Computadora: aparato electrónico capaz de
interpretar y ejecutar comandos
programados para operaciones de
entrada, salida, cálculo y
lógica.
Las computadoras:
- Reciben entradas. La entrada son los datos que se
capturan en un sistema de
computación para su
procesamiento. - Producen salidas. La salida es la presentación
de los resultados del procesamiento. - Procesan información
- Almacenan información
Todo sistema de
cómputo tiene componentes de hardware dedicados a estas
funciones:
- Dispositivos de entrada
- Dispositivos de salida
- Unidad central de procesamiento. Es la
computadora real, la "inteligencia" de un sistema de computación. - 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.
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: - 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. - 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. - 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).
- MHz (Megahertz): para microcomputadoras.
- 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.
- 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: - Mecánicas: funcionan por
dispositivos mecánicos con movimiento. - 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.
- preciso, pero no
- 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.
- Computador incorporado: Mejora
- Analógicas: Trabajan en
- Mecánicas: funcionan por
- 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. - 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. - 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. - 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. - 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.
- Laptop: alimentado por
- Macrocomputador: Máquina de enormes
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: - 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. - 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.
- Puertos series: Permiten la transmisión
Las ranuras de expansión y los puertos
simplifican la adición de dispositivos externos o periféricos.
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:
- Capturar datos: llevar mensajes del entorno al
sistema. - Calcular: en rigor sólo suman, pero
así logran realizar las 4 operaciones
básicas. - 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. - 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.
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:
- 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. - 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. - Ciencia, investigación e ingeniería:
Los ingenieros y científicos usan rutinariamente las
computadores como un instrumento en la experimentación,
el diseño y el desarrollo. - 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. - 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. - 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. - Entretenimiento.
- Inteligencia artificial: Las computadoras
pueden simular muchas capacidades sensoriales y
mecánicas del ser humano.
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.
- Bit (binary digit):Unidad básica
de datos de la computadora. - Byte: Grupo de 8
bits; cada byte representa un carácter de
información. - Kilobyte (K): aproximadamente 1000 bytes,
exactamente 1024 bytes. - Megabyte (MB): aproximadamente 1000K, o sea un
millón de bytes. - 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:
- Compatibilidad: No todo el soft es compatible con
todas las UCP. En algunos casos se pueden resolver los problemas de
compatibilidad usando software especial. - 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.
Si el procesador es el núcleo del sistema de
computación, la unidad de control lo es del procesador.
Tiene 3 funciones
principales:
- Leer e interpretar instrucciones del
programa. - Dirigir la operación de los componentes
internos del procesador. - 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.
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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
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: - Se dice la palabra. Cuando se habla en
un micrófono, cada sonido se divide en sus
diversas frecuencias. - Se digitaliza la palabra. Se digitalizan
los sonidos de cada palabra de modo que la computadora
los pueda manejar. - 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. - 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.
- Se dice la palabra. Cuando se habla en
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. - 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.
- 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. - Analógicas: Sensores que
miden magnitudes físicas escalares o
vectoriales.
- Documentos retornables: Un documento
retornable es una salida generada por computadora que
finalmente regresa como una entrada que la máquina puede
leer. - 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: - la segmentación de la página en
imágenes, bloques de texto y (finalmente)
caracteres individuales; - tecnología de sistemas
expertos, a una escala
menor, para reconocer las reglas básicas de
distinción de letras; - "expertos" en contextos para ayudar a
identificar letras ambiguas de acuerdo con su
contexto; - aprendizaje a partir de ejemplos reales y
retroalimentación de un entrenador
humano.
- la segmentación de la página en
Estos dispositivos traducen los bits y bytes a un forma
comprensible para el usuario.
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. - De pantalla plana:: Más compactos y
ligeros, dominan el mercado de
las computadoras portátiles. Utilizan 3 tipos de
tecnología: - LCD (liquid crystal display),
pantalla de cristal líquido. Consumen
relativamente poca energía. - Plasma de gas.
- EL (electroluminiscencia). Ofrecen mayor
ángulo de visión.
- LCD (liquid crystal display),
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: - 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. - 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).
- de línea: Son
- 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: - 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. - 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.
- de chorro de tinta: rocían
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.
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.
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.
- 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. - 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. - 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. - 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.
- 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: - un archivo maestro, fuente permanente de
todos los datos; - un archivo de transacción,
refleja la actividad diaria.
- un archivo maestro, fuente permanente de
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.
- 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.
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.
Gracias a su capacidad de acceso aleatorio, son el medio
más popular para el almacenamiento de datos. Los hay de
dos tipos:
- 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. - 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).
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.
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:
- Entrada/salida: dirigen a la computadora para
interactuar con un periférico. - Cómputo: permiten realizar las operaciones
aritméticas. - 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.
- de bifurcación incondicional:
- Transferencia de datos y asignación:
permiten que se asigne a un sitio determinado de la RAM una
constante de cadena o valor literal. - 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.
- 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 - 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. - 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.
- el sistema
- 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: - Su precio
es menor que el costo total de la compra de los programas
individuales. - 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. - Permiten transferir datos entre las
aplicaciones con rapidez y facilidad.
- Su precio
- 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.
- 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: - ¿Tiene la
organización suficiente personal capacitado
para desarrollar programas propios? - ¿Permite el programa de desarrollo terminar el proyecto en un plazo
aceptable? - ¿Es el costo de esta alternativa una
buena inversión comparada con otras
alternativas? - ¿Se podría adquirir de otras
maneras el programa necesario?
- ¿Tiene la
- Paquetes comprados: Programa o conjunto de
programas ya escritos, diseñados para ejecutar tareas
específicas. Las preguntas clave son: - ¿Tiene el paquete las
características adecuadas a un costo
razonable? - ¿Es aceptable el costo en
relación con el costo de desarrollo convencional o
propio? - ¿Es suficiente el número de
usuarios de ese programa para garantizar que quienes lo
elaboran respaldaran el paquete después de
comprado?
- ¿Tiene el paquete las
- Elaboración por contrato: Es una
alternativa conveniente en las siguientes
condiciones: - La organización carece de personal
técnico para producir el programa
deseado. - No hay paquetes generalizado que sea adecuados
para el trabajo. - El costo de esta alternativa no es
prohibitivo. - Se pueden hacer arreglos convenientes para el
mantenimiento (cambios, correcciones y
mejoras) del software después de que haya sido
entregado.
- La organización carece de personal
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.
- 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 - en cantidad.
- con calidad (mayor calidad implica mayor
costo) - 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.
- 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.
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.
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: - de efectos visuales: permiten crear
desvanecimientos, barridos y otras transiciones
visuales. - 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. - de relleno de cuadros: pueden rellenar
automáticamente cierto número de cuadros
para suavizar el movimiento.
- de efectos visuales: permiten crear
- 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: - 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. - 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.
- Videodisco interactivo: Un reproductor de
- 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.
Delito por computador: cualquier violación
a la ley realizada por
medio del conocimiento o
el uso de la tecnología de computación.
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.
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. - 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. - 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.
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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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:
- 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. - Integridad o completitud: Un programa es
completo sólo si ejecuta todas las operaciones que el
usuario espera al procesar un conjunto de datos. - Generalidad: La generalidad se entiende en dos
sentidos:
- 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. - El programa contiene diferentes opciones que pueden
o no ser aplicadas durante una corrida. Los usuarios pueden
seleccionar la opción adecuada cada vez.
- 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:
- modo como se introducen los datos,
- orden en que se procesan los datos,
- instrucciones particulares que se empleen para
controlar el proceso, - etc.
- 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:
- 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.
- diagrama de flujo que muestre los pasos y los
- 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.
- 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. - 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. - Tercera: años ’60. Los
lenguajes de esta generación se dividen en tres
categorías, según se orienten a:
- 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). - 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. - 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.
- 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:
- Uso de frases y oraciones parecidas al
inglés para emitir instrucciones; - no operan por procedimientos, por lo que permiten a
los usuarios centrarse en lo que hay que hacer no en
cómo hacerlo; - 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:
- a la producción: Diseñados
sobre todo para profesionales en la
computación. - 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
- Descripción del problema:
Identificación precisa de las necesidades a
satisfacer. - Análisis del problema:
División del problema en sus componentes
básicos. Para la mayoría de los programas estos
componentes son:
- salida
- entrada
- procesamiento
- interacción de archivos
- 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. - 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. - Codificación: Se traduce el diseño
gráfico y narrativo de los pasos anteriores a
instrucciones o programas que la máquina puede
leer. - Prueba y depuración: Búsqueda
y eliminación de errores de sintaxis y de
lógica. - 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:
- descripción del programa;
- gráfica estructural;
- diagrama de flujo;
- enlistado del programa (con comentarios
internos) - una sesión interactiva (entrada/salida
cuando se ejecuta el programa)
- de sintaxis: Violaciones de las reglas
"gramaticales" del lenguaje de programación para la
escritura de instrucciones. Ejemplos: - Inclusión de símbolos o
caracteres que no están permitidos. - Omisión de la referencia de los datos
por leer o escribir (se tiene que indicar a la CPU
qué debe leer o escribir). - Escritura errónea de una
orden.
- Inclusión de símbolos o
- 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.
- 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: - ¿Tiene la organización suficiente
personal capacitado para desarrollar programas
propios? - ¿Permite el programa de desarrollo
terminar el proyecto en un plazo
aceptable? - ¿Es el costo de esta alternativa una
buena inversión comparada con otras
alternativas? - ¿Se podría adquirir de otras
maneras el programa necesario?
- ¿Tiene la organización suficiente
- Paquetes comprados: Programa o conjunto de
programas ya escritos, diseñados para ejecutar tareas
específicas. Las preguntas clave son: - ¿Tiene el paquete las
características adecuadas a un costo
razonable? - ¿Es aceptable el costo en
relación con el costo de desarrollo convencional o
propio? - ¿Es suficiente el número de
usuarios de ese programa para garantizar que quienes lo
elaboran respaldaran el paquete después de
comprado?
- ¿Tiene el paquete las
- Elaboración por contrato: Es una
alternativa conveniente en las siguientes
condiciones: - La organización carece de personal
técnico para producir el programa
deseado. - No hay paquetes generalizado que sea adecuados
para el trabajo. - El costo de esta alternativa no es
prohibitivo. - Se pueden hacer arreglos convenientes para el
mantenimiento (cambios, correcciones y mejoras) del
software después de que haya sido
entregado.
- La organización carece de personal
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
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:
- 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:
- una sola pasada: examina el código
fuente una vez, generando el código o programa
objeto. - 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.
- 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.
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.
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.
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:
- el copiado de archivos;
- la reparación de archivos de datos
dañados; - la traducción de archivos para que puedan
leerlos programas diferentes.
- de servicio: Los destinados al manejo de ciertos
recursos del computador y de programas y sus bibliotecas.
- 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).
- identificación o nombre del
Este utilitario imprime total o parcialmente las
entradas de directorio. El listado emitido permite
conocer:
- los archivos que se encuentran en el
soporte; - las características de cada uno de
ellos; - el espacio libre restante en el soporte, y su
ubicación; - los miembros del archivo particionado y el
espacio aún disponible en el mismo.
- 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. - 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. - 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). - 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:
- ingresando información por medio de
tarjetas perforadas, diskettes, etc. - 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.
- 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?:
- 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. - 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. - 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:
- Referencias externas: referencias
simbólicas a otros módulos. - Nombres externos: nombres que pueden ser
referenciados por otros módulos.
- De apoyo a los sistemas de
aplicación:
- 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. - 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). - 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.
- selección de registros
- 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.
- clasificar un archivo especificando
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
- 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. - 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:
- pedir la fecha del día al operador (la
primera y más común); - permitir la ejecución de programas
stand-alone (todavía no se ha cargado el
supervisor); - 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.
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
- 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. - Instantaneidad: Se simula trabajar como si
existiera un solo programa cargado, de ejecución
instantánea.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.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
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.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:- 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. - 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:
- Particiones reales fijas: La memoria se
- Independencia: Se trata de distintos
programas, con distintas asignaciones de memoria y de
dispositivos de entrada/salida.
- cantidad fija de particiones: La
cantidad de programas que integran la mezcla de
multiprogramación tiene como máximo el
número de particiones existentes. - 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.
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:
- Ventajas:
- 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.
- Se cuenta con una memoria virtualmente
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.
- 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.
- Al eliminar las restricciones de memoria
- 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.
- Permite que un equipo de una memoria real
- Desventajas:
- Costo asociado a la transformación de
direcciones; - 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;
- a cantidad de memoria real
- 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); - merma en el rendimiento del computador si es
incorrectamente utilizada; - 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:
- 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. - Aumentar la capacidad de manejo de
páginas faltantes cuando la actividad de
paginación causa frecuentes desactivaciones de
programas: Esto puede ser realizado:
- usando un dispositivo de mayor
velocidad; - estableciendo más dispositivos de
paginación; - reduciendo o eliminado archivos del dispositivo de
paginación; - reduciendo la actividad del canal que corresponde
al dispositivo de paginación; o - aumentando un poco la memoria real.
- Estructurar los nuevos programas de
aplicación para que operen eficientemente con memoria
virtual: Dos formas de mejorar la eficiencia
son:
- 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. - 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.
Administración
de los órganos de comandoLa administración del órgano de
comando es una de las más importantes funciones del
sistema operativoEs el programa supervisor o residente el que se
encarga de gobernar la multiprogramación y el
multiprocesamiento a través de dos
componentes:- 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. - Planificador o scheduler: se encarga de
establecer qué programa se ejecutará en cada
oportunidad en dicha selección sea
necesaria. - Control de tráfico o traffic control:
se encarga del manejo de las interrupciones:
- iniciación y terminación de
entrada/salida; - por tiempo;
- por falta de página;
- por finalización del programa;
- 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
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.
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)
- 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:
- eliminar un listado;
- listar por pantalla las impresiones pendientes, y
sus datos; - especificar la cantidad de copias a
emitir; - especificar que no se destruya el listado (en
disco) luego de la impresión; - cambiar el orden de prioridad;
- determinar la impresión de un listado en
particular o a partir de una determinada hoja del
mismo, - establecer que un listado no sea impreso hasta que
se indique lo contrario; - etc.
En cuanto al módulo que cumple estas funciones,
hay 2 posibilidades:
- el supervisor se encarga de administrar la cola de
impresión (residente); o - un programa parte es el que se encarga
(transiente).
- 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.
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.
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.
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
El trabajo con un procesador de
textos comprende:
- 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:
- Crear un documento original; 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.
- 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:
- Navegar a diferentes partes del documento,
por medio de desplazamientos o con una orden de
búsqueda para localizar una palabra o
frase; - 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;
- modo de sobreescritura: El cursor pasa
- eliminar texto de cualquier lugar del
documento; - mover texto de una parte del documento a
otra sección del mismo documento o de
otro; - copiar texto de una parte del documento y
duplicarlo en otra sección del mismo documento o de
otro; - buscar y reemplazar palabras o frases
seleccionadas en todo el documento o en parte de
él.
- Formato de texto: Las órdenes
de formato de texto permiten controlar el formato y el estilo
del documento. Se puede controlar el formato de:
- 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").
- con patines: patines son las
- 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. - 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)
- la capacidad para definir hojas de
- Revisión del documento.
- 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. - Impresión del documento: Las opciones
de impresión son:
- borrador: con una baja resolución y
sin gráficos; 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: - acomodar la información en
niveles; - reacomodar ideas y niveles;
- ocultar y revelar niveles de detalles
según sea necesario.
- acomodar la información en
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: - Reemplazar la palabra con la alternativa
propuesta. - Reemplazar la palabra con otra alternativa
tecleada por el usuario. - Dejar la palabra sin cambios.
- Dejar la palabra sin cambios y añadirla
al diccionario.
- Reemplazar la palabra con la alternativa
Los revisores ortográficos pueden ser:
- por lotes: revisan todas las palabras en el
documento como un lote al dar la orden apropiada; - interactivos: revisan cada palabra a medida
que se escribe.
Los problemas potenciales de los revisores
ortográficos son dos:
- Limitaciones y errores de los diccionarios.
- 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: - 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. - 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.
- Crear un archivo ASCII: Un archivo
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:
- Rango de celda: una sola
celda. - Rango de columna: Toda una columna de
celdas adyacentes o parte de la misma. - Rango de renglón: Todo un
renglón de celdas adyacentes o parte del
mismo. - 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.
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:
- Un archivo está destinado al
almacenamiento. - 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. - Los registros referentes a distintas entidades de
interés pueden almacenarse dentro de
una base de datos. - Tener bases de datos no elimina la necesidad de
archivos en un sistema de
información:
- Los archivos de transacciones son necesarios para
capturar detalles de las actividades de la
organización. - Los archivos maestros también pueden
requerirse en virtud de que no todos los datos necesitan
residir en la base de datos. - 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:
- 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. - Consulta de base de datos: Se solicita a la
base de datos la información específica. Una
consulta (query) puede ser:
- una búsqueda simple de un registro
específico; o - una solicitud para seleccionar todos
los registros que satisfagan un conjunto de
criterios.
- 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. - 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. - 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.
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
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
- 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:
- icónicos: Tienen aspecto de
realidad pero no se comportan efectivamente en la forma
real. - analógicos: Exhiben el comportamiento real de la entidad estudiada
pero no tiene el mismo aspecto.
- Modelos simbólicos: Reproducen
sistemas o entidades mediante el uso de símbolos para
representar los objetos físicos. Los tipos de modelos
simbólicos son:
- Narrativos: Descripciones en lenguaje
natural que indican las relaciones entre las variables de un
proceso o de un sistema. - Gráficos: Describen partes o pasos de
una entidad o proceso mediante una representación
gráfica (diagrama de
flujo). - 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: - 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. - 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.
- identificación del
- 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.
- Instalaciones de aprendizaje: permiten
- 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.
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:
- Intenta simular los procesos mentales humanos. El
enfoque de simulación tiene tres problemas
inherentes:
- 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. - 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. - La mejor forma de hacer algo con una máquina
muchas veces es muy distinta de la forma en que lo hacen los
seres humanos.
- 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 (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.
Las 3 leyes de la robótica
de Asimov:
- Un robot no puede lesionar a un ser humano ni
permitir, por su omisión, que un ser humano sea
lastimado. - Un robot debe obedecer las órdenes que
reciba de los seres humanos, excepto si estas órdenes
entran en conflicto
con la Primera Ley. - 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.
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..
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.
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.
- 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.
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.
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.
- 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. - 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:
- 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. - 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.
- 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.
- 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.
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.
- 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.
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:
- 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:
- 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. - 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.
- 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. - 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
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.
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.
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.
- Simplex: Transmite los datos
únicamente en una dirección y ésta no se
puede cambiar nunca. - Dúplex: Lleva los datos
únicamente en una dirección, pero ésta
puede ser invertida.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. - Full dúplex: Puede transmitir los datos
simultáneamente en ambas direcciones, como si dos
líneas simplex estuvieran trabajando en direcciones
opuestas.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: - 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. - 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). - 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.
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.
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:
- 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. - 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.En su mayor parte, las redes de computación
son híbridas, es decir combinaciones de topologías.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: - 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. - de área amplia (WAN, wide area
network): Su objetivo general es la
transmisión de datos. Tienen 2 características
distintivas:
- Cubren grandes distancias
geográficas. - Utilizan las redes comunes de portadoras, como las
redes conmutadas de teléfonos.
- 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:
- 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. - 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:
- 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. - 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.
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.
Autor:
Marina Ivnisky