Apunts_Temari complert (2009)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 1º curso
Asignatura Introducció a la informàtica
Año del apunte 2009
Páginas 19
Fecha de subida 25/05/2014
Descargas 2

Vista previa del texto

Introducció a la informàtica 1.-Organització bàsica d’un computador 1.0.-Introducció Informàtica: La paraula informàtica prové de les paraules informació i automàtica, per tant informàtica vol dir tractament automàtic de la informació.
La evolució viscuda per la nostra societat en els últims anys han evidenciat el valor de la informació i ha provocat un creixement de la utilització de les computadores.
Actualment els computadors són molt útils i necessaris i es troben presentes a tot arreu. A més l’aparició dels computadors es la responsable de la transformació de la nova societat de la informació.
1.1.-Historia i evolució de la informàtica Babilonia (3500 a.c): s’inventa l’àbac, primera “maquina” que ajuda a realitzar càlculs.
Blaise Pascal (1642): construeix una sumadora mecànica per ajudar al seu para que era recaptador d’impostos.
Leibniz (1671): crea una maquina que efectuava operacions aritmètiques.
Jacquard (1800): inventa les targetes perforades.
Babbage (1822): construeix un aparell que efectuava càlculs segons les instruccions de les targetes perforades de Jacquard.
Boole (1854): desenvolupa l’àlgebra que porta el seu nom àlgebra Booleana.
Hollerith (1890): Maquina per tabular dades (cens manual 7 anys/ cens de processat per la seva màquina 2 anys). Fundador de la IBM.
Turing (1937): difusor de la teoria de la computabilitat . Descripció de la maquina de turing: Consta d’un capçal lector/escriptor i una cinta infinita en la que el capçal llegeix el contingut, esborra el contingut anterior i escriu el nou valor. En aquesta maquina es pot realitzar: - Avançar el capçal lector/escriptor cap a la dreta.
- Avançar el capçal lector/escriptor cap a l’esquerra.
1 1.1.1.-Primera generació: 1940-1952. Vàlvules electròniques 1946: neix ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) desenvolupat per Jahn Mauchly i John Presper Eckert.
- Primer computador digital: efectua processos i operacions utilitzant instruccions de llenguatge de maquina.
- Funcionava amb vàlvules o tubs al buit.
- Utilitzat en l’àmbit científic i militar.
- Per programar el computador s’havia de modificar directament els valors dels circuits de les maquines.
pesa 30 toneladas ocupa 167m2 contiene 18 mil válvulas consumía 140 KW de energía ejecuta 5000 sumas por segundo 1.1.2.-La maquina de von Neumann - John Von Neumann introdueix l’aritmètica binària en la construcció d’ordinadors.
- El fet de carregar i modificar un programa en el ENIAC era bastant costosa, ja que per programar-lo era necessari connectar i desconnectar cables i endollar i desendollar claus manualment.
- John von Neumann proposa el concepte de programa d’emmagatzematge. Aquest es un procés de programació facilita per un programa emmagatzemat en una memòria, juntament amb les dades.
- El concepte de programa d’emmagatzematge va permetre la lectura d’un programa dins de la memòria de la computadora, i poc desprès l’execució de les instruccions del mateix sense tenir que tornar-les a escriure.
Parts de la maquina de Neumann: - Unitat aritmètica i lògica (ALU) - realitza operacions aritmètiques i lògiques.
Unitat de control - llegeix les instruccions per la màquina emmagatzemades en la memòria y genera las senyals de control necessàries per controlar la resta de las unitats funcionals d’un ordinador amb la finalitat d’executar las instruccions llegides.
- Unitat d’emmagatzemat de dades i instruccions (Memoria) – reté informació que el sistema necessita per funcionar correctament.
- BUS - proporciona un mitja de transport de les dades entre les diferents parts.
2 1.1.3.-Segona Generació: 1952-1964. Transistors.
- Substitució de les vàlvules pel transistor.
- Més petits, més barat, i produeix menys calor.
- 1949 - EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), Successor de ENIAC basat en els conceptes de John von Neumann.
- Sistema binari.
- Primers ordinadors comercials amb programació prèvia (sistemes operatius).
- El programador escrivia els programes en llenguatge Cobol, Fortran i l’ordinador era capaç de traduir-ho al llenguatge maquina.
1.1.4.-Tercera Generació: 1964-1971. Circuits integrats - Introducció de la microelectrónica en els computadors.
- Permeten abaratir els costos i augmentar la capacitat de el processament reduint el volum.
- 1964 – IMB llença al seu primer model IBM 360 (8 bits), incompatible amb el IBM 7000.
- Millorament del llenguatge de programació, programes utilitaris, interconnexió d’ordinadors.
- 1964- S’introdueix el concepte de byte (unitat bàsica d’informació 1 byte= 8 bits).
- 1968- Robert Noyce i Gordon Moore funden Intel Corp.
1.1.5.-Ultimes Generacions No existeix un consens sobre l’aparició de noves generacions de computadores.
Alguns autors estan a favor de l’existència d’una 4ª i 5ª generació en base de l’evolució dels circuits integrats.
1.1.6.-Cuarta Generació: 1971-1981. Microprocesadors - Integració dels components electrònics de l’ordinador en un circuit integrat (microporcessador).
- 1972 – IBM llença el disc magnètic flexible (floppy).
- 1975 - es comercialitza el Altaír 8800, considerat el primer ordinador personal.
- 1975 - Bill Gates y Paul Allen funden Microsoft.
- 1976 - Steve Jobs y Steve Wozniac funden AppleComputer Inc.
- 1977 – Es presenta Apple II el segon ordinador personal de l’historia.
1.1.7.-Cinquena Generació: 1981-fins ara.
- Certs experts consideren finalitzada aquesta generació amb l’aparició dels processadors Pentium.
- Aparició de el Pc, tal com es coneix avui en dia.
- Es comercialitza el IBM PC.
- 1981 – Microsoft presenta el sistema operatiu MS-DOS (Microsoft Disk Operating System).
- 1981 – Sony crea disquets de 3,5 polsades -1984 – Sony i Philips creen el CD-Rom pels ordinadors.
3 1.1.8.-Consecuencies - Computadores mes petits.
- Computadores mes barats.
- Major capacitat de processament.
- Major capacitat d’emmagatzematge.
- Intel Pentium 2,8 GHz; RAM: 2 GB; Disco Duro: 250 GB; DVD y DVDwriter; Gráfica; Sonido; Red:Inalámbrica.
1.2.-Components d’un computador - Hardware: conjunt de plaques, circuits integrats, chips, i cables; el computador físicament.
Software: programes, instruccions, tot el que la maquina (hardware) pot executar.
Usuari: la persona, organització o altr entitat que depèn dels servies d’un computador para obtenir un resultat desitjat.
1.2.1.-Hardware. Components Un ordinador actual té moltes possibles targetes d’expansió, però res funcionaria sense els components principals es imprescindibles, de els cuals s’ha continuat l’arquitectura proposada per von Neumann: - Una unitat de control i de càlcul.
- Una memòria.
- Una unitat de Entrada/Sortida de dades.
- Un mitja de transport de les dades entre las diferents parts.
1.2.2.-Hardware. Unitat d’entrada i sortida Perifèrics : Aparells externs connectats a l’ordinador.
Perifèrics de Entrada: Converteixen la informació donada per l’usuari en forma utilitzable per la maquina. Ej: teclat, ratolí, escaner...
Perifèrics de Sortida: Mostren al usuari el resultat de les operacions realitzades. Ej: monitor, altaveus, impressores...
Perifèrics de Entrada/Sortida: Poden aportar simultàniament informació exterior al PC i al usuari. Ej.: modem, CD-ROM, DVD-ROM, memòria USB, 4 1.2.3.-Hardware.UCP - Unitat central de Processament – ing. CPU.
- El “cervell” de la maquina, integrada en un chip denominat microprocesador.
- Realitza totes les operacions de càlcul i controla tot el que succeeix a l’ordinador rebent informació i enviant ordres per que els altres components treballin.
- Cicle de la UCP: - Fetch, lectura de la instrucció des de la memòria principal.
- Descodificació de la instrucció - determinar quina instrucció es i que s’ha de fer.
- Fetch de les dades necessàries per la realització de la operació.
- Execució.
- Escriptura de los resultats en la memòria principal.
La duració física d’aquest cicles esta determinada per la freqüència de rellotge.
Aixó indica la velocitat en qu es realitzen les operacions bàsiques. Es mesura en cicles per segon (hercis). Actualment es paral de Megaherzis (MHs) o Gigaherzis (GHz) 1 Hz -> 1 cicle per segon 1 MHz -> 1 000 000 Hz 1 GHz -> 1 000 MHz ENIAC 5 000 sumes por segon.
Intel Pentium 2,8 GHz -> 2 800 000 000 sumes per segon.
1.2.4.-Hardware. Memòria - Sistema d’emmagatzematge intermedi entre la CPU i els perifèrics.
Registres de la CPU Memòria caché Memòria principal Memòria secundaria - Registres del procesador.
Formen part de la CPU El temps d’accés es molt petit i una capacitat mínima - igual a la "paraula" del microprocesador (de 1 a 8 bytes).
Manté las instruccions que s’està executant i les dades necessàries per aquesta execució.
- Memoria caché Entre el (micro)procesador i la memòria RAM.
Emmagatzema dades que s’utilitzen freqüentment.
Petita capacitat.
Memòria d’alta velocitat dedicada a que parts importants del ordinador poden treballar a la màxima velocitat sense necessitat de demanar informació constantment a parts més lentes de la resta del sistema.
5 - Memoria principal Major capacitat d’emmagatzematge que la memòria caché, però més lenta.
Menor capacitat d’emmagatzematge que la memòria secundaria, però més ràpida ROM (Read Only Memory) – emmagatzemen codis de programes gravats en fabrica RAM (Random Access Memory) - memòria de accés aleatori Emmagatzema dades que poden ser escrites i esborrades atenen a els processos de computació.
Emmagatzema programes i informació de manera temporal mentre l’ordinador esta sent utilitzat.
Es útil para accedir a dades sense tenir que llegir-los d’un suport d’emmagatzematge més lent. Com un dics dur.
- Memoria secundaria Conjunt de dispositius perifèrics per emmagatzematge masiu de dades de un ordinador sistema d’emagatzamatge.
Més capacitat que la memòria principal.
Més lenta que la memòria principal, preo més barata.
Ej.: disco duro, CD, DVD, Diskette, Memoria flash.
1.2.5.-Hardware. Bus Grup de cables dintre del ordinador, a través dels quals es transmeten les senyals elèctriques des de una unitat funcional a una altre: - De transmissió de dades: línies físiques per on circulen les dades que s’han llegit o que es van ha escriure (entrada/sortida).
De direccions: línies físiques por on circulen las direccions de memòria des d’on es llegiran (entrada), o se escriuran (sortida), les dades.
De control: línies físiques per on circulen las ordres de control (entrada/sortida).
1.2.6.-Com és la informació emmagatzemada Unitats de Mesura: 1 Byte = 8 Bits Base -> 2 1 Kilo Byte (1KB o 1KByte) = 1024 Bytes 1 Mega Byte (1MB o 1MByte) = 1024 KBytes 1 Giga Byte (1GB o 1GByte) = 1024 MBytes Bit - (Binary Digit) - unitat d’informació ( 0 o 1).
Byte - (Binary Term) unitat bàsica de tractament d’informació.
6 1.2.7.-Software. Defincició - Per utilitzar tota la capacitat de processament que el hardware subministra es necessita el software.
- Equipament lògic.
- Es el conjunt de programes que pot executar el hardware per la realització de les tasques de computació a les que es destina.
- Es tracte del conjunt d’instruccions que permeten la utilització de l’ordinador.
1.2.8.-Software. Característiques i llenguatge binari Els computadors digitals es caracteritzen per: - Reconeixen un conjunt d’instruccions reduïdes i simple que s’expressa a través de llenguatge binari (0 i 1).
Contenen components de diferents fabricants que poden resultar en diferents particularitats.
Llenguatge de màquina - Es el sistema de codis directament interpretable pel microprocesador d’un ordinador.
- Aquest llenguatge esta compost per un conjunt d’instruccions que determinene les accions que a d’efectuar la màquina.
Aquest conjunt de característiques produeixen: - Es difícil comunicar-se amb l’ordinador utilitzant el llenguatge de màquina.
- Un programa creat per una màquina amb uns components determinats no podrà ser executat per una altre màquina amb diferents components.
Para solucionar aquest es defineix: Programació: l’acte de crear un programa de computador, es a dir, un conjunt concret de instruccions que un computador pot executar. El programa s’escriu en un llenguatge de programació de més alt nivell, tot i que també es refereix al llenguatge de màquina.
Aquests porgrames es poden dividir en diverses parts, i aquestes poden estar escrites en diferents llenguatges.
Sistema operatiu: Un programa de software que controla el computador i els perifèrics connectats independentment de las particularitats dels components. Aquest programa executa determinades funcions permeten el bon funcionament de un “Sistema Computacional”.
1.2.9.-Actors del software Aplicació – un programa que permet la interacció entre el usuari i la computadora Programador – un individu que exerceix la programació, es adir, escriu programes mitjançant el llenguatge de programació que pugui entendre l’ordinador.
Usuari – una persona que depèn dels serveis d’una computadora.
7 1.2.10.-Software. Classificació Bàsic: (System software) - Coordina detalls interns i facilita la execució d’altres software: - Conté programes de baix nivell que interactuen amb la computadora.
- Sistemes operatius (MS Windows XP, Unix Sun Solaris, Linux Red Hat), compiladors, eines de gestió de recursos.
Aplicat (application software): Es un software escrit en un determinat llenguatge per resoldre un problema concret: - Processador de text – MS Word.
- Full de càlcul – MS Ecel.
- Editors d’imatges – Ms Paint.
1.2.11.-Acoblament Codi simbòlic: anotació del llenguatge de màquina que es llegible per persones i es específica de cada arquitectura de computadores.
El llenguatge de màquina, un simple patró de bits, es fa llegible reemplaçant valors crus per símbols denominats “mnemónicos”. Es va inventar per facilitar la feina del programadors que havien d’escriure directament en binari. Exmple: Una computadora reconeix farciment la instrucció de màquina 10110000 01100001 Però pels programadors es molt més fàcil d’entre la mateix expressió amb llenguatge acoblat.
mov al, 0x61 (mover el valor hexadecimal 61 (97 decimal) al registro 'al'.).
1.3.-Sistemes operatius Un sistema operatiu es un programa de software que controla la computadora i els perifèrics connectats. Executa determinades funcions que permeten el bon funcionament del sistema. Els sistemes operatius serveixen d’intermediari entre els usuaris, els programes i el hardware. Les principals funcions d’un sistema operatiu són: - Proporcionar una interfície per que l’usuari es comuniqui amb la computadora.
Administrar els dispositius de hardware de la computadora.
Administrar i mantenir el sistema d’arxius en disc.
Donar suport a altres programes.
8 1.3.1.-Sitemes operatius. Interfície Interfície de línia de comanda: Introduir paraules i símbols – comandes - en el teclat del computador.
Interfície Gràfica: utilitzar finestres i seleccionar accions utilitzant per exemple el ratolí per seleccionar icones i menús.
1.3.2.-Sistemes operatius. Administrar els dispositius del hardware El programes necessiten utilitzar diferents recursos de la computadora: memòria, monitor, disc, unitats d’entrada/sortida... Els sistemes operatiu controlen l’ús del hardware entre els programes, és a dir, actua com un assignador de recursos i els assigna a usuaris i programes concrets segons les necessitats dels usuaris. El sistema operatiu ha de decidir a quines sol·licituds s’assignaran els recursos per que el sistema de computació pugui funcionar de manera eficient.
1.3.3.-Sistemes operatius. Sistemes d’arxius Les computadores emmagatzemen la informació persistent en arxius. Podem definr arxiu com un a entitat lògica constituïda per una seqüència de bytes que s’emmagatzema en un sistema d’arxius. Un arxiu esta ubicat en la memòria secundaria d’un ordinador i esta identificat per un nombre. El nombre forma la identificació única en relació a els altres arxius en el mateix directori. Cada fitxer te el seu camino de accés – path. A més els arxius poden tenir atributs particulars, com ara dat de creació, data d’última modificació, premis d’accés...
En un ordinador hi ha cents d’arxius i aquests són difícils de trobar, per evitar aquesta dificultat i pèrdua de temps, els sistemes operatius ofereixen un sistema d’arxius.
Un sistema d’arxius, es una organització especial dels arxius en grups menors i més lògics (directoris i sub-directoris). Consta de tipus de dades abstractes, que son necessaris pel emmagatzematge, organització jeràrquica, manipulació, navegació, accés i consulta de dades. La major part de sistemes operatius posseeixen el seu propi sistema d’arxius.
1.3.4.-Sistemes operatius. Suport a altres programes - Serveis del sistema operatiu: salvar arxius en disc, llegir arxius del disc, verificar l’espai disponible en el disc o en la memòria, llegir les ordres del teclat...
Els programadors inclouen en els programes instruccions que sol·liciten diferent serveis del sistema operatiu.
1.3.5.-Sitemes operatius. Components Shell: la seva funció es interpretar les comandes, traduir el llenguatge en que nosaltres escrivim (llenguatge de programació) al llenguatge binari, actúa com un compilador i mitjancer entre la CPU i l’usuari. Finalment envia missatges al Kernel.
Kernel o el núcleo: utilitza el hardware per realitzar les peticions de l’usuari.
9 El Kernel esta compost de: - Carregador inicial.
- Planificador de treball de la CPU.
- Administrador de perifèrics.
- Comunicació entre processos.
- Administrador de memòria.
- Administrador d’arxius.
1.3.6.-Sistemes operatius. Passos d’arrencada (Boot) - - Arriba la corrent al PC, es carrega BIOS (sistema bàsic d’entrada/sortida) que es troba a la memoria ROM: o Realitza una sèrie de comprovacions (disc dur, memòria RAM...).
o Localitza i carrega el sistema operatiu a la memòria RAM.
Es passa al comandament al sistema operatiu.
1.3.7.-Sitemes operatius. Característiques Tolerància a fallades i disponibilitat: Els sistemes operatius tenen com a funció gestionar el recursos de tal manera que si un component deixa de funcionar, el sistema no es pari.
Integritat: evitar que un error d’una aplicació causi problema a altres aplicacions.
Confidencialitat i seguretat: evitar que usuaris i aplicacions utilitzen recursos en els quals no tenen accés.
Aquestes tres característiques es poden violar en el cas que: Tolerància a fallades i disponibilitat: s’eliminin components del hardware o el software, l’eliminació de fitxers de dades o la destrucció de canals de comunicació.
Integritat: modificació de programes amb l’objectiu de provocar errors o comportaments imprevistos, modificació de fitxers de dades o creació de nous fitxers, modificació, retards, duplicació, canvis d’ordre o creació de falsos missatges (comunicació).
Confidencialitat i seguretat: fer copies no autoritzades de programes (software), lectura no autoritzada de dades, analitzar estadísticament el contingut de dades restringides, lectura no autoritzada de missatges (comunicació) i observació del flux de comunicació 1.3.8.-Sitemes operatius. Amenaces Usuaris no autoritzats: - Els sistemes operatius donen accés a molts usuaris -> control d’accés (nom d’usuari + contrasenya, mètode de codificació).
- Mecanisme de detecció d’intrusos: auditori o anàlisis de comportament.
Accés no autoritzats als recursos: - Llista de control d’accés.
- Llista de capacitat (drets d’accés i us que té cada usuari o aplicació sobre diferents recursos del sistema.
10 Virus: - Programa que infecta altres programes modificant-los per incloure una copia de si mateixa.
- Programes amb capacitat d’auto-activació i d’autor-replicació.
1.3.9.-Sistemes operatius. Exemples Família Windows Microsoft Windows (95, 98, NT, 2000, XP) Família UNIX Sun Solaris, IBM AIX, GNU/Linux (Debian, Red Hat, SuSE), SGI (Silicon Graphics) IRIX Família DOS (Disk Operating System) MS-DOS Familia Macintosh Apple Macintosh Mac OS X Familia BSD (Berkeley Software Distribution) FreeBSD, OpenBSD 1.4.-Aplicacions Les aplicacions son els programes amb els qual l’usaria final interactua amb la computadora. La interacció és produeix quan l’usuari tria entre les diferents opcions o realitza les activitats que l’hi ofereix l’aplicació. És un software escrit en un determinat llenguatge per resoldre un problema concret. Les aplicacions estan per sobre el software bàsic i son capces d’executar-se sens un sistema operatiu i els seu recursos. Es classifiquen en: Aplicacions horitzontals: Destinades a ser utilitzades per un ampli nombre d’usuaris i que solucionen un problema genèric. Exemples: processadors de text, full de càlcul, disseny, presentacions, compiladors, gestió de dades, comunicació de dades, multimedia.
Aplicacions Verticals: solucionen un problema específic d’un grup d’usuaris petit.
Exemples: simuladors de processos químics i físics, aplicacions destinades a empreses o per controlar processos de producció.
Quan parlem de les aplicacions hem d’esmentar Algoritme: conjunt d’instruccions que serveixen per executar una tasca o resoldre un problema. Els probles es solucionen en dos passo; o o Abstracció estructural: el problema es representa a través de las estructures de dades.
Abstracció funcional: transforma les dades per solucionar el problema, a través de las estructures de control.
Llenguatge de programació: notació formal per escriure algoritmes que han de ser executats per una computadora. Cada llenguatge ha de tenir una sintaxis (normes de com construir un programa) i semàntica (normes que descriuen el significant dels programes).
11 1.5.-Xarxes Un xarxa es interconnexió d’una computadora amb altres elements. Les xarxes son un conjunt de dos a més ordinadors connectats entres si que comparteixen informació, recursos, serveis i es crea un ús compartit de les unitats d’entrada/sortida. Permeten l’intercanvi d’informació entres usuaris físicament aïllats Classificació de xarxes segons les zones geogràfiques: PAN (Personal Area Network) Xarxes personals (metre quadrat) LAN (Local Area Network) Xarxes locals (habitació, edifici, campus) MAN (Metropolitan Area Network) Xarxes de àrea metropolitana (ciutat) WAN (Wide Area Network) Xarxes de àrea amplia (país, continent, el mon) 1.5.1.-Internet Internet és un sistema mundial de xarxes de computadores, aquest conjunt esta integrat per totes les diferents xarxes de cada país del mon. Qualsevol usuari en qualsevol ordinador pot accedir a la informació de un altre ordinador (sempre que tingui els permisos adequats), o bé tenir una comunicació directa amb altres usuaris d’altres ordinadors.
2.-Diferencies entre el programari lliure i el propietari 2.1-Software lliure Filosofia: És allò que permet a l’usuari realitzar en llibertat per a executar un programa segons les seves necessitats. És allò que dóna llibertat a l’usuari de modificar-lo i redistribuir-lo, protegint l’accés democràtic a les informacions. El software lliure, amb el seu codi obert i us col·lectiu, és fruit de la consciència ciutadana, i el seu desenvolupament no està guiat per la noció de lucre, sinó per la sinergia i necessitats específiques de la societat.
2.2.-Software propietari Filosofia: El Software propietari és el software que no permet redistribucions i les modificacions estan prohibides. Per a redistribuir-lo, o modificar-lo, es és necessari sol·licitar permís al propietari.
3.-Computació paral·lela, simulacions i redes de computadors 3.1.-Ciència tradicional - La ciència tradicional s’ha realitzat en els laboratoris com un combinació entre: Teoria (ciència teòrica).
Experiments físics (ciència experimental.
En l’ultima dècada s’ha unit a aquest grup la ciència computacional.
12 3.2.-Ciència computacional La computació s’utilitza en lloc de la teoria i els experiments per aquell fenòmens que són: - Massa complicats per se tractats per mètodes analítics.
Massa cars.
Massa perillosos.
Impossible d’estudiar mitjançant experiments.
3.3.- “Grand Challenges” Els “Grand Challengers” son... problemes fonamentals en ciència i ingeniaria, amb l’impacte social, polític i científic potencialment ampli, que podria ser avançat aplicant recursos com els computadors d’alt rendiment.
Aplicacions: ciències naturals, aerospacial, comerç, aplicacions militars, biologia digital, CAD/CAM 3.4.-Simulacions 13 3.4.1.-Computació paral·lela La simulació paral·lela ens permet realitzar moltes simulacions a la vegada i a molta velocitat.
3.4.2.-Com executar accions més ràpidament Per aconseguir més velocitat en les accions que realitzem amb l’ordinador tenim tres opcions.
Treballar molt: utilitzar un hardware ràpid reduint el temps per instrucció (clock cycle).
Treballar de forma intel·ligent: optimitzar els algoritmes.
14 Demanar ajuda: utilitzar més d’un ordinador per resoldre el problema.
3.5.-Arquitectura seqüencial L’arquitectura secuencial esta arribant al seu límit físic. El factor limitant, segons Akl (1989) es la velocitat de la llum en el buit (3 x 108 m/s). Assumint que un dispositiu electrònic pot arribar a 1012 operacions per segon serà mes demorada l’esperar por una senyal d’un altre dispositiu que estigui a mig mil·límetre que processar-lo.
3.6.-L’arquitectura paral·lela La tecnologia de processament paral·lel esta madurant i pot ser explrada comercialment; reduint significativament el treball amb investigació i desenvolupament (P& D), tant en el desenvolupament d’eines com en el de l’ambient. El processament paral·lel augmenta la velocitat de resolució ja que més d’un computador treballar en el mateix problema.
3.7.-Tecnologia de xarxes Una xarxa de computadors és un o més computadors connectats per un medi físic i que executa un software que permet comunicar-se als uns amb els altres.
Internet: és un gran conjunt de xarxes d’ordinadors interconectats. No tenen autoritat central si nó que esta descentralitzada, es adir, cada xarxa manté la seva independència envers les altres respectant una sèrie de normes d’interconexió. La família de protocols TCP/IP és la encarregada de aglutinar aquesta diversitat de xarxes.
3.8.-Computadors paral·lels alternatius: Cluster decomputadors És una col·lecció de maquines que utilitzen les xarxes dels computadors per posar en paral·lel les seves transaccions. Utilitza un software de pas de missatge que permet un conjunt heterogeni o homogeni de computadores (serie, paral·lel o vectorial) sigui vist com una única maquina. Té les aplicacions següents - Nombroses aplicacions Científiques i d’ingeniería.
Aplicacions Comercials: o Aplicacions de e-commerce.
o Aplicacions de bancs de dades.
o Sistemes de ajuda a la decisió 15 - - Aplicacions Internet: o Web server / searching.
o ASPs(application service providers) o eMail, eChat, ePhone, eBook, eCommerce, eBank, eSociety, eAnything! Aplicacions de Missió Critica: o sistemes de control de procés, bancs, control de reactors nuclears, guerra en las estrelles, i moltes altres situacions.
4.-Base de dades 4.1.-Introducció Actualment és treballa amb una gran quantitat de dades i es necessari emmagatzemar-les de forma que ens resulti de fàcil accés en cada moment. D’aquí sorgeixen les bases de dades. Una base de dades, és un conjunt de dades que pertanyen al mateix context i estan emmagatzemats sistemàticament per una utilització posterior.
Les bases de dades permeten: - Reduir la redundància de dades: duplicació de dades en diferents fitxer.
Evitar inconsistències: dos copies de les mateixes dades Compartir dades: treballar sobre les mateixes dades.
Aplica restriccions de seguretat: que només pugui accedir qui estigui autoritzat.
Mantenir la integritat de les dades: que les dades siguin valides.
Exemples de DBMS: - Oracle - SQL Server (Microsoft) - Access (Microsoft) - PostgreSQL (PostgreSQL Global Development - Group - open source) - MySQL (MySQL AB - open source) - DB2 (IBM) - Ingres, Sybase… 4.2.-Conceptes bàsics Dades: representació simbòlica d’un atribut i una entitat formada per textos, números i dates.
Informació: el significant de les dades. Pot ser recuperada o emmagatzemada mitjançant consultes Taula: conjunt de registres relacionats. Fitxers.
Registre: entitat individual de les dades comunes per a tots els registres. Files de la taula.
Poden ser emagatzemars per tipos (texts, numeros, data/hora, lògic, imatges...) Camp: diferents tipus de dades que composen la taula. Columnes de la taula. Els camps tenen nom, tipus i rang de valors.
Per poder diferenciar una ocurrència d’un registre de una altre registre dintre d’una taula es necessari que les ocurrències d’un camp siguin sempre diferents. Aquest camps s’anomena clau.
16 4.3.-Tipus de bases de dades Jeràrquics: emmagatzemen la seva informació en una estructura jeràrquica.
De Xarxa: la modificació del nodo: es peremet que un mateix nodo tingui més d’un pare.
Relacionals: és creen relacions Orientades cap a objectes: Emmagatzemen dades sobre l’objecte.
4.4.-Bases de dades relacionals Es una base de dades on: - Totes les dades són visibles i estan organitzades en taules.
Totes les operacions es basen en aquestes taules.
La idea fonamental es l’ús de relacions.
Esta constituïda per taules independents.
Les dades es poden combinar.
Aquestes relacion es poden considerar de forma logica coma conjunt anomenats “tuplas”.
4.4.1.-Característiques - No importa l’ordre de les dades.
Una consulta pot especificar l’ordre en que es mostren les dades.
Cada columna ha de tenir el seu nom únic.
No pot haver dos files iguals.
Totes les dades d’una columna han de ser del mateis tipu.
Clau primària: aquella columna que identifica únicament a una tupla, es un identificador (número) que a de ser únic para cada fila.
Clau aliena: aquella columna d’una taula que fa referència a una clau primària d’una altre taula.
4.4.2.-Diseño - És planifica el tipus d’informació que es vol emmagatzemar en la base tenint en compte dos aspectes: o informació disponible.
o Informació que necessitem.
- La planificació de la estructura de la base de dades, en particular de les taules, es vital per la gestió efectiva de la mateixa El disseny de la estructura d’una taula consisteix en una descripció de cada un dels camps que componen el registre i els valores o dades que contindrà cada un de aquest camps.
- Formes normals de disseny - 1NF (primera forma normal): tots els atributs de la relació són de tipus basic.
Cada atribut guarda la menor quantitat possible d’informació.
17 - - - 2NF (segon forma normal): tots els atribut no clau depenen de la clau primaria completa. S’apliquen taules on la clau primari es compon de més de dos atributs. És necessari tota la clau per determinar altres atributs no claus.
3NF (tercera forma normal): Se eliminen las dependències funcionals transitives.
Existeixen entre dos atributs quan un atribut que no pertany a la clau primària permet conèixer el valor de l’altre atribut. Tots els atributs no clau no depenen únicament de la clau primària.
BCNF (forma normal de Boyce Codd): Si la clau primària està formada por un solo atributo i esta en 3FN, ja està en FNBC.
4.5.-SQL (Structured Query Language) - - És el llenguatge més habitual per construir las consultes a bases de dades relacionals.
SQL es declaratiu. indica que es el que es vol obtenir o que es el que s’està buscant.
SQL consisteix de: Un llenguatge de definició de dades (DDL).
a. la definició i destrucció de estructures de dades.
i. Creació: CREATE ii. Eliminació: DROP iii. Modificació: ALTER Un llenguatge de manipulació de dades (DML).
a. La inserció, recuperació i actualització dels contigus de les taules.
i. Guardar dades: INSERT ii. Recuperació de dades: SELECT iii. Actualització de dades: UPDATE iv. Eliminació de dades: DELETE 4.5.1.- Estructures de dades - Taules: conjunt dels registres relacionats.
Vistes: permet que cada usuari tingui la seva pròpia vista de la base de dades Procediment d’emmagatzement: funció escrita en SQL que pot tenir un cojunt d’accions i que s’executa en la base de dades.
Trigger – disparador: acte que s’executa quan es compleix un condició establerta al realitzar una operació en una taula.
4.6.-Acces - Conte eines de disseny i programació de bases de dades.
Inclou base de dades llestes per ser utilitzades.
Bases de dades estan preparades per treballs molt comuns.
4.6.1.- Objectes de la base de dades - Taules: emmagatzemen dades en files i columnes.
Consultes: recuperen i processen les dades.
Formulari: element en forma de fitxa que permet la gestió de les dades d’una forma més còmoda i visiblement més atractiva.
18 - Informe: permet preparar les dades de forma personalitzada.
Macro: conjunt d’instruccions que se poden emmagatzemar per automatitzar operacions repetitives.
Mòdul: programa en llenguatge Visual Bàsic 4.6.2.-Camp - Text: cadenes de caràcters.
Memo: un text extens.
Numèric: números.
Data/Hora: dades en format data o hora.
Moneda: format número i amb signo monetari.
Autonumèric: Access numera automàticament el contingut.
Sí/No: camp lògic.
Objecte OLE: una foto, gràfic, full de calculo, so, etc.
Hipervíncle: podem definir un enllaç a una pàgina Web.
Assistent para búsquedas: crea un camp que permet escollir un valor d’una altre taula o d’una llista de valores mitjançant un quadra de llista o un quadra combinat.
19 ...