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Índice Presentación Red de contenidos

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Unidad de Aprendizaje 1

COMPONENTES DEL COMPUTADOR 1.1 Tema 1 : Arquitectura del Computador 1.1.1 : Arquitectura del Computador 1.1.2 : Clasificación de los computadores 1.1.2.1 Computadores analógicos 1.1.2.2 Computadores digitales 1.1.2.2.1 Clasificación de los computadores digitales 1.1.3 : Unidades de medida de almacenamiento

10 12 12 12 12 12 13 19

1.2 Tema 2 : Dispositivos de Entrada y Salida 1.2.1 : Dispositivos de Entrada. 1.2.1.1 Teclado 1.2.1.2 Mouse 1.2.1.3 Tableta digitalizadora 1.2.1.4 Escáner 1.2.1.5 Palanca de juegos, mandos y volantes 1.2.1.6 Sistema de reconocimiento de voz 1.2.1.7 Cámara web 1.2.1.8 Pantallas sensibles al tacto (TouchScreen) 1.2.2 : Dispositivos de Salida. 1.2.2.1 Monitor 1.2.2.2 Impresora

22 22 22 23 24 25 28 28 29 30 30 30 35

1.3 Tema 3 : Dispositivos de Almacenamiento y sistemas de respaldo 1.3.1 : Dispositivos de almacenamiento 1.3.1.1 Disco duro (Hard Disk) 1.3.1.2 Discos ópticos 1.3.1.3 Unidad de estado sólido 1.3.1.4 Memoria USB 1.3.2 : Sistemas de respaldo 1.3.2.1 Sistema de respaldo en cinta (Tape Backup) 1.3.2.2 Arreglos de discos duros (RAID)

40 40 40 43 44 45 46 46 48

1.4 Tema 4 : Sesión de Integración I Sesión integradora I

52 52

1.4 Tema 5 1.5.1 1.5.2 1.5.3

53 53 55 67

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: : : :

Componentes internos del computador Tipo de case y fuente de poder Mainboard y memoria RAM Tipos de procesadores

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Unidad de Aprendizaje 2

SISTEMAS OPERATIVOS DEL COMPUTADOR 2.1 Tema 6 : Sistemas operativos 2.1.1 : Sistemas Operativos. Conceptos generales 2.1.2 : Clasificación de los Sistemas Operativos 2.2 Tema 07 : Sesión de integración II 2.2.1 : Sesión integradora II

72 73 73 76 87 87

Unidad de Aprendizaje 3

DESARROLLO DE SISTEMAS Y APLICACIONES 3.1 Tema 08 : Sistemas de Información 3.1.1 : Conceptos generales 3.1.2 : Sistemas de Información Empresarial

88 90 90 94

3.2 Tema 09 : Desarrollo de Software 3.2.1 : Conceptos y Clasificación de Software 3.2.2 : Lenguajes de programación 3.3.2.1 Definición de Lenguajes de Programación 3.3.2.2 Generaciones de los Lenguajes de Programación 3.3.2.3 Otra clasificación de los Lenguajes de Programación 3.3.2.4 Algunas definiciones 3.3.2.5 Lenguajes de Programación más usados

103 103 105 105 105 107 108 109

3.3 Tema 10 : Sesión de integración III 3.3.1 : Sesión integradora III

114 114

3.4 Tema 11 : Multimedia 3.4.1 : Conceptos generales de multimedia 3.4.2 : Herramientas Multimedia 3.4.2.1 Herramientas de Hardware 3.4.2.2 Herramientas de Software 3.4.3 : Formatos Multimedia

115 115 116 116 122 125

3.5 Tema 12 : Base de Datos 3.5.1 : Conceptos generales 3.5.2 : Manejadores de Base de Datos

131 131 137

3.6 Tema 13 : Sesión de Integración IV 3.6.1 : Sesión integradora IV

143 143

3.7 Tema 14 : Aplicaciones en Internet 3.7.1 : Aplicaciones Web 2.0 3.7.1.1 Herramientas Web 3.7.1.2 Sistemas de Manejo de Aprendizaje 3.7.1.3 Herramientas básicas de un SMA para la comunicación 3.7.2 : Servicios de Internet 3.7.2.1 Buscadores 3.7.2.2 Google Maps

144 144 144 146 147

3.8 Tema 15 : Sesión de Integración final 3.8.1 : Sesión integradora final

154 154

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148 148 150

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Presentación Este curso nos permitirá conocer las definiciones y características más importantes de la tecnología informática, tanto a nivel de software como a nivel de hardware. Asimismo, nos permitirá conocer un extenso vocabulario basado en la terminología de computación e informática. Se conocerán temas relacionados a Arquitectura del Computador, Sistemas de Información, Sistemas Operativos, Bases de Datos, Lenguajes de Programación, Multimedia e Internet. Por supuesto que usted tendrá la magnífica oportunidad de investigar sobre temas relacionados con las modernas tecnologías de la información que, por razones de tiempo, no se pueden cubrir en las sesiones desarrolladas pero si serán vistos en los cursos de ciclos más avanzados de su carrera.

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Red de contenidos SISTEMAS DE INFORMACIÓN

SISTEMAS OPERATIVOS

ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR

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INTERNET

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

BASES DE DATOS

MULTIMEDIA

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UNIDAD

1 COMPONENTES DEL COMPUTADOR LOGRO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE Al término de la unidad, el alumno explica la función de los componentes de hardware más importantes del computador, aplicando fundamentos de distinción, utilidad, capacidad, seguridad y velocidad. TEMARIO 1.1 Tema 1 : Arquitectura del Computador 1.1.1 : Arquitectura del Computador 1.1.2 : Clasificación de los computadores 1.1.2.1 Computadores analógicos 1.1.2.2 Computadores digitales 1.1.2.2.1 Clasificación de los computadores digitales 1.1.3 : Unidades de medida de almacenamiento 1.2 Tema 2 : Dispositivos de Entrada y Almacenamiento 1.2.1 : Dispositivos de Entrada. 1.2.1.1 Teclado 1.2.1.2 Mouse 1.2.1.3 Tableta digitalizadora 1.2.1.4 Escáner 1.2.1.5 Palanca de juegos, mandos y volantes 1.2.1.6 Sistema de reconocimiento de voz 1.2.1.7 Cámara web 1.2.1.8 Pantallas sensibles al tacto (TouchScreen) 1.2.2 : Dispositivos de Salida. 1.2.2.1 Monitor 1.2.2.2 Impresora 1.3 Tema 3 : Dispositivos de Almacenamiento y sistemas de respaldo 1.3.1 : Dispositivos de almacenamiento 1.3.1.1 Disco duro (Hard Disk) 1.3.1.2 Discos ópticos 1.3.1.2 Discos ópticos 1.3.1.3 Unidad de estado sólido 1.3.1.4 Memoria USB

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1.3.2 : Sistemas de respaldo Sistema de respaldo en cinta (Tape Backup) Arreglos de discos duros (RAID) 1.4 Tema 4 : Sesión de Integración I Sesión integradora I 1.4 Tema 5 1.5.1 1.5.2 1.5.3

: : : :

Componentes internos del computador Tipo de case y fuente de poder Mainboard y memoria RAM Tipos de procesadores

ACTIVIDADES PROPUESTAS • • •

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Los alumnos identifican y listan características de los tipos de computadores. Los alumnos identifican y explican la función de los dispositivos del computador. Los alumnos identifican los tipos de microprocesadores y distinguen sus características.

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1.1. ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR 1.1.1. Arquitectura del Computador Se entiende por ARQUITECTURA a la manera como un sistema está estructurado o diseñado. La arquitectura del computador permite especificar la estructura lógica y física de sus componentes. Además, permite conocer el hardware del computador. Se entiende por HARDWARE al conjunto de las partes físicas y electrónicas de un computador. El hardware incluye el CPU y las unidades periféricas.

1.1.2. Clasificación de los computadores 1.1.2.1. Computadores analógicos Los primeros computadores, muchos años atrás, fueron analógicos y estaban implementados con componentes mecánicos, eléctricos y electrónicos. Su programación se encuentra cableada en los circuitos que lo integran y tiene solo una aplicación. Sus variables de entrada y salida son analógicas. Las variables de entrada mediante potenciómetros fijan algún valor dentro de un rango; las de salida pueden obtener una determinada temperatura o un determinado nivel de líquido, siempre dentro de un rango. En el siguiente gráfico, se puede apreciar dos ejemplos de computadores analógicos. El primero de ellos tiene componentes electrónicos, mientras que el de la derecha es totalmente mecánico. Esta es la máquina diferencial 2 de Babbage (1891) utilizada solo para un cálculo matemático.

Figura 1: Computadores Analógicos Fuente.- Tomado de http://www.digibarn.com/stories/trepanier/index.htm

1.1.2.2. Computadores digitales Los computadores digitales son aquellos que permiten su programación por medio de lenguajes, en los cuales se usan códigos binarios (0’s y 1’s). Usan variables digitales y estas toman solo dos valores posibles, asociados al 0 y al 1. La importancia de los

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computadores digitales es que se le puede dar uso en diferentes aplicaciones; para ello, se les debe cambiar de software o programa. Actualmente, es común que se use el computador para escuchar música, como también para la comunicación a través de Internet o para ver películas. Todo ello es posible gracias a que el computador digital acepta diversos programas, a los cuales se les llama software, que es la parte flexible o modificable del computador. Los computadores usados hoy en día son digitales. Los computadores analógicos son historia, tal como ocurrió con el uso de los celulares, actualmente nadie usa un celular analógico. 1.1.2.2.1. Clasificación de los computadores digitales A. SUPERCOMPUTADORES Los supercomputadores son el tipo de computador más potente y más rápido que existe en el mundo. Estas máquinas están diseñadas para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y son dedicadas a una tarea específica. Asimismo, son las más caras, ya que sus precios alcanzan los cientos de millones de dólares, dado que están construidas con miles de microprocesadores que permiten alcanzar enormes velocidades de procesamiento. Los supercomputadores se utilizan para tareas específicas, como las siguientes: •

Control de la energía y armas nucleares

•

Búsqueda de yacimientos petrolíferos

•

Estudio y predicción de tornados

•

Estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo

•

Elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones, simuladores de vuelo, etc.

Debido a su elevado precio, los supercomputadores se construyen en poca cantidad en un año. Un ejemplo es el Supercomputador Blue Gene/L desarrollado por IBM para Lawrence Livermore National Laboratory. Blue Gene se convirtió, en el 2005, en el supercomputador más rápido del mundo. Está instalado en el laboratorio estadounidense Lawrence Livermore. Esta máquina se dedicará principalmente al almacenamiento y transmisión de datos entre diversos sistemas informáticos. Gracias a este computador, EEUU volvió a encabezar la lista de países con las máquinas más potentes del mundo, con lo cual le arrebató ese título a Japón, que lo tenía desde 2002 con el Earth Simulator. Para dar una idea de la velocidad de los supercomputadores, si cada uno de los 6,000 millones de habitantes del planeta usara un computador personal y trabajara 24 horas al día, les demoraría decenas de años en concretar lo que un supercomputador hace en un solo día. Top500 es un ranking de las 500 computadoras más poderosas del mundo. Este ranking es publicado dos veces por año. A continuación, conozca a tres supercomputadores más poderosos del planeta.

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Tianhe-2, un supercomputador desarrollado por China National University of Defense Technology, mantiene su posición como el sistema número uno en el ranking, con un rendimiento de 33,86 petaflops (cuatrillones de cálculos por segundo). Es implementado con procesadores Xeon de Intel y alcanza 3120000 núcleos.

Figura 2: Supercomputador Tianhe-2 Fuente.- Tomado de http://eng.changde.gov.cn/

Titanes, el supercomputador Cray XK7 instalado en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Estados Unidos, alcanza aproximadamente 18petaflops. Está desarrollado con procesadores AMD Opteron de 16 núcleos y alcanza la totalidad de 560640 núcleos, ocupando el segundo lugar del ranking de supercomputadores. El laboratorio tiene varias actividades de investigación, dentro de las cuales está biología computacional y bioinformática.

Figura 3: Supercomputador Cray XK7 Fuente.- Tomado de http://www.techpowerup.com/

Sequoia, un sistema IBM Blue Gene / Q instalado en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore del Departamento de Energía, ocupa el tercer lugar del ranking y alcanza 17,17 petaflops.

Figura 4: Sistema IBM Blue Gene/Q Fuente.- Tomado de http://itibonzi.blogspot.com/

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B. MACROCOMPUTADORES Los macrocomputadores son, también, conocidos como mainframes. Los mainframes son grandes, rápidos y utilizan sistemas costosos, que son capaces de controlar 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. Los macrocomputadores soportan varios programas simultáneamente. En el pasado, un mainframe ocupaba habitaciones completas o hasta pisos enteros de algún edificio; sin embargo, hoy en día, es parecido a una hilera de archivadores en algún cuarto con piso falso. Esta distribución es para ocultar los cientos de cables de los periféricos; además, su temperatura tiene que estar controlada mediante sistemas de aire acondicionado.

Figura 5: Computadores Analógicos Fuente.- Tomado de http://commons.wikimedia.org/wiki/

C. MINICOMPUTADORES En 1960, surgió el minicomputador. Es una versión más pequeña del macro computador, porque como estaba orientado a tareas específicas, no necesitaba de todos los periféricos que necesita un mainframe. Esto ayudó evidentemente a reducir el precio y los costos de mantenimiento. En general, un minicomputador es un sistema multiproceso (varios procesos en paralelo), que es capaz de soportar desde 10 hasta 200 usuarios simultáneamente. Los minicomputadores utilizan sistemas seguros, debido a que son sistemas cerrados con hardware y software propios. No son atacados por virus, por lo que las empresas bancarias usan estos sistemas para su seguridad. Un ejemplo actual de minicomputador es el AS/400 de IBM. El AS/400 es un ordenador de IBM de gamas baja y media, que llega a compararse con los grandes host y con los pequeños servidores Windows y Linux, es decir, este minicomputador es para todo tipo de empresas y departamentos. AS/400 de IBM fue comercializado por primera vez en 1988 y sigue fabricándose, actualmente, bajo el nombre de i5.

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Figura 6: Computadores Analógicos Fuente.- Tomado de http://www.RPG911.8m.com

D. MICROCOMPUTADORES (PC) Los microcomputadores o Computadores Personales (PC´s) tuvieron su origen con la creación de los microprocesadores. Los PC´s son computadores para uso personal. Son relativamente baratos y, actualmente, se encuentran en las oficinas, escuelas y hogares. El término PC se deriva del modelo “IBM PC” que la empresa IBM sacó a la venta en el año 1981, el cual se convirtió en un tipo de computador ideal para uso “personal”. Desde ese momento, el término “PC” se estandarizó y los clones que sacaron posteriormente otras empresas fueron llamados “PC´s compatibles”. Estos últimos usaban procesadores del mismo tipo que los de IBM, pero de un costo menor, aunque podían ejecutar el mismo tipo de programas. Existen otros tipos de microcomputadores, como el Macintosh®, que no son compatibles con el PC de IBM, pero que, en muchos de los casos, se les llama también “PC´s” por ser de uso personal

Figura 7: Microcomputadores Fuente.- Tomado de http://commons.wikimedia.org/wiki/

El término PC (acrónimo de Personal Computer) es la forma de referirse al computador personal. El equipo está formado por una Unidad Central, también llamado CPU (físicamente es la caja en la que están incluidos componentes como el microprocesador, la memoria y el disco duro), y los dispositivos de entrada y salida (teclado, ratón, monitor, impresora).

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Funcionamiento de un PC: A través de los periféricos de entrada (teclado, mouse, micrófono), se introducen datos. Estos pasan a ser almacenados en la memoria, para luego ser procesados o simplemente almacenados en los discos duros. El proceso lo hace el microprocesador a través de la ejecución de un programa. El resultado de tal procesamiento se envía a los periféricos de salida (monitor, impresora) dando lugar a la salida de información. Cuando se analiza el PC, se deben tener en cuenta dos elementos importantísimos: el hardware y el software. Estos están relacionados para el buen funcionamiento del computador. El computador está conformado por una serie de componentes que van desde el microprocesador hasta el mouse, que constituyen el hardware. Sin embargo, eso no es suficiente, el computador debe tener una serie de programas, que permitirán al microprocesador realizar las aplicaciones que necesita el usuario. Los programas están constituidos por el sistema operativo y diversas aplicaciones.   Componentes físicos del PC (Hardware) • • • • • • • • • •

CPU (Unidad central de proceso) case módulos de memoria mainboard tarjetas gráficas tarjetas de red fuentes de alimentación dispositivos de almacenamiento: discos, lectora CD dispositivos de entrada: teclado, mouse, escáner dispositivos de salida: pantalla, impresora, parlantes

Figura 8: Hardware de PC Fuente.- Tomado de http://commons.wikimedia.org/wiki/

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Unidad Central de Procesamiento (CPU) o Microprocesador (micro) es el “cerebro” del computador. Su función es ejecutar programas almacenados en la memoria principal o memoria RAM. Los ejemplos de los microprocesadores usados en la actualidad los tenemos clasificados por su fabricante. Dentro de los procesadores de Intel, tenemos a los Core i3, i5 ei7, usados en las PCs compatibles y en algunas versiones de computadores Apple. La competencia de Intel lo tiene AMD, que fabrica una variedad de modelos de procesadores, entre los cuales tenemos AMD FX, Phenom, Opteron y el APU. En este último, AMD fusiona al CPU con el GPU en un solo chip. Los primeros microprocesadores estaban formados internamente de la siguiente manera: •

Unidad de Control: ubica las instrucciones en la RAM, lee las mismas, las interpreta y las ejecuta. En algunos casos, necesita realzar operaciones aritméticas o lógicas, para ello usa el ALU.

•

La Unidad Aritmético-Lógica (ALU): realiza operaciones aritméticas, como la suma, resta multiplicación y división, y también, operaciones lógicas, dentro de las cuales permite sumar y multiplicar lógicamente, comparar y negar.

•

Los Registros: Para guardar los datos que traen las instrucciones o los resultados de las operaciones, se dispone de pequeñas memorias de alta velocidad, llamadas registros. Son utilizadas para almacenar resultados intermedios y cierta información de control.

•

Bus interno: Conjunto de cables internos que interconecta los diferentes componentes del CPU.

Además de estos componentes básicos, los microprocesadores tienen otros elementos, como •

Coprocesador matemático: para realizar operaciones matemáticas más complejas, sería similar a una calculadora científica y su función es acelerar los procesos de cálculos complejos

•

Memoria Caché es una memoria intermedia de alta velocidad para mejorar el proceso de funcionamiento del microprocesador, ya que esta memoria le permite ejecutar las instrucciones a la velocidad del CPU.

•

Diagrama en bloques de la PC, a través de este diagrama en bloques, se puede apreciar los componentes más usados en el PC y cómo se interconectan,

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Figura 9: Hardware de PC Fuente.- Tomado de http://arquitecturaecci.wordpress.com

En la actualidad, los diagramas en bloques se basan en los diseños del chip set que soporta al procesador y, a manera de ejemplo, adjuntamos uno de ellos.

Figura 10: Intel X58 Express Chipset Block Diagram Fuente.- Tomado de http://arquitecturaecci.wordpress.com

1.1.3. Unidades de medida de almacenamiento Las unidades de medida que se utilizan para el almacenamiento de datos en computación son los siguientes: • • • • • •

Bit: unidad básica que solamente puede guardar un 0 o un 1. Byte u octeto: contiene 8 Bits. Kilo Byte (KB): contiene 1,024 Bytes Mega Byte (MB): contiene 1,024 KB, o aproximadamente 1 millón de Bytes. Giga Byte (GB): contiene 1,024 MB o aproximadamente 1 millón de KB. Tera Byte (TB): contiene 1,024 GB o aproximadamente un millón de MB.

Para realizar las conversiones entre unidades de medida, basta con multiplicar o dividir por su equivalente. Por ejemplo:

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-

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Convertir 60 Bytes a bits: 60 Bytes * 1 8 Bytes

-

Convertir 2350 Bytes a KB: 2350 Bytes * 1KB 1024 Bytes

- Convertir 100MB a Bytes: 100 MB * 1024 KB* 1024 Bytes 1 MB 1 KB - Convertir1879027 Bytes a MB: 1879027 Bytes * 1 KB 1024 Bytes 1024 KB

* 1MB

Recuerde que, cuando las unidades son muy grandes, se usan factores: KILO MEGA GIGA

= = =

K M= G

= 1024 1024 * 1024 = 1024 * 1024 * 1024

Las unidades son las siguientes: 1 BIT 1 BYTE

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= =

1/8 8

BYTE BITS

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Resumen 1.

Un computador analógico maneja señales eléctricas analógicas.

2.

Un supercomputador es el tipo de computador más potente y más rápido que existe en el mundo.

3.

Los macrocomputadores son también conocidos como mainframes.

4.

Los minicomputadores, en tamaño y poder de procesamiento, se ubican entre los mainframes y las estaciones de trabajo.

5.

Los microcomputadores o Computadores Personales (PC’s) tuvieron su origen con la creación de los microprocesadores.

6.

La función del CPU es ejecutar programas almacenados en la memoria principal (RAM).

7.

La Las principales equivalencias entre unidades de medida de almacenamiento de datos son las siguientes: Bit = 0 o 1. Byte = 8 Bits. KB = 1,024 Bytes MB =1,024 KB GB =1,024 MB. TB =1,024 GB

Pueden revisar los siguientes enlaces para ampliar los conceptos vistos en esta unidad: •

http://www.top500.org/lists/2014/11/

•

http://www.intel.la/content/www/xl/es/processors/core/core-i7-processor.html

•

http://www.amd.com/es-xl/products/processors

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1.2. DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA 1.2.1. Dispositivos de entrada 1.2.1.1. Teclado Un teclado de computador es un dispositivo muy similar al de la antigua máquina de escribir, excepto que, aquel tiene algunas teclas adicionales, cada una con una función específica. Antiguamente, los teclados eran del tipo PS/2. Actualmente, esos teclados han quedado obsoletos siendo desplazados por los actuales teclados USB y los inalámbricos, con unos diseños más ergonómicos orientados a minimizar las lesiones producidas por movimientos repetitivos y prolongados. Con la irrupción de Internet en nuestro ámbito doméstico y de trabajo, aparecen los teclados multimedia que incorporan teclas especiales con atajos y accesos directos a programas, correo electrónico, canal de noticias, la calculadora o el reproductor multimedia, entre otros.

Figura 11: Teclados Fuente.- Tomado de http://blogthinkbig.com

La desaparición del cable y su sustitución por los sistemas inalámbricos fue un salto tecnológico importante, no solo para el teclado, sino también para el mouse. La comunicación de los periféricos con el computador se realiza mediante bluetooth.

Figura 12: Teclados de silicona y portátiles Fuente.- Tomado de http://blogthinkbig.com

El siguiente paso evolutivo del teclado se centra en el propio soporte, dando lugar al teclado ultra fino del Apple o al primer teclado flexible fabricado en silicona con la posibilidad de doblarse sobre sí mismo y adaptarse a cualquier superficie. Estos últimos

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son resistentes a los líquidos, y son compatibles con dispositivos portátiles y teléfonos inteligentes. En función de la tecnología de sus teclas, se pueden clasificar como teclados de membrana –capacitivos– y teclados de contacto metálico.

Figura 13: Tecladosvirtuales Fuente.- Tomado de http://blogthinkbig.com

Por último, llegamos a la completa desmaterialización del teclado con el primer teclado virtual, comercializado por Siemens formado por un pequeño proyector conectado al dispositivo, que permite proyectar un teclado virtual sobre cualquier superficie o a la digitalización del teclado sobre la misma pantalla táctil del iPad o el smartphone. 1.2.1.2 Mouse El ratón o mouse es un dispositivo indicador que permite mover una pequeña flecha (el puntero) en la pantalla para interactuar con un programa del computador de una manera alternativa al teclado. El computador detecta su movimiento relativo en dos dimensiones, por la superficie plana en la que se apoya, reflejándose habitualmente, a través de un puntero, en el monitor. Hoy en día, es un elemento imprescindible en un equipo informático para la mayoría de las personas, y pese a la aparición de otras tecnologías con una función similar, como la pantalla táctil, la práctica ha demostrado que tendrá todavía muchos años de vida útil. Existen diferentes tipos de mouse; una de las diferencias es por el mecanismo que usa. Entre ellos, tenemos los siguientes: Mouse mecánicos tienen una esfera de plástico o goma, en su parte inferior para mover dos ruedas que generan pulsos, en respuesta al movimiento de este sobre la superficie. La circuitería interna cuenta los pulsos generados por la rueda y envía la información al computador.

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Figura 14: Mouse mecánicos Fuente.- Tomado de http://blogthinkbig.com

Mouse óptico es una variante que carece de la bola de goma que evita el frecuente problema de la acumulación de suciedad en el eje de transmisión, y por sus características ópticas es menos propenso a sufrir un inconveniente similar. Puede ofrecer como mínimo 800 ppp, (ppp o dpi indica puntos por pulgada), hay modelos de 1000 y 1600 dpi. Su funcionamiento se basa en un sensor óptico que fotografía la superficie sobre la que se encuentra y detectando las variaciones entre sucesivas fotografías, se determina si el ratón ha cambiado su posición. En superficies pulidas o sobre determinados materiales brillantes, el mouse óptico genera movimiento nervioso sobre la pantalla. Por eso, se hace necesario el uso de una superficie que no sea brillante y mejor si carece de grabados multicolores que puedan "confundir" la información luminosa censada. Mouse láser es más sensible y preciso, haciéndolo aconsejable especialmente para los diseñadores gráficos y los jugadores de videojuegos. También, detecta el movimiento deslizándose sobre una superficie horizontal, pero el haz de luz de tecnología óptica se sustituye por un láser con resoluciones a partir de 2000 ppp, lo que se traduce en un aumento significativo de la precisión y sensibilidad, algunos modelos alcanzan hasta 8200 dpi.

Figura 15: Mouse láser Fuente.- Tomado de http://blogthinkbig.com

1.2.1.3. Tableta digitalizadora La tableta digitalizadora es otra alternativa de ingresar información gráfica al computador y está orientada a los diseñadores gráficos. El tablero cuenta con una área de trabajo de 6 x 8 pulgadas, con un bolígrafo y un mouse inalámbrico. Es ideal para que los usuarios de Windows y MAC puedan escribir, dibujar, diseñar o firmar correos. Simplemente, haga clic con el bolígrafo en algunas de las teclas de acceso rápido programables para acceder de forma instantánea a funciones de Office e Internet. El

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bolígrafo dispone de dos botones y una sensibilidad de 1024 niveles de presión para el dibujo y la escritura.

Figura 16: Tabletas digitalizadoras Fuente.- Tomado de http://blogthinkbig.com

1.2.1.4. Escáner El escáner o aparato digitalizador de imagen es el dispositivo que transforma una imagen analógica a un formato digital (binario), de modo que pueda ser archivado y modificado por el computador. El uso de estos dispositivos está muy extendido por su reducido precio y la buena calidad que se obtiene. Tiempo atrás, se usaban escáneres de mano (se tenía que desplazar el aparato por la hoja), de rodillo (se introduce la hoja por un lado y un motor la va desplazando, como un fax) y de mesa. En la actualidad, estos últimos son los modelos más apreciados por su buena relación precio/prestaciones. A. Funcionamiento El escáner tiene una misión de transformar una imagen en señales digitales que pueden ser enviadas a un computador. Esto lo realiza dividiendo la imagen en una cuadrícula y representando cada uno de estos cuadrados con un 0 o un 1 dependiendo si este está relleno. Principio de funcionamiento El escáner censa a lo largo del documento, línea por línea. Cada línea se divide en “puntos básicos” que corresponden a píxeles. El capturador analiza el color de cada píxel; este color se divide en 3 componentes (rojo, verde, azul). Cada componente de color se mide y se representa mediante un valor. En el caso de una cuantificación de 8 bits, cada componente tendrá un valor de entre 0 y 225.

Figura 17: Escáner Fuente.- Tomado de http://www.appinformatica.com/escaners-escaner-epson-perfection4990-photo.php

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Figura 18: Funcionamiento del escáner Fuente.- Tomado de https://andreinaas.wordpress.com/funcionamiento-del-scanner/

El escáner plano dispone de una ranura iluminada con motor, la cual escanea el documento línea por línea, bajo un panel de vidrio transparente sobre el cual se coloca el documento, con la cara que se escaneará hacia abajo. La luz de alta intensidad emitida se refleja en el documento y converge hacia una serie de capturadores, mediante un sistema de lentes y espejos. Los capturadores convierten las intensidades de luz recibidas en señales eléctricas, las cuales a su vez son convertidas en información digital, gracias a un conversor analógico-digital. Existen dos categorías de capturadores: •

Los capturadores CMOS (Semiconductor Complementario de Óxido Metálico). Dichos capturadores se conocen como tecnología CIS (de Sensor de Imagen por Contacto). Este tipo de dispositivo se vale de una rampa LED (Diodo Emisor de Luz) para iluminar el documento, y requiere de una distancia muy corta entre los capturadores y el documento. La tecnología CIS, sin embargo, utiliza mucho menos energía.

•

Los capturadores CCD (Dispositivos de Carga Acoplados). Los escáneres que utilizan la tecnología CCD son, por lo general, de un espesor mayor, ya que utilizan una luz de neón fría. Sin embargo, la calidad de la imagen escaneada en conjunto resulta mejor, dado que la proporción señal/ruido es menor.

B. Resolución y profundidad de color La resolución se mide en dpi o ppp (dots per inch o puntos por pulgada). La resolución óptica depende del número de detectores CCD de que disponga el escáner. Además, indica la máxima resolución real que puede alcanzar. La resolución interpolada es el resultado de una serie de cálculos que permite obtener una mayor resolución. La interpolación es una forma sencilla de mejorar la calidad de digitalización mediante el software. La mayoría de las aplicaciones de escáner disponen

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de un método de interpolación. De esta manera, el software crea artificialmente un punto suplementario entre cada dos puntos, atribuyéndole como valor la media de los puntos a ambos lados. Con esto se consigue suavizar la imagen aumentada la resolución aparente. Por ejemplo, un escáner Epson Perfection tiene los siguientes datos: Resolución Óptica Resolución Interpolada

: 600 dpi. : Máxima a 9600 dpi.

La mayoría de los escáneres alcanzan 600 dpi, pero modelos más caros pueden llegar a alcanzar los 2400 y 4800 dpi, con lo que la fiel reproducción del original queda asegurada. Evidentemente, no es lo mismo digitalizar una foto para ponerla de fondo de pantalla en el Windows, que para que sea portada de una revista. Profundidad de color Este parámetro, expresado en bits, indica el número de tonalidades de color que un pixel puede adoptar; lo normal en la actualidad es un valor de 24 bits por píxeles. Aunque hasta hace poco, los escáneres de blanco y negro, tonos de grises o 256 colores eran muy populares, lo cierto es que los 24 bits de color se han convertido en un estándar, lógico si se tiene en cuenta que en la actualidad cualquier tarjeta gráfica es capaz de mostrar esta cantidad de colores. Sin embargo, hay escáneres capaces de utilizar mayor cantidad de bits de color, pero la mayoría lo hacen a nivel interno, para disminuir el intervalo entre una tonalidad y la siguiente; posteriormente, lo que envían al PC son únicamente 24 bits. Un factor a tener en cuenta es que, cuanta más resolución y profundidad de color se quiera, más memoria RAM se necesitará, por lo que es recomendable disponer de la mayor cantidad de memoria RAM en nuestro computador. Además, cuanta más calidad se quiera, más tardará el escáner en recorrer la imagen, por lo que habrá que buscar el escáner que mejor relación calidad-velocidad-precio ofrezca. Para tener una referencia, veamos las características del siguiente escáner. Escáner plano HP Scanjet N6350, resolución 2400 dpi, profundidad de color 48 bits, bandeja de entrada: 50 hojas, conectividad USB 2.0 / Ethernet.

Figura 19: EscánerHP Scanjet N6350 Fuente.- Tomado http://www8.hp.com/uy/es/products/scanners/product-detail.html?oid=3884445#!tab=features

Características resaltantes: •

Fácilmente da a múltiples usuarios acceso a un escáner gracias a la conexión de red Ethernet integrada. Ahorra tiempo al escanear documentos rápidamente hasta tamaño legal con el alimentador automático de documentos, y también escanea artículos voluminosos sobre la superficie de la cama plana.

•

Se selecciona tareas con facilidad usando la pantalla LCD de cuatro líneas y el teclado numérico de 10 dígitos del escáner, luego se completa los trabajos más

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rápido con el alimentador automático de documentos para 50 páginas. Además, escanea ambas caras de una página sin usar manos, gracias al dispositivo de escaneo a doble cara integrado. 1.2.1.5. Palanca de juegos, mandos y volantes Para los aficionados a los juegos, se ofrecen una variedad de dispositivos que le hacen más fácil convertir a su computador en un equipo de juego, dentro de los cuales hay variedades de mandos, joysticks y volantes, cada uno de ellos apropiados para algún tipo de juego.

Figura 20: Escáner HP Scanjet N6350 Fuente.- Tomado de http://www.pccomponentes.com/

1.2.1.6. Sistema de reconocimiento de voz Un sistema de reconocimiento de voz es una herramienta capaz de procesar la voz y reconocer la información contenida en esta, convirtiéndola en texto o usándola como una orden dentro de un proceso. Un sistema de reconocimiento de voz está formado por un micrófono, como medio de entrada de la voz, y un software especial que se ejecuta en el computador. Las palabras que “captura” el micrófono son convertidas en un conjunto de números binarios. Cada número representa un pequeño segmento del sonido. El computador compara el patrón producido por el sonido de la palabra hablada, contra los patrones almacenados. El computador reconoce la palabra cuando encuentra una igualdad entre el sonido captado y el patrón almacenado.

Figura 21: Sistema de reconocimiento de voz

En su desarrollo, intervienen diversas disciplinas, tales como la fisiología, la acústica, la lingüística, el procesamiento de señales, la inteligencia artificial y la ciencia de la computación.

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Usos y aplicaciones •

Dictado automático. Este es, hasta hoy, el uso más común de las tecnologías de reconocimiento de voz.

•

Control por comandos. Los sistemas de reconocimiento de habla diseñados para dar órdenes a un computador ("Abrir Firefox", "cerrar ventana") se llaman Control por Comandos. Estos sistemas reconocen un vocabulario muy reducido, lo que incrementa su rendimiento.

•

Sistemas diseñados para discapacitados. Los sistemas de reconocimiento de voz pueden ser útiles para personas con discapacidades que les impidan teclear con fluidez, así como para personas con problemas auditivos, quienes pueden usarlos para obtener texto escrito a partir de habla.

1.2.1.7. Cámaras web Una cámara web (en inglés: webcam) es una pequeña cámara digital conectada al computador, la cual puede capturar imágenes y transmitirlas a través de Internet, ya sea a una página web o a otra u otras computadoras de forma privada. Las cámaras web necesitan una computadora para transmitir las imágenes. Sin embargo, existen otras cámaras autónomas que tan solo necesitan acceso a la red, ya sea con cable o de manera inalámbrica. Para diferenciarlas de las cámaras web, se las denomina cámaras de red. Son dispositivos ópticos que digitalizan y almacenan imágenes en movimiento para ser procesadas en el computador. Algunas de sus características son las siguientes: •

Usan el puerto USB

•

Pueden generar hasta 16.7 millones de colores

•

Registran hasta 30 cuadros por segundo

•

Algunas incorporan un micrófono de alta calidad para videoconferencias

Figura 22: Logitech HD Pro Webcam C920 Fuente.- Tomado de http://www.pccomponentes.com/

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1.2.1.8. Pantallas sensibles al tacto (TouchScreen) Una pantalla táctil (touchscreen en inglés) o pantalla sensible al tacto es una pantalla que mediante un contacto directo sobre su superficie permite la entrada de datos y órdenes al dispositivo. A su vez, actúa como periférico de salida, mostrando los resultados introducidos previamente. Han llegado a ser comunes en laptops, en cajeros automáticos, tablets y en los celulares, entre otros. Existen diferentes tecnologías, entre las cuales tenemos las siguientes: Resistivas: Son las más baratas y no les afectan el polvo ni el agua salada y, además de ser más precisas, pueden ser usadas con un puntero o con el dedo. Sin embargo, tienen hasta un 25% menos de brillo y son más gruesas. Capacitivas: Basadas en sensores capacitivos, consisten en una capa de aislamiento eléctrico, como el cristal, recubierto con un conductor transparente, como el ITO. Como el cuerpo humano es también un conductor eléctrico, tocando la superficie de la pantalla se produce una distorsión del campo electrostático de la pantalla, la cual es medida por el cambio de capacitancia (capacidad eléctrica). Diferentes tecnologías pueden ser usadas para determinar en qué posición de la pantalla fue hecho el toque. La posición es enviada al controlador para el procesamiento. La calidad de imagen es mejor, tienen mejor respuesta y algunas permiten el uso de varios dedos a la vez (multitouch).

Figura 23: Escáner HP Scanjet N6350 Fuente.- Tomado de http://es.engadget.com/tag/pantallas+tactiles/

1.2.2. Dispositivos de salida 1.2.2.1. Monitor El monitor permite presentar la información digital del computador en forma de imágenes o gráficos, generados con miles de puntos o píxeles. Para ello, la tarjeta de video, procesa la información digital y crea las señales necesarias para enviarlas al monitor.

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Figura 43: Tarjeta de Video

Las señales que se envían, tienen la información del color de cada uno de los píxeles, mediante la combinación de tres colores básicos: rojo (R), verde (G) y azul (B). El píxel es un punto de la pantalla, mediante el cual se forman las imágenes. Para que el monitor pueda darle el color a cada píxel, hace uso de las triadas, la triada está formada por tres celdas pintadas con color rojo, verde y azul.

Figura 44: Píxel y Triada

Para determinar diferencias entre los monitores, es apropiado resaltar las siguientes características: Tamaño. El tamaño es medido en pulgadas y es medido diagonalmente, existen diferentes tamaños, dentro de los cuales encontramos de 9, 14, 15, 17, 20, etc. Cada uno de los tamaños diferentes es apropiado para alguna aplicación. Resolución de la pantalla. La resolución se define como un producto, el cual indica la cantidad de píxeles que usa la pantalla para representar las imágenes. Estas resoluciones son valores preestablecidos por el sistema operativo en conjunto con los drivers de la tarjeta de vídeo. Los valores comunes son los que se indican en la siguiente figura:

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Figura 45: Resolución de pantalla

Además, el sistema operativo permite cambiar la resolución de forma gráfica y sencilla, tal como se aprecia a continuación:

Figura 46: Propiedades de pantalla

Cantidad de colores. Las imágenes son formadas por píxeles y la diferencia que existe entre los diferentes píxeles de una imagen es el color. Para guardar el color digitalmente dentro del computador, se le asigna una cantidad de bits a cada píxel. Si se le asigna un bit a cada píxel, solo se podrá tener dos colores posibles. Sin embargo, si se le asigna “n” bits, cada píxel puede tener un color elegido de una variedad de 2 a la n.

Figura 47: Bits por píxel

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Se puede apreciar una imagen, con cuatro configuraciones distintas, todas tienen la misma resolución o cantidad de píxeles, pero se diferencias en la cantidad de bits que tienen asignados sus píxeles, con lo cual, a mayor cantidad de bits, mayor es la cantidad de colores diferentes para formar las imágenes. Velocidad de refresco. Es la cantidad de veces que se crea la imagen de la pantalla en un segundo, el monitor recibe las señales RGB generadas por la tarjeta de video y con estas señales va iluminando cada pixel, línea por línea. La velocidad estándar de refresco es de 70Hz y es tomado como término medio, para el caso que la frecuencia baje mucho se notará un parpadeo en las imágenes.

Figura 48: Velocidad de refresco.

Clasificación de los monitores: Tubos de rayos catódicos (TRC) La pantalla de un monitor a color debe ser capaz de reproducir los colores de una imagen por medio de la mezcla aditiva de luces de 3 colores RGB (Red, Green y Blue). Para conseguir esto, el interior de la pantalla debe estar recubierto por pequeñas celdas pintadas con fósforo rojo, verde y azul. Existen 3 haces electrónicos separados, cada uno de los cuales incidirá sobre un determinado color de celda. Esto dará lugar a tripletas de luces puntuales de 3 colores que por su proximidad se juntarán aditivamente en el ojo humano y permitirán reproducir casi toda la variedad de colores posibles. Cada pixel está formado por una o más triadas RGB. La iluminación se debe al impacto de los electrones sobre el fósforo de las triadas, para ello se requiere de la generación de alta tensión (15000 voltios por ejemplo) y se genera radiación.

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Figura 49: Monitores TRC

Monitores LCD Los monitores LCD están basados en el uso de cristales líquidos, los cuales pueden ser orientados para controlar la cantidad de luz que sale externamente. El color lo consiguen en base a la combinación de los tres colores básicos, para ello usan como triada, filtros de luz de color rojo, verde y azul Los píxeles se iluminan con la luz blanca que atraviesa el cristal líquido e impacta los filtros RGB, a la distancia se parecieran puntos de diferentes colores. Poseen radiación casi nula y un bajo consumo eléctrico.

Figura 50: Monitores LCD

Monitores Plasma En los monitores plasma, cada píxel está formado por tres celdas de fósforo RGB encapsuladas con gas de xenón o neón. La iluminación de los píxeles se debe a la reacción de la luz generada por el gas sobre la capa de fósforo de las celdas.

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Figura 51: Monitores Plasma

Monitores LED Los monitores LED funcionan con materiales orgánicos que generan luz. Poseen mayor rango de colores y menor consumo de energía que los Plasma y LCD y permite la fabricación de monitores ultra delgados.

Figura 52: Monitores LED

1.2.2.2. Impresora Una impresora es un dispositivo de salida que convierte las señales que el computador le envía en texto y en gráficas sobre papel. Tipos de impresoras: Impresora de matriz de puntos. Las impresoras de matriz de puntos imprimen a base de impactos. Utilizan un cabezal de impresión que se mueve de izquierda a derecha sobre el papel. El cabezal contiene diminutas agujas que se usan para generar los caracteres mediante una serie de puntos. Son ruidosas, imprimen generalmente texto, no están orientadas a los gráficos. Son económicas en cuanto a sus insumos, pero el precio de la impresora es elevado y son elegidas por las empresas para aplicaciones de planillas, facturación y actividades relacionadas con la contabilidad.

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Figura 53: Impresora de Matriz de puntos

Impresora de inyección de tinta Las impresoras de inyección de tinta, también conocidas como impresoras de chorro de tinta, tienen un cabezal de impresión muy similar a la de las de matriz de puntos, pero en lugar de tener diminutas agujas que forman puntos en el papel a base de golpes, tienen unas diminutas toberas que inyectan gotas microscópicas de tinta contra el papel. Estas impresoras son muy silenciosas debido a que no son de impacto y producen una alta calidad de impresión.

Figura 54: Impresora de inyección de tinta

Impresora Láser Las impresoras láser son muy similares a una fotocopiadora. Estas impresoras también son muy silenciosas y producen una excelente calidad de impresión. Las impresiones pueden ser a color y en blanco y negro, es poco común las de color, por su precio elevado, mientras que las que usan solo tóner negro son de mayor uso.

Figura 55: Impresora de Matriz de puntos Fuente: Tomado de www.fotonostra.com

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Plotter Plotter es un tipo de impresora que usa pluma o lapicero que se mueve (algunas veces también se mueve el papel) y crea gráficos de alta calidad, como los utilizados en dibujos arquitectónicos. Existen diseños de tambor giratorio o placa plana. Los trazadores modernos pueden elaborar dibujos en varios colores. En algunos plotters, el papel puede desplazarse verticalmente en los dos sentidos enrollándose o desenrollándose. Por el contrario el desplazamiento horizontal es tarea de la pluma (o plumas) de escritura. Los actuales plotters han cambiado la pluma por un cabezal de inyección de tinta y la impresión es de gráficos de alta calidad y gran tamaño (gigantografía).

Figura 56 Plotter Fuente: Tomado de olinemca.com

Impresora 3D La impresora 3D permite imprimir diseños en 3D, para crear piezas o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho desde un computador. Se utiliza para crear prototipos reales en 3D, como el caso de la fabricación de prótesis médicas, ya que la impresión 3D permite adaptar cada pieza fabricada a las características exactas de cada paciente. Las impresoras 3D normalmente utilizan diversos polímeros como material de impresión, la mayoría de los modelos comerciales actualmente son de dos tipos: De compactación, con una masa de polvo que se compacta por estratos. De adición, o de inyección de polímeros, en las que el propio material se añade por capas. Según el método empleado para la compactación del polvo, se pueden clasificar en lo siguiente: Impresoras 3D de tinta: Utilizan una tinta aglomerante para compactar el polvo. El uso de la tinta permite la impresión en diferentes colores.

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Figura 57: Impresora 3D de tinta Fuente: Tomado de www.imprimalia3d.com

La impresión FDM (Modelado por deposición fundida): Vendría a ser el proceso de ir dejando capas de plástico fundido en el lugar preciso para que cuando se enfríe se solidifique, quedando unos minúsculos cilindros de plástico que acaban fundidos en una sola pieza.

Figura 58: Impresión FDM

Impresoras 3D láser: La impresión 3D estéreo litográfica nace de un baño de resina que, cuando es calentada e iluminada puntualmente por un láser, se solidifica. La precisión del láser es mucho mejor que los inyectores / extrusores de plástico del método FDM.

Figura 59: Impresora 3D láser

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Resumen 1. Los dispositivos de entrada permiten ingresar información al computador. 2. Los dispositivos de entrada clásicos son el teclado y el mouse, pero existe una variedad de dispositivos de entrada especiales como un scaner, una cámara, un dispositivo de reconocimiento de voz o una pantalla táctil. 3. Los dispositivos de salida permiten que el computador exprese o muestre los resultados procesados. 4. Los dispositivos de salida clásica son la pantalla o monitor y la impresora. 5. Existen pantallas del tipo LCD, plasma, LED y OLED

Pueden revisar los siguientes enlaces para ampliar los conceptos vistos en esta unidad: •

http://www.kingston.com/latam/usb/personal_business

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1.3. DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO Y SISTEMAS DE RESPALDO 1.3.1. Dispositivos de almacenamiento Los dispositivos de almacenamiento masivo le permiten al computador almacenar datos y programas en forma permanente. La facilidad y la rapidez para acceder a la información almacenada, en cada uno de estos dispositivos, dependen del dispositivo empleado. Los discos duros y las memorias USB son los dispositivos de almacenamiento más utilizados en los computadores. La información puede ser almacenada y leída cuando sea preciso. Se conectan por medio de diferentes tipos de interfaces o puertos, tales como el puerto USB o la interfaz SATA y eSATA. En los discos duros, las operaciones de lectura/escritura son realizadas por medio de cabezales magnéticos. Estos hacen que las micro partículas de material magnético del disco se orienten en uno u otro sentido al pasar bajo la cabeza. Para leer los datos, el disco gira a una velocidad constante y el material magnético orientado genera un campo magnético variable que induce una corriente en las bobinas de los cabezales. 1.3.1.1. Disco duro (Hard Disk) El disco duro es el dispositivo de almacenamiento más importante del computador, ya que almacena el sistema operativo y los programas que se desean usar. Los fabricantes crean cada vez dispositivos de mayor capacidad, llegando a alcanzar valores de 4 TB en el mercado local y con la tendencia de seguir creciendo. En el disco duro, están los programas que van a ser ejecutados por el CPU. Sin embargo, para que esto se lleve a cabo, cada programa debe pasar a la memoria RAM, es decir, no se ejecuta directamente del disco duro, porque se necesita que trabaje a mayor velocidad y esto solo es posible en la RAM. En el disco duro, debe estar el sistema operativo, pero este debe ser instalado y no, simplemente, copiado; de igual manera, cada una de las aplicaciones debe ser instalada. Por ello, se dice que el disco es el principal dispositivo de almacenamiento. Partes físicas de un disco duro A continuación, se identificaran las partes más importantes de un disco duro.

Figura 24: Disco Duro Fuente.- Tomado de http://es.engadget.com/

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Eje Central. Actúa como soporte, sobre el cual están montados y giran al mismo tiempo los platos del disco. Actualmente, giran a 7200 RPM y hay modelos que alcanzan a girar a 15000 RPM.

Platos. Convencionalmente, los discos duros están compuestos por varios platos; algunos vienen con un solo plato; otros, con dos o tres; incluso, algunos, con cuatro platos. Antiguamente, los discos tenían dimensiones mayores por lo que era posible que tengan mucho más platos. Los platos disponen de dos superficies donde se graba la información en forma magnética. Se debe notar que a mayor cantidad de platos, mayor será la capacidad de almacenamiento del disco duro.

Cabezas de Lectura / Escritura. Permiten leer y escribir los datos en el disco duro en forma magnética. Son pequeñas pastillas que se van a comportar como pequeños imanes cuando se les aplica una corriente eléctrica.

Impulsor de Cabezales. Es el sistema que mueve las cabezas de lectura y escritura sobre la superficie de los platos. Su intención es mover alos cabezales en conjunto.

Principio de funcionamiento Dentro de la unidad de almacenamiento, se encuentran varios platos de aluminio, los cuales giran a la vez. Los cabezales están sostenidos por un conjunto de brazos alineados verticalmente, que se mueve hacia dentro o fuera, según convenga. En la punta de dichos brazos, están las cabezas de lectura/escritura que, gracias al movimiento del cabezal, pueden leer, las zonas interiores, como exteriores del disco duro. Por ejemplo, si un disco duro tiene dos platos, debe tener cuatro cabezales, es decir, para cada plato hay un cabezal que lee la cara superior y otro que lee la cara inferior del plato. Los cabezales de lectura/escritura no tocan el disco duro durante el funcionamiento, porque se mantienen flotando muy cerca (3 millonésimas de milímetro) por acción del viento que generan los platos al girar a alta velocidad. Si algún cabezal llega a tocar la superficie, puede causar muchos daños en el disco duro. Debido a que como los platos giran muy rápido, unos 7200 revoluciones por minuto (RPM), los puede rayar gravemente.

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Figura 25: Principio de funcionamiento de Disco Duro Fuente.- Tomado de http://www.monografias.com/trabajos12/insis/insis.shtml

En el gráfico anterior, se puede apreciar que el disco duro tiene dos platos; por lo tanto, tiene cuatro caras y cuatro cabezales; cada uno de ellos está numerado. Se comienza por el cabezal cero, y superficie o cara cero. Los cuatro cabezales son desplazados simultáneamente por el impulsor, de tal forma que se pueda acceder a toda la superficie donde se va a leer y escribir. Los dos platos están fijos al eje central y giran por acción de un motor, el cual funciona a alta velocidad. Algunos discos duros vienen preparados para trabajar a 5400 RPM, como los que están en los computadores portátiles; muchos, a 7200 RPM, como los que tienen los computadores de escritorio; y otros, a 10000 y 15000 RPM, que se identifican como de 10K y 15K RPM respectivamente, como los que requieren los servidores.

Figura 26: Principio de funcionamiento de Disco Duro Fuente.- Tomado de http://www.oocities.org/goldpidgeot/hd2.htm

En la imagen anterior, se aprecia un disco de tres platos y seis cabezales. Estos cabezales están en dos posiciones importantes. Primero, en el lado izquierdo de la imagen, se ve que los cabezales están junto al eje central, zona de parqueo, es decir, los cabezales descansan sobre la superficie de los platos, lo cual es posible cuando el disco duro está apagado. Segundo, en el lado derecho de la imagen, se aprecia que los cabezales están muy cerca del borde de los platos, track cero o pista cero, es decir, los cabezales no hacen contacto con la superficie, porque están flotando y los platos están girando a 7200 RPM; pero si hicieran contacto con la superficie, esta se dañaría; inclusive, si un cabezal hiciera contacto en la pista cero, el disco duro quedaría inservible. Características adicionales El disco está marcado en PISTAS las cuales están divididas en pequeñas secciones llamadas SECTORES. El sector es la porción mínima de información que se puede leer o escribir y, en él, se puede escribir como máximo 512 bytes. Físicamente, el disco se divide en sectores. Lógicamente, se divide en clúster. En este caso, el disco duro debe ser visto como un rectángulo dividido en pequeñas celdas. Cada una de estas se llama clúster.

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Particionamiento de un disco duro El sistema operativo permite ver al disco de manera lógica. El SO muestra al disco como un solo rectángulo o dividido en dos más, llamadas particiones. Cada partición consta de millones de pequeñas celdas llamadas clústeres. Si se relaciona a los clústeres con los sectores, se puede decir que un clústeres uno o más sectores. Un caso particular es que un clúster tiene 4 sectores cuando se usa un sistema de archivos FAT 32. Windows puede usar los sistemas de archivos FAT32 o NTFS.

Figura 27: Pantalla de Administración de equipos

1.3.1.2. Discos ópticos Un disco óptico es un formato de almacenamiento de datos digital, que consiste en un disco circular, en el cual la información se guarda y almacena, haciendo unos surcos microscópicos con un láser sobre una de las caras planas de dicho disco.

Figura 28: Los surcos microscópicos en discos ópticos Fuente.- Tomado de http://digitalizacioncmc.blogspot.com/

El CD ROM (CD, por las siglas en inglés de Compact Disc) es un soporte digital óptico utilizado para almacenar cualquier tipo de información (audio, imágenes, vídeo, documentos y otros datos). Un CD-ROM tiene una capacidad de entre 650 y 700 Mb (dependiendo de la marca). DVD (Digital Versatile Disc) es un disco óptico de almacenamiento de datos cuyo estándar surgió en 1995. En sus inicios, la V intermedia hacía referencia a video (digital video disk), debido a su aparición, como reemplazo del formato VHS, para la distribución de vídeo a los hogares.

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HD DVD (por las siglas de High Density Digital Versatile Disc), traducido al español como disco digital versátil de alta densidad, fue un formato de almacenamiento óptico desarrollado como un estándar para el DVD de alta definición por las empresas Toshiba, Microsoft y NEC, así como por varias productoras de cine. Puede almacenar hasta 30 GB. Blu-ray, también conocido como BD (en inglés: Blu-ray Disc), es un formato de disco óptico de nueva generación desarrollado por la BDA (siglas en inglés de Blu-ray Disc Association), empleado para vídeo de alta definición y con una capacidad de almacenamiento de datos de alta densidad, mayor que la del DVD. El disco Blu-ray tiene 12 cm de diámetro al igual que el CD y el DVD. Guardaba 25 GB por capa, por lo que Sony y Panasonic han desarrollado un nuevo índice de evaluación (i-MLSE) que permitiría ampliar la cantidad de datos almacenados, desde 25 a 33,4 GB por capa. El disco Blu-ray hace uso de un rayo láser de color azul con una longitud de onda de 405 nanómetros, a diferencia del láser rojo utilizado en lectores de DVD, que tiene una longitud de onda de 650 nanómetros. Esto, junto con otros avances tecnológicos, permite almacenar sustancialmente más información que el DVD en un disco de las mismas dimensiones y aspecto externo.

Figura 29: Discos ópticos Fuente.- Tomado de https://norfipc.wordpress.com/2013/08/07/velocidad-grabacion-discos/

1.3.1.3. Unidad de Estado Sólido (SSD) La unidad de estado sólido o SSD (solid state drive) es un dispositivo de almacenamiento de datos que usa memorias flash en lugar de los platos y cabezales que se encuentran en los discos duros convencionales. Los SSD son considerados como “discos” de estado sólido, aunque, técnicamente, no lo son, porque SSD no significa disco de estado sólido, sino drive o unidad de estado sólido. Los SSD basados en flash, también conocidos como discos flash, no requieren baterías, lo cual permite a los fabricantes replicar tamaños estándar del disco duro (1.8 pulgadas, 2.5 pulgadas y 3.5 pulgadas). Además, los SSD mantienen su información cuando desaparece la energía, porque no son volátiles. Esto último hace que se pueda pensar en reemplazar a los discos tradicionales por los discos flash. Otra característica importante es que estos dispositivos de almacenamiento son muy rápidos, ya que no tiene partes móviles, lo cual reduce ostensiblemente el tiempo de

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búsqueda, latencia y otros retardos electromecánicos inherentes a los discos duros convencionales.

Figura 30: Discos ópticos Fuente.- Tomado de https://silverfenix7.wordpress.com/tag/guia/

1.3.1.4. La memoria USB (Universal Serial Bus) USB es un tipo de dispositivo de almacenamiento de datos que utiliza memoria flash para guardar datos e información. Estas memorias se han convertido en el sistema de almacenamiento y transporte personal de datos más utilizado, desplazando en este uso a los tradicionales CD y DVD. Se pueden encontrar en el mercado fácilmente memorias de 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 GB, y hasta 1 TB. Las memorias con capacidades más altas son todavía muy caras, además, teóricamente pueden retener los datos durante unos 20 años y escribirse hasta un millón de veces. En las computadoras modernas y si la BIOS lo admite, pueden arrancar un sistema operativo sin necesidad de disco duro y es más rápido que con un lector de DVD. Se pueden encontrar distribuciones de Linux que están contenidas completamente en una memoria USB y pueden arrancar desde ella (Live CD).

Figura 31: USB 2.0 y 3.0 Fuente.- Tomado de http://itexpertvoice.com/everything-you-need-to-know-about-usb-3-0

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1.3.2. Sistemas de respaldo 1.3.2.1

Sistema de respaldo en cinta (Tape Backup)

El activo más importante de la empresa es la información y como tal puede verse afectada por factores como robos, incendios, fallas de disco, virus u otros. Por ello, uno de los problemas más importantes que debe resolver la empresa es la protección permanente de su información crítica.

Figura 32: Sistema de respaldo Fuente.- Tomado de http://inbest.me/respaldo-de-informacion-consideraciones-de-software-y-consideraciones-de-unared

La medida más eficiente para la protección de los datos es una política eficiente de copias de seguridad que incluya copias de seguridad completa y copias de seguridad incrementales. Este plan de respaldo debe ir en función del volumen de información generada y la cantidad de equipos críticos. Las características de un buen sistema de respaldo son las siguientes: Continuo.- El respaldo de datos debe ser completamente automático y continuo, sin interrumpir las tareas que el usuario está realizando. Seguro.- Muchos softwares de respaldo incluyen encriptación de datos lo cual debe ser hecho localmente en el equipo antes del envío de la información. Remoto.- Los datos deben quedar alojados en dependencias alejadas de la empresa. El TAPE BACKUP El Tape Backup es un sistema que se utiliza para respaldar la información de los discos duros. La diferencia con los discos es que su sistema de grabación y lectura es secuencial y utiliza un medio magnético similar a una cinta de grabación de audio o de video. Este sistema de respaldo de información es usado para los casos donde se quiere guardar grandes cantidades de información. Por ejemplo, se puede grabar en una sola cinta magnética desde 320 GB hasta 6250 GB o 6.25 TB.

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Figura 33: Tape Backup

El proceso de grabación más utilizado es el tipo DLT (Digital Linear Tape), específicamente es el Súper DLT, donde la grabación es lineal, como lo muestra el siguiente gráfico.

Figura 34: Proceso de grabación DLT

A continuación, se revisan algunos tipos de Tape Backup. Súper DLT Permite grabar la información en una cinta con capacidades, por ejemplo 800 GB sin comprimir y 1600 GB comprimido. Su velocidad de transferencia es 122 MB/s. Tiene un solo drive.

Figura 35: Proceso de grabación DLT

Autoloader Posee más de un drive y dispone hasta 16 slots para las cintas magnéticas. Puede almacenar hasta 25.6 TB.

Figura 36 Autoloader

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Tape Library Son librerías de cintas usadas en las empresas que necesitan almacenar y hacer backups. Son escalables desde 700 hasta 13,884 slots y pueden llegar a tener hasta 324 drives. La capacidad máxima es de 75PB o 75000 TB.

Figura 37: Proceso de grabación DLT

1.3.2.2 Arreglos de discos duros (RAID) Un RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks - Arreglo Redundante de Discos Baratos) es un conjunto de discos agrupados que permite incrementar la capacidad, la velocidad y la seguridad de los sistemas de almacenamiento. Existen diversos arreglos, pero los más usados son RAID 0, RAID 1, RAID 5 y RAID 10. Se sabe que una partición es un disco lógico creado dentro de un disco físico, pero un arreglo es un disco lógico creado con varios discos físicos.

Figura 38: RAID

Los sistemas RAID se implementan para proveer lo siguiente: •

copias de respaldo

•

rapidez en la disponibilidad de la información

•

mayor capacidad de almacenamiento.

A continuación, conozcamos los tipos de RAID y sus características.

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RAID 0 RAID es un arreglo de discos sin tolerancia a fallas, usa la técnica “STRIPING”, que distribuye la información entre los diferentes discos y aumenta la capacidad de almacenamiento. Para ello, se requiere un mínimo de 2 discos duros. También, se logra menor tiempo en el acceso al aumentar la velocidad de grabación, es decir, si se utiliza 5 discos, se multiplicará por 5 la velocidad. En este tipo de arreglo, no hay redundancia de información, por lo que, si alguno de los discos se malogra, se pierde toda la información.

Figura 39: RAID 0

RAID 1 RAID 1 es llamado arreglo espejo, aplica la técnica “MIRRORING” o espejo, que consiste en duplicar la información de un disco en otro. Sin embargo, desperdicia el 50 % de la capacidad. Asimismo, evita pérdida de información e interrupciones del sistema, debido a fallas del disco, pero esto no le hace ganar velocidad.

Figura 40: RAID 1

RAID 5 RAID 5 permite alta capacidad, alta velocidad y seguridad en un disco duro. Para la seguridad, usa la paridad distribuida. Por ejemplo, si un disco se malogra, será reemplazado y recuperada toda su información por parte del sistema operativo. Este tipo de arreglo es el más usado en servidores de base de datos, web, correo electrónico, etc.

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Figura 41: RAID 5

RAID 10 RAID 10 es un “RAID Anidado”. Proporciona velocidad de acceso, capacidad y seguridad de la información. Tiene costo elevado. Se aplica en la implementación de Servidores que requieren mayor seguridad. Combina las funciones de RAID 1 y RAID 0.

Figura 42: RAID 10

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Resumen 1.

El disco duro es el dispositivo de almacenamiento más importante del computador.

2.

Un disco óptico es un formato de almacenamiento de datos digital, que consiste en un disco circular, en el cual la información se guarda y almacena, haciendo huecos con un láser.

3.

Los discos de estado sólido SSD están basados en las memorias flash, por lo que también se les llama discos flash.

4. El Tape Backup es un sistema que se utiliza para respaldar la información de los discos duros en cintas magnéticas. 5. La capacidad máxima de un Tape Library es de 75PB o 75000 TB. 6. Un RAID es un disco lógico creado por varios discos físicos, que permite incrementar la capacidad, la velocidad y la seguridad de los sistemas de almacenamiento 7. Existen varios tipos de RAID: Raid 0, Raid 1, Raid 5, Raid 10, etc.

Pueden revisar los siguientes enlaces para ampliar los conceptos vistos en esta unidad:

•

http://www.quantum.com/products/tapedrives/index.aspx

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1.4. SESIÓN DE INTEGRACIÓN I 1.4.1. Sesión integradora I El profesor y alumnos harán un resumen de los puntos desarrollados anteriormente.

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1.5. COMPONENTES INTERNOS DEL COMPUTADOR 1.5.1. Tipos de case y fuente de poder El CASE o gabinete, es una estructura de metal y plástico de forma rectangular, donde se alojan los componentes internos del computador. Dentro de esta estructura, encontramos la fuente de poder, discos duros, unidades ópticas, Motherboard, procesador, memorias, tarjetas de video, tarjeta de audio, etc. Es importante diferenciar los tipos de CASE, debido a que no cualquier gabinete sirve para cualquier computadora, y esto es porque cada una de los Motherboard y su procesador necesitan de requerimientos específicos para un buen funcionamiento. La siguiente imagen muestra las partes de un case:

Figura 60: Vista interna de un case

Las bahías de un case sirven para alojar las unidades de almacenamiento como los discos duros y reproductores de CD, DVD, en general. Existen varios tipos de case por su forma, dentro de los cuales tenemos los siguientes: Tower, Mid-Tower, Mini-Tower, Desktop, Mini-Desktop y Slim.

Tower

Este case es utilizado cuando se requieren dispositivos de alta gama. Es empleado con más frecuencia en las empresas para los servidores. Su fuente de poder puede tener una potencia de 750W a mucho más.

Mid-Tower

Este es más pequeño, puede tener 3 a 4 bahías de 5 ¼ para las unidades lectoras, 2 bahías de 3 ½ para las disquetes y de 3 a 4 bahías de 3 ½ para las unidades de disco rígido. Su fuente es de 500W a 980W.

Mini-Tower

Este case tiene un tamaño aún más reducido, contiene solo 2 bahías de 5 ¼ para las unidades lectoras, 1 bahía para la disquetera y 2 bahías internas de 3 ½ para los discos. La fuente de poder es de 450W comúnmente.

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Desktop

El Chasis desktop estaba pensado originalmente para las oficinas y empresas por su ahorro de espacio, ya que este se instala horizontalmente. Su fuente de poder dispone de una potencia de 350W.

MiniDesktop

Es una versión reducida y se caracteriza por tener una bahía para cada tipo de dispositivo. La fuente de poder es más pequeña y de menor potencia de 230W.

La fuente de poder La fuente de poder, conocida también como fuente de energía, es la encargada de proveer la energía eléctrica a todos los componentes, dispositivos y aparatos electrónicos que forman parte del computador.

Figura 61: Fuente de alimentación

La fuente de alimentación, para cumplir con su función, debe realizar los procesos de reducción, rectificación y regulación, debido a que recibe la energía de la red eléctrica 220VAC a 60Hz. Esta energía no se puede aplicar directamente a los componentes del computador: es muy elevada y además alterna, dos motivos que dañarían inmediatamente los componentes del computador, por lo que debe ser rectificada y regulada para obtener valores pequeños de voltajes. Finalmente, estos voltajes toman diferentes valores, como 3.3, 5.0, 12.0y -12.0 voltios. La siguiente imagen corresponde al conector ATX de la fuente, que es el conector principal que se conecta a la Mainboard.

Figura 62: Conector ATX

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Tipos de fuente de poder Los tipos de fuentes que encontraremos en el mercado serán las genéricas y las certificadas son las siguientes: Fuentes genéricas. Son aquellas que normalmente son fabricadassin considerar, en sus procesos, ningún control de calidad y utilizan sistemas de protección mínimas. Fuentes certificadas. Son fuentes desarrolladas por fabricantes que obligan a pasar un control de calidad de sus productos, donde se exigen estándares de funcionamiento optimo, y se aplican sistemas de protección máximas. A continuación, se muestra una comparación entre las fuentes genéricas y las certificadas: • • • • •

Fuentes genéricas Su potencia de salida es la potencia pico. No poseen protección contra cortocircuito ni contra recalentamiento. No están validadas por ningún estándar. Destinada a computadores de uso personal. Marcas: Micronics, Omega, Cybertel, Unitec, etc.

Fuentes certificadas • • • • •

Su potencia de salida es la potencia real. Poseen circuitos de protección contra cortocircuito y recalentamiento. Son validadas por estándares internacionales. Destinada a computadoras de alto rendimiento (servidores, etc). Marcas: Thermaltake, CoolerMaster, Silverstone, Enermax, etc.

1.5.2. Mainboard y Memoria RAM La mainboard es la tarjeta principal de un sistema de cómputo. Esta tarjeta es el centro de una PC que permite la instalación e interconexión de todos los componentes del computador. Soporta la instalación de componentes muy importantes como el microprocesador, memorias, tarjetas de video, tarjetas de sonido, etc., por medio de zócalos, sockets o slots, donde van encajados. También, permite la instalación de las unidades de almacenamiento como los discos duros, reproductores de CD, DVD, etc., a través de interfaces. Asimismo, permite la instalación de todo tipo de periféricos como el mouse, el teclado, el monitor, etc., a través de los puertos.

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Figura 63: Mainboard

De acuerdo con el requerimiento que tengan los usuarios, una mainboard puede ser pura o integrada. La mainboard pura es aquella que no trae componentes integrados como sonido, red, video. Son conocidas también como “no integradas”. ¿Cómo reconocerlas? La manera más fácil es verificando que no tengan conectores de Audio, Video ni Red y, además, que tengan ranuras o slots de video (PCI Express 16x). Sin embargo, ¿en estos días podemos encontrar placas puras en el mercado? Son muy raras, exceptuando a las de alto rendimiento, diseñadas para usuarios exigentes, gamers, servidores, etc. Son muy pocas las que no traigan sonido, red y hasta video integrado y con slots de expansión. Depende del presupuesto de cada uno, para ir adicionando componentes independientes (deshabilitando los integrados) y mejorar el rendimiento del CPU. Estas mainboards no puras nos ofrecen sonido Stereo 5.1 (o más), Tarjeta de red de 10/100/1000 Mbit/sec, Video PCI Express 16x, Puertos USB 3.0, Firewire (IEEE 1394), etc. En la actualidad, las mainboards puras ya no existen, y a las que podríamos considerar puras, no integran el video.

Figura 64: Mainboard pura

La mainboard de la imagen no tiene puerto de video pero tiene ranuras de expansión PCI exp 16x para instalar tarjetas controladoras de video. La ventaja de estas mainboards es que no utilizan la memoria RAM para trabajar el sistema de video, razón por la cual tienen mejor rendimiento. La mainboard integrada es aquella que trae sonido, red y video integrados en la mainboard. Componentes de una Mainboard La mainboard aloja varios componentes, entre los cuales se encuentran los más importantes del computador. La siguiente lista muestra algunos de los componentes que comúnmente encontramos en una mainboard: •

socket de microprocesador

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•

chipset norte

•

chipset Sur

•

conector ATX

•

interfaz SATA

•

pila

•

puerto de audio

•

puerto de red

•

puerto de video

•

puerto USB

•

ROM BIOS

•

ranura o slot PCI

•

ranura o slot PCI-Express

•

zócalos de memoria RAM

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Figura 65: Componentes de una Mainboard

Socket del Microprocesador El socket del microprocesador es el componente donde se instala el microprocesador. Un socket puede soportar varios tipos de microprocesadores y existe variedad de tipos de zócalos. A continuación, veamos dos tablas, de las dos empresas fabricantes de procesadores: Fabricante INTEL Socket Microprocesadores soportados LGA 1156 Core i3, Core i5 y Core i7 primera generación LGA 1155 Core i3, Core i5, Core i7 Extreme segunda y tercera generación LGA 1366 Core i7 y Xeon LGA 2011 Core i7 Extreme y Xeon LGA 1150 Core i5 y Core i7 de cuarta generación

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Fabricante AMD Socket Microprocesadores soportados 938 Athlon 64, Opteron 1x y Sempron 3x 940 Athlon 64 FX , Opteron y Phenom AM2+ Athlon 64, Opteron, Phenom x2, x3 y x4 AM3+ Phenom II, Athlon II y Sempron FM1 Fusión serie A, Semprom X2 198, Athlon II X2 y X4 FM2 Athlon x2 y x4, Fusión series A4, A6, A8 y A10. Sockets INTEL LGA 775 (775 pines)

LGA 1155 (1155 pines)

LGA 1366 (1366 pines)

LGA1550 (1150 pines)

Sockets AMD PGA 940 (940 pines)

PGA AM2+ (940 pines)

PGA AM3 (938 pines CPU)

PGA FM2 (904 pines)

Figura 66: Sockets por fabricante

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Zócalos de memoria RAM Los zócalos de memoria RAM permiten la instalación de los módulos de memoria RAM. Estos zócalos inicialmente eran de tecnología single cannel, actualmente son dual o triple cannel. •

Single channel. Los zócalos son de un solo color. Con esta tecnología, el microprocesador solo se puede comunicar con un módulo de memoria a la vez.

Figura 67: Zócalos de memoria RAM: Single channel

•

Dual channel. Los zócalos son de dos colores. Con esta tecnología el microprocesador puede comunicarse con dos módulos de memoria a la vez. Ello significa que el microprocesador por cada vez que se comunica con las memorias RAM puede leer o escribir 128 bits de datos (64 bits de cada módulo). Para utilizar esta tecnología, hay que colocar los módulos de memoria en los zócalos del mismo color.

Figura 68: Zócalos de memoria RAM: Dual channel

•

Triple cannel. Los zócalos son también de dos colores, pero en total son seis ranuras que se disponen en la mainboard. Con esta tecnología, el microprocesador puede comunicarse con tres módulos de memoria a la vez. Ello significa que el microprocesador por cada vez que se comunica con las memorias RAM puede leer o escribir 192 bits de datos (64 bits de cada módulo). Para utilizar esta tecnología, hay que colocar siempre los módulos de memoria en los zócalos del mismo color.

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Figura 69: Zócalos de memoria RAM: Triple channel

El chipset El chipset es un conjunto de dos chips instalados en la mainboard. Estos son conocidos como North Bridge (puente norte) y South Bridge (puente sur). Estos permiten que el microprocesador se pueda comunicar con todos los componentes del computador. El chipset norte y sur, de acuerdo con las características que posean, definen el modelo y capacidad de la mainboard.

Figura 70: Chipset

Intel ha desarrollado diversos chipsets, porque, cada vez que aparece un nuevo microprocesador, debe desarrollarse un chipset que lo soporte y pueda ayudarlo en el procesamiento. En cada nuevo chipset, se notan los cambios realizados. Ejemplos de estos cambios son los siguientes, tomados de su página web: www.intel.com. Antiguamente, el puente norte se encargaba de comunicar el microprocesador con el sistema de video y con los módulos de memoria RAM. Actualmente, solo se encarga de comunicar el microprocesador con el sistema de video, ya que, la memoria RAM se comunica directamente con el microprocesador. En el siguiente diagrama en bloques de una mainboard Intel con microprocesador Core i7, puede verse al chipset norte controlando al sistema de video; y la RAM se comunica directamente con el microprocesador.

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Figura 71: Diagrama en bloques de una mainboard Intel

En otros modelos, el puente norte ha sido integrado por el procesador; por ello, el CPU se conecta directamente a la memoria RAM y la tarjeta de video. El puente sur sigue comunicando los puertos, las interfaces de discos y las ranuras de expansión con el microprocesador, además de la BIOS.

Figura 72: Diagrama en bloques de una mainboard Intel: puente norte integrado por el procesador

La ROM BIOS La ROM BIOS es una memoria relativamente pequeña de solo lectura. Sus iniciales ROM indican Read Only Memory (memoria de solo lectura) y BIOS indican Basic Input Output System (sistema básico de entrada y salida).

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Figura 73: ROM BIOS

Esta memoria es fundamental y contiene los tres primeros programas que el microprocesador ejecuta: el SETUP, POST y BOOT. El SETUP es el programa que permite a los usuarios configurar la mainboard; el POST es un programa de auto diagnóstico de los componentes del computador; y el BOOT es el programa que gestiona la carga del sistema operativo. Las interfaces de discos Las interfaces de discos permiten la conexión de los sistemas de almacenamiento masivo a la mainboard. Comúnmente, se adaptan a las interfaces los discos duros IDE, ATA o SATA, las lectoras o reproductores de CD, DVD, Blu-ray, sistemas Backup de cintas magnéticas.

Figura 74: Interfaces de discos

Las ranuras o slots de expansión Las ranuras o slots de expansión permiten la instalación de nuevas tarjetas controladoras. Estas ranuras son del tipo PCI, AGP (antiguas) y PCI Express (actual).

Figura 75: Slots de expansión

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En estas ranuras, se pueden instar todo tipo de tarjetas controladoras como de audio, de red, de video, de tv, de expansión de puertos, de interfaces, etc.

Figura 76: Tarjetas controladoras

Los puertos Los puertos son las vías de conexión que permiten adaptar todo tipo de dispositivos periféricos, como el mouse, teclado, monitor, parlantes, memorias USB, discos duros externos, impresoras, escáneres, etc.

Figura 77: Puertos.

Memorias según su aplicación en la Pc En el siguiente gráfico, se observa una mainboard relacionada con cinco memorias: •

VRAM. La tarjeta de video donde se encuentra la memoria VRAM o RAM de video.

•

La RAM principal. En módulos, que se inserta en los zócalos o sockets para la RAM.

•

Caché L1 y L2. El CPU o microprocesador tiene la memoria caché de forma interna. Hay dos memorias identificadas con L1 y L2.

•

ROM BIOS. Conectado directo a la mainboard, fue cambiado por otro chip, llamado memoria FLASH, por lo que las actuales mainboards ya no usan ROM BIOS, sino FLASH BIOS.

•

CMOS. Memoria que viene integrada en la mainboard, en particular en uno de sus chips del chipset (puente sur), se le llama RAM CMOS.

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Figura 78: Memorias según su aplicación en PC’s

RAM de video o VRAM. Las tarjetas de video necesitan usar memoria RAM, la cual se llama VRAM (RAM de video). Esta se usa para almacenar los gráficos que se deben mostrar en el monitor. La información de las imágenes está almacenada como un conjunto de bits, los cuales corresponden a la imagen digitalizada, y el procesador de video es el que se encarga de convertir los ceros y unos en señales para enviarlas al monitor, a través de un conector. Las tarjetas actuales tienen 1 GB de VRAM y esta cantidad sigue incrementándose.

Figura 79: Tarjeta de Video

La RAM Principal. Esta es la memoria que, hasta ahora, se ha llamado, simplemente, RAM. Su función es almacenar el sistema operativo y las aplicaciones, ya que, de acuerdo con el diseño del computador, todos los programas a ser ejecutados deben ser cargados a la memoria RAM. Esta memoria ha evolucionado mucho y se ha tratado de mejorar su capacidad de almacenamiento como, también, su velocidad. La memoria DDR3 ha reemplazado a su versión anterior, DDR2, ya que su módulo es de mayor velocidad. Kingston es uno de los fabricantes de memorias más importantes,

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porque ofrece diversos modelos de memorias, dentro de las cuales están las memorias DDR3 de 1600 MHz y de 1800 MHz. Cabe destacar que las memorias DDR3 no son compatibles con DDR2.

Figura 80: memoria DDR3

La Memoria caché. Esta es un almacén temporal de alta velocidad y de baja capacidad que se encuentra dentro del procesador. Esta memoria permite que el CPU pueda trabajar a su velocidad de proceso, ya que con la memoria RAM no lo puede conseguir. Como se ha visto anteriormente, las velocidades de los módulos de RAM son inferiores a la velocidad del CPU. La memoria caché ha sido fabricada de manera diferente a los chips de memoria de la RAM principal. En el gráfico, se puede ver la memoria caché L2 del CPU de AMD. También, se aprecia la memoria caché L1 que está dividida en dos: una parte almacena las instrucciones de los programas que se están ejecutando; y la otra parte, los datos, que son resultado de la ejecución del programa. Por ejemplo, si se está escribiendo una carta, las instrucciones del programa MS-Word deberán estar en L1 (parte de instrucciones); y el contenido de la carta, en L1 (parte de datos). La mayoría de los procesadores actuales usan, también, la memoria caché L3, que es de mayor capacidad que L1 y L2.

Figura 81: Puertos Fuente: Tomado de www.amd.com

La ROM BIOS. Es una memoria no volátil, en la cual se almacena el BIOS (Sistema Básico de Entrada / Salida). Se vio que esta memoria es importante en el momento del encendido, ya que el programa que tiene permite al CPU realizar la carga del sistema operativo del disco duro a la memoria RAM. El BIOS es un sistema básico conformado por un grupo de programas, entre los cuales se encuentra: el POST, el BOOT y el SETUP. Ha sido desarrollado por diferentes empresas, dentro de las cuales las más importantes son AMI y AWARD. Sin embargo, en los últimos tiempos, están tomando importancia el BIOS de Compaq, IBM, INTEL, entre otros.

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Figura 82: Empresas de BIOS

El POST (PowerOnSelf Test) es el programa que permite hacer un auto diagnóstico en el momento del encendido. Verifica el funcionamiento de los componentes de la mainboard, por ejemplo, si el teclado tiene problemas, el POST podrá informar en la pantalla: “Keyboard Error”. El BOOT es el programa que le permite al CPU cargar el sistema operativo en la RAM. Generalmente, el sistema operativo (SO) se encuentra en el disco duro, pero hay situaciones en que el SO es tomado desde un CD, DVD o, incluso, desde una memoria USB. Para que se pueda cargar el SO de alguno de estos dispositivos de almacenamiento, estos deben tener instalado o preparado un SO. Un disco duro puede tener instalado el SO Windows XP. En cambio, un CD o DVD puede ser el de instalación del Windows y tiene los archivos de sistema para que pueda “bootear”. Se dice que estos dispositivos son “booteables”.

Figura 83: Bus de datos, Direcciones y Control

El SETUP es el programa que permite configurar los componentes instalados en la mainboard. Mediante este, se puede configurar la fecha, la hora, la secuencia de inicio (booteo), establecer contraseña (de esta manera, nadie puede usar el computador si no conoce dicha contraseña), el tipo del disco duro, CD, disquetera, entre otros. Cada vez que se enciende el computador, se ejecuta el POST y, al culminar, muestra un mensaje que invita a ingresar al SETUP. Para ingresar al SETUP, en algunos casos, se indica presionar F1; en otros, F2; también, F10; y en la mayoría, la tecla DEL o suprimir.

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Figura 84: El Setup

1.5.3. Tipos de Procesadores El microprocesador es el chip más importante del computador, está formado en su interior por miles de millones de transistores, interconectados complejamente para desarrollar la función más importante en el computador, aunque repetitiva: leer, interpretar y ejecutar instrucciones de programa. Esta función la realiza desde que encendemos hasta que apagamos el computador. Su función es procesar una a una las instrucciones que conforman el programa que se ha decidido ejecutar. Normalmente, un programa está formado por miles y millones de instrucciones. Por consiguiente, el microprocesador debe ser muy veloz para ejecutar esta gran cantidad de instrucciones. Supongamos que, como usuarios, decidimos ejecutar un programa, como por ejemplo el programa Word de Microsoft Office. Este programa inicialmente está instalado en el disco duro, pero al ejecutarlo, se realiza una copia del programa y se traslada a la memoria RAM. Una vez que las instrucciones del programa Word están en RAM, el microprocesador debe cumplir con su función rutinaria de leer, interpretar y ejecutar una a una las instrucciones del programa Word. ¿Cómo hace para comunicarse con la memoria RAM? ¿Qué elementos físicos emplea para realizar tal labor?

Figura 85: Comunicación CPU-RAM

En este diagrama, se ve al CPU, el cual tiene como función procesar instrucciones. De acuerdo con el diseño del computador, estas instrucciones deben estar en la memoria RAM, tal como se ve en el gráfico. Para que el CPU acceda a la RAM, se dispone de los buses de datos, de direcciones y de control.

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A continuación, revisaremos las características de algunos de los microprocesadores INTEL. Core 2 Quad Este microprocesador tiene las siguientes características: • • • •

Procesador de cuatro núcleos Velocidad de CPU 3,2 Ghz y FSB hasta 1600 Mhz Disponía hasta 12MB de memoria caché L2. Incluye tecnología IVT y SpeedStep.

Atom Este microprocesador tiene las siguientes características: • • • •

procesador de uno o dos núcleos velocidad de CPU 2,13 Ghz y FSB hasta 667 Mhz disponía hasta 1MB de memoria caché L2. consume solo 2,5W.

Core i Estos microprocesadores introducen las arquitecturas Core i3, Core i5 y Core i7 de la 1ra, 2da, 3ra y 4ta generación. Tienen las siguientes características: • • • •

procesador de más de dos núcleos velocidad de CPU hasta de 3,9 Ghz dispone hasta 15MB de memoria caché L3. orientado para computadoras de escritorio, notebooks y ultrabooks

Xeon Este microprocesador tiene las siguientes características: • • • • •

procesador de hasta diez núcleos velocidad de CPU 4,4 Ghz con FSB hasta de 800MHz dispone hasta 24MB de memoria caché L3. posee tecnología Quick Path. orientado para servidores de gama alta

A continuación, revisaremos las características de algunos de los microprocesadores AMD. Athlon II Este microprocesador tiene las siguientes características: • • • • •

primer procesador AMD con 2 y cuatro núcleos orientado para hogar y oficina en desktop y notebooks. velocidad de CPU hasta 3 Ghz soporta arquitecturas de 32 y 64 bits en simultáneo. caché L2 hasta de 2MB

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Phenom Este microprocesador tiene las siguientes características: • • • •

equivalente al QuadCore de Intel a más CPU para aplicaciones de hogar y de trabajo. en 2, 3, 4 y 6 núcleos con velocidad de hasta 3.4 Ghz. memoria caché L2 hasta 3MB y memoria caché L3 de 6 MB.

Opteron Este microprocesador tiene las siguientes características: • • • • •

gama de procesadores AMD para servidores diseñado para competir con procesadores Intel Xeon comercialmente en frecuencias hasta 3,3 Ghz. tiene hasta 16MB de caché L2 y 16MB de caché L3. en presentaciones hasta de 16 núcleos

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Resumen 1. El CASE o gabinete, es una estructura de metal y plástico de forma rectangular, donde se alojan los componentes internos del computador. 2. La fuente de alimentación es la encargada de proveer la energía eléctrica a todos los componentes de la mainboard. 3. El CPU ejecuta las instrucciones que se encuentran en la RAM. 4. Los fabricantes de procesadores son Intel y AMD.

Puede revisar los siguientes enlaces para ampliar los conceptos vistos en esta unidad: •

Procesadores AMD: http://www.amd.com/es-xl/products/processors

•

Procesadores Intel: http://www.intel.la/content/www/xl/es/processors/core/core-i7processor.html

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UNIDAD

2 SISTEMAS OPERATIVOS DEL COMPUTADOR LOGRO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE Al término de la unidad, el alumno explica la importancia de los sistemas operativos, aplicando fundamentos de utilidad, clasificación, características y aplicaciones. TEMARIO 2.1 Tema 06 : Sistemas Operativos 2.1.1 : Sistemas Operativos. Conceptos generales 2.1.2 : Clasificación de los Sistemas Operativos 2.2 Tema 07 : Sesión de Integración II 2.2.1 : Sesión integradora II

ACTIVIDADES PROPUESTAS • •

Los alumnos listan las características del sistema operativo. Los alumnos expresan la utilidad delos tipos de sistemas operativos.

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2.1. SISTEMAS OPERATIVOS 2.1.1. Sistemas Operativos. Conceptos generales Un sistema operativo es un conjunto de programas que, ordenadamente relacionados entre sí, contribuyen a que el computador lleve a cabo correcta y eficientemente su trabajo. Este software pone la capacidad de cómputo del sistema al alcance de los usuarios y administra cuidadosamente el hardware para lograr un buen rendimiento. Los sistemas operativos son, ante todo, administradores de recursos. Los principales recursos que administran son el hardware del computador (los procesadores, los medios de almacenamiento, los dispositivos de entrada/salida, los dispositivos de comunicación) y el software (programas de aplicación). Los sistemas operativos realizan muchas funciones, como proporcionar la interfaz con el usuario, permitir que los usuarios compartan, entre sí, el hardware y demás recursos, facilitar la entrada y salida de datos, permitir recuperarse de los errores, contabilizar el uso de los recursos, facilitar las operaciones en paralelo, organizar los datos para lograr un acceso rápido y seguro, y manejar las comunicaciones en la red.

Figura 86: Sistema Operativo y Hardware de PC

El gráfico anterior ilustra la forma en que el sistema operativo se relaciona con el hardware y toma control de él. Por otro lado, se aprecia que los usuarios no tienen contacto directo con el sistema operativo, sino, a través de los programas de aplicación y de sistema. Uno de los propósitos del sistema operativo, consiste en gestionar los recursos de ubicación y protección de acceso del hardware, lo cual alivia a los programadores de aplicaciones, de tener que tratar con estos detalles. La mayoría de aparatos electrónicos (teléfonos móviles, reproductores de DVD, computadoras, radios, enrutadores, etc.) que utilizan microprocesadores para su funcionamiento llevan incorporado un sistema operativo y son manejados mediante una interfaz gráfica de usuario, un gestor de ventanas o un entorno de escritorio. Por ejemplo, un celular se controla mediante una consola; un DVD, mediante un control remoto; y un router, mediante una línea de comandos o navegador web. Los programas de Sistema controlan operaciones del computador mientras que los programas de Aplicación, son las llamadas Herramientas para el usuario, que pueden ser un diseñador o un usuario final.

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Los recursos que administran los Sistemas Operativos son Procesos, Memoria, Dispositivos de Entrada y Salida, y Sistema de Archivos. Procesos. Un proceso es simplemente, un programa en ejecución que necesita recursos para realizar su tarea: tiempo de CPU, memoria, archivos y dispositivos de E/S. Si se tiene una lista de tareas o procesos a realizar, a estas se les fija una prioridad, que puede ser alta, media o baja. Posteriormente, se ejecutan las tareas de prioridad alta y cuando se terminen, se sigue con las de media y después las de baja prioridad, una vez realizados los procesos, estos se van tachando, marcando su finalización. Esto puede traer un problema con los procesos de baja prioridad, puede que nunca lleguen a ejecutarse y permanezcan en la lista para siempre, para solucionar esto, se puede asignar alta prioridad a los procesos más antiguos. El sistema operativo tiene su Administrador de Procesos, el cual cumple las siguientes funciones: •

Llevar el control de los procesadores y el estado de los procesos

•

Asignar el CPU al proceso elegido

•

Recuperar el CPU si el proceso termina

•

Parar y reanudar procesos

•

Ofrecer mecanismos para que los procesos puedan comunicarse y se sincronicen

Memoria. La memoria es una gran tabla de bytes que se referencian cada una mediante una dirección única. Este almacén de datos de rápido acceso es compartido por la CPU y los dispositivos de E/S, esta memoria es volátil y pierde su contenido ante fallos del sistema. Para esto, se emplea un administrador de memoria, el cual cumple las siguientes funciones: •

Llevar el registro de la memoria, conociendo qué partes de la misma están siendo utilizadas y por quién

•

Supervisar el cumplimiento de políticas de seguridad

•

Asignar memoria a los procesos, decidiendo qué procesos se cargarán en memoria, cuando haya espacio disponible

•

Recuperar memoria que no se está usando

Dispositivos de Entrada y Salida. En esta gestión, se emplea un administrador de dispositivos, el cual cumple las siguientes funciones: •

Llevar el control de los dispositivos

•

Decidir la mejor manera de asignarlos

•

Asignar el dispositivo (canal o puerto) e inicia la operación de entrada / salida

•

Recuperar el dispositivo asignado

•

El sistema operativo debe gestionar el almacenamiento temporal de E/S y servir las interrupciones de los dispositivos de E/S

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Sistema de Archivos. La gestión del sistema de archivos emplea un administrador de información, el cual controla dónde y cómo se guardan los archivos en los distintos dispositivos de almacenamiento. Los archivos pueden ser programas (en código fuente y objeto) o datos, tales como imágenes, textos, información de bases de datos, etc. El sistema operativo es responsable de las siguientes tareas: •

Construir, eliminar archivos y directorios

•

Ofrecer funciones para manipular archivos y directorios

•

Establecer la correspondencia entre archivos y unidades de almacenamiento

•

Realizar copias de seguridad de archivos

•

Llevar el control de la información de los archivos

•

Decidir qué proceso tiene acceso a la información en función de los esquemas de protección. Esto toma importancia por ejemplo, cuando se usa el sistema de archivos NTFS.

Existen diferentes sistemas de archivos, es decir, existen diferentes formas de organizar la información que se almacena en los dispositivos de almacenamiento, por ejemplo, en los discos duros, existen los sistemas de archivos FAT32, Ext3, NTFS, XFS, etc. Desde el punto de vista del usuario, estas diferencias pueden parecer insignificantes a primera vista; sin embargo, existen diferencias muy importantes. Por ejemplo, los sistemas de archivos FAT32 y NTFS, que se utilizan fundamentalmente en sistemas operativos de Microsoft, tienen una gran diferencia para un usuario que utilice una base de datos con bastante información ya que el tamaño máximo de un fichero con un sistema de archivos FAT32 está limitado a 4 gigabytes, sin embargo, en un sistema NTFS el tamaño es considerablemente mayor, también se puede establecer diferencias entre ambos, ya que NTFS permite darle seguridad a los a los archivos. Esto no ocurre en FAT32. Otras características a tener en cuenta de los sistemas operativos son las siguientes: Los modos de ejecución en un CPU. Por medidas de seguridad, las aplicaciones no deben poder usar todas las instrucciones del CPU. Por otro lado, el Sistema Operativo tiene que poder utilizar toda la capacidad de instrucciones del CPU; por ello, un CPU debe tener (al menos) dos modos de operación diferentes: •

Modo usuario: El CPU podrá ejecutar solo las instrucciones del juego restringido de las aplicaciones.

•

Modo supervisor: El CPU debe poder ejecutar el juego completo de instrucciones.

La administración de tareas puede ser de la siguiente manera: •

Monotarea: Solamente permite ejecutar un proceso (aparte de los procesos del propio SO) en un momento dado. Una vez que empieza a ejecutar un proceso, continuará haciéndolo hasta su finalización y/o interrupción.

•

Multitarea: Es capaz de ejecutar varios procesos al mismo tiempo. Este tipo de sistema operativo asigna los recursos disponibles (CPU, memoria, periféricos,

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etc.) de forma alternada a los procesos que los solicitan, de manera que el usuario percibe que todos funcionan a la vez, de forma concurrente. La administración de usuarios puede ser de la siguiente manera: •

Monousuario: Solo permite ejecutar los programas de un usuario al mismo tiempo.

•

Multiusuario: Permite que varios usuarios ejecuten simultáneamente sus programas, accediendo a la vez a los recursos de la computadora. Normalmente, estos sistemas operativos utilizan métodos de protección de datos, de manera que un programa no pueda usar o cambiar los datos de otro usuario.

El manejo de recursos puede ser de la siguiente manera: •

Centralizado: Permite usar los recursos de un solo computador.

•

Distribuido: Permite utilizar los recursos (memoria, CPU, disco, periféricos, etc.) de más de un computador al mismo tiempo.

2.1.2. Clasificación de los Sistemas Operativos Clasificación de los Sistemas Operativos por su modo de operación Los sistemas operativos se clasifican de acuerdo con el modo en que operan y el hardware que administran. Así, existe la siguiente clasificación: S.O. Multitarea. El término multitarea se refiere a la capacidad del sistema operativo de ejecutar más de un programa al mismo tiempo. Existen dos métodos que se utilizan para desarrollar procesamiento con multitarea. En el primer método, los programas son ejecutados periódicamente por el CPU bajo supervisión del sistema operativo. A este método, se le llama multitarea cooperativa y es el método utilizado por los primeros sistemas operativos como DOS. El segundo método es el llamado multitarea con asignación de prioridades. Con este esquema, el sistema operativo mantiene una lista de procesos (programas) que están corriendo. Cuando se inicia cada proceso en la lista, el sistema operativo le asigna una prioridad. En cualquier momento, el sistema operativo puede intervenir y modificar la prioridad de un proceso, organizando en forma efectiva la lista de prioridad. El sistema operativo, también, mantiene el control de la cantidad de tiempo que utiliza con cualquier proceso antes de ir al siguiente. Con multitarea de asignación de prioridades, el sistema operativo puede sustituir en cualquier momento el proceso que está corriendo y reasignar el tiempo a una tarea de más prioridad. UNIX, LINUX, OS-2, Windows NT, Windows 2000 emplean este tipo de multitarea. Es necesario contar con más de un procesador en el computador para implementar la multitarea, de lo contrario la única posibilidad será compartir el tiempo del procesador entre todos los procesos que requieran ejecución. S.O. Multiusuario. Un sistema operativo multiusuario permite a más de un usuario acceder a un computador. Para llevar esto a cabo, el sistema operativo debe ser capaz

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de efectuar multitarea. UNIX fue el sistema operativo originalmente diseñado para ser multiusuario y multitarea desde su concepción. También, existen otros sistemas operativos que tienen la capacidad de Multiusuario como Linux, Windows, etc. S.O. Multiproceso. Existen computadores que tienen más de un procesador, en ellos se puede trabajar con sistemas operativos multiproceso. Un sistema operativo multiproceso coordina las operaciones de los CPUs del computador. Esto debido a que cada CPU, en un computador con multiproceso, puede estar ejecutando una instrucción; y el otro CPU queda liberado para procesar otras instrucciones simultáneamente. Al usar un computador con capacidades de multiproceso, se incrementa su velocidad de respuesta y ejecución de procesos. Los primeros sistemas operativos multiproceso realizaban lo que se conoce como lo siguiente: •

Multiproceso Asimétrico. Un procesador principal retiene el control global del computador, así como el de los otros procesadores. Esto fue un primer paso hacia el multiproceso pero no fue la dirección ideal a seguir ya que el CPU principal podía convertirse en un cuello de botella. Si el CPU principal falla, falla todo el computador.

•

Multiproceso Simétrico. En un sistema multiproceso simétrico, no existe un procesador principal o maestro, todos los procesadores son considerados iguales y se les asigna la misma carga de trabajo. La barrera a vencer al implementar el multiproceso simétrico es que los sistemas operativos tienen que ser rediseñados o diseñados desde el principio para trabajar en un ambiente multiproceso. Los sistemas operativos actuales, como Windows y LINUX soportan multiproceso simétrico.

Componentes del Sistema Operativo Intérprete de Comandos. El intérprete de comandos, es un programa que usa intensivamente las llamadas a sistema; este programa reconoce el terminal como su entrada y salida estándar. Las órdenes se introducen siguiendo la sintaxis incorporada por dicho intérprete, dentro del entorno proporcionado por el emulador de terminal. A continuación, se muestra un ejemplo gráfico:

Figura 87: Intérprete de comandos

El Kernel. El núcleo o kernel es un software que constituye una parte fundamental del sistema operativo, y se define como la parte que se ejecuta en modo privilegiado (conocido también como modo núcleo).

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Es el principal responsable de facilitar a los distintos programas, acceso seguro al hardware de la computadora o en forma básica. Es el encargado de gestionar recursos, a través de servicios de llamada al sistema. Como hay muchos programas y el acceso al hardware es limitado, también se encarga de decidir qué programa podrá hacer uso de un dispositivo de hardware y durante cuánto tiempo, lo que se conoce como multiplexado. Acceder al hardware directamente puede ser realmente complejo, por lo que los núcleos suelen implementar una serie de abstracciones del hardware. Esto permite esconder la complejidad, y proporciona una interfaz limpia y uniforme al hardware subyacente, lo que facilita su uso al programador.

Figura 88: Kernel – parte fundamental de un Sistema Operativo

Principales Sistemas Operativos MS-DOS (Microsoft – Disk Operating System) MS-DOS fue el más común y popular de todos los sistemas operativos para microcomputadores. La razón de su popularidad se debe al aplastante volumen de software disponible y a la base instalada de computadores con procesador Intel. Cuando Intel liberó el 80286, DOS se hizo tan popular y firme en el mercado, que las aplicaciones DOS representaron la mayoría del mercado de software para microcomputadora. En aquel tiempo, la compatibilidad IBM fue una necesidad para que los productos tuvieran éxito. La “compatibilidad IBM” significaba computadoras que corrieran DOS tan bien como las computadoras IBM lo hacían.

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Figura 89: Interfaz del MS-DOS

UNIX Unix es un sistema operativo portable, multitarea y multiusuario, desarrollado en 1969, por un grupo de empleados de los laboratorios Bell de AT&T. Este sistema, junto con todos los derechos fueron vendidos por AT&T a Novell Inc. Esta vendió, posteriormente, el software a Santa Cruz Operation en 1995, y esta, a su vez, lo revendió a Caldera Software en 2001, empresa que después se convirtió en el grupo SCO. Sin embargo, Novell siempre argumentó que solo vendió los derechos de uso del software, pero que retuvo el copyright sobre "UNIX®". En 2010, y tras una larga batalla legal, esta ha pasado nuevamente a ser propiedad de Novell. A lo largo de la historia ha surgido una gran multitud de implementaciones comerciales de UNIX. Sin embargo, un conjunto reducido de productos han consolidado el mercado y prevalecen gracias a un continuo esfuerzo de desarrollo por parte de sus fabricantes. Los más importantes son los siguientes: •

Solaris de Sun Microsystems. Uno de los sistemas operativos Unix más difundidos en el entorno empresarial y conocido por su gran estabilidad. Parte del código fuente de Solaris se ha liberado con licencia de fuentes abiertas (OpenSolaris).

•

AIX de IBM. El UNIX "propietario" de IBM cumplió 20 años de vida en el 2006 y continúa en pleno desarrollo, con una perceptible herencia del mainframe en campos como la virtualización o la RAS de los servicios, heredada de sus "hermanos mayores".

•

HP-UX de Hewlett-Packard. Este sistema operativo también nació ligado a las computadoras departamentales de este fabricante. También, es un sistema operativo estable que continua en desarrollo.

•

Mac OS X. Se trata de un UNIX completo, aprobado por The Open Group. Su diferencia marcada es que posee una interfaz gráfica propietaria llamada Aqua, y es principalmente desarrollada en Objective-C en lugar de C o C++. Mac OS X es, también, la base del iOS, anteriormente conocido como el Sistema Operativo del iPhone, el iPod Touch y el iPad, así como la base para el sistema operativo utilizado en el Apple TV.

Figura 90: Interfaz de sistemas Operativos UNIX

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Sistema Operativo OS X El sistema operativo OS X, antes llamado Mac OS X, es un entorno operativo basado en Unix, desarrollado, comercializado y vendido por Apple Inc. Ha sido incluido en su gama de computadoras Macintosh desde el año de 2002. OS X es el sucesor del Mac OS 9, el sistema operativo de Apple desde 1984. Está basado en BSD, y se construyó sobre las tecnologías desarrolladas en NeXT entre la segunda mitad de los 80's y finales de 1996, cuando Apple adquirió esta compañía. Desde la versión Mac OS X 10.5 para procesadores Intel, el sistema tiene la certificación UNIX 03. OS X es la décima versión del sistema operativo de Apple para computadoras Macintosh. Las versiones previas usaron una numeración cardinal, p.j. Mac OS 8 y Mac OS 9. La letra X en el nombre Mac OS X se refiere al 10 en números romanos. En el 2005, Steve Jobs anunció que Apple estaría trabajando en la transición de PowerPC a Intel, desde hacía 2 años y que, Mac OS X soportaría ambas plataformas durante la transición. Jobs también confirmó los rumores respecto a que Apple tenía versiones de Mac OS X funcionando en procesadores Intel con las mismas funciones que la versión para PowerPC. En el 2009, Apple anunció que el Mac OS X v10.6 abandonaría el soporte para los procesadores PowerPC y que solo estaría disponible para equipos Intel. Las capacidades gráficas de la PC Macintosh hicieron, de esa máquina, la primera precursora en los campos gráficos computarizados, como la edición por computadora.

Figura 91: Interfaz del Sistema Operativo OS X

Windows Server 2008 (Win2K8) Windows Server 2008 es el nombre de un sistema operativo de Microsoft diseñado para servidores, es el sucesor de Windows Server 2003. Se basa en el núcleo Windows NT 6.0. Entre las mejoras de esta edición, se destacan nuevas funcionalidades para el Active Directory, nuevas prestaciones de virtualización y administración de sistemas, la inclusión de IIS 7.5 y el soporte para más de 256 procesadores.

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Figura 92: Interfaz del Sistema Operativo Windos Server 2008

Hay varias ediciones diferentes, dentro de los cuales tenemos las siguientes: •

Windows Server 2008 Standard Edition (x86 y x86-64)

•

Windows Server 2008 Enterprise Edition (x86 y x86-64)

•

Windows Server 2008 Datacenter Edition (x86 y x86-64)

•

Windows Storage Server 2008 (x86 y x86-64)

•

Windows Small Business Server 2008 (x86-64) empresas pequeñas

•

Windows Essential Business Server 2008 (x86-64) empresas medianas

•

Windows Server 2008 para sistemas basados en Itanium

Para notar la diferencia entre algunas de las versiones, la siguiente tabla, nos muestra la cantidad de RAM que soporta como máximo, además, la cantidad de procesadores físicos que puede soportar. Tenga en cuenta que cuando se trata de un sistema operativo de servidor, el mismo debe estar preparado para poder repartir la carga entre diferentes microprocesadores, además de los propios núcleos que tiene cada procesador, recuerde que un procesador puede tener 6 núcleos, por lo tanto la versión Datacenter debe repartir las tareas a 384 núcleos.

Windows 8 Windows 8 es una versión moderna del sistema operativo de Microsoft Windows, producido por Microsoft para su uso en computadoras personales, incluidas computadoras de escritorio, portátiles, netbooks, tablets, etc. El principal cambio fue la decisión de eliminar el Menú de Inicio, existente desde Windows 95, pareciéndose mucho al sistema operativo Android para las tablets y

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celulares, posteriormente. Microsoft reconoció el error de la eliminación del menú de inicio y lo repuso en la versión 8.1.

Figura 93: Interfaz del Sistema Operativo Windos 8

Añade soporte para microprocesadores ARM, además de los microprocesadores tradicionales x86 de Intel y AMD. Su interfaz de usuario ha sido modificada para hacerla más adecuada para su uso con pantallas táctiles, además de los tradicionales con mouse y teclado. El efecto Aero Glass no está presente en este sistema operativo. El 30 de septiembre de 2014, Microsoft presentó su sucesor, Windows 10, orientado a integrar de una mejor forma el sistema operativo en todos los dispositivos, desde ordenadores, tabletas y hasta teléfonos inteligentes.

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GNU/Linux El nombre GNU, GNU's Not Unix (GNU no es Unix), viene de las herramientas básicas de sistema operativo creadas por el proyecto GNU, iniciado por Richard Stallman en 1983. El nombre Linux viene del núcleo Linux, inicialmente escrito por Linus Torvalds en 1991. Su desarrollo es uno de los ejemplos más importantes de software libre; todo su código fuente puede ser utilizado, modificado y redistribuido libremente por cualquiera bajo los términos de la GPL (Licencia Pública General de GNU, en inglés: General Public License) y otra serie de licencias libres. A pesar de que Linux es, en sentido estricto, el sistema operativo, parte fundamental de la interacción entre el hardware y el usuario se maneja usualmente con las herramientas (programas de sistema y programas de aplicación) del proyecto GNU y con entornos de escritorio basados en GNOME, que también forma parte del proyecto GNU, aunque tuvo un origen independiente. Linux es solo una pieza más dentro de GNU/Linux, sin embargo, una parte significativa de la comunidad, así como muchos medios generales y especializados prefieren utilizar el término Linux para referirse a la unión de ambos proyectos. A las variantes de esta unión de programas y tecnologías, a las que se les adicionan diversos programas de aplicación de propósitos específicos o generales se las denomina distribuciones. Su objetivo consiste en ofrecer ediciones que cumplan con las necesidades de un determinado grupo de usuarios. Algunas distribuciones son especialmente conocidas por su uso en servidores y supercomputadoras, donde tiene la cuota más importante del mercado. Según un informe publicado, GNU/Linux es utilizado por el 78% de los principales 500 servidores del mundo, otro informe le da una cuota de mercado de 89% en los 500 mayores supercomputadores. Con menor cuota de mercado, el sistema GNU/Linux también es usado en el segmento de las computadoras de escritorio, portátiles, computadoras de bolsillo, teléfonos móviles, sistemas embebidos, videoconsolas y otros dispositivos. Algunas distribuciones son las siguientes: •

Debian GNU/Linux es un sistema operativo libre, desarrollado por más de mil voluntarios alrededor del mundo, que colaboran a través de Internet. La dedicación de Debian al software libre, su base de voluntarios, su naturaleza no comercial y su modelo de desarrollo abierto la distingue de otras distribuciones del sistema operativo GNU.

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Figura 94: Interfaz del Sistema Operativo Debian GNU/Linux

•

Ubuntu es un sistema operativo basado en Linux y que se distribuye como software libre, el cual incluye su propio entorno de escritorio denominado Unity. Su nombre proviene de la ética homónima, en la que se habla de la existencia de uno mismo como cooperación de los demás. Está orientado al usuario novel y promedio, con un fuerte enfoque en la facilidad de uso y en mejorar la experiencia de usuario. Está compuesto de múltiple software normalmente distribuido bajo una licencia libre o de código abierto. Estadísticas web sugieren que la cuota de mercado de Ubuntu dentro de las distribuciones Linux es, aproximadamente, del 49%, y con una tendencia a aumentar como servidor web.

Figura 95: Interfaz del Sistema Operativo Ubuntu

•

Android es un sistema operativo basado en el núcleo Linux. Fue diseñado principalmente para dispositivos móviles con pantalla táctil, como teléfonos inteligentes o tablets; y, también, para relojes inteligentes, televisores y automóviles.

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Figura 96: Interfaz del Sistema Operativo Android

Inicialmente, fue desarrollado por Android Inc., empresa que Google respaldó económicamente y que más tarde la compró. Android fue presentado en 2007 junto la fundación del Open Handset Alliance (un consorcio de compañías de hardware, software y telecomunicaciones) para avanzar en los estándares abiertos de los dispositivos móviles. El primer móvil con el sistema operativo Android fue el HTC Dream y se vendió en octubre de 2008. Los dispositivos de Android venden más que las ventas combinadas de Windows Phone y IOS. El éxito del sistema operativo se ha convertido en objeto de litigios sobre patentes en el marco de las llamadas «Guerras por patentes de teléfonos inteligentes» (en inglés, Smartphone patent wars) entre las empresas de tecnología. Android, tiene una gran comunidad de desarrolladores creando aplicaciones para extender la funcionalidad de los dispositivos. A la fecha, se ha llegado ya al 1.000.000 de aplicaciones (la mayoría gratuitas) disponibles para la tienda de aplicaciones oficial de Android: Google Play, sin tener en cuenta aplicaciones de otras tiendas no oficiales para Android como la tienda de aplicaciones Samsung Apps de Samsung, Slideme de Java y Amazon Appstore.

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Resumen 1. El sistema operativo es un conjunto de programas que, ordenadamente relacionados entre sí, contribuyen al funcionamiento del computador. 2. Los recursos que administran los Sistemas Operativos son Procesos, Memoria, Dispositivos de Entrada y Salida, y Sistema de Archivos. 3. El sistema operativo multitarea es capaz de ejecutar varios procesos al mismo tiempo. 4. El núcleo o kernel es un software que constituye una parte fundamental del sistema operativo.

Puede revisar los siguientes enlaces para ampliar los conceptos vistos en esta unidad: •

GNU/Linux: https://www.gnu.org/home.es.html

•

Android: http://www.android.com/

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2.2. SESIÓN DE INTEGRACIÓN II 2.2.1. Sesión integradora II El profesor y alumnos harán un resumen de los puntos desarrollados anteriormente.

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UNIDAD

3 DESARROLLO DE SISTEMAS Y APLICACIONES LOGRO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE Al término de la unidad, el alumno explica los sistemas de información empresarial, la importancia de los programas y las bases de datos, aplicando fundamentos de funcionalidad, automatización, clasificación, evolución, manejadores y aplicaciones, y empleando equipos de cómputo, programas aplicativos, lenguajes de programación, herramientas multimedia e internet. TEMARIO 3.1 Tema 08 : Sistemas de Información 3.1.1 : Conceptos generales 3.1.2 : Sistemas de Información Empresarial 3.2 Tema 09 : Desarrollo de Software 3.2.1 : Conceptos y Clasificación de Software 3.2.2 : Lenguajes de programación 3.3.2.1 Definición de Lenguajes de Programación 3.3.2.2 Generaciones de los Lenguajes de Programación 3.3.2.3 Otra clasificación de los Lenguajes de Programación 3.3.2.4 Algunas definiciones 3.3.2.5 Lenguajes de Programación más usados 3.3 Tema 10 : Sesión de integración III 3.3.1 : Sesión integradora III 3.4 Tema 11 : Multimedia 3.4.1 : Conceptos generales de multimedia 3.4.2 : Herramientas Multimedia 3.4.2.1 Herramientas de Hardware 3.4.2.2 Herramientas de Software 3.4.3 : Formatos Multimedia 3.5 Tema 12 : Base de Datos 3.5.1 : Conceptos generales 3.5.2 : Manejadores de Base de Datos 3.6 Tema 13 : Sesión de Integración IV 3.6.1 : Sesión integradora IV

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3.7 Tema 14 : Aplicaciones en Internet 3.7.1 : Aplicaciones Web 2.0 3.7.1.1 Herramientas Web 3.7.1.2 Sistemas de Manejo de Aprendizaje 3.7.1.3 Herramientas básicas de un SMA para la comunicación 3.7.2 : Servicios de Internet 3.7.2.1 Buscadores 3.7.2.2 Google Maps 3.8 Tema 15 : Sesión de Integración final 3.8.1 : Sesión integradora final

ACTIVIDADES PROPUESTAS • • •

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Los alumnos explican la relación entre los Sistemas de Información Empresariales y los sistemas informáticos. Los alumnos expresan la importancia de las bases y listan las características de los programas manejadores de bases de datos. Los alumnos listan y explican los servicios de Internet.

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3.1. SISTEMAS DE INFORMACIÓN 3.1.1. Conceptos generales Datos. Los datos son las señales individuales y sin ningún significado, que manipulan los computadores para producir información. Son la materia prima de la información y se les representa por medio de símbolos o simplemente son señales individuales. "Los datos por sí mismos no dicen nada" Ejemplos: • • • • • •

Jorge 10, 5 Augusto 9060901 Casado 80 Kilos

Información. La información es un conjunto de datos relacionados de tal forma que tienen significado y coherencia. La información es el producto del procesamiento de datos.

Figura 97: Procesamiento de datos

Características de la información •

Precisión: Utiliza datos correctos y exactos

•

Oportunidad: Disponible en el momento que se le necesite

•

Significativa: Con sentido claro para las personas que la van a utilizar

•

Integridad: Información completa

•

Concisión: resumen de los datos importantes

Ejemplos: • Julio tiene 35 años y pesa 89.45 Kg. •

Mi número de teléfono celular es 99060901.

•

Mi estado civil es casado.

•

Silvia se casó con Oscar y viven en Italia, desde el año 2000.

•

Muriel obtuvo 120 puntos en el examen de ingreso a la UPC.

•

Augusto es Ingeniero de Sistemas y desarrolla programas en Internet.

•

El promedio de ventas del presente año, se incrementó en un 40 %.

•

La bolsa de valores de Perú se incrementa anualmente en 2.75%.

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Proceso Un proceso consiste en la selección, tratamiento y combinación de los datos con el objeto de obtener un mensaje significativo para alguien. Su objetivo es proveer la información correcta a la persona adecuada en el momento oportuno. Involucra una serie de pasos (agrupación, relación, comparación, cálculo, etc.) con el fin de transformar datos en información. Etapas del procesamiento de datos •

Entrada. Ingreso de datos elementales mediante dispositivos electrónicos (teclado, mouse, discos, micrófono, e-mail, lectora de tarjetas magnéticas, etc.) o en forma manual.

•

Clasificación. Agrupación de los datos bajo algún criterio (llave o clave), dado que existe una gran variedad de datos y antes de ser procesados deben ser clasificados.

•

Procesamiento. Conversión de la entrada en salida mediante cálculos, procesos, eventos, evaluando la causa-efecto para obtener el producto. El proceso puede ser realizado relacionando los datos, haciendo cálculos matemáticos simples o complejos, según el tipo de proceso.

•

Almacenamiento. Guardado de los datos en un dispositivo no temporal (discos). Se debe tener en cuenta que lo que se almacena son los datos fundamentalmente y raramente se almacena la información.

•

Control. Verificación del resultado del proceso.

•

Salida. Disponibilidad final de los resultados, un dispositivo físico de salida permite verlos. Los dispositivos de salida más usados son la pantalla, la impresora, la red (e-mail), fax módem, etc.

Figura 98: Etapas del Procesamiento de datos

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Ejemplos de procesos: •

Proceso de elaboración de planillas de sueldos de una fábrica

•

Proceso para calcular los precios de los productos más vendidos

•

Proceso de clasificación de alumnos por ciclo

•

Proceso de clasificación de alumnos por promedio ponderado

•

Proceso de admisión a la universidad

Tipos de procesamientos de datos Manual: Haciendo uso de lápiz y papel y/o cálculos mentales. Mecánico: Antiguamente para el proceso de datos, se usó el ábaco y las calculadoras mecánicas, como la Pascalina. Electromecánico: En décadas anteriores, los grandes computadores usaban las tarjetas perforadas como medio de ingreso de los programas para procesar datos. Electrónico: en la actualidad el procesamiento se realiza mediante computadores.

Figura 99: Tipos de procesamiento de datos

Necesidades de automatización del proceso Se presentan diversos motivos por los cuales es necesario automatizar el procesamiento de datos que podrían resumirse de la siguiente manera: •

Creciente complejidad de los procesos, por lo que se hace difícil realizarlos manualmente.

•

La competitividad del mercado que cada vez es mayor.

•

Necesidad de rapidez en el tratamiento de la información.

•

Apoyar a los usuarios en la toma de decisiones.

Sistema En el sentido más amplio, un sistema es un conjunto de componentes que interactúan entre sí para lograr un objetivo común. Nuestra sociedad (en teoría, un sistema también) está rodeada de sistemas de todo tipo, simples y complejos, desde un simple lápiz hasta sistemas como el sistema circulatorio, sistema nervioso, sistema operativo, sistema de pensiones, sistema de información, etc. Las partes en forma independiente no permiten alcanzar el fin requerido.

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Figura 100: Sistema

Cualquier persona experimenta sensaciones físicas gracias a un complejo sistema nervioso formado por el cerebro, la médula espinal, los nervios y las células sensoriales especializadas que se encuentran debajo de la piel. Estos elementos funcionan en conjunto para hacer que el sujeto experimente sensaciones de frío, calor, comezón, etc. El lenguaje es un sistema muy desarrollado formado por palabras y símbolos. Estos tienen significado para el que habla y para el que escucha. Una organización es un sistema. Sus componentes son, por ejemplo, mercadotecnia, producción, ventas, investigación, embarques, contabilidad y personal. Todos trabajan juntos para crear utilidades que beneficien tanto a los empleados como a los accionistas de la compañía. Cada uno de estos componentes es, a su vez, un sistema. El departamento de contabilidad, por ejemplo, quizá esté formado por cuentas por pagar, cuentas por cobrar, facturación y auditoría, entre otras. Todo sistema organizacional depende, en mayor o menor medida, de una entidad abstracta denominada sistema de información. Este sistema es el medio por el cual los datos fluyen de una persona o departamento hacia otros y puede ser cualquier cosa, desde la comunidad interna entre los diferentes componentes de la organización y líneas telefónicas hasta sistemas de cómputo que generan reportes periódicos para varios usuarios. Los sistemas de información proporcionan servicio a todo los demás sistemas de una organización y enlazan todos sus componentes en forma tal que estos trabajen con eficiencia para alcanzar el mismo objetivo. Conceptos adicionales •

Informática. Ciencia que estudia las formas y procedimientos para transformar la información de los usuarios.

•

Computación. Ciencia que estudia al computador como el dispositivo con el que se realiza el procesamiento electrónico de datos.

•

Automatizar. Es realizar los procesos haciendo uso del computador. Si queremos automatizar los procesos de información, se debe adquirir un computador e instalar en él los programas que permitan realizar las aplicaciones deseadas. Un ejemplo de las aplicaciones serían las contables.

•

Tratamiento de la información. Es manipular la información acomodándola a necesidades específicas.

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•

Input. Se refiere a la entrada de datos.

•

Process. Se refiere al proceso de datos.

•

Output. Se refiere a la salida de datos.

•

Retroalimentación (Feedback). Es llevar la información de la salida a la entrada para ver si es necesario hacer algún cambio o no. La realimentación la usamos para verificar el correcto funcionamiento de nuestros procesos.

Figura 101: Proceso

3.1.2. Sistemas de Información Empresarial Sistemas de Información Un sistema de información es un conjunto de componentes que interactúan recibiendo, intercambiando, almacenando, procesando y emitiendo información entre sí con el propósito de apoyar las diferentes actividades de un negocio o empresa. Premisas para el desarrollo de los sistemas de información Básicamente son dos: •

Los datos y la información son patrimonio de la empresa. Con esto, se está especificando que al desarrollar los sistemas se deben tener todos los cuidados necesarios para evitar que personas desautorizadas puedan ingresar y afectarlos en algo. Básicamente, se está hablando de seguridad de los sistemas.

•

Para que un dato o una información sea útil, debe variar entre una toma de decisión y la siguiente. La importancia de los sistemas de información es precisamente, que debe brindar en forma oportuna y correcta la información necesaria para una toma de decisión.

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Figura 102: Sistemas de Información (Soportes de Procesos de Negocio)

Los sistemas de información son parte de la empresa, pero, en el ámbito actual la empresa está sujeta a cambios políticos, económicos, tecnológicos y de mercado. Debido a estos cambios surgen problemas en los Sistemas de Información. Por ejemplo, un cambio de gobierno puede afectar a la empresa, ya que este puede ser proteccionista o liberal. El sistema de información de la empresa se verá afectado, al adecuarse al cambio. Los motivos por los que pueden ser necesarios los cambios en los sistemas de información se podrían resumir de la siguiente manera: •

Demanda creciente de aplicaciones, para cubrir las nuevas necesidades.

•

Aumento en cantidad de usuarios. Si las cosas mejoran en la empresa, se tendrá la presencia de mayor cantidad de empleados, mayor cantidad de clientes, por lo tanto habrá que hacer modificaciones.

•

La limitación de recursos disponibles, que exige adecuarse y dar soluciones económicas.

•

Necesidad de nuevos tipos de soluciones con el afán de mejorar la empresa. Recuerde siempre que el área de Sistemas no es una isla dentro de la empresa, sino más bien debe estar involucrada con todos los departamentos de la misma, con el afán de dar soluciones desde el punto de vista informático.

Lo que se espera de los sistemas de información •

Mejorar la productividad de la empresa.

•

Que permitan mejorar la calidad de los productos o servicios que brinda.

•

Que sean de bajo costo.

•

Que tengan buena capacidad de respuesta.

•

Que sean flexibles, o sea, que se puedan adaptar fácilmente a los cambios.

Se dice que los sistemas de información son buenos cuando: •

se entregan las aplicaciones de negocios anticipadamente.

•

protegen la inversión actual.

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•

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se logra consistencia, solidez o estabilidad en los sistemas.

Clasificación de los Sistemas de Información Empresarial

Figura 103: Clasificación de SI Empresarial

A. Sistema de procesamiento de Transacciones El sistema de procesamiento de transacciones es el sistema basado en computadora más importante dentro de una organización. Es el que está relacionado con el procesamiento de las transacciones. Los sistemas transaccionales tienen como finalidad mejorar las actividades rutinarias de una empresa y de las que depende toda organización. Una transacción es un intercambio de valores. Las transacciones más comunes incluyen facturación, entrega de mercancía, paga a empleados y depósito de cheques. Los tipos de transacciones cambian en cada una de las diferentes organizaciones. Sin embargo, la mayor parte de las compañías procesan dichas transacciones como una mayor parte de sus actividades cotidianas. Las empresas con mayor éxito llevan a cabo este trabajo en una forma ordenada y eficiente.

Figura 104: Una transacción

A través de estos sistemas, suelen lograrse ahorros significativos de mano de obra, debido a que automatizan tareas operativas de la organización. Con frecuencia, son el primer tipo de sistemas de información que se implantan en las organizaciones. Se empieza apoyando las tareas a nivel operativo de la organización para continuar con los

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mandos intermedios y, posteriormente, con la alta administración a medida que evolucionan. Son fácilmente adaptables a paquetes de aplicación que se encuentran en el mercado, ya que automatizan los procesos básicos que por lo general son similares o iguales en otras organizaciones. Por ejemplo, la facturación, nóminas, cuentas por cobrar, cuentas por pagar, contabilidad general, conciliaciones bancarias, inventarios, etc. El procesamiento de transacciones, que es el conjunto de procedimientos para el manejo de estas, incluye, entre otras, las siguientes actividades: •

cálculos

•

clasificación

•

ordenamiento

•

almacenamiento y recuperación

•

generación de resúmenes

Todas estas actividades forman parte del nivel operacional de cualquier organización. El estudio de un grupo de organizaciones también muestra la existencia de características similares. Entre ellas, tenemos las siguientes: •

Gran volumen de transacciones.

•

Gran similitud entre las transacciones.

•

Los procedimientos para el procesamiento de transacciones están bien comprendidos y se pueden describir con detalle.

•

Existen muy pocas excepciones a los procedimientos normales.

B. Sistema de información Administrativa Los sistemas de información administrativa permiten ingresar datos, procesarlos y actualizarlos por las personas autorizadas. Con ello, se obtiene información para tomar decisiones y resolver problemas. Los directivos recurren a los datos almacenados como consecuencia del procesamiento de las transacciones, pero también emplean otra información. La información que generan sirve de apoyo a los mandos intermedios y a la alta administración en el proceso de toma de decisiones. Suelen ser intensivos en cálculos y escasos en entradas y salidas de información. No suelen ahorrar mano de obra, la justificación económica para el desarrollo de estos sistemas es difícil, ya que no se conocen los ingresos del proyecto de inversión. Suelen ser sistemas de información interactivos y amigables, con altos estándares de diseño gráfico y visual, ya que están dirigidos al usuario final. Estos sistemas pueden ser desarrollados directamente por el usuario final si la participación operativa de los analistas y programadores del área de Informática. En cualquier organización, se deben tomar decisiones sobre muchos eventos que se presentan con regularidad (a la semana, al mes, al trimestre, etc.) y para hacerlo se requiere de cierta información. Dado que los procesos de decisión están claramente

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definidos, se puede identificar la información necesaria para formular las decisiones. Se pueden desarrollar sistemas de información para que, en forma periódica, preparen reportes para el soporte de decisiones. C. Sistema gerencial o de soporte de decisiones No todas las decisiones son de naturaleza repetitiva, algunas se presentan solo una vez. Los sistemas para el soporte de decisiones ayudan a los directivos, a tomar decisiones no muy estructuradas. Una decisión se considera no estructurada si no existen procedimientos claros para tomarla y tampoco es posible identificar, con anticipación, todos los factores que deben considerarse en la decisión. Un factor clave en el uso de estos sistemas es determinar la información necesaria. En situaciones bien estructuradas, es posible identificar esta información con anticipación, pero en un ambiente no estructurado resulta difícil hacerlo. Conforme se adquiere la información, puede ocurrir que el gerente se dé cuenta de que se necesita más información; es decir, tener información puede conducir a otros requerimientos. Considérese el proceso de decisión que debe seguir un funcionario bancario, para decidir entre comenzar a ofrecer cuentas para manejo de efectivo o instalar máquinas de caja automática, teniendo en cuenta que los servicios son nuevos en el banco. Entre las muchas preguntas que debe abordar, se encuentran las siguientes: •

¿Cuál es el costo de cada servicio?

•

¿Cuántas cajas serán necesarias?

•

¿Cuál será la respuesta de la competencia?

•

¿Qué límites deben ponerse al monto de cada retiro?

•

¿Se puede cobrar una cuota por este servicio?

•

¿El servicio redundará en mayor cantidad de depósitos y con esto un aumento en el flujo de efectivo para el banco? Sistema Transaccional u Operativo.

• • •

Soporta las operaciones diarias de la empresa. Sus procedimientos son bien definidos. Los usuarios ingresan y solicitan información definida.

Sistema Administrativo.

• • •

Soporta las decisiones administrativas diarias. Sus procedimientos son menos definidos. Se usan cuando el usuario solicita información.

•

Soporta las decisiones estratégicas para la marcha de la empresa. Debe responder requerimientos poco estructurados. No son permanentemente utilizados.

Sistema Gerencial o de Decisiones.

• •

Ejemplos de sistemas de información: Veamos algunas aplicaciones de los sistemas de información, mediante los cuales se toma ventajas en el terreno de los negocios de diversas organizaciones.

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Sistema de Códigos de Barras, RFID y Punto de Venta. En la actualidad, muchas empresas comerciales utilizan los códigos de barras para tener control sobre sus inventarios, también conocido como código universal del producto. En fechas recientes, se ha desarrollado un nuevo sistema que podría desplazar al código de barras, es la identificación con radio frecuencia (RFID). La ventaja de esta nueva tecnología radica en la etiqueta de tamaño reducido que puede almacenar más información que en el código de barras y para leerla solo basta pasarla por una antena, sin necesidad de escanear con algún haz de luz.

Figura 105: Sistema de Código de Barras

Transferencia Electrónica de Fondos (EFT). La Transferencia Electrónica de Fondos para el Comercio (EFT) se refiere a la transferencia de dinero de la cuenta bancaria del cliente a la cuenta del negocio.

Figura 106: Transferencia Electrónica de Fondos (EFT)

Comercio Electrónico. El comercio electrónico está cambiando su enfoque: de ser una herramienta tecnológica está pasando a ser una herramienta estratégica.

Figura 107: Comercio Electrónico

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Productividad en los Procesos de Manufactura. La tecnología de la Información puede apoyar de manera importante los procesos de manufactura con el fin de reducir costos, mejorar la calidad de los productos o acelerar el proceso de diseño y lanzamiento de nuevos productos al mercado.

Figura 108: TI en procesos de manufactura

Ciclo de vida clásico del desarrollo de sistemas El desarrollo de sistemas es un proceso formado por las etapas de análisis y diseño, y comienza cuando la administración o algunos miembros del personal encargado de desarrollar sistemas detectan que el sistema de la empresa necesita mejoras. El método del ciclo de vida para desarrollo de sistemas es el conjunto de actividades que los analistas, diseñadores y usuarios realizan para desarrollar e implantar un sistema de información. Esta sección examina cada una de las seis actividades que constituyen el ciclo de vida de desarrollo de sistemas. En la mayor parte de las situaciones, dentro de una empresa, todas las actividades están muy relacionadas, en general, son inseparables y quizá sea difícil determinar el orden de los pasos que se siguen para efectuarlas. Las diversas partes del proyecto pueden encontrarse al mismo tiempo en distintas fases de desarrollo; algunos componentes pueden estar en la fase de análisis, mientras que otros en etapas avanzadas de diseño. El método del ciclo de vida para desarrollo de sistemas consta de las siguientes actividades: •

Investigación preliminar

•

Análisis del sistema

•

Diseño del sistema

•

Desarrollo de software

•

Implementación del sistema

•

Mantenimiento del sistema

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Figura 109: Ciclo de Vida Clásico de Desarrollo de Sistemas

El método de ciclo de vida para el desarrollo de sistemas es el conjunto de actividades que los analistas, diseñadores y usuarios realizan para desarrollar e implantar un sistema de información. •

Investigación Preliminar y Análisis: La solicitud para recibir ayuda de un sistema de información puede originarse por varias razones: sin importar cuáles sean estas, el proceso se inicia siempre con la petición de una persona.

•

Análisis del sistema. Se debe identificar el problema, identificar sus causas, especificar las alternativas de solución e identificar los requerimientos de información.

•

Diseño del sistema. El diseño de un sistema de información produce los detalles que establecen la forma en la que el sistema cumplirá con los requerimientos, identificados durante la fase de análisis. Los especialistas en sistemas se refieren, con frecuencia, a esta etapa como diseño lógico en contraste con la del desarrollo del software, a la que denominan diseño físico.

•

Desarrollo del sistema: Los encargados de desarrollar el software, pueden instalar software, comprobando a terceros o escribir programas diseñados a la medida del solicitante. La elección depende del costo de cada alternativa, del tiempo disponible para escribir el software y de la disponibilidad de los programadores.

•

Pruebas del sistema: Durante la prueba de sistemas, el sistema se emplea de manera experimental para asegurarse de que el software no tenga fallas, es decir, que funciona de acuerdo con las especificaciones y en la forma en que los usuarios esperan que lo haga.

•

Implementación y evaluación: La implementación es el proceso de verificar e instalar nuevo equipo, entrenar a los usuarios, instalar la aplicación y construir todos los archivos de datos necesarios para utilizarla. Una vez instaladas, las aplicaciones se emplean durante muchos años. Sin embargo, las organizaciones y los usuarios cambian con el paso del tiempo, incluso el ambiente es diferente con el paso de las semanas y los meses.

•

Mantenimiento del sistema: Es el proceso de mejora y optimización del software después de su entrega al usuario final (es decir, revisión del programa), así como también corrección y prevención de los defectos, para su aceptación.

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Resumen 1. Los datos son las señales individuales y sin ningún significado, que manipulan los computadores para producir información. 2. La información es un conjunto de datos relacionados de tal forma que tienen significado y coherencia. 3. Un sistema es un conjunto de componentes que interactúan entre sí para lograr un objetivo común. 4. Una transacción es un intercambio de valores.

Pueden revisar los siguientes enlaces para ampliar los conceptos vistos en esta unidad: •

Sistemas de información: http://sistemas-de-de-informacion.blogspot.com/p/definicion-de-sistema-deinformacion_14.html

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3.2. DESARROLLO DE SOFTWARE 3.2.1. Conceptos y Clasificación de Software Software. El software es un conjunto de instrucciones que el computador emplea para manipular datos. Sin el software, el computador no podría ser usado, porque todo lo que sabe hacer está escrito en los programas. El software es también un conjunto de programas, documentos, procedimientos, y rutinas asociados con la operación del computador; con el software se puede manejar con eficiencia y facilidad el hardware del computador. Clasificación del software El software se clasifica en 4 diferentes categorías: sistemas operativos, lenguajes de programación, software de uso general o aplicativo y software a medida. Sistemas Operativos El sistema operativo es el gestor y organizador de todas las actividades que realiza el computador. Marca las pautas según las cuales se intercambia información entre la memoria principal y otro medio de almacenamiento, y determina las operaciones elementales que puede realizar el procesador. El sistema operativo, debe ser cargado en la memoria principal antes que ningún otro programa.

Figura 110: Sistemas Operativos

Lenguajes de Programación Mediante los programas, se indica al computador qué tarea debe realizar y cómo efectuarla. Sin embargo, para ello, es preciso introducir estas órdenes en un lenguaje que el sistema pueda entender. En principio, el computador solo entiende las instrucciones en código máquina. Sin embargo, a partir de este, se elaboran los llamados lenguajes de bajo y alto nivel.

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Figura 111: Lenguajes de Programación

Debido a su especial importancia los lenguajes de programación serán examinados con algo más de detalle en este tema. Software de uso General o Aplicativo El software para uso general ofrece la estructura para un gran número de aplicaciones empresariales, científicas y personales. Los software de hoja de cálculo, de diseño asistido por computadores (CAD), de procesamiento de texto, de manejo de bases de datos pertenecen a esta categoría. La mayoría de software para uso general se vende como paquete, es decir, con software y documentación orientada a los usuarios (manuales de referencia, plantillas de teclado y demás).

Figura 112: Aplicativos (Softwares de uso general)

Software a Medida El software a medida está diseñado y escrito para realizar tareas específicas personales, empresariales o científicas como el procesamiento de nóminas, la administración de los recursos humanos o el control de inventarios. Todas estas aplicaciones procesan datos (recepción de materiales) y generan información (registros de nómina) para el usuario.

Figura 113: Softwares a medida

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3.2.2. Lenguajes de Programación Los lenguajes de programación cierran el abismo entre los computadores, que solo trabajan con números binarios, y los humanos, que prefieren utilizar palabras y otros sistemas de numeración.

Figura 114: Comunicación entre humanos y computadores

3.2.2.1. Definición de Lenguajes de Programación Un lenguaje de programación es un conjunto de palabras y símbolos que permiten al usuario generar comandos e instrucciones para que el computador los ejecute. Al igual que los lenguajes humanos, los lenguajes de programación poseen reglas gramaticales llamadas sintaxis. El nivel de abstracción de los lenguajes de programación varía desde lo más complejo como el lenguaje máquina, hasta lo más sencillo, como los lenguajes de quinta generación.

3.2.2.2. Generaciones de los Lenguajes de Programación A. Primera Generación de Lenguajes Lenguaje máquina. Es el lenguaje del microprocesador del computador. Todos los demás lenguajes deben convertir los programas al lenguaje máquina para poder ser ejecutados por el computador. Su ventaja es que es muy rápido y eficiente, ya que son órdenes directas, que no tienen que ser interpretadas o decodificadas en forma previa a su ejecución. Su desventaja es que la programación es difícil y se tarda mucho en hacerlo. A este tipo de lenguaje se le llama también lenguaje de bajo nivel.

Figura 115: Primera generación de Lenguajes

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B. Segunda Generación de Lenguajes Lenguaje ensamblador. Es muy similar al lenguaje máquina, pero usa códigos nemotécnicos para representar las diversas operaciones. Otras características son que puede hacer referencias simbólicas de memoria. Por ejemplo, se puede llamar a una variable con un nombre en vez de referirse a su dirección absoluta y se pueden tener macroinstrucciones que ejecutan toda una secuencia de instrucciones. También, es un lenguaje de bajo nivel y sus comandos deben ser convertidos a lenguaje máquina. C. Tercera Generación de Lenguajes De esta generación en adelante, se les llama lenguajes de alto nivel. Contienen nombres, verbos, operadores matemáticos y lógicos y otras estructuras que permiten formular las sentencias. Se deben convertir a lenguaje máquina usando un intérprete o un compilador. •

Lenguajes Intérpretes. Proporcionan la traducción al momento de ejecutar cada una de las instrucciones. El programa fuente y el programa intérprete deben estar en memoria para poder ser ejecutado. Solo con el programa fuente no es suficiente.

•

Lenguajes Compiladores. Traducen todas las instrucciones de lenguaje de alto nivel al lenguaje de máquina. El programa compilado indica que ha sido traducido y está listo para ser ejecutado. La compilación se hace antes de la ejecución del programa, como resultado de la compilación se obtiene un archivo ejecutable.

Figura 116: Lenguajes Compiladores

En la figura anterior, se aprecia el programa fuente (AREA.BAS), luego de la compilación se obtiene un archivo ejecutable (AREA.EXE), el cual puede ser ejecutado directamente en el CPU. Entre los lenguajes de tercera generación, se incluyen: FORTRAN, COBOL, Basic, PASCAL, LENGUAJE C, ADA, etc.

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• • • • •

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Fortran (Matem y cient). Cobol (DB y contab). Basic (principiantes). Pascal (docencia). Lenguaje C (Unix).

Figura 117: Tercera generación de Lenguajes

D. Cuarta Generación de Lenguajes Son más fáciles de utilizar que los de tercera generación. Son lenguajes donde el usuario especifica QUÉ desea que la computadora realice, a diferencia de los lenguajes de tercera generación donde se especifica el CÓMO. Una ventaja es que la productividad de los programadores aumenta mucho. Los lenguajes de programación son considerados de cuarta generación si cumplen algunas de las siguientes características: •

Están orientados a las bases de datos y son llamados “Query Languages”.

•

Son lenguajes visuales, incluyen interfaces gráficos y capacidades de gestión avanzadas, pero consumen muchos más recursos.

•

Están orientados a objetos.

•

Usan herramientas que apoyan al desarrollo rápido de los sistemas.

Como ejemplos de estos lenguajes, se tiene a Visual Basic, Visual Fox Pro,Power Builder, Java, etc. E. Quinta Generación de Lenguajes Se caracterizan por el uso de estructuras muy parecidas a los lenguajes naturales. Son bastante flexibles en la forma en que se les permite a los usuarios formular sus comandos. Poseen inteligencia artificial de tal manera que si no entienden una porción del comando inicial, retienen la parte que comprendieron y preguntan la parte que no entendieron. Actualmente, hay muy pocos lenguajes de este tipo en uso. Prolog es un lenguaje de esta generación, aunque ha sido desarrollado desde muchos años atrás por Japón. El uso de los lenguajes de quinta está orientado para los robots en la llamada inteligencia artificial.

3.2.2.3. Otra clasificación de los Lenguajes de Programación Lenguajes de bajo nivel. Utilizan códigos muy cercanos a los de la máquina, lo que hace posible la elaboración de programas muy potentes y rápidos, pero son de difícil aprendizaje. Integran este grupo los lenguajes de primera y segunda generación.

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Lenguajes de alto nivel. Por el contrario, son de uso mucho más fácil, ya que en ellos un solo comando o instrucción puede equivaler a millares de códigos máquina. El programador escribe su programa en alguno de estos lenguajes mediante secuencias de instrucciones. Antes de ejecutar el programa, se debe convertir a código máquina de una sola vez (lenguajes compiladores) o lo interpretan instrucción por instrucción (lenguajes intérpretes). Ejemplos de lenguajes de alto nivel son Pascal, Cobol, Basic, Fortran, C++. Un programa es un conjunto de instrucciones que, al ser ejecutadas por el CPU de una máquina, llevan a cabo una tarea o función específica. Este conjunto de instrucciones que forman los programas son almacenados en archivos denominados archivos ejecutables, puesto que, al teclear su nombre (o hacer clic sobre el ícono que los identifica) se logra que el computador los cargue en memoria y los ejecute. El contenido de un archivo ejecutable no puede ser entendido por el usuario, ya que no está hecho para que la gente lo lea, sino para que el computador sea quien lo lea. Los archivos de programas ejecutables contienen el código máquina, que el CPU identifica como sus instrucciones. Dado que sería muy difícil que los programadores crearan programas directamente en código de máquina, usan lenguajes más fáciles de leer, escribir y entender para la gente. El programador teclea instrucciones en un editor, que es un programa parecido a un simple procesador de textos, estas instrucciones son almacenadas en archivos denominados programas fuentes (código fuente). Si los programadores necesitan hacer cambios al programa, posteriormente vuelven a correr el editor y cargan el programa fuente para modificarlo. El proceso de conversión de programas fuente a programas objeto se realiza mediante un programa denominado compilador. El compilador toma un programa fuente y lo traduce a programa objeto y almacena este último en otro archivo.

3.2.2.4. Algunas definiciones •

Programa fuente. Es el programa escrito en alguno de los lenguajes y que no ha sido traducido al lenguaje de la máquina, es decir el programa que no está en código de máquina y que, por lo tanto, no puede ser ejecutable.

•

Programa objeto. Es aquel programa que se encuentra en lenguaje máquina y que ya es ejecutable por esta.

•

Compilador. Es un software que traduce un lenguaje de alto nivel al lenguaje máquina. Un programa compilado indica que ha sido traducido y está listo para ser ejecutado. La ejecución de los programas compilados es más rápida que la de los interpretados, ya que el intérprete debe traducir mientras está en la fase de ejecución (extrae todos los errores).

•

Intérprete. Traductores de lenguajes de programación de alto nivel, los intérpretes ejecutan un programa línea por línea. El programa siempre permanece en su forma original (programa fuente) y el intérprete proporciona la traducción al momento de ejecutar cada una de las instrucciones.

•

Lenguaje máquina. Lenguaje original de la computadora, un programa debe estar escrito en el lenguaje de la máquina para poder ser ejecutado. Este es generado por software y no por el programador. El programador escribe en un

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lenguaje de programación, el cual es traducido al lenguaje de máquina mediante intérpretes y compiladores. 3.2.2.5. Lenguajes de Programación más usados El Lenguaje de Programación C++. Surgió a mediados de los 80 y fue desarrollado a partir del lenguaje C en los laboratorios AT&T Bell. •

Es un lenguaje orientado a objetos aunque también tiene las mismas características que C, como por ejemplo su eficiencia.

•

Como se creó a partir de C, C++ cuenta con diversas mejoras y avances respecto a C, lo que le hace un lenguaje más completo; por ello, los programadores tienden a programar más en este lenguaje. Un programa en C++ soporta instrucciones escritas en C, pero un programa escrito en C no nos permite ejecutar instrucciones de C++, por lo que, viéndolo de esta forma, resulta más cómodo programar en C++.

•

Es un lenguaje muy popular debido a la eficiencia y robustez de sus programas.

•

Es un lenguaje compilado, es decir, compila directamente al código que entienden los ordenadores por lo que es uno de los lenguajes más rápidos.

•

Es portable al gran número de compiladores que permiten utilizar los programas en diversos ordenadores con diferentes sistemas operativos.

Un aspecto importante a destacar es la amplia cantidad de manuales, libros y código fuente disponibles sobre C++, lo que nos da ciertas facilidades a la hora de aprender a programarlo. Ejemplo de programa en C++: #include using namespace std; int main() { cout