Fundamentos de la Computación: Historia, Arquitectura y Conceptos Clave

Historia y Evolución de la Computación

La historia de la computación ha estado marcada por avances tecnológicos significativos que han transformado la forma en que procesamos la información:

• ENIAC (1943): Considerada la primera computadora de uso general. Utilizaba tubos de vacío.
• EDVAC (1949): Desarrollada bajo los principios de programa almacenado propuestos por Von Neumann, incorporando diodos.
• UNIVAC I (1951): La primera computadora comercial.
• IBM 650 (1953): La primera fabricada a gran escala.

Paralelamente, la electrónica experimentó una revolución:

• Invención del transistor (1947), que llevó a las primeras computadoras con transistores (1958).
• Aparición del Intel 4004 (1971), el primer microprocesador.
• El rápido avance de la electrónica se describe en la Ley de Moore (1965), que predice la duplicación de transistores en un circuito integrado cada dos años.

Conceptos Fundamentales de la Informática

Para comprender el funcionamiento de los sistemas computacionales, es esencial conocer algunas definiciones clave:

• Informática: Del francés "information automatique". Se define como el conjunto de conocimientos científicos y técnicos que hacen posible el tratamiento automático de la información mediante ordenadores.
• Datos: Representación mediante símbolos de hechos, objetos, ideas, etc., en una forma adecuada para ser procesados.
• Información: Conjunto de ideas, hechos, objetos, etc., que existen en el mundo real. En informática, es el resultado de procesar datos.
• Codificación: Transformación para representar los elementos de un conjunto mediante los de otro conjunto.
• Ordenador: Máquina que acepta datos de entrada, efectúa una serie de operaciones sobre ellos y devuelve datos de salida. Opera sin intervención humana directa y bajo el control de una secuencia de instrucciones (un programa).
• Hardware (o soporte físico): Conjunto de componentes físicos que forman un ordenador.
• Software (o soporte lógico): Conjunto de programas ejecutables por el ordenador que permiten su uso.

Arquitectura de Von Neumann

La arquitectura de los ordenadores actuales está basada en la arquitectura de Von Neumann, que se compone de los siguientes elementos principales:

• Unidad de Control (UC): Ejecuta las instrucciones y gestiona el resto de dispositivos mediante señales de control.
• Unidad Aritmético-Lógica (UAL): Realiza operaciones aritméticas y lógicas.
• Memoria principal: Donde se almacenan datos y programas.
• Dispositivos de E/S (Entrada/Salida): Componentes con los que el ordenador se comunica con el exterior.
• Buses: Líneas de comunicación entre los distintos dispositivos. Existen buses de control y de datos.

Componentes Clave del Software

El Sistema Operativo

El software es un conjunto de instrucciones que indican al ordenador cómo realizar una tarea. El Sistema Operativo es el software más importante de un ordenador, y cumple varias funciones esenciales:

• Gestiona los recursos hardware del ordenador.
• Facilita el uso del ordenador, haciendo transparentes al usuario y al resto de programas las características del hardware.
• Proporciona una interfaz de usuario.
• Durante el arranque, se carga en memoria y permanece residente todo el tiempo.

Bases de Datos y Sistemas de Gestión

• Base de datos: Conjunto de datos comunes a un "proyecto", almacenados sin redundancia para ser útiles a diferentes aplicaciones.
• Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD): Conjunto de elementos software con capacidad para definir, mantener y utilizar una base de datos. Un SGBD debe permitir:
  • Definir estructuras de almacenamiento.
  • Acceder a los datos de forma eficiente y segura.
  • Organizar la actualización multiusuario, entre otras funcionalidades.