Aplicaciones Informáticas Básicas

I. Historia de la computación

I.1. Antecedentes

El ábaco es considerado como el primer instrumento elaborado por el hombre para realizar operaciones aritméticas de manera más eficiente. El ábaco no realiza cálculos de manera autónoma (por si solo), simplemente le permite al hombre realizarlos de manera más eficiente. La primera máquina que realizaba cálculos de manera autónoma fue inventada en 1642 por el gran matemático y filósofo francés Blas Pascal.  La máquina de Pascal (en honor a su inventor), era movida mediante una serie de ruedas dentadas, numeradas del cero al nueve, alrededor de sus circunferencias y era capaz de sumar y restar.

Figura 1.  Máquina de Pascal (1642)

En 1671 Gottfried Wilhelm Leibniz le adicionó a la máquina de Pascal un cilindro diseñado especialmente para que fuera capaz de multiplicar y dividir de manera directa. A principios del siglo XIX el ingeniero Joseph Marie Jacquard perfeccionó el concepto de tarjeta perforada, con el cual se podían “programar” las máquinas de tejer para que siguieran un patrón o diseño. Este concepto fue posteriormente utilizado en las máquinas de cómputo para decirles que debían calcular.

Pero ninguno de estos avances fue antecesor directo de las computadoras electrónicas de hoy.  La verdadera precursora de la computadora fue la máquina llamada “motor de diferencias”, construida en 1822 por Charles Babbage para calcular algoritmos y tablas astronómicas.

A partir de su trabajo en el motor de diferencias, Babbage diseñó un poderoso instrumento para el cálculo automático. Tal como lo concibió Babbage, este “motor analítico” estaría impulsado por vapor, y trabajaría basado en un programa de planeación almacenado en tarjetas perforadas.  Concibió una memoria, un procesador aritmético, los medios de ingresar datos y/o instrucciones, así como una sección de producción que escribiría los resultados de las computaciones.

Todos estos son los elementos de las computadoras modernas y no se hicieron realidad sino varias generaciones después de ser propuestos por Babagge. Charles Babbage no pudo implementar el motor analítico y murió sin saber que realmente funcionaba.

Figura 2.  Máquina Diferencial de Charles Babbage

Durante los cien años siguientes, las máquinas activadas por tarjetas perforadas se modificaron, se mejoraron e hicieron más rápidas, pero aún no podían mantener el ritmo de las crecientes necesidades humanas de  procesamiento de listas de pagos, cuentas, facturas, análisis de ventas y otros problemas.

En 1937, Howard H. Aiken, un candidato al doctorado en física de Harvard, trabajó en una máquina que podría resolver automáticamente ecuaciones diferenciales. La I.B.M. (International Business Machines), hoy una de las más grandes empresas de esta fase de la industria norteamericana, ayudo al inventor a crear la “Calculadora Controlada de Secuencia Automática” conocida como el “Mark I”.

Figura 3.  Mark I

El Mark I era un monstruo de cuatro y media toneladas métricas, con 78 aparatos independientes vinculados por unos 800 kilómetros de cable.  En tres décimas de segundo podía efectuar sumas y restas de 23 dígitos y en cerca de 6 segundos podía multiplicar números de 23 dígitos.  Fue retirado en 1959.

Tanto el Mark I como la Segunda Guerra Mundial desempeñaron un papel clave en el desarrollo de las computadoras. El Mark I aportó los ingredientes tecnológicos básicos mientras que la segunda guerra mundial con sus inmensas demandas de mano de obra y máquinas, creó la necesidad.  El resultado fue el Integrador y Calculador Numérico Electrónico, más conocido como el “ENIAC”.

Figura 4.  ENIAC

Terminado en 1946, el ENIAC fue creado para el ejército norteamericano en la escuela Moore de Ingeniería Eléctrica, de la Universidad de Pennsylvania.  Sus creadores fueron un estudiante graduado, J. Presper Eckert, y un físico, el Dr. John W. Mauchly.  Juntos eliminaron la necesidad de las partes que se movían mecánicamente en la computadora central.  En su lugar, adaptaron circuitos eléctricos de gatillo “flip-flop” y “pulsaciones” electrónicas para conectar o desconectar tubos al vacío, como interruptores.

Como las interrupciones de este tipo podían hacerse miles de veces más rápido que los aparatos electro-mecánicos, el ENIAC constituyó un gran inicio hacia el desarrollo de las computadoras modernas.

El último paso para completar el concepto de la computadora de hoy, fue el desarrollo del concepto de máquina almacenadora de programas.  Este paso se dio a fines de los cuarenta, después de que el célebre matemático hungaro-norteamericano Dr. John Von Neumann sugirió que las instrucciones de operación, así como los datos, se almacenaran de la misma manera en la “memoria” de la computadora.  Además, aportó la idea de haga que la computadora modificara sus propias instrucciones de acuerdo con un control programado. Desde entonces, se ha tratado de modificar, mejorar y apresurar estos conceptos, en fin, de haga computadoras cada vez más eficientes.

Figura 5.  Computador electrónico – IBM 360

I.2 La Fabricación en Serie (Generaciones de computadoras)

                                                                 

Generación Cero: En la cuál el hombre construyó máquinas, usando dispositivos mecánicos tales como ruedas dentadas y piñones, para realizar básicamente operaciones aritméticas como suma, resta, multiplicaciones y divisiones. Estas máquinas se conocen con el nombre de Máquinas Aritméticas.

Figura 6.  Folleto promocional de una máquina aritmética

Primera Generación: En la cuál el hombre construyó máquinas de cálculo para tareas muy específicas como investigación y militares, usando dispositivos electro-mecánicos como relés y tubos de vacío (los cuales le dieron paso a los elementos transistorizados). Las máquinas de computo de esta generación tenían pocas facilidades de programación.

Segunda Generación: En la cuál el hombre construyó computadores (máquinas de cálculo), basados en el transistor.

Los computadores de esta generación tienen propósito general, no son usados únicamente para la investigación y el aspecto militar, ya son usados en el arte, la economía y la industria. Adicionalmente, aparecen los primeros lenguajes de programación.

Figura 7.  Dibujo esquemático de un transistor

Tercera Generación: En la cual el hombre construye diferentes tipos de computadores, basados en el desarrollo de los circuitos integrados. En esta generación se desarrollan los primeros programas de software de tipo específico.

Figura 8.  Computador Electrónico -VAX

Cuarta Generación: En la cual el hombre construye computadores de tamaño pequeño pero de gran capacidad, llamados microcomputadores, los cuales están basados en el microprocesador. La aparición del microprocesador se debe a los desarrollos hechos en la tecnología VLSI (Integración de Gran Escala). En esta generación se hacen aplicaciones de software orientadas al usuario final.

Figura 9.  El Apple-II, Primer Computador Personal

Quinta Generación: En la cual el hombre construye computadores con más de un procesador, cada uno con una tarea específica como procesamiento de imagen y procesamiento de sonido, y/o con una tarea en común. Adicionalmente se construyen computadores capaces de auto-configurarse, auto-programarse, etc. En esta generación se desarrolla software tanto genérico como específico.

Figura 10.  Computador con múltiples procesadores.

II Situación actual de la Ingeniería Informática

En la actualidad, la tecnología de la información es una parte muy importante para la mayoría de las compañías. Por esta razón, ser experto en informática es una profesión que abarca una gran actividad, que implican sistemas de redes, desarrollo de software, seguridad informática y el diseño de gráficas o interfaces.

Hoy en día muchas profesiones conllevan a la informática. Profesiones de operaciones y producción Incluye a todas aquellas que deben verificar que los sistemas de información y las redes funcionen correctamente, asistir a los usuarios en el uso de nuevas tecnologías y solucionar cualquier problema que puedan tener.

Profesiones de diseño y desarrollo Incluyen la evolución de una necesidad, la planificación de soluciones, el modelo de éstas con la ayuda de la informática y su implementación, es decir, su traducción al lenguaje informático. Profesiones de consultoría Los principales campos de aplicación son los sistemas de información y la seguridad informática.

Campos de aplicación: La informática profesional se considera una simple herramienta para mejorar el rendimiento de una compañía. Aunque generalmente se divide en tres campos específicos.

Industrial Científica y Tecnológica. Implica el uso de herramientas informáticas para fabricar productos industriales.

Administración. Es el uso de una herramienta informática para simplificar la gestión administrativa de una compañía desde el seguimiento del cliente hasta las planillas de pago de los empleados.

Telecomunicaciones y Sistemas de redes. Utiliza la informática para enviar Información y representa a un vasto sector que incluye las redes informáticas, la telefonía móvil y terrestre y la televisión digital.

III Escenarios posibles de la computación en educación

Los ambientes de aprendizaje tradicional, también llamado cara a cara, son aquellos en los que la instrucción se da en forma presencial.

Los ambientes de aprendizaje híbridos son aquellos que combinan elementos de la instrucción presencial, con elementos electrónicos que permiten extender el salón de clase más allá de los límites de la escuela.

Los escenarios a distancia son ambientes totalmente tecnológicos hoy en día, y también más comunes en sistemas educativos.

IV Terminología informática

Información: Proviene del latín informare que significa noticia, información o instrucción. Este término afecta a todos los factores susceptibles de ser transmitidos o almacenados. Sin embargo la información no solo se transmite sino que también es procesada, que es el hecho de gestionar y transformar la información existente en una nueva.

Informática: Proviene de la contracción de las palabras Información automática. Ciencia que se encarga de todo lo referente al tratamiento de la información en cualquier medio, texto, radio, TV, computadores, etc.

Computación: Ciencia que agrupa al conjunto de técnicas y métodos que nos permiten estructura información haciendo uso del computador como herramienta de trabajo.

Sistema: Conjunto de elementos que interactúa para lograr la solución de un problema o situación en común. Ejemplos de sistema: nervioso, de tránsito, de irrigación, legal, de seguridad, de cómputo, etc.

Multimedia: Tecnología que consiste en incluir en el computador capacidades de audio y vídeo entre otros dispositivos. Lector CD, tarjetas de sonido y vídeo de alta calidad.

Telemática: Todo lo relacionado con las comunicaciones entre computadoras usando los medios de la telefonía. Vía satélite, microondas, líneas telefónicas análogas o digitales, conmutación de paquetes, etc.

Inteligencia artificial: Técnicas como el reconocimiento de voz e imagen, robótica y una serie de aplicaciones que involucran conocer, comprender y razonar.

V Computadora: Componentes internos y periféricos

V.1 Componentes externos del computador 

Monitor: es aquel que nos muestra todo tipo de información o datos, se conecta a la computadora por medio de una tarjeta de video. En él se puede observar todas las acciones que se realicen, al transcurrir el tiempo los monitores se van desarrollando cada vez más, con mejores innovaciones, con máxima resolución, con diversos tamaños reducidos cada vez más con el paso de los años.

Teclado: este contiene diversos tipos de teclas, permite el control de lo que se quiere transmitir al PC. Existen varios tipos de teclado que son los siguientes:

·         Teclado alfabético: está compuesto por letras y tienen la misma distribución  que una máquina de escribir.

·         Teclado alfanumérico: está compuesto por letras, símbolos y números.

·         Teclado numérico: está compuesto por números y es similar a una calculadora.

·         Teclas de función: son las teclas que aparecen en la parte superior del teclado (desde F1 hasta F12), cada una de estas tiene una función específica.

·         Teclas de edición: nos permite editar todo tipo de información de los datos.

·         Teclas de movimiento: son aquellas que nos permiten  subir, bajar, ir al lado izquierdo o derecho.

·         Tecla de Escape (Esc): es la tecla que aparece en el lado izquierdo superior del teclado y nos permite cancelar cualquier actividad que se esté realizando.

·         Indicadores de estado: están ubicadas en la parte superior derecha del teclado, estas nos indican si están bloqueadas las teclas numéricas, mayúsculas y las teclas de desplazamiento.

·         Teclas de puntuación: son aquellas  que nos ayudan a insertar punto, coma, punto y coma etc.

Mouse: también es llamado ratón; su función es dar instrucciones a la computadora, es de pequeño tamaño; es un periférico de entrada. Cuenta con un dispositivo que permite detectar los movimientos de la persona que lo esté usando.

Impresora: es un dispositivo periférico, utiliza laser  y cartuchos de tinta de diversos colores y necesita papel para imprimir en medio físico las indicaciones dadas por el usuario.  

Figura 1. Componentes externos de un computador.

V.2 Componentes internos del computador

Procesador: es el chip de la tarjeta madre, su función es organizar las funciones del PC, procesar información etc.

Memoria ROM: es aquella que almacena todo tipo de información y permite solo su lectura (no se pueden modificar).

Memoria RAM: es aquella en donde se guardan todas las instrucciones que se realizan  en el procesador, en ella se permite leer y escribir.

Memoria caché: es un área de memoria, su funcionamiento es parecido al de la memoria RAM, es más pequeña y más rápida.

Memoria de video: también llamada tarjeta gráfica, su función es procesar los datos de la CPU

Tarjeta Madre: facilita la conexión entre las unidades electrónicas, esta administra y distribuye la energía eléctrica.

Tarjeta de expansión: son  los dispositivos instalados en la tarjeta madre y realizan una función determinada.

Figura 2. Componentes internos del computador.

V.3 Periféricos de entrada

Estos dispositivos permiten el ingreso de la información para ser enviada a la computadora y procesada. Estos dispositivos son los encargados de la distribución de datos a la computadora y sin ellos sería imposible el procesamiento de datos hacia la computadora. Estos dispositivos captan y envían los datos al dispositivo que los procesa.

Los Tipos más comunes de dispositivos de entrada son: El teclado- el mouse- escáner.

V.4 Periféricos de salida

Estos dispositivos muestran y proyectan la información hacia el exterior del ordenador, estos dispositivos  informan, alertan, comunican, proyectan y dan al usuario información.

Estos dispositivos le permiten al usuario ver el resultado de la manipulación de datos de la computadora, es un dispositivo capas de imprimir o transmitir señales al usuario, es decir la computadora nos muestra el resultado de nuestros trabajos realizados.

Los tipos más comunes de salida son: El Monitor-impresora-parlantes.

V.5 Periféricos de entrada y salida o mixtos

Estos dispositivos sirven para la comunicación de la computadora con el medio externo, suministran los datos de afuera hacia adentro y viceversa.

Estos dispositivos son componentes de hardware para proporcionar y recibir información, una unidad de disco es un ejemplo de estos dispositivos.

Podemos mencionar: Disco duro - discos rígidos - diskette  - unidades de cinta magnética - grabadoras de CD y DVD - discos Zip - memoria flash.

 

Figura 3. Periféricos de entrada, salida y mixto.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Universidad Nacional de Colombia. (s.f.). Programación de Computadores. Recuperado noviembre 2, 2013, a partir de http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001839/index.html

s.a. (2010). Estado actual de la ingeniería en la informática. Recuperado diciembre 2, 2013, a partir de http://www.buenastareas.com/ensayos/Estado-Actual-De-La-Ingenieria-En/1181499.html

s.a. (2013). Componentes externos e internos del computador. Recuperado diciembre 2, 2013, a partir de http://theelectronics.bligoo.com.co/componentes-externos-e-internos-del-computador