismo tiene poca o ninguna relevancia.
  
• Información: Es capaz de cambiar la forma en que el receptor percibe algo.Es un conjunto de datos interpretados con orden.

- Representación de números enteros (nº positivos y negativos)

1.- Signo y Mantisa: El bit más a la izquierda representa el signo.El 0 para el positivo + y el 1 para el negativo - y el resto de bits representan la magnitud.

EJ:+22

0 0010110

2.- Complemento a 1: Es el inverso del signo-mantisa.Para hallar el complemento a 1 primero se hace el signo-mantisa.Se utiliza para pasar positivos a negativos.EJ: +22

Signo-mantisa:00010110

Complemento a 1:11101001

3.- Complemento a 2: Se le suma 1 al complemento a 1.Se utiliza para convertir negativos en positivos. EJ: +22+1

11101001+1= 11101010

4.- Sesgada: Se coge el valor del último bit y se lo suma al nº a representar.El resultado se pasa a binario. EJ: +22/-22
+22 = 128+22=150 10010110

-22 = 128-22=116 01110100


- Representación de coma fija o punto fijo

1.- Binario Puro

2.- Decimal desempaquetado: Cada dígito va en un byte.El de la izquierda se rellena de 1 y el signo (se indica en el último byte en el cuarteto de la izquierda) con una D (1100) si es positivo o con una E (1101) si es negativo.EJ: +1678


3.- Decimal empaquetado: Es igual que el anterior pero eliminando el relleno de 1.

EJ: 0001 0110 0111 1100 1000


- Representación de números reales (punto flotante - nº decimales)

1.- Coma Flotante: La mantisa dependerá de la presición.Hay tres tipos:

• Simple Precisión (2byte:bits).- La mantisa tiene 7 bits,1 de signo y 8 de exponente .

• Doble Presición (4bytes:32bits).- La mantisa tiene 23 bits,1 de signo y 8 de exponente.
  
• Cuádruple Presición (8bytes:64bits).- La mantisa tiene 55,1 de signo y 8 de exponente

2.- Estándar IEEE754 (Normalización): Es igual que la coma flotante pero de le suma 1 a la parte entera del número.

- Representación de datos alfanuméricos

• BCD: Utiliza un cuarteto.Transforma un nº decimal en binario.
• EBCDIC: Es el código BCD extendido.Cada caracter tiene 8 bits.Puede representar 256 caracteres.
• ANSI: Instituto Estadounidense de Normas Nacionales.Puede representar 128 valores.
• ASCII: Código Estadounidense Estándar para el Intercambio de Información.Consta de 128 valores representados por un dígito binario de 7 posiciones.El ASCII extendido tiene 256 caracteres.
• Unicode: Es un estándar para Internet.Se representa con 16 bits y tiene 49.194 caracteres.
  
  
  
  

Tipos de Datos

• Tipo Entero


• Tipo Real


• Tipo Lógico


• Tipo Caracter


• Tipo Enumerado

1.- Tipo Entero: Los nº enteros pueden dar problemas de overflow (desbordamiento) cuando el resultado de una operación supera el valor que se puede representar.

Integer (2 bytes)

Long (4 bytes)

2..- Tipo Real ( decimales): El problema es el redondeo.Hay tres tipos:

Simple (2 bytes. 2^16): 1 bit de signo+8 bits de exponente+7 bits de mantisa

Doble (4 bytes. 2^32): 1 bit de signo+8 bits de exponente+23 bts de mantisa

Cuádruple (8 bytes. 2^64): 1 bit de signo+8 bits de exponente+55 bits de mantisa

3.- Tipo Lógico (booleano o lógico): Sólo puede tener dos valores(0 y 1, si o no, verdadero o falso).Estos tipos de datos suelen utilizarse para resolver relaciones y los operadores de relacion son:

<> > mayor que

<= mayor o igual que

>= menor o igual que

= igual que

<> distinto que

- Los operadores lógicos son:

AND.- Para que sea cierta (0) sus valores tienen que ser ciertos (1)

OR.- Es ciertas si uno de sus valores es cierto.

NOT.- Es el inverso de los valoes de entrada

NAND.- Es el inverso de AND

NOR.-Es el inverso de OR

XOR.- Sólo es cierto cuando los valores de entrada son diferentes.

4.- Tipo Caracter: Sólo se representa un caracter.ANSI,ASCII.

5.- Tipo Enumerado: Es un conjunto finito de datos.Sólo existe en software,no en hardware.EJ: Los días de la semana {lunes,martes,...domingo}

Estructura de datos

1.- Matriz o array.- Es un conjunto o agrupación de variables del mismo tipo cuyo acceso se realiza por índices.Según las dimensiones puede ser bidimensional (como excel) o mutidimensional (3 o más dimensiones) y según los elementos que contenga puede ser fija (los días de una semana,7 elementos) o variable (nombres,dependerá de las letras que tengan:María tiene 5,Juan tiene 4)

2.- Cadena de caracteres o String (conjunto de letras).- Es unidimensional,variable,de tipo carácter y el último elemento es nulo.

3.- Registro.- Conjunto de datos (no tienen que ser del mismo tipo) que se refieren a una misma cosa,por ejemplo,los datos personales de una persona.

Campo.- Cada uno de los elementos que componen un registro (dni,nombre,...)

Base de datos.- Conjunto de todos los registros

4..- Lista.- Todos los elementos excepto el primero tienen un antecesor y todos excepto el último tienen un sucesor.La diferencia con la array es que no está de manera consecutiva y son para guardarlas en la memoria.Hay dos tipos:

Pila.- LIFO: Last Input First Output.El último en entrar es el primero en salir.EJ: en una pila de platos,el último en poner es el primero en lavar.

Cola.-FIFO.-First Input First Output.El primero en entrar es el primero en salir.

5.- Árbol.- Está formada por nodos.El primer nodo es el nodo raíz.EJ: un árbol generalógico.

La Informática

La informática es la disciplina que estudia el tratamiento automático de la información utilizando dispositivos electrónicos y sistemas computacionales.También es definida como el procesamiento de información en forma automática. Para ello los sistemas informáticos deben realizar las siguientes tareas básicas:
- Entrada: Captación de información.
- Procesamiento o tratamiento de dicha información.
- Salida: Transmisión de resultados.

HISTORIA (resumen cronológico)

• Blaise Pascal fabricó la 1ª máquina de calcular mecánica (la pascalina) precursora de las actuales calculadoras.

• Wilhem Von Leibniz inventó una máquina que podía multiplicar y dividir.

• Charles Babbage estableció los principios del funcionamiento de los ordenadores electrónicos.Presentó la máquina analítica, capaz de realizar todas las operaciones matemáticas y de programarse mediante tarjetas de cartón perforado.

• Herman Hollerith inventó la máquina censadora o tabuladora utilizada para almacenar la información de las personas censadas.Sistema basado en tarjetas perforadas.Hollerith también creó IBM.

• Howard H. Aiken desarrolló la idea de Babbage en colaboración con técnicos de IBM y creó la ASCC,conocida como Harvard Mark 1.

• J.P. Eckert y J.W. Mauchly desarrollan el ENIAC (Electronic Numeric Integrator And Calculator). Una máquina construída a base de válvulas de vacío.La importancia de esta máquina es que fue la primera máquina totalmente elctrónica y marcó la 1ª generación.

Von Neumann describió el fundamento teórico de la construcción de un ordenador electrónico.Con él la programación pasó de ser física a lógica (software)

Fuente: http://usuarios.lycos.es/Toni_666_G/index.htmlinformatica

Conceptos 1

- La Pascalina: La primera máquina de calcular mecánica, fue inventada en 1642 por el matemático francés Blaise Pascal. Aquel dispositivo utilizaba una serie de ruedas de diez dientes en las que cada uno de los dientes representaba un dígito del 0 al 9. Las ruedas estaban conectadas de tal manera que podían sumarse números haciéndolas avanzar el número de dientes correcto.

- Máquina Analítica: Máquina calculadora mecánica inventada por el matemático y científico británico Charles Babbage en 1833, de la cual sólo se construyó una pequeña parte. La máquina analítica, aunque concebida mucho tiempo antes de que surgiese la tecnología electrónica, debía ser capaz de almacenar instrucciones, realizar operaciones matemáticas y utilizar tarjetas perforadas como sistema de almacenamiento permanente.

- Máquina Tabuladora o censadora: En 1890 Herman Hollerith (1860-1929), había desarrollado un sistema de tarjetas perforadas eléctricas y basado en la lógica de Boole, aplicándolo a una máquina tabuladora de su invención. La máquina de Hollerith se usó para tabular el censo de aquel año en los Estados Unidos, durando el proceso total no más de dos años y medio. Así, en 1896, Hollerith crea la Tabulating Machine Company con la que pretendía comercializar su máquina. La fusión de esta empresa con otras dos, dio lugar, en 1924, a la International Business Machines Corporation (IBM).

- Mark 1: El computador Mark I empleaba señales electromagnéticas para mover las partes mecánicas. Esta máquina era lenta (tomaba de 3 a 5 segundos por cálculo) e inflexible (la secuencia de cálculos no se podía cambiar); pero ejecutaba operaciones matemáticas básicas y cálculos complejos de ecuaciones sobre el movimiento parabólico de proyectiles.Funcionaba con relés, se programaba con interruptores y leía los datos de cintas de papel perforado.

- ENIAC: Máquina gigantesca que fue la primera computadora electrónica de propósito general (a excepción del Colossus, que fue usado para descifrar código alemán durante la Segunda Guerra Mundial) totalmente digital, es decir, que ejecutaba sus procesos y operaciones mediante instrucciones en lenguaje máquina, a diferencia de otras máquinas computadoras contemporáneas de procesos analógicos. Presentada en público el 15 de febrero de 1946.La ENIAC fue construida en la Universidad de Pennsylvania por John Presper Eckert y John William Mauchly, ocupaba una superficie de 167 m² y operaba con un total de 17.468 válvulas electrónicas o tubos de vacío.

FUENTE:http://images.google.es/imgres?imgurl=http://www4.uji.es/~al083362/II/Historia/hollerit.jpg&imgrefurl=http://www4.uji.es/~al083362/II/Historia/historia.html&h=402&w=474&sz=23&hl=es&start=4&um=1&tbnid=PAhVIcCOWsvybM:&tbnh=109&tbnw=129&prev=/images%3Fq%3Dmaquina%2Btabuladora%26svnum%3D10%26um%3D1%26hl%3Des%26rls%3DGGLD,GGLD:2005-24,GGLD:es%26sa%3DN

Evolución de los Ordenadores

GENERACIONES DE ORDENADORES

- Primera Generación (de 1951 a 1958)

Los ordenadores de la primera Generación emplearon válvulas de vacío para procesar información. Los operadores introducían los datos y programas en código especial por medio de tarjetas perforadas. El almacenamiento interno se lograba con un tambor que giraba rápidamente, sobre el cual un dispositivo de lectura/escritura colocaba marcas magnéticas. Eckert u Mauchly construyeron el primer ordenador comercial: el UNIVAC.

- Segunda Generación (1959-1964)

El invento del transistor hizo posible una nueva generación de ordenadores, más rápidos, más pequeños y con menores necesidades de ventilación. Utilizaban redes de núcleos magnéticos en lugar de tambores giratorios para el almacenamiento primario. Estos núcleos contenían pequeños anillos de material magnético, enlazados entre sí, en los cuales podían almacenarse datos e instrucciones. Apareció el lenguaje de alto nivel.

- Tercera Generación (1964-1971)

Los ordenadores de la tercera generación emergieron con el desarrollo de los circuitos integrados (chips de silicio) en los cuales se colocan miles de componentes electrónicos, en una integración en miniatura. Los ordenadores nuevamente se hicieron más pequeños, más rápidos, desprendían menos calor y eran más eficientes. El IBM 360 uno de las primeros ordenadores comerciales que usó circuitos integrados, podía realizar tanto análisis numéricos como administración y procesamiento de archivos.

- Cuarta Generación (1971 a la fecha)

Dos mejoras en la tecnología de los ordenadores marcan el inicio de la cuarta generación: el reemplazo de las memorias con núcleos magnéticos, por las de chips de silicio y la colocación de muchos más componentes en un Chip (microprocesadores) producto de la microminiaturización de los circuitos electrónicos. El tamaño reducido del microprocesador hizo posible la creación de los ordenadores personales. (PC) y la integración del ordenador como elemento esencial de las Telecomunicaciones.

Conceptos 2

Valvulas de vacío:La válvula de vació, es un componente electrónico que consiste en un envase de vidrio o acero en cuyo interior hay dos o mas electrodos (conductores con carga eléctrica positiva o negativa), por medio de los cuales puede pasar la corriente. Además, según el caso una o más rejillas que son elementos que pueden modificar la corriente que pasa de un electrodo a otro con una pequeña polarización.

Transistor: El transistor fue inventado por John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley en el año 1947. Los transistores podían desempeñar el mismo trabajo que una válvula de vacío con la ventaja de ocupar mucho menos espacio y disipar mucho menos calor y no gastarse como sucedía con el emisor de las válvulas.

Circuitos Integrados: Un circuito integrado (CI) o chip, es una pastilla muy delgada en la que se encuentra una enorme cantidad (del orden de miles o millones) de dispositivos microelectrónicos interconectados.

Microprocesador: es un circuito lógico que responde y procesa las operaciones lógicas y aritméticas que hacen funcionar a nuestras computadoras. En definitiva, es su cerebro.

Arquitectura Von Neumann

ARQUITECTURA VON NEUMANN

Von Neumann proponía que tanto el programa como sus datos fueran almacenados en la memoria del ordenador.Esto no sólo simplificaba la labor de programación al no tener que llevar a cabo el recableado,sino que ademas,libraba y generalizaba el diseño del hardware para hacerlo independiente de cualquier problema y enfocado al control y ejecución del programa.La arquitectura Von Neumann se compone de:

1.-La Unidad Central de Procesamiento (CPU, por sus siglas en inglés).-Considerada como el cerebro y corazón del computador.Internamente consiste de una Unidad Aritmético-Lógica (ALU),un conjunto de registros y una Unidad de Control (CU).La ALU es donde se realizan todas las operaciones que involucran un procesamiento matemático (particularmente aritmético) o lógico (operaciones booleanas).Los registros permiten el almacenamiento de datos para estas operaciones y sus resultados.En la CU es donde se ejecutan todo el resto de las operaciones (decisión, control, movimiento de datos).Una CPU con todos estos elementos implementada en un solo chip recibe el nombre de microprocesador.

2.-La memoria.-Es donde se almacenan datos y programas.

3.-Las interfaces de entrada y salida.-Destinadas a liberar de trabajo a la CPU en la comunicación con dispositivos de entrada (teclados, ratones), salida (impresoras) y entrada-salidas (discos, cintas).

Estos tres elementos están interconectados a través de un conjunto de líneas por donde va la informacion llamadas BUSES.Existen 3 tipos:

• Bus de control: Selecciona la operación a realizar en una celda de memoria (lectura o escritura).


• Bus de datos: Transmite el contenido desde/hacia una celda de memoria seleccionada en el bus de direcciones,según la operación seleccionada en el bus de control sea de lectura o escritura.


• Bus de direcciones: Transmite la dirección de memoria que se quiere leer o en la que se quiere escribir.

Registros

Los registros son unas memorias internas temporales donde se almacenan las instrucciones (datos) para las operaciones y resultados que se producen en la UC y en UAL.Las más importantes son:

En la Unidad de Control

• El Contador de Programa: Contiene permanentemente la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar.
• El Registro de Instrucción: Contiene la instrucción que se está ejecutando en cada momento.
• El Decodificador: Se encarga de extraer el código de operación de la instrucción en curso (que está en el registro de instrucción).
• El Reloj: Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos (llamados ciclos) a intervalos constantes que marcan el comienzo de los pasos de las instrucciones.
• El Secuenciador: Ejecuta la instrucción (a ritmo del reloj) cargada en el registro de instrucción.

En la Memoria Principal o Central

• Registro de Dirección de Memoria: Donde se coloca la dirección de la celda que se va a utilizar en la operación.
• Registro de Intercambio de Memoria: Si la operación es de lectura recibe el dato señalado por el registro de dirección de memoria para su envío por medio del bus del sistema a la unidad que lo requiera.Si se trata de una operación de escritura en memoria,la información que hay que grabar es depositada en el registro de intercambio de memoria para que desde él se transfiera a la posición de memoria indicada por el registro de dirección de memoria.
• Selector: Conecta la celda de memoria con el registro de intercambio de memoria.De esta forma se habilita la transferencia de datos en un sentido o en otro.

En la Unidad Aritmética-Lógica

• El Acumulador: Almacena los resultados de las operaciones.