La Informática

Conceptos básicos

     Actualmente, la Informática se conoce como la ciencia que es capaz de estudiar técnicas y procesos vinculados al desarrollo de la computadora con la finalidad de transmitir información y datos en formato digital.

     Abarca gran parte de nuestra sociedad y los principales fundamentos de las ciencias de la computación, como la programación para el desarrollo de software, la arquitectura de las computadoras y del hardware, las redes de internet, la inteligencia artificial y como toda ciencia, combina aspectos teóricos y prácticos de otras disciplinas (lógica, electrónica, teoría de la información, etc…) pero su función esencial es el desarrollo y construcción de nuevas máquinas, desarrollo e implantación de nuevos métodos de trabajo y también la construcción y mejora de las aplicaciones informáticas. En sí, es un campo amplio que incluye fundamentos teóricos, de diseño, de programación, el uso de ordenadores e información que se convierte en un componente indispensable en la actualidad para procesar datos con ahorro de tiempo.

     Con el paso de los años la informática se ha convertido en un integrante activo de nuestra sociedad ya que actualmente el hombre se desarrolla en un ambiente donde la información, datos y comunicación es parte fundamental de la vida diaria. Para saber más de ella, contamos con conceptos básicos que nos ayudarán y facilitarán la comprensión de la misma.

     Computador: También conocido generalmente como ordenador o computadora, es una compleja máquina que procesa y ejecuta órdenes de diversa índole para dar como resultado un sinfín de tareas distintas. Fue creada hace muchas décadas pero sigue en constante evolución y es uno de los inventos más populares de la historia. 

     Está conformado por un hardware y un software, lo primero se trata de los elementos periféricos, entendidos como el teclado, el ratón, la pantalla o monitor, los cables, plaquetas y todo tipo de elementos que forman al computador de manera sólida. Pero en su interior, grabado en la memoria hay programas, sistemas operativos y funciones instaladas que le dan vida y coordinan lo material para funcionar.

     El computador está conformado por una CPU (Unidad Central de Procesos) la cual se encarga de aceptar las órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, ésta se comunica a través de un conjunto de circuitos que también conforman al ordenador, llamado BUS, el cual conecta la CPU a los dispositivos de almacenamiento, dispositivos de entrada y dispositivos de salida.

     Programa:  En informática, es un conjunto de órdenes o instrucciones que indican al ordenador las opciones que debe realizar con unos datos determinados. En general, todo programa indica a la computadora unos datos de salida, a partir de unos datos de entrada, sin programas, la máquina no podrá funcionar. Generalmente, al conjunto general de programas se le denomina software, el cual se refiere al equipamiento lógico de una computadora.

                     

     Dato: Es una expresión general que describe las características de las entidades sobre las que operan los algoritmos.  Según  Espinoza, Ruiz y Torres. "los datos son conjuntos de símbolos utilizados para expresar o representar un valor numérico, un hecho, un objeto o una idea, en la forma adecuada para ser objeto de tratamiento."  (Espinoza, Ruiz, Torres, 2006, p. 2).

Existen diferentes tipos de datos y se pueden encontrar en las siguientes categorías: numéricos, lógicos y cadenas.

• Datos numéricos: Representan una cantidad o valor determinado (del 0 al 9)
• Datos de tipo carácter: Es un conjunto finito y ordenado de carácteres que la computadora reconoce, pueden ser carácteres alfabéticos (A, B, C... Z) numéricos (0, 1, 2...) o especiales (+, -, *, /, ^, . , ;, <, >, $, ...).
• Datos lógicos o booleanos: Son aquellos que solo pueden tomar uno de los dos valores, verdadero o falso.

     Instrucción:  La instrucción es el elemento clave del equipo, ya que permite indicar al procesador la acción que debe realizar. Una instrucción se compone, generalmente, de dos elementos:  el operador (acción que el procesador va a realizar) y el operando (dato en el cual se realiza la operación). Existen varios tipos de instrucciones:

• Instrucciones de Entrada/Salida: Administran los comandos de entrada/salida.
• Instrucciones de transferencia de datos: Transfieren los datos de una localización a otra.
• Instrucciones de conversión: Implican la lógica especial para realizar la conversión.
• Instrucciones aritméticas: Realizan operaciones aritméticas e implica la transferencia de datos.
• Instrucciones de transferencia de control: Actualizan el contador del programa.
• Instrucciones lógicas: Realizan operaciones lógicas bit a bit con sus operandos.

     Codificación de la información: El ordenador solo utiliza dos símbolos: el cero (0) y el uno (1), ya que son los únicos representables por los elementos electrónicos que posee y componen a una computadora.  Por lo tanto, para que el ordenador pueda manejar la misma información que el ser humano (imágenes, textos, sonidos...) hay que realizar una conversión de los signos de nuestro lenguaje natural a ceros y unos (bits), a este proceso se le llama codificación de la información, de manera que, tanto los datos que se manejan y las instrucciones de los programas, deben codificarse a bits.

Estructura funcional de las computadoras

     De acuerdo con el modelo de Neumann, las computadoras están constituidas por:

• Unidad de entrada: Es una parte del hardware que le permite al desarrollador o usuario introducir instrucciones y datos en la computadora. Convierte las señales externas en códigos especiales para que la computadora pueda procesarlos.
• Unidades de salida: Son componentes del hardware que permiten a la computadora mostrar los resultados de los procesos realizados, sobre todo en el monitor e impresora.
• Unidad Central de Proceso:  Conocida como procesador o CPU, es el elemento que controla y ejecuta las operaciones del sistema. Ésta a su vez está conformada por:

1. Unidad de control: Regula la ejecución de instrucciones y el acceso del procesador a la memoria principal, envía y recibe señales desde los periféricos y sincroniza las operaciones de las que se encarga el procesador.
2. La memoria central: Almacena los datos y el programa activo que se necesitan para llevar a cabo un proceso, está constituida por la memoria RAM (temporal) y la ROM (permanente).
3. La unidad lógica: Se realizan los cálculos aritméticos y operaciones lógicas de los programas.

Parámetros para caracterización de prestaciones
Existen ciertas magnitudes que ayudan a determinar las prestaciones de las distintas unidades que componen una computadora, tales como: 

• Capacidad de almacenamiento: Se refiere a las posibilidades que tiene una unidad para almacenar instrucciones o datos de manera fija o temporal.
• Tiempo de acceso: Se refiere al tiempo que transcurre desde el instante en que se proporciona la dirección del dato/instrucción que se quiere leer/escribir y el instante en que se obtiene o graba el mismo.
• Ancho de banda: Representa la cantidad de información transferida por segundo entre una unidad y otra.
• Longitud de una palabra: Se le denomina de esta manera al conjunto de bits que forman una palabra.
• El rendimiento: Se refiere al tiempo de ejecución que tardan las instrucciones desde el inicio hasta el final.

Tipos de computadoras

•      Supercomputadoras: Es la computadora más potente, está construida para procesar grandes cantidades de información de manera muy rápida y eficaz.
•      Macrocomputadoras: Es la computadora de mayor tamaño, está dise{ana para manejar grandes cantidades de entrada, salida y almacenamiento.
•      Minicomputadoras: Son aquellas que tienen el rendimiento y potencia intermedia entre un maiframe y microordenador, permite el acceso a múltiples usuarios y pueden manejar una cantidad mayor de entradas y salidas.
•      Estaciones de trabajo:  Se refiere a las computadoras que se encuentran conectadas físicamente al servidor por medio de algún tipo de cable. Muchas veces este tipo de computadoras ejecuta su propio sistema operativo y usualmente ofrecen un alto rendimiento en comparación a las computadoras personales, especialmente con lo que respecta a gráficos y habilidades multi-tareas.
•      Computadoras personales: Generalmente son de tamaño medio y son usadas por un solo usuario, aunque hay sistemas operativos que permiten varios usuarios simultáneamente, lo que es conocido como multiusuario. Suelen ser de todas formas y tamaños.

Niveles conceptuales de descripción de una computadora

     Un computador puede ser analizado según los distintos niveles conceptuales, la distinción más sencilla es la que hay entre hardware y software: 

     El hardware es la parte física de un ordenador o sistema informático, es básicamente utilizado por las computadoras y aparatos electrónicos. está formado por los componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos, tales como circuitos de cables y circuitos de luz, placas, utensilios, cadenas y cualquier otro material, en estado físico, que sea necesario para hacer que el equipo funcione.

     El software se puede definir como un término general para la colección de datos computacionales e instrucciones almacenados en diversos tipos de programas utilizados para operar los computadores y otros dispositivos relacionados. De la misma forma puede ser relacionado como el elemento variable de un sistema, siendo el hardware la parte invariable.

Niveles de Descripción de un Computador

• Nivel de componentes electrónicos también denominado nivel de dispositivos y circuitos electrónicos. 
• Nivel de lógica digital o nivel de circuito lógico. 
• Nivel de microprogramación (microoperaciones) o nivel RTL (Register Transfer Level, nivel de transferencia entre registros o nivel de micromáquina. 
• Nivel de lenguaje máquina y ensamblador o nivel de máquina convencional Nivel de sistema operativo o nivel de máquina operativa. 
• Nivel de programa de aplicación o nivel de máquina simbólica, es el que realmente ven los programadores de aplicaciones y los usuarios, y está formado básicamente por los traductores o, en general, procesadores de lenguajes.

Utilización de las computadoras.

En la educación: 

     La computadora en esta área es un instrumento de aprendizaje y es importante para la preparación de clases, ya que al usar el Internet, se encuentra todo tipo de  información y la base de datos más grande del mundo, con temas totalmente actualizados. El acceso a esta información se hace a través de una computadora que esté conectada a Internet, y con la información obtenida (texto, imágenes fijas, vídeo clips, vídeos, músicas y sonidos), que se guardan en el disco duro de la computadora, se pueden preparar excelentes clases de todas las áreas, los cuales pueden ser presentados con sistemas multimedia.

En el comercio:

     En ésta área, la computadora ayuda al diseño y manufactura de productos, a dar forma en las campañas de mercadeo, a dar seguimiento y procesar inventarios, cuentas a cobrar y pagar, nóminas, etc.

En la medicina:

     La profesión médica utiliza la computadora en el diagnóstico y monitoreo de los pacientes para regular los tratamientos. Utiliza una base de datos médicos de investigaciones con hallazgos y tratamientos recientes, llamado Medline. También, por ejemplo, en los hospitales se utilizan las computadoras para recopilar los datos de pacientes y monitorear signos vitales.

En la ciencia:
     Los científicos usan la computadora para analizar el sistema solar, seguir los patrones del tiempo y llevar a cabo experimentos. Los científicos formulan las hipótesis y luego las prueban a través de la observación y colección de datos. En ocasiones tienen que simular el comportamiento del mundo real y su medio ambiente para comprobar la veracidad de sus teorías. Para ello utilizan computadoras con gran capacidad de almacenamiento y velocidad de procesamiento (supercomputadoras), ya que la cantidad de datos es inmensa y pueden tener presentaciones gráficas de alta resolución.

Metodología

     Se refiere a un conjunto o sistema de métodos, principios y reglas que permiten enfrentar de manera sistemática el desarrollo de un programa que resuelve un problema algorítmico. Estas metodologías generalmente se estructuran como una secuencia de pasos que se clasifican de la siguiente manera:

• Planteamiento del problema:  Es donde se hace una descripción breve de lo que se pretende hacer. Esta fase está dada por el enunciado del problema, el cual requiere una definición clara y precisa.
• Análisis del problema: En esta fase se  definen los datos de entrada, los métodos y fórmulas que deben desarrollarse en el proceso y finalmente la información que se espera producir.
• Programación o diseño del algoritmo: Es donde se toman en cuenta los programas definidos en la etapa del análisis y se diseña el algoritmo a través de instrucciones del lenguaje de programación que está siendo usado.
• Prueba y depuración: Es el proceso de identificar y corregir errores en el programa que estamos realizando, para dar paso a una solución.
• Documentación: Es la guía escrita en sus variadas formas, bien sea en enunciados, dibujos, diagramas o procedimientos. A menudo, un programa escrito por una persona, es usada por otra, para ello, la documentación sirve para ayudar a comprender el uso del programa o para facilitar futuras modificaciones.
• Mantenimiento: Se lleva a cabo después de haber terminado el programa, cuando se detecta que es necesario hacer algún ajuste, cambio o simplemente complementar al programa para que siga funcionando de manera correcta. Para la realización de este paso es sumamente necesario que el programa ya esté documentado correctamente.

Organización de los datos

     Una organización de datos es una estructura física-lógica que permite realizar operaciones computacionales (editar, guardar, actualizar, etc.) sobre un contenido de información. Pueden dividirse en:

• Estructura física: Describe la manera física (bytes) de almacenar los datos en un soporte (como se almacenan los datos en el soporte). 
• Estructura lógica: Describe la manera lógica de representar la información a los usuarios (como ve el usuario la información). 

Aplicaciones de la Informática

     Actualmente, la informática tiene tantas aplicaciones que prácticamente es inconcebible pensar que exista un campo o área donde no esté presente.

Aplicaciones administrativas: 

     Por medio de la informática, pueden realizar gestión de personal, procesos de nóminas, control de inventarios, gestión de almacén, facturación, contabilidad, correspondencia, administrar gestión de comunicaciones, gestión administrativa en los sistemas de información, etc. Cuyo objetivo es la ayuda para la toma de decisión y análisis de todo lo relacionado con los negocios.   

Aplicaciones médicas: 

     En esta área la informática va desde el control clínico de pacientes hasta la investigación y desarrollo de nuevos métodos para tratar enfermedades y pacientes. En la aplicación de diagnósticos clínicos, mantenimiento de historias clínicas, monitoreo de pacientes en terapia intensiva, análisis clínicos, ecografías, diagnósticos por imágenes, tomografías, resonancias magnéticas, etc.

Aplicaciones educativas:

     En el campo educativo existen dos puntos de vista: uno, la necesidad de incluir la informática como materia en los planes de estudios, debido a que la computadora es una herramienta esencial en todos los ámbitos. La otra como complemento de la formación de los estudiantes por medio de la enseñanza asistida por computadoras, proporcionando características didácticas importantes a los condicionamientos particulares del alumno.

Aplicaciones financieras:

     El mercado financiero mundial es manejado por tecnologías informáticas. Intercambiar ideas, realizar transacciones y transferencias de fondos a través de redes informáticas internacionales permiten a los inversores financieros competir en una economía cada vez más globalizada. El apoyo cibernético a esta economía global ha creado un sistema de transferencia electrónica de fondos para simplificar la realización de movimientos de dinero bancario. En consecuencia de su utilización masiva se ha comenzado a hablar de dinero plástico, banca electrónica o dinero electrónico, como reemplazante del dinero, cheques, pagarés y otras formas de pagos. El uso de cajeros automáticos para la realización de movimientos de fondos, reemplazando a las operaciones bancarias

Aplicaciones técnico-científicas:

     Las computadoras son utilizadas como herramientas para un sinfín de tareas. Participan en la confección de pronósticos meteorológicos, control ambiental, de tránsito, de comunicaciones, satélites artificiales, aeronavegación, reconocimiento de materiales, simulación de procesos, pagos automáticos variados, etc.

Aplicaciones domésticas:     

     Hoy en día, los hogares disponen de un gran número de equipos y sistemas autónomos y redes digitales no conectadas entre ellas, como la telefonía, los sistemas de acceso, la televisión, las redes de datos (cableados e inalámbricos), electrodomésticos, equipamiento de audio y video, iluminación, etc.

Conclusión

     Desde tiempos antiguos, el hombre ha buscado la manera de desarrollar aparatos para realizar operaciones y actividades de manera más cómoda y rápida, de hecho, el primer paso de la informática se puede situar en el primer tercio del siglo XX, cuando comenzaron a solucionarse los problemas que acarreaban los rudimentarios aparatos, reemplazando los sistemas de engranaje por impulsos eléctricos, utilizando el código binario como fuente de información.

Todo el mundo es consciente en la actualidad de la importancia que tiene la informática en el desarrollo colectivo e individual, muchas de las actividades que antes eran elaboradas por las personas, hoy en día las realizan computadoras, haciéndolo de una manera mucho más rápida. Cada día, la informática adquiere más relevancia ya que su utilización es un instrumento de aprendizaje que en la sociedad aumenta muy rápidamente, hoy vivimos en la Era de la Información y esto se debe al avance tecnológico en la transmisión de datos y a las nuevas facilidades de comunicación, ambos impensables sin la evolución de las computadoras y dispositivos.

Bibliografía y referencias electrónicas

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→Enciclopedia de Clasificaciones (2017). Importancia de la informática. Recuperado el 09 de noviembre de: http://www.tiposde.org/informatica/904-importancia-de-la-informatica/
→Pérez, J. (2008). Definición de Informática. Recuperado el 09 de noviembre de 2017 de:  http://definicion.de/informatica/
→Reyes, S. (2017). Importancia de la informática. Recuperado el 09 de noviembre de 2017 de:  http://girls-revolution.usersboard.net/t6-importancia-de-la-informatica-en-la-actualidad 
→Quintero, M. (2011). El uso de la computadora en la actualidad. Recuperado el 09 de noviembre de 2017