INSTITUTO NUESTRA SEÑORA MARÍA BÍSTRICA
Nuevas Tecnologías de la Información y la Conectividad NTICx - 4° Año Agustín González 2018
Alumno/a:
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Apunte de cátedra de NTICx (Nuevas Tecnologías de la Información y la Conectividad), correspondiente al 4° año (educación secundaria), ciclo lectivo 2018.
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CONTENIDO Introducción Criterios de evaluación ........................................................................................................................ 5 Expectativas de logro .......................................................................................................................... 5 Actividades .......................................................................................................................................... 6 Recursos a utilizar ............................................................................................................................... 6
Unidad 1: Alfabetización Informática - Computacional Contenidos de la unidad 1................................................................................................................... 7 Técnica, Tecnología e Innovación ....................................................................................................... 8 Comunicaciones móviles: Ejemplo retrospectivo de innovación ..................................................... 8 Dato, Información, Computación, Informática y NTICx ...................................................................... 9 Características generales de un computador...................................................................................... 9 La PC .............................................................................................................................................. 10 Hardware: Componentes físicos ....................................................................................................... 11 Hardware según su funcionalidad ................................................................................................. 11 Hardware según su ubicación ....................................................................................................... 11 Hardware según su flujo de información ...................................................................................... 11 Hardware básico................................................................................................................................ 12 Hardware complementario ............................................................................................................... 14 Interacción entre componentes internos ......................................................................................... 15 Periféricos ......................................................................................................................................... 16 Periféricos de entrada ................................................................................................................... 16 Periféricos de salida....................................................................................................................... 16 Periféricos de entrada/salida ........................................................................................................ 16 Periféricos de almacenamiento masivo ........................................................................................ 17 Periféricos de conectividad............................................................................................................ 17 Software: Componentes lógicos ....................................................................................................... 17 Software según su utilidad ............................................................................................................ 18
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Software según su licencia y distribución ...................................................................................... 18 Sistema Operativo ............................................................................................................................. 19 Interfaz de usuario de Sistema Operativo......................................................................................... 19 Digitalización ..................................................................................................................................... 20 Sistema Binario.................................................................................................................................. 20 Conversión decimal a binario y viceversa...................................................................................... 21 Código ASCII ...................................................................................................................................... 23 Unidades de medida ......................................................................................................................... 25
Unidad 2: Alfabetización en Redes Digitales de Información Contenidos de la unidad 2................................................................................................................. 27 ¿Qué es una red? ............................................................................................................................ 28 Información analógica y digital ......................................................................................................... 28 Señal analógica ............................................................................................................................. 28 Señal digital ................................................................................................................................... 28 Tasa de transferencia ........................................................................................................................ 29 Arquitectura de las redes .................................................................................................................. 29 PAN (Personal Area Network) ....................................................................................................... 29 LAN (Local Area Network) ............................................................................................................. 29 MAN (Metropolitan Area Network) .............................................................................................. 30 WAN (Wide Area Network) ........................................................................................................... 30 Formas de conexión (Medios) ........................................................................................................... 30 Medios guiados ............................................................................................................................. 30 Medios no guiados ........................................................................................................................ 31 Protocolo TCP/IP: El protocolo de Internet....................................................................................... 31 ¿Qué es un protocolo?................................................................................................................... 31 Direcciones IP ................................................................................................................................ 32 DNS y HTTP .................................................................................................................................... 32 ¿Qué es y cómo funciona Internet? .................................................................................................. 33 Modelo Cliente – Servidor................................................................................................................. 34 Solicitud de una página Web (cliente/servidor) ............................................................................ 34 Navegadores de Internet .................................................................................................................. 35
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Unidad 3: Alfabetización en el Manejo de la Información Contenidos de la unidad 3................................................................................................................. 37 Digitalización de la información ........................................................................................................ 38 Texto e hipertexto: El estallido de la linealidad ................................................................................ 38 Hipertexto...................................................................................................................................... 38 Hipermedia .................................................................................................................................... 39 Buscadores de información en Internet............................................................................................ 39 Tipos de Web..................................................................................................................................... 39 Web 1.0 (Red pasiva)..................................................................................................................... 39 Web 2.0 (Red participativa - colaborativa) ................................................................................... 39 Prosumidor ........................................................................................................................................ 40 Sociedad de la información y del conocimiento ............................................................................... 40 Analfabetismo digital ........................................................................................................................ 41 Brechas digitales ........................................................................................................................... 41
Unidad 4: Alfabetización en Manejo de Componentes de Imagen Visual Contenidos de la unidad 4................................................................................................................. 43 La imagen como mensaje .................................................................................................................. 44 Denotación y connotación de imágenes ....................................................................................... 44 Íconos ................................................................................................................................................ 44 Gramática y lenguaje .................................................................................................................... 45 Publicidad .......................................................................................................................................... 45 El color en la Publicidad................................................................................................................. 45 Lema publicitario ........................................................................................................................... 45 Logotipo, Isotipo e Isologo ................................................................................................................ 46
Unidad 5: Alfabetización en Programación y Algoritmos Contenidos de la unidad 5................................................................................................................. 47 Programación .................................................................................................................................... 48 Algoritmo....................................................................................................................................... 48 Variable ......................................................................................................................................... 48
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Variables numéricas .......................................................................................................................... 49 Actividades .................................................................................................................................... 49 Simplificación de algoritmos ......................................................................................................... 50 Variables de texto ............................................................................................................................. 50 Actividades .................................................................................................................................... 51 Funciones de conversión ................................................................................................................... 52 Actividades .................................................................................................................................... 53 Salida de datos .................................................................................................................................. 53 Actividades .................................................................................................................................... 55 Entrada de datos ............................................................................................................................... 56 Actividades .................................................................................................................................... 57 Sentencias de decisión ...................................................................................................................... 58 Actividades - Parte 1...................................................................................................................... 59 Simplificación de escritura de condiciones .................................................................................... 60 Sino condicional ............................................................................................................................. 61 Más de una condición ................................................................................................................... 61 Actividades - Parte 2...................................................................................................................... 62 Funciones y procedimientos: divide y vencerás................................................................................ 63 Actividades .................................................................................................................................... 65 Iteraciones: ciclo Para ....................................................................................................................... 65 Variables acumuladoras y contadoras .......................................................................................... 67 Actividades .................................................................................................................................... 68
Bibliografía ........................................................................................................................................ 69
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CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Participación positiva, espontánea y ordenada en clase. Trato respetuoso con los compañeros y el docente. Cumplimiento de actividades propuestas en el ámbito áulico (trabajo en clase). Asociación de temas cotidianos con los conceptos analizados en clase. Adecuada expresión oral y escrita, y eficiente uso del lenguaje. Carpeta completa, prolija y ordenada. Disponibilidad del material bibliográfico durante la clase. Prolijidad y puntualidad en la entrega de trabajos. Evaluaciones escritas o en máquina y lecciones orales. Responsabilidad ante ausencias a clase, las cuales no justificarán el desconocimiento de actividades, temas propuestos, fechas de exámenes o entrega de trabajos prácticos.
EXPECTATIVAS DE LOGRO Que los alumnos:
Logren una correcta alfabetización de los conceptos que conciernen a la materia, adoptando y utilizando correctamente el vocabulario técnico específico y desarrollando habilidades operativas ante las nuevas tecnologías. Desarrollen habilidades de reconocimiento de los componentes físicos de un computador, sus funcionalidades y relaciones. Reconozcan e identifiquen la utilidad de los componentes lógicos de un computador, como las aplicaciones o el sistema operativo. Conozcan la metodología de almacenamiento de información en un computador. Conozcan el funcionamiento de Internet y los protocolos intervinientes. Reconozcan a las TICs como herramientas para la búsqueda, organización, síntesis y comunicación de información. Reconozcan las imágenes como método de transmisión de mensajes. Reconozcan a la sociedad de la información y del conocimiento como un nuevo paradigma que está produciendo profundos cambios en el comienzo de este nuevo milenio. Logren adquirir la capacidad de representar problemas mediante la construcción de algoritmos.
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ACTIVIDADES
Lectura en clase con el docente como guía, debates sobre temas relevantes de la materia, trabajo en grupo y de a pares, análisis de textos electrónicos, presentaciones en afiches, trabajos prácticos de investigación y lectura, descarga de apuntes desde plataforma virtual. Se desarrollarán, en la medida que sea posible, las siguientes prácticas de Laboratorio: Producción de presentaciones en Power Point, instalación y configuración inicial de Sistema Operativo, creación y configuración de red LAN e implementación de algoritmos en Matlab o Python.
RECURSOS A UTILIZAR
El recurso más importante lo constituye el material bibliográfico, el cual será administrado por el docente mediante un apunte de cátedra y textos parciales. Sobre estos se elaborarán trabajos de investigación bibliográfica y guías prácticas y de lectura, junto con la plataforma virtual Edmodo, útil para consultas, fuera de la franja horaria de la materia (www.edmodo.com). En ciertos casos, Internet también constituirá una herramienta de trabajo, al igual que la PC y el cañón de proyección. Se incluirá, en la medida que los temas lo permitan, recursos electrónicos, revistas, proyección de presentaciones y vídeo, etc.
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Firma del alumno/a
Firma del Padre, Madre o Tutor
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UNIDAD 1: ALFABETIZACIÓN INFORMÁTICA Y COMPUTACIONAL CONTENIDOS DE LA UNIDAD 1 La presente unidad abarca toda la serie de conocimientos sobre el funcionamiento de las computadoras u ordenadores, unidades computacionales digitales, dispositivos electrónicos y Software. Se destacan, en esta alfabetización, conceptos relacionados con el funcionamiento de las distintas partes físicas y lógicas que componen a un computador, los periféricos y la terminología que permite la comprensión de esta tecnología. Contenidos de la unidad 1, según el cronograma correspondiente al actual ciclo lectivo 2018: Conceptos de Técnica, Tecnología e Innovación. Conceptos de Dato e Información. Conceptos de Computación e Informática. Definición de NTICx. La PC (de escritorio y portátil). Definición de Hardware (clasificación). Componentes del computador: CPU (y Memoria caché), Memorias (RAM y ROM), Placa madre. Interacción entre componentes internos. Tipos de periféricos: de entrada, de salida, de almacenamiento masivo y de conectividad. Definición de Software (clasificación). Sistema Operativo. Digitalización. Sistema Binario (conversión decimal a binario y viceversa). Código ASCII. Unidades de medida.
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TÉCNICA, TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN La técnica es el conjunto de saberes prácticos o procedimientos que deben llevarse a cabo para obtener un resultado. Surge de la necesidad humana de modificar su medio, y se lleva a cabo de forma empírica (mediante la experiencia). Características de la técnica:
Nace en la imaginación y luego se pone en práctica. Puede originarse en la prueba y error. Se suele transmitir entre las personas y se mejora con la práctica y el tiempo. Cada persona le imprime su sello personal.
La tecnología es el conjunto de técnicas, conocimientos y procesos que sirven para el diseño y construcción (o modificación) de objetos que permiten satisfacer necesidades humanas. Surge de forma científica, reflexiva y con ayuda de la técnica (desde el punto de vista histórico). Características de la tecnología:
Se basa en aportes científicos. La actividad tecnológica suele ser realizada por máquinas (aunque no necesariamente). La tecnología suele aplicarse a través de modelos científicos.
¿Qué es la innovación? Es la aplicación o combinación de saberes prácticos, procedimientos o nuevas ideas para desarrollar nuevas técnicas, las cuales, a su vez, permiten desarrollar nuevas tecnologías, con la intención de ser útiles para el incremento de la productividad. La innovación tecnológica es la más importante fuente de cambio, en lo que refiere a las tecnologías actuales, ya que posibilita combinar las capacidades técnicas, financieras, comerciales y administrativas y permiten, por ejemplo, el lanzamiento al mercado de nuevos productos.
COMUNICACIONES MÓVILES: EJEMPLO RETROSPECTIVO DE INNOVACIÓN
La tecnología de primera generación (1G), en las comunicaciones, dio origen a la telefonía móvil y permite, en la actualidad, las llamadas de voz. La segunda generación (2G), agregó servicios digitales a la primera, además de conseguir mayor eficiencia en las redes y un servicio de mejor calidad. La tecnología 3G o de tercera generación soporta alta velocidad de información, gracias a su ancho de banda para aplicaciones más allá de la voz, como audio (MP3), videoconferencia y acceso rápido a Internet móvil. Esto facilita la implementación de nuevos servicios. Ofrece velocidades de hasta 14.4 Mbps y 84 Mbps en su versión 3G+. Actualmente, en varios países, incluyendo Argentina, se ha implementado la tecnología 4G (o 4G LTE), que provee velocidades entre 50 Mbit/s y más de 100 Mbps.
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DATO, INFORMACIÓN, COMPUTACIÓN, INFORMÁTICA Y NTICX Un dato es una representación simbólica (numérica, alfabética, etc.) que no tiene valor semántico (sentido) por sí misma pero, al ser procesado, puede servir para realizar cálculos o tomar decisiones. A partir de estos datos, se construye información, más precisamente, un conjunto de hechos significativos dentro de un contexto bien definido. Dato Información Representación simbólica, sin significado Significación del dato. Refiere a datos alguno. Ejemplos: 3, planeta, dulce, agua. procesados para su entendimiento. Ejemplo: “Sólo el 3% de agua en el planeta es dulce”.
Computación: Puede usarse como sinónimo de informática, sin embargo cubre un amplio rango de tópicos tomados de los campos de la Física, las Matemáticas, la Ingeniería, la Filosofía y la Lingüística, en adición a todos los tópicos creados por la propia existencia de los computadores. Informática: Estudia el tratamiento automático de la información en dispositivos electrónicos e informáticos. Proviene del francés informatique, acuñado por el ingeniero Phillipe Dreyfus en 1962. Es un acrónimo de las palabras information y automatique (Información automática). La informática se centra en la automatización de información. La computación en la “computabilidad” de problemas de diversas áreas.
La sigla NTICx refiere a las nuevas tecnologías de la información y la conectividad (cx por conexión) con dos ejes centrales: TIC (es decir, tecnologías de la información y la comunicación) y sociedad. Es importante aclarar que estar conectados no es lo mismo que estar comunicados: puede existir una conexión, sin haber comunicación.
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE UN COMPUTADOR En el principio de la era de la computación, el término computar significaba calcular (numéricamente). Actualmente, abarca el tomar datos, y mediante un proceso obtener información como resultado. La naturaleza de las computadoras es hacer cálculos y procesar algoritmos creados por el ser humano, más precisamente los programadores. Las computadoras son muy buenas en hacer tareas repetitivas y/o aburridas, en las que las personas son propensas a cometer errores.
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LA PC La PC (Personal Computer) es un microcomputador multipropósito, dirigida a un usuario final y diseñado para cumplir tareas comunes de la informática moderna, ya sea navegar por Internet, escribir textos y realizar otros trabajos, como edición y búsqueda de información. Existen dos tipos básicos de PC: de escritorio y portátiles.
PC de Escritorio (Desktop): Diseñada para una ubicación fija, debido a su tamaño y requerimientos de energía. La configuración más común es un monitor, un teclado, un mouse, parlantes y el gabinete. Variante:
All-In-One: Integra el monitor y los principales periféricos en una sola unidad. Elimina bastantes cables de conexión, en comparación a las PC de escritorio convencionales, sin embargo, el poder de procesamiento suele ser mucho menor al de una PC Desktop convencional, además de poseer costos mayores. La modularidad de componentes internos es casi nula.
PC Portátil (Notebook): Ordenador personal y móvil. Gran parte de los componentes internos, son similares a los de una de escritorio, pero habitualmente de menor tamaño. Una de las ventajas, es que se tienen todos los periféricos “esenciales” para el usuario incorporados en el equipo: pantalla, teclado, parlantes, mouse y placa wi-fi. Una Notebook puede funcionar sin corriente eléctrica, debido a que posee una batería. No es tan modular como la PC de escritorio y tienen un precio superior a una equivalente. Variantes:
Netbook: Posee dimensiones y costos menores, en comparación a una Notebook. La mayoría consta de un procesador Intel Atom, normalmente corriendo a 1.6 Ghz, siendo su punto débil la baja frecuencia de núcleo (las notebooks suelen disponer de 2.0 Ghz en adelante). A pesar de ello, por esta misma razón, la autonomía de la batería suele ser mayor a la de una Notebook convencional.
Ultrabook: Es un tipo de portátil, extremadamente ligero, delgado y con mayor autonomía. Pueden llegar a tener la misma capacidad de procesamiento que una Notebook, dependiendo el modelo, pero a costos mayores, debido a sus características físicas. También existen modelos que permiten que su pantalla sea utilizada como “Tablet”.
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HARDWARE: COMPONENTES FÍSICOS Hardware refiere a los dispositivos físicos y tangibles de un computador. No sólo incluye elementos internos como el disco duro, o la lectora de CD/DVD, sino que también hace referencia al cableado, los circuitos, el gabinete, etc. Abarca también abarca a la impresora, el mouse, el teclado, el monitor y demás periféricos. Distintas clasificaciones del Hardware:
Según su funcionalidad. Según su ubicación. Según su flujo de información.
HARDWARE SEGÚN SU FUNCIONALIDAD
Hardware básico: Incluye los dispositivos necesarios para iniciar la computadora: placa madre, fuente de alimentación, microprocesador y memoria. Como una PC puede funcionar sin disco rígido, se lo podría excluir de esta clasificación (de todas formas, en desarrollos posteriores de la unidad, se lo incluye). Hardware complementario: Son aquellos dispositivos que complementan a la computadora, pero que no son fundamentales para su funcionamiento: impresoras, webcam, placas (sonido y video), etc.
HARDWARE SEGÚN SU UBICACIÓN
Periféricos: Refiere a la periferia, es decir a los dispositivos externos a la computadora. Componentes internos: dispositivos que son internos al gabinete.
HARDWARE SEGÚN SU FLUJO DE INFORMACIÓN
Periféricos de salida: Permiten la salida de información, procesada previamente por el CPU. Ej.: monitor, impresora. Periféricos de entrada: Permiten introducir datos a la computadora. Ej.: teclado, mouse. Existen ciertos dispositivos que pueden ser considerados tanto de entrada como de salida, por ejemplo, las impresoras multifunción o las pantallas de tipo “Touch”. Periféricos/dispositivos de almacenamiento: Guardan datos (persistentemente) de los que hace uso el CPU. Ejemplo: disco duro, memorias, CD, DVD, Blu-Ray etc. Periféricos de conectividad: Permiten interacción entre dos o más computadoras u otro periférico externo. Ej.: módem, puertos, etc. Dispositivos de procesamiento: Dispositivos (internos) que reciben, almacenan y procesan datos y/o generan un cierto tipo de información. Ej.: CPU, Memoria RAM, etc.
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HARDWARE BÁSICO Placa Madre o Base (MotherBoard): Es la pieza fundamental, encargada de intercomunicar los periféricos y componentes internos entre sí, siendo el lugar donde se alojan. Posee los siguientes componentes:
Conector/es de alimentación, donde viaja la corriente eléctrica proveniente de la fuente de alimentación. Zócalo de CPU (Socket), un receptáculo cuadrado que recibe al Microprocesador, y lo conecta con el resto de los componentes. Ranuras de memoria RAM, en un número de 2 (en placas bases comunes) a 6. Chipset: gestiona la transferencia entre los distintos componentes internos de un PC. Slots de expansión: Permiten la inserción de tarjetas (placas), por ejemplo, de video o sonido. Memoria ROM: Memoria encargada de almacenar la configuración básica de sistema y su proceso de inicialización (BIOS).
(Micro)-Procesador: Es el “cerebro” de la computadora. Por lógica es llamado CPU (Central Process Unit, unidad central de procesamiento). Está formado por la Unidad de Control (UC), encargada de buscar, interpretar y llevar a cabo instrucciones desde la memoria principal y la Unidad Aritmético Lógica (ALU), que realiza operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación y división) y lógicas (si, y, o, no). Características a tener en cuenta: Cantidad de núcleos: Cada núcleo del procesador podrá encargarse de una tarea distinta, permitiendo así el trabajo multitarea. Un procesador doble núcleo (dual-core), por ejemplo, equivaldría a dos procesadores, incluidos dentro del mismo chip. Memoria Caché: Es una memoria ultra-rápida, que emplea el procesador, para tener alcance a ciertos datos o instrucciones que predeciblemente volverán a ser utilizadas, con el fin de no tener que volver a ejecutarlas nuevamente. Por esta razón, permite que los procesos sean ejecutados mucho más rápido. Respecto al tamaño, es muy, pero muy pequeña (expresada en Megabytes o Kilobytes) y dividida en niveles (L1, L2 y L3). Velocidad: Es el tiempo en el que la CPU, tarda en procesar el ingreso de los datos y otorgar un resultado de salida. Este tiempo depende de la complejidad del algoritmo. La velocidad, frecuencia del procesador, o velocidad reloj se mide en ciclos por segundo, también denominados hercios (hz). Sin embargo, el Hertz, es una unidad muy pequeña en lo que respecta a las altas frecuencias de los procesadores, por lo que se agrupan en: KiloHertz (1 Khz = 1000 hz), MegaHertz (1 Mhz = 1000 Khz) y GigaHertz (1 Ghz = 1000 Mhz). Actualmente, los procesadores más comunes tienen velocidades de entre 1.2 y 3.2 Ghz. Algunos alcanzan los 5.0 Ghz. Existe una práctica conocida como Overclocking, que consiste en alcanzar una mayor velocidad reloj, por encima de las especificaciones del 12 de 69
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fabricante. La idea es conseguir un rendimiento más alto, de forma gratuita, aunque esto pueda suponer pérdida de estabilidad o acortamiento de la vida útil del componente, consecuencia del sobrecalentamiento. Overclock, literalmente, significa sobre el reloj. Se podría hacer una analogía de los Hz, con los km/h (kilómetros por hora) que puede alcanzar un auto. Sin embargo, no sólo la velocidad es importante, sino que también lo son la cantidad de memoria caché y de núcleos. Actualmente existen dos fabricantes principales: AMD e Intel.
Memoria RAM (Random Access Memory, memoria de acceso aleatorio): Es una memoria volátil y transitoria, que almacena la información que está siendo usada en el momento. Es directamente accedida por el procesador y cargada desde el disco rígido, conforme se ejecutan los programas: su contenido cambia todo el tiempo.
Memoria ROM (Read Only Memory) o de solo lectura: Almacena la BIOS y la configuración más básica de la computadora. Las memorias ROM más actuales son reprogramables o actualizables. Está integrada a la placa madre.
Cables de comunicación: Comunican diferentes componentes entre sí. Por ejemplo: El cable SATA, que conecta la placa madre con el disco.
Dispositivos de Enfriamiento: Retiran el exceso de calor de los componentes. Los más comunes son los coolers o ventiladores (dispositivos activos, es decir disponen de partes móviles) y los disipadores de calor (dispositivos pasivos).
Fuente eléctrica o de alimentación: Provee de energía a la computadora. Convierte la corriente alterna en continua.
Disco duro o rígido: Son dispositivos de almacenamiento masivo, no volátiles que almacenan el sistema operativo y los archivos (o datos) del usuario. Los dos tipos de conexiones más conocidas son:
IDE: Integrated Drive Electronics (Dispositivo electrónico integrado), que hasta aproximadamente el 2004, fue el estándar principal, por su versatilidad y asequibilidad. Son conectores planos, anchos y alargados.
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SATA (Serial ATA, Advanced Technology Attachment): Utilizados actualmente. Es notablemente más rápido y eficiente, y físicamente es mucho más pequeño y cómodo que los IDE. Además permite la conexión en caliente (mientras la PC está prendida).
Puertos de comunicación: Se encuentran en el dorso de la placa madre y permiten la conexión con los periféricos externos. También pueden añadirse mediante placas de expansión.
HARDWARE COMPLEMENTARIO Unidad de disco óptico: Son las unidades para la lectura/grabación de CDs, DVDs y Blu-Rays. Entre los tipos de conexión más conocidos actualmente se encuentran IDE y SATA (estándar, hoy día).
Placa de sonido: Es la placa que controla el sonido en una computadora. Muchas veces, vienen integradas junto con la placa de video, en la placa madre.
Placa de vídeo: Permite aliviar la carga del procesador mediante un GPU (Graphics Processing Unit), una CPU dedicada exclusivamente, al procesamiento de gráficos. Posee una memoria gráfica de acceso aleatorio, similar a la RAM. A la hora de adquirir una, además de la velocidad reloj y la memoria, es importante considerar el ancho de banda o interfaz de la placa (64, 128, 192, 256 bits, etc.): a mayor ancho de banda, mayor es la capacidad de procesamiento. Normalmente constan de un disipador y un ventilador, debido a las cargas de trabajo a las que son sometidas. Ciertas placas requieren alimentación “extra” por parte de la fuente. Hoy día, el mercado se encuentra divido en dos fabricantes de GPU principales: AMD (ex ATI) y NVIDIA.
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INTERACCIÓN ENTRE COMPONENTES INTERNOS ¿Cómo interactúan los componentes internos? 1. Suponiendo que un usuario está utilizando un programa, la CPU obtiene las instrucciones desde la memoria principal (RAM), ingresadas, por ejemplo, con un clic del mouse, o desde el teclado (periféricos de entrada). 2. En base a estas instrucciones, la CPU carga en memoria principal, desde el disco, los datos útiles para cumplir su objetivo. Esto sólo se realiza si es necesario, es decir, si los datos no han sido cargados previamente en memoria. La comunicación se realiza a través de los dispositivos de conectividad entre componentes, distribuidos en la placa madre. 3. Conforme el usuario utiliza la aplicación, los resultados de los procesos recientes, son almacenados en memoria caché, para que, en caso de volver a solicitar una instrucción, ya anteriormente pedida, no se pierda tiempo resolviéndola nuevamente.
¿Por qué el procesador no toma los datos, directamente desde el disco rígido? Para la CPU, es bastante lento y costoso, acceder constantemente al disco duro, el cual, además, contiene el sistema operativo y los datos de los usuarios. Sin la memoria principal, cada vez que el procesador recibiera una instrucción, debería buscar en todo el disco (que es de acceso secuencial). Por ello, el procesador copia en memoria RAM (de acceso aleatorio) lo que necesita en el momento. Para entender mejor el concepto, imaginemos que el profesor de NTICx, da la primera y segunda hora de la materia, en un aula del primer piso de la escuela. Si para la clase, necesita un libro ubicado en la biblioteca de la planta baja, sería conveniente que se lo traiga al escritorio una única vez (hasta que terminen las horas), en vez de bajar, buscar el libro entre todos los demás, y volver a subir, por cada vez que lo necesite. ¿Se podría prescindir de la memoria caché? Sí, pero los procesos repetitivos se ejecutarían una y otra vez, sin necesidad. Volviendo al ejemplo de la biblioteca, imaginemos que, para la clase, el profesor necesita remitirse cada tanto al capítulo 2 del libro. Suponiendo que el ejemplar ya se encuentra en el escritorio, sería ilógico que cada vez que se necesite acceder a este capítulo, se vuelva a buscar el número de página en el índice. Convendría anotarlo, por ejemplo, en una pequeña hoja. Cuando se necesite acceder al capítulo, entonces, sólo se miraría el número de página anotado, ahorrándose el trabajo de volver a buscar el capítulo en todo el índice. ¿Sin disco, la PC iniciaría igual? Sí, pero sólo se ejecutaría el BIOS (Basic Input Output System) ubicado en la memoria ROM. La PC no tendría utilidad a efectos de lo que un usuario necesita.
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PERIFÉRICOS PERIFÉRICOS DE ENTRADA Estos dispositivos permiten, al usuario, introducir datos, comandos e instrucciones, que luego deberá procesar la CPU. Los datos se leen de los dispositivos de entrada y se almacenan en la memoria RAM. Finalmente se transforman en información para el usuario. Ejemplos: Teclado: Componente fundamental para efectuar manualmente el ingreso de datos e instrucciones a una computadora. La forma más extendida de ubicación de las teclas es denominada QWERTY. Mouse o Ratón: Dispositivo electrónico que permite dar instrucciones a la computadora a través de un puntero en la pantalla.
PERIFÉRICOS DE SALIDA Permiten al usuario, ver los resultados de los cálculos o manipulaciones de datos. Los tipos de dispositivos de salida más comunes son: Monitor: Permite la visualización de las tareas que se llevan a cabo en la PC. Anteriormente eran del tipo CRT (tubo de rayos catódicos), y ahora LCD (pantalla de cristal líquido) y LED (Diodos emisores de luz).
Altavoces: Emiten sonidos procedentes de la placa de sonido. Existen modelos que van desde lo más sencillo (una pareja de altavoces estéreo), hasta el sistema de Dolby Digital, con nada menos que seis altavoces.
PERIFÉRICOS DE ENTRADA/SALIDA Son un caso particular. Permiten tanto la entrada, como la salida de información desde la PC. Monitor “Touch”: Dispositivo empleado para ingresar información utilizando los dedos, como en el caso de los cajeros automáticos, los smartphones o algunos modelos de computadoras portátiles.
Impresora Multifunción: incluyen, además de la función básica de imprimir (salida), la de escanear (entrada).
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PERIFÉRICOS DE ALMACENAMIENTO MASIVO Almacenan datos e información por bastante tiempo, es decir, de manera permanente. Pueden ser internos, como un disco duro, o extraíbles, como un CD, Pendrive o disco externo. La memoria RAM no puede ser considerada un dispositivo de este tipo, ya que es volátil y temporal. Dispositivos Ópticos, como CD-R, CD-RW, DVD-R y DVD-RW y Blu-ray Disc.
Memoria Flash: Tarjetas de memoria no volátiles, conservan los datos aun cuando no estén alimentadas por una fuente eléctrica.
Memoria USB (o Pendrive): es un dispositivo de almacenamiento que utiliza una memoria tipo flash para guardar información.
La conexión USB (Universal Serial Bus), es un puerto muy utilizado, de gran velocidad para comunicar computadoras y periféricos. Soporta plug&play y conexión en caliente (hot plugging). Reemplazó a los puertos serial y paralelos. Las versiones USB más populares son USB 1.1, USB 2.0 (HiSpeed) y USB 3.0 (SuperSpeed USB).
PERIFÉRICOS DE CONECTIVIDAD Los componentes básicos de conectividad de una red incluyen cables, adaptadores de red y los dispositivos inalámbricos. Estos componentes permiten que los equipos se comuniquen entre sí. Ejemplos: Modem, Router o placa de red.
SOFTWARE: COMPONENTES LÓGICOS Se denomina Software al equipamiento o soporte lógico de un sistema informático, por lo tanto, a diferencia del Hardware es intangible. Incluye a todo programa o aplicación programada para realizar tareas específicas. Distintas clasificaciones del Software:
Según su utilidad: Software de sistema, de programación y de aplicación. Según su licencia y distribución: Software propietario, Software libre, Freeware y Shareware. Existen otros tipos dentro de esta categoría, pero por lo general son variaciones del Software libre o propietario.
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SOFTWARE SEGÚN SU UTILIDAD Software de sistema: Permite utilizar el Hardware. Incluye el sistema operativo, controladores de dispositivos, interfaz y más. Su propósito es evitar lo más posible los detalles complejos de la computación, especialmente la memoria y el Hardware. Ejemplos: Windows, Linux o Android.
Software de programación: Permite desarrollar programas informáticos. Provee herramientas al programador que permiten escribir código fuente. Ejemplos de Software de programación son Visual Studio, CodeBlocks o Eclipse.
Software de aplicación: Permite a los usuarios utilizar la computadora con un fin específico. Las aplicaciones se ejecutan sobre el Sistema Operativo (Software de sistema). Ejemplos: Chrome, Firefox, Word, Excel o Avast Antivirus.
SOFTWARE SEGÚN SU LICENCIA Y DISTRIBUCIÓN Cuando se adquiere un Software, lo que en realidad se adquiere, es una licencia de uso y no el programa en sí. La licencia es el conjunto de permisos otorgados para la distribución, uso y/o modificación del Software. También puede indicar plazos de duración, territorio donde aplica, etc.
Software propietario: Posee restricciones en su uso, copia o modificación (se puede ejecutar bajo ciertas condiciones). El producto no es del usuario, sino que de la empresa o desarrollador, que especifica el rango de uso permitido. Su código fuente no está disponible (es de código cerrado). Ejemplos: Office, Windows, etc. Software libre: Cualquiera puede usarlo, copiarlo y/o distribuirlo, con o sin modificaciones, gratuitamente o mediante pago. En particular, esto significa que el código fuente debe estar disponible, lo que permite ayudar a otros y mejorar el programa, haciendo públicas las mejoras. Ejemplos: Open Office, Notepad++, etc. Freeware: No tiene una definición claramente aceptada, aunque generalmente está permitida la redistribución, pero no la modificación (su código fuente no está disponible). No es Software libre, por lo tanto es incorrecto usar el término freeware para referirse al Software libre. Ejemplos son Chrome, Windows Media Player, etc. Shareware: El usuario puede evaluar el producto de forma gratuita, pero con limitaciones en el tiempo de uso o restricciones en las capacidades finales, requiriendo un pago para adquirir una licencia que permita el uso completo. El código fuente no está disponible.
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SISTEMA OPERATIVO El sistema operativo (o S.O.) es un tipo de Software (de base) que actúa como interfaz entre el Software de aplicación y el Hardware, para el correcto funcionamiento de ambos. Controla las asignaciones de memoria, administra recursos, controla los dispositivos de entrada y salida, facilita la conexión a redes, maneja el sistema de archivos, entre otras funciones.
Aplicaciones/Programas/Datos de Usuario Sistema Operativo Hardware
Los componentes de un sistema operativo son el núcleo (denominado Kernel) y la interfaz de usuario (gráfica o no, denominada Shell). Familias de sistemas operativos muy conocidas son Windows, Linux o Mac OS. Existen diversas clasificaciones de S.O. según la:
Forma en que se administran tareas: Monotarea, que sólo permite ejecutar un único proceso en un momento dado y multitarea, que permite ejecutar varios procesos “al mismo tiempo”: el S.O. asigna los recursos en medida que son requeridos, sin embargo el usuario percibe como que todo funciona a la vez. Forma en que se administran usuarios: Monousuario, que permite un único usuario (ejemplo: Android, en sus versiones anteriores a 5.0), y multiusuario que permite gestionar el sistema operativo en base a varios usuarios y privilegios que van desde usuarios administradores a estándares (ejemplo: Windows/Linux). Forma en que se administran recursos: Centralizado, que utiliza recursos (memoria, CPU, disco, etc.) de una sola computadora y distribuido que utiliza los recursos de más de una computadora, como si se tratara de un único equipo (respecto al usuario).
INTERFAZ DE USUARIO DE SISTEMA OPERATIVO Un S.O. con interfaz gráfica, brinda un espacio de comunicación definido por ventanas, íconos, menús, y un puntero que permite elegir opciones de ejecución o arrastre de elementos (carpetas, archivos, etc.). Ejemplo: Windows 7, Android.
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En cambio, un sistema operativo sin interfaz gráfica, permite la interacción a través una línea de comandos. Ejemplo: DOS, UNIX.
DIGITALIZACIÓN En el mundo “real” los datos deben representarse de manera analógica o mediante ondas. La digitalización consiste en convertir esta información analógica (señal de entrada continua) a digital (serie de valores numéricos).
ADC: Analogic to digital Converter. DAC: Digital to Analogic Converter.
La información digital es la única información que puede procesar una computadora, mediante unos (1) y ceros (0). Esta forma de representación se denomina Sistema Binario. Existen diferentes formas de digitalizar información, generalmente dependiendo del tipo de la misma. Por ejemplo, una fotografía en papel, suele digitalizarse empleando un escáner, el sonido suele digitalizarse empleando un micrófono, el vídeo empleando una cámara digital o placa de vídeo y los documentos de texto en papel, empleando sistemas OCR (que reconocen los símbolos escritos y los convierten en caracteres editables en la computadora).
SISTEMA BINARIO El mundo en el que se maneja el Software o lo intangible y digital, se conforma mediante un sistema denominado Binario (Bi, de dos estados). El sistema binario, en matemáticas e informática, es un sistema de numeración en el que los números se representan usando solamente las cifras cero y uno (0 y 1). Se utiliza en las computadoras, debido a que estas trabajan internamente con dos niveles de voltaje: su sistema de numeración natural es encendido (1) y apagado (0): Así como los seres humanos contamos cosas en base al sistema decimal, es decir con
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10 dígitos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9), por poseer 10 dedos, las máquinas sólo pueden hacerlo con dos. Por ello, por ejemplo, un 18 decimal, deberá ser representado, de alguna manera, como una secuencia de ceros y unos. Es aclaratorio mencionar que, para diferenciar un número decimal de un número binario, se debe especificar un pequeño 2 detrás, denominado subíndice. Por ejemplo: (100)2, se podría leer como “uno-cero-cero”, “cien binario” o “cien base 2”. Lo mismo aplica al sistema decimal. Por ejemplo (18)10 se podría leer como “dieciocho decimal”, “18 decimal” o “dieciocho base 10”. Cada dígito binario se denomina bit, lo cual es un acrónimo de Binary Digit (dígito binario). En el caso de (100)2, se tienen 3 bits (el uno y los dos ceros). Como analogía, se podría decir que los bits representan los átomos del mundo digital.
CONVERSIÓN DECIMAL A BINARIO Y VICEVERSA Existen diversas formas de convertir números decimales a binarios, y viceversa. En este apunte, únicamente se desarrollará el denominado Método de Distribución, que consiste en la utilización de potencias de 2. Se tomará como ejemplo, la conversión del número (18)10 a binario: 1. En primera instancia, para realizar la conversión a binario, es necesario seleccionar una cantidad de bits adecuada (normalmente, se recomienda comenzar utilizando la cantidad de 7 bits). Luego, se deben efectuar potencias de 2, comenzando con el exponente 0 (cero), de forma tal que el exponente crezca en 1 con cada bit agregado. Más específicamente, esto significa: Primer bit: 20 = 1, se comienza en cero Segundo bit: 21 = 2, se suma en 1 (uno) el anterior exponente (0+1) Tercer bit: 22 = 4, se vuelve a sumar en 1 (uno) el anterior exponente (1+1) Cuarto bit: 23 = 8 Quinto bit: 24 = 16 Sexto bit: 25 = 32 Séptimo bit: 26 = 64 También sirve, de ayuda nemotécnica, considerar que se comienza desde el número 1 (20) y que, luego, el siguiente bit es tan solo el doble del anterior. La cantidad de bits a utilizar dependerá del número decimal que se quiera representar. La regla es “si la suma de todas las potencias es mayor o igual al número a representar, entonces la cantidad de bits es adecuada”. Con un ejemplo quedará más claro: si se suman todos los resultados de las potencias anteriores, se obtiene que 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 32 + 64 es igual a 127, lo cual indica el número máximo posible a representar y, como 127 es mayor a 18, es más que suficiente para representar dicho número. Ahora bien, si se quisiera representar el número 128, con 7 bits no sería posible (ya que es mayor al nro. máximo posible, 127). Entonces, se debería agregar el 28 (128): ahora se estarían utilizando 8 bits, y el máximo número posible
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a representar, estaría dado por 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 32 + 64 + 128, que es igual a 255. Como 128 es menor a este número, será posible realizar la representación binaria.
2. Antes de continuar, se deben ubicar las potencias de 2 de mayor a menor con el fin de visualizar, de mejor manera, los “casilleros” o bits disponibles. Esto quiere decir:
64 7° bit
32 6° bit
16 5° bit
8 4° bit
4 3° bit
2 2° bit
1 1° bit
16
8
4
2
1
O simplemente:
64
32
3. Para este paso, ya se está a la mitad del camino. Ahora sólo queda representar el número (18)10. Para esto hay que buscar un valor menor o igual a este número en la grilla de valores (bits) que resultante del paso anterior. Como no hay un número (bit) igual, se utiliza el número inmediatamente más chico a 18, que es el 16 y se realiza la operación 1816, que es 2 (número que se utilizará en el cuarto paso). Por ahora, como se ha utilizado el número 16, se debe “activar” ese bit con un 1:
64
32
1 16
8
4
2
1
4. Como del paso anterior ha quedado el número 2 (resultado de la resta 18-16=2), lo que resta por hacer, es tan simple como repetir la operación del paso 3, pero con este nuevo número. Esto significa que se debe buscar un número menor o igual al 2 y “activarlo”. Como en la grilla, efectivamente existe el número 2, entonces “se prende ese bit”. Finalmente, como 2-2 es 0, ya no quedan números por ubicar, por lo que casi se ha finalizado la operación.
64
32
1 16
8
4
1 2
1
Antes de continuar con el siguiente paso, hay que asegurarse que la suma de los bits prendidos es igual al número que se quería convertir originalmente. En este caso, como la suma de 16 y 2 (los bits “prendidos”) da como resultado 18, la operación se ha realizado correctamente. 5. Para finalizar, se deben rellenar con ceros los casilleros restantes:
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1 16
0 8
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1 2
0 1
6. Para este paso, ya se ha finalizado la conversión. Cabe aclarar que los 0 (ceros) ubicados a la izquierda no tienen valor alguno, al igual que en el sistema decimal (es lo mismo decir 0018 que 18 y 0010010 que 10010). 7. Como paso final, se representa la igualdad matemáticamente. Esto quiere decir: (18)10 = (10010)2.
En base al ejemplo anterior, uno ya puede decir que ya está en condiciones de convertir números decimales a binarios. Pero ¿cómo se realiza el proceso inverso? En este caso ¿cómo se convierte, por ejemplo, el número (100)2 a decimal? La respuesta es, simplemente, ubicando el número binario tal cual, en la tabla de resultados de potencias de 2.
64
32
16
8
1 4
0 2
0 1
Una vez hecho esto, se debe realizar la suma de los bits en 1. Para el ejemplo dado, como el bit de valor 4 es el único activo, no se realiza ninguna suma, ya que se verifica inmediatamente que (100)2 = (4)10. Mucho más simple, ¿no?
CÓDIGO ASCII ASCII (American Standard Code of Information Interchange) es un código estándar para Intercambio de Información de 7 bits, por lo que se poseen 7 “casilleros” para rellenar con ceros y unos. Los sistemas informáticos utilizan código ASCII, esto a causa de que además de representar números, también se pueden representar letras mediante ceros y unos ¿Cómo realizar esta representación? Primero se debe observar la tabla ASCII:
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En ASCII, el número 1, es en realidad el número (49)10. Por lo tanto, si esto es representado en Bits, se obtendría el siguiente resultado: 0 64
1 32
1 16
0 8
0 4
0 2
1 1
Ahora bien, si se quisiera representar una “A” (Mayúsculas), se debería buscar la letra en la tabla. En este caso, la “A” en decimal, equivale a 65, y a su vez en binario a 1000001: 1 64
0 32
0 16
0 8
0 4
0 2
1 1
Como ejemplo, si un computador debiera representar la palabra AQUI en ASCII, lo haría de la siguiente manera (notar que no se incluyen los acentos, tildes o caracteres especiales): Letra A Q U I
Decimal (ASCII) 65 84 85 73
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Binario 0100 0001 0101 0001 0101 0101 0100 1001
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UNIDADES DE MEDIDA Tal como se mencionó en los anteriores apartados, Bit, en informática, es un dígito que adquiere el valor 0 o 1 en el sistema numérico binario. En el procesamiento y almacenamiento informático un bit es la unidad de información más pequeña manipulada por el ordenador. Actualmente, en una PC, se disponen de millones y millones de bits. Como contrapartida, existen unidades derivadas que pueden hacer más fácil la medición en lo que se refiere a grandes volúmenes de datos:
Byte: Es unidad de información que consta de 8 bits. Kilobyte (KB): Equivale a 1.024 bytes ó 210 bytes. Megabyte (MB): 1024 KB o 220 bytes. Gigabyte (GB): 1.024 MB o 230 bytes. Terabyte (TB): 1024 GB o 240 bytes.
Otras unidades de medida:
Petabyte (PB): Equivale a 1024 TB. Exabyte (EB): Equivale a 1024 PB. Zettabyte (ZB): Equivale a 1024 EB. Yottabyte (YB): Equivale a 1024 ZB.
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UNIDAD 2: ALFABETIZACIÓN EN REDES DIGITALES DE LA INFORMACIÓN CONTENIDOS DE LA UNIDAD 2 La presente unidad implica que los estudiantes adquieran conocimientos básicos en conectividad y redes, para luego comprender qué es y cómo funciona la red de redes (Internet). Para ello se presenta la descripción y funcionamiento básico de los protocolos TCP e IP, DNS y HTTP, desembocando en la arquitectura cliente/servidor. Contenidos de la unidad 2, según el cronograma correspondiente al actual ciclo lectivo 2018: Concepto de Red. Información analógica y digital. Tasa de transferencia. Arquitectura de las redes: LAN, MAN, WAN (Internet), PAN. Formas de conexión. Definición de Protocolo. Protocolo TCP/IP. Direcciones IP. DNS y HTTP. Internet y su funcionamiento. Análisis de modelo Cliente - Servidor (solicitud de una página Web). Navegadores de Internet.
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¿QUÉ ES UNA RED? Una red es un conjunto de elementos autónomos que están conectados entre sí por medios físicos y/o lógicos, con el objetivo de compartir recursos (Hardware y Software). La constituyen, además, las personas que solicitan, proporcionan e intercambian experiencias e información.
INFORMACIÓN ANALÓGICA Y DIGITAL La información puede representarse mediante señales. Una señal es una variación de un fenómeno físico (voltaje, luz) en el tiempo. Cuando una señal se transporta a través de un medio, sufre de un fenómeno denominado atenuación, que es la perdida de energía de la señal. Existen dos tipos de señales: analógica y digital.
SEÑAL ANALÓGICA
Varía suavemente en el tiempo: no presenta saltos ni discontinuidades. Propia de la naturaleza. Es sumamente característica respecto a la información representada: por ejemplo, en el caso de una grabación de voz, al subir el tono, la señal tenderá a niveles cada vez más altos, en caso contrario la señal tenderá a niveles más bajos. La atenuación se mitiga con amplificadores, sin embargo se pierde información. Ejemplo: grabación analógica de voz, electrocardiograma.
SEÑAL DIGITAL
Es una señal discreta, que sólo puede tomar un valor en el tiempo y no es característica respecto a la información representada: un nivel alto representa un 1 y un nivel bajo representa un 0. Es compatible con los sistemas de información (PCs, celulares, etc). La señal no amplifica, sino que se reconstruye en base a los niveles altos o bajos, por lo que no hay pérdida de información.
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Es importante aclarar que las señales analógicas necesitan convertirse a digitales para ser procesadas o almacenadas por un sistema informático (por ejemplo, un Pendrive). En cambio, las señales digitales deben ser convertidas a analógicas para ser reproducidas en un medio electrónico (por ejemplo, un parlante).
TASA DE TRANSFERENCIA La tasa de transferencia determina el volumen de datos transferidos en una red, teniendo en cuenta factores como interferencias, limitaciones físicas, etc., por lo que puede variar en un momento dado. Se mide en “bps” (bits por segundo). A diferencia de las unidades de medida convencionales, no existe el concepto de “byte”: 1000 bps equivalen a 1 Kbps, 1000 Kbps equivalen a 1 Mbps y 1000 Mbps a 1 Gbps: por eso, cuando por ejemplo un proveedor ofrece 2 “megas” de Internet, la velocidad suele ser menor a la esperada (ya que se expresa en bits, no en bytes).
ARQUITECTURA DE LAS REDES Existen varios tipos de redes, las cuales se clasifican de acuerdo a su tamaño y distribución lógica.
PAN (PERSONAL AREA NETWORK) Redes de área personal. Permiten comunicar e intercambiar información entre ordenadores, impresoras, teléfonos móviles y otros dispositivos dentro de un área limitada, normalmente unos pocos metros. Las tecnologías PAN más utilizadas son las conexiones por infrarrojos y los módulos de Bluetooth. Son redes muy pequeñas (“personales”).
LAN (LOCAL AREA NETWORK)
Redes de área local. Es un conjunto de equipos que pertenece a la misma organización (empresa, fábrica, escuela, etc.). Están conectados dentro de un área geográfica pequeña mediante una red, generalmente con la misma tecnología (la más utilizada es Ethernet). Dispositivos físicamente adyacentes. Gran velocidad de transferencia. 29 de 69
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Una variante de las redes LAN son las WLAN: Redes de área local inalámbricas: Utilizan un sistema de comunicaciones de datos que transmite y recibe datos utilizando ondas electromagnéticas, más conocido como Wi-Fi (Wireless Fidelity).
MAN (METROPOLITAN AREA NETWORK)
Redes de área metropolitana (ciudad): conectan diversas LAN geográficamente cercanas entre sí, a alta velocidad, en un área de alrededor de 50 Km. En ciertos casos una MAN está compuesta por conmutadores o routers conectados entre sí mediante conexiones de alta velocidad, que utilizan por lo general, cable de fibra óptica. Ejemplo: Proveedores de Internet (ISP - Internet Service Provider).
WAN (WIDE AREA NETWORK) Red de área amplia: Abarca un área geográfica relativamente grande. Normalmente, una WAN consiste muchas redes de área local (LANs) e incluye a las MANs. Los ordenadores conectados a una red de área amplia, normalmente están conectados a través de redes públicas, como la red de teléfono o satelital. La WAN más grande que existe es Internet. Velocidad de transferencia normalmente baja.
FORMAS DE CONEXIÓN (MEDIOS) Los medios o formas de conexión refieren al soporte (físico o no), utilizado para el envío de datos.
MEDIOS GUIADOS Utilizan medios físicos para la transferencia de datos.
Cable Coaxial: Contiene un conductor de cobre en su interior, envuelto en un aislante para separarlo de un apantallado metálico que evita las interferencias en las transmisiones. Su instalación es muy complicada. Posee menor tasa de transferencia que el cable UTP o la Fibra Óptica.
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Cable UTP (Par Trenzado): El más usado a nivel empresarial, debido a su gran capacidad de transmisión y economicidad. Tiene gran versatilidad y facilidad de instalación. Dentro del plástico protector, los cables se trenzan de a pares para disminuir interferencias, de ahí su nombre. Posee grandes tasas de transferencias (actualmente 100 Mbps o hasta 1 Gbps), pero es más susceptible a interferencias que el coaxial. Fibra Óptica: Consiste en un centro de cristal rodeado de varias capas de material protector. A diferencia de los anteriores este no transmite electricidad (no radia energía), sino luz, con lo que se eliminan totalmente las interferencias. Ofrece mejores ventajas en cuanto a transmisión ya que tiene mayor tasa de transferencia que UTP, por lo cual es capaz de enviar y recibir mayor cantidad de datos.
MEDIOS NO GUIADOS No utilizan ningún medio físico para la transmisión de datos, sino que se valen del éter (espacio aéreo), mediante ondas de radio de alta frecuencia o ases infrarrojos Wi-Fi: Utiliza ondas omnidireccionales. Está especialmente diseñado para equipos portátiles. Una de las desventajas es su alta susceptibilidad a las interferencias electromagnéticas. La tasa de tasa de transferencia va de 54 Mbps a 300 Mbps.
PROTOCOLO TCP/IP: EL PROTOCOLO DE INTERNET ¿QUÉ ES UN PROTOCOLO? Igual que en las comunicaciones humanas, en las comunicaciones entre computadores se siguen normas para comunicarse. Dichas reglas se denominan Protocolos. Estas convenciones y procedimientos definen en qué forma se deben comunicar las máquinas dentro de la red, en que turno, qué ocurre si se corta la comunicación, etc. Los protocolos de comunicaciones:
Identifican los dispositivos que se comunican. En el caso de TCP/IP, cada máquina está identificada por una dirección IP. Establecen reglas para llamar la atención de otro dispositivo y para interrumpir la comunicación. Establecen el tamaño y características de los paquetes de datos.
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La pila de protocolos TCP/IP hace posible que diferentes computadoras, de distintas marcas, distinto Software y diferentes capacidades, puedan comunicarse. Sus dos protocolos básicos, TCP e IP cumplen diferentes funciones:
IP (Internet Protocol): Internet es una gran red conformada por LANs, conectadas entre sí, mediante sistemas intermedios (routers). IP realiza el ruteo, es decir busca la mejor ruta, en base a los sistemas intermedios, para que los paquetes lleguen a destino. IP entrega los datos lo más rápido posible, y no garantiza confiabilidad (es decir, que los datos lleguen al destino). La confiabilidad, la otorga TCP. TCP (Transport Control Protocol): Garantiza confiabilidad en el transporte, entre sistemas finales (es decir, “extremo a extremo”). La fiabilidad está dada por la confirmación de la llegada de los datos, por parte del sistema final receptor, al emisor, y por el establecimiento y cierre de una conexión: el emisor avisa que va a transmitir datos, por lo que el receptor se prepara, y cuando la transferencia finaliza, la conexión se cierra. Si no hay confirmación en un cierto período de tiempo, el TCP receptor indicará al TCP emisor, que debe retransmitir, ya que esto puede significar que un paquete se perdió durante el proceso de ruteo llevado a cabo por IP.
DIRECCIONES IP El protocolo TCP/IP está basado en la utilización de las denominadas Direcciones IP, similares a las direcciones de nuestros hogares: Los equipos se identifican de manera univoca. Las direcciones IP, en formato decimal, se componen de una cuádrupla de 3 números cada una. Cada elemento de la cuádrupla tiene un tamaño máximo de 8 bits (valor máximo de 255 cada una). Un ejemplo de dirección, podría ser: 172.16.254.1
DNS Y HTTP Otro protocolo muy conocido de la pila TCP/IP es DNS (Domain Name Server), que transforma nombres de dominio, más fáciles de recordar para los seres humanos, en direcciones IP (por ejemplo, www.facebook.com a 31.31.73.97). Por otra parte, HTTP (Hyper Text Transfer Protocol), se utiliza en la transmisión de páginas web y recursos varios: si un cliente solicita un recurso vía HTTP y, si el recurso existe en el servidor, lo devolverá junto al código 200, de otro modo, el servidor, retornará un error de código 404 (lo que indicará que el recurso solicitado no existe). HTTP está construido sobre TCP e IP lo que significa que, gracias al trabajo conjunto de ambos protocolos, los paquetes se entregarán a destino. Por otra parte, DNS se construye sobre el protocolo IP y una “variante” de TCP, llamada UDP, cuya explicación escapa a este apunte.
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¿QUÉ ES Y CÓMO FUNCIONA INTERNET? Leídos los anteriores apartados, uno puede estar en condiciones de entender qué es y cómo funciona Internet. Nota: en el planteamiento no se tendrá en cuenta DNS (este protocolo se retomará en la sección “Modelo cliente-servidor”). En términos “simples”, Internet se trata de una gran red de redes, es decir de una WAN conformada por varias LANs, conectadas entre sí mediante sistemas intermedios (routers). Por su parte, estos routers cumplen la función de encaminar los datos enviados entre el emisor y el receptor, en base al protocolo IP que se ejecuta en cada uno de ellos (IP es el único protocolo que conocen los sistemas intermedios). IP es, entonces, el corazón de Internet, encargado de buscar una ruta de comunicación entre dos dispositivos. Por ejemplo, para entregar una serie de datos (denominados paquetes en este contexto), el router que uno posee en su hogar, se comunica con el de su proveedor de Internet. Cada vez que un router procesa los datos, lo reenvía por el camino que más acerque el paquete a destino, mirando a qué dirección IP deben ser entregados los datos. Esto es similar a cuando un conductor debe elegir un recorrido para llegar a un lugar: cada vez que tenga que elegir entre uno o más caminos, tomará una decisión teniendo en cuenta varios factores (qué tan corto es el camino, qué tan “confiable” es, etc.). En este caso, el chofer toma el papel de router cada vez que elige un camino. Sin embargo, IP no garantiza confiabilidad, ya que un paquete se puede perder por el camino, y nunca llegar (a causa de, por ejemplo, interferencias). Es por ello que, el protocolo TCP, implementado en el emisor y el receptor, y no en los routers como IP, garantiza, a su vez, que los datos ruteados por IP puedan ser entregados correctamente. Es importante mencionar que, si bien TCP no se implementa en los routers, IP si se implementa en el emisor y el receptor, pues de alguna forma estos deben encaminar el paquete que desean enviar hasta primer router. Volviendo a TCP, este cumple su tarea de generar confiabilidad de una manera más o menos simple: el TCP del lado emisor, primero avisa al receptor que va a comenzar a transmitir (este mensaje viaja a través de los routeadores gracias al protocolo IP). Si el TCP emisor no recibe confirmación del receptor, vuelve a enviar la solicitud de conexión. Cuando el receptor confirma la conexión, comienza la transferencia: así es como, entonces, TCP garantiza confiabilidad: si el extremo receptor no confirma la llegada de datos, TCP intentará enviándolos nuevamente. Cuando finaliza la transferencia, el TCP emisor le avisa al otro extremo (el TCP receptor) que ya no enviará más datos, para que deje de esperarlos. A pesar de que, con TCP, ya se tiene garantizado que cualquier tipo de datos será entregado a destino en base a su dirección IP, se necesita de otros protocolos más. Por ejemplo, cuando uno solicita página web desde el navegador, esta solicitud se entrega al destino de forma correcta (de nuevo, gracias a TCP e IP). Sin embargo cuando el emisor lee la solicitud, puede que se dé cuenta que no posee lo solicitado. Para estos casos se necesita un protocolo que funcione por encima de TCP e IP: por ejemplo HTTP que, como se vió anteriormente, responderá con el código 200 más el recurso solicitado, si es que existe, o con el código 404, si el recurso solicitado no existe. De esta forma, HTTP sólo se preocupará por verificar qué es lo que se está solicitando para responder en
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consecuencia, confiando en que toda esta serie de solicitudes y respuestas intercambiadas, serán correctamente entregadas gracias a los protocolos TCP e IP.
MODELO CLIENTE – SERVIDOR El Modelo Cliente-Servidor (C/S) es una arquitectura en la cual el cliente realiza peticiones a un servidor, quien le da respuesta. El servidor es un proveedor de servicios (otorga respuestas, es decir recursos), y el cliente un consumidor (realiza una petición).
SOLICITUD DE UNA PÁGINA WEB (CLIENTE/SERVIDOR) Una solicitud de una página web, no suele realizarse en base a su dirección IP (pues, como es sabido, estas direcciones son complicadas de recordar). Es por ello que, normalmente, se utiliza su “nombre”. Suponiendo que se quiere acceder a www.facebook.com (IP 31.13.73.97), la PC (o conjunto de PCs) donde se aloja la web (Facebook) es el servidor, y nuestra PC, quien solicita la página, es el cliente. Por detrás, se desencadenan una serie de pasos: 1) Antes de realizar la consulta, la PC desde donde se accede la página necesita saber cuál es la dirección IP de www.facebook.com, ya que este último es tan sólo un “Nombre” e Internet se maneja con direcciones IP. Para esto se realiza una consulta al servidor DNS. 2) El servidor DNS devuelve al cliente la IP de Facebook (en este caso 31.13.73.97). 3) Como ahora la PC (el cliente) ya dispone de la dirección IP de Facebook, ahora realiza una petición de tipo HTTP al servidor 31.13.73.97. Al ser de tipo HTTP, el servidor “ya sabe” que debe devolver un documento vía “Web”, normalmente un HTML. 4) Si el recurso solicitado existe, el servidor retorna al cliente un código de confirmación (200), junto con el recurso (la página solicitada), de otro modo, retorna un código error (404). 5) El cliente recibe el documento HTML, que es leído y traducido por un Navegador (por ejemplo Firefox, Chrome, Explorer, etc.).
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NAVEGADORES DE INTERNET Los navegadores son programas que permiten visualizar páginas web (HTML). Un navegador se comunica con un servidor a través del protocolo HTTP y le pide el archivo HTML, después lo interpreta y lo muestra en pantalla para el usuario. Los más populares son Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera, Safari y Chrome.
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UNIDAD 3: ALFABETIZACIÓN EN EL MANEJO DE INFORMACIÓN CONTENIDOS DE LA UNIDAD 3 La presente unidad propone que los estudiantes comprendan las causas del fenómeno de ruptura de linealidad textual, y las nuevas formas de administración de información, consecuencia del avance de la computación y las redes. Se pretende, además, que desarrollen un pensamiento crítico y reflexivo frente a los nuevos paradigmas de sociedad de la información y del conocimiento. Contenidos de la unidad 3, según el cronograma correspondiente al actual ciclo lectivo 2018: Digitalización de la Información. Estallido de la linealidad. Texto, Hipertexto e Hipermedia. Buscadores de información en Internet. Tipos de Web: Web 1.0 (Red Pasiva), Web 2.0 (Red Participativa). Concepto de Prosumidor. Sociedad de la Información, del Conocimiento y del Aprendizaje. Analfabetismo digital y Brechas digitales: Info-ricos e Info-pobres.
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DIGITALIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN Tal como se mencionó en las anteriores unidades, la digitalización consiste en la transformación de información analógica, propia de la naturaleza, en información digital, apta para ser tratada por un sistema informático. Existen diferentes formas de digitalizar, generalmente depende del tipo de información. Por ejemplo, una fotografía en papel suele digitalizarse con un escáner. El objetivo de la digitalización es mejorar el acceso a los materiales: una gran cantidad de papeles puede almacenarse (debido a las capacidades informáticas de hoy día), en pocos Megabytes de información. Muchos de los materiales digitalizados (por ejemplo documentos) pueden buscarse a través de bases de datos en Internet.
TEXTO E HIPERTEXTO: EL ESTALLIDO DE LA LINEALIDAD A diferencia de hace algunos años, hoy en día la lectura a través equipos informáticos suele ser no lineal: Esto es consecuencia de que, por ejemplo, en algunas páginas web, es posible toparse con vínculos a otros documentos diferentes con más información detallada acerca de un tema en particular. Esto da con una ruptura de las formas convencionales (lineales) de adquirir información y conocimiento, dando lugar a la Hiperlectura.
HIPERTEXTO Es el nombre que recibe el texto que permite conducir a otros textos relacionados, vía enlaces denominados hipervínculos. Es importante mencionar que, el hipertexto, no está limitado a datos textuales: es posible encontrar dibujos del elemento especificado, sonido o vídeo referido al tema. El programa usado para leer los documentos de hipertexto se denomina navegador o visualizador. El hipertexto es una de las formas de la hipermedia.
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HIPERMEDIA Integra soportes tales como texto, imagen, video, audio, mapas y otros soportes de información emergentes, con posibilidad de interacción con los usuarios. Ejemplos de hipermedia son: La World Wide Web (WWW), las películas almacenadas en un DVD o las presentaciones Power Point.
BUSCADORES DE INFORMACIÓN EN INTERNET Debido a la gran cantidad de información existente en Internet, un buscador de información (o motor de búsqueda) facilita bastante las cosas a la hora de querer encontrar algún recurso. Un motor de búsqueda es un sistema informático que busca archivos almacenados en servidores web gracias a un spider (también llamado araña web). Las búsquedas se realizan con palabras clave y el resultado es un listado de direcciones web en los que se mencionan temas relacionados con las palabras buscadas. Ejemplos de buscadores web reconocidos actualmente son Google, Yahoo y Bing.
TIPOS DE WEB WEB 1.0 (RED PASIVA) La Web 1.0 (1991 - 2003) es la forma más básica que existe, con navegadores de sólo texto bastante rápidos. Características:
La Web 1.0 es de sólo lectura, el usuario no tiene participación. Páginas estáticas, sin posibilidad de añadir comentarios (y sólo actualizables por el creador de las mismas).
WEB 2.0 (RED PARTICIPATIVA - COLABORATIVA) El término Web 2.0 (2004 - presente) está comúnmente asociado con un fenómeno social, basado en la interacción que se logra a partir de diferentes aplicaciones en la web. Características:
Facilitan el compartir información. Web colaborativa, los usuarios ahora son protagonistas e interactúan entre ellos.
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Ejemplos de la Web 2.0 son las comunidades web, las wikis, blogs, o redes sociales (Facebook, Twitter, etc.).
También existe la web 3.0 (red global semántica o de conceptos) y la 4.0 (red basada en inteligencia artificial).
PROSUMIDOR A partir del concepto de Web Colaborativa o 2.0, es posible llegar a la conclusión de que hoy en día, los usuarios consumen, pero también producen información. La palabra prosumidor (o prosumer) es un acrónimo formado por la fusión de las palabras en inglés producer (productor) (o también professional) y consumer (consumidor). Se trata de un término utilizado en ámbitos muy diferentes, desde la agricultura a la informática, la industria o el mundo de la afición. Un prosumer no tiene fines lucrativos, sólo participa en el intercambio de información. Es evidente que esta tendencia de producir y consumir se debe al contexto digital en que vivimos, donde el desarrollo de la tecnología (basado en las redes de comunicaciones), permite mayor acceso a cualquier tipo de información, sin barreras geográficas.
SOCIEDAD DE LA INFORMACIÓN Y DEL CONOCIMIENTO Los datos son símbolos sin significado, y a la información la constituyen los datos procesados. El conocimiento procede del análisis de la información para darle utilidad y conocer el cómo. Es interesante ver como los flujos de información, comunicaciones y mecanismos de coordinación se digitalizan día a día. La sociedad de la información hace referencia a un nuevo paradigma digital, visualizado en la actualidad, pero llevándolo a otro campo más extenso, que es el desarrollo de las TICs. Se habla de una creciente capacidad de almacenar y hacer circular información, con una rapidez que ampliamente supera la de años anteriores. Se habla de la información como “materia prima”. Esta sociedad usa medios telemáticos (telecomunicación e informática) para acceder a la información del lugar y la forma en que se prefiera: sin embargo la definición no está limitada a internet. La sociedad del conocimiento hace referencia a la apropiación selectiva de la información para una aplicación específica sobre necesidades determinadas. En este caso se toma como materia prima a la información, pero también al conocimiento. El conocimiento puede ser utilizado para crear más información a partir de información inicial. La sociedad del conocimiento, muchas
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veces, está afectada por la educación y la financiación investigativa. Por ello, la sociedad del aprendizaje, que considera el aprender conocimiento como motor del desarrollo económico de una nación (“mentefactura”), sostiene que la educación debe extenderse más allá del aprendizaje formal de las instituciones educativas tradicionales (por ejemplo colegios, universidades, etc.) y dirigirse hacia centros de aprendizaje informales para apoyar una economía del conocimiento.
ANALFABETISMO DIGITAL El analfabetismo digital refiere a un nivel de desconocimiento de las nuevas tecnologías o a dificultades de ciertas personas para acceder al conocimiento digital. Normalmente, el analfabetismo, impide el manejo y aprendizaje de las nuevas tecnologías. Se da en diversos sectores de la sociedad, y por diversas causas. Por ejemplo, las personas mayores tienden a tener dificultades para el manejo de celulares inteligentes, o realizan de forma personal, trámites que podrían realizarse desde un ordenador.
BRECHAS DIGITALES Las brechas digitales hacen referencia a las diferencias existentes entre las comunidades que tienen acceso a la información y saben manejarla y las que tienen nulo o limitado acceso, o no saben manejarla. Este es uno de los problemas más agudizados en la sociedad, causado por el analfabetismo informático. El fenómeno de brecha digital se da porque, hoy en día, se requiere una actualización constante respecto a las nuevas tecnologías, las cuales avanzan de una manera muy aguda en comparación de, por ejemplo, 15 años atrás. El avance de las TICs se ha vuelto exponencial, mientras que el aprendizaje de ciertos sectores de la sociedad sigue siendo lineal. Algunas causas de brechas digitales son el desconocimiento de las TICs, la imposibilidad de acceso a los servicios ofrecidos, el “desinterés” por parte de ciertos sectores de la sociedad, y el hecho de que cada generación es más digital que la anterior. Las brechas digitales también se dan entre países desarrollados y subdesarrollados. Sus efectos, han producido lo que muchos autores de habla hispana denominan división entre "Info-ricos" (aquellos que tienen acceso a un gran caudal de información) e "Info-pobres" (quienes permanecen marginados de ese acceso). Por ejemplo, el continente africano (donde un alto porcentaje de la población adulta jamás ha realizado un llamado telefónico), así como Medio Oriente, permanecen marginados de estas nuevas tecnologías.
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UNIDAD 4: ALFABETIZACIÓN EN MANEJO DE COMPONENTES DE IMAGEN VISUAL CONTENIDOS DE LA UNIDAD 4 La presente unidad involucra el desarrollo de las capacidades de comprender (leer) y componer (escribir) imágenes, así como también de pensar y aprender con imágenes, destacándolas como entidades de comunicación. Su encuadre incorpora, además, la capacidad de interpretar y de crear imágenes en varios medios y formatos con el fin de comunicar visualmente con eficacia. Contenidos de la unidad 4, según el cronograma correspondiente al actual ciclo lectivo 2018: La imagen como mensaje. Conceptos de Denotación y Connotación. Iconos: Lenguaje icónico (significante y significado), Vocabulario y Gramática. Concepto de Publicidad. El color en la Publicidad. Lemas Publicitarios. Logotipo, Isotipo e Isologo.
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LA IMAGEN COMO MENSAJE Del término latín imago (representación, retrato o estatua), la imagen es la apariencia visible de las cosas, es el elemento fundamental del lenguaje visual. Como en todo lenguaje, el objetivo es la comunicación. Vemos miles de imágenes al día, en las calles, en el ámbito académico, en nuestro trabajo, en los medios de comunicación, etc. Por ello se hace necesaria su comprensión y estudio para su posterior análisis, centrada en el mensaje, intentando que éste sea lo más claro posible. En el aeropuerto, por ejemplo, mediante imágenes muy claras y esquemáticas es posible encontrar la cafetería, los baños, los carritos para los equipajes, etc. Las señales de tráfico son otro ejemplo de esta función comunicativa de la imagen, al igual que los videos o documentales de carácter educativo.
DENOTACIÓN Y CONNOTACIÓN DE IMÁGENES La denotación es lo que literalmente nos muestra una imagen, su primer nivel de lectura, lo que se percibe de manera inmediata y objetiva, y es igual para cualquier espectador. La connotación es el nivel subjetivo de la imagen, diferente para cada espectador, dependiendo de factores como su contexto cultural o experiencia visual: refiere a los significados posibles de lo que se ve.
ÍCONOS El lenguaje icónico es un sistema de comunicación que trata de representar la realidad visual a través de las imágenes en sus elementos más evidentes: formas, texturas y colores. Un icono es un signo (visual) que mantiene una semejanza con el objeto representado (la realidad exterior), por ejemplo, las señales de tránsito. En una imagen como signo es posible encontrar dos elementos inseparables: el significante, que es la imagen concebida para representar una cosa (como el dibujo de una flecha como señal de tránsito en una curva de la carretera) y el significado (lo que quiere indicar la flecha: doblar hacia una determinada dirección).
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GRAMÁTICA Y LENGUAJE En el lenguaje icónico se utilizan símbolos básicos y se definen maneras de combinarlos para producir un "ícono" comprensible como expresión. Los símbolos básicos corresponden al vocabulario, y la forma de combinarlos a la gramática del lenguaje. El lenguaje icónico es de lo más común en las aplicaciones de Software (ejemplo, el ícono “Mi PC” o “Equipo” de Windows).
PUBLICIDAD La publicidad es un instrumento de promoción y comunicación que usa el marketing. Se efectúa a través de los medios de comunicación, y va dirigida a un público objetivo (receptor). La publicidad tiene como finalidad estimular la demanda de un producto (motivar el consumo) o cambiar la opinión o comportamiento del consumidor. Su fin primordial consiste en tratar de persuadir al usuario para que consuma un determinado servicio. No se debe confundir publicidad con propaganda ya que, esta última, no intenta motivar el consumo de un producto, sino que difunde una ideología.
EL COLOR EN LA PUBLICIDAD El color es el elemento más complejo y está asociado a las emociones. A los colores se les asignan los siguientes atributos: Rojo: Color excitante, adecuado para expresar fuerza y energía. Puede significar pasión, emoción, acción, peligro, violencia, etc. Llama la atención. Verde: Tiene una sensación calmante, simboliza la esperanza. Puede expresar naturaleza, juventud, deseo, equilibrio, etc. Amarillo: color de la luz, simboliza la simpatía, y se vincula con el sol y la alegría de la luz. Por ejemplo, es común ver este color en las ofertas de viajes a zonas cálidas. Azul: Simboliza lo fresco y transparente. El azul oscuro tiende a transmitir madurez, sabiduría y liderazgo. Puede expresar confianza, armonía, afecto, amistad, amor, etc. Blanco: Otorga sensación de sobriedad y luminosidad. Puede expresar inocencia, paz, infancia, armonía, etc. Negro: Opuesto a la luz. Color de la separación, de la tristeza. Puede expresar misterio, muerte, noche, ansiedad, nobleza, etc.
LEMA PUBLICITARIO Un eslogan o lema publicitario se entiende como una frase identificativa (representada en un dicho), en un contexto comercial o político (en el caso de la propaganda). Debe ser llamativo y debe relacionar el producto, negocio o idea con alguna característica o beneficio particular que se quiera resaltar frente al consumidor o receptor. Por ejemplo, en el lema: “precios más bajos,
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siempre”, se comunica que los precios son bajos comparados con los de la competencia, y que así permanecerán. Otro ejemplo es el lema de Nike, "Just Do it" (sólo, hazlo).
LOGOTIPO, ISOTIPO E ISOLOGO Logotipo: Proviene del nombre linotype (linotipia), que significa línea tipográfica. Es la composición tipográfica, grupo de letras, abreviaturas o terminaciones usuales, que se funden en un solo bloque para facilitar la rapidez de composición. Ejemplos son IBM o Google.
Isotipo: Es un icono (dibujo, esquema, línea) que identifica la identidad de una marca y NO usa tipografías. Ejemplos: Nike, Pepsi, Shell, Apple.
Isologo / Isologotipo: Aquí trabajan en conjunto un Isotipo y un Logotipo, no por separado. Ejemplos: Lacoste – Pepsi – Shell.
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UNIDAD 5: ALFABETIZACIÓN EN PROGRAMACIÓN Y ALGORITMOS CONTENIDOS DE LA UNIDAD 5 Tiene por objetivo introducir a los alumnos en los principios básicos de la resolución de problemas mediante la construcción de algoritmos de carácter procedural. Se destaca la alfabetización en lo que respecta a pseudocódigo, el uso de estructuras de decisión, de funciones y procedimientos, de estructuras cíclicas y de operadores relacionales, lógicos y algebraicos. Contenidos de la unidad 5, según el cronograma correspondiente al actual ciclo lectivo 2018: Conceptos de Programación, Algoritmo y Variable. Pseudocódigo: entrada, salida y proceso. Estructuras de decisión: Si y Sino. Estructuras de decisión anidadas. Funciones y procedimientos. Estructuras repetitivas exactas: ciclo Para. Operadores relacionales, lógicos y algebraicos.
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PROGRAMACIÓN El propósito de la programación es la creación de programas destinados a la resolución de un problema o necesidad. Se implementan en un lenguaje determinado, por ejemplo C++, C# o Java, cada uno de cuales cuenta con un léxico y gramática determinados (al igual que el lenguaje humano). Un programa permite procesar determinados datos de entrada, y en base a uno o más procesos, ofrecer información.
ALGORITMO Un algoritmo es una secuencia bien definida y ordenada de pasos para resolver un problema y puede considerarse la representación previa de un programa. A su vez, una forma de representar los algoritmos es mediante pseudocódigo: se trata de una forma descriptiva y “pseudo-natural”, que consta de pasos o instrucciones. Para ello, se deben tener en cuenta una serie de reglas: 1. Todos los pasos deben estar numerados (en orden). 2. Las instrucciones deben constar de verbos infinitivos (terminados en “-ar”, “-er” e “-ir”). La estructura es más o menos la siguiente: 1. Instrucción 1 2. … n. Instrucción n Nota: como un algoritmo contiene una cantidad de instrucciones determinada, por ejemplo 1, 2, 3 o 1000, la letra “n”, se utiliza para generalizar.
VARIABLE Una variable es un lugar donde guardar cierta información. Las variables tienen un nombre y además un contenido. El nombre puede ser cualquiera que a uno se le ocurra siempre y cuando se utilicen combinaciones alfanuméricas (letras y números), sin espacios y sin comenzar con números. Ejemplos válidos de nombres de variables son: “y”, “z”, “x”, “numero”. Ejemplos inválidos son: “numero 1”, “2x”. Además, hay que tener en cuenta que los nombres de variables son sensibles a mayúsculas y minúsculas (esto quiere decir que una variable “x” será distinta a otra llamada “X”). Por otra parte, los valores de una variable, en principio, pueden ser números o textos. Es importante mencionar que, para utilizar una variable, se debe haber inicializado previamente a la instrucción donde se utiliza. A pesar de que su contenido puede ir variando, a una variable que se inicializa como número, luego no es posible asignarle un texto y viceversa.
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VARIABLES NUMÉRICAS En principio, las variables se pueden utilizar para almacenar números. Por supuesto, también es posible realizar diversas operaciones con ellas. Por ejemplo, el siguiente algoritmo opera, a través de sus pasos, con una variable llamada “x”: 1. Iniciar x en 2 2. Duplicar el valor de x 3. Sumar 4 a x Explicación del algoritmo: en el paso 1, la variable x inicia en 2, por lo que x=2. En el segundo paso, se indica que el valor de x se debe duplicar, de este modo, como x hasta el momento vale 2 y, como para calcular el doble de cualquier número este se debe multiplicar por 2, el valor de x queda definido por x=2*2, es decir x=4. Finalmente, en el paso 3, a x se le añade 4: así, al finalizar el algoritmo, el valor de la variable x es 8.
ACTIVIDADES 1. Determinar el error del siguiente algoritmo: 1. Iniciar x en 2 2. Iniciar j en 2 3. Sumar h a j 2. Determinar el valor de j al finalizar el algoritmo: 1. Iniciar x en 4 2. Iniciar j en 2 3. Añadir a j el valor de x 3. Determinar el valor de j al finalizar el algoritmo: 1. Iniciar x en 4 2. Iniciar X en 8 3. Guardar en j la suma de x y X 4. Escribir un algoritmo donde, dada la variable j inicializada en 3, se calcule su triple.
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Propiedad de las variables: conforme avanza el algoritmo, el contenido de una variable puede re-asignarse las veces que sea necesario, sin la necesidad de realizar operaciones como la suma, la resta, la multiplicación o la división. Por ejemplo: 1. Iniciar reasignada en 2 2. Asignar 4 a reasignada Para el algoritmo dado, la variable reasignada inicia en 2, sin embargo, en el segundo paso (y fin del algoritmo), se le asigna 4: esto quiere decir que el valor anterior se reemplaza (o “pisa”).
5. Determinar el valor de h al finalizar el algoritmo: 1. Iniciar k en 3 2. Asignar k a h 3. Asignar el valor 10 a k 4. Sumar k a h
SIMPLIFICACIÓN DE ALGORITMOS Para simplificar la escritura y la lectura de los algoritmos es conveniente iniciar y asignar las variables de la forma nombre_de_la_variable = valor, sin utilizar verbos. Por ejemplo, el algoritmo del ejercicio 1, se podría simplificar de la siguiente manera: 1. x = 2 2. x = x*2 3. x = x+4 Nota: en el paso 2, al realizar la multiplicación, se utiliza el valor de x del paso 1 (es decir, “2”). Luego, el resultado de esa operación, reemplaza el antiguo valor de x, es decir, x pasa a valer “4”. Actividad: volver a rescribir los anteriores algoritmos en su forma “simplificada”.
VARIABLES DE TEXTO Las variables no sólo son útiles para almacenar valores numéricos sino que, también, para almacenar textos. Puntos a tener en cuenta: 1. Los textos se deben escribir entrecomillados. Ejemplo válido: texto = “¡Hola, soy un texto!”. Ejemplo inválido: texto = ¡Hola, soy un texto! 2. Es posible inicializar una variable de texto con “”: esto indica que el valor de dicha variable es vacío. 50 de 69
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3. Es posible unir dos textos: esta acción se denomina concatenación y se realiza con el operador “+”. Ejemplo: 1. p = “estoy escribiendo” 2. k = “algoritmos.” 3. m = p + “ ” + k Nota: se especifica un espacio entre medio de las variables p y k ya que, si se definiría el paso de la forma “m = p + k”, m finalizaría con el valor “estoy escribiendoalgoritmos.”.
ACTIVIDADES 1. Determinar el valor de msg al finalizar el algoritmo: 1. msg = “hola” 2. msg2 = “ mundo” 3. msg = msg + msg2 Resolución: en el paso 1, la variable msg se inicia con el texto “hola”. Luego, en el paso 2, se tiene que el valor de msg2 es “ mundo”. Finalmente, en el paso 3, al valor que msg tiene hasta el momento (es decir, “hola”), se le adiciona msg2 (“ mundo”) por lo que, al finalizar el algoritmo, el valor de la variable msg es “hola mundo”.
2. Determinar el valor de p al finalizar el algoritmo: 1. k = “¿cómo” 2. p = “estás?” 3. k = k + “ ” + p 3. Determinar el valor de p al finalizar el algoritmo: 1. p = “Este es” 2. l = p 3. p = “ un mensaje” 4. m = l 5. m = m + p 6. p = m + “ de texto :)” 4. Escribir el siguiente algoritmo de forma simplificada: 1. Iniciar p en “casa” 2. Iniciar k en “llegué” 3. Iniciar x en “a mi” 4. Asignar “hogar” a p 5. Iniciar texto en k 6. Añadir “ ” a texto 7. Añadir x a texto
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8. Añadir “ ” a texto 9. Añadir p a texto
FUNCIONES DE CONVERSIÓN En los algoritmos anteriores, se ha operado con valores numéricos y de textos por separado. Sin embargo, en ocasiones, es necesario combinar textos y números pero… ¡hay un problema!: si se combinan números y letras, el que lee el algoritmo (¡y más aún una computadora!), no podría entender si lo que se quiere es concatenar o realizar una suma. Por ejemplo: 1. x = “2” 2. j = 2 3. j = j + x Este algoritmo es ambiguo, ya que se podría estar intentando realizar la suma de j y x, o una concatenación. En el primer caso, el resultado sería 4 y, en el segundo, “22”. Para evitar este problema, existen las denominadas funciones de conversión, a las cuales se les otorga como parámetro un valor o variable de texto o número, para que la función devuelva ese valor convertido a una variable de número o texto, según corresponda. Las funciones de conversión son: 1. Numero(x): devuelve el valor de x convertido a un número. Sólo es válido si x contiene texto numérico, por ejemplo, si x es igual a “22”. No sería válido utilizar la función si x fuera igual a, por ejemplo, “¡Hola mundo!”. 2. Texto(x): devuelve el valor de x convertido a texto. Si x es un texto, retorna el mismo valor. Prestar atención a la palabra devuelve: es importante tener en cuenta esto ya que, las funciones de conversión, reciben una variable o un valor, pero NO lo modifican, es decir, dejan intactos el tipo de contenido (número o texto) y el contenido en sí mismo de la variable. Además, es importante recordar que no es posible asignar un valor texto a una variable numérica y viceversa: esta es otra de las razones por la que una función de conversión, en principio, no podría cambiar el valor de una variable parámetro. De este modo, se hace necesario almacenar ese valor devuelto por la función de conversión en una nueva variable. Por ejemplo: 1. t = “22” 2. n = Numero(t) 3. m = 2 + n En este caso, al finalizar el algoritmo, p sigue siendo un texto (“22”), n es 22 (pero número, ya que la función Numero(p), devuelve un número) y, su vez, m vale 24.
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ACTIVIDADES 1. Determinar por qué el siguiente algoritmo es inválido: 1. p = “2” 2. p = Numero(2) 2. Determinar el valor de p al finalizar el algoritmo: 1. p = “hola” 2. j = 2 3. p = p + Texto(j) 3. Determinar el valor de p al finalizar el algoritmo: 1. p = “hola” 2. j = 2 3. p = Numero(p) + Texto(j) 4. Determinar el valor de p al finalizar el algoritmo: 1. p = “4” 2. j = 2 3. p = Numero(p) + j
SALIDA DE DATOS A pesar de que, hasta el momento, siguiendo paso a paso cualquiera de los algoritmos vistos, era posible saber en qué valores finalizaban cada una de las variables, si a esos pasos los siguiera una computadora, esta no mostraría nada en la pantalla: tan sólo se limitaría a seguir cada uno los pasos (¡la computadora no hace nada que uno no le diga!). Para entender mejor esto, es interesante tomar como ejemplo el algoritmo del ejercicio 1, de las actividades con variables numéricas: 1. x = 2 2. x = x + 2 3. x = x + 4 Para el caso se tiene que, al finalizar el algoritmo, el valor de la variable x, es 8. Sin embargo, si la computadora es la que lee dicho algoritmo, no le mostraría nada al usuario, ya que en ningún paso se indica que se debe mostrar algo. Por eso, para indicar a una computadora que debe mostrar el valor de una variable, se debe utilizar la palabra clave “Mostrar”. De modo que si, por
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ejemplo, al finalizar el anterior algoritmo, se quiere mostrar el valor de la variable x, se deberá agregar un nuevo paso que indique tal instrucción. El algoritmo, entonces, quedaría reformulado de la siguiente manera: 1. 2. 3. 4.
x=2 x=x+2 x=x+4 Mostrar x
De modo que, ¿qué mostraría este algoritmo al ser ejecutado por una computadora? x, es decir 8. Además de variables, con la instrucción “Mostrar”, también es posible mostrar textos de forma literal (es decir, tal cual): para llevar a cabo esta operación, se debe entrecomillar el texto con el que se desea realizar tal operación. Por ejemplo, si en el comienzo de un algoritmo que realiza la suma de dos números se desea que la computadora muestre un mensaje que indique qué es lo que hace dicho algoritmo (además del resultado de la suma), los pasos quedarían definidos de la siguiente manera: 1. 2. 3. 4. 5.
Mostrar “Este algoritmo realiza la suma de los números 10 y 15.” n1 = 10 n2 = 15 suma = n1 + n2 Mostrar suma
Siguiendo paso a paso el algoritmo, al finalizar, la salida completa sería: Este algoritmo realiza la suma de los números 10 y 15. 25
Nota: cada vez que se utiliza la instrucción “Mostrar”, se “crea” una “nueva línea” (en el anterior algoritmo, por ejemplo, se utilizó “Mostrar” dos veces, por lo que hay dos líneas). A pesar de que en el anterior ejemplo se ha podido mostrar un mensaje de forma literal, al finalizar el algoritmo, se muestra un “25” sin explicar mucho de qué se trata este número: por eso, también es útil mostrar variables acompañadas de textos literales. Por ejemplo, para el caso, se podría mostrar ese “25”, acompañado de un mensaje de forma que, al ejecutar el algoritmo, la salida sea: “El resultado es 25”. Para esto, simplemente habría utilizar el operador de concatenación (“+”). Sin embargo, es importante recordar que, para los casos en los que se quiera mostrar un número combinando textos, con el fin de evitar problemas de ambigüedad, se deberá utilizar la función de conversión “Texto(x)” (que recordemos que, convertía un número a texto). Además, se deberían agregar los espacios correspondientes (para evitar que ciertas partes del mensaje, se muestren “todojunto”). De modo que, el paso 5 del anterior algoritmo, quedaría definido de la siguiente forma:
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5. Mostrar “La suma es ” + Texto(suma) Sin embargo, hay una forma más fácil de definir lo anterior, y es utilizando la coma (“,”) (ojo, esto se permite, sólo en las salidas de texto y no en la asignación de valores a las variables). La coma, tiene las siguientes propiedades básicas: 1. Si una variable es número, la convierte automáticamente a texto. 2. Agrega el espacio (“ ”) correspondiente entre las secciones separadas por coma. De modo que, el algoritmo, quedaría definido de la siguiente manera: 1. 2. 3. 4. 5.
Mostrar “Este algoritmo realiza la suma de los números 10 y 15.” n1 = 10 n2 = 15 suma = n1 + n2 Mostrar “La suma es”, suma
Como es posible observar, el paso 5, ha quedado mucho más simplificado (y claro) que en el caso de la utilización del operador de concatenación. A pesar de la diferencia en la definición del algoritmo, en ambos casos, la salida completa será la siguiente: Este algoritmo realiza la suma de los números 10 y 15. La suma es 25
Resumen de formas de utilización de la instrucción “Mostrar”: 1. Mostrar x: muestra el valor de la variable x. 2. Mostrar “El valor de la variable x es”, x: suponiendo que el valor de la variable x es 5, se visualizará el mensaje “El resultado es 5”. 3. Mostrar El resultado es, resultado: error, sintaxis incorrecta. 4. Mostrar “El resultado es, resultado”: muestra el texto literal. 5. Mostrar “La suma de”, n1, “y”, n2, “es”, r: suponiendo que n1 vale 2 y que n2 vale 3 (y que r es 5), se mostrará: “La suma de 2 y 3 es 5”. 6. Mostrar a, b, c: muestra los valores de las variables a, b y c (si están definidas, de otra forma, la instrucción es errónea).
ACTIVIDADES 1. Determinar la salida del siguiente algoritmo: 1. x = 4 2. x = x + x 3. x = x * 10 4. Mostrar x
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2. Dar la salida completa del siguiente algoritmo: 1. Mostrar “El siguiente algoritmo calcula el promedio de 3 notas” 2. nota1 = 10 3. nota2 = 8 4. nota3 = 9 5. promedio = (nota1 + nota2 + nota3) / 3 6. Mostrar “El promedio es”, promedio 3. Determinar la salida del siguiente algoritmo. Además ¿cuál es el valor de la variable p al finalizar? 1. x = 55235 2. msg = “Hola ” + Texto(x) 3. msg = msg + “ :p” 4. p = 50 5. p = 100 + p 6. Mostrar msg 7. p = p – 50 4. Determinar la salida del siguiente algoritmo. Además, ¿cuál es el valor de la variable _m al finalizar? 1. x = “Hola ” 2. y = “como ” 3. j = “estas ” 4. _m = 5 5. m = x + y + j 6. m = m + “pepe” 7. m_ = 10 8. _m = _m - 5 9. Mostrar “El mensaje es”, m
ENTRADA DE DATOS En el mundo de la programación, también es necesario que el usuario pueda ingresar datos que se almacenen en determinadas variables. Por ejemplo, si se toma el caso de un algoritmo que sume dos números, sería útil que, el usuario, pueda ingresarlos a ambos: al igual que en el caso de la salida, esto se logra con una palabra clave que, en vez de “Mostrar”, es “Pedir”.
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Sin embargo, como se vio anteriormente, las variables pueden ser de dos tipos: numéricas o de texto. Es por eso que, para pedir el valor de una variable numérica, se debe utilizar la frase “Pedir número”, mientras que, para variables de texto, se debe utilizar el conjunto de palabras “Pedir texto”. Ejemplo de suma de dos números: 1. 2. 3. 4.
Pedir número n1 Pedir número n2 suma = n1 + n2 Mostrar suma
Tanto en el paso 1, como en el 2, se solicita, al usuario, el ingreso de n1 y n2. Pero ¡ojo!: los valores de esas variables pueden ser cualquiera (¡los que decida el usuario!) ¿Ahora bien, que mostrará entonces el algoritmo? Sencillamente, en principio, no es posible saberlo ya que, cada vez que se “ejecute” el algoritmo, tanto n1 como n2 pueden valer cualquier número. Ejemplo: suponiendo que, en el paso 1, el usuario asigna el valor 6 a n1 y que, en el paso 2, a n2 se le asigna el valor 10, al final del programa suma valdrá 16. Podría pasar que luego, al ejecutar nuevamente el algoritmo, el usuario asigne las variables de la siguiente manera: n1=10, n2=20, por lo que, el algoritmo, mostraría 20. De este modo, para saber si un algoritmo funciona correctamente, al seguir los pasos, uno se debe poner en el rol de quien lee el algoritmo (el usuario), asignando los valores que se deseen a las variables (siempre y cuando aparezca la instrucción “Pedir”). De este modo se podrá verificar cómo es que se comporta el algoritmo con diversos valores ingresados.
ACTIVIDADES 1. ¿Cuál es la salida del siguiente algoritmo? Suponer que el usuario ingresa x=10 y y=5 ¿Para qué valores de x fallaría? 1. Pedir número x 2. Pedir número y 3. x = x / y 4. Mostrar “El resultado del algoritmo es”, x 2. Determinar la salida del siguiente algoritmo. Suponer que el usuario ingresa n1=25: 1. Pedir número n1 2. Pedir número n2 3. p = n1 + n2 4. Mostrar p 3. Determinar la salida del siguiente algoritmo. Suponer p=“Facundo Cáceres”: 1. Pedir texto p 2. Mostrar “Hola”, p, “:)” 4. Determinar (y explicar) el error del siguiente algoritmo (dar una posible solución):
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1. Pedir texto n 2. L = n 3. j = L + 10 5. Escribir un algoritmo que permita que el usuario ingrese su nombre y su apellido (en variables diferentes) para luego mostrar el nombre completo acompañado de la leyenda “Bienvenido/a”. Ejemplo de salida: si como nombre se ingresa “Claudia” y como apellido “Gonzalez” se deberá mostrar “Bienvenido/a Claudia Gonzalez”. 6. Escribir un algoritmo que permita el ingreso del nombre y apellido de un alumno y de 3 notas para, finalmente, mostrar su promedio. Al finalizar, el algoritmo deberá indicar el nombre completo junto al promedio. Ejemplo de salida: “Promedio de Gonzalo Perez: 9.33”.
SENTENCIAS DE DECISIÓN Al momento, se ha estado trabajando con algoritmos “lineales”, es decir algoritmos que siguen un flujo único. Sin embargo, en ocasiones, también es útil modificar el comportamiento de un algoritmo según los valores de ciertas variables.
Por ejemplo, si se tiene que diseñar un algoritmo que, dado el ingreso de la nota de un alumno, en caso de que esta sea mayor o igual a 7 (siete) muestre el mensaje “Aprobado”, se necesitaría de una herramienta que permita evaluar tal condición: es por ello que existe la palabra o sentencia Si. De modo que, en base a lo anterior, el algoritmo, podría quedar definido de la siguiente forma: 1. Pedir número nota 2. Si nota es mayor o igual a 7: 3. Mostrar “Aprobado” Puntos a tener en cuenta en base al ejemplo anterior: 1. La sentencia “Si” debe seguirse de una condición y finalizar con dos puntos. Por ejemplo, en el algoritmo dado, la condición de la sentencia Si es “nota es mayor o igual a 7”. 2. Debajo de la sentencia “Si”, se deben especificar las instrucciones que se deberán ejecutar en caso de que la condición (o conjunto de condiciones, ya se explicará esto más adelante) sea verdadera, con una sangría (o identación). Ejemplo: 1. Si condición: 2. Instrucción 1 3. Instrucción 2 4. Instrucción n
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Además, en ocasiones, es útil ejecutar otro tipo de instrucciones en caso de que la condición de la sentencia no sea verdadera. Por ejemplo, siguiendo con el caso del algoritmo del ingreso de la nota de un alumno, además de mostrar un mensaje de “Aprobado”, se podría mostrar otro de “No aprobado” en caso de que la nota no sea mayor o igual a 7: para esto, se debe utilizar otra palabra clave: la palabra Sino (que, ¡ojo!, debe ir precedida por la palabra Si). De modo que, el algoritmo, quedaría definido de la siguiente manera: 1. Pedir número nota 2. Si nota es mayor o igual a 7: 3. Mostrar “Aprobado” 4. Sino: 5. Mostrar “No aprobado”
ACTIVIDADES - PARTE 1 1. Determinar la salida del siguiente algoritmo: 1. n = 2 2. Si n es igual a 2: 3. Mostrar “es igual a 2.” 2. Determinar la salida del siguiente algoritmo en caso de que el usuario ingrese n=10: 1. Pedir número n 2. Si n es mayor a 10: 3. Mostrar “Es mayor a 10.” 4. Sino: 5. Mostrar “Es menor o igual a 10.” 3. ¿Cuál es el valor de la variable x al finalizar? Dar la salida completa del algoritmo. 1. x = 5 2. Si x es mayor o igual a 5: 3. x=x+5 4. Si x es menor a 10: 5. x = x + 10 6. Mostrar “Se ha sumado 10 a x.” 7. Sino: 8. x=x+5 9. Mostrar “Se ha sumado 5 a x.” 10. j = x + 10 11. Mostrar “El valor de j es:”, j 4. Dado el siguiente algoritmo: 1. Pedir texto usuario 59 de 69
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2. Pedir texto clave 3. Si usuario es igual a “NTICx” 4. Si clave es igual a “1234”: 5. Mostrar “Usuario y clave correctos, bienvenido.” 6. Sino: 7. Mostrar “Verifique la clave ingresada :(“ 8. Sino: 9. Mostrar “El usuario especificado no existe.” ¿Cuál es la salida si se ingresa usuario=“NTICx” y clave=”12345”? ¿Y si se ingresa usuario=“pepito” y clave=“1234”? ¿Cuáles deberían ser los valores de las variables usuario y clave, para que se ejecute el paso número 5 del algoritmo?
SIMPLIFICACIÓN DE ESCRITURA DE CONDICIONES Si bien las sentencias de decisión se pueden expresar de forma natural, por ejemplo del modo “Si nota es mayor o igual a 7”, también es posible (y útil) utilizar los denominados operadores relacionales. Así, el algoritmo que verifica si un alumno está o no aprobado, podría simplificarse de la siguiente manera: 1. Pedir número nota 2. Si nota >= 7: 3. Mostrar “Aprobado.” 4. Sino: 5. Mostrar “No aprobado.” Como se puede ver, para la simplificación, las condiciones se deben escribir de la forma “a operador b”, donde a y b pueden ser variables, números o texto y donde el operador puede ser: 1. >, que indica “mayor que”. Ejemplo: a > b, que será verdadero si a es mayor a b. 2. <, que indica “menor que”. Ejemplo: a < b, que será verdadero si a es menor que b. 3. ==, que indica “igual que” (Nota: no se utiliza un solo “=” ya que esto podría ser ambiguo con la asignación de variables). Ejemplo: a == b, será verdadero si a y b son iguales. 4. <=, indica menor igual. 5. >=, indica mayor igual 6. <>, indica distinto. Actividad: re-escribir, de forma simplificada, los algoritmos de las actividades “Actividades Parte 1”.
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SINO CONDICIONAL No sólo es posible tener condiciones únicamente en una sentencia Si, sino que también en el Sino: es más, de esta manera, se podrían tener los sino que se quisieran. Por ejemplo, si se necesita un algoritmo que dado el ingreso de dos números los sume y muestre el mensaje “Es mayor a 100” si la suma es mayor a 100 y sino, que muestre un mensaje “Es menor a 90”, si la suma es menor a 90 y que, en cualquier otro caso, muestre “El nro. se encuentra entre 90 y 100”, el algoritmo quedaría definido de la siguiente manera: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Pedir número n1 Pedir número n2 suma = n1 + n2 Si suma > 100: Mostrar “Es mayor a 100.” Sino si suma < 90: Mostrar “Es menor a 90”. Sino: Mostrar “El nro. se encuentra entre 90 y 100”
MÁS DE UNA CONDICIÓN En ocasiones, es útil ejecutar una serie de instrucciones sólo en caso de cumplir con más de una condición: para esto existen los operadores “y” y “o”. Operador y: para que la sentencia sea verdadera, deben ser verdaderas todas las condiciones de la sentencia. Por otra parte, con que sólo una de las condiciones sea falsa, toda la sentencia será falsa. Por ejemplo, si se necesita un algoritmo que indique si un número se encuentra entre los valores 0 y 10, se lo podría definir de la siguiente manera: 1. Pedir número n 2. Si n > 0 y n < 10: 3. Mostrar “El nro. se encuentra entre 0 y 10.” Operador o: a diferencia del caso anterior (donde se deben que cumplir todas las condiciones) con que al menos una de las condiciones de la sentencia se cumpla, toda la sentencia será verdadera. Por ejemplo, un algoritmo que indique si un número es menor a 10 o mayor o igual a 100, se podría especificar de la siguiente manera 1. Pedir número n 2. Si n < 10 o n >= 100: 3. Mostrar “El nro. es menor a 10 o mayor igual a 100.”
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ACTIVIDADES - PARTE 2 Nota: las condiciones deben escribirse en su forma simplificada (no textual). 1. Diseñar un algoritmo que, dado el ingreso de dos números se muestre el mayor de ellos. Nota: se supone que los números ingresados son distintos. 2. Rediseñar el algoritmo anterior, pero tener en cuenta que ahora los números pueden ser iguales. En caso de que los números sean iguales, se deberá mostrar el mensaje “Los nros. Ingresados son iguales.”. 3. Diseñar un algoritmo que permita el ingreso de un número entre 1 y 12, y que muestre el mes al que corresponde ese número. Ejemplo: si el usuario ingresa 1, el algoritmo deberá mostrar “Enero”, si ingresa 2, “Febrero”, y así sucesivamente. En caso de que el usuario ingrese un valor que no esté entre 1 y 12, se deberá mostrar el mensaje “Opción incorrecta”. 4. Diseñar un algoritmo que permita el ingreso de 5 números y que muestre únicamente aquellos que son naturales. 5. Dado el siguiente algoritmo: 1. Pedir número n 2. Si n >= 7: 3. Mostrar “Aprobado” 4. Sino Si n > 3: 5. Mostrar “Diciembre” 6. Sino: 7. Mostrar “Aplazado” ¿Qué mostraría el algoritmo en caso de que el usuario ingrese un 5? ¿Y un 10? ¿Y un 11? Teniendo en cuenta que la nota máxima es 10 y la mínima es un 1, ¿cuál sería el error del algoritmo? Implementar una posible solución.
6. Diseñar un algoritmo que pida 3 números y los muestre de menor a mayor. Nota: se supone que los números ingresados son distintos entre sí. 7. Diseñar un algoritmo que dado el ingreso de un texto, indique si es una vocal.
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FUNCIONES Y PROCEDIMIENTOS: DIVIDE Y VENCERÁS Una función o procedimiento es un grupo de instrucciones que intenta agrupar funcionalidades similares para, de este modo, evitar algoritmos muy largos o difíciles de leer. Las funciones o procedimientos se pueden invocar desde el algoritmo principal o inclusive desde otra instrucción o procedimiento, cuantas veces se desee. Tanto los procedimientos, como las funciones, pueden (opcionalmente) recibir parámetros. La diferencia entre ambos es que los primeros no retornan un resultado, mientras que las funciones sí. Para clarificar un poco más el tema es importante notar que, anteriormente, ya se han introducido las funciones de forma implícita: las funciones de conversión, como lo dice su nombre son funciones, ya que tienen parámetros y retornan un resultado. Por ejemplo, la función Número(x) recibe como parámetro una variable de texto o numérica (es decir x) y la retorna convertida. Sin embargo, así como existen funciones y procedimientos ya definidos de antemano, también es posible crearlos. Las funciones se definen fuera del algoritmo principal utilizando la palabra clave Función. Los parámetros que recibe se escriben entre paréntesis y separados por coma. La estructura básica de una función es la siguiente: Función nombre(parametro_1, …, parametro_n): 1. Instrucción 1 2. … 3. Retornar x Para el caso, “nombre” refiere (naturalmente) al nombre de la función. Por otra parte, una función puede recibir “n” parámetros (los que creamos necesarios), pero lo importante es que siempre retorne un valor (para el caso del esquema presentado, se retorna la variable “x”, que se supone definida en alguna instrucción). Los procedimientos se definen de forma similar, pero utilizando la palabra clave “Procedimiento” (además, recordemos, no retornan ningún valor). Otros aspectos a tener en cuenta para la definición de las funciones o procedimientos son los siguientes: 1. Las reglas para definir los nombres, son las mismas que se utilizan para las variables, es decir que es posible utilizar combinaciones alfanuméricas, sin espacios, y sin comenzar con números. 2. Los nombres de las variables utilizados dentro de una función o procedimiento NO tienen relación con los utilizados en el programa principal o en otras instrucciones. Por ejemplo, si se tiene una variable x en el programa principal, y otra en una función, se trata de dos variables distintas e independientes: es decir, es posible imaginar una función o
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procedimiento como “otro algoritmo” ajeno al programa original y todas las otras funciones y procedimientos. 3. ¡Recordemos! el objetivo de las funciones es dividir funcionalidades y simplificar la lectura y escritura de los algoritmos. En síntesis, las funciones o procedimientos deben realizar tareas concretas. 4. Para evitar problemas de interpretación, es conveniente utilizar nombres de variables distintos a los de funciones o procedimientos. Para entender mejor, tomemos como ejemplo el siguiente algoritmo que no utiliza funciones: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Pedir número n1 Pedir número n2 m=0 Si n1 > n2: m = n1 Sino: m = n2 Mostrar “El mayor nro. es”, m
Como se puede ver, el algoritmo tiene 8 instrucciones y, si bien no es difícil de entender que es lo que hace, se podría crear una función que calcule y retorne el mayor entre dos números, para luego invocarla desde el programa principal, y así facilitar la lectura del algoritmo. Por ejemplo: Función mayor(n1, n2): 1. 2. 3. 4. 5. 6.
mayor = 0 Si n1 > n2: mayor = n1 Sino: mayor = n2 Retornar mayor
Como ahora se tiene definida una función que calcula y retorna el mayor de dos números, el algoritmo principal puede simplificarse de la siguiente manera: Algoritmo principal: 1. 2. 3. 4.
Pedir número n1 Pedir número n2 m = mayor(n1, n2) Mostrar “El mayor nro. es”, m
¡Mucho más simple que al principio! ¿Verdad? Este es el objetivo de las funciones: dividir los algoritmos en otras funcionalidades más pequeñas para facilitar la escritura y también la lectura de los mismos. Notar que en el algoritmo principal NO interesa cómo es que funciona la función mayor: lo único que se hace es invocarla, confiando en que se nos retornará el mayor entre dos
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números. Esto se denomina abstracción: las funciones permiten que uno se centre en una cosa a la vez, por eso el lema ¡divide y vencerás!
ACTIVIDADES 1. Dada la función menor(x, y), la cual calcula y retorna el menor entre dos números, determinar qué es lo que muestra, al finalizar, el siguiente algoritmo: 1. n1 = 10 2. n2 = 25 3. n3 = 99 4. m = menor(n1, n2) 5. m = menor(m, n3) 6. Mostrar m
2. Escribir una función que convierta una cantidad de Megabytes a Kilobytes. Por ejemplo, si x=2 la función mb_a_kb(x) deberá retornar 2048.
3. En base a la función anterior, ¿qué muestra el siguiente algoritmo?: 1. 2. 3. 4.
mb = 15 mb = 10 + mb kb = mb_a_kb(mb) Mostrar “La cantidad de kilobytes es:”, kb
ITERACIONES: CICLO PARA Además de controlar el flujo del programa (mediante condiciones) y de abstraer los algoritmos (utilizando funciones), en ciertos casos, también es necesario que una secuencia de instrucciones se repita (itere) una cierta cantidad de veces. Para tal fin, es útil la sentencia Para, que permite especificar cuantas veces debe repetirse un bloque de instrucciones. La estructura básica es la siguiente: 1. Para i desde x hasta y: 2. Mostrar “Número de vuelta”, i
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Explicación: como en el caso de la sentencia Si, las instrucciones a ejecutar subordinadas a la sentencia Para, deben ir identadas. A su vez, esta sentencia tiene un inicio y un fin: para la estructura presentada, el inicio es x y el fin es y. ¿Cómo trabaja el ciclo? En el primer paso, i tomará el valor de x mientras que, en el segundo, se mostrará el mensaje correspondiente. Esto se repetirá sucesivamente hasta que i valga y-1: es muy importante tener en cuenta que i no llegará a valer y, ya que la condición indica hasta (es decir que y es el valor donde hay que detenerse): en pocas palabras, i deberá ser menor a y, por lo que, matemáticamente el valor de i al finalizar el algoritmo será i=y-1. ¿Una enredadera, no? Entendámoslo mejor, con el siguiente ejemplo: 1. Para i desde 0 hasta 2: 2. Mostrar “Nro. de vuelta”, i Al seguir el algoritmo, se tiene que, en el primer paso i vale 0, por lo que, en el paso 2 se muestra el mensaje “Nro. de vuelta 0”: sin embargo, como el ciclo indica que i debe ir hasta 2, el algoritmo todavía no termina. Cuando se repite el ciclo, i toma el valor 1, por lo que se muestra el mensaje “Nro. de vuelta 1”. Finalmente, i no puede tomar el valor 2 (ya que la condición es hasta 2). Por tanto, la salida del algoritmo anterior sería la siguiente: Nro. de vuelta 0 Nro. de vuelta 1
¡Mucha información acerca de ciclos, pero todavía no parecen ser una herramienta que nos ayude en mucho! Por eso, a continuación se verá que, en realidad, los ciclos pueden ayudar bastante. Por ejemplo, si se necesita crear un algoritmo que sume 10 números ingresados por el usuario, sin utilizar el ciclo Para, el mismo quedaría definido algo así como: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
Pedir número n1 Pedir número n2 Pedir número n3 Pedir número n4 Pedir número n5 Pedir número n6 Pedir número n7 Pedir número n8 Pedir número n9 Pedir número n10 suma = n1 + n2 + n3 + n4 + n5 + n6 + n7 + n8 + n9 + n10 Mostrar suma
En cambio, utilizando el ciclo Para, el algoritmo se simplificaría de la siguiente manera:
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1. suma = 0 2. Para i desde 0 hasta 10: 3. Pedir n 4. suma = suma + n 5. Mostrar suma Notar como ¡de 12 pasos, se ha pasado a sólo 5! Nota: ¿por qué siempre conviene empezar desde 0 (cero)?: Si se necesita dar 30 vueltas, por naturaleza, se definiría el ciclo de la siguiente manera: “Para i desde 1 hasta 30:”. Sin embargo, como se ha visto visto, i nunca valdrá 30, por lo que las instrucciones del ciclo, se repetirían 29 veces (y no 30). Existen, entonces, dos posibilidades para corregir la sentencia: 1. Especificar el ciclo como “Para i desde 1 hasta 31” (en este caso se darían 30 vueltas). 2. Especificar el ciclo como “Para i desde 0 hasta 30” (también se realizarían 30 repeticiones, sin embargo, esto último suena mucho más natural que lo anterior).
VARIABLES ACUMULADORAS Y CONTADORAS Implícitamente, en nuestro ejemplo de suma utilizando el ciclo Para, se hizo uso de una variable que acumulaba (es decir, sumaba) todos los números que ingresaba el usuario. De forma natural, este tipo de variables se denominan variables acumuladoras. También existen otro tipo de variables, las variables contadoras que en, vez de acumular, suman de a 1. Por ejemplo, si se desea diseñar un algoritmo que permita el ingreso de 30 notas y que muestre cuántos aprobados hay, se necesitaría de una variable que cuente cuántas veces se ingresó una nota mayor o igual a 7. El algoritmo, entonces, quedaría definido de la siguiente manera: 1. aprobados=0 2. Para i desde 0 hasta 30: 3. Pedir número nota 4. Si nota >= 7: 5. aprobados = aprobados + 1 6. Mostrar “La cantidad de aprobados es”, aprobados Puntos a tener en cuenta: 1. Las variables acumuladoras y contadoras, no son más que variables normales, sólo que se las llama de esa forma por su comportamiento particular. 2. Las variables acumuladoras y contadoras, siempre deben inicializarse (normalmente en 0, cero), antes del inicio del ciclo donde serán utilizadas.
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ACTIVIDADES 1. Dado el siguiente algoritmo: 1. acumulador = 15 2. Para i desde 0 hasta 10: 3. acumulador = acumulador + i 4. Mostrar acumulador ¿Qué es lo que muestra el algoritmo? ¿En cuánto finaliza la variable i?
2. Dado el siguiente algoritmo: 1. var = 5 2. Para i desde 0 hasta 9: 3. Si i > 5: 4. var = var + i 5. Sino: 6. var = var - i 7. i = i + 10 8. Mostrar i ¿Qué muestra el algoritmo al finalizar? ¿Cuál es valor de la variable var? 3. Dado el siguiente algoritmo: 1. n_ = 2 2. _n = n_ + n_ 3. Para i desde 0 hasta 9: 4. Pedir número n 5. Si n > 10: 6. Mostrar “¡Es mayor a 10!” 7. n_ = n_ + 1 8. Sino: 9. Mostrar “¡Es menor o igual a 10!” 10. _n = _n + 1 Suponiendo que durante la ejecución del algoritmo, el usuario ingresa los valores 1, 5, 11, 9, 100, 88, 9, 66, 2, 333. ¿Cuáles son los valores de las variables _n y n_ al finalizar el algoritmo? Dar la salida completa del algoritmo.
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BIBLIOGRAFÍA Bibliografía y recursos utilizados para el apunte, sugeridos en el Diseño Curricular de NTICx de la Dirección General de Cultura y Educación de la provincia de Buenos Aires:
Diccionario de términos informáticos: http://www.alegsa.com.ar/Dic/p.htm Dirección de cultura y educación: abc.gov.ar
Otra bibliografía y recursos utilizados:
La construcción del futuro - Francisco José Mojica Comunicaciones y Redes de Computadores (Sexta Edición) - Williams Stallings. Proyecto GNU: www.gnu.org Apuntes por unidad de la materia NTICx. Autor, Rubén Castro: http://www.rubencastro.com/ Apuntes y trabajos de cátedra “Programación I” y “Laboratorio I”. UTN FRGP, Tecnicatura Superior en Programación y en Sistemas de Información. Apuntes y trabajos de cátedra “Teleinformática y Redes” y “Contexto Social de la Informática”. UNLu, Licenciatura en Sistemas de Información.
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