HARDWARE
Generalidades
Computadora: aparato electrónico capaz
de interpretar y ejecutar comandos programados para operaciones de entrada,
salida, cálculo y lógica.
Las computadoras:
1.
1.
Reciben
entradas. La entrada son los datos que se capturan en un sistema de computación
para su procesamiento.
2.
2.
Producen
salidas. La salida es la presentación de los resultados del procesamiento.
3.
3.
Procesan
información
4.
4.
Almacenan
información
Todo sistema de
cómputo tiene componentes de hardware dedicados a estas funciones:
1.
1.
Dispositivos
de entrada
2.
2.
Dispositivos
de salida
3.
3.
Unidad central
de procesamiento. Es la computadora real, la "inteligencia" de un
sistema de computación.
4.
4.
Memoria y dispositivos
de almacenamiento.
Cada dispositivo
de entrada es sólo otra fuente de señales eléctricas; cada dispositivo de
salida no es más que otro lugar al cual enviar señales; cada dispositivo de
almacenamiento es lo uno o lo otro, dependiendo de lo que requiera el programa;
no importa cuáles sean los dispositivos de entrada y salida si son compatibles.
Los elementos
fundamentales que justifican el uso de las computadoras, radican en que las
computadoras son:
·
·
Útiles.
·
·
Baratas: tanto con respecto a sí
mismas como con respecto al costo de la mano de obra.
·
·
Fáciles de utilizar.
Descripción del
procesador
Los procesadores
se describen en términos de su tamaño de palabra, su velocidad y la capacidad
de su RAM asociada (v.g.: 32 bits, 333MHz, 64 MB)
·
·
Tamaño de
la palabra:
Es el número de bits que se maneja como una unidad en un sistema de computación
en particular. Normalmente, el tamaño de palabra de las microcomputadoras
modernas es de 32 bits; es decir, el bus del sistema puede transmitir 32 bits
(4 bytes de 8 bits) a la vez entre el procesador, la RAM y los periféricos.
·
·
Velocidad
del procesador: Se mide en diferentes unidades según el tipo de computador:
o o MHz (Megahertz): para
microcomputadoras. Un oscilador de cristal controla la ejecución de
instrucciones dentro del procesador. La velocidad del procesador de una micro
se mide por su frecuencia de oscilación o por el número de ciclos de reloj por
segundo. El tiempo transcurrido para un ciclo de reloj es 1/frecuencia. Por
ejemplo un procesador de 50MHz (o 50 millones de ciclos de reloj) necesita 20
nanosegundos para concluir un ciclo. Cuanto más breve es el ciclo de reloj, más
veloz es el procesador.
o o MIPS (Millones de instrucciones
por segundo): Para estaciones de trabajo, minis y macrocomputadoras. Por
ejemplo una computadora de 100 MIPS puede ejecutar 100 millones de
instrucciones por segundo.
o o FLOPS (floating point
operations per second, operaciones de punto flotante por segundo): Para las
supercomputadoras. Las operaciones de punto flotante incluyen cifras muy
pequeñas o muy altas. Hay supercomputadoras para las cuales se puede hablar de
GFLOPS (Gigaflops, es decir 1.000 millones de FLOPS).
·
·
Capacidad
de la RAM: Se
mide en términos del número de bytes que puede almacenar. Habitualmente se mide
en KB y MB, aunque ya hay computadoras en las que se debe hablar de GB.
Tecnologías y
avances
·
·
1ª
generación:
Con tubos de vacío, tubos de vidrio del tamaño de una bombilla que albergaban
circuitos eléctricos. Estas máquinas eran muy grandes caras y de difícil
operación.
·
·
2ª
generación:
con transistores. Máquinas más pequeñas, confiables y económicas.
·
·
3ª
generación:
Con la tecnología que permitió empaquetar cientos de transistores en un
circuito integrado de un chip de silicio.
·
·
4ª
generación:
con el microprocesador, que es un computador completo empaquetado en un
solo chip de silicio.
Las
características básicas de las computadoras desde las de 3ª generación son:
·
·
Confiabilidad: Son menos susceptibles de
averías que las anteriores, ya que los chips pueden probarse rigurosamente
antes de ser instalados.
·
·
Tamaño: Un solo chip sustituyó
tableros de circuitos, lo cual permite construir máquinas más pequeñas.
·
·
Velocidad: Como la electricidad
tiene que viajar distancias más pequeñas, las máquinas son mucho más rápidas
que sus predecesoras. Las operaciones que realiza una computadora se miden en
milisegundos, microsegundos, nanosegundos y picosegundos.
·
·
Eficiencia: Por su pequeño tamaño,
los chips emplean menos energía eléctrica. También generan menos calor.
·
·
Costo: Las técnicas de
producción masiva facilitan la manufactura de chips económicos.
·
·
Compatibilidad: No hay normas de software
universales, de manera que un programa escrito para una máquina quizás no
funcione en otra; casi todos los programas de software son inservibles si el
hard y el soft no son compatibles.
Clasificación
de las computadoras
·
·
Por su fuente
de energía: pueden ser:
o o
Mecánicas: funcionan por
dispositivos mecánicos con movimiento.
o o
Electrónicas: Funcionan en base a
energía eléctrica. Dentro de este tipo, y según su estructura, las computadoras
pueden ser:
§
§
Analógicas: Trabajan en base a
analogías. Requieren de un proceso físico, un apuntador y una escala (v.g.:
balanza). Las características del cálculo analógico son las siguientes:
§
§
preciso, pero
no exacto;
§
§
barato y
rápido;
§
§
pasa por todos
los infinitésimos, es decir que tiene valor en todo momento, siempre asume un
valor.
§
§
Digitales: Llamadas así porque
cuentan muy rudimentariamente, "con los dedos"; sus elementos de
construcción, los circuitos electrónicos, son muy simples, ya que solo
reconocen 2 estados: abierto o cerrado. Manejan variables discretas, es decir
que no hay valores intermedios entre valores sucesivos. Dentro de las digitales
encontramos otros 2 grupos, según su aplicación:
§
§
de
aplicación general: Puede cambiarse el software por la volatilidad de la
memoria, y por lo tanto el uso que se le da.
§
§
De
aplicación específica: Lleva a cabo tares específicas y sólo sirve para ellas..
En lo esencial es similar a cualquier PC, pero sus programas suelen estar
grabados en silicio y no pueden ser alterados (Firmware: Programa
cristalizado en un chip de silicio, convirtiéndose en un híbrido de hard y
soft.). Dentro de este tipo tenemos:
§
§
Computador
incorporado:
Mejora todo tipo de bienes de consumo (relojes de pulso, máquinas de juegos,
aparatos de sonido, grabadoras de vídeo). Ampliamente utilizado en la
industria, la milicia y la ciencia, donde controla todo tipo de dispositivos,
inclusive robots.
§
§
Computador
basado en pluma: Es una máquina sin teclado que acepta entradas de una pluma que se
aplica directamente a una pantalla plana. Simula electrónicamente una pluma y
una hoja de papel. Además de servir como dispositivo apuntador, la pluma puede
emplearse para escribir, pero sólo si el soft. del computador es capaz de
descifrar la escritura del usuario.
§
§
Asistente
personal digital (PDA, personal digital assistant): usa la tecnología basada
en pluma y funciona como organizador de bolsillo, libreta, agenda y dispositivo
de comunicación.
·
·
Por su tamaño:
La característica distintiva de cualquier sistema de computación es su tamaño,
no su tamaño físico, sino su capacidad de cómputo. El tamaño o capacidad
de cómputo es la cantidad de procesamiento que un sistema de computación puede
realizar por unidad de tiempo.
o o
Macrocomputador: Máquina de enormes
dimensiones, que usan las grandes organizaciones y que tienden a ser invisibles
para le público en general, ya que están escondidas en salas con clima
controlado. Son capaces de comunicarse simultáneamente con varios usuarios por
la técnica de tiempo compartido; éste también permite que los usuarios con
diversas necesidades computacionales compartan costosos equipos de computación.
o o
Minicomputador: También es una máquina
multiusuario (es decir que usa la técnica de tiempo compartido). Es más pequeño
y económico que un macrocomputador, pero mayor y más potente que una
computadora personal.
o o
Estación de
trabajo:
Computador de escritorio que tiene el poder de un minicomputador, pero a una
fracción del costo. Es de uso muy común entre personas cuyas tareas requieren
gran cantidad de cálculos (científicos, analistas bursátiles, ingenieros).
Aunque muchas estaciones de trabajo son capaces de dar servicio a varios
usuarios al mismo tiempo, en la práctica a menudo son usadas por una sola
persona a la vez.
o o
Microcomputadora
o Computador personal: PC (Personal computer). Computador habitualmente
monousuario (aunque puede configurarse para usuarios múltiples) de propósito
general. En una micro se monta el microprocesador, los circuitos electrónicos
para manejar los dispositivos periféricos y los chips de memoria en un solo
tablero de circuitos, el tablero de sistema o tablero madre (mother board). El
microprocesador y los otros chips se montan en una portadora antes de fijarlos
al tablero madre. Las portadoras tienen conectores de agujas de tamaño estándar
que permiten que se conecten los chips en el tablero de sistema. La mother
board es lo que distingue a una computadora de otra. La PC puede ser de
escritorio o portátil. Dentro de los computadores portátiles encontramos:
§
§
Laptop: alimentado por baterías,
con pantalla plana y que pueden cargarse como un portafolios.
§
§
Notebook: Más livianas que las
anteriores y que pueden transportarse dentro de un portafolios.
§
§
Palmtop: o computador manual, o PC
de bolsillo. Tan pequeñas que caben en un bolsillo. Atiende las necesidades de
usuarios para los cuales la movilidad es más valiosa que un teclado o una
pantalla de tamaño usual.
Canales,
puertos y ranuras de expansión
·
·
Canales: Grupos de cables a través
de los cuales viaja la información entre los componentes del sistema. Tienen 8,
16 o 32 cables y este número indica la cantidad de bits de información que
puede transmitir al mismo tiempo. Los canales más anchos pueden transmitir
información con más rapidez que los canales angostos.
·
·
Ranuras de
expansión:
Se conectan al bus eléctrico común. Algunos canales están conectados a ellas en
la caja del computador. Los usuarios pueden personalizar sus máquinas
insertando tarjetas de circuitos (o tarjetas) de propósito especial en
estas ranuras. Existen tarjetas de expansión de RAM, adaptadores de color y de
gráficos, fax módem, puertos, coprocesadores (procesadores adicionales que
incrementan la capacidad o velocidad de procesamiento del sistema), etc.
·
·
Puertos: Son puntos de conexión en
la parte exterior del chasis de la computadora a los que se conectan algunos
canales. El puerto permite una conexión directa con el bus eléctrico común de
la PC. los puertos pueden ser:
o o Puertos series: Permiten la
transmisión en serie de datos, un bit a la vez. Este tipo de puertos permiten una
interfaz con impresoras y módems de baja velocidad.
o o Puertos paralelos: Permiten
la transmisión paralela de datos, es decir que se transmiten varios bits
simultáneamente. Permiten la interfaz con dispositivos tales como impresoras de
alta velocidad, unidades de cinta magnética de respaldo y otras computadoras.
Las ranuras de
expansión y los puertos simplifican la adición de dispositivos externos o
periféricos.
Adquisición de
un computador
Criterios que
deben considerarse:
·
·
Costo: Comprar lo que se pueda
pagar, pero dejando un poco de dinero para adquirir memoria adicional,
garantías extendidas, periféricos y software.
·
·
Características: Asegurarse que la máquina
que se compra sirva para el trabajo que se necesita, tanto en el presente como
en le futuro.
·
·
Capacidad: Comprar un computador con
la potencia suficiente para satisfacer las necesidades; que tenga suficiente
velocidad, capacidad de memoria y de almacenamiento.
·
·
Personalización: Si las necesidades son
inusuales es preferible comprar un sistema de arquitectura abierta, con ranuras
de expansión y puertos que permiten una personalización. La arquitectura es el
diseño de un sistema de computación. Un sistema de arquitectura abierta se
configura conectando una variedad de dispositivos periféricos al componente de
procesamiento. La arquitectura abierta o arquitectura de bus es posible
porque todos los componentes se vinculan por medio de un bus electrónico común,
que es el medio por el cual el procesador se comunica con sus dispositivos
periféricos y viceversa.
·
·
Compatibilidad: Considerar si el software
que se piensa utilizar funcionará en el computador que se está comprando. La
compatibilidad total no siempre es posible e incluso a veces no siquiera es
necesaria, siendo suficiente una compatibilidad de datos, es decir la capacidad
de enviar y recibir documentos entre sistemas. Si esto no es posible, debe
considerarse la conectividad.
·
·
Conectividad: Es la capacidad de los
computadores de traducir formatos de archivo de otras marcas a documentos
legibles.
·
·
Conveniencia: Evaluar la conveniencia
de uno u otro computador en función del diseño, la interfaz, la facilidad de
aprendizaje del software, etc.
·
·
Compañía: Tender en la compra hacia
marcas que puedan asegurar en el futuro la provisión de servicio y piezas.
·
·
Curva: Debe tratar de evitarse
la compra de un computador tanto en los primeros como en los últimos años de
vida del modelo. En los primero años puede haber poco software compatible; en
los últimos la obsolescencia hace que los programadores dejen de crear soft
para ese computador.
Tareas que
realizan las computadoras
Son pocas, sólo4,
pero con rapidez y precisión:
1.
1.
Capturar
datos:
llevar mensajes del entorno al sistema.
2.
2.
Calcular: en rigor sólo suman, pero
así logran realizar las 4 operaciones básicas.
3.
3.
Comparar: En sí misma, la
comparación no sirve de nada; sólo si ayuda a la toma de decisiones. Sólo
realizan comparaciones elementales (con dos posibilidades). La combinación
secuencial de comparaciones permite la comparación compleja, y por ende la toma
de decisiones complejas.
4.
4.
Registrar: Tanto en el sentido de
mostrar (pantalla, impresora), es decir llevar a un lenguaje humano algo que
está guardado en el computador, como en el sentido de guardar algo en el
computador.
Usos de las
computadoras
Las áreas básicas
son las que se refieren a actividades administrativas, educacionales,
científicas y de comunicación.
También pueden
clasificarse los usos de las computadoras pueden en 8 categorías principales:
1.
1.
Sistemas de
información/procesamiento de datos: Incluye todos los usos de las computadoras que
apoyan los aspectos administrativos de una organización. La combinación de hard,
soft, personas, procedimientos y datos crea un sistema de información.
2.
2.
Computación
personal:
El fundamento de la computación personal está formado por una variedad de
aplicaciones domésticas y empresariales. El software de productividad con base
en la microcomputación consiste en una serie de programas disponibles
comercialmente que pueden ayudar a ahorrar tiempo y a obtener la información
necesaria para tomar decisiones. La PC puede trabajar como un sistema
independiente, pero también puede usarse para transmitir y recibir datos de una
red de información.
3.
3.
Ciencia,
investigación e ingeniería: Los ingenieros y científicos usan rutinariamente las
computadores como un instrumento en la experimentación, el diseño y el
desarrollo.
4.
4.
Control de
procesos/dispositivos: Las computadoras que controlan procesos aceptan datos en un
ciclo de retroalimentación continua. En un ciclo de retroalimentación, el
proceso genera datos por sí mismo, los cuales se convierten en entradas para la
computadora. La computadora inicia la acción de control del proceso en marcha
conforme recibe e interpreta datos.
5.
5.
Educación: Las computadoras pueden
interactuar con los estudiantes para mejorar el proceso de aprendizaje. La computación
con base en computadoras (CBT, computer-based trainig) está teniendo un efecto
profundo en los métodos tradicionales de educación.
6.
6.
Diseño
asistido por computadora (CAD, computer-aided design): Los sistemas de CAD
permiten generar y manejar imágenes gráficas en pantalla; ofrecen una serie de
instrumentos complejos que permiten crear objetos tridimensionales que pueden
ser levantados, girados, cambiados de tamaño, vistos en detalle, examinados a
nivel interno o externo, etc.
7.
7.
Entretenimiento.
8.
8.
Inteligencia
artificial:
Las computadoras pueden simular muchas capacidades sensoriales y mecánicas del
ser humano.
Sistema binario
Las computadores
se construyen a partir de dispositivos de conmutación que reducen toda la información
a ceros y unos, es decir que representan los números con el sistema binario, un
sistema que denota todos los números con combinaciones de 2 dígitos. Es decir
que el potencial de la computadora se basa en sólo dos estados electrónicos: encendido
y apagado. Las características físicas de la computadora permiten que se
combinen estos dos estados electrónicos para representar letras, números,
colores.
Un estado
electrónico de "encendido" o "apagado" se representa por
medio de un bit. La presencia o la ausencia de un bit se conoce como un bit
encendido o un bit apagado, respectivamente. En el sistema de
numeración binario y en el texto escrito, el bit encendido es un 1 y el bit
apagado es un 0.
Las computadoras
cuentan con soft que convierte automáticamente los números decimales en
binarios y viceversa. El procesamiento de número binarios de la computadora es
totalmente invisible para el usuario humano.
Para que las
palabras, frases y párrafos se ajusten a los circuitos exclusivamente binarios
de la computadora, se han creado códigos que representan cada letra, dígito y
carácter especial como una cadena única de bits. El código más común es el
ASCII (American Standard Code for Information Interchange, Código
estándar estadounidense para el intercambio de información).
Un grupo de bits
puede representar colores, sonidos y casi cualquier otro tipo de información
que pueda llegar a procesar un computador.
La computadora
almacena los programas como colecciones de bits, lo mismo que los datos.
Unidades de medida
1.
1.
Bit (binary
digit):Unidad
básica de datos de la computadora.
2.
2.
Byte: Grupo de 8 bits; cada
byte representa un carácter de información.
3.
3.
Kilobyte
(K):
aproximadamente 1000 bytes, exactamente 1024 bytes.
4.
4.
Megabyte
(MB): aproximadamente
1000K, o sea un millón de bytes.
5.
5.
Gigabyte
(GB):
aproximadamente 1000MB.
Con estos mismos
términos se cuantifica el tamaño de los archivos de una computadora.
Archivo: colección organizada de
información, almacenada en una forma que pueda leer la computadora.
Unidad
central de procesamiento
UCP o CPU (central processing unit).
El usuario
proporciona al computador patrones de bits (entrada) y éste sigue las
instrucciones para transformar esa entrada en otro patrón de bits (salida) y
devolverla al usuario.
Estas
transformaciones son realizadas por la UCP o procesador, que interpreta y lleva
a cabo las instrucciones de los programas, efectúa manipulaciones aritméticas y
lógicas con los datos y se comunica con las demás partes del sistema. Una UCP
es una colección compleja de circuitos electrónicos. Cuando se incorporan todos
estos circuitos en un chip de silicio, a este chip se le denomina microprocesador.
La UCP y otros chips y componentes electrónicos se ubican en un tablero de
circuitos.
Los factores
relevantes de los chips de UCP son:
1.
1.
Compatibilidad:
No todo el soft es compatible con todas las UCP. En algunos casos se pueden
resolver los problemas de compatibilidad usando software especial.
2.
2.
Velocidad: La
velocidad de una computadora está determinada por la velocidad de su reloj
interno, el dispositivo cronométrico que produce pulsos eléctricos para
sincronizar las operaciones de la computadora. Las computadoras se describen en
términos de su velocidad de reloj, que se mide en megahertz. La
velocidad también está determinada por la arquitectura del
procesador, es decir el diseño que establece de qué manera están colocados en
el chip los componentes individuales de la CPU.
Desde la perspectiva del usuario, el punto crucial es que
"más rápido" casi siempre significa "mejor".
La mayoría de los supercomputadores tiene varios
procesadores completos que pueden dividir los trabajos en porciones y trabajar
con ellas en paralelo; es el llamado procesamiento en paralelo.
cada CPU tiene dos
secciones fundamentales: la unidad de control y la unidad airtmético-lógica.
Unidad de
control
Si el procesador
es el núcleo del sistema de computación, la unidad de control lo es del
procesador. Tiene 3 funciones principales:
o o Leer e interpretar
instrucciones del programa.
o o Dirigir la operación de los
componentes internos del procesador.
o o Controlar el flujo de
programas y datos hacia y desde la RAM.
La unidad de
control dirige otros componentes del procesador para realizar las operaciones
necesarias y ejecutar la instrucción.
·
·
Registros: áreas de almacenamiento
de trabajo de alta velocidad que contiene la unidad de control, que no pueden
almacenar más que unos cuantos bytes. Los registros manejan instrucciones y datos
a un velocidad unas 10 veces mayor que la de la memoria caché y se usan para
una variedad de funciones de procesamiento. Los registros facilitan el
movimiento de datos e instrucciones entre la RAM, la unidad de control y la
unidad aritmético-lógica.
·
·
Registro de
la instrucción: registro que contiene la instrucción que se está ejecutando.
·
·
Registros
de uso general: almacenan los datos necesarios para el procesamiento inmediato.
Unidad
aritmético-lógica
Realiza todos los
cálculos (suma, resta, multiplicación y división) y todas las operaciones
lógicas (comparaciones numéricas o alfabéticas).
Almacenamiento
interno: Memorias
La función
principal de la CPU es obedecer las instrucciones codificadas en los programas.
Sin embargo, sólo puede manejar una instrucción y unos cuantos datos a la vez.
La computadora tiene que colocar en algún lugar el resto del programa y los
datos hasta que el procesador esté listo para usarlos. Para esto es la RAM.
·
·
RAM (Random
Acces Memory, memoria de acceso aleatorio): Memoria de almacenamiento
primario. Almacena temporalmente instrucciones de programa y datos. El
computador divide un chip de RAM en varias localidades de igual tamaño. Estas
localidades de memoria tienen una dirección única, de manera que el computador
pueda distinguirlas cuando se le ordena que guarde o recupere información.
Puede almacenarse un trozo de información en cualquier localidad de la RAM
tomada al azar y el computador puede recuperarlo rápidamente si se le indica
hacerlo. De ahí proviene el nombre de memoria de acceso aleatorio. La
información almacenada en la RAM no es más que un patrón de corriente eléctrica
que fluye por circuitos microscópicos en chips de silicio. Es una memoria
volatil, ya que la información que contiene no se conserva de manera
permanente. Si se interrumpe la energía, dicha información se pierde. La RAM no
tiene partes móviles; al no tener un movimiento mecánico, se puede tener acceso
a los datos de la RAM a velocidades electrónicas o aproximadamente a la velocidad
de la luz. La RAM ofrece al procesador un almacenamiento temporal
para programas y datos. Todos los programas y datos se deben transferir a la
RAM desde un dispositivo de entrada o del almacenamiento secundario antes de
que se puedan ejecutar los programas o procesar los datos. El espacio de la RAM
es siempre escaso; por tanto, después de que se haya ejecutado un programa, el
espacio de almacenamiento que ocupaba se vuelve a distribuir a otro programa
que espera su ejecución.
·
·
ROM (Read
Only Memory, memoria sólo de lectura): Es una memoria no volátil, porque el
computador puede leer información de ella pero nunca escribir información
nueva. Todas las computadoras cuentan con dispositivos de ROM que contienen las
instrucciones de arranque y otra información crítica. La información en la ROM
se graba permanentemente cuando nace el computador, pero no hay manera de
reemplazarla a menos que se reemplace el chip de ROM.
·
·
Memoria
PROM (Programmable read only memory, memoria de sólo lectura programable): Es una variación de la
ROM, es la ROM en la que usuario puede cargas programas y datos de solo lectura
que una vez cargados rara vez o nunca se cambian. La memoria flash es un
tipo de PROM que el usuario puede alterar con facilidad.
·
·
Memoria
caché: Se
usa para facilitar una transferencia aún más rápida de instrucciones y datos al
procesador; es decir que se usa para mejorar el caudal de proceso (velocidad
con que un sistema de computación puede realizar el trabajo). Al igual que la RAM,
el caché es un área de almacenamiento de alta velocidad para las instrucciones
de los programas y los datos, pero es 10 veces más rápida que la RAM y mucho
más cara. Con sólo una fracción de la capacidad de la RAM, la memoria caché
sólo contiene las instrucciones y los datos que es probable que el
procesador requiera enseguida.
Unidades y
soportes de entrada
Los dispositivos
de entrada traducen los datos a una forma que la computadora pueda interpretar,
para luego procesarlos y almacenarlos.
Dispositivos
manuales
·
·
Teclado
alfanumérico:
El estándar es actualmente el teclado de 101 letras con la distribución QWERTY,
12 teclas de funciones, un teclado o pad numérico, teclas de función y teclas
para el control del cursos. Algunos teclados están diseñados para aplicaciones
específicas, permitiendo una interacción rápida con los sistemas de computación
(v.g.: caja registradora). El teclado es un circuito en forma de matriz; cada
circuito está conectado al dispositivo controlador, que reconoce la letra o
código que envía el usuario cuando se cierra o abre un circuito. La
configuración del teclado puede ser modificado por software.
·
·
Teclado
para perfoverificación: cada bit se represente como perforado o no perforado. Cada
columna de la tarjeta es barrida por un cepillo metálico, cuando hay una
perforación al pasar el cepillo se cierra un circuito.
Dispositivos
apuntadores
·
·
Ratón: La efectividad de las GUI
depende de la capacidad del usuario para hacer una selección rápida de una
pantalla con íconos o menúes. En estos casos el mouse puede colocar el
apuntador (o cursos gráfico) sobre un ícono con rapidez y eficiencia. Los más
comunes tienen una esfera en su parte inferior que puede rodar en un
escritorio.
·
·
Bola
rastreadora (trackball) o bola palmar: Es una bola insertada en una pequeña caja que se
hace girar con los dedos para mover el curso gráfico.
·
·
Palanca de
mando (joystick): también llamada palanca de control de juegos. Es una palanca vertical
que mueve el cursos gráfico en la dirección en que se mueve la palanca.
·
·
Pantalla
sensible al tacto: Sirven cuando hay muchos usuarios no familiarizados con las
computadoras. Puede ser sensible al tacto por la presión o por el calor. Son de
muy baja velocidad.
Dispositivos
ópticos
·
·
Lector de
marcas o rastreador de marca óptica: Usa la luz reflejada para determinar la ubicación
de marcas de lápiz en hojas de respuestas estándar y formularios similares.
·
·
Lector de
código de barras: Usa la luz para leer UPC (Universal Product Codes,
Códigos universales de productos), códigos de inventario y otros códigos
creados con patrones de barras de anchura variable. Los códigos de barra
representan datos alfanuméricos variando el ancho y la combinación de las
líneas verticales adyacentes. La ventaja de los códigos de barras sobre los
caracteres es que la posición u orientación del código que se lee no es tan
importante para el lector.
·
·
Lector de
vara (lápiz óptico): Usa luz para leer caracteres alfabéticos y numéricos
escritos con un tipo de letra especial, siendo también legible para las
personas este tipo de letra; muchas veces estos lectores están conectados a
terminales POS (point-of-sale, punto de venta). Cuando se
usan de esta forma el computador lleva a cabo un reconocimiento óptico de
caracteres (OCR, optical character recognition).
·
·
Rastreador
de páginas:
Rastrea e interpreta los caracteres alfanuméricos de las paginas impresas
normales. Se usa para convertir una copia dura a un formato que la máquina
puede leer. Este tipo de rastreador puede reducir al mínimo o eliminar la
captura de datos mediante el teclado.
Dispositivos
magnéticos
·
·
MICR (magnetic
ink character recognition, reconocimiento de caracteres en tinta magnética)
o Lectora de caracteres magnéticos: lee los caracteres impresos con tinta magnética en
los cheques. En ellos el número de cuenta y el número de cheque se encuentran
codificados; la fecha de la transacción se registra automáticamente para todos
los cheques procesados ese día; por tanto, sólo se debe teclear el importe en
un inscriptor MICR. Un lector-ordenador MICR lee los datos de los cheques y los
ordena para el procesamiento que corresponda. Estos dispositivos de
reconocimiento son más rápidos y precisos que los OCR.
·
·
Lectora de
bandas magnéticas: Las bandas magnéticas del reverso de las tarjetas de crédito, por
ejemplo, ofrece otro medio de captura de datos directamente de la fuente (como
los dispositivos ópticos). Se codifican las bandas con datos apropiados para la
aplicación. Las bandas magnéticas contienen muchos más datos por unidad de
espacio que los caracteres impresos o los códigos de barras. Además, dado que
no se pueden leer visualmente, son perfectos para almacenar datos
confidenciales.
Digitalizadores
Para que un
computador pueda reconocer texto manuscritos, primero tiene que digitalizar la
información, convertirla en alguna forma digital para poder almacenarla en la
memoria del computador. Hay diferentes dispositivos de entrada para capturar y
digitalizar información:
·
·
Digitalizador
de imágenes (scanner): Puede obtener una representación digital de cualquier
imagen impresa. Convierte fotografías, dibujos, diagramas y otra información
impresa en patrones de bits que pueden almacenarse y manipularse con el soft
adecuado
·
·
Cámara
digital:
Es un digitalizador de imágenes que permite tomar fotografías del mundo real y
obtener imágenes digitales; es decir que no se limita a capturar imágenes
impresas planas, puede registrar las mismas cosas que una cámara normal, sólo
que en lugar de registrar las imágenes en película, las cámaras digitales
almacenan patrones de bits en discos u otros medios de almacenamiento digital.
·
·
Digitalizador
de audio:
Permite digitalizar sonidos de micrófonos y otros dispositivos de sonido. Para
que el computador interprete correctamente la entrada de voz digitalizada como
si fueran palabras se requiere software de inteligencia artificial. Una unidad
de respuesta auditiva o un sintetizador de vos hace que la conversación sea un
diálogo. El reconocimiento del habla funciona de la siguiente manera:
o o Se dice la palabra. Cuando se habla en un
micrófono, cada sonido se divide en sus diversas frecuencias.
o o Se digitaliza la palabra. Se digitalizan los
sonidos de cada palabra de modo que la computadora los pueda manejar.
o o Se compara la palabra. Se compara la versión
digitalizada contra modelos similares del diccionario electrónico de la
computadora. El modelo digitalizado es una forma que las computadoras pueden
almacenar e interpretar.
o o Se presenta la palabra o se
realiza el comando. Cuando se encuentra una igualdad, se presenta en una VDT o se realiza
el comando adecuado.
En el reconocimiento del habla, la creación de los datos se
conoce como capacitación. La mayor parte de los sistemas de
reconocimiento del habla son dependientes del locutor, es decir que responde a
la voz de un individuo particular.
La tecnología más reciente permite sistemas independientes
del locutor, pero necesitan una base de datos muy grande para aceptar el patrón
de voz de cualquier persona.
·
·
Digitalizador
de vídeo:
Es una colección de circuitos que puede capturar entradas de una fuente de
vídeo y convertirla en una señal digital que puede almacenarse en la memoria y
exhibirse en pantallas de computador. Cuando se pone en operación el sistema,
éste compara la imagen digitalizada que se debe interpretar con las imágenes
digitalizadas registradas previamente en la base de datos. Estos sistemas de
entrada de visión son apropiados para tareas especializadas, en que sólo se
encuentran unas cuantas imágenes.
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·
Dispositivos
sensores:
diseñados para hacer seguimientos de la temperatura, la humedad, l presión y
otras cantidades físicas, proporcionan datos útiles en robótica, control
ambiental, pronósticos meteorológicos, supervisión médica,
biorretroalimentación, investigación científica y cientos de aplicaciones más.
Otras entradas
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Tarjetas
inteligentes:
Son una versión mejorada de las tarjetas con banda magnética. Contienen un
microprocesador que almacena algunos datos de seguridad y personales en su
memoria en todo momento. Dado que las tarjetas inteligentes pueden tener más
información, que tienen cierta capacidad de procesamiento y que es casi
imposible duplicarlas, seguramente sustituirán a las tarjetas con bandas
magnéticas.
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Analógicas: Sensores que miden
magnitudes físicas escalares o vectoriales.
Conceptos
vinculados
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Documentos
retornables:
Un documento retornable es una salida generada por computadora que finalmente
regresa como una entrada que la máquina puede leer.
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Sistemas
OCR (optical character recognition): Es un proceso de naturaleza topológica (analiza la
forma por medio de funciones matemáticas) y neuronal (actúa como las neuronas
de las personas; el problemas es que a veces falla la conexión entre ellas). El
primer paso en el reconocimiento óptico de caracteres consiste en digitalizar
la imagen de la hoja en la memoria del computador mediante un digitalizador
(scanner), una cámara digital o un fax módem. La imagen digitalizada no es más
que un patrón de bits en la memoria. Antes de que el computador pueda procesar
el texto de la página, debe reconocer los caracteres individuales y
convertirlos en códigos de texto. El software de OCR localiza e identifica los
caracteres impresos que aparecen en la imagen, "lee" el texto. Lo
programas de OCR se valen de varias técnicas:
o o la segmentación de la
página en imágenes, bloques de texto y (finalmente) caracteres individuales;
o o tecnología de sistemas
expertos, a una escala menor, para reconocer las reglas básicas de distinción
de letras;
o o "expertos" en
contextos para ayudar a identificar letras ambiguas de acuerdo con su contexto;
o o aprendizaje a partir de
ejemplos reales y retroalimentación de un entrenador humano.
Unidades y
soportes de salida
Estos dispositivos
traducen los bits y bytes a un forma comprensible para el usuario.
Monitores
Una VDT
(video display terminal, terminal de despliegue visual) sirve como
dispositivo de salida para recibir mensajes del computador. Las imágenes de un
monitor se componen de pequeños puntos llamados pixeles (picture
elements) o elementos de imagen. La cantidad de ellos que hay por cada pulgada
cuadrada determina la definición del monitor que se expresa en puntos
por pulgada o dpi (dots per inch). Cuanto más alta es la
definición, más cercanos están los puntos.
La salida de un
monitor es temporal y se la designa como copia blanda o efímera.
Pueden ser
monocromáticos o a colores; la mayoría de estos últimos combinan el rojo, el
verde y el azul para lograr un espectro y por ello se llaman monitores RGB
(red, green, blue).
Los monitores
pueden ser de dos clases:
·
·
CRT (cathode
ray tube), tubo de rayos catódicos: como en un televisor. Son los preferidos para los
computadores de escritorio por su claridad y velocidad de respuesta.
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De pantalla
plana::
Más compactos y ligeros, dominan el mercado de las computadoras portátiles.
Utilizan 3 tipos de tecnología:
o o LCD (liquid crystal
display), pantalla de cristal líquido. Consumen relativamente poca energía.
o o
Plasma de
gas.
o o EL (electroluminiscencia). Ofrecen mayor ángulo de visión.
Impresoras
Una impresora
permite obtener una copia dura o física de cualquier información
que pueda aparecer en pantalla. Hay dos grupos básicos de impresoras:
·
·
de Impacto:
Dependen de la tecnología de matriz de puntos. Forman las imágenes golpeando
un martillo contra una cinta y el papel; al hacer contacto con el papel pueden
producir copias al carbón junto con el original. entre ellas encontramos:
o o de línea: Son rápidas y ruidosas.
Tienen la desventaja de estar limitadas a la impresión de caracteres, por lo
que no son apropiadas para aplicaciones donde los gráficos son un ingrediente
esencial del producto acabado. imprimen una línea de puntos a la vez. Se
alinean martillos similares a agujas sobre el ancho del papel.
o o en serie: Imprimen texto y
gráficos. Usa martillos del tamaño de un alfiler para transferir la tinta a la
página. Una página impresa es una matriz de pequeños puntos, algunos blancos y
otros negros (o color). Este tipo de impresora tiene una baja definición,
inferior a las 100 dpi. Forma las imágenes, un carácter a la vez, a medida que
la cabeza de impresión se mueve sobre el papel. Las impresoras en serie son
bidireccionales, es decir que imprimen sin importar hacia que lado se este
moviendo la cabeza de impresión. La cabeza de impresión contiene una o varias
columnas de agujas, que se activan independientemente para crear la
imagen del carácter. El número de puntos de la matriz puede variar, y la
calidad de la impresión se relaciona con la densidad de estos puntos. Las más
densas son impresoras de modo dual, porque pueden imprimir en calidad de
borrador o NLQ (near-letter-quality, calidad casi tipo carta).
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De no impacto
o de página: Han ido reemplazando a las anteriores, salvo cuando hay que
imprimir formularios con varias copias 9imprimen una sola copia a la vez); usan
sustancias químicas, rayos láser y calor para crear imágenes en el papel;
tienen una definición mucho mayor (300 dpi o más) y pueden ser:
o o de chorro de tinta: rocían tinta directamente
sobre el papel. Utilizan varias cámaras de inyección controladas de manera
independiente para inyectar pequeñas gotas de tinta sobre el papel.
o o láser: un rayo láser crea
patrones de cargas eléctricas en un tambor giratorio; estos patrones atraen
tonificador (toner) y lo transfieren al papel conforme gira el tambor.
Trazadores
Un trazador o
graficador es un instrumento automatizado para dibujar que puede producir
dibujos a escala de elevada finura moviendo una pluma o el papel como respuesta
a mandatos del computador.
Respuesta
audible
Hay dos tipos de
unidades de respuesta de voz: uno utiliza la reproducción de una voz humana y
la el otro utiliza un sintetizador de voz. Las salidas de respuesta audible
ofrecen una salida de copia blanda o temporal.
En el caso de
unidades de respuesta de voz grabada, las grabaciones análogas reales de
sonidos se convierten en datos digitales que luego se almacenan permanentemente
en discos o en un chip de memoria. Cuando los sonidos se almacenan en un disco
el usuario tiene la flexibilidad de actualizarlos.
Los sintetizadores
sirven para generar música, ruido o cualquier sonido intermedio. Muchas PC
tienen sintetizadores incorporados que producen sonidos que van mas allá del
bip básico. Casi todos los computadores se pueden conectar a sintetizadores
independientes para controlar el instrumento. para producir la voz, estos
dispositivos combinan sonidos similares a los fonemas (unidades de sonido
básicas) que conforman la voz.
Salidas
analógicas
Muchos
dispositivos de salida funcionan tomando patrones y convirtiéndolos en
movimientos o mediciones no digitales. Por ejemplo los brazos robóticos, los
conmutadores telefónicos, el equipo automatizado de las fábricas reciben sus
órdenes de una computadora.
Otras salidas
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·
Terminales
no inteligentes: La mayoría de las terminales se clasifican como no inteligentes. Estas
sólo presentan texto y se deben conectar a un procesador para usuarios
múltiples. Únicamente permiten la entrada/salida de una sola aplicación.
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Terminales
X: Tienen
capacidades de procesamiento y RAM comparables a las de algunas micros y
estaciones de trabajo; no están diseñadas para operar en forma independiente;
permiten la interacción con el usuario por medio de una GUI. Permiten el
trabajo con varias aplicaciones a la vez, desplegándose cada aplicación en su
propia ventana.
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Terminales
telefónicas:
Se pueden capturar datos alfanuméricos en el teclado numérico de un teléfono
(teclado) o hablando en el micrófono (entrada de voz), recibiéndose una salida
de voz generada por computadora.
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Terminales
para funciones especiales: Están diseñadas para una aplicación específica (v.g.:
cajero automático, etc.)
Almacenamiento
secundario: Unidades y soportes de entrada-salida
Concepto y
organización del almacenamiento secundario
A diferencia de la
RAM, que olvida todo en cuanto se apaga la máquina, y la ROM, que no puede
aprender nada nuevo, los dispositivos de almacenamiento secundario permiten que
la computadora registre información en forma semipermanente, para que pueda ser
leída después por el mismo u otro computador. El almacenamiento secundario es
más barato y de mayor capacidad que el almacenamiento primario.
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Procesamiento
secuencial:
Es el que se da en medios de almacenamiento en el cual el usuario debe pasar
secuencialmente por la información, en el mismo orden en que fue grabada, hasta
llegar a l que le interesa. Un archivo secuencial se procesa de principio a
fin. Todo el archivo se debe procesar, aun cuando se actualice sólo un
registro. Este tipo de procesamiento requiere de:
o o un archivo maestro,
fuente permanente de todos los datos;
o o un archivo de
transacción, refleja la actividad diaria.
Antes del procesamiento, los registros en ambos archivos se
clasifican y ordenan en secuencia ascendente por clave. Ambos archivos
constituirán entradas y el nuevo archivo maestro será la salida,
reflejando las actualizaciones. En este procesamiento siempre se crea un nuevo
archivo maestro para las actualizaciones realizadas.
·
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Procesamiento
aleatorio:
Se tiene acceso a los programas y datos deseados directamente del medio de
almacenamiento. En este tipo de procesamiento sólo se necesita el valor del
campo clave del registro para recuperar o actualizar un registro.
Cintas
magnéticas
La cinta pasa
debajo de una cabeza de escritura/lectura y se realiza la operación ordenada.
Una unidad de cinta se clasifica por la densidad con que los datos se pueden
almacenar, así como por la velocidad de la cinta cuando pasa por debajo de la
cabeza de escritura/lectura. Combinadas, éstas determinan la velocidad de
transferencia o el número de caracteres por segundo que se pueden
transmitir a la RAM. La densidad de cinta se mide en bytes por pulgada (bpi,
bytes per inch) o el número de caracteres (bytes) que se pueden
almacenar por pulgada lineal de cinta.
Una cinta
magnética puede almacenar enormes cantidades de información en un espacio
pequeño y a un costo relativamente bajo. La preferida es la DAT (digital
audio tape, cinta de audio digital). Su desventaja es que se trata de un medio
de acceso secuencial; por ello el uso principal es para el respaldo de
datos y algunas otras operaciones en las cuales el tiempo no es un factor
decisivo. En cualquier sesión, una sola cinta es para entrada o salida, no para
ambas.
Discos
magnéticos
Gracias a su
capacidad de acceso aleatorio, son el medio más popular para el almacenamiento
de datos. Los hay de dos tipos:
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Discos
flexibles o diskettes o discos magnéticos intercambiables: Es una pequeña oblea de
plástico flexible, con sensibilidad magnética encerrada en un paquete de
plástico que puede ser rígido o flexible. Es económico, práctico y confiable,
pero no tiene la capacidad de almacenamiento ni la velocidad necesaria para
trabajos de gran magnitud. Estos discos se pueden almacenar fuera de línea y
cargarlos según sea necesario.
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·
Discos
duros o discos magnéticos fijos: es un disco rígido, con sensibilidad magnética, que gira
continuamente a gran velocidad dentro del chasis del computador o en una caja
aparte conectada a éste. Se instalan en forma permanente, aunque existen
unidades portátiles. El disco duro se la microcomputadora se llama disco Winchester.
Contiene varios platos de disco rígidos apilados en un solo eje giratorio. El
movimiento de rotación pasa todos los lados debajo o sobre una cabeza de
escritura/lectura, permitiendo tener acceso a todos los datos del disco en cada
giro; un disco fijo tiene por lo menos una cabeza de escritura/lectura para
cada superficie de grabación. Las cabezas se montan en brazos de acceso que se
mueven juntos y flotan encima o bajo las superficies de grabación giratorias.
Los datos se almacenan en pistas concéntricas magnetizando la superficie para
representar configuraciones de bits. El espacio de las pistas, es decir la densidad
de pista, se mide en pistas por pulgada (TPI, tracks per inch).
La densidad de grabación se mide en bits por pulgada (de pista). Los
discos usan la organización de sector para almacenar y recuperar datos;
la cantidad de sectores depende de la densidad del disco. Cada sector tiene un
número único, por lo tanto para una dirección de disco de una superficie de la
cara del disco en particular, todo lo que se necesita es el número de sector y
el número de pista; la dirección de disco representa la ubicación física
de un conjunto de datos o un programa determinados. Un cilindro en
particular se refiere a cada pista con el mismo número en todas las superficies
de grabación. Cuando se lee o se escribe en un disco Winchester todos los
brazos de acceso se mueven hacia el cilindro correcto. El tiempo de acceso
del disco es el intervalo entre el momento en que la computadora pide la
transferencia de datos de un dispositivo de almacenamiento en disco a la RAM y
el momento en que la operación se completa; este tiempo de acceso se compone
del tiempo de búsqueda (la mayor parte del tiempo, consiste en el tiempo
que el brazo de acceso mecánico necesita para mover la cabeza de
escritura/lectura hacia el lugar deseado), el retardo rotacional (tiempo
que ocupan los datos para colocarse debajo de la cabeza de escritura/lectura) y
el tiempo de transmisión (tiempo necesario para transmitir los datos al
almacenamiento primario; es insignificante).
Discos ópticos
Una unidad de
disco óptico usa rayos láser en lugar de imanes para leer y escribir la
información en la superficie del disco. Aunque no son tan rápidos como los
discos duros, los discos ópticos tienen mucho más espacio para almacenar datos.
Las unidades de CD-ROM
(compact disc-read only memory, disco compacto-memoria sólo de lectura) son
unidades ópticas capaces de leer CD-ROM, discos de datos físicamente idénticos
a un disco compacto musical.
Los discos ópticos
son menos sensibles a las fluctuaciones ambientales y proporcionan mayor
almacenamiento a un costo menor.
Software (I)
Concepto general
El software
permite comunicar al computador los problemas y hace posible que nos comunique
las soluciones. Los programas son el software del computador. Es una estructura
de instrucciones (o programas) que la máquina es capaz de leer. Son programas
que dirigen las actividades del sistema de computación
Programas: conjuntos de instrucciones
de computador diseñados para resolver problemas. Confieren a la computadora
capacidad para llevar a cabo las funciones deseadas. Secuencia de instrucciones
(enunciados) que se ejecutan una después de otras. Estas instrucciones pueden
ser de:
o o
Entrada/salida:
dirigen a la computadora para interactuar con un periférico.
o o
Cómputo:
permiten realizar las operaciones aritméticas.
o o
Control
(decisión y/o ramificación): pueden alterar la secuencia de la ejecución
del programa o terminar la ejecución. Hay dos tipos de instrucciones de
control:
§
§
de
bifurcación incondicional: interrumpen la secuencia normal de la ejecución,
originando una subrutina.
§
§
de rama
condicional:
o enunciados SI (if); si se cumplen ciertas condiciones se crea una
ramificación en cierta parte del programa.
o o
Transferencia
de datos y asignación: permiten que se asigne a un sitio determinado de la RAM
una constante de cadena o valor literal.
o o
Formato: se
usan junto con las instrucciones de entrada o salida y describen la manera en
que se deben realizar la entrada y salida de datos de la RAM.
El software
alimenta a la memoria de la máquina a través de dispositivos de entrada; como
el software se almacena en la memoria, la computadora puede pasar de una tarea
a otra y luego regresar a la primera sin que sea necesario modificar el
hardware.
Algoritmo: Conjunto de
procedimientos paso a paso para realizar una tarea.
La tarea del
programador es convertir el algoritmo en un programa, añadiendo detalles,
superando los puntos difíciles, probando los procedimientos y corrigiendo los
errores y eliminando la ambigüedad, que es una de las principales fuentes de
errores en las computadoras.
Tipos de
software
·
·
Software de
traducción:
Con el que los programadores pueden crear otro software.
·
·
Software de
uso general:
Ofrece la estructura para un gran número de aplicaciones empresariales,
científicas y personales. La mayoría del software de este tipo se vende como
paquete, es decir, con software y documentación orientada al usuario. La
creación de la aplicación depende del usuario, del uso que le dé.
·
·
Software de
aplicación:
Sirve como herramienta para elevar la productividad de los usuarios en la
resolución de problemas. Está diseñado y escrito para realizar tareas
específicas personales, empresariales o científicas. El software de este tipo
procesa datos y genera información.
·
·
Software
del sistema:
Coordina las operaciones de hardware y lleva a cabo las tareas ocultas que el
usuario rara vez observa. Controla o respalda a los otros tipos de software.
Dentro de este tipo de soft se encuentran
o o el sistema operativo: es el
núcleo de cualquier sistema de computación; supervisa y controla todas las
actividades de I/O (input-ouput, entrada-salida) y procesamiento de un sistema
de computación. Todo el hardware y el software se controla por medio del
sistema operativo.
o o la interfaz gráfica para
usuario (GUI, Grafical user interface): Cuando se usa software con base
en texto y controlado por comandos (v.g.: MS-DOS) se debe ser explícito; si se
omite información necesaria en un comando o el formato del comando es
incorrecto, aparece un mensaje de error y/o un indicador en pantalla que solicitará
que se vuelva a escribir el comando. Una interfaz es una capa opcional
de software amigable entre el usuario y una interfaz controlada por comandos
Las GUI depende de software con base en gráficos y permite la integración de
texto con imágenes gráficas de alta resolución. Los usuarios de la GUI
interactúan con el sistema operativo y otro software usando un dispositivo de
indicación y un teclado para dar comandos. El usuario selecciona de las
opciones que se presentan en la pantalla, ya sea en los menúes o por medio de
un ícono (representación gráfica que simboliza una actividad de procesamiento).
Las GUI han eliminado la necesidad de memorizar y escribir comandos
complicados.
·
·
Software
multiuso:
Los paquetes de software integrado cuentan con varias aplicaciones diseñadas
para trabajar en conjunto; estos paquetes suelen incluir como mínimo, 5 tipos
de aplicaciones: procesador de textos, base de datos, planilla de cálculo,
gráficos y telecomunicaciones. Los paquetes integrados ofrecen varias ventajas:
o o Su precio es menor que el
costo total de la compra de los programas individuales.
o o Dan una apariencia similar
a todas sus aplicaciones, de modo que los usuarios no tienen que memorizar
diferentes órdenes y técnicas para efectuar tareas diferentes.
o o Permiten transferir datos
entre las aplicaciones con rapidez y facilidad.
·
·
Software
vertical:
Aplicaciones diseñadas específicamente para una empresa o industria particular.
Son mucho más costosas que las aplicaciones de mercado masivo.
·
·
Software a
medida: Es
el que se programa específicamente para determinados clientes.
Fuentes del
software
·
·
Elaboración
propia:
Diseño y programado realizado por personal de la organización. Para determinar
si esta estrategia es la mejor se deben evaluar los siguientes factores:
o o ¿Tiene la organización
suficiente personal capacitado para desarrollar programas propios?
o o ¿Permite el programa de
desarrollo terminar el proyecto en un plazo aceptable?
o o ¿Es el costo de esta
alternativa una buena inversión comparada con otras alternativas?
o o ¿Se podría adquirir de
otras maneras el programa necesario?
·
·
Paquetes
comprados:
Programa o conjunto de programas ya escritos, diseñados para ejecutar tareas
específicas. Las preguntas clave son:
o o ¿Tiene el paquete las
características adecuadas a un costo razonable?
o o ¿Es aceptable el costo en
relación con el costo de desarrollo convencional o propio?
o o ¿Es suficiente el número de
usuarios de ese programa para garantizar que quienes lo elaboran respaldaran el
paquete después de comprado?
·
·
Elaboración
por contrato:
Es una alternativa conveniente en las siguientes condiciones:
o o La organización carece de
personal técnico para producir el programa deseado.
o o No hay paquetes
generalizado que sea adecuados para el trabajo.
o o El costo de esta
alternativa no es prohibitivo.
o o Se pueden hacer arreglos
convenientes para el mantenimiento (cambios, correcciones y mejoras) del software
después de que haya sido entregado.
sistemas
Sistema: Conjunto de elementos
interrelacionados que interactúan para alcanzar un objetivo común.
Las principios que
rigen un sistema son los de:
·
·
Entropía: tendencia a la
autodestrucción.
·
·
Sinergia: el todo es más que la
suma de las partes.
·
·
Isofinalidad: puede alcanzarse un mismo
objetivo por diferentes caminos.
Clasificación
de los sistemas
·
·
Biológicos o
no biológicos.
·
·
Naturales o
artificiales.
·
·
Los sistemas
administrativos pueden ser de decisión gerencial (sistemas de información) u
operativos (orientados a las transacciones).
Las decisiones
pueden tomarse en 3 condiciones:
·
·
certeza.
·
·
incertidumbre.
·
·
riesgo.
Características
de la información
Debe distinguirse:
·
·
información
interna:
es la que va con el mensaje y debe ser brindada
o o
en cantidad.
o o
con calidad
(mayor calidad implica mayor costo)
o o
oportunamente
(antes de la toma de decisiones, a la cual debe servir)
·
·
Información
externa:
Su utilización depende del receptor. Para una persona puede ser información y
para otra sólo datos; esto es debido a que dato no es lo mismo que información,
la información es el dato útil.
comunicaciones
(I)
Lenguajes
·
·
1er
nivel:
Lenguajes naturales.
·
·
2º nivel: lenguajes simbólicos.
·
·
3er
nivel:
lenguajes artificiales (básicamente los sistemas numéricos)
La base de cada
uno de estos lenguajes varía según lo que resulta más cómodo, por eso el
computador utiliza el sistema binario.
Los límites de un
lenguaje están dados por la ambigüedad y la redundancia.
Redes
Las computadores y
las personas están vinculadas dentro de las compañías y entre las naciones. La
aldea global es consecuencia de la red de computadoras.
La mayor parte de
las computadoras existentes forma parte de una red de computadoras, es decir
están conectadas electrónicamente con una o más computadoras para compartir
recursos e información.
Ya en muchas industrias
las redes de computación son el medio para la coordinación de la logística y
las comunicaciones a nivel internacional que se necesitan para la producción de
bienes y/o servicios.
Las redes de
computación permiten formar grupos de trabajo que cooperan entre sí por
medio de la computación en grupo. El grupo de trabajo es cualquier grupo de
personas que se vinculan por medio de una red de computadoras. Un software
especial, denominado groupware (software para grupos de trabajo)
facilita el uso de computadoras en grupos de trabajo. El groupware se usa para
permitir que los grupos de trabajo coordinen reuniones, celebren juntas
utilizando medios electrónicos, establezcan prioridades, colaboren en la
solución de problemas, compartan información, etc.
Multimedia
Este término se
refiere al uso de una combinación de textos, gráficos, animación, vídeo, música
y efectos de sonido para comunicarse.
Ancho de banda: Cantidad de información
que puede transmitir un medio por unidad de tiempo. Un libro que sólo contiene
texto es un medio de ancho de banda pequeño, que sólo puede proporcionar unos
300 bits de datos por segundo al lector. Los medios de ancho de banda grande
(televisión, vídeo) transmiten más de 50 millones de bits por segundos de datos
gráficos y sonoros.
La televisión y el
vídeo son medios pasivos, unidireccionales. Con la moderna tecnología es
posible que la información se transmita en ambas direcciones, convirtiendo los
multimedia en multimedia interactivos, que permiten que el observador/oyente participe
activamente en la experiencia.
La creación y
ejecución de documentos de multimedia requieren periféricos de hardware
adicionales (monitores de televisión, unidades de CD-ROM y reproductores de
videodiscos). La computadora controla los dispositivos, que almacenan y
suministran el material audiovisual al recibir órdenes.
El software
de multimedia merece su nombre porque proporciona información a través de
varios medios.
Además de textos y
gráficos, los documentos de multimedia suelen contener al menos una de las tres
formas de información siguientes:
·
·
Animación: Gráficos por computador
que se mueven en la pantalla. Se crea movimiento a partir de imágenes
estáticas. La moderna tecnología permite la automatización de uno de los
aspectos más tediosos de la animación: la animación por computadora es similar
a las técnicas tradicionales de animación cuadro a cuadro: cada cuadro es una
imagen dibujada en el computador y la máquina controla estos cuadros en una
sucesión rápida. Pero además se cuenta con diferentes tipos de herramientas:
o o de efectos visuales:
permiten crear desvanecimientos, barridos y otras transiciones visuales.
o o de trayectoria de
animación: registran el movimiento de los objetos visuales mientras el artista
los arrastra por la pantalla y reproducen estos movimientos al recibir una
orden.
o o de relleno de cuadros:
pueden rellenar automáticamente cierto número de cuadros para suavizar el movimiento.
·
·
Vídeo: Segmentos de película que
aparecen en la pantalla del computador o en un monitor de televisión. Para la
edición de vídeo se cuenta con estaciones de trabajo gráficas; con el software
de edición de vídeo, este hardware puede unir escenas, insertar transiciones
visuales, sobreponer títulos, crear efectos especiales, añadir una pista
musical o "imprimir" una copia de los resultados en videocinta
maestra. Para la ejecución de documentos multimedia con vídeo se cuenta con las
siguientes alternativas:
o o Videodisco interactivo: Un
reproductor de videodiscos conectado al televisor lee la información de audio y
vídeo en el disco y la convierte en sonido e imágenes. Un videodisco puede
contener una hora o más de vídeo con banda sonora, cuya calidad es la misma que
la de un CD. Un reproductor de videodiscos tiene la capacidad de exhibir
cuadros individuales (imágenes), también puede usarse como proyector de
diapositivas. Es un medio de acceso aleatorio. Muchos reproductores de
videodiscos están diseñados para aceptar órdenes de computadores enlazados a
ellos.
o o Vídeo digital: Las imágenes
convencionales de televisión y vídeo se almacenan y transmiten como señales
electrónicas analógicas. Como el vídeo digital puede reducirse a una serie de
números, puede editarse, almacenarse y reproducirse sin pérdida de calidad. El
vídeo digital puede ser manejado como datos por un computador y combinado con
otras formas de datos. Hay digitalizadores de vídeo que permiten convertir
señales de vídeo analógicas en datos digitales para diversos fines. Las
películas digitales tiene fuertes requerimientos de hardware. Para ahorrar
espacio de almacenamiento la mayoría de estas películas se exhiben en pequeñas
ventanas de la pantalla del monitor. Asimismo puede usarse software de
compresión de datos para eliminar datos redundantes de las películas, para que
puedan almacenarse en espacios más pequeños, con una pérdida muy pequeña en la
calidad de la imagen.
·
·
Audio: Música, efectos de sonido
y palabras pronunciadas por el computador o por una fuente de sonido externa.
El sonido grabado puede provenir de datos localizados en la memoria del
computador o de un dispositivo reproductor externo controlado por órdenes del
computador. También es posible generar sintéticamente los sonidos, es decir
sintetizarlos. Cualquier sonido que pueda grabarse también puede capturarse con
un digitalizador de audio y almacenarse como un archivo de datos. Los
datos de sonido digitalizado se pueden cargar en la memoria y manipularse con
el software. El software de edición de audio permite cambiar el volumen y el
tono de un sonido, añadir efectos especiales como ecos, eliminar ruidos
extraños, e incluso hacer nuevos arreglos de pasajes musicales. A los datos
sonoros en ocasiones se les denomina audio de forma de onda, ya que este
tipo de edición implica manipular una imagen visual de la forma de onda del
sonido. Para reproducir un sonido digitalizado, el computador debe cargar el
archivo de datos en memoria, convertirlo en sonido analógico y reproducirlos
mediante un altoparlante. La compresión de datos sonoros ahorra espacio pero
también reduce la calidad del sonido, las grabaciones digitales residentes en
memoria no tienen la fidelidad de las grabaciones en discos compactos. La
diferencia se debe a la velocidad de muestreo: el número de
"instantáneas" sonoras que toma cada segundo el equipo de grabación.
El sonido de un disco compacto tiene una elevada velocidad de muestreo y por
ello su sonido se aproxima mucho al original analógico. Un computador también
puede reproducir los sonidos de un disco compacto de audio; los sonidos se
almacenan en el CD, no en la memoria del computador, y el software sólo debe
tener órdenes para indicar a la unidad de CD-ROM qué tocar y cuándo. Las
ventajas del audio en disco compacto residen en su alta calidad de sonido y en
los bajos costos de almacenamiento.
Seguridad y
riesgo
Delitos
Delito por
computador:
cualquier violación a la ley realizada por medio del conocimiento o el uso de
la tecnología de computación.
Robo
El robo es la
forma más común de delito por computador; y el tipo de robo más frecuente es la
piratería de software, que es la duplicación ilegal de software protegido por
derechos de autor. La propiedad intelectual cubre el resultado de las actividades
intelectuales en las artes, la ciencia y la industria. En su mayoría, los
programas de software comercial están protegidos por leyes de derechos de
autor, pero algunas compañías se fundan en las leyes de patentes para proteger
productos de software. El propósito de las leyes de propiedad intelectual es el
de asegurar que se recompense justamente el trabajo mental y que se estimule la
innovación, pero estas leyes son muy difíciles de aplicar.
La piratería puede
ser un problema muy serio para las pequeñas compañías, para las cuales la
creación de software es tan difícil como para las grandes, pero careciendo
aquéllas de los recursos financieros para cubrir sus pérdidas por piratería.
Sabotaje
Hay varios tipos
de programas destructores:
·
·
Caballos de
Troya o Troyanos (trojans): El troyano es un programa que ejecuta una tarea
útil al mismo tiempo que realiza acciones destructivas secretas. por lo
general, estos programas se colocan en tableros de noticias de dominio público
con nombres parecidos a los de un juego o una utilería.
·
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Virus: Se propagan de programa
en programa, o de disco en disco, y en cada programa o disco infectado crean
más copias de ellos. Por lo general, el software virus está oculto en el
sistema operativo de un computador o en algún programa de aplicación. Los virus
suelen ser selectivos (los de Mac sólo invaden Mac, los de UNIX sólo UNIX,
etc.). Se requiere un programador humano para crear un virus, incorporarlo en
software y difundirlo. una vez en circulación, el virus se puede propagar como
una epidemia a través de software y discos compartidos; además es casi
imposible erradicarlos del todo. Los programas antivirus o vacuna o
desinfectantes están diseñados para buscar virus, notificar al usuario de su
existencia y eliminarlos de los discos o archivos infectados. Algunos son
residentes.
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·
Gusanos: Usan los computadores
como anfitriones para reproducirse. Estos programas viajan de manera
independiente por las redes, en busca de estaciones de trabajo no infectadas
que puedan ocupar. Un segmento de gusano corriente reside en la memoria de una
estación de trabajo, no en disco, de manera que es posible eliminarlo apagando
todas las estaciones de trabajo de la red.
·
·
Bombas
lógicas:
Es un programa que entrará en acción cuando detecte una secuencia de sucesos o
después de un cierto período. Sueles incluirse en los programas virus.
Hacking
Los hackers son
invasores electrónicos que ingresan a los computadores corporativos y del
gobierno usando contraseñas robadas o deficiencias de seguridad en el software
del sistema operativo. Lo más común es que sólo estén motivados por la
curiosidad y el reto intelectual
Errores y
averías
Los errores de
software ocasionan más daños que los virus y los delincuentes de la computación
juntos, ya que:
·
·
Es imposible
eliminar todos los errores.
·
·
Incluso los
programas que parecen funcionar pueden contener errores peligrosos (los errores
más peligrosos son los difíciles de detectar y pueden pasar inadvertidos meses
o años).
·
·
Al aumentar el
tamaño del sistemas, mayor es el problema.
Reducción
del riesgo
Seguridad en
los computadores: Protección de los sistemas de computación y la información que
contienen contra el acceso, el daño, la modificación o la destrucción no
autorizados.
Los computadores
tienen 2 características inherentes que los hacen vulnerables a ataques o
errores operativos:
·
·
Un computador
hará exactamente aquello para lo cual está programado, como revelar
información confidencial. Cualquier sistema que pueda ser programado también
puede ser reprogramado por alguien que posea los conocimientos suficientes.
·
·
Todo
computador únicamente puede hacer aquello para lo cual fue programado.
"...no se puede proteger de averías o ataques deliberados, a menos que
estos casos hayan sido previstos, estudiados y atacados específicamente con una
programación apropiada."
Restricciones
de acceso físico
Una forma de
reducir el riesgo de violaciones a la seguridad consiste en asegurarse de que
sólo el personal autorizado tenga acceso al equipo de cómputo. Un usuario puede
tener acceso al computador con base en:
·
·
algo que
tiene: una
llave, una tarjeta de identificación con fotografía o una tarjeta inteligente
con una identificación codificada digitalmente;
·
·
algo que
sabe: una
contraseña, un número de identificación, la combinación de un candado o datos
personales de difícil conocimiento para otros;
·
·
algo que
hace: su
firma o su velocidad para teclear y sus patrones de errores;
·
·
algo acerca
del usuario:
su voz, huellas dactilares, lectura retinal u otras mediciones de las
características corporales de un individuo, llamadas biométricas.
Contraseñas
Son las
herramientas más comunes para restringir el acceso a los sistemas de
computación, pero sólo serán eficaces si se eligen con cuidado y si son
cambiadas con frecuencia.
El software de
control de acceso no tiene que tratar a los usuarios de la misma manera
(niveles de autorización).
Para evitar el uso
no autorizado de contraseñas robadas por extraños, muchas compañías emplean
sistemas de devolución de llamada: Cuando un usuario ingresa y teclea
una contraseña, el sistema cuelga, busca el número telefónico del usuario y lo
llama antes de permitir el acceso.
Ciframiento, blindaje
y auditoría
Ciframiento
(encryption):
Es una forma de proteger la información transmitida escribiendo en cifra esas
transmisiones. Un usuario cifra un mensaje aplicándole un código numérico
secreto (la clave de cifrado) y el mensaje puede transmitirse o
almacenarse como un revoltijo indescifrable de caracteres, siendo posible
leerlo únicamente luego de reconstruirlo con una clave correspondiente.
·
·
Blindaje: Se utiliza para la
información más confidencial. Por ejemplo el Pentágono utiliza un programa
llamado Tempest para crear máquinas con blindaje (shielding) especial.
·
·
Control de
auditoría:
El software de este tipo sirve para supervisar y registrar transacciones de
cómputo en el momento en que tienen lugar, para que los auditores puedan
rastrear e identificar actividades sospechosas del computador después de los
hechos. Un software de control de auditoría eficaz obliga a todos los usuarios,
legítimos o no, a dejar un rastro de huellas electrónicas.
Respaldos
(backups)
Guardar el software
y los datos puede ser más importante que salvar el hardware.
Ni siquiera el
mejor sistema de seguridad puede garantizar la protección absoluta de los
datos. Todo sistema de seguridad integral debe incluir algún tipo de plan para
recuperarse de desastres. El seguro de recuperación de datos más eficaz y
utilizado es un sistema para hacer respaldos regulares.
La frecuencia con
que se respalda un disco depende de su volatilidad o de cuan seguido se
actualicen los archivos del disco.
Controles de
seguridad humana
La seguridad en
materia de computadores es un problema humano que no se puede resolver
exclusivamente con tecnología. La seguridad es un asunto de la gerencia, y las
acciones y políticas de un gerente son fundamentales para el éxito de un
programa de seguridad.
Software
(II)
El software es el
enlace de comunicación entre el ser humano y el computador. El software se
almacena en memoria, y no permanentemente en los circuitos, por lo cual puede
modificarse para satisfacer las necesidades del usuario.
Casi todo el
software corresponde a una de 3 categorías generales:
·
·
programas
de traducción: permiten escribir programas en lenguajes parecidos al inglés y
traducirlos al lenguaje de máquina.
·
·
aplicaciones
de software:
facilitan a los usuarios comunicar sus necesidades al computador, sin tener que
aprender a programar. Las aplicaciones simulan y extienden las propiedades de
las herramientas comunes de la vida real, como las máquinas de escribir, los
pinceles y los archiveros.
·
·
software de
sistema:
el sistema operativo funciona tras bambalinas, traduciendo las instrucciones
del software a mensajes que el hardware puede comprender. Un sistema operativo
sirve como administrador del computador, encargándose de los múltiples detalles
necesarios para que la máquina funcione.
Lenguajes
Los lenguajes
naturales son aquellos con los cuales hablamos y escribimos en nuestras
actividades cotidianas. Los lenguajes de programación ocupan una
posición intermedia entre los lenguajes naturales humanos y los precisos lenguajes
de máquina.
Gracias a la
progresiva complejidad de los lenguajes traductores que permiten convertir las
instrucciones de un lenguaje de programación al lenguaje de máquina, la
programación puede usar lenguajes de computación que se parecen cada vez más a
los lenguajes naturales.
También se habla
de lenguajes naturales para referirse al software que permite que los sistemas
de computación acepten, interpreten y ejecuten instrucciones en el lenguaje
materno o "natural" que habla el usuario final, por lo general el
inglés. La mayor parte de los lenguajes naturales comerciales están diseñados para
ofrecer a los usuarios un medio de comunicarse con una base de datos
corporativa o con un sistema experto.
Lenguajes de
programación
Un lenguaje de
programación consiste en un conjunto de órdenes o comandos que describen el
proceso deseado. Cada lenguaje tiene sus instrucciones y enunciados verbales
propios, que se combinan para formar los programas de cómputo.
Los lenguajes de
programación no son aplicaciones, sino herramientas que permiten construir y
adecuar aplicaciones.
Características
de la programación
Un programa útil
tiene 5 atributos:
1.
1.
Exactitud y
precisión:
Un programa debe aceptar datos, procesarlos y generar resultados sin errores de
sintaxis o de lógica; de ahí la necesidad de exactitud y precisión.
2.
2.
Integridad
o completitud: Un programa es completo sólo si ejecuta todas las operaciones que el
usuario espera al procesar un conjunto de datos.
3.
3.
Generalidad: La generalidad se
entiende en dos sentidos:
o o Un programa bien diseñado
se puede generalizar; es decir puede procesar conjuntos de datos que varían en
el número de transacciones y en la naturaleza de los datos mismos. Las
instrucciones se deben elaborar para que no se limiten a un número específico
de transacciones en el conjunto de datos. No debe suponerse que una parte
específica de datos siempre sea de igual tamaño.
o o El programa contiene
diferentes opciones que pueden o no ser aplicadas durante una corrida. Los
usuarios pueden seleccionar la opción adecuada cada vez.
1.
1.
Eficiencia: Debe asegurarse que las instrucciones
para procesar datos se selecciones tan rápida y fácilmente como sea posible. La
rapidez y la eficiencia del procesamiento de datos puede variar debido a:
o o modo como se introducen los
datos,
o o orden en que se procesan
los datos,
o o instrucciones particulares
que se empleen para controlar el proceso,
o o etc.
1.
1.
Documentación: Consiste en la inclusión
de auxiliares que explican con claridad como ocurre el procesamiento de los
datos en un programa. La documentación incluida en un programa es de dos tipos:
o o externa: No está incluida en el
programa mismo sino que va por separado. Comprende:
§
§
diagrama de
flujo que muestre los pasos y los procedimientos y el orden en el cual tienen
lugar;
§
§
explicación
que describa en el lenguaje común cómo es el procesamiento de los datos;
§
§
descripción de
los datos que van a introducirse y procesarse, incluyendo su tipo y tamaño.
o o interna: Consiste en comentarios y
descripciones que se insertan entre los enunciados ejecutables de un programa.
Explica la sucesión de los pasos del procesamiento y los objetivos de los
diferentes grupo de enunciados del programa
Generaciones de
lenguajes de programación
Los lenguajes de
programación se dividen en 2 categorías fundamentales:
·
·
bajo nivel: Son dependientes de la
máquina, están diseñados para ejecutarse en una determinada computadora. A esta
categoría pertenecen las 2 primeras generaciones.
·
·
Alto Nivel: Son independientes de la
máquina y se pueden utilizar en una variedad de computadoras. Pertenecen a esta
categoría la tercera y la cuarta generación. Los lenguajes de más alto nivel no
ofrecen necesariamente mayores capacidades de programación, pero si ofrecen una
interacción programador/computadora más avanzada. Cuanto más alto es el
nivel del lenguaje, más sencillo es comprenderlo y utilizarlo.
Cada generación de
lenguajes es más fácil de usar y más parecida a un lenguaje natural que su
predecesores. Los lenguajes posteriores a la cuarta generación se conocen como lenguajes
de muy alto nivel. Son lenguajes de muy alto nivel los generadores de
aplicaciones y los naturales.
En cada nuevo
nivel se requieren menos instrucciones para indicar a la computadora que
efectúe una tarea particular. Pero los lenguajes de alto nivel son sólo una
ayuda para el programador. Un mayor nivel significa que son necesarios menos
comandos, debido a que cada comando o mandato de alto nivel reemplaza muchas
instrucciones de nivel inferior.
1.
1.
Primera -
Lenguaje de máquina: Empieza en los años 1940-1950. Consistía en sucesiones de
dígitos binarios. Todas las instrucciones y mandatos se escribían valiéndose de
cadenas de estos dígitos. Aún en la actualidad, es el único lenguaje interno
que entiende la computadora; los programas se escriben en lenguajes de mayor
nivel y se traducen a lenguaje de máquina.
2.
2.
Segunda –
Lenguajes ensambladores: Fines de los ’50. Se diferencian de los lenguajes de
máquina en que en lugar de usar códigos binarios, las instrucciones se
representan con símbolos fáciles de reconocer, conocidos como mnemotécnicos,.
Aún se utilizan estos lenguajes cuando interesa un nivel máximo de eficiencia
en la ejecución o cuando se requieren manipulaciones intrincadas. Al igual que
los lenguajes de la máquina, los lenguajes ensambladores son únicos para una
computadora particular. Esta dependencia de la computadora los hace ser
lenguajes de bajo nivel.
3.
3.
Tercera: años ’60. Los lenguajes
de esta generación se dividen en tres categorías, según se orienten a:
o o procedimientos: Requieren que la
codificación de las instrucciones se haga en la secuencia en que se deben
ejecutar para solucionar el problema. A su vez se clasifican en científicos
(p.ej.: FORTRAN), empresariales (v.g.: COBOL), y de uso general o múltiple (p.ej.:
BASIC). Todos estos lenguajes permiten señalar cómo se debe efectuar una
tarea a un nivel mayor que en los lenguajes ensambladores. Hacen énfasis los
procedimientos o las matemáticas implícitas, es decir en lo que se hace
(la acción).
o o problemas: Están diseñados para
resolver un conjunto particular de problemas y no requieren el detalle de la
programación que los lenguajes orientados a procedimientos. Hacen hincapié en
la entrada y la salida deseadas.
o o objetos: El énfasis se hace en el objeto
de la acción. Los beneficios que aportan estos lenguajes incluyen una mayor
productividad del programador y claridad de la lógica, además de ofrecer la
flexibilidad necesaria para manejar problemas abstractos de programación.
1.
1.
Cuarta: su característica
distintiva es el énfasis en especificar qué es lo que se debe hacer, en
vez de cómo ejecutar una tarea. Las especificaciones de los programas se
desarrollan a un más alto nivel que en los lenguajes de la generación anterior.
La característica distintiva es ajena a los procedimientos, el programador no
tiene que especificar cada paso para terminar una tarea o procesamiento. Las
características generales de los lenguajes de cuarta generación son:
o o
Uso de frases
y oraciones parecidas al inglés para emitir instrucciones;
o o
no operan por
procedimientos, por lo que permiten a los usuarios centrarse en lo que hay que
hacer no en cómo hacerlo;
o o
Al hacerse
cargo de muchos de los detalles de cómo hacer las cosas, incrementan la productividad.
Hay dos tipos de
lenguajes de cuarta generación, según se orienten:
o o a la producción: Diseñados sobre todo para
profesionales en la computación.
o o al usuario: Diseñados sobre todo para
los usuarios finales, que pueden escribir programas para hacer consultas en una
base de datos y para crear sistemas de información. También se llama lenguaje
de consultas (SQL, Structured Query Language: lenguaje estructurado para
consultas).
Pasos en el
desarrollo de programas
1.
1.
Descripción
del problema:
Identificación precisa de las necesidades a satisfacer.
2.
2.
Análisis
del problema:
División del problema en sus componentes básicos. Para la mayoría de los
programas estos componentes son:
o o salida
o o entrada
o o procesamiento
o o interacción de archivos
1.
1.
Diseño de
la lógica general del programa: Luego del análisis corresponde unir todas las piezas. Un
programa se diseña jerárquicamente, yendo de los aspectos generales a los
aspectos específicos. El diseño general se orienta a las principales
actividades de procesamiento y a las relaciones entre éstas. Al completar
primero un diseño general se pueden investigar distintas alternativas de
diseño; luego de elegida la mejor se avanza a un diseño más detallado.
2.
2.
Diseño de
la lógica detallada del programa: Se produce una representación gráfica de la lógica
del programa que incluye todas las actividades de procesamiento y sus
relaciones, cálculos, manejos de datos, operaciones lógicas y todas las
operaciones de entrada/salida.
3.
3.
Codificación: Se traduce el diseño
gráfico y narrativo de los pasos anteriores a instrucciones o programas que la
máquina puede leer.
4.
4.
Prueba y
depuración:
Búsqueda y eliminación de errores de sintaxis y de lógica.
5.
5.
Documentación: Para responder a las
necesidades a pesar los cambios los programas deben actualizarse periódicamente
o mantenerse. El mantenimiento se dificulta si la documentación no está
completa y actualizada. La documentación forma parte del proceso de
programación. No es algo que se lleve a cabo cuando el programa está escrito.
Como mínimo la documentación de cada programa debe incluir:
o o descripción del programa;
o o gráfica estructural;
o o diagrama de flujo;
o o enlistado del programa (con
comentarios internos)
o o una sesión interactiva
(entrada/salida cuando se ejecuta el programa)
Errores en la
programación
·
·
de sintaxis: Violaciones de las reglas
"gramaticales" del lenguaje de programación para la escritura de
instrucciones. Ejemplos:
o o Inclusión de símbolos o
caracteres que no están permitidos.
o o Omisión de la referencia de
los datos por leer o escribir (se tiene que indicar a la CPU qué debe leer o
escribir).
o o Escritura errónea de una
orden.
·
·
de lógica: Consisten en el uso
inadecuado de instrucciones que son correctas en sintaxis; son errores en la
estructura lógica que ocasionan diferencian entre lo que se quiere que haga el
programa y lo que hace en realidad.
Fuentes de los
programas
·
·
Elaboración
propia:
Diseño y programado realizado por personal de la organización. Para determinar
si esta estrategia es la mejor se deben evaluar los siguientes factores:
o o ¿Tiene la organización
suficiente personal capacitado para desarrollar programas propios?
o o ¿Permite el programa de
desarrollo terminar el proyecto en un plazo aceptable?
o o ¿Es el costo de esta
alternativa una buena inversión comparada con otras alternativas?
o o ¿Se podría adquirir de
otras maneras el programa necesario?
·
·
Paquetes
comprados:
Programa o conjunto de programas ya escritos, diseñados para ejecutar tareas
específicas. Las preguntas clave son:
o o ¿Tiene el paquete las
características adecuadas a un costo razonable?
o o ¿Es aceptable el costo en
relación con el costo de desarrollo convencional o propio?
o o ¿Es suficiente el número de
usuarios de ese programa para garantizar que quienes lo elaboran respaldaran el
paquete después de comprado?
·
·
Elaboración
por contrato:
Es una alternativa conveniente en las siguientes condiciones:
o o La organización carece de
personal técnico para producir el programa deseado.
o o No hay paquetes
generalizado que sea adecuados para el trabajo.
o o El costo de esta
alternativa no es prohibitivo.
o o Se pueden hacer arreglos convenientes
para el mantenimiento (cambios, correcciones y mejoras) del software después de
que haya sido entregado.
Programas
Los programas de
computación son conjuntos o estructuras de instrucciones u órdenes codificados
que hacen que la computadora efectúe una serie de operaciones para alcanzar un
propósito específico.
Se llama
programado a los conjuntos o series de instrucciones, lenguaje y métodos que
hacen posible que una persona utilice una computadora. En sentido general el
programado es un conjunto de órdenes o mandatos puestos para controlar la
operación de un sistema de cómputo para efectuar el cálculo y el procesamiento
de datos. El objetivo primario es controlar todas las actividades de
procesamiento de datos y cerciorarse que los recursos y la capacidad de la
computadora sean aprovechados de la manera más eficaz.
Programa
almacenado, fuente y objeto
·
·
fuente: Es el programa de cómputo
escrito en un lenguaje de programación. Todos los programas fuente deben
compilarse o traducirse antes que el sistema los pueda ejecutar.
·
·
objeto: Se llama programa o
código objeto al programa de cómputo luego que ha sido traducido al lenguaje de
máquina. El programa objeto es la salida del proceso de compilación.
·
·
almacenado: Es un concepto que se
debe a John von Neumann que afirmaba la necesidad de que las instrucciones de
los programas deben almacenarse junto con los datos en la memoria
Programación
estructurada
En esta
programación se maneja en forma jerárquica la lógica del programa en módulos
lógicos. Al final se traduce la lógica de cada módulo a una secuencia de
instrucciones del programa que se pueden ejecutar de manera independiente. El
planteamiento estructurado reduce la complejidad de la tarea de programación.
La programación
estructurada es una técnica para hacer más simple y productiva la programación.
Un programa estructurado no depende de enunciados GoTo (enunciado utilizado
para transferir el control a otras partes del programa) para controlar el flujo
lógico, sino que se construye a partir de programas más pequeños llamados módulos
o subprogramas, que a su vez se componen de módulos más pequeños. Lo que
se hace es combinar los módulos usando las 3 estructuras de control básicas:
secuencia, repetición y selección.
Un programa está
bien estructurado si:
·
·
está formado
por módulos lógicamente coherentes;
·
·
los módulos
están dispuestos en una jerarquía; y
·
·
es directo y
legible.
Traductores,
compiladores e intérpretes
Los traductores
son programas elaborados que convierten los programas escritos en un lenguaje
de programación en pulsos eléctricos que el sistema de cómputo puede entender,
es decir los transforman en lenguaje de máquina. Los programas de traducción
pueden ser:
1.
1.
Compiladores: El programa compilador
traduce las instrucciones en un lenguaje de alto nivel a instrucciones que la
computadora puede interpretar y ejecutar. Para cada lenguaje de programación se
requiere un compilador separado. El compilador traduce todo el programa
antes de ejecutarlo.
Los compiladores son, pues, programas de traducción
insertados en la memoria por el sistema operativo para convertir programas de
cómputo en pulsaciones electrónicas ejecutables (lenguaje de máquina). Los
compiladores pueden ser de:
o o una sola pasada: examina el código fuente
una vez, generando el código o programa objeto.
o o pasadas múltiples: requieren pasos
intermedios para producir un código en otro lenguaje, y una pasada final para
producir y optimizar el código producido durante los pasos anteriores.
También hay compiladores incrementales que generan un código
objeto instrucción por instrucción (en vez de hacerlo para todo el programa)
cuando el usuario teclea cada orden individual. El otro tipo de compiladores
requiere que todos los enunciados o instrucciones se compilen conjuntamente.
El proceso de compilación puede requerir tiempo, sobre todo
para los programas grandes, pero los programas compilados tienden a ejecutarse
con mayor rapidez que los programas interpretados. La recopilación sólo es
necesaria cuando se modifica el programa.
1.
1.
Intérpretes: Es un programa que
desempeña la misma función que un compilador, pero en forma diferente. En lugar
de traducir todo el programa fuente en un solo paso, traduce y ejecuta cada
instrucción del programa fuente antes de traducir y ejecutar la siguiente.
La ventaja es que un error en la sintaxis "salta"
inmediatamente a la vista del programador.
La desventaja es que no produce un programa objeto, por lo
que debe realizar el proceso de traducción cada vez que se ejecuta un programa.
Software de
aplicación
Es el conjunto de
programas concebidos o creados para atender trabajos específicos del usuario,
referidos al cumplimiento de sus diversos objetivos.
Este software está
diseñado y escrito para realizar tareas específicas personales, empresariales o
científicas. Todas estas aplicaciones procesan datos y generan información. El
software de aplicación necesita parte del software de base para ejecutarse.
El software de
aplicación puede ser:
·
·
a medida: Ofrece la oportunidad al
usuario de personalizar el sistema de aplicación según sus necesidades; es
decir que están diseñados considerando las particularidades que esa aplicación
tiene para el usuario. Teóricamente, un sistema de este tipo debiera satisfacer
plenamente las necesidades del usuario. La personalización tiene un límite,
dado por el hardware y el software de base en cual el sistema será utilizado.
·
·
preplaneado: Es concebido en forma
estándar, sin tener en consideración a usuarios en particular. Desde el punto
de vista de los requerimientos de una aplicación específica de un usuario
determinado, podrían resultar menos flexibles que los desarrollados a medida,
debido a que no tienen elementos que permitan personalizar la aplicación. Pero
desde el punto de vista de los requerimientos generales de aplicación
considerada en sí misma, son sistemas mucho más flexibles que los desarrollados
a medida.
El elemento
determinante en la elección será, casi seguramente, el factor económico. El
sistema preplaneado es más barato ya que el costo de desarrollo se amortiza
entre todos los usuarios que adquieran el paquete. Pero para evaluar la
magnitud del ahorro debe examinarse si, en relación con los requerimientos del
usuario, lo que ofrece el sistema preplaneado:
·
·
coincide
plenamente:
el ahorro económico es real.
·
·
excede los
requerimientos del usuario: la situación resultaría costosa, ya que se estaría pagando
por elementos y funciones que no se utilizarán (siempre y cuando el costo de
los mismo fuera significativo frente a lo que resulta útil del paquete).
·
·
satisface
parcialmente o en forma diferente a lo que es práctica usual en la organización: el ahorro es absorbido por
el costo, implícito, de adaptar la organización a los requerimientos del
sistema, en lugar de que el sistema satisfaga los requerimientos de la
organización.
Software de
base o sistema
Por la relación
estrecha que existe entre las características de un computador y su software de
base, no se puede concebir el uno sin el otro.
Este software es
independiente de cualquier paquete de software para uso general o cualquier
área de aplicación específica; controla y respalda en cierto modo el software
de las otras categorías. Pertenecen a la categoría del software de base el
sistema operativo, la interfaz gráfica de usuario (GUI) y los utilitarios.
El software de
base ahorra al usuario el tener que preocuparse por temas tales como:
·
·
las partes de
la memoria del computador que contienen el documento;
·
·
los segmentos
del software de procesamiento de textos que se encuentran en la memoria;
·
·
las
instrucciones de salida enviadas por la computadora a la impresora.
Generalmente es
entregado por el proveedor del equipo o por casas especializadas en el
desarrollo de software de base. Se divide en 2 grandes grupos: utilitarios y
sistema operativo.
Utilitarios
Son módulos
programáticos elaborados que se requieren frecuentemente en el procesamiento de
los datos. Pueden ser sencillo o muy complicados.
Son rutinas de
servicio que eliminan la necesidad de escribir un programa o de pasar mucho
tiempo trabajando a través de los menúes cada vez que se necesitan llevar a
cabo ciertas operaciones.
Sirven como
herramientas para llevar a cabo el mantenimiento del sistema y efectuar algunas
reparaciones que el sistema operativo no maneja de manera automática.
Por ejemplo, los
utilitarios facilitan:
o o
el copiado de
archivos;
o o
la reparación
de archivos de datos dañados;
o o
la traducción
de archivos para que puedan leerlos programas diferentes.
Descripción de
utilitarios
2.
2.
de servicio:
Los destinados al manejo de ciertos recursos del computador y de programas y
sus bibliotecas.
o o
Listador de
directorio:
El directorio es un archivo más dentro de un paquete de discos o diskettes que
constituye el índice del contenido del volumen y contiene:
§ §
identificación
o nombre del disco;
§ §
espacio
disponible y su ubicación
§
§
datos de
los archivos lógicos que abarca ese volumen o archivo físico; los datos más usuales que
contiene de cada archivo lógico son:
§
§
nombre del
archivo;
§
§
longitudes del
registro físico y del registro lógico;
§
§
formato del
registro (fijo, variable, indefinido);
§
§
tipo de
archivo (datos, programa, objeto, etc.)
§
§
organización
del archivo;
§
§
cantidad de
espacio que ocupa;
§
§
dirección/es
del archivo (ubicaciones o extensiones);
§
§
fechas de
creación y de expiración;
§
§
longitud de la
clave (si no es un archivo secuencial).
Este utilitario imprime total o parcialmente las entradas de
directorio. El listado emitido permite conocer:
o o
los
archivos que se encuentran en el soporte;
o o
las
características de cada uno de ellos;
o o
el espacio
libre restante en el soporte, y su ubicación;
o o los miembros del archivo
particionado y el espacio aún disponible en el mismo.
o o
Eliminador
de archivos:
(Remove, delete, erase, scratch). Esta función consiste en suprimir los datos
de un archivo del directorio general del volumen y desasignar el espacio
ocupado por dicho archivo lógico, colocándolo como espacio disponible en los
registros correspondientes del directorio.
o o
Renombrador
de archivos:
(Rename).Esta función consiste en cambiar el nombre del archivo en la entrada
del directorio general del soporte por uno nuevo. Para ello habrá que
especificar el viejo nombre (con el que buscará las entradas del directorio) y
el nuevo, que reemplazará al anterior.
o o
Reorganizador
de espacios en discos: (Squeeze, condens, compress).Las sucesivas incorporaciones
y eliminaciones de archivos de un volumen producen una cantidad considerable de
pequeñas extensiones entre los distintos archivos lógicos; estos espacios
producen una pérdida de tiempo en la lectura y grabación del archivo; además
obligan a guardar las direcciones de dichas extensiones en el directorio
general del volumen haciendo más lento también encontrar la ubicación de un
archivo lógico en el directorio. Cuando el espacio libre en disco se encuentra
muy fragmentado, se hace necesario compactar los archivos. La función de este
utilitario es la de ir copiando los archivos lógicos dentro del volumen sin
dejar espacios libres entre ellos. Esta tarea involucra además la actualización
del directorio general del soporte en lo que hace a las ubicaciones de los
archivos lógicos y al nuevo espacio libre (que será uno solo al final de todos
los archivos lógicos, reduciendo también la cantidad de registros en el
directorio necesarios para identificar las áreas libres).
o o
Editor de
textos:
Permite la creación, modificación y eliminación de programas. Su función básica
es la incorporar a la biblioteca de programas fuente o simbólicos un programa
nuevo que ha sido codificado o efectuarle modificaciones a uno ya existente con
motivo de errores encontrados en su ejecución o por cambio en los
requerimientos de procesamiento o la eliminación de un programa que no se usará
más.
Los editores de texto pueden ser ejecutados:
o o ingresando información por
medio de tarjetas perforadas, diskettes, etc.
o o mediante el uso de
terminales:
tienen menos restricciones que los anteriores. Entre otras funciones, los editores
de terminal permiten: agregar o eliminar una o más líneas, mover y copiar
líneas de un lugar a otro del programa, copiar líneas de otro programa, cambiar
un grupo de caracteres por otro a lo largo de parte o todo el programa, buscar
un grupo de caracteres, etc. A su vez pueden dividirse en:
§
§
editores de
línea;
§
§
editores de
pantalla completa: superiores a los anteriores.
o o
Vinculador: Su función es vincular
distintos módulos objeto reubicables generando un único programa ejecutable.
Ahora bien,
¿cuáles son las razones por las que un programa puede necesitar varios módulos
objeto para convertirse en ejecutable?:
o o Uso de subprogramas de uso
general:
existen ciertas operaciones que normalmente son utilizadas por varios programas
de aplicación y que se codifican en forma separada y se compilan constituyen un
subprograma que será "llamado" por otro programa. El módulo objeto se
denomina reubicable dado que podrá ser "reubicado" en cualquier lugar
del programa ejecutable.
o o División del programa en
módulos separados: Esto permite que un programa se divida y codifique en módulos
separados, que se compilan también separadamente. Inclusive los módulos pueden
ser codificados en diferentes lenguajes y los compiladores y compaginadores los
unificarán a nivel de lenguaje objeto. Tiene la ventaja de que cualquier
modificación de un módulo a nivel de lenguaje simbólico implicará sólo la
compilación de ese módulo y su vinculación con los otros módulos que no
cambiaron.
o o Incorporación de rutinas de
manejo de datos: Muchas veces por medio de la vinculación se le agregan a los módulos
objeto distintos subprogramas de manejo de datos que forman parte del S.O. y
que necesitará el programa para se ejecutado. Así se evita que estas rutinas
sean residentes (estar permanentemente en memoria a disposición de los
programas).
El vinculador reúne los módulos objeto reubicándolos y
genera un programa también reubicable.
Los módulos contienen los llamados símbolos externos, que
pueden ser:
o o Referencias externas: referencias simbólicas a
otros módulos.
o o Nombres externos: nombres que pueden ser
referenciados por otros módulos.
1.
1.
De apoyo a los
sistemas de aplicación:
o o
Generador
de copias de archivos: Permite copiar cualquier archivo a otro soporte, sea o no
del mismo tipo. Algunos permiten la copia de varios archivos indicando desde
cuál hasta cuál se desea copiar, o permiten que la copia tenga otro diferente,
o permiten seleccionar los registros del archivo a ser copiados. También están
los que permiten copiar un soporte entero a otro.
o o
Reorganizador
de archivos:
Su función consiste en eliminar físicamente los registros dados de baja; de esa
forma se comprime el archivo eliminando o reduciendo los registros que se
encuentran en el área de excedentes. Esta función se logra copiando el archivo
y evitando la grabación de aquellos registros dados de baja (marcados).
o o
Generador
de listados:
Permite obtener mediante parámetros listados de información de uno o más
archivos en forma rápida. Los parámetros más comunes son:
§ §
selección
de registros lógicos a procesar;
§ §
relación
con otros archivos secundarios;
§ §
clasificación
requerida;
§ §
impresión
de títulos;
§ §
impresión
de datos y cálculos entre ellos;
§ §
cortes de
control y subtotales;
§ §
totales
generales.
o o
Clasificador
e intercalador de archivos: (Sort-merge). Permite:
§
§
clasificar
un archivo
especificando las posiciones o campos de clasificación y el orden deseado
(ascendente o descendente); o
§
§
intercalar
dos archivos
previamente clasificados de igual forma obteniendo un archivo que reúna a los
dos de entrada; para lo cual se deben especificar las posiciones del campo de
intercalación y el orden deseado.
Sistema
operativo
El sistema
operativo supervisa y controla todas las actividades de entrada/salida y
procesamiento de un sistema de computación. Todo el hardware y el software se
controla por medio del sistema operativo.
El sistema
operativo distribuye y controla (es decir administra) recursos limitados del
equipo de cómputo. Los programas que constituyen el sistema operativo son
desarrollados generalmente por los fabricantes de computadoras y proporcionados
a los compradores. Están diseñados para hacer el mejor uso de los componentes
de cada sistema de computación.
Pueden existir
diferentes sistemas operativos incluso en los sistemas de un solo fabricante.
El conjunto de
programas de control del sistema operativo trabaja en forma conjunta y está
diseñado para maximizar la eficacia total del sistema de cómputo.
Este sistema
supervisa todas las actividades, recabando programas especiales de sistema
cuando sea necesario, asignando recursos del sistema y programando los trabajo
de tareas para la operación continua del sistema.
Los componentes
del sistema operativos son de 2 tipos:
·
·
residentes: también llamados
supervisores. Son componentes que residen permanentemente en la memoria central
durante todo el procesamiento.
·
·
transientes: residen sólo cuando se
los necesita, estando almacenados en periféricos cuando no están en la memoria
central.
Funciones
básicas del sistema operativo
1.
1.
Proveer servicios
para la ejecución y desarrollo de los programas de aplicación: administrar los recursos
en proceso, obtener automáticamente la rutina apropiada y mantener la operación
del computador, sin necesidad de intervención manual.
2.
2.
Actuar como
entorno de la aplicación en la cual el programa es ejecutado: Supervisar mediante un
conjunto de rutinas las operaciones del computador, controlar el desarrollo de
las operaciones internas de la CPU, dirigir el desenvolvimiento de las
operaciones de entrada/salida.
Carga inicial
del sistema operativo
Casi todas las
máquinas tienen una parte de su S.O. en la ROM y lo demás se carga en memoria
durante el proceso de arranque. Una de las pocas ocasiones en que el usuario
debe comunicarse directamente con el S.O. es al arrancar una PC, momento en el
que el S.O. aparece en primer plano y espera instrucciones.
No todo el S.O.
está en memoria permanentemente. La parte que reside siempre en memoria durante
la ejecución de los distintos programas se llama residente o supervisor.
Una vez encendido
el computador habrá que cargar el residente en memoria para poder comenzar a
ejecutar los distintos programas. Hay un primer programa especial
(stand-alone), llamado IPL o BOOT, que forma parte del S.O., cuya única misión
es traer a memoria al segundo y principal programa, el residente. Este programa
puede ser llamado pulsando una tecla; una vez que se encuentra en memoria, se
comienza a ejecutar cumpliendo una serie de tareas que difieren de acuerdo al
computador, entre ellas:
o o
pedir la fecha
del día al operador (la primera y más común);
o o
permitir la
ejecución de programas stand-alone (todavía no se ha cargado el supervisor);
o o
recibir la
configuración del equipo y la asignación de memoria a las particiones; puede
obtener estos datos:
§
§
por parte del
operador; o
§
§
directamente
de un archivo creado al efecto por un programa stand-alone (utilitario
configurador).
Finalmente,
solicitará al operador el dispositivo donde deberá buscar al residente para
traerlo a memoria. Una vez cargado el residente en memoria, este programa
desaparece. Por tanto el IPL o BOOT es un programa transiente del sistema
operativo.
Ejecución de
programas
Multiprogramación
o multitarea
Es la ejecución concurrente
de más de un programa a la vez.. En realidad, una computadora sólo puede
ejecutar un programa a la vez, pero la velocidad de su procesamiento interno es
tan rápida que se pueden distribuir por turno "porciones" del tiempo
de la computadora entre varios programas. Esto hace que parezca que se ejecutan
varios programas a la vez. Cuando un trabajo necesita un proceso de entrada/salida,
otro puede iniciarse (o continuar) su realización; dos o más programas
independientes se ejecutan durante el mismo lapso al intercalar su ejecución.
La ventaja es que
se puede intensificar el rendimiento total del sistema. Es posible aprovechar la
gran velocidad de la unidad central y evitar los retrasos al esperar las
operaciones de entrada/salida.
El control de la
ejecución de la intercalación o empalme lo realiza el S.O. (si prevé esta
modalidad de trabajo). Es decir que por medio de la multiprogramación se
efectúa la administración en paralelo de dos o más programas que residen
simultáneamente en la memoria del computador.
Características
de la multiprogramación
2.
2.
Intercalación: Más de un programa se
encuentra carga en el computador en condiciones de ejecutarse, ejecutándose o
demorados. Pero todos ellos compartiendo tiempo de procesador y asignaciones de
memoria.
3.
3.
Instantaneidad: Se simula trabajar como
si existiera un solo programa cargado, de ejecución instantánea.
4.
4.
Independencia: Se trata de distintos
programas, con distintas asignaciones de memoria y de dispositivos de
entrada/salida.
Multiprocesamiento
Implica simultaneidad en vez de concurrencia. Dos o
más procesadores centrales del mismo tipo trabajan paralelamente; es decir que
dos o más programas pueden ejecutarse en el mismo momento porque existen dos o
más CPU que comparten una memoria central común.
El nombre dado a un sistema de multiprocesamiento con
diferentes procesadores es sistema de procesamiento multicomputarizado.
Un trabajo real en paralelo y una ejecución simultánea
obliga a aplicar más de un procesador. El problema consiste en asignar una
cantidad de procesadores n a una cantidad de programas m,
donde generalmente n<m, pero sabiendo que n>1.
Cuando un programa termina o se detiene, uno de los
procesadores asociados queda disponible y la lista de programas se podrá
rastrear para asignar procesador a otro programa.
Administración de memoria
Asignación simple
M E M O R I A |
Sistema Operativo |
|
La parte
residente del sistema operativo estará en memoria durante la ejecución de los
distintos programas. El área LIBRE será la destina a cada programa. Como cada
programa ocupa una cantidad de memoria distinta, pueden encontrarse programas
muy pequeños que desperdicien gran parte de la memoria real del computador y
otro programas muy grandes que no entren en ella. |
Libre |
Swapping
Es un método que consiste en que algunos o todos los
programas que no se estén ejecutando (detenidos o en espera de entrada/salida)
sean desplazados de memoria hacia un dispositivo periférico y luego vueltos a
traer cuando vayan a continuar su ejecución.
Particiones reales
Dentro de la modalidad de multiprogramación es la situación
que se presenta cuando la memoria alcanza para que todos los programas que se
están ejecutando intercaladamente residan en ella hasta su terminación.
El esquema de particiones reales se basa en la división de la
memoria en particiones, cada una destinada a alojar un programa distinto. Hay
dos grandes variantes:
1.
1.
Particiones
reales fijas:
La memoria se estructura en número fijo de particiones, cada una con un tamaño
dado. La cantidad de memoria de cada partición puede ser reasignada, pero ello
requiere que no se esté ejecutando ningún programa en ninguna partición. Para
definir el tamaño de las distintas particiones se debe considerar, entre otras
cosas, el tamaño de los programas que se ejecutan. El desaprovechamiento más
frecuente es el desperdicio de cada partición, ya que difícilmente los
programas ocupen el tamaño justo de la partición.
2.
2.
Particiones
reales variables: Esta variante permite que la memoria asignada a un programa no sea
contigua y, de esa forma, aprovechar los huecos que se generen a lo
largo de la ejecución de otros programas. A su vez esta forma de partición
admite 2 posibilidades:
o o cantidad fija de
particiones: La
cantidad de programas que integran la mezcla de multiprogramación tiene como
máximo el número de particiones existentes.
o o cantidad variable de
particiones:
La cantidad de programas alojados en memoria en ejecución depende de la
capacidad total de memoria y de la cantidad de la misma requerida por cada
programa.
Particiones
virtuales
Eliminar las
restricciones de memoria es un paso importante para lograr implementar sistemas
de aplicación a un costo menor, en menor tiempo y en un rango de memorias
reales mayor. En consecuencia se debe lograr un mayor espacio de memoria pero
sin ampliar la memoria real.
La memoria virtual
es un espacio de direcciones cuyo tamaño máximo está determinado por el esquema
de direccionamiento del computador (es decir, por la cantidad máxima de bytes
posibles de direccionar que depende de la cantidad de bits o dígitos binarios
utilizados para expresar una dirección.
El almacenamiento
que puede ser directamente accedido por el computador (memoria principal) se
denomina memoria real. El espacio de la memoria real es un conjunto de
ubicaciones físicas de memoria en el cual las instrucciones y datos de programa
deberán ser ubicados para su procesamiento. Los programas se refieren a los
datos e instrucciones por la dirección de memoria virtual sin conocer la
ubicación física de memoria real.
Cuando no existe
memoria virtual no hay diferenciación entre el espacio de direcciones y la
memoria real; el espacio de direcciones que puede ser usado en los programas
tiene idéntico tamaño al espacio de memoria real posible. Si se utiliza memoria
virtual, el espacio de direcciones disponibles para los programas es aquél
determinado por el tamaño de la memoria virtual implementada y no el espacio de
direcciones provisto por la memoria real disponible (el espacio de la memoria
virtual será mayor que el de la memoria real).
La memoria virtual
se llama así porque representa una imagen de memoria en lugar de una memoria
física del procesador. Dado que la memoria virtual no existe como una entidad
física de memoria principal, las instrucciones y datos de un programa
referenciados por direcciones virtuales deben ser contenidos en alguna
ubicación física de memoria para ser ejecutados.
Los contenidos de
la memoria virtual están divididos en porciones o secciones (páginas) de
tamaño fijo. El programa está completo en la memoria virtual pero en la memoria
real sólo están algunas páginas del mismo que van cambiando automáticamente
durante la ejecución.
A su vez, la
memoria real también está dividida en secciones (bloques) de igual
tamaño que las páginas. Cuando se debe ejecutar un programa, éste es traído a
la memoria virtual y las instrucciones y datos del mismo son transferidos entre
la memoria virtual y la real de a una sección por vez durante la ejecución del
programa. Una sección será llevada a la memoria real sólo cuando es requerida.
Por otro lado, una sección que está en la memoria real sólo será reescrita en
la memoria virtual cuando la memoria real asignada a esa sección es requerida
por otra sección del mismo o de otro programa, siempre que no se esté
ejecutando y, además, si ha sido modificada.
En general, se
controla la actividad de las secciones de todos los programas en ejecución a
fin de mantener, en lo posible, en memoria real a las secciones más activas o usadas,
dejando las menos activas en la memoria virtual.
El aprovechamiento
de la memoria real que supone esta forma de utilización es muy superior a
cualquier otra forma de asignación de memoria.
El hardware de
traducción de direcciones o la función interna de mapping son los
mecanismos por los cuales se pueden traducir las direcciones de memoria virtual
en direcciones de memoria real durante la ejecución de las instrucciones.
La memoria virtual
presenta:
1.
1.
Ventajas:
o o
con
respecto a la performance del sistema:
§
§
Se cuenta con
una memoria virtualmente más extensa con la misma memoria real.
§
§
Se utiliza
mucho más eficientemente la memoria real.
Este esquema permite que la parte de los programas que no se
utiliza no ocupe lugar en la memoria y en cambio quede disponible para agregar
más programas en la mezcla de multiprogramación.
o o
con
respecto al desarrollo de aplicaciones:
§
§
Al eliminar
las restricciones de memoria permite diseñar los sistemas más fácilmente, en
menor tiempo y a menos costo.
§
§
Hace más
sencillo el mantenimiento y la ampliación de los programas.
§
§
Hace más
justificable el diseño e implementación de algunas aplicaciones, cuyos
requerimientos de memora varíen bastante en su ejecución de acuerdo al volumen
y complejidad de las transacciones.
o o
con
respecto a la operación del computador:
§
§
Permite que un
equipo de una memoria real menor pueda ser usado sin dificultad como back-up en
caso de necesidad.
§
§
Hace
innecesario efectuar ciertos procedimientos cuyo único propósito es un mejor
aprovechamiento de la memoria real.
§
§
Simplifica las
actividades de planificación.
1.
1.
Desventajas:
o o Costo asociado a la
transformación de direcciones;
o o memoria adicional que
requiere para almacenar las tablas que debe mantener el sistema operativo
(memoria real de la parte residente del sistema operativo)para indicar: l
§
§
a cantidad de
memoria real implementada,
§
§
las secciones
que están presente en la memoria real y sus direcciones de ubicación, y
§
§
elementos de
juicio para determinar qué secciones se tratarán de dejar en memoria real y
cuáles no, o que sección será desplazada cuando otra sección de memoria virtual
deba ser llevada a memoria real;
o o pequeño desperdicio de
memoria que se produce en la última página de un programa (ya que rara vez el
tamaño del programa es múltiplo del tamaño de las páginas);
o o merma en el rendimiento del
computador si es incorrectamente utilizada;
o o posible incremento del
tiempo de ejecución de cada programa como consecuencia de la paginación
(operaciones de entrada/salida que demorarán la ejecución del programa).
La memoria virtual
puede ser una herramienta poderosa para incrementar la performance del
computador. Pero ello depende de ciertos factores, tales como:
·
·
Velocidad
de los dispositivos que contendrán la memoria virtual: La actividad de
paginación afecta adversamente a la performance del equipo cuando el procesador
real está frecuentemente esperando que termine una operación de entrada/salida
de paginación; por tanto se debe procurar que los requerimientos de operaciones
de paginación estén por debajo de lo necesario para aprovechar convenientemente
la multiprogramación. En caso contrario se incrementarán los tiempos ociosos
del órgano de comando.
·
·
Velocidad
del procesador: Una relación desbalanceada entre la velocidad del procesador y la del
dispositivo de paginación puede alterar el rendimiento.
·
·
Tamaño de
la memoria real y virtual: La cantidad de memoria real de la CPU (en relación con el
tamaño de la memoria virtual) afectará el número de páginas faltantes que
deberán ser traídas del dispositivo de paginación. Si el tamaño de la memoria
real es igual al de la virtual que están usando los programas en ejecución no
habrá páginas faltantes ya que todas estarán en memoria real. En cambio cuando
la memoria real sea menor, la cantidad de páginas faltantes estará dada por la
razón de la memoria virtual usada por la memoria real disponible.
·
·
Estructura
de los programas: La cantidad de memoria virtual que usa un programa no es un factor tan
significativo en la performance del equipo como la forma en que la usa.
Algunas formas
para incrementar el rendimiento del equipo son:
1.
1.
Usar áreas
de entrada/salida más largas: Reduce el tiempo en que las páginas del programa estarán
en memoria real. Sin embargo un aumento muy significativo podría afectar
negativamente el rendimiento en equipos con poca memoria real.
2.
2.
Aumentar la
capacidad de manejo de páginas faltantes cuando la actividad de paginación
causa frecuentes desactivaciones de programas: Esto puede ser realizado:
o o usando un dispositivo de
mayor velocidad;
o o estableciendo más
dispositivos de paginación;
o o reduciendo o eliminado
archivos del dispositivo de paginación;
o o reduciendo la actividad del
canal que corresponde al dispositivo de paginación; o
o o aumentando un poco la
memoria real.
1.
1.
Estructurar
los nuevos programas de aplicación para que operen eficientemente con memoria
virtual:
Dos formas de mejorar la eficiencia son:
o o adoptar la programación
modular:
es decir agrupar las instrucciones de uso frecuente y separa las de iniciación
y terminación, que generalmente se ejecutan sólo una vez por ejecución de
programa.
o o Agrupar los datos
separadamente de las instrucciones: Con el objeto de construir un programa que tenga
pocas páginas activas; además, al separar las páginas de datos de las de
instrucciones, se evitará la escritura de las páginas de instrucciones cuando
sean desplazadas de la memoria real, dado que es raro que se modifiquen las
instrucciones, y teniendo en cuenta que las páginas que no se modifican cuando
están en memoria real no se reescriben al ser desplazadas.
1.
1.
Incrementar
el nivel de multiprogramación: Cuanto más tareas se estén ejecutando, menor será la
probabilidad que el procesador quede en estado de espera de una operación de
entrada/salida; sin embargo, cuanto mayor sea la razón de memoria virtual a
real, la performance tiende a decaer. Por tanto debe tratar de encontrarse el
punto intermedio que maximice el rendimiento. A mayor porcentaje de utilización
del procesador, menor será la posibilidad de incrementar el rendimiento a
través de la multiprogramación.
Otras administraciones
Administración de los órganos de comando
La administración del órgano de comando es una de las más
importantes funciones del sistema operativo
Es el programa supervisor o residente el que se encarga de
gobernar la multiprogramación y el multiprocesamiento a través de dos
componentes:
2.
2.
Planificador
o scheduler:
se encarga de establecer qué programa se ejecutará en cada oportunidad en dicha
selección sea necesaria.
3.
3.
Control de
tráfico o traffic control: se encarga del manejo de las interrupciones:
o o iniciación y terminación de
entrada/salida;
o o por tiempo;
o o por falta de página;
o o por finalización del
programa;
o o etc.
Administración
de los trabajos a ser ejecutados
La ejecución de un
programa tiene dos requisitos obvios: que se haya requerido su ejecución y que
exista memoria disponible para poder ser ejecutado.
El manejo de los
requerimientos de ejecución se maneja con alto grado de automaticidad e
independencia de los periféricos.
Todo requerimiento
es aceptado; cuando no puede ser satisfecho es almacenado en disco magnético.
Cada vez que el residente procesa una interrupción por finalización de un
programa, activará los componentes necesarios para analizar un requerimiento de
ejecución (si existe alguno) o bien para estar pendiente hasta que aparezca el
primer requerimiento.
Esta tarea
consiste en analizar el requerimiento y, si éste fue correctamente formulado,
buscar el programa requerido y traerlo a la memoria asignada por la función de
administración de memoria.
Este componente de
análisis puede no formar parte del supervisor, es decir que puede ser residente
o transiente.
Administración
de los dispositivos periféricos
Administración
de Canales
Todos los
periféricos se encuentran vinculados a la CPU a través de canales de distinto
tipo. Un canal no es sólo un cable, sino que está constituido, además, por un
procesador de entrada/salida que puede trabaja simultáneamente con el
procesador de la CPU y que permite el trabajo en multiprogramación.
Hay canales que
pueden realizar de a una operación por vez y otros que puede realizar más de
una.
Todo canal puede
tener conectadas varias unidades periféricas. Algunos canales exigen que las
unidades sean del mismo tipo y otros admiten unidades de distinto tipo.
Considerando que
cada programa que se está ejecutando puede solicitar distintas operaciones de
entrada/salida, es necesario que un programa residente se encargue de lograr
que todas esas operaciones se ejecutan de la manera más eficiente posible.
Cuando un programa
efectúa una interrupción pidiendo la ejecución de una operación de entrada/salida,
el supervisor debe analizar qué canal deberá ser utilizado para atender ese
requerimiento; determinado el canal, deberá verificar el tipo de canal, el
estado en que se encuentra y si existen operaciones pendientes para ese canal.
Si el canal se
encuentra en uso, el residente registrará la operación de entrada/salida en una
cola de espera que normalmente no tiene prioridades, es decir que se irán
realizando en el mismo orden en que fueron solicitadas.
Si el equipo no ha
sido correctamente configurado los canales pueden convertirse en un cuello de
botella.
Administración
de Unidades
Tenemos en este
caso 2 tipos de dispositivos: los de acceso directo que permiten el acceso
compartido entre distintos programas (unidades de disco); y los de acceso secuencial
que son dispositivos de acceso dedicado (cinta, impresora)
1.
1.
Impresora: Es uno de los
dispositivos más lentos, por eso una gran cantidad de sistemas operativos
cuentan con una facilidad llamada SPOOLING u operación periférica simultánea en
línea.
Cada vez que un programa abre un archivo asignado a la
impresora, el supervisor abre un archivo en una unidad de acceso directo
(generalmente en disco magnético). Además, cada vez que un programa solicita
una operación de impresión, el residente desvía la impresión y graba la
línea en el archivo correspondiente.
Esto permite no sólo que varios programas impriman
intercaladamente, sino también que un mismo programa genere más de un listado
en la misma ejecución.
Es decir que el spooling hace independizar totalmente los
conceptos de impresora física e impresora lógica. El computador tendrá todas
las impresoras virtuales necesarias independiente de las impresoras
físicas. Pero esas imágenes de impresión que se grabarán en disco
magnético ocuparán un considerable lugar en dicho soporte que debe tener
presente al configurar el equipo.
El sistema operativo es quien cumple con las actividades
conducentes a concretar la impresión física, es decir el pase del soporte de
spool a impresión. Además cumple otras actividades que hacen al control de esta
facilidad, tales como:
o o eliminar un listado;
o o listar por pantalla las
impresiones pendientes, y sus datos;
o o especificar la cantidad de
copias a emitir;
o o especificar que no se
destruya el listado (en disco) luego de la impresión;
o o cambiar el orden de
prioridad;
o o determinar la impresión de
un listado en particular o a partir de una determinada hoja del mismo,
o o establecer que un listado
no sea impreso hasta que se indique lo contrario;
o o etc.
En cuanto al
módulo que cumple estas funciones, hay 2 posibilidades:
o o el supervisor se encarga de
administrar la cola de impresión (residente); o
o o un programa parte es el que
se encarga (transiente).
1.
1.
Disco y
diskette:
Ambos son soportes de acceso compartido, ya que varios usuarios pueden estar
procesando sobre ellos a través de distintos programas y a su vez sobre los
mismos o diferentes archivo. El problema básico de la administración de estas
unidades está dado por la asignación del espacio a los archivos en los momentos
de creación y expansión o reducción de un archivo existen debido a su
actualización. La asignación de espacio puede ser manual (muy desventajosa y
engorrosa a la larga) o puede ser tarea del sistema operativo.
Independencia
Es una
característica de algunos sistemas operativos por la cual los programas son
independientes de las unidades físicas. Esto quiere decir que el programa no
hace referencia a una unidad periférica en particular sino a un tipo de unidad
periférica. La asignación en este caso podrá ser manual o será función del
supervisor determinar la unidad física a utilizar.
Administración
de Datos
Organización de
archivos
Las actividades
necesarias para leer o grabar un registro son cumplidas por el S.O. Esta función
representa la interfase ente el programa y la rutina que maneja las unidades
periféricas a través del procesador del canal.
En algunos
sistemas operativos esta función es cumplida por el supervisor y en
consecuencia la función será residente. En otros, existen distintos
subprogramas destinados a manejar cada organización de archivos.
Registros
físicos y lógicos
La unidad de
transferencia entre las unidades periféricas y la CPU es el registro físico.
Pero el programa, cuando lee o graba, lo hacer por registro lógico. Dado que lo
usual es que un registro físico contenga varios registros lógicos, es necesaria
una rutina encargada de leer un registro físico y de ir pasándole al programa
de a un registro lógico por vez, cuando así se requiera, y , finalizado el
registro físico, solicitar la lectura de otro registro a la rutina de manejo de
unidades periféricas. De forma similar, cuando un programa grabe un registro
lógico esta rutina del S.O. deberá ir armando el registro físico hasta que se
complete (o se cierre el archivo) y luego solicitar la grabación física.
Las ventajas de
agrupar varios registros lógicos en un registro físico son:
·
·
Ahorro de
soporte:
surge de disminuir la cantidad de espacio entre registros físicos.
·
·
Ahorro de
tiempo:
las cabezas se moverán en trayectos más cortos si el archivo tiene menor
extensión como consecuencia del punto anterior. Esta ventaja se maximiza cuando
el acceso es secuencial, ya que no se requerirá una nueva lectura o grabación
física hasta tanto no se agote o complete el registro físico leído o a ser
grabado, considerando que los tiempos de entrada/salida son mucho mayores que
los de memoria y que una menor cantidad de operaciones de entrada/salida
implicará un descongestionamiento de los canales.
Programas de
utilización general
Procesador de
textos
El trabajo con un
procesador de textos comprende:
1.
1.
Creación
de un documento: Al ir pulsando el teclado del computador, el texto aparece
en pantalla y se almacena en memoria, En la creación del documento se tienen
dos opciones:
o o Crear un documento
original; o
o o recuperar un documento
existente del almacenamiento en disco.
El término
documento es una referencia genérica para el texto capturado o el texto
almacenado actualmente.
1.
1.
Edición
de texto:
En la edición de texto sólo hay que preocuparse de las palabras. Estas
operaciones pueden hacerse en bloque, es decir seleccionando un bloque de
texto; generalmente las porciones de texto marcadas para una operación en
bloque se presentan en video inverso. Un procesador de textos puede:
o o Navegar a diferentes partes del
documento, por medio de desplazamientos o con una orden de búsqueda para
localizar una palabra o frase;
o o insertar texto en cualquier lugar
del documento; la inserción puede realizarse en:
§
§
modo de
sobreescritura: El cursor pasa a la línea siguiente cuando se llega al margen derecho;
§
§
modo de
inserción:
la computadora maneja el texto de manera que éste salte automáticamente a la
línea siguiente; este tipo de movimiento del texto se llama enrrollamiento
de palabra;
o o eliminar texto de cualquier lugar
del documento;
o o mover texto de una parte del
documento a otra sección del mismo documento o de otro;
o o copiar texto de una parte del
documento y duplicarlo en otra sección del mismo documento o de otro;
o o buscar y reemplazar palabras o frases
seleccionadas en todo el documento o en parte de él.
1.
1.
Formato
de texto:
Las órdenes de formato de texto permiten controlar el formato y el estilo del
documento. Se puede controlar el formato de:
o o caracteres: está determinado en gran
medida por la impresora. El puntaje se refiere al tamaño de los
caracteres; el tamaño de una letra se mide en puntos y un punto equivale a 0,37
mm. El tipo es un tamaño y estilo de familia de letras. Los tipos
pueden ser:
§
§
con patines: patines son las líneas al
final de los trazos principales de cada carácter.
§
§
sin
patines:
tienen líneas más simples y claras.
§
§
los que
imitan a las máquinas de escribir: producen caracteres que siempre ocupan la misma
cantidad de espacio, sin importar lo delgado o gordo del carácter.
§
§
de
espaciado proporcional: otorgan más espacio a los carácter anchos ("w") y
menos a los caracteres angostos ("i").
o o líneas y párrafos: Son órdenes de formato
que se aplican a más de unos cuantos caracteres o palabras como los de control
de márgenes, interlineado, sangrías, tabuladores y justificación, que se refiere
a la alineación del texto en una línea.
o o todo el documento: Algunas órdenes se
aplican a todo el documento, por ej. Page Setup (Preparar página), que permite
controlar los márgenes de todo el documento. Con otras órdenes es posible
especificar el contenido, tamaño y estilo de encabezados y pies de página.
Los programas de procesamiento ofrecen gran flexibilidad de formato. Algunos
ejemplos son:
§
§
la capacidad
para definir hojas de estilo con estilos personalizados para cada uno de
los elementos comunes de un documento;
§
§
la capacidad
para definir encabezados, pies de página y márgenes alternos, de manera que las
páginas encontradas izquierda y derecha puedan tener diferentes márgenes,
encabezados y pies;
§
§
la capacidad
para crear documentos con varias columnas de anchura variable;
§
§
pies de
páginas automáticos,
§
§
separación
automática de palabras largas al final de una línea;
§
§
generación de
índices y tablas de contenido;
§
§
capacidad para
crear y formar tablas con varias columnas;
§
§
capacidad para
incorporar gráficos creados con otras aplicaciones.
§
§
capacidad para
incorporar caracteres o formatos especiales a ciertos caracteres (superíndices
y subíndices)
1.
1.
Revisión
del documento.
2.
2.
Guardado
del documento en disco: La función de archivo es una de las más importantes
ya que permite guardar, recuperar y suprimir un archivo de documento.
3.
3.
Impresión
del documento: Las opciones de impresión son:
o o borrador: con una baja resolución y
sin gráficos; o
o o
modo de
gráfico.
También se puede
elegir entre imprimir el documento completa o parcialmente.
Otras herramientas
con las que puede contarse son:
·
·
Procesadores
de ideas y bosquejadores: Los procesadores de ideas se basan generalmente en el
concepto de los bosquejos o esquemas. A primera vista, el programa de bosquejos
(que puede ser o no independiente del procesador de textos) se parece a un
procesador de textos. La diferencia está en la estructura: los procesadores de
textos están diseñados para manipular caracteres y palabras; los bosquejadores
se organizan en torno a jerarquías o niveles de ideas. Los bosquejadores son
eficaces para:
o o acomodar la información en
niveles;
o o reacomodar ideas y niveles;
o o ocultar y revelar niveles
de detalles según sea necesario.
También hay
procesadores de ideas gráficos que permiten dibujar las ideas como nodos en un
diagrama, con flechas que conectan las ideas relacionadas. Los diagramas de
ideas pueden ser como diagramas de árbol o agrupamientos en formato libre.
·
·
Buscadores
de sinónimos:
El diccionario de sinónimos computadorizado ofrece una respuesta casi
inmediata, exhibiendo todos los sustitutos posibles de la palabra en cuestión.
·
·
Referencias
digitales:
Los libros de referencias, como diccionarios, libros de citas, enciclopedias,
atlas y almanaques ya existen en formas que pueden leer los computadores. La
principal ventaja del formato electrónico es la velocidad en la búsqueda; además,
para copiar las citas electrónicamente se requiere sólo una fracción del tiempo
necesario para volver a teclear la información proveniente de un libro. Algunas
referencias pierden un poco al ser traducidas al formato electrónico (las
imágenes, mapas y dibujos son muchas veces eliminados o simplificados).
·
·
Revisores
ortográficos:
Comparan las palabras del documento con las palabras de un diccionario basado
en disco. Se marcan todas las palabras que no se encuentran en el diccionario.
En muchos casos el diccionario propone la escritura correcta y puede reemplazar
la palabra sospechosa. Sin embargo, depende del; usuario determinar si la
palabra marcada realmente se ha escrito incorrectamente. Los revisores
ortográficos ofrecen varias opciones para cada palabra sospechosa:
o o
Reemplazar la
palabra con la alternativa propuesta.
o o
Reemplazar la
palabra con otra alternativa tecleada por el usuario.
o o
Dejar la
palabra sin cambios.
o o
Dejar la
palabra sin cambios y añadirla al diccionario.
Los revisores
ortográficos pueden ser:
o o por lotes: revisan todas las
palabras en el documento como un lote al dar la orden apropiada;
o o interactivos: revisan cada palabra a
medida que se escribe.
Los problemas
potenciales de los revisores ortográficos son dos:
o o
Limitaciones y
errores de los diccionarios.
o o
Errores de
contexto. La limitación principal de los revisores ortográficos actuales es su
falta de inteligencia para manejar el contexto en que ocurre una palabra.
·
·
Revisores
gramaticales y de estilo: Además de revisar la ortografía analiza cada palabra en el
contexto, buscando errores ortográficos, gramaticales comunes y deficiencias de
estilo.
·
·
Conversión
de documentos: Hay dos formas de hacer la conversión:
o o Crear un archivo ASCII: Un archivo ASCII es un
archivo de texto genérico en el que se eliminan los caracteres de control
específicos del programa. Una manera de pasar texto de un paquete de
procesamiento a otro consiste en crear un archivo de este tipo con un paquete y
leerlo con otro, pero en la transferencia se pierde todo excepto el texto.
o o Usar un programa de
conversión de documentos: Esta capacidad convierte documentos generados en un
paquete de procesamiento de texto a un formato que sea compatible con otro,
incluyendo los caracteres de control.
Hoja de cálculo
Una hoja de
cálculo puede reducir el trabajo en tareas que impliquen cálculos repetitivos;
también puede revelar relaciones ocultas entre números, dando mucha precisión a
la planificación y la especulación financiera.
Los programas de
este tipo se basan en el concepto de la matriz maleable. Un documento, llamado hoja
de trabajo o de cálculo aparece en la pantalla como una malla de filas
numeradas y columnas rotuladas alfabéticamente. El número de columnas a las que
se puede tener acceso depende da la capacidad de la RAM. La intersección de un
renglón y una columna particulares se llama celda. Cada celda tiene una dirección
única formada por un número de fila y una letra de columna. Cada celda puede
contener un valor numérico, un valor alfanumérico o una fórmula que represente
una relación entre números de otras celdas.
Los valores
(números) son la materia prima con que el software de hoja de cálculo realiza
los cálculos.
Para comprender
con mayor facilidad los números, habitualmente hay unas etiquetas en la
parte superior de las columnas y en un extremo de las filas. Una entrada de
etiqueta es una palabra, frase o sucesión de texto alfanumérico que ocupa una
celda particular. Para el computador, estas etiquetas son cadenas de caracteres
sin sentido.
Para calcular, la
hoja de cálculo debe incluir una fórmula, un procedimiento paso a paso
para realizar cálculos numéricos y/o de cadenas y/u operaciones lógicas que
tienen como resultado un valor numérico o una cadena de caracteres
alfanuméricos. El usuario no ve la fórmula en la celda, sólo su efecto. La
fórmula o la información de una celda particular se presenta específicamente en
una línea de estado de celda. En las fórmulas se usan notaciones
estándar como operadores matemáticos (+, -, *, /, ^).
Para representar
las variables en una fórmula puede hacerse referencia a las celdas en que están
dichas variables por su dirección, que puede ser:
·
·
relativa: se basa en la posición de
la celda que contiene la variable con respecto de la celda que contiene la
fórmula.
·
·
absoluta: El signo $ antecede tanto
el renglón como la columna de una dirección de este tipo.
Si se copia el
contenido de una celda con una fórmula a otra celda, se revisan las direcciones
de celda relativa de la fórmula copiada para reflejar su nueva posición, pero
las direcciones de celda absoluta permanecen sin cambios.
Una fórmula puede
comprender uno o todos los elementos siguientes:
·
·
operaciones
aritméticas: se
resuelven de acuerdo con una jerarquía de operaciones; cuando se incluye más de
un operador en una fórmula, el software de hoja de cálculo usa un conjunto de
reglas para determinar en qué orden debe realizar las operaciones. La jerarquía
es: primero la potencia, luego multiplicación/división, y por último
adición/sustracción. En caso de empate se evalúa la fórmula de izquierda a
derecha. Los paréntesis anulan las reglas de prioridad, cuando hay
varios primero se evalúa la expresión entre los paréntesis de más adentro.
·
·
funciones: operaciones definidas con
anticipación; el uso de las funciones puede ahorrar mucho tiempo.
· ·
operaciones
de cadenas; y
· ·
operaciones
lógicas.
Cuando se quiere
copiar, mover o borrar una parte de la hoja de cálculo, primero se debe definir
el rango que se desea copiar, mover o borrar. Los tipos de rango con los
que se puede trabajar son:
1.
1.
Rango de
celda:
una sola celda.
2.
2.
Rango de
columna:
Toda una columna de celdas adyacentes o parte de la misma.
3.
3.
Rango de
renglón:
Todo un renglón de celdas adyacentes o parte del mismo.
4.
4.
Rango de
bloque:
un grupo rectangular de celdas.
En general, las
hojas de cálculo cuentan con las siguientes características:
·
·
Replicación
automática de valores, etiquetas y fórmulas: Todas las órdenes de replicación son extensiones
flexibles de las funciones básicas de cortar y pegar.
·
·
Recálculo
automático:
Es una de las capacidades más importantes; permite corregir fácilmente los
errores y simplifica el ensayo de diferentes valores en busca de soluciones.
·
·
Funciones
predefinidas:
Son funciones incorporadas al software. Una función en una fórmula indica al
computador que debe efectuar una serie de pasos previamente definidos. Estas
funciones ahorran tiempo y reducen la probabilidad de errores.
·
·
Macros: El usuario puede capturar
secuencias de pasos como macros reutilizables; las macros son procedimientos
diseñados a la medida que se pueden añadir al menú de opciones existente. Esta
operación puede hacerse mediante un lenguaje de macros especial, o por
medio de una grabadora de macros que captura cada movimiento que se haga
con el teclado y el ratón.
·
·
Plantillas: Son hojas de cálculo
reutilizables que contienen etiquetas y fórmulas pero no valores de datos.
Estas plantillas producen respuestas inmediatas cuando se llenan los espacios
en blanco. Algunas vienen con el software de hoja de cálculo y otras se venden
por separado. Los usuarios pueden crear las suyas o comisionar a programadores
para que las elaboren.
·
·
Enlaces: La mayoría de los
programas de hojas de cálculo permiten crear enlaces automáticos entre
hojas de cálculo, de modo que al cambiar los valores en una se actualicen
automáticamente todas las hojas de cálculo enlazadas.
·
·
Capacidades
de base de datos: Muchos programas de hojas de cálculo pueden realizar las funciones
elementales de una base de datos: almacenamiento y recuperación de información,
búsquedas, ordenamientos, generación de informes, combinación de correo, etc.
Una hoja de
cálculo es sobre todo muy útil para plantear cuestiones del tipo si-entonces.
Algunos programas cuentan con módulos de resolución de ecuaciones que invierten
las cuestiones de este tipo; un módulo de resolución de ecuaciones le permite
definir una ecuación, especificar el valor objetivo y el computador determina
los valores de datos necesarios.
Base de datos
Los programas de
bases de datos son administradores de información que ayudan a aligerar la
sobrecarga de información. Los programas de bases de datos son una aplicación:
sirven para convertir los computadores en herramientas productivas.
Una base de
datos es una colección integrada de datos almacenados en diferentes tipos
de registros. Los registros se interrelacionan por medio de relaciones propias
de los datos y no mediante su ubicación física en el almacenamiento.
Una base de datos
es un conjunto de archivos que se relacionan entre sí en forma lógica. En una
base de datos, los datos se integran y relacionan de modo que la redundancia de
datos se reduce al mínimo.
El propósito de
una base de datos es representar las relaciones entre las entidades de interés.
Organizar los datos de este modo facilita la integración de las áreas dentro de
la organización y simplifican las preguntas específicas, incluso las formuladas
por quienes no son programadores.
Una base de
datos es una colección de información almacenada en forma organizada en un
computador, y un programa de base de datos es una herramienta de
software para organizar el almacenamiento y la recuperación de esa información.
Las bases de datos
se distinguen de los archivos maestros comunes y de transacciones en 4 formas
significativas:
1.
1.
Un archivo
está destinado al almacenamiento.
2.
2.
Agregar
registros a un archivo para agrandarlo no lo convierte en una base de datos. La
existencia de una base no es cuestión de tamaño.
3.
3.
Los registros
referentes a distintas entidades de interés pueden almacenarse dentro de una
base de datos.
4.
4.
Tener bases de
datos no elimina la necesidad de archivos en un sistema de información:
o o Los archivos de
transacciones son necesarios para capturar detalles de las actividades de la
organización.
o o Los archivos maestros
también pueden requerirse en virtud de que no todos los datos necesitan residir
en la base de datos.
o o Los archivos de
clasificación son esenciales cuando se deben reordenar los datos.
Las ventajas de
las bases de datos computarizadas, frente a las de papel son que facilitan:
·
·
el
almacenamiento de grandes cantidades de información: Conforme aumenta la masa
de información, mayor será el beneficie de usa una base de datos;
· ·
la
recuperación rápida y flexible de información;
· ·
la
organización y reorganización de la información;
· ·
la
impresión y distribución de información en varias formas.
Una base de datos
esta formada por uno o más archivos. Un archivo es una colección de
información relacionada (en este caso se trata de un archivo de datos creado
por un programa de base de datos).
Un archivo en una
base de datos es una colección de registros. Un registro es la
información relacionada con una persona, producto o suceso.
Cada trozo
discreto de información en un registro se denomina campo. El tipo de
información que puede contener un campo está determinado por el tipo de
campo: de texto, numérico, de fecha. Además de estos campos estándar
puede haber campos que contengan gráficos, fotografías digitalizadas, sonidos y
videos. Los campos calculados contienen fórmulas similares a las de una
hoja de cálculo y exhiben valores calculados a partir de valores de otros
campos numéricos.
La mayoría de las
bases de datos ofrecen más de una forma de ver los datos, entre ellas:
·
·
vistas de
formulario:
muestran un registro cada vez;
·
·
vistas de
lista:
exhiben varios registros en listas similares a una hoja de cálculo.
En ambos casos se
pueden acomodar los campos sin modificar los datos subyacentes.
Muchos programas
de bases de datos pueden importar datos en forma de archivos creados con
procesadores de texto, hojas de cálculo u otras bases de datos. También es
posible modificar, añadir o eliminar registros.
El punto al usar
una base de datos es recuperar la información en forma oportuna y apropiada. La
información es de poco valor si no podemos acceder a ella. Los programas de
bases de datos ofrecen una variedad de órdenes y capacidades que facilitan la
obtención de la información necesaria:
1.
1.
Hojear
(browse):
Es la forma más elemental y consiste en "hojear" en los registros
como si se tratara de las hojas de una libreta. Este "hojear"
electrónico no ofrece ninguna ventaja con respecto al papel y es muy
ineficiente con archivos grandes.
2.
2.
Consulta de
base de datos: Se solicita a la base de datos la información específica. Una consulta
(query) puede ser:
o o una búsqueda simple
de un registro específico; o
o o una solicitud para seleccionar
todos los registros que satisfagan un conjunto de criterios.
1.
1.
Ordenamiento
de datos:
En ocasiones hay que reacomodar los registros para poder usar los datos en la
forma más eficiente. Con una instrucción de ordenamiento es posible acomodar
los registros en orden alfabético o numérico con base en los valores de uno o
más campos.
2.
2.
Impresión
de informes, etiquetas y formatos de cartas: La salida impresa más común de una base de datos es
un informe: una lista ordenada de los campos y registros seleccionados
en un formato fácil de leer.. También se pueden producir etiquetas para envíos
por correo y formatos de cartas personalizadas. En su mayor parte, los
programas de bases de datos exportan los registros y campos necesarios a
procesadores de textos con capacidades de combinación de correo, los
cuales se encargan de la impresión de las cartas.
3.
3.
Consultas
complejas:
Las consultas pueden ser simples o complejas, pero siempre deben ser precisas y
sin ambigüedades. El método exacto para realizar una consulta depende de cuál
sea la interfaz con el usuario del software específico de la base de datos. En
casi todos los programas el usuario puede especificar las reglas de la búsqueda
en una ventana de diálogo o un formato blanco en pantalla. En algunos programas
es preciso que el usuario teclee la solicitud con un lenguaje de consultas
especial, más preciso que nuestro lenguaje natural.
También hay
software de base de datos especializado que se programa con anterioridad para
propósitos específicos de almacenamiento y recuperación de datos. En general
los usuarios de las bases de datos de propósito especial no tienen que definir
estructuras de archivos ni diseñar formatos, ya que los diseñadores del
software han considerado esos detalles.
Muchos programas
especializados de base de datos se venden como administradores de
información personal (PIM, personal information managers) o como organizadores
electrónicos. Un administrador de información personal puede automatizar
todas o algunas de las siguientes funciones:
·
·
Libreta
telefónica o de direcciones.
·
·
Agenda.
·
·
Lista de
asuntos pendientes.
·
·
Notas varias.
Desde el punto de
vista técnico, los programas de base de datos orientados al consumidor no son
en realidad administradores de bases de datos, son administradores de archivos.
Un sistema de administración de base de datos (DBMS, database management
system) es un programa o un sistema de programas que manipula datos en una
gran colección de archivos, estableciendo referencias cruzadas entre los
archivos según se requiera. El software de este tipo se usa como un instrumento
para integrar la administración de bases de datos y el flujo de información en
una organización. Un sistema de administración de base de datos puede usarse de
manera interactiva o puede ser controlado directamente por otros programas.
Todos los
registros de todos los archivos tienen un campo que sirve como campo clave.
Las bases de datos organizadas de esta manera se llaman bases de datos
relacionales. Un programa de base de datos relacional es aquel con que se
relacionan archivos de manera que los cambios en uno se reflejen
automáticamente en los demás. La estructura de una base de datos relacional se basa
en el modelo relacional, un modelo matemático que combina datos en
tablas.
Un sistema de
administración de bases de datos relacional (RDBMS, relational
DBMS) accesa los datos por el contenido en lugar de la dirección.
Es decir que se busca en la base de datos la información deseada, en vez de
llegar a los datos mediante una serie de índices y direcciones físicas en un
disco; las relaciones entre los datos se definen en términos lógicos y no
físicos. La base de datos no tiene una relación predeterminada entre los datos,
como los registros en el entorno de archivo llano tradicional. De esta manera
se pueden obtener los datos en el nivel del campo. En el procesamiento
tradicional, para examinar un solo campo se debe recuperar todo el registro.
El DBMS permite
trabajar con una base de datos integrada que sirve a la organización
como un todo, no a un solo departamento específico. Los beneficios de un
entorno de bases de datos integrada son:
·
·
Mayor
acceso a la información: ofrece una gran flexibilidad en el tipo de informes que se
pueden generar y el tipo de preguntas en línea que se pueden hacer.
·
·
Mejor
control:
permite que los datos se centralicen para aumentar la seguridad; al centralizar
los datos es posible usar las estructuras de datos (manera en que los
campos y registros se relacionan entre sí) para controlar la redundancia.
·
·
Desarrollo
de software más eficiente: la tarea de programación se simplifica porque los datos se
encuentran más disponibles. Además, los datos en una base de datos son independientes
de los programas de aplicaciones; es decir, los campos se pueden agregar,
cambiar y suprimir de la base de datos sin afectar los programas existentes.
Las grandes bases
de datos pueden contener cientos de archivos interrelacionados; pero los
sistemas de bases de datos pueden ocultar al usuario el complejo funcionamiento
interno del sistema y ofrecerle sólo la información y las órdenes que requieren
para realizar su trabajo.
Al trabajar con
una base de datos se deben seguir ciertas reglas empíricas:
·
·
Elegir la
herramienta correcta para el trabajo.
·
·
Pensar como se
sacará la información antes de meterla.
·
·
Comenzar con
un plan, pero estar dispuesto a modificarlo si es necesario.
·
·
Mantener la
consistencia de los datos. La inconsistencia puede alterar el ordenamiento y
complicar las búsquedas.
·
·
Las bases de
datos son tan buenas como los datos que contienen. No debe confiarse todo a la
revisión automática, la revisión humana y un poco de escepticismo al usar la
base de datos son necesarios.
·
·
Consultar con
cuidado, definiendo afinadamente las reglas de selección.
Graficación
Los programas de
hoja de cálculo cuentan con órdenes de graficación que pueden convertir
automáticamente los números de la hoja de cálculo en diagramas y gráficas;
muchos programas de graficación independientes crean gráficas a partir de
cualquier colección de números, estén almacenados o no en una hoja de cálculo.
Las diferencias
entre los tipos de gráficas no son sólo estéticas, cada uno es apropiado para
comunicar determinados tipos de información; así tenemos:
·
·
gráficas de
líneas: se
usan generalmente para mostrar tendencias o relaciones en el tiempo o la
distribución relativa de una variable con respecto a otra;
·
·
gráficas de
barras y de columnas: son similares a las anteriores, pero más apropiadas cuando
los datos corresponde a unas cuantas categorías;
·
·
gráficas de
dispersión:
se usan para descubrir, no tanto para mostrar, la relación entre dos variables.
·
·
gráficas
tipo pastel:
son las gráficas de presentación más básicas.
La graficación
automatizada es muy práctica, pero también puede ser muy restrictiva. Si se
requiere más control sobre los detalles de la visualización en pantalla, es más
apropiado usar el software de pintura, con el que es posible
"pintar" pixels en la pantalla usando un dispositivo apuntador,
traduciendo los movimientos a líneas y patrones en la pantalla. Un programa de
pintura ofrece herramientas, de las cuales algunas imitan instrumentos de
dibujo del mundo real, mientras que con otras se pueden hacer cosas que son
difíciles o imposibles en papel o lienzo; también hay herramientas de edición.
Los programas de
pintura crean gráficos de arreglo bidimensional de bits, imágenes que
para el computador son simples arreglos que muestran como deben representarlos
los pixels de la pantalla; un bit de memoria del computador representa un
pixel. Como un bit sólo puede almacenar uno de dos valores 0 ó 1, el pixel
únicamente puede mostrarse en uno de dos colores. A este tipo de gráficos de
bit se les conoce como gráficos monocromáticos, porque las imágenes se
dibujan en un color sobre un fondo fijo. Los tonos de grises se simulan con un
técnica llamada simulación de colores (dithering), una
combinación de pixels blancos y negros para crear la ilusión de un tono de
gris.
Hay programas que
asignan más memoria a cada pixel, de manera que un pixel pueda presentar más
colores o sombras. Los gráficos de escala de grises permiten que un
pixel aparezca de color blanco, negro o uno de varios tonos de gris.
Para el color
real, el color de calidad fotográfica se necesitan 24 o 32 bits de memoria
por cada pixel en la pantalla.
El número de bits
asignados a cada pixel, llamado profundidad de pixel, es uno de dos
factores tecnológicos que limitan la creación de imágenes. El otro factor es la
definición, la densidad de los pixels, que generalmente se describe en dpi
(dots per inch, puntos por pulgada). Al aumentar la definición, más
difícil será para el ojo humano detectar los pixels individuales de la página
impresa.
El software de
procesamiento digital de imágenes permite al usuario manipular fotografías
y otras imágenes de alta definición con herramientas similares a las que
proporcionan los programas de pintura. La edición de fotografías digitales es
mucho más poderosa que las técnicas tradicionales de retoque. Con el software
de procesamiento de imágenes es posible distorsionar y combinar fotografía,
creando imágenes fabricadas que no muestran indicios de manipulación.
Hay programas que
pueden almacenar a bajo costo imágenes con definición infinita, limitada
únicamente por la capacidad de definición del dispositivo de salida. El software
de dibujo almacena una imagen, no como una colección de puntos, sino como
una colección de líneas y formas. En vez el arreglo bidimensional de bits
calcula y recuerda una fórmula matemática para la línea. El programa de dibujo
almacena las formas como formas y el texto como texto; es lo que se conoce como
graficación orientada a objetos.
Programas de
utilización específica
Modelos y
simulación
Un modelo
es la abstracción de los sucesos que rodean un proceso, una actividad o un
problema. Aíslan un entidad de su entorno de manera que puede examinarse sin el
"ruido" o perturbación de otras influencias del medio circundante.
Un modelo de
una empresa es también una abstracción. Se eliminan los elementos
innecesarios para que la administración pueda concentrarse en los detalles
particulares que afectan al proceso, actividad o problema que se estudia. Es un
representación artificial de una situación del mundo real.
El uso de
computadoras para crear modelos puede efectuarse con hojas de cálculo,
aplicaciones matemáticas o lenguajes de programación estándar.
Un modelo por
computador es una abstracción: un conjunto de conceptos e ideas diseñados para
imitar algún tipo de sistema. Un modelo por computadora no es estático; puede
ponerse a trabajar en una simulación computadorizada para ver como opera
el modelo en ciertas condiciones. Un modelo bien diseñado debe comportarse como
el sistema al cual imita.
La simulaciones
por computador tiene una popularidad creciente y ello obedece a las siguientes
razones:
·
·
Seguridad: Algunas actividades son
tan peligrosas que no serían éticamente posibles sin simulaciones por
computador (v.g.: efectos ambientales de una fuga en una planta de energía
nuclear).
·
·
Economía: Es mucho menos costoso
producir un modelo digital que construirlo. Se puede evaluar el modelo en una
serie de simulaciones antes de construir y probar un prototipo físico.
·
·
Proyección: Una simulación por
computador puede servir como máquina del tiempo para explorar uno o más futuros
posibles.
·
·
Visualización: Los modelos por
computador hacen posible la visualización, y ésta permite ver y comprender
relaciones que de otra manera podrían pasar inadvertidas.
·
·
Replicación: En el mundo real sería
difícil o imposible repetir un proyecto de investigación en condiciones
ligeramente diferentes. Si la investigación se lleva a cabo en un modelo por
computador, la replicación sólo implica cambiar los valores de entrada y
ejecutar otra simulación.
Pero las
simulaciones por computador tienen sus riesgos. La simulación no es la
realidad. Los riesgos que se corren son:
·
·
Entra
basura, sale basura: La exactitud de una simulación depende de cuánto se
aproxime el modelo matemático a la situación que se simula. Los modelos
matemáticos se basan en suposiciones, muchas de las cuales son difíciles o
imposibles de verificar. Algunos modelos tienen problemas por basarse en
suposiciones deficientes; otros contienen suposiciones ocultas que quizás no
sean obvias para sus creadores; otras más se extravían por errores humanos. Una
entrada mala en una simulación compleja puede provenir de varias fuentes y la
frase "entra basura, sale basura" es una regla básica de la
simulación.
·
·
Lograr que
la realidad quepa en la máquina: Las simulaciones requieren muchos cálculos. Las PC no
tienen el poder suficiente para simulaciones de mediana o gran escala. Algunas
simulaciones son tan compleja que los investigadores tienen que simplificar los
modelos y optimizar los cálculos para que puedan ejecutarse en el mejor
hardware disponible. Incluso si cuentan con suficiente poder de computación,
los investigadores encaran la constante tentación de modificar la realidad para
que la simulación sea más conveniente. En ocasiones, la simplificación de la
realidad es intencional; en otras, inconsciente. En ambos casos se pierde
información, y esta pérdida puede comprometer la integridad de la simulación y
proyectar la sombra de la duda sobre sus resultados.
·
·
La ilusión
de la infalibilidad: Los riesgos se amplifican porque la gente cree que la
información es más respetable si proviene de un computador. Una simulación por
computador puede ser un valiosísimo auxiliar para la toma de decisiones. El
riesgo es que las personas que toman decisiones con computadores asignen
demasiado de su poder en la toma de decisiones al computador.
Tipos de
modelos para la toma de decisiones
1.
1.
Modelos
físicos:
representan la entidad estudiada en cuanto a su apariencia y, hasta cierto
punto, en cuanto a sus funciones. Los modelos físicos pueden ser:
o o icónicos: Tienen aspecto de
realidad pero no se comportan efectivamente en la forma real.
o o analógicos: Exhiben el comportamiento
real de la entidad estudiada pero no tiene el mismo aspecto.
1.
1.
Modelos simbólicos: Reproducen sistemas o
entidades mediante el uso de símbolos para representar los objetos físicos. Los
tipos de modelos simbólicos son:
o o Narrativos: Descripciones en lenguaje
natural que indican las relaciones entre las variables de un proceso o de un
sistema.
o o Gráficos: Describen partes o pasos
de una entidad o proceso mediante una representación gráfica (diagrama de
flujo).
o o Matemáticos: Son más rigurosos; se
valen de variables cuantitativas (fórmulas) para representar las partes de un
proceso o de un sistema. También son los más abstractos y, a la vez, los más
fáciles de usar debido a que todas las relaciones están expresadas con
precisión, reduciendo así la posibilidad de malas interpretaciones por los
usuarios del modelo.
Sistemas
expertos y bases de conocimiento
El cerebro humano
es excelente para manipular el conocimiento: la información que
incorpora las relaciones entre los hechos. Los computadores son mejores
para manejar datos que conocimiento.
En contraste con
las bases de datos, que sólo contienen hechos, las bases de conocimiento
cuentan además con sistemas para determinar y modificar las relaciones entre
esos hechos. Los hechos almacenados en una base de datos están rígidamente
organizados en categorías; las ideas almacenadas en una base de conocimiento
pueden reorganizarse conforme nueva información modifique sus relaciones. Las
bases de conocimientos son el corazón de cientos de sistemas expertos.
Un sistema
experto es un programa de software diseñado para replicar el proceso de
toma de decisiones de un experto humano. En los cimientos de todo sistema
experto está una base de conocimiento que representa ideas de un campo
específico de conocimiento especializado.
Los sistemas
expertos obtienen sus conocimientos de los expertos humanos. Una base de
conocimiento suele representar el conocimiento en forma de reglas
si-entonces. Los sistemas expertos dependen del conocimiento objetivo, pero
confían también en el conocimiento heurístico como la intuición, el
discernimiento y las inferencias. Tanto el conocimiento objetivo como el método
heurístico se adquieren de un experto en el área.
En la mayoría de
las decisiones humanas hay incertidumbre, de manera que muchos sistemas
expertos tienen reglas "vagas" que establecen las conclusiones como
probabilidades y no como certezas. En diversos grados, los sistemas expertos
pueden razonar, hacer inferencias y determinar criterios.
Además de la base
de conocimiento, un sistema experto completo cuenta con una interfaz humana,
mediante la cual el usuario puede interactuar con el sistema, y una máquina
de inferencias, que une las entradas del usuario a la base de conocimiento,
aplica principios lógicos y produce la ayuda experta solicitada.
Los sistemas
expertos funcionan porque trabajan en dominios estrechos y cuidadosamente
definidos.
Los sistemas
ofrecen muchas ventajas, ya que pueden:
·
·
ayudar a
capacitar empleados nuevos;
·
·
reducir el
número de errores humanos;
·
·
encargarse de
tareas rutinarias para que los trabajadores puedan concentrarse en actividades
más importantes;
·
·
ofrecer
asesoría experta cuando no hay expertos humanos;
·
·
conservar el
conocimiento de los expertos después de que éstos abandonan una organización;
·
·
combinar el
conocimiento de varios expertos;
·
·
lograr que el
conocimiento esté disponible para más personas;
·
·
uno solo
sistema experto puede ampliar las capacidades de toma de decisiones de muchas
personas;
·
·
mejorar la
productividad y del desempeño de quienes toman decisiones;
·
·
ofreces
estabilidad y consistencia en un área particular de la toma de decisiones (a
diferencia de los seres humanos, un sistema experto es consistente por lo que
siempre presentará la misma decisión con base en un conjunto de información);
·
·
reduce la
dependencia de personal crítico.
Pero no están
exentos de problemas:
·
·
Es muy difícil
construir los sistemas expertos actuales. Para simplificar el proceso existen
los shells de sistemas expertos o envolturas de sistemas expertos:
sistemas expertos genéricos que contienen las interfaces humanas y las máquinas
de inferencias. Estos programas pueden ahorrar tiempo y esfuerzo, pero no
cuentan con la parte más difícil de construir, la base de conocimiento. Los
principales componentes de la envoltura de sistema experto son:
o o Instalaciones de
aprendizaje:
permiten la construcción de la base de conocimiento. El ingeniero del
conocimiento traduce el conocimiento del experto en conocimientos y reglas
con base en los hechos para crear una base de conocimiento.
o o Base del conocimiento: para completar la base de
conocimiento se captura la siguiente información:
§
§ identificación del
problema;
§
§ soluciones posibles; y
§
§ cómo avanzar del problema a
la solución a través de hechos y reglas de inferencia.
o o Interfaz para usuario: permite la interacción
necesaria entre el usuario y el sistema experto para el procesamiento
heurístico; permite que el usuario describa el problema u objetivo y que tanto
el usuario como el sistema experto estructuren preguntas y respuestas.
·
·
A diferencia
de los expertos humanos, los sistemas expertos automatizados son muy malos para
planificar estrategias. Su falta de flexibilidad los hace menos creativos que
los pensadores humanos.
·
·
Los sistemas
expertos son inútiles fuera de su dominio de conocimiento, estrecho y profundo.
Inteligencia
artificial
El campo de la
inteligencia artificial abarca "enseñar" a la computadora a efectuar
tareas de una manera que pudiera considerarse inteligente. En este campo se
trabaja en sistemas que tengan la facultad de razonar, aprender y acumular
conocimientos, esforzarse por mejorar y simular las capacidades sensoriales y
mecánicas del ser humano. Muchos de los problemas que se estudian en el campo
de la inteligencia artificial están muy lejos de ser soluciones práctica. A
este campo pertenecen los sistemas expertos.
Hay dos enfoques
comunes en torno a la inteligencia artificial:
1.
1.
Intenta
simular los procesos mentales humanos. El enfoque de simulación tiene tres
problemas inherentes:
o o En la inteligencia humana
hay que incluir pensamientos inconscientes, ideas o intuiciones instantáneas y
otros procesos mentales que es difícil o imposible comprender y describir.
o o Hay muchas diferencias
entre la estructura y las capacidades del cerebro humano y las del computador.
El supercomputador más potente no es capaz de acercarse a la habilidad del
cerebro para realizar procesamientos paralelos, es decir, dividir un trabajo
complejo en tareas más pequeñas y simples para poder realizarlas
simultáneamente.
o o La mejor forma de hacer
algo con una máquina muchas veces es muy distinta de la forma en que lo hacen
los seres humanos.
1.
1.
Consiste en
diseñar máquinas inteligentes independientemente de la forma en que pensamos
los seres humanos. De acuerdo con este enfoque, la inteligencia humana es sólo
uno de varios tipos posibles de inteligencia. El método de una máquina en la
resolución de problemas puede ser diferente del método humano, pero no por ello
menos inteligente.
La investigación
en el campo de la inteligencia artificial se puede dividir en 4 categorías:
·
·
Sistemas con
base en el conocimiento y sistemas expertos.
·
·
Lenguajes
naturales (conversaciones con las computadoras).
·
·
Simulación de
las capacidades sensoriales humanas.
·
·
Robótica.
Las técnicas de
inteligencia artificial de uso actual en diversas aplicaciones provienen de su
utilización en las investigaciones con juegos de ajedrez y son:
·
·
Búsqueda: Generalmente guiada por
una estrategia planificada y por reglas conocidas como heurística.
·
·
Heurística: Una heurística es una
regla empírica. La heurística conduce hacia juicios que, según indica la
experiencia, es probable que sean reales.
·
·
Reconocimiento
de patrones: Es quizás la mayor ventaja que tiene un ser humano pues ayuda a
compensar la velocidad del computador y su análisis detallado de jugadas
anticipadas.
En general la
estrategia de los investigadores es restringir el dominio de sus programas para
que los problemas sean lo suficientemente pequeños para poder comprenderlos y
resolverlos.
CAD – CAM – CIM
·
·
CAD (computer-aided
design, diseño asistido por computador): Consiste en usar las computadoras para diseñar
productos, permitiendo a los usuarios elaborar modelos tridimensionales
"sólidos" con características físicas como peso, volumen y centro de
gravedad. Estos modelos pueden rotarse y observarse desde cualquier ángulo. El
computador puede evaluar el desempeño estructural de cualquier parte el modelo.
El CAD tiende a ser económico, rápido y más preciso que las técnicas de diseño
manuales; facilitar las alteraciones del diseño para cumplir con los objetivos
del proyecto.
·
·
CAM (computer-aided
manufacturing, manufactura asistida por computador): Una vez completado el
diseño del producto, se alimentan las cifras a un programa que controla la
fabricación de las piezas.
·
·
CIM (computer-intergrated
manufacturing, manufactura integrada por computador): Es la combinación de CAD
y CAM.
Robótica
Las 3 leyes de la
robótica de Asimov:
1.
1. Un robot no puede lesionar
a un ser humano ni permitir, por su omisión, que un ser humano sea lastimado.
2.
2. Un robot debe obedecer las
órdenes que reciba de los seres humanos, excepto si estas órdenes entran en
conflicto con la Primera Ley.
3.
3. Un robot debe proteger su
propia existencia siempre y cuando dicha protección no entre en conflicto con
las Primera o Segunda leyes.
El término robot
deriva de la palabra checa robota, que significa trabajo forzado.
Un robot es
una máquina controlada por computador diseñada para realizar tareas manuales
específicas. El procesador central de un robot puede ser un microprocesador
incorporado en la estructura del robot o bien un computador supervisor que
controle el robot a distancia. La robótica es la integración de las
computadoras con los robots.
Las diferencias
más importantes de hardware entre los robots y otros computadores son los
periféricos de entrada y salida; un robot envía órdenes a articulaciones,
brazos y otras partes móviles.
Se pueden diseñar
robots para ver luz infrarroja, rotar articulaciones 360 grados y realizar
otras cosas que no pueden hacer los seres humanos; pero los robots están
limitados por las restricciones del software de inteligencia artificial.
Los robots
industriales pueden "aprender" a realizar casi cualquier tarea manual
repetitiva. Desde la perspectiva de la gerencia, los robots ofrecen varias
ventajas:
·
·
ahorran costos
de mano de obra;
·
·
pueden mejorar
la calidad y elevar la productividad. Son más eficaces para realizar trabajos
repetitivos;
·
·
son ideales
para tareas peligrosas o incómodas para trabajadores humanos.
Los robots
comerciales aún no pueden competir con los seres humanos en puestos que
requieren destrezas excepcionales de percepción o motrices.
Multimedia
Este término se
refiere a un sistema de computación que permite que el usuario accese e
interactúe con un texto computarizado, gráficas fijas de alta resolución,
imágenes en movimiento y sonido. Hay tres elementos en particular que
caracterizan a los multimedios: sonido, movimiento y oportunidad de
interactuar.
La televisión y el
vídeo son medios pasivos, unidireccionales. Con la moderna tecnología es
posible que la información se transmita en ambas direcciones, convirtiendo los
multimedia en multimedia interactivos, que permiten que el observador/oyente
participe activamente en la experiencia.
La creación y
ejecución de documentos de multimedia requieren periféricos de hardware
adicionales (monitores de televisión, unidades de CD-ROM y reproductores de
videodiscos). La computadora controla los dispositivos, que almacenan y
suministran el material audiovisual al recibir órdenes.
El software
de multimedia merece su nombre porque proporciona información a través de
varios medios.
Además de textos y
gráficos, los documentos de multimedia suelen contener al menos una de las tres
formas de información siguientes:
·
·
Animación: Gráficos por computador
que se mueven en la pantalla.
·
·
Video: segmentos de película que
aparecen en la pantalla del computador o en un monitor de televisión.
·
·
Audio: Música, efectos de sonido
y palabras pronunciadas por el computador o por una fuente de sonido externa..
Hipermedia
Los hipertextos
permiten enlazar la información textual en formas no secuenciales. Los
medios de texto convencionales, como los libros, son lineales o secuenciales:
están diseñados para leerse de principio a fin. Un documento de hipertexto
contiene enlaces que conducen a los lectores rápidamente a otras partes
del documento o a otros documentos relacionados. Es decir que el hipertexto
maneja información no estructurada. La teoría implícita en el hipertexto es que
éste le permite al usuario trabajar de la manera en que piensa.
HyperCad, de
Apple, fue la primera herramienta disponible en forma general para crear
documentos del tipo hipertexto. Pero HyperCad se describe como un sistema de
hipermedia. El término hipermedia describe documentos que pueden
explorarse en formas no lineales, desde documentos de investigación de
hipertexto hasta documentos gráficos interactivos. Los hipermedios son la
siguiente generación del hipertexto; el software de hipermedia alcanza un mayor
nivel, permitiendo la integración de datos, texto, gráficos, sonidos y video.
Se deben asociar con palabras clave los elementos de los hipermedios que no
consistan en texto.
Quienes trabajan
con hipermedia actualmente se enfrentan a varios problemas:
·
·
Los documentos
de hipermedia puede desorientar al lector, y que éste se sienta perdido en un
laberinto de hechos.
·
·
Los lectores
de documentos de hipermedia en ocasiones se preguntan si habrán omitido algo.
Si salta por un documento de hipermedia, es fácil sentir que ha pasado por algo
importante.
·
·
Los documentos
de hipermedia muchas veces no satisfacen todas las expectativas del usuario.
·
·
Como están
basados en computadores, los documentos de hipermedia no permiten hacer notas
marginales, realzar texto ni doblar las esquinas de las páginas.
·
·
Muchos
documentos de hipermedia requieren hardware que no puede hallarse en
computadores portátiles.
La mayor ventaja
de los hipermedia está en la habilidad del computador para controlar otros
medios; los documentos de intermedia no están limitados a textos e imágenes
estáticos.
Comunicaciones
(II)
Los elementos de
la comunicación de datos son los canales de transmisión, los dispositivos para
el control de comunicaciones y los accesorios de los canales. Cada uno de ellos
es necesario independientemente del tamaño de la computadora utilizada o la
naturaleza de los datos transmitidos. Las redes de computación sólo incrementan
la eficiencia y la efectividad de la interacción.
Para facilitar la
comunicación electrónica deben buscarse maneras de conectar o establecer una
interfaz entre una variado conjunto de hardware, software y bases de datos; es
decir lograr cierto grado de conectividad. La conectividad ideal sería
lograr el acceso a todos los recursos computacionales e informáticos desde una
PC o terminal; esta condición se llama conectividad total.
La comunicación
de datos implica el proceso de recopilar y distribuir la representación
electrónica de la información desde y hacia localidades distantes. La
información puede tener variados formatos: datos, texto, voz, fotografía,
gráficos y video.
Procesamiento
·
·
Local o por
lotes: Los
usuarios acumulan las transacciones y las alimentan a los computadores en forma
de grandes lotes. No hay retroalimentación inmediata. Se usa aún para tareas en
las que conviene procesar muchas transacciones al mismo tiempo (impresión de
facturas, respaldos de archivos de datos, etc.).
·
·
Remoto o
interactivo:
Los usuarios pueden interactuar con los datos mediante terminales, viendo y
modificando valores en tiempo real. Se usa en las aplicaciones
que requieren respuesta inmediata (transacciones bancarias, reservas en
aerolíneas, etc.).
En un sistema de
computación, los componentes de entrada, salida y almacenamiento de datos
reciben y transmiten datos a un procesador por algún tipo de medio de
transmisión. Se dice que estos componentes de hardware operan en línea con
el procesador; y que los componentes del hardware que el procesador no puede
controlar o no controla operan fuera de línea. Se considera que un
dispositivo periférico que está conectado al procesador, pero que no está
encendido está fuera de línea.
Los conceptos de
en línea y fuera de línea se aplican también a los datos. Se dice que los datos
están en línea si el procesador puede tener acceso a éstos y manejarlos. Todos
los demás datos legibles por la máquina están fuera de línea.
Los conceptos de
en línea y fuera de línea son conceptos importantes en un sistema de
información. En una operación fuera de línea se agrupan las
transacciones por lotes (procesamiento por lotes) para capturarlas en el
sistema computacional.
Transmisión
de datos
Ancho de banda
Es la cantidad de
información que se puede transmitir por un canal en un intervalo de tiempo
dado. Una forma de aumentar el ancho de banda en un cable es incrementando el
número de cables paralelos. Otra forma es aumentar la velocidad del paso de
información por el cable.
Un libro que sólo
contiene texto es un medio de ancho de banda pequeño, que sólo puede
proporcionar unos 300 bits de datos por segundo al lector. Los medios de ancho
de banda grande (televisión, vídeo) transmiten más de 50 millones de bits por
segundos de datos gráficos y sonoros.
La fibra óptica
nos está llevando desde un ancho de banda relativamente modesto hasta otro,
prácticamente infinito. El ancho de banda es la capacidad de transmitir
información a través de un canal determinado. Los cables telefónicos se
consideran un canal de ancho de banda reducido; pero aunque es lento, no lo es
tanto como muchos suelen creer.
Hay que pensar en
la capacidad de la fibra óptica como infinita, no sabemos cuántos bps podemos
llegar a enviar a través de una fibra, pero parece ser que estamos cerca de una
capacidad de 1 billón de bps; esto implica una velocidad doscientas mil veces
mayor que la del par telefónico.
El ancho de banda
disponible en el éter es reducido si se lo compara con el que brinda la fibra
óptica y con nuestra capacidad infinita de fabricar y tender más y más fibras.
El cambio
Negroponte dice que la información que actualmente nos llega por tierra en
el futuro nos llegará a través del éter, y viceversa. Es decir que todo lo que
está en el aire, pasará por tierra y lo que está en tierra, pasará por el aire.
El motivo por el cual Negroponte considera que ese cambio es obvio, es que el
ancho de banda en tierra es infinito, y que el del éter no lo es. Tenemos sólo
un éter contra una cantidad ilimitada de fibras.
La única ventaja
del cobre es su capacidad de transmitir energía; por lo tanto es posible que
aparezca la fibra con manto de cobre o el cobre con manto de fibra. Pero desde
la perspectiva de los bits, con el tiempo todo el planeta estará cableado con
fibra.
Se puede llegar a
desarrollar una infraestructura de banda ancha, al margen de si es necesaria o
de si se sabe cómo usar ese bando de ancha. Para brindar la mayoría de los
servicios de información y entretenimiento, esos enormes anchos de banda no son
necesarios. En realidad, un ancho de banda más modesto de 1,2 a 6 millones bps
es perfectamente adecuado para casi todos los multimedios existentes. Un ancho
de banda ilimitado puede tener el efecto paradójico y negativo de inundar y
ahogar a la gente con un exceso de bits y de permitir que las máquinas en la
periferia sean innecesariamente tontas. La novedad y originalidad de los
servicios de información y entretenimiento no dependen de la fibra que los
transmite sino de la imaginación que los crea.
La relación entre
ancho de banda y computación es muy sutil; dado que en ambos extremos de una
línea existe un proceso de computación, es posible enviar y recibir menor
cantidad de bits. La comprensión o condensación de la información permite que
se utilice menor capacidad de canal y ahorra tiempo y dinero en la transmisión.
Lo que importa no
es sólo el ancho de banda de los canales, sino también su configuración; las
redes de estrella y de anillo han tomado su forma con naturalidad a partir del
estrecho ancho de banda del par telefónico o del ancho de banda más ancho del
cable coaxial.
Canales de
transmisión
Un canal es
el camino por donde viajan los datos desde un lugar a otro. Es la combinación
de medios que interconectan a la computadoras que envían y reciben datos. La capacidad
del canal se clasifica por el número de bits que éste puede transmitir por
segundo.
Tangibles
1.
1.
Línea o par
telefónico:
Usa las instalaciones telefónicas para la transmisión de datos. La velocidad de
transferencia de los datos en las líneas de voz va de 300 a 9.600 bps.
2.
2.
Cable
coaxial:
Contiene cables eléctricos para permitir la transmisión de datos a alta
velocidad con un mínimo de distorsión de las señales. La transmisión de datos
es mucho más rápida. Hay dos categorías generales de cable coaxial:
o o Banda base: Transporta una única
señal digital a muy altas velocidades. El cable de banda de base es relativamente
barato y de muy fácil mantenimiento.
o o Banda ancha: Lleva múltiples señales
análogas al mismo tiempo, con diferentes intervalos de frecuencia. Es el
adecuado para la transmisión de voz, datos e imagen.
1.
1.
Fibra
óptica:
Diminutas fibras de vidrio en vez de alambres sirven como medios de
transmisión. En lugar de electricidad se utiliza láser. Un láser es un haz de
luz coherente dentro de ciertos intervalos de frecuencia. Su gran ventaja es la
velocidad de la transmisión. Los cables de fibra óptica transmiten la
información en forma de ondas lumínicas a la velocidad de la luz. Un cable de
fibra óptica puede transmitir medio gigabit por segundo. Los cables de fibra
óptica transmiten datos con mayor rapidez y son más ligeros y baratos que sus contrapartes
de alambre de cobre. La fibra óptica también contribuye a la seguridad de los
datos, ya que es mucho más difícil interceptar una señal enviada por medio de
un rayo de luz que una señal enviada por medio de una señal eléctrica.
Intangibles
·
·
Microondas: La transmisión por
microondas necesita de estaciones de transmisión que envían los datos a través
del aire en forma de señales codificadas. La transmisión de datos vía señales
de radio por microondas es de línea de visión: la señal de radio viaja
en línea recta de una estación repetidora a la siguiente hasta llegar a su
destino. Los satélites han permitido reducir al mínimo el límite de la línea de
visión.
Satélites
La transmisión de
datos a través de distancias muy largas utiliza satélites en órbita. Los datos
que alimentan a una computadores se envían a una estación de microondas, la
cual a su vez los transmite a una estación terrestre; de la estación, el
mensaje se envía en hace a un satélite en órbita, desde donde se transmite de
nuevo a otra estación terrestre. Los datos se envían posteriormente a través de
microondas y por teléfono hasta su destino. En esencia, un satélite es una
estación repetidora
La ventaja
principal de los satélites consiste en que los datos se pueden transmitir desde
un sitio a cualquier número de lugares en cualquier parte del planeta. Una
característica adicional en la comunicación y transmisión por satélite es que
en el costo de la transmisión no se considera la distancia, como sucede con los
otros métodos.
Tipos de
transmisión
·
·
Asincrónica: Los datos se transmiten
enviando un carácter a la vez, con un método de inicio/parada. Los datos se
transmiten a intervalos irregulares conforme se necesitan. Los bits de
arranque/parada se agregan al inicio y al final de cada mensaje. La transmisión
asincrónica o de arranque/parada es más apropiada para la comunicación de datos
que comprende dispositivos de entrada/salida de baja velocidad (v.g.:
impresoras en serie)
·
·
Sincrónica: La transmisión es
continua; los caracteres se envían uno tras otro por las líneas sin
interrupción. La transmisión sincrónica es mucho más rápida debido a que no se
tienen que enviar señales adicionales por las líneas para cada uno de los
caracteres. La fuente y el destino operan con una sincronización para permitir
la transmisión de datos de alta velocidad. Este tipo de transmisión no necesita
los bits de arranque/parada.
Unidad de
medida de transmisión de datos
La velocidad de
transmisión de datos se mide en bits por segundo (bits per seconds, bps).
Las menciones de bauds
o tasa de bauds son incorrectas, El baud es una unidad variable de
transmisión de datos y la "rapidez en bauds" es la velocidad a la
cual viaja un pulso. La velocidad de transmisión a menudo se llama
"rapidez en bits", pero ya que un pulso puede representar varios bits
a la vez, a velocidades mayores que 1.200 bps, la rapidez de bits generalmente
excede a la rapidez en bauds.
Protocolo de
comunicaciones
Conjunto de reglas
establecidas para regir el intercambio de datos que permiten que las entidades
que se están comunicando puedan comprenderse. Uno de estos protocolos es la
velocidad de transmisión; si una máquina "habla" a una 2.400 bps y
las otra "escucha" a 1.200 bps, el mensaje no pasará. Entre los
protocolos hay códigos predeterminados para algunos mensajes.
Los protocolos se
definen en capas, la primera de las cuales es la capa física; ésta
define la manera en que los nodos de una red se conectan entre sí. Las capas
subsecuentes, que varían en cantidad entre protocolos, describen cómo se
empacan los mensajes para su transmisión, cómo se encaminan los mensajes a
través de la red, los procedimientos de seguridad y la forma en que se
proyectan en pantalla los mensajes.
Un protocolo sirve
para desarrollar tareas como:
·
·
obtener la
atención de otro dispositivo;
·
·
identificar
cada uno de los dispositivos de la comunicación;
·
·
verificar la
correcta transmisión de los mensajes;
·
·
recuperar los
datos cuando ocurran errores.
Uno de los
protocolos más usados es el ASCII (American Standard Code for Information
Interchange).
Tipos de
software para comunicaciones
Para que dos
computadores se puedan comunicar, hay que configurar el software de ambas
máquinas de modo que sigan los mismos protocolos. El software de comunicación
asegura que el hardware siga el protocolo.
El software
específico de comunicación se presenta de diversas formas:
1.
1.
sistema
operativo de red: para usuarios que trabajan exclusivamente en una red
local. Un sistema operativo de red oculta al usuario los detalles de hardware y
software de la comunicación cotidiana entre máquinas. El software para LAN
residente en la RAM redirige ciertas peticiones al componente adecuado
de la LAN. Los sistemas operativos de LAN tienen dos formatos:
o o igual a igual: todas las PC son iguales;
cualquiera puede ser cliente de otra y cualquiera puede compartir sus recursos
con sus similares; se trata de redes LAN menos complejas.
o o servidor dedicado: el software de control reside
en la RAM del servidor de archivos; este tipo de LAN ofrece un nivel de
seguridad que no es posible con una LAN igual a igual.
1.
1.
programa
terminal o emulador de terminal: permite que un computador personal funcione como si
fuera una terminal. este tipo de programa se encarga del marcado telefónico, el
manejo de protocolos y una diversidad de detalles necesarios para que trabajen
en conjunto el computador personal y el módem.
2.
2.
Sistemas
operativo multiusuario: permite que un computador de tiempo compartido se
comunique con varios computadores o terminales al mismo tiempo (UNIX es el más
difundido).
Además las LAN
hacen posible el uso de aplicaciones que no pueden desarrollarse en el entorno
individual de una computadora. Así surge el software para trabajo en grupos
(groupware) que permite el uso de diversas aplicaciones como:
·
·
Correo
electrónico.
·
·
Calendario
y programación de horarios: Cada persona enlazada en una LAN mantiene un calendario en
línea en el cual se pueden programas los horarios de todos los eventos.
·
·
Pensamiento
creativo y solución de problemas: Los usuarios de una LAN pueden trabajar juntos en
un documento maestro para dar ideas y resolver problemas.
·
·
Establecimiento
de prioridades: Permite que los usuarios establezcan las prioridades de proyectos a
través del razonamiento colectivo.
·
·
Juntas
electrónicas.
·
·
Biblioteca
de políticas y procedimientos: Son elementos que al cambiar con rapidez pueden ponerse en
línea para eliminar la necesidad de actualizar constantemente numerosos
manuales de copia impresa.
·
·
Mensajes
electrónicos:
La transmisión de mensajes electrónicos asocia el mensaje con una o más
aplicaciones de groupware.
·
·
Formularios
electrónicos:
con el propósito de recopilar información de otros usuarios de la LAN.
Accesorios de
los canales de transmisión
Multiplexores
Son dispositivos
que permiten que varios mensajes puedan conjuntarse en un solo canal. Logran
este objetivo reuniendo varias señales de baja velocidad y transmitiéndolas
todas a través de un canal de alta velocidad. Es decir que el multiplexor
permite que varios dispositivos o estaciones de trabajo compartan una línea en
forma simultánea para transmitir los datos tan pronto como se reciben. El
multiplexor es una extensión del procesador frontal (éste separa los datos para
su procesamiento y establece la conexión entre la fuente y el destino) y se
ubica al final de la línea, en o cerca de un sitio distante.
Concentradores
Dispositivos
asíncronos de menor velocidad que se conectan con frecuencia a un concentrador
para lograr la transmisión de datos. Este dispositivo de almacén y envío reúne
y almacena temporalmente en una sección de almacenamiento intermedio los datos
recolectados poco a poco de los diferentes dispositivos de entrada. Cuando
dicha sección está completa, los datos se transmiten por líneas de alta
velocidad a la computadora.
Módems
Conectan a las
computadoras con el canal de comunicación y permiten transmitir los datos a
través de largas distancias sin ninguna interferencia de ruido ni distorsión en
el canal. El módem es un dispositivo de hardware esencial para cualquier
aplicación que implique el uso de una línea de teléfono para la comunicación de
datos.
Las computadoras
están conectadas con el módem a través de un canal de comunicación construido
en la computadora misma.
Los datos pueden
ser transmitidos en forma digital o analógica, dependiendo de las características
del medio de la comunicación. Los canales de voz transmiten señales analógicas,
en tanto que las computadoras envían señales digitales.
Para poder
transmitir una señal digital (un flujo de bits) por una línea telefónica
convencional, hay que convertirla en una señal analógica, es decir en una onda
continua. A su vez, en el extremo receptor hay que volver a convertir la señal
analógica en los bits que representan el mensaje digital original. Estas tareas
son realizadas por un módem (abreviatura de modulador/demodulador),
que es el dispositivo de hardware que conecta el puerto serial de un computador
a una línea telefónica. Junto con el software de comunicaciones, el módem
determina la velocidad a la cual se deben transmitir los datos.
Un módem puede ser
interno o externo; ambos usan cable telefónico para conectarse a la red de
teléfonos por medio de conectores telefónicos modulares:
·
·
interno: el módem se encuentra en
un tablero de expansión opcional que sólo se conecta en una ranura de expansión
libre de la unidad de procesamiento de la micro o el anfitrión de la terminal.
·
·
externo: es un componente externo
independiente y se conecta por medio de un puerto serial.
Los módems tienen
diversos grados de "inteligencia" que se genera por medio de
procesadores integrados. Por ejemplo, algunos módems son capaces de sintonizar
en forma automática la computadora (sincronización automática),
establecer un canal de comunicación (entrada) e incluso responder las
llamadas procedentes de otras computadoras (respuesta automática).
El faxmódem
realiza la misma función que el módem; además permite que una PC simule una
máquina de fax.
Tipos de líneas
1.
1.
Simplex: Transmite los datos
únicamente en una dirección y ésta no se puede cambiar nunca.
2.
2.
Dúplex: Lleva los datos
únicamente en una dirección, pero ésta puede ser invertida.
3.
3.
Full dúplex: Puede transmitir los
datos simultáneamente en ambas direcciones, como si dos líneas simplex
estuvieran trabajando en direcciones opuestas.
Configuración de líneas
Describe el método de conexión de las computadoras con las
líneas de comunicación. En este sentido las líneas pueden ser:
Punto a punto: Un único emplazamiento está conectado directamente
con la computadora. Las líneas punto a punto se usan frecuentemente entre
grandes computadoras que se comunican entre sí en forma continua.
4.
4.
Multipunto: Permiten que un canal de
comunicación sea compartido entre todos los usuarios de la misma línea. La
ventaja es que el costo total de la red de usuarios puede reducirse, porque la
línea compartida disminuye la cantidad de líneas de comunicación. Además, todos
los puntos de una línea pueden recibir los mismos datos al mismo tiempo si es
necesario.
Servicios de transmisión
Para la comunicación de datos se recurre a las portadoras
comunes para tener acceso a canales de comunicaciones. Las portadoras
comunes de comunicaciones ofrecen dos tipos de servicios:
5.
5.
línea
privada o rentada: Ofrece un canal de comunicaciones de datos dedicado entre
dos puntos de una red de computación. El cobro por una línea privada se basa en
la capacidad de canal (bps) y la distancia (kms. aéreos).
6.
6.
línea
conmutada o de sintonía: Esta disponible estrictamente por medio del cobro por
tiempo y distancia, similar a una llamada telefónica de larga distancia. Se
hace una conexión "sintonizando" la computadora y un módem envía y
recibe los datos. Este tipo de línea es más flexible que la anterior porque
puede establece una conexión con cualquier computadora instalada cerca de un
teléfono.
Redes
Una red de
computadores es cualquier sistema de computación o grupo de computadoras,
estaciones de trabajo o dispositivos de computadoras conectados entre sí. En
una red de computación, el nodo puede ser una terminal, una computadora o
cualquier dispositivo de destino/fuente. Las redes de cómputo están
configuradas para satisfacer las necesidades específicas de una organización.
Si bien las PC por
lo común se usan como sistemas de computación independientes, también pueden
duplicar su capacidad como terminales remotas. Esta dualidad de funciones
le ofrece la flexibilidad para trabajar con la PC como un sistema independiente
o conectarse con una computadora más grande y aprovechar su capacidad
incrementada.
Las redes
presentan ventajas, ya que permiten:
·
·
compartir
hardware,
reduciendo el costo y haciendo accesibles poderosos equipos de cómputo a más
personas;
·
·
compartir
datos y software, aumentado la eficiencia y la productividad. Las redes no
eliminan las diferencias de compatibilidad entre distintos sistemas operativos,
pero simplifican la comunicación entre máquinas. Si se emplean programas con
formatos de archivo incompatibles, habrá que usar software de traducción de
datos para leer y modificar los archivos.
·
·
que los
seres humanos colaboren y trabajen en formas que, sin las redes, serían
difíciles o imposibles. Para ello existen aplicaciones groupware:
programas diseñados para que varios usuarios trabajen con un mismo documento al
mismo tiempo.
Existen 2 tipos de
redes:
·
·
redes de
comunicación: transmiten datos, voz o imágenes visuales. Las redes de información
tienen uno o más sistemas de computación extremos que ofrecen una amplia gama
de servicios de información: Noticias, clima, deportes; entretenimiento;
juegos; servicios bancarios desde el hogar; información financiera; servicios
de corretaje; tableros de avisos; correo electrónico; compras desde el hogar;
consultas; educación; bienes raíces, cocina, salud, viajes, etc.
·
·
redes de
proceso distribuido: enlazan diferentes elementos para que compartan recursos y
capacidad de procesamiento.
La mayoría de los
computadores tiene puertos, que son contactos por los que sale y entra
la información. Los puertos pueden ser:
·
·
paralelos: tienen la anchura
suficiente para que los bits puedan pasar en grupos de 8, 16 ó 32. Suelen
conectar al computador las impresoras y otros periféricos externos.
·
·
seriales: requieren que los bits
pasen de uno en uno. Por lo general sirven como puertas de acceso para la
información que viaja de un computador a otro.
Topología de
redes
Una topología
es la disposición de los nodos (lugares de emisión, recepción o procesamiento)
para transmitir datos. Una topología de red es una descripción de las
conexiones físicas posibles de una red. La topología es la configuración del
hardware e indica que pares de nodos están disponibles para las comunicaciones.
Según su topología
una red puede ser:
1.
1.
lineal o
de barra colectora: Es un canal lineal; derivaciones en él enlazan los nodos
individuales con la barra colectora. Por lo tanto la configuración es la de una
línea multipunto. Esta es una topología de difusión ya que cada mensaje
o conjunto de datos enviado por ella va a cualquiera de los nodos. Un nodo
individual identifica únicamente los mensajes que se dirigen a él. El cable
central se denomina medio de transmisión.
2.
2.
de
estrella:
Varios lugares diferentes están conectados a través de un sistema de cómputo
central para la transmisión de los datos; toda la comunicación entre los puntos
de la red debe pasar por la computadora central, la cual, a su vez, envía los
datos al lugar determinado. Esta red, también llamada conmutada requiere
de una computadora de tiempo real para analizar las transacciones recibidas,
determinar hacia dónde se deben enviar los datos y seleccionar la mejor ruta o
línea por l que se deben transmitir.
3.
3.
de
anillo:
Un punto se puede comunicar directamente con cualquier otro punto, sin
necesidad de pasar por una computadora central. Los procesadores (o
controladores) de comunicaciones manejan las actividades de comunicación de
cada uno de los emplazamientos, almacenando los datos durante breves períodos
antes de transmitirlos, o bien recibiendo la transmisión de otras posición.
Estas redes también utilizan una topología de difusión; los mensajes
circulan de nodo en nodo en una sola dirección. La computadora recibe el
mensaje que viene del nodo anterior y lo recibe o lo reenvía, según
corresponda. Implica sistemas de cómputo de aproximadamente el mismo tamaño.
En su mayor parte, las redes de computación son híbridas, es
decir combinaciones de topologías.
Redes de comunicación
El objetivo de estas redes es conectar emplazamientos
múltiples que tengan necesidad de transmisión o recibir datos; no necesitan
tener capacidad de procesamiento.
Las redes de comunicación pueden ser:
4.
4.
de área
amplia (WAN, wide area network): Su objetivo general es la transmisión de datos.
Tienen 2 características distintivas:
o o Cubren grandes distancias
geográficas.
o o Utilizan las redes comunes
de portadoras, como las redes conmutadas de teléfonos.
1.
1.
de área
local (LAN, local area network): Es la red de comunicación que abarca un único
emplazamiento, es decir es una red en la cual los computadores se encuentran a
corta distancia. Consta de una colección de computadores y periféricos cuyos
puertos seriales están conectados directamente con cables; estos cables sirven
como carreteras de información para transportar los datos entre los
dispositivos. También hay redes inalámbricas, en las que cada computador
tiene una pequeña radio conectada al puerto serial, de manera que puede enviar
y recibir datos a través del aire, en vez de usar cables. La mayoría de las
redes de áreas local utilizan una topología de difusión: cada mensaje se envía
a cada uno de los nodos. El nodo recibe únicamente los mensajes dirigidos a él
en particular. En una LAN los usuarios pueden compartir datos, software de
aplicaciones, conexiones con macrocomputadoras, capacidades de comunicación
(módems), bases de datos, tableros de expansión y otros recursos; representan
una buena inversión debido a que los recursos pueden ser compartidos. Con
frecuencia están integradas a redes WAN. Los dos métodos más conocidos de
acceso LAN son:
o o CSMA: (carrier sense
multiple access, acceso múltiple de sensor de portadora) se usa con las
redes de barra colectora y requiere de una estación de trabajo u otro
dispositivo para "escuchar" el canal y determinar cuándo se encuentra
en uso; es decir, debe registrar que el canal se encuentra ocupado. Si
el canal está libre, se puede enviar un mensaje. De otra manera, la estación de
trabajo espera durante un breve momento y escucha nuevamente.
o o de señal viajera: se asocia con la
topología de anillo. Una señal es una cadena de bits que se envía por toda la
red. Siempre que un dispositivo desea transmitir un mensaje, espera hasta que
aparezca la señal y, entonces, transmite sus datos a la red.
Cuando se habla de
WAN y LAN se hace referencia a todo el hardware, software y canales de
comunicación relacionados con ellas.
Redes de
procesamiento distribuido
Conectan
emplazamientos no sólo para la comunicación de los datos y de los mensajes,
sino también para poder compartir los recursos.
Este tipo de redes
presentan 2 ventajas:
1.
1.
Carga
compartida:
Tienen disponible una gran cantidad de potencia de cómputo para los usuarios
con pequeños sistemas o con sólo terminales remotas en lugar de un sistema muy
grande de cómputo. La carga compartida también es muy útil cuando una
computadora se encuentra sobrecargada o presenta problemas en el equipo. Los
accesos a diferentes computadoras en lugar de únicamente a una es una
característica muy favorable.
2.
2.
Programática
compartida:
La capacidad de poder compartir datos así como programática sirve para reducir
el costo total por el almacenamiento de los datos para todos los usuarios; de
la misma manera, puesto que se requieren menos sistemas mayores, las
minicomputadoras pueden reemplazar parte del equipo más costoso. El
almacenamiento de los programas se puede centralizar para que sean compartidos
por todos los usuarios; ello permite el desarrollo de paquetes de programas
mucho más extensos a un menor costo para cada instalación.
Tendencias
Existen
tecnologías de comunicación alternativas:
·
·
Correo
de voz:
Es más que un contestador; es un elaborado sistema de mensajes con muchas de
las características de un sistema de correo electrónico, excepto poder editar
los mensajes electrónicamente y anexar documentos del computador.
·
·
Transmisión
de facsímil: Una máquina de fax es una herramienta rápida y práctica para
transmitir información almacenada en documentos de papel. Cuando se envía un
fax, la máquina emisora "barre" las páginas y convierte la imagen así
digitalizada en una serie de pulsos eléctricos, para luego enviar esas señales
por las líneas telefónicas hasta otra máquina de fax. La máquina receptora usa
las señales para construir e imprimir facsímiles o copias en blanco y
negro de las páginas originales. Un computador puede enviar los documentos en
pantalla a través de un fax módem a una máquina de fax receptora. El fax módem
traduce el documento a señales que pueden enviarse por los cables telefónicos
para que sean decodificados por la máquina de fax receptora. Un computador
también puede usar un fax módem para recibir transmisiones de máquinas
de fax, usando la máquina emisora como una especie de digitalizador de imágenes
remoto. Al igual que el documento digitalizado, para el computador el facsímil
digital no es más que una colección de puntos blancos y negros, por lo que para
editarlo es necesario utilizar un software de OCR.
·
·
Videoteleconferencia: Permite comunicarse
"cara a cara" a grandes distancias, al combinar las tecnologías del
video y de la computación.
·
·
Transferencia
electrónica de fondos: El dinero no es más que otro tipo de información, las
diferentes monedas no son más que símbolos que permiten a las personas
intercambiar bienes y servicios. En los últimos siglos el papel ha reemplazado
al metal; hoy en día el papel es sustituido por patrones digitales almacenados
en medios informativos. El dinero, como otra información digital, puede transmitirse
a través de las redes de computadores. Un cajero automático es una terminal
especializada que se enlaza con el computador principal del banco a través de
una red comercial bancaria; pero no es el único medio para efectuar la
transferencia electrónica de fondos.
·
·
Comunicador
personal:
Combina un teléfono celular, un fax módem y otro equipo de comunicación en una
caja ligera e inalámbrica parecida a un computador basado en pluma. Sirve como teléfono
portátil, máquina de fax, buzón electrónico, localizador y computador personal.
Pero cuando todo
el sistema telefónico sea digital, se habrán sentado las bases para una red
unificada que permita transmitir todo tipo de información digital. Así la ISDN
(Integrated Services Digital Network, red digital de servicios
integrados) enlazará teléfonos, computadores, máquinas de fax, televisión e
incluso el correo en un mismo sistema digital. A esa realidad alternativa e la
denomina ciberespacio. También se llama "frontera electrónica" a este
nuevo mundo en línea.
Siguiendo la
tendencia hacia una mayor conectividad, se están interconectando WAN y LAN para
permitir que los usuarios tengan acceso a una mayor variedad de aplicaciones y
más información.
Dado que las redes
usan una variedad de protocolos de comunicaciones y sistemas operativos, las
redes incompatibles no pueden "comunicarse" directamente entre sí. El
encaminador constituye la principal tecnología de hardware y software que se
utiliza para resolver este problema. Los encaminadores cierran la brecha
entre LAN y LAN, entre WAN y WAN y entre LAN y WAN. Al recibir un mensaje, el
encaminador realiza la conversión de protocolos necesaria y encamina el mensaje
hacia su destino.
Las organizaciones
que interconectan redes de computación lo hacen con base en una espina
dorsal.; ésta se compone de un sistema de encaminadores y los medios de
transmisión asociados que enlazan los encaminadores y las macrocomputadoras de
las redes del sistema.
Esta es la era del
procesamiento cooperativo. Para obtener información significativa,
precisa y oportuna, las empresas han decidido que deben cooperar a nivel
interno y externo para aprovechar la totalidad de la información disponible.
Para promover la cooperación interna, las empresas están promoviendo las redes
internas de empresa. Una aplicación de la red interempresas es el intercambio
electrónico de datos (EDI).
La aplicación que
puede tener el efecto más importante en el mayor número de personas es la
supercarretera de información; es una red de enlaces de comunicaciones de
datos de alta velocidad que con el paso del tiempo se asociará a todas las
facetas de la sociedad, integrando la red con las tecnologías de la televisión
y la computación.
El tránsito en la
supercarretera será cualquier material que se pueda digitalizar, y las
aplicaciones de esta supercarretera serán, entre otras:
·
·
incorporación
de la función del teléfono en un videófono o en una computadora;
·
·
abundancia de
entretenimiento, abriendo las puertas al entretenimiento interactivo;
·
·
ediciones de
copia blanda como una alternativa para la edición de copia dura de casi
cualquier material impreso;
·
·
correspondencia
transmitida electrónicamente;
·
·
transferencia
electrónica de fondos;
·
·
compras
electrónicas desde el hogar;
·
·
votación y
escrutinio de alta tecnología, reduciendo los costos de las elecciones y
alentando una mayor participación de los electores (cuando las elecciones no sean
obligatorias);
·
·
formación de
una base de datos nacional, que será el almacenamiento central de todos los
datos personales de los ciudadanos, permitiendo la consolidación de dichos
datos
La flexibilidad en
la distribución de los bits será crucial; las emisoras asignarán los bits a
medios determinados (como la televisión o la radio) en el punto de transmisión.
El transmisor le dice al receptor que tipo de bits está enviando.
En un futuro más
lejano, los bits no estarán limitados a un medio específico, una vez que
abandonen el transmisor, es decir el emisor no tendrá idea alguna sobre la
forma en que los usuarios tomarán los bits, será el receptor el que decida. Los
bits saldrán de la estación emisora como bits, para ser utilizados y
transformados de maneras diferentes, personalizados por una amplia gama de
programas de computación. Los mismos bits podrán ser vistos por el destinatario
a partir de muchas perspectivas.
Actualmente un CD
utilizado como ROM tiene una capacidad de almacenamiento de 5 mil millones de
bits, utilizando sólo un lado. En los próximos años está capacidad por lado
será incrementada a 50 mil millones.
La visión a más
largo plazo de los multimedios no esta basada, sin embargo, en el CD, sino que
surgirá a partir de la creciente base de sistemas on-line, que tienen
una capacidad ilimitada.
En el mundo
digital, el problema de la amplitud y profundidad desaparece, y tanto los
lectores como los autores se podrán mover con más libertad entre las
generalidades y los detalles.
En el mundo
digital el espacio ocupado por la información no está limitado a tres
dimensiones. La expresión de una idea, o una secuencia de ideas, puede incluir
una red multidimensional de indicadores que apuntan hacia futuras elaboraciones
o exposiciones, que pueden ser llamadas o ignoradas. Los hipermedios deberán
ser pensados como una colección de mensajes elásticos, que pueden ser estirados
y encogidos según la acción determinada por el lector. La traslación libre de
un medio (video, texto, datos) a otro es el objetivo real hacia el cual apunta
el campo de los multimedios.
Pero frente a un
panorama alentador tendremos también la pérdida de numerosos puestos de trabajo
a causa de la automatización total de sistemas, que pronto transformarán el
trabajo administrativo de la misma manera que ya ha transformado el trabajo
fabril.
A medida que el
mundo de los negocios se globaliza y la Internet crece, comenzaremos a observar
un lugar de trabajo digital sin fisuras; los bits no conocerán fronteras, serán
almacenados y manipulados sin respeto alguno por los límites geopolíticos. Lo
más probable es que las zonas delimitadas por los husos horarios desempeñen en
nuestro futuro digital un rol más importante que las zonas de intercambio
comercial.
A medida que nos
vamos moviendo hacia ese mundo digitalizado, un importante sector de la
población mundial se verá privado de sus derechos o privilegios.
La era digital
tiene cuatro grandes cualidades: descentralización, globalización, armonización
y motivación.
El efecto
descentralizador se percibe sobre todo en el comercio y en la industria de la
computación misma. La empresa del futuro podrá cubrir sus necesidades de
computación en forma escalonada, poblando su organización de PC que, cuando
resulte necesario, podrán trabajar al unísono para solucionar problemas de
computación complejos. Las computadoras trabajarán tanto para individuos como
para grupos.
La nación-estado
misma está sujeta a tremendos cambios y a la globalización; el mundo
digitalizado hace pensar que los intentos de unificación mundial se van
haciendo viables.
Hoy en día, el 20%
del mundo consume el 80% de los recursos. La tecnología digital podrá ser la
fuerza natural que impulse a los hombres hacia una mayor armonía mundial. El
efecto armonizador es ya evidente en disciplinas y empresas que antes estaban
separada y que comienzan a colaborar entre sí en lugar de competir.
El acceso, la
movilidad y la habilidad para efectuar cambios son evidencias de la naturaleza
motivadora de estar digitalizado, que es lo que hará que el futuro sea tan
diferente del presente.