Tema 1: Sistemas informtico

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Tema 1 Sistemas informático

• Componentes de un sistema informático el
  hardware y el software.
• Lenguajes de alto y bajo nivel.
• Compiladores e intérpretes.
• Ciclo de vida del software.

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Computadores u ordenadores

• Computador autómata gobernado por un programa.
• Programa algoritmo escrito en lenguaje
  inteligible por el computador (lenguaje de
  programación).
• Algoritmo secuencia finita de instrucciones.

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Arquitectura de los computadores

• Parte física Equipo electrónico (hardware).
• Parte lógica Conjunto de programas (software).

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Parte Física

• UNIDADES DE ENTRADA SALIDA recepción/emisión de
  programas, datos y resultados desde/al el
  exterior. Teclado, pantalla, impresora, unidad de
  disco externo, modem, tarjeta de conexión a una
  red, unidad de cinta magnética, digitalizadores,
  instrumentos de medida de magnitudes físicas,
  etc.
• CPU (unidad de control de procesos) cerebro del
  computador. Se compone ,UC (unidad de control) y
  ALU (Unidad aritmético-lógica).
• MEMORIA almacenamiento temporal o
  permanentemente de datos, programas y
  resultados.

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Unidad Central de Procesos (CPU)

• Funciona sincronizada por un reloj.
• La velocidad del procesador depende del número de
  pulsaciones de ese reloj y de otros factores de
  arquitectura.
• La velocidad de pulso del reloj se mide en
  Megahercios (MHz). Otra medida son los Mips
  (millones de instrucciones por segundo).
• 800 MHz indican 800 millones de pulsaciones por
  segundo.
• Para idéntica arquitectura (p.ej. Pentium II) la
  velocidad depende de los MHz. Para distinta
  arquitectura no.

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Unidad de control

• Ciclo de la UC
• Leer instrucción
• Decodificar instrucción
• Ejecuta la instrucción.
• Fetch-Decode Execution Cycle.

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Unidad aritmético-Lógica

• Cálculos sencillos con numeros.
• Operaciones booleanas.
• Tiene una pequeña memoria muy rápida registros.

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Memoria

• Amacena datos (caracteres y números) y programas.
• Jerarquía de memorias
• Registros de la CPU
• Memoria caché
• Memoria central
• Memoria secundaria

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Memorias

• Registros. Internos a la CPU y de acceso muy
  rápido.
• Caché. Mucha velocidad y poca capacidad. Datos e
  instrucciones frecuentes usados por el
  computador.
• Memoria central. Rápido acceso. Puede ser RAM y
  ROM.
• Memoria secundaria. Mucha capacidad y poca
  velocidad. Discos duros, disquetes, cintas,
  CD-ROM. Ficheros y directorios.

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Capacidad de la memoria

• Bit 0 ó 1.
• byte 8 bits.
• kilobyte (Kb) 1024 Bytes.
• Megabyte(Mb) 1024 Kb.
• Gigabyte (Gb) 1024 Mb.
• Velocidad ancho de banda y velocidad de acceso.

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Velocidad de las memorias

• Registros centenas de bytes en nanosegungos.
• Caché centenas de Kilobytes en nanosegundos.
• Central centenas de Megabytes en nanosegundos.
• Secundaria
• Disquete 1.44 Mb décimas de segundo.
• Discos duros varios Gb en milisegundos
• CD-ROM 640 Mb en segundos
• DVD varios Gb en segundos.

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Entrada/Salida

• Teclado introducción de caracteres.
• Pantalla tubo de rayos catódicos monitorizada
  por una tarjeta de video. Memoria entre 2 y 16
  Mb.
• VGA 640 por 480
• SVGA 800 por 600
• XGA 1024 por 728
• Ratón apuntador a objetos

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Entrada/Salida

• Impresoras
• Matricial
• Chorro de tinta
• Láser
• De líneas
• Terminales
• Redes
• Línea
• Serie
• Paralelo
• Telefónica
• Ethernet

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Comentarios

• Impresora Imprime texto o imágenes sobre papel
• Matricial lenta y anticuada, escasa calidad,
  bajo coste de impresión.
• Chorro de tinta Rápida, calidad media, alto
  coste de impresión.
• Láser Rápida, gran calidad, coste , medio.

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Comentarios

• Terminal dispositivo con ratón y teclado
  conectado a un computador.
• Redes.
• Serie poca velocidad. Corta distancia.
• Paralelo velocidad media. Corta distancia.
• Telefónica velocidad baja. Larga distancia.
• Ethernet velocidad muy alta. Centenares de
  metros.
• Fibra Optica Alta velocidad y larga distancia.

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Internet

• Red de ámbito mundial.
• Cada computador conectado directamente a Internet
  tiene un número que lo identifica llamado código
  IP y un nombre.
• Protocolos de Internet.
• ftp transferencia de ficheros
• Mail correo electrónico
• telnet conexión a lugares remotos
• http visualización de páginas web

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(No Transcript)
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Parte Lógica

• Lenguajes de Programación
• Compiladores e intérpretes
• Sistemas Operativos (OS)
• Entornos Integrados de desarrollo (IDE)
• Software de aplicaciones

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Lenguajes

• Lenguaje máquina operaciones básicas del
  procesador, asociado a la arquitectura. Notación
  binaria.
• Ejemplo Lenguaje máquina del microprocesador
  68000.
• Lenguaje ensamblador operaciones básicas del
  procesador. Notación simbólica.
• Lenguaje de alto nivel Lenguaje próximo al
  lenguaje natural. Independiente del procesador.
  Sintaxis rígida.
• Ejemplos Fortran, C, Pascal, C, Java.

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Compiladores e Intérpretes

• Son programas que transforman código fuente
  escrito en lenguaje de alto nivel en código
  máquina.
• Compilador se transforma todo el programa y
  luego se ejecuta.
• Intérprete la transformación se hace en tiempo
  de ejecución.

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Sistemas operativos

• Controla el uso de los recursos lógicos y físicos
  del computador. Es la interfaz entre el software
  y el hardware y proporciona un manejo del
  software independiente del sistema electrónico
  del equipo.
• Ejemplos
• MS-DOS monousuario, monotarea, no protegido.
• Windows 98 monousuario, multitarea,
  semi-protegido.
• UNIX/LINUX multiusuario, multitarea, protegido.

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IDEs

• Editor de texto
• Compiladores
• Herramientas para análisis y diseño de programas
  (CASE)
• Depuradores (Debuggers)
• Ejemplos JavaBuilder, C-Builder, Dev-C
• Borland C, Frontpage, etc.

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Software de aplicaciones

• Tratamiento de textos
• Hoja de Cálculo
• Gestor de bases de datos
• Navegadores
• Diseño gráfico (CAD).
• Ejemplos Word, Excell, DBASE, Netscape, Internet
  Explorer, Power Point, etc.

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Lenguajes de programación

• Sirven para codificar algoritmos en un lenguaje
  más próximo al lenguaje matemático que al
  lenguaje máquina o ensamblador.
• Son de sintaxis rígida.
• Tipificados.
• Más expresivos que los ensambladores.

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Breve recorrido por los lenguajes

• FORTRAN (FORmula TRANSlation). Desarrollado por
  Backus en 1956. Orientado al Cálculo Numérico.
  Aunque antiguo continua en uso por el gran número
  de librerías disponibles. Se trata de un lenguaje
  imperativo.
• COBOL (Common Business Oriented Language).
  Desarrollado por el Departamento Norteamericano
  de Defensa en 1960 para tareas de gestión.
  Imperativo.

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Lenguajes

• LISP (List Processing).
• Desarrollado por el MIT en 1959.
• Orientado a Inteligencia artificial. Es
  declarativo funcional. Se programa
  recursivamente.
• BASIC (Beginners All-purpose Symbolic Instruction
  Code).
• Nace a mediados de los 60 y estuvo orientado a la
  docencia.
• PASCAL (por Blaise Pascal).
• Desarrollado por N. Wirth en 1969 en el Instituto
  Tecnológico de Zurich.
• Fuertemente tipificado con programación
  estructurada.

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Lenguajes

• C.
• Desarrollado por B. Kernigan y D. Ritchie a
  finales de los 60. Está en la génesis del sistema
  operativo UNIX.
• Es un lenguaje de alto nivel muy flexible que
  puede susbtituye a los ensambladores.
• Muy extendido en computación científica. Se
  trata de un lenguaje imperativo.
• ADA (En honor de Ada Augusta hija de Lord Byron).
  
• Nuevamente es un lenguaje promovido por el
  Departamento Norteamericano de Defensa.
• Es un lenguaje que sigue al Pascal en su
  persecución de escribir programas claros y
  comprensibles, fuertemente tipificado,
  estructurado y últimamente con orientación a
  objetos.

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Lenguajes orientados a objetos

• SMALTALK.
• De orientación a objetos pura. Ineficiente pero
  cómodo. No estandarizado.
• JAVA.
• Sintaxis similar a la de lenguaje C.
  Especialmente pensado para las aplicaciones a
  Internet.
• Es más ineficiente que los lenguajes
  procedimentales como C.
• Util para aplicaciones que no son críticas en
  cuanto a eficacia.
• Desaconsejado en computación científica.

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Lenguajes con orientación a objetos

• C.
• C orientado a objetos.
• Mayor tipificación de datos en tiempo de
  compilación.
• Es un lenguaje imperativo y conserva la potencia
  del lenguaje C para el cálculo científico.
• De hecho, muchos paquetes de cálculo numérico o
  simbólico están realizados en C y C.

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Compilación

• Compilador. Traduce un programa escrito en
  lenguaje A (lenguaje fuente) a programa escrito
  en lenguaje B (lenguaje objeto).
• Además de compiladores para obtener un programa
  ejecutable son necesarios otros programas
  preprocesador y enlazador principalmente.

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El Ciclo de vida del software

• Fases de desarrollo del software.
• Especificación.
• Análisis y diseño.
• Codificación.
• Integración y prueba.
• Mantenimiento

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Distribución de costes de las diferentes fases

• Especificación, análisis y diseño 40.
• Codificación 20
• Integración y prueba 40.

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Problemas para el desarrollo de software

• Especificación insuficiente o imprecisa.
• Verificación experimental y por lo tanto, no muy
  fiable.
• Diseño no sistemático sino artesanal lo que
  implica difícil mantenimiento y reusabilidad.
• Alto coste económico de los errores.

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Objetivos de la Ingeniería del Software

• Ofrecer técnicas para el desarrollo de programas
  legibles, reusables, correctos, robustos y
  fáciles de mantener.
• Estado actual
• Utilización generalizada de lenguajes de alto
  nivel.
• Solo es necesario utilizar lenguajes
  ensambladores en los siguientes casos

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Uso de Ensamblador

• Operaciones de entrada/salida.
• Algunas aplicaciones de tiempo real.
• Programación de microprocesadores de muy baja
  memoria.
• Pequeñas secciones de código de uso muy frecuente

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Otras características

• Uso de técnicas potentes de programación
  estructurada
• Diseño descendente.
• Abstracción de datos.
• Modularidad
• Control de configuración en grandes proyectos.
• Buena documentación.

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Observaciones

• Perfeccionamiento del nivel de abstracción en los
  lenguajes sin perder eficacia.
• Mayor uso de las técnicas de desarrollo
  sistemático de software evitando la artesanía.
• Búsqueda de sistemas automáticos de prueba y
  programación.

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Descripción detallada del ciclo de vida del
software

• Especificación y análisis
• Diseño de la arquitectura del sistema
• Diseño detallado
• Codificación
• Integración y prueba
• Operación y mantenimiento

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Especificación y análisis

• Descripción detallada de cual debe ser el
  comportamiento esperado del programa.
  Precondiciones y Postcondiciones. Restricciones
  para los datos a procesar y relación entre datos
  y resultados. Determinación de los recursos
  materiales y humanos, presupuestos, etc.

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Diseño de la arquitectura

• Estructura básica del sistema que resuelve el
  problema. Sólo las partes importantes del
  sistema.
• Descripción de las estructuras de datos más
  importantes.

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Diseño detallado

• Diseño detallado de las partes importantes.
• Refinamiento sucesivo en la obtención de
  estructuras de datos y funciones hasta llegar a
  los niveles elementales.
• Uso de técnicas descendentes y modulares.

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Codificación

• Implantación del diseño en el computador.
• Obtención del código en un lenguaje de
  programación usando IDEs.
• Elección del lenguaje de programación.

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Integración y Verificación

• Comprobación experimental del buen funcionamiento
  del sistema.
• Integración en del sistema en un sistema
  superior.
• Operación y mantenimiento. Uso del nuevo
  software, detección y corrección de errores,
  ampliación de la funcionalidad del sistema.

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Actividades de cada etapa
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Actividades (continuación)