UT01 01 Introduccion a Los SSII
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JRG-RL / IES Barajas
MMdulo: Sistemas Informdulo: Sistemas Informticosticos
UT01 UT01 0101
IntroducciIntroduccin a los Sistemas Informn a los Sistemas Informticosticos
Sistemas de InformaciSistemas de Informacin y Sistemas Informn y Sistemas InformticosticosInterrelaciInterrelacin entre Hardware y Softwaren entre Hardware y SoftwareComponentes de un ordenador: lComponentes de un ordenador: lgicos y fgicos y fsicossicosTraductores e intTraductores e intrpretesrpretesMMquinas quinas multinivelmultinivelLa Unidad Central de Proceso, ciclo de instrucciLa Unidad Central de Proceso, ciclo de instruccinnMMquina de quina de TuringTuring, Arquitectura , Arquitectura HardvardHardvard
y Arquitectura y Arquitectura VonVon
NewmannNewmann
-
Introduccin a los SSII - JRGR-L 2
IntroducciIntroduccin a los SSIIn a los SSII
QuQu
es un Sistema de Informacies un Sistema de Informacin?n?
Un sistema de informacin se puede definir como:
un conjunto de funciones
o componentes interrelacionados que
forman un todo, es decir, obtiene, procesa, almacena y distribuye informacin (datos manipulados)
para apoyar la toma de decisiones
y el control en una organizacin
Distinguir entre Sistemas Informticos y Sistemas de Informacin
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 3
IntroducciIntroduccin a los SSIIn a los SSII
QuQu
es un Sistema de Informacies un Sistema de Informacin?n?
Un sistema de informacin realiza cuatro actividades bsicas:
entrada,
almacenamiento,
procesamiento y
salida de informacin.
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 4
IntroducciIntroduccin a los SSIIn a los SSII
QuQu
es un Sistema Informes un Sistema Informtico?tico?
Es un sistema basado en computadora
que proporciona informacin
de acuerdo con las necesidades y requerimientos de los usuarios.
Distinguir entre Sistemas Informticos y Sistemas de Informacin
Sistemas Informticos
Sistemas de informacin
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 5
IntroducciIntroduccin a los SSIIn a los SSII
Sistemas InformSistemas Informticos y Sistemas de Informaciticos y Sistemas de Informacinn
Sistemas de Informacin
Sistemas con soporte manual o de otra ndole
Sistemas informticos
fabricar venderAlmacn
Fabricacin
Distribucin
Puntos de venta
D. FinancieroContabilidad
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 6
IntroducciIntroduccin a los SSIIn a los SSII
Procesos de negocioProcesos de negocio
Entrada en
almacn
Estimacin de materias primasLanzar rdenes
de compraRecepcin de
mercancas
Almacenamiento
Carga
Servir pedidos
Ordenes de ruta
Transporte y
distribucin
Almacn
Procesos de negocioProcesos de negocio Tareas que configuran una
etapa en una actividad ms genrica
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 7
IntroducciIntroduccin a los SSIIn a los SSII
Componentes de un Sistema InformComponentes de un Sistema Informticotico
Hardware
Software
Personal
Mantenimiento
Soporte
Desarrollo
Usuarios
Computador
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 8
IntroducciIntroduccin a los SSIIn a los SSII
Componentes de un ComputadorComponentes de un Computador
Fsicos: Hardware (internos y externos)
Lgicos: Software (programas)
HardwareHardwareUnidades fsicas, componentes electrnicos, circuitos integrados, discos,mecanismos que componen un ordenador.
SoftwareSoftwareCualquier programa o grupo de programas que indica al hardware como comportarse, es decir, qu
debe realizar.
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 9
IntroducciIntroduccin a los SSIIn a los SSII
InterrelaciInterrelacin entre hardware y softwaren entre hardware y software
CaracterCaractersticas:sticas:
Cooperacin
Frontera ambigua
CPUCPU
MemoriaMemoria E/SE/S
InterconexionesInterconexiones
PerifPerifricosricos
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 10
Arquitectura de ordenadoresArquitectura de ordenadores
PERIFEIRCOSDispositivos de Entrada
TecladoRatnMicrfonoEscner
MonitorImpresoraAltavocesProyector
PERIFERICOSDispositivos de Salida
CPU
ALU y Memoria RAM
MEMORIADisco DuroDisqueteCD-ROMDVDMemoria Flash
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 11
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
Placa base:Placa base:
Procesador
Ranuras de expansin
Chipset
Memorias
Conectores elctricos
Zcalo para el microprocesador
Conectores internos
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 12
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
Placa base:Placa base:
-
Introduccin a los SSII - JRGR-L 13
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
Placa base:Placa base:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b4/Asus_a8n_VMCSM02.jpg
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 14
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
UAL (Unidad AritmUAL (Unidad Aritmtico Ltico Lgica)gica) UC (Unidad de Control)UC (Unidad de Control)
RegistrosRegistros Buses internosBuses internos
U.C.P. (Unidad Central de Proceso)
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 15
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
CPU:CPU:
UAL (Unidad Arimtico
Lgica)
UC (Unidad de Control)
Registros
Buses internos
CPU Memoria principal
Mdulos de E/S
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 16
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
Memoria:Memoria:
ROM (Memoria de slo lectura)
RAM (Memoria de acceso aleatorio)
Memoria cach
Almacena los programas y datos referenciados ms reciente y frecuentemente
Ms rpida de la memoria RAM
Localizada en la CPU o entre la memoria RAM y la CPU
Discos durosBuses
Rutas o caminos fsicos
(cables) entre los componentes de un ordenador.
Han evolucionado junto con el resto de los componentes.
Pretenden servir de enlace rpido entre componentes.
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 17
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
Memoria ROMMemoria ROM
MEMORIA de un COMPUTADOR
RAMRAM
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 18
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
Memoria CachMemoria Cach
MEMORIA de un COMPUTADORMEMORIA de un COMPUTADOR
Almacena los programas y datos
referenciados ms reciente y frecuentemente. Ms rpida que la memoria RAM.
Est
ubicada directamente en la UCP o entre
el UCP y la RAM,a
menor distancia.
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 19
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 20
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
BUSES
Rutas o caminos fsicos (cables) entre los componentes de un ordenador. Los buses han evolucionado de acuerdo con los avances de los ordenadores, para ayudar a la velocidad de procesamiento.
Tipos de buses: Bus de datos. Bus de direcciones.
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 21
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
Conectores externos:Conectores externos:
Cada dispositivo externo
debe conectarse por medio de los puertos (conectores externos), que estn en la parte posterior.
Existen diferentes puertos
con capacidades y usos.
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 22
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
Conectores externos
Cada dispositivo perifrico debe conectarse a uno de los puertos (conector externo) que estn en la parte posterior del ordenador.
Existen diferentes puertos, con distintas capacidades y usos.
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 23
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
Conectores externos
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 24
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
Conectores externos
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 25
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
Ranuras de expansin
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 26
Componentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenador
Perifricos de entrada
Teclado Ratn Escner Digitalizador Lectores de cdigos de barras
Perifricos de salida
CRT Pantallas planas Impresoras Plotter
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 27
CaracterCaractersticas del hardwaresticas del hardware
Evolucin del hardware
1642
Blaise
Pascal
1850
Babbage
Mecnicas
1945
COLUSSUSENIAC
IAS (von
Newman)
Vlvulas
Memoria
UC UAL
E/S
1955 1965
Transistores
System
360 IBMPDP-11
1980
PDP-1 (DEC)PDP-8IBM 7094Burrouhgs
B5000
C. IntegradosVLSI (Int. muygran escala)
PCsCISC -> RISC
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 28
CaracterCaractersticas del hardwaresticas del hardware
Evolucin del hardware
Tran
si sto
res
Tamaos memoria
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 29
CaracterCaractersticas del hardwaresticas del hardware
Enlaces de interEnlaces de interss
http://www.computerhistory.org/
historia de los computadores.
http://ftp.arl.mil/ftp/historic-computers/
con una coleccin curiosa de fotografas de computadores, desde los ms antiguos hasta los recientes.
http://www.angelfire.com/de/jbotero/co/cohistoria.html
con una historia
resumida de los computadores.
http://www.computerhistory.org/http://ftp.arl.mil/ftp/historic-computers/http://www.angelfire.com/de/jbotero/co/cohistoria.html
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 30
Componentes lComponentes lgicos: softwaregicos: software
SoftwareSoftware
: cualquier programa o grupo de programas que indica al hardware cmo comportarse, es decir, qu
debe realizar.
ComponentesComponentesFFsicossicos
LLgicosgicos
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 31
Componentes lComponentes lgicos: softwaregicos: software
Una computadora es una mquina que resuelve problemas ejecutando instrucciones
Una secuencia de instrucciones se llama programa
Lenguaje de mquina
{instrucciones primitivas}
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 32
Componentes lComponentes lgicos: softwaregicos: software
Dificultad de uso por las personas
Organizacin estructurada en niveles hacerlo accesible
Cmo pasar de un lenguaje fcil de usar al lenguaje mquina?
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 33
Componentes lComponentes lgicos: softwaregicos: software
Traductores e intrpretes
a11
a22
3A3
4a4
b1
b2
b3
b4
5
6
7
8
Vcc10
GND0
Traductor
1000101001001001001010001001000011100101
suma=0;for(i=0;i
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 34
Componentes lComponentes lgicos: softwaregicos: software
Traductores e intrpretes
a11
a22
3A3
4a4
b1
b2
b3
b4
5
6
7
8
Vcc10
GND0
Intrprete 1000101001
suma=0;for(i=0;i
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 35
Componentes lComponentes lgicos: softwaregicos: software
H
Lenguajes programacin
1. Primera generacin.Cdigos binarios.Ensamblador.Depende del soporte fsico concreto.
2. Segunda generacin.Lenguajes de alto nivel.Tipos de datos abstractos: vectores, matrices.Estructuras de control.Ejemplos: Fortran, Cobol, Algol, Basic.
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 36
Componentes lComponentes lgicos: softwaregicos: software
H
Lenguajes programacin
3. Tercera generacin.Programacin estructurada.Fuertemente tipados.Se facilita la verificacin en compilacin.Ejemplos: Pascal, Modula-2, C, Ada.Lenguajes dirigidos a objetos, funcional o lgico: Smalltalk, C++, Eiffel, LISP, PROLOG.
4. Cuarta generacin.Mayor nivel de abstraccin.No son de propsito general.Cdigo poco eficiente: prototipos.Ejemplos: bases de datos, generadores de programas, clculo, otros.
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 37
Arquitectura Arquitectura HardvardHardvard
Originalmente, el trmino Arquitectura Harvard
haca referencia a las arquitecturas de computadoras que utilizaban dispositivos de almacenamiento fsicamente separados para las instrucciones y para los datos
(en oposicin a la Arquitectura de von
Neumann).
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 38
Arquitectura Arquitectura VonVon
NewmannNewmann
La arquitectura de von
Neumann
es una familia de arquitecturas de computadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos
(a diferencia
de la arquitectura Harvard).
La mayora de computadoras modernas estn basadas en esta arquitectura, aunque pueden incluir otros dispositivos adicionales, (por ejemplo, para gestionar las interrupciones de dispositivos externos como ratn, teclado, etc).
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 39
Estructura de un Sistema InformEstructura de un Sistema Informticotico
registros
UC
UAL
I/OBuffers
Memoria
Bus externo
CPU
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 40
Estructura de un Sistema InformEstructura de un Sistema Informticotico
Potencia de un microprocesadorPotencia de un microprocesador
Longitud de palabra
Nmero de palabras de memoria que puede direccionar
Velocidad de procesamiento
Palabra (Palabra (wordword))
La unidad nativa de almacenamiento
en una mquina concreta.
Una palabra es la cantidad de datos
ms grande que puede ser manejada por el microprocesador en una nica operacin.
Los tamaos
de palabra ms comunes
son los de 16 bits o 32 bits.
registros
UC
UAL
CPU
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 41
Estructura de un Sistema InformEstructura de un Sistema Informticotico
Direccionamiento de memoriaDireccionamiento de memoria
registros
UC
UAL
MemoriaCPU
4 bits .. 16 posiciones8 bits ..... 256 posiciones
32 bits .. 4.294.967.296 posiciones
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 42
Estructura de un Sistema InformEstructura de un Sistema InformticoticoVelocidad de procesamientoVelocidad de procesamiento
Medida relativa de la capacidad de procesamiento de una determinada UCP (unidad central de Procesamiento), normalmente, medida en GHz
(gigaherzios)
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 43
Estructura de un Sistema InformEstructura de un Sistema InformticoticoLa Unidad Central de Proceso (UCP/CPU)La Unidad Central de Proceso (UCP/CPU)
UCP (CPU)UCP (CPU)
Acrnimo de unidad central proceso.
La unidad de control y clculo de una computadora.
La UCP es el dispositivo que interpreta y ejecuta
las instrucciones.
registros
UC
UALI/O
Buffers
Memoria
Bus externo
CPU
-
Introduccin a los SSII - JRGR-L 44
Estructura de un Sistema InformEstructura de un Sistema InformticoticoLa Unidad Central de Proceso (UCP/CPU)La Unidad Central de Proceso (UCP/CPU)
UAL
REst RI
Decod.
Instrucc.
Lgica
Control
RA
RB
RC
RTemp
RTemp
Acumulador
Bus de control
Bus de datosBus de direcciones
Memoria
CP
-
Introduccin a los SSII - JRGR-L 45
Estructura de un Sistema InformEstructura de un Sistema InformticoticoEl ciclo de instrucciEl ciclo de instruccinn
Busq. operacin
Decodificar operacin
Bsqueda operandos
Operacin
Almacenarresultados
-
Introduccin a los SSII - JRGR-L 46
Estructura de un Sistema InformEstructura de un Sistema InformticoticoLa Unidad Central de Proceso (UCP/CPU)La Unidad Central de Proceso (UCP/CPU)
UAL
REst RI
Decod.
Instrucc.
Lgica
Control
RA
RB
RC
RTemp
RTemp
Acumulador
Bus de control
Bus de datosBus de direcciones
Memoria
1001010
CP
Decodificar
operacin
Bsqueda
operandos
Operacin
Almacenarresultados
Busq.
operacin
1001010
100101010110110011010010101011011001101001010
1001011
Se incrementa
el contador
de programa
Localiza la posicin en memoria
CPU
-
Introduccin a los SSII - JRGR-L 47
Estructura de un Sistema InformEstructura de un Sistema InformticoticoLa Unidad Central de Proceso (UCP/CPU)La Unidad Central de Proceso (UCP/CPU)
UAL
REst RI
Decod.
Instrucc.
Lgica
Control
RA
RB
RC
RTemp
RTemp
Acumulador
Bus de control
Bus de datosBus de direcciones
Memoria
1001011
CP
100101010110110011010010101011011001101001010
Busq.
operacin
Decodificar
operacin
Bsqueda
operandos
Operacin
Almacenarresultados Decodificar
operacin
Se interpreta
el contenido
del Registro
de Instruccin
(RI)
ADD RA,0111001
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 48
Estructura de un Sistema InformEstructura de un Sistema InformticoticoLa Unidad Central de Proceso (UCP/CPU)La Unidad Central de Proceso (UCP/CPU)
UAL
REst RI
Decod.
Instrucc.
Lgica
Control
RA
RB
RC
RTemp
RTemp
Acumulador
Bus de control
Bus de datosBus de direcciones
Memoria
1001011
CP
100101010110110011010010101011011001101001010
Busq.
operacin
Decodificar
operacin
Bsqueda
operandos
Operacin
Almacenarresultados
ADD RA,0111001
Bsqueda
operandos
Se inicia
la bsqueda
de operandos
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 49
Estructura de un Sistema InformEstructura de un Sistema InformticoticoLa Unidad Central de Proceso (UCP/CPU)La Unidad Central de Proceso (UCP/CPU)
UAL
REst RI
Decod.
Instrucc.
Lgica
Control
RA
RB
RC
RTemp
RTemp
Acumulador
Bus de control
Bus de datosBus de direcciones
Memoria
1001011
CP
100101010110110011010010101011011001101001010
Busq.
operacin
Decodificar
operacin
Bsqueda
operandos
Operacin
Almacenarresultados
ADD RA,0111001
Bsqueda
operandos
0011001
0111001
01110010111010011110101011001110100111101010110
ADD
1110011
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 50
MMquina de quina de TuringTuring
Mquina de computacin lgica LCM ("Logical
Computing
Machine"), 1936. Alan Turing
Todo problema que pueda resolverse algortmicamente, puede ser resuelto por una mquina de Turing
Una mquina de Turing
es un autmata que se mueve sobre una secuencia lineal de datos (cinta).
La mquina dispone de un lector que realiza las siguientes funciones:
Est
situado en todo momento ante uno de los cuadros de la cinta
Lee lo que hay en ese cuadro.
Lleva a cabo una instruccin en el momento siguiente.
En cada instante la mquina puede leer un solo dato de la secuencia (generalmente un carcter) y
realiza ciertas acciones
en base a una tabla que tiene en cuenta su "estado" actual (interno) y el ltimo dato ledo.
Entre las acciones est
la posibilidad de:
escribir nuevos datos en la secuencia;
recorrer la secuencia en ambos sentidos y
cambiar de "estado" dentro de un conjunto finito de estados posibles.
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 51
MMquina de quina de TuringTuring
Una mquina de Turing
(MT) es un modelo computacional que realiza una
lectura/escritura de manera automtica sobre una entrada llamada cinta, generando una salida en esta misma.
Este modelo est
formado por:
un alfabeto de entrada y uno de salida,
un smbolo especial llamado blanco (normalmente b, ? o 0),
un conjunto de estados finitos y
un conjunto de transiciones entre dichos estados.
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Introduccin a los SSII - JRGR-L 52
MMquina de quina de TuringTuring
Ejemplo: Buscar el patrn 2112 Actual In Prx.e0
1 e0e0 2 e1e1 e0e1 1 e2e1 2 e1e2
1 e0e2 2 e3e3
1 e0e3 2 e4
datos = {
2 1} y lectura hacia la derecha
1 2 2 1 2 2 1 1 2 Caso 1
2 1 1 1 2 1 1 2 2 Caso 2
Datos de entrada
e0
1
e12
e2
1
e3
12
2
e4
1
2
parar
inicio
-
Introduccin a los SSII - JRGR-L 53
Fin de la unidadFin de la unidad
UT01 01 Introduccin a los Sistemas InformticosIntroduccin a los SSIIIntroduccin a los SSIIIntroduccin a los SSIIIntroduccin a los SSIIIntroduccin a los SSIIIntroduccin a los SSIIIntroduccin a los SSIIIntroduccin a los SSIIArquitectura de ordenadoresComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorComponentes hardware de un ordenadorCaractersticas del hardwareCaractersticas del hardwareCaractersticas del hardwareComponentes lgicos: softwareComponentes lgicos: softwareComponentes lgicos: softwareComponentes lgicos: softwareComponentes lgicos: softwareComponentes lgicos: softwareComponentes lgicos: softwareArquitectura HardvardArquitectura Von NewmannEstructura de un Sistema InformticoEstructura de un Sistema InformticoEstructura de un Sistema InformticoEstructura de un Sistema InformticoEstructura de un Sistema InformticoEstructura de un Sistema InformticoEstructura de un Sistema InformticoEstructura de un Sistema InformticoEstructura de un Sistema InformticoEstructura de un Sistema InformticoEstructura de un Sistema InformticoMquina de TuringMquina de TuringMquina de TuringNmero de diapositiva 53