Table Of ContentINTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA
CUARTA EDICIÓN
INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA
CUARTA EDICIÓN
Alberto PRIETO ESPINOSA
Catedrático de Arquitectura y Tecnología de Computadores
Universidad de Granada
Antonio LLORIS RUIZ
Catedrático de Electrónica
Universidad de Granada
Juan Carlos TORRES CANTERO
Profesor Titular de Lenguajes y Sistemas Informáticos
Universidad de Granada
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INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA. CUARTA EDICIÓN
No está permitida la reproducción total o parcial de este libro, ni su tratamiento informático, ni la transmisión
de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por registro u otros
métodos, sin el permiso previo y por escrito de los titulares del Copyright.
DERECHOS RESERVADOS 2006, respecto a la cuarta edición en español, por
McGRAW-HILL/INTERAMERICANA DE ESPAÑA, S. A. U.
Edificio Valrealty, 1.ª planta
Basauri, 17
28023 Aravaca (Madrid)
ISBN: 978-84-481-8532-9
Editor: Carmelo Sánchez González
Composición: Gesbiblo, S. L.
Dedicadoa:
Mimadre
Alberto Prieto
Fina, María José, Fuensanta y Antonio Manuel
Antonio Lloris
Ana, Pablo, Marina, Marisa y Julia
Juan Carlos Torres
Prólogo
Contexto
Es bien conocido que la informática, a pesar de su relativa juventud (nació a mediados de los años
cuarenta) es uno de los campos de mayor importancia de la actualidad, ya que es de aplicación
en prácticamente la totalidad de la actividad humana, mejorando nuestra calidad de vida y el
rendimiento en los procesos productivos. Una de las características más sobresalientes de la
informática es que está posibilitando notablemente el avance de todas las ciencias, siendo uno
de los ejemplos recientes la secuenciación del cromosoma de la especie humana, cosa imposible
sin el uso de ordenadores. La penetración de la informática como herramienta en la sociedad
sigue incrementándose ya que poco a poco sectores que habían estado al margen de las nuevas
tecnologías están comenzando a hacer un uso intensivo de ellas y, por otra parte, los ordenadores
personales han pasado a ser un componente más de nuestros hogares.
La informática tiene una serie de características que hay que tener en cuenta a la hora de
desarrollar un texto general sobre ella. Entre otras se encuentran:
• Representa, sin duda, uno de los campos de la actividad humana que ha sufrido un mayor
desarrollo en los últimos años.
• El sujeto principal de la informática es el computador, existiendo en la actualidad desde
supercomputadores que cuestan cientos de millones de euros, hasta microcomputadores
de unos pocos euros integradas en un único chip y embebidos en multitud de sistemas
(electrodomésticos, redes de comunicaciones, automóviles, etc.).
• La informática puede considerarse simultáneamente como Ciencia y como Ingeniería,
utilizando las metodologías tanto del desarrollo teórico (con las fases de definición,
teorema, demostración e interpretación de resultados), como del desarrollo experimental
(hipótesis, construcción de un modelo predictivo, diseño y realización de experimentos, y
análisis de resultados) y del desarrollo tecnológico (requisitos, especificaciones, diseño,
construcción del sistema, validación y prueba).
El crecimiento vertiginoso de la Informática nos ha obligado a hacer una profunda revisión
en la mayoría de los capítulos de la presente edición respecto de la anterior. Por otra parte, a lo
largo del texto hacemos hincapié en que los procedimientos y técnicas presentados se aplican no
sólo a los computadores de uso general sino también a los de uso específico, y particularmente
a los sistemas embebidos. La última característica, la informática como Ciencia e Ingeniería,
subyace a lo largo de todo el libro, aunque la naturaleza de cada uno de los temas tratados en
cada capítulo hace que su participación en cada una de las tres metodologías citadas (teoría,
experimentación o tecnología) sea desigual.
Objetivos del libro
El objetivo de este libro es presentar una introducción a la informática, tratando tanto el
hardware como el software. Para entender y tener un conocimiento profundo de la informática
es necesario mostrar una visión global de ella, que permita ver cómo sus diferentes partes
encajan en un todo.
vii
viii Prólogo
Nuestra obra trata de dar una visión general de los aspectos principales de la informática,
tan clara y completa como es posible. Pretendemos que la obra sea útil:
1) Dentro del contexto de una asignatura a nivel universitario de Introducción a la Informática (o
Informática General o Introducción a los Computadores o Fundamentos de Computadores),
en titulaciones tanto de Informática como en otras en las que se suele incluir esta materia (In-
genierías, Físicas, Matemáticas, Químicas, Ciencias Empresariales, Estadística, etc.). Debido
a la autonomía universitaria, no es frecuente que este tipo de asignatura tenga un porcentaje
elevado de contenidos comunes en distintos centros; ello nos ha obligado a planificar la obra
de tal manera que sea posible adaptarla para ser utilizada en diversas asignaturas y contextos,
sin más que alterar el orden de exposición o eliminar ciertos capítulos para explicar con más
detenimiento otros.
2) Para los profesionales de la informática que deseen tener una visión actualizada de los tópicos
más básicos de esta disciplina.
3) Para los usuarios de computadores que no se conformen con tan sólo saber utilizar un
paquete de aplicación o un lenguaje de programación, sino que además deseen conocer los
fundamentos de la máquina que ejecuta sus programas.
4) Para cualquier persona que de forma autodidacta (sin asistir a clase) tenga interés en adquirir
una formación rigurosa en los aspectos más destacados de la informática.
Organización
De acuerdo con los objetivos anteriores se ha procurado que los capítulos sean lo más autónomos
posibles, por lo que a veces se repiten conceptos, hecho que, por otra parte, refuerza el sentido
didáctico del texto, que es un objetivo primordial en una obra como la que pretendemos.
La obra trata de dar al lector unos conocimientos básicos y terminológicos, intentando aportar
una visión panorámica y equilibrada sobre todos los elementos importantes de la Informática.
Para ello sus contenidos los hemos agrupado en los siguientes capítulos:
• Definiciones y conceptos básicos.
• Estructuras de datos y algoritmos.
• Representación de datos en un computador.
• Sistemas digitales combinacionales y secuenciales.
• Esquema de funcionamiento de un computador.
• Lenguajes máquina y ensamblador.
• El computador a nivel de micromáquina (diseño de un computador básico).
• El sistema de memoria.
• Periféricos de entrada/salida.
• Estructura y arquitectura de computadores.
• Sistemas Operativos.
• Conceptos básicos sobre lenguajes de programación y traductores.
• Archivos de datos.
• Bases de datos.
• El concepto de ingeniería del software.
• Transmisión y comunicación de datos.
Prólogo ix
• Redes de computadores e Internet.
• Desarrollo y evolución histórica de la Informática.
Consideraciones didácticas
En todo momento hemos tratado de enfocar los conceptos que presentamos de la forma más
descriptiva y práctica posible. Uno de nuestros objetivos es hacer hincapié más en los conceptos
que en los detalles, ya que de no hacerlo así, los conocimientos que pretendemos transmitir
rápidamente dejarían de ser válidos. A pesar de la gran diversidad y ritmo de cambio en el campo
de los computadores, esperamos haber tenido la habilidad suficiente para haber identificado
los conceptos fundamentales que persistirán en el tiempo. En definitiva, pretendemos que el
estudiante comprenda satisfactoriamente, además de las versiones actuales, las futuras.
La herramienta fundamental de la informática es el computador, y obviamente a él se le
da una especial atención en el libro (un título alternativo podría haber sido Introducción a los
computadores). Un computador posiblemente sea uno de los sistemas más complejos ideado por el
hombre, lo que dificulta considerablemente nuestra pretensión de realizar un texto comprensible
incluso estudiándolo de forma autodidacta. Para conseguir este objetivo tratamos de presentar
las ideas y versiones de la forma más sencilla posible. Así, y como es habitual en las asignaturas
de introducción a la informática, presentamos en distintos capítulos un computador sencillo, que
denominamos CODE-2, que es una versión nueva del Ordenador Didáctico Elemental (ODE),
descrito en la primera y segunda edición de este texto. Sobre CODE-2 explicamos: cómo funciona
(Capítulo 7), cómo se usa (Capítulo 8) y cómo se implementa (Capítulo 9). Obviamente hemos
concebido este computador con un sencillo repertorio de instrucciones (16) fácil de comprender y
fácil de implementar. CODE-2 además tiene la peculiaridad de que se ha diseñado completamente
utilizando distintas metodologías, y se ha construido físicamente. Además hemos desarrollado,
en colaboración con alumnos de distintas promociones, emuladores y ensambladores cruzados
del mismo, que están a disposición libre de los lectores en la web del texto.
Al ser los sistemas que pretendemos analizar o diseñar de gran complejidad, utilizamos
ampliamente la metodología usual de la ingeniería, consistente en ver los mismos según distintos
niveles conceptuales de complejidad. La idea que subyace en esta sistemática es comprender
las cosas yendo de lo sencillo a lo complejo. Así, describimos cómo se utiliza esta metodología
en el diseño de algoritmos complejos (Capítulo 3), y la computadora la presentamos según seis
niveles conceptuales (Sección 1.6): desde el de máquina simbólica hasta el de lógica digital, y
presentamos la descripción de redes de computadoras utilizando esta misma sistemática (Modelo
OSI, Capítulo 13).
Hemos tratado de que la organización del libro sea lo más didáctica posible, para lo cual cada
capitulo contiene los siguientes elementos:
• Una introducción, incluida en un cuadro, que informa del contenido del capítulo y lo
enmarca dentro del contexto global de la obra.
• El texto se estructura en secciones jerárquicas (de hasta cuatro niveles), indicándose
siempre al inicio de cada sección el objetivo de la misma y su estructura en secciones de
nivel inferior.
• Cada capítulo incluye gran cantidad de figuras que tratan de facilitar al lector la com-
prensión de los conceptos que se presentan. En total el texto contiene 367 figuras.
• También se insertan multitud de tablas (149 en total) que tratan, o bien de presentar
sucintamente características comparativas entre elementos de la misma naturaleza, o bien
