Subido por Ramiro Adrian

principal Teoría Computacional

Anuncio
Teoría Computacional: Introducción
29 ENERO, 2017OSCAR ROSAS
Las computadoras calculan. Eso parece bastante intuitivo. ¿Pero la
informática es exclusiva de las computadoras? Cuando una computadora está
haciendo su trabajo para abrir una aplicación, realizar operaciones
aritméticas ¿qué está haciendo exactamente?
¡Hora de Definiciones!
¿Qué es computación?
CS, Computer Science, informática o computación es el estudio de las
computadoras y los sistemas computacionales. (si, no pienso poner una
definición más escrita, creo que todos entendemos eso)
Los informáticos diseñan y analizan
algoritmos para resolver programas y estudiar el rendimiento del hardware
y software de la computadora. Los problemas que encontramos van desde lo
abstracto, determinando qué problemas pueden resolverse con los
ordenadores y la complejidad de los algoritmos que los resuelven, hasta
las aplicaciones de diseño tangible que funcionan bien en dispositivos de
mano, fáciles de usar y que defienden las medidas de seguridad.
Principio de la Computación: La informática se basa fundamentalmente
en los procesos de información. Una de las grandes ideas de la informática es
que los procesos de información pueden realizarse puramente
mecánicamente mediante la manipulación de símbolos.
El agente que hace la computación, ya sea un ser humano pensante o una
máquina (computadora), no importa.
¿Qué estudia la Teoría Computacional?
La Teoría computacional es matemática y abstracta en espíritu, pero
deriva su motivación de la computación práctica y cotidiana.
Anuncios
INFORMA SOBRE ESTE ANUNCIO
Su objetivo es comprender la naturaleza de la computación y, como
consecuencia de este entendimiento, proporcionar metodologías más
eficientes. Todos los trabajos que introduzcan o estudien conceptos y
métodos matemáticos, lógicos y formales son bienvenidos, siempre y cuando
su motivación se desprenda claramente del campo de la informática.
Teoría
de
la
Computación
Según Peter Denning, la pregunta fundamental que subyace a
la informática es «¿Qué puede automatizarse (eficientemente) «.
La teoría de la computación se centra en responder a preguntas
fundamentales sobre lo que se puede calcular y la cantidad de recursos
necesarios para realizar esas Computaciones.
En un esfuerzo por responder a la primera pregunta, la teoría de la
computabilidad examina
qué
problemas computacionales son
solubles en varios modelos teóricos de computación.
La
segunda
pregunta es
abordada
por
la teoría
de
la
complejidad computacional, que estudia los costos de tiempo, recursos y
espacio asociados con diferentes enfoques para resolver una multitud de
problemas computacionales.
Preguntas más importantes en esta materia:
¿De que partes esta echa nuestra computadora de estudio?
Suele considerarse que una computadora digital consta de tres partes:
•
•
•
Almacenamiento
Unidad procesadora
Control
Almacenamiento
El almacenamiento es el acopio de información y corresponde al papel sobre
el que se efectúa la computación humana, ya sea el papel en que la persona
realiza los cálculos o aquél en el cual está impreso el libro de reglas. Del mismo
modo que el computador humano efectúa sus cálculos con su cabeza, parte
del almacenamiento corresponde a la memoria de la máquina.
Unidad Procesadora
La unidad procesadora es el sector que realiza las distintas operaciones de
cálculo. La naturaleza de estas operaciones varía de una máquina a otra.
Generalmente pueden efectuar operaciones bastante largas, tales
como «Multiplicar 3540675445 por 7076345687», pero en algunas máquinas
sólo pueden llevarse a cabo operaciones muy simples, tales como «Escribe 0».
Control: Donde pasa lo interesante
Hemos mencionado que el «libro de reglas», de que se vale el computador, se
sustituye en la máquina por una parte del almacenamiento. Esta se
denomina «tabla de instrucciones». Corresponde al control comprobar que las
instrucciones se sigan correctamente y en su debido orden.
El control está construido de tal manera que es infalible. La información
almacenada suele estar dividida en paquetes de tamaño relativamente
modesto. En una máquina concreta, por ejemplo, el paquete puede
constar de diez dígitos decimales. Se asignan números a las partes del
almacenamiento en que se guardan los diversos paquetes de
información, con arreglo a una modalidad sistemática.
Un ejemplo de instrucción corriente podría ser: «Suma la cifra almacenada
en la posición 6809 a la situada en la 4302 y devuelve el resultado de la
última posición de almacenamiento».
Ni que decir tiene que la operación no se desarrolla en la máquina expresada
de este modo, sino que se lleva a cabo siguiendo una codificación como
6809430217. La cifra 17 indica cuál de las posibles operaciones hay que
efectuar con las dos cifras. En cuyo caso la operación es la anteriormente
descrita: «Suma la cifra…».
Se advertirá que la instrucción consta de diez dígitos y, por lo tanto,
constituye exactamente un paquete informativo.
El control suele captar las instrucciones a seguir en el orden de posición en
que están almacenadas, aunque a veces pueda surgir una instrucción como
ésta: «Sigue ahora la instrucción almacenada en la posición 5606 y continúa»,
o bien: «Si la posición 4505 contiene 0, sigue la instrucción almacenada en
6707; en caso contrario continúa».
Las instrucciones de este tipo son muy importantes porque permiten la
repetición de una secuencia de operaciones una y otra vez hasta que se
cumple un determinado requisito, pero, al hacerlo, la máquina sigue en cada
repetición, no nuevas instrucciones, sino las mismas indefinidamente.
El concepto de computadora digital es antiguo. Charles Babbage, profesor de
matemáticas en la Universidad de Cambridge entre 1828 y 1839 concibió una
a la que denominó Máquina Analítica, pero no la terminó. Aunque Babbage
expuso los principios fundamentales, la máquina no representaba en aquella
época gran interés. Su rapidez habría sido mucho mayor que la de un
computador humano, pero unas 100 veces inferior a la de la máquina de
Manchester, que a su vez es una de las máquinas modernas más lentas. El
almacenamiento era puramente mecánico y se efectuaba por medio de ruedas
y tarjetas.
El hecho de que la Máquina Analítica de Babbage estuviera concebida de
forma totalmente mecánica nos ayudará a despejar cualquier superstición.
Muchas veces se atribuye importancia al hecho de que las computadoras
digitales modernas son eléctricas, igual que el sistema nervioso. Como la
máquina de Babbage no era eléctrica, y como todas las computadoras
digitales son en cierto modo equivalentes a ella, el empleo de la electricidad
no es teóricamente relevante.
Descargar