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Introducción a las ciencias de la Computación

sábado, 19 de febrero de 2011

Aspectos que se pueden atacar utilizando programas de computación en Ortesis y prótesis

En la carrera de Òrtesis y Prótesis a incursionado una nueva forma de poder tener los datos para atender a nuestros  paciente.

•Atacar los diferentes puntos:
•Tomas de datos del paciente
•Tomas del molde
•Elaboración del molde
La toma de huellas 3D proporciona numerosas ventajas para el práctico facultativo y para el paciente:
Rápido



La toma de huellas de su paciente y su importación en R4D CADCAM se efectúan en menos de 5 minutos.
Indoloro


Esta toma de huellas es indolora, no ensucia y proporciona un confort incomparable para el paciente.
Práctica
La toma de huellas puede realizarse dondequiera y en cualquier momento. La solución Rodin4Dscan tiene un tamaño reducido, puede transportarse y se entrega con un PC portátil y su maletín.
 Precisa




Para garantizar la precisión de su digitalización, el escáner Rodin4D está equipado de un sensor que corrige los movimientos de sus pacientes. Una vez que se haya efectuado la digitalización, Rodin4DScan es capaz de reconstruir automáticamente la forma del paciente con una precisión + de 0,5mm.
El escáner de la solución de digitalización de Rodin4D es manejable, rápido y preciso, y le ofrece una libertad completa para digitalizar las formas de sus pacientes por muy complejas que sean:

Corrección automática
Nuestro escáner 3D está equipado de un mini sensor que corrige todos los movimientos de sus pacientes.

Rapidez
El escáner O&P Scan le permite escanear a sus pacientes en menos de 5 minutos, es decir, el tiempo de efectuar el barrido de la forma del paciente con algunos gestos fluidos.

Funcionamiento
El escáner 3D O&P Scan utiliza un campo magnético para localizarse en el espacio, y recupera la superficie 3D con una línea láser y una cámara, con una precisión de +/-0.5 mm.


El programa informático Rodin4Dscan le permite visualizar la forma a lo largo de la digitalización y exportarla al programa informático de rectificación 3D de Rodin4D.

Reconstrucción automática
El programa informático Rodin4Dscan garantiza automáticamente la reconstrucción de los distintos ficheros que componen su forma escaneada.

Scan & sculpt
Gracias a una interfaz simplificada, el programa informático Rodin4Dscan le permite suprimir las partes inútiles escaneadas y obtener formas rectificables en unos clics.

Creación de bibliotecas personalizadas


El programa informático Rodin4Dscan le brinda la posibilidad de crear bibliotecas de formas listas para rectificar utilizando sus propias digitalizaciones. De este modo, usted conserva el buen hacer de su equipo y la calidad de su seguimiento.

Con el escáner Rodin4D, puede digitalizar a su paciente donde quiera y en cualquier posición. Pero también tiene la posibilidad de instalar a su paciente en una caseta de digitalización para obtener un posicionamiento óptimo.

El Digistand es una estructura de aluminio que le permite instalar a su paciente en una posición ideal para la digitalización, los brazos deberán estar colocados sobre los apoyos. También puede mandar sentar a su paciente en el Digistand y utilizar asimismo un soporte de pie para realizar una digitalización de las piernas de su paciente.
Compatibles
Las fresadoras Rodin4D son 100% compatibles con el programa informático Rodin4D y soportan los principales formatos de ficheros utilizados en la ortopedia (AOP, STL).         
 Ideal para la fabricación de los siguientes elementos:
•          asientos posturales
•          corsés
•          prótesis estéticas

•          miembros inferiores
•          verticalizadores
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Tipos de computadoras según su almacenamiento

Supercomputadoras 



Una supercomputadora es el tipo de computadora más potente y más rápido que existe en un momento dado. Estas máquinas están diseñadas para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y son dedicadas a una tarea específica. Así mismo son las más caras, sus precios alcanzan los 30 MILLONES de dólares y más; y cuentan con un control de temperatura especial, ésto para disipar el calor que algunos componentes alcanzan a tener. Unos ejemplos de tareas a las que son expuestas las supercomputadoras son los siguientes:
1.         Búsqueda y estudio de la energía y armas nucleares.
2.         Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos sísmicos.
3.         El estudio y predicción de tornados.
4.         El estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo.
5.         La elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones, simuladores de vuelo. Etc.
Debido a su precio, son muy pocas las supercomputadoras que se construyen en un año. Macrocomputadoras o Mainframes.


Macrocomputadoras 


Las macrocomputadoras son también conocidas como Mainframes. Los mainframes son grandes, rápidos y caros sistemas que son capaces decontrolar cientos de usuarios simultáneamente, así como cientos de dispositivos de entrada y salida. Los mainframes tienen un costo que va desde 350,000 dólares hasta varios millones de dólares. De alguna forma los mainframes son más poderosos que las supercomputadoras porque soportan más programas simultáneamente. PERO las sup ercomputadoras pueden ejecutar un sólo programa más rápido que un mainframe. En el pasado, los Mainframes ocupaban cuartos completos o hasta pisos enteros de algún edificio, hoy en día, un Mainframe es parecido a una hilera de archiveros en algún cuarto con piso falso, ésto para ocultar los cientos de cables d e los periféricos , y su temperatura tiene que estar controlada.

Minincomputadoras 
En 1960 surgió la minicomputadora, una versión más pequeña de la Macrocomputadora. Al ser orientada a tareas específicas, no necesitaba de todos los periféricos que necesita un Mainframe, y ésto ayudo a reducir el precio y costos de mantenimiento


 . Las Minicomputadoras , en tamaño y poder de procesamiento, se encuentran entre los mainframes y las estaciones de trabajo. En general, una minicomputadora, es un sistema multiproceso (variosprocesos en paralelo) capaz de soportar de 10 hasta 200 usuarios simultáneamente. Actualmente se usan para almacenar grandes bases de datos,automatización industrial y aplicacio nes multiusuario. Microcomputadoras o PC´s


Microcomputadoras (PC´s)
Las microcomputadoras o Computadoras Personales (PC´s) tuvieron su origen con la creación de los microprocesadores. Un microprocesador es "una computadora en un chic", o sea un circuito integrado independiente. Las PC´s son computadoras para uso personal y relativamente son baratas y actualmente se encuentran en las oficinas, escuelas y hogares.

En la actualidad existen variados tipos en el diseño de PC´s: Computadoras personales, con el gabinete tipo minitorre, separado del monitor. Computadoras personales portátiles "Laptop" o "Notebook". Computadoras personales más comunes, con el gabinete horizontal, separado del monitor.Computadoras personales que están en una sola unidad compacta el monitor y el CPU. Las computadoras "laptops" son aquellas computadoras que están diseñadas para poder ser transportadas de un lugar a otro. Se alimentan por medio de baterías recargables , pesan entre 2 y 5 kilos y la mayoría trae integrado una pantalla de LCD (Liquid Crys tal Display). Estaciones de trabajo o Workstations Las estaciones de trabajo se encuentran entre las Minicomputadoras y las macrocomputadoras (por el procesamiento). 

Generación de Computadores:

Primera generación (1940 – 1952). 


La constituyen todas aquellas computadoras diseñadas a base de válvulas al vació como principal elemento de control y cuyo uso fundamental fue la realización de aplicaciones en los campos científicos y militar. Utilizaban como lenguaje  deprogramación el lenguaje máquina y como únicas memorias para conservar información lastarjetas perforadas, la cinta perforadora y las líneas de demora de mercurio.



Segunda generación (1952 -1964). 
Al sustituirse la válvula de vacío por el transistor, comenzó la llamada segunda generación de computadoras. En ella, las máquinas ganaron potencia y fiabilidad, perdiendo tamaño, consumo y precio, lo que las hacia mucho más prácticas y asequibles. Los campos de aplicación en aquella época fueron, además del científico y militar, el administrativo y de gestión; es decir las computadoras empezaron a utilizarse en empresas que se dedicaban a los negocios. Comenzaron además a utilizarse los llamados lenguajes de programación; entre ellos podemos citar el ensamblador y algunos de los denominados de alto nivel como Fortran, Cobol y Algol. Así mismo, comenzaron a utilizarse como memoria interna los núcleos de ferrita y el tambor magnético, y como memoria externa la cinta magnética y los tambores magnéticos.



Tercera generación (1964 – 1971). 
En esta generación el elemento más significativo es el circuito integrado aparecido en 1964, que consistía en el encapsulamiento de una gran cantidad de componentes discretos (resistencias, condensadores, diodo y transistores), conformando uno o varios circuitos con una función determinada, sobre una pastilla de silicona o plástico. La miniaturización se extendió a todos los circuitos de la computadora, apareciendo las minicomputadoras. Se utilizaron tecnologías SSI Y MSI. También el software evolucionó de forma considerable con un gran desarrollo de los sistemas operativos, en los que se incluyó la multiprogramación, el tiempo real y el modo interactivo. Comenzaron a utilizarse las memorias de semiconductores y los discos magnéticos.



Cuarta generación (1971 – 1981).
En 1971 aparece el microprocesador, consistente en la integración de toda la UCP de una computadora en un solo circuito integrado. La tecnología utilizada es la LSI que permitió la fabricación de microcomputadoras y computadoras personales, asó como las computadoras monopastilla. Se utilizó además el diskette (floppy disk) como unidad de almacenamiento externo. Aparecieron una gran cantidad de len guajesde programación de todo tipo y las redes de transmisión de datos (teleinformática) para la interconexión de computadoras..


Quinta generación (1981 – 199?). 
En 1981, los principales países productores de nuevas tecnologías (Fundamentalmente Estados Unidos y Japón) anunciaron una nueva generación, unas características principales iban a ser:
  1.  Utilización de componentes a muy alta escala de integración (VLSI)
  2. Computadoras con Inteligencia artificial
  3. Utilización del lenguaje natural (lenguajes de quinta generación).
  4. Interconexión entre todo tipo de computadoras, dispositivos y redes (redes integradas) y La gran red de redes Internet.
  5. ntegración de datos, imágenes y voz (entorno multimedia).
  6. Redes neuronales.
  7. Realidad virtual
  8. Etc..

La Historia de la Computadora y sus Generaciones

      Computadora 


                
    es una colección de circuitos integrados y otros componentes relacionados que puede ejecutar con exactitud, rapidez y de acuerdo a lo indicado por un usuario o automáticamente por otro programa, una gran variedad de secuencias o rutinas de instrucciones que son ordenadas, organizadas y sistematizadas en función a una amplia gama de aplicaciones prácticas y precisamente determinadas, proceso al cual se le ha denominado con el nombre de programación y al que lo realiza se le llama programador


Evolución histórica de la computadora

A lo largo de la historia, incluso desde tiempos en los que no existía la electricidad, el hombre siempre ha querido simplificar su modo de vida, por esta razón los grandes pensadores de todos los tiempos, han dedicado gran parte de su vida a desarrollar teorías matemáticas para construir máquinas que simplifiquen las tareas de la vida diaria. 






El verdadero auge de estas ideas comienza en la época de la revolución industrial con la aparición de la máquina de tejer, y muchas otras maquinarias. Luego se comienza a necesitar realizar cálculos muy grandes, que eran difíciles de realizar por el hombre, ya que tomaba años terminar un cálculo. Entonces comienzan a crear las computadoras, con ellas se realizaban las tareas matemáticas de manera más rápida y segura.
Sin embargo no era suficiente, por naturaleza se tiende a buscar más rapidez, y es cuando comienza la técnica de "miniaturización" que cada día se perfecciona mas; con este método se logra hacer procesadores más rápidos por circuitos más pequeños, de igual manera se logra tener capacidades de almacenamiento abismales en espacios físicos muy pequeños, la ciencia de la computación se encuentra en su mejor momento.









viernes, 18 de febrero de 2011

Computadoras según la tecnología

Analógicas 

Una computadora analógica u ordenador real es un tipo de computadora que utiliza dispositivos electrónicos o mecánicos para modelar el problema a resolver utilizando un tipo de cantidad física para representar otra. 

Para el modelado se utiliza la analogía existente en términos matemáticos de algunas situaciones en diferentes campos. Por ejemplo, la que existe entre los movimientos oscilatorios en mecánica y el análisis de corrientes alternas en electricidad. Estos dos problemas se resuelven por ecuaciones diferenciales y pueden asemejarse términos entre uno y otro problema para obtener una solución satisfactoria.



Usado en contraposición a las computadoras digitales, en los cuales los fenómenos físicos o mecánicos son utilizados para construir una máquina de estado finito que es usada después para modelar el problema a resolver. Hay un grupo intermedio, los computadores híbridos, en los que un computador digital es utilizado para controlar y organizar entradas y salidas hacia y desde dispositivos analógicos anexos; por ejemplo, los dispositivos analógicos podrían ser utilizados para generar valores iniciales para iteraciones. Así, unábaco sería un computador digital, y una regla de cálculo un computador analógico.

Los computadores analógicos ideales operan con números reales y son diferenciales, micomputadores digitales se limitan a números computables y son algebraicos. Esto significa que los computadores analógicos tienen una tasa de dimensión de la información (ver teoría de la información), o potencial de dominio informático más grande que los computadores digitales (ver teorema de incompletitud de Gödel). Esto, en teoría, permite a los computadores analógicos resolver problemas que son indescifrables con computadores digitales


Digitales

las computadoras digitales actuales son muy similares entre sí, ya que, todas ellas están basadas en una arquitectura propuesta en 1946 por el estadounidense John von Newmann (1903-1957). Ahora bien, casi todas las computadoras actuales se pueden clasificar en cuatro tipos básicos: computadoras personales, estaciones de trabajo, minicomputadoras y mainframes.






Las computadoras personales (Personal Computer, PC) tienen un tamaño adecuado para un escritorio y son las más asequibles económicamente. En un principio, los PCs fueron pensados y diseñados, especialmente, para uso doméstico, si bien, hoy en día se utilizan en multitud de ámbitos. Dentro de esta categoría de ordenadores se incluyen los portátiles, que son muy cómodos de transportar, debido a su reducido peso y tamaño.



Las estaciones de trabajo tienen, en general, mayores prestaciones (de cálculo, de gráficos, de comunicaciones,...) que los PCs, y se utilizan, sobre todo, en oficinas de trabajo. No obstante, las diferencias entre ambos tipos de computadoras son cada vez más pequeñas, y a las dos se les considera microcomputadoras..


Híbridas
los computadores híbridos son computadores que exhiben características de computadores analógicos y computadores digitales. El componente digital normalmente sirve como el controlador y proporciona operaciones lógicas, mientras que el componente análogo sirve normalmente como solucionador de ecuaciones diferenciales.

En general, los computadores analógicos son extraordinariamente rápidos, puesto que pueden solucionar las más complejas ecuaciones a la rata en la cual una señal atraviesa el circuito, que generalmente es una fracción apreciable de la velocidad de la luz. Por otro lado, la precisión de computadores analógicos no es buena; se limitan a tres, o a lo más, cuatro dígitos de precisión.





Los computadores digitales pueden ser construidos para llevar la solución de ecuaciones a una casi ilimitada precisión, pero de una manera sumamente lenta comparado a los computadores analógicos. Generalmente, las ecuaciones complejas son aproximadas usando métodos numéricos iterativos que toman grandes números de iteraciones, dependiendo de cuan buena es la "conjetura inicial" con respecto al valor final y a cuánta precisión se desea. Esta conjetura inicial es conocida como la semilla numérica para el proceso iterativo. Para muchas operaciones en tiempo real, la velocidad de tales cálculos digitales es demasiado lenta para ser de mucho uso (ej, para radares de phased array de muy alta frecuencia o para cálculos del tiempo), sin embargo, la precisión de una computadora analógica es escasa.



Primeros en intentar crear una computadora

El inventor francés Joseph Marie Jacquard, al diseñar un telar automático, utilizó delgadas placas de madera perforadas para controlar el tejido utilizado en los diseños complejos. 

Durante la década de 1880 el estadístico estadounidense Herman Hollerith concibió la idea de utilizar tarjetas perforadas, similares a las placas de Jacquard, para procesar datos. Hollerith consiguió compilar la información estadística destinada al censo de población de 1890 de Estados Unidos mediante la utilización de un sistema que hacía pasar tarjetas perforadas sobre contactos eléctricos.


Primeros en intentar crear una computadora

La primera máquina de calcular mecánica, un precursor del ordenador digital, fue inventada en 1642 por el matemático francés Blaise Pascal. Aquel dispositivo utilizaba una serie de ruedas de diez dientes en las que cada uno de los dientes representaba un dígito del 0 al 9.


Las ruedas estaban conectadas de tal manera que podían sumarse números haciéndolas avanzar el número de dientes correcto. En 1670 el filósofo y matemático alemán Gottfried Wilhelm Leibniz perfeccionó esta máquina e inventó una que también podía multiplicar.


Diferencias entre la computación y la programación


La computación

Es una rama que abarca todo lo relacionado con computadoras, ordenadores, sistemas, y en general hardware y software.
Computación viene del término cómputo, que significa precisar de forma indirecta una cantidad, mediante el cálculo de ciertos datos.
A través del tiempo el término de computación se ha diversificado en computación e informática.
Dentro de la computación tenemos conceptos fundamentales como son hardware y software.
El hardware describe todos los componentes físicos y electrónicos que forman parte de la computadora.
El software describe todos aquellos programas o aplicaciones que pueden ser procesados por el hardware.








La programación

Consiste en desarrollar programas para procesar información.
Programación como término se utiliza para designar la creación de programas a pequeña escala, el desarrollo de sistemas complejos se denomina ingeniería de software.
Una computadora es totalmente inútil si no dispone de un programa capaz de procesar información.
Para que se realice dicho procesamiento de información habrá sido necesario construir un ordenador (hardware), pensar y crear un programa (software) y ejecutar dicho programa o aplicación en el computador.
La última de estas fases es la que realiza el usuario, las anteriores son realizadas por técnicos que construyen el hardware y por programadores que desarrollan el software.
Programación e ingeniería de software son complementarias entre sí.  Para el desarrollo de grandes sistemas informáticos se divide el trabajo en tareas que diversos programadores desarrollaran. Al terminar se unen las piezas como en un puzzle para completar el sistema en sí. Así programación también se aplica para el desarrollo de grandes sistemas en las ingenierías de software.
La programación tiene como objetivo el tratamiento de la información correctamente, con lo que se espera que un programa de el resultado correcto y no uno erróneo. Así que cada aplicación debe funcionar según lo esperado en términos de programación.
Otro objetivo fundamental de la programación es que sean de códigos claros y legibles, con lo que si un programador inicia un programa y no lo termina, otro programador sea capaz de entender la codificación y poder terminarlo.
Normalmente en programación existen ciertas normas no escritas de cómo han de nombrarse los componentes, objetos o controles de cada sistema, así como sus variables que deben ser relativas al termino al cual se van a vincular. Por ejemplo el texto que contenga la edad del individuo se llamaría TxtEdad, y su variable se llamaría Edad.
Por último la programación pretende que sus programas sean útiles y eficientes.
De multitud de maneras la programación nos dará el mismo resultado de un programa, un buen programador llegara al mismo resultado con un mínimo de código y de la forma más clara y lógica posible.
De los anteriormente nombrados objetivos de la programación el más importante es el de la corrección, ya que un código claro y legible facilita el mantenimiento de la aplicación o sistema.


Informática

La informática podemos definirla como una ciencia que estudia y maneja los datos en forma racional y automática, con el fin de convertirlos en información útil y aplicada, lo cual permita en determinadas circunstancias una toma de decisión adecuada.
La informática también se entiende como una rama que se encarga del estudio y creación de computadoras u ordenadores, que sirven para transmitir la información una vez procesada, bajo procedimientos idóneos o adecuados.

Entre los objetivos de la informática, se encuentra, el diseño e implementación de maquinas, como computadoras u ordenadores, diseño e implementación de nuevas funciones o métodos de trabajo a seguir, el diseño e implementación de aplicaciones o sistemas de informática y el mantenimiento de sistemas informáticos en funcionamiento.


Hoy en día la informática es aplicada en el entorno de las actividades de cada personas, tales como: Medicina, construcción, industria, controles de proceso, investigaciones científicas, gestión empresarial, etc.


La informática se aplica para aumentar la productividad en cada área de las anteriormente señaladas, ya que permite un procesamiento de datos rápido y eficaz, por lo que también representa como ventaja una reducción de costes.