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Hardware




Enviado por ivnisky



    Generalidades

    Computadora: aparato electrónico capaz de
    interpretar y ejecutar comandos
    programados para operaciones de
    entrada, salida, cálculo y
    lógica.

    Las computadoras:

    1. Reciben entradas. La entrada son los datos que se
      capturan en un sistema de
      computación para su
      procesamiento.
    2. Producen salidas. La salida es la presentación
      de los resultados del procesamiento.
    3. Procesan información
    4. Almacenan información

    Todo sistema de
    cómputo tiene componentes de hardware dedicados a estas
    funciones:

    1. Dispositivos de entrada
    2. Dispositivos de salida
    3. Unidad central de procesamiento. Es la
      computadora real, la "inteligencia" de un sistema de computación.
    4. Memoria y dispositivos de
      almacenamiento.

    Cada dispositivo de entrada es sólo otra fuente
    de señales eléctricas; cada dispositivo de salida
    no es más que otro lugar al cual enviar señales;
    cada dispositivo de almacenamiento es
    lo uno o lo otro, dependiendo de lo que requiera el programa; no
    importa cuáles sean los dispositivos de
    entrada y salida si son compatibles.

    Los elementos fundamentales que justifican el uso de las
    computadoras,
    radican en que las computadoras son:

    • Útiles.
    • Baratas: tanto con respecto a sí mismas
      como con respecto al costo de la
      mano de obra.
    • Fáciles de utilizar.

    Descripción del
    procesador

    Los procesadores se
    describen en términos de su tamaño de palabra, su
    velocidad y la
    capacidad de su RAM asociada
    (v.g.: 32 bits, 333MHz, 64 MB)

    • Tamaño de la palabra: Es el
      número de bits que se maneja como una unidad en un
      sistema de computación en particular. Normalmente, el
      tamaño de palabra de las microcomputadoras modernas es
      de 32 bits; es decir, el bus del sistema
      puede transmitir 32 bits (4 bytes de 8 bits) a la vez entre el
      procesador, la
      RAM y los
      periféricos.
    • Velocidad del procesador: Se mide en
      diferentes unidades según el tipo de computador:
      • 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).
    • Capacidad de la RAM: Se mide en
      términos del número de bytes que puede almacenar.
      Habitualmente se mide en KB y MB, aunque ya hay computadoras en
      las que se debe hablar de GB.

    Tecnologías y
    avances

    • 1ª generación: Con tubos de
      vacío, tubos de vidrio del
      tamaño de una bombilla que albergaban circuitos
      eléctricos. Estas máquinas
      eran muy grandes caras y de difícil
      operación.
    • 2ª generación: con transistores.
      Máquinas más pequeñas, confiables y
      económicas.
    • 3ª generación: Con la tecnología que permitió empaquetar
      cientos de transistores en
      un circuito integrado de un chip de silicio.
    • 4ª generación: con el
      microprocesador, que es un computador
      completo empaquetado en un solo chip de silicio.

    Las características básicas de las
    computadoras desde las de 3ª generación
    son:

    • Confiabilidad: Son menos susceptibles de
      averías que las anteriores, ya que los chips pueden
      probarse rigurosamente antes de ser instalados.
    • Tamaño: Un solo chip sustituyó
      tableros de circuitos,
      lo cual permite construir máquinas más
      pequeñas.
    • Velocidad: Como la electricidad
      tiene que viajar distancias más pequeñas, las
      máquinas son mucho más rápidas que sus
      predecesoras. Las operaciones que realiza una computadora
      se miden en milisegundos, microsegundos, nanosegundos y
      picosegundos.
    • Eficiencia: Por su pequeño
      tamaño, los chips emplean menos energía
      eléctrica. También generan menos calor.
    • Costo: Las técnicas
      de producción masiva facilitan la manufactura
      de chips económicos.
    • Compatibilidad: No hay normas de
      software
      universales, de manera que un programa
      escrito para una máquina quizás no funcione en
      otra; casi todos los programas de
      software son
      inservibles si el hard y el soft no son
      compatibles.

    Clasificación de las
    computadoras

    • Por su fuente de energía: pueden
      ser:
      • 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.
        • Digitales: Llamadas así
          porque cuentan muy rudimentariamente, "con los
          dedos"; sus elementos de construcción, los circuitos electrónicos, son
          muy simples, ya que solo reconocen 2 estados:
          abierto o cerrado. Manejan variables discretas, es decir que no
          hay valores intermedios entre valores sucesivos. Dentro de las
          digitales encontramos otros 2 grupos, según su
          aplicación:
        • de aplicación general:
          Puede cambiarse el software por la volatilidad de
          la
          memoria, y por lo tanto el uso que se le
          da.
        • De aplicación
          específica
          : Lleva a cabo tares
          específicas y sólo sirve para ellas..
          En lo esencial es similar a cualquier PC, pero sus
          programas suelen estar grabados en
          silicio y no pueden ser alterados (Firmware:
          Programa cristalizado en un chip de silicio,
          convirtiéndose en un híbrido de hard y
          soft.). Dentro de este tipo tenemos:
          • Computador incorporado: Mejora
            todo tipo de bienes de consumo (relojes de pulso,
            máquinas de juegos, aparatos de sonido, grabadoras de
            vídeo). Ampliamente utilizado en la
            industria, la milicia y la ciencia, donde controla todo
            tipo de dispositivos, inclusive
            robots.
          • Computador basado en pluma: Es
            una máquina sin teclado que acepta entradas de
            una pluma que se aplica directamente a una
            pantalla plana. Simula electrónicamente
            una pluma y una hoja de papel. Además de servir
            como dispositivo apuntador, la pluma puede
            emplearse para escribir, pero sólo si el
            soft. del computador es capaz de descifrar la
            escritura del
            usuario.
          • Asistente personal digital (PDA, personal digital assistant):
            usa la tecnología basada en
            pluma y funciona como organizador de bolsillo,
            libreta, agenda y dispositivo de comunicación.
    • Por su tamaño: La característica
      distintiva de cualquier sistema de computación es su
      tamaño, no su tamaño físico, sino su
      capacidad de cómputo. El tamaño o
      capacidad de cómputo es la cantidad de procesamiento que
      un sistema de computación puede realizar por unidad de
      tiempo.
      • 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.

    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.

    Las ranuras de expansión y los puertos
    simplifican la adición de dispositivos externos o periféricos.

    Adquisición de un
    computador

    Criterios que deben considerarse:

    • Costo: Comprar lo que se pueda pagar, pero
      dejando un poco de dinero para
      adquirir memoria
      adicional, garantías extendidas, periféricos y
      software.
    • Características: Asegurarse que la
      máquina que se compra sirva para el trabajo
      que se necesita, tanto en el presente como en le
      futuro.
    • Capacidad: Comprar un computador con la
      potencia
      suficiente para satisfacer las necesidades; que tenga
      suficiente velocidad, capacidad de memoria y de almacenamiento.
    • Personalización: Si las necesidades son
      inusuales es preferible comprar un sistema de arquitectura
      abierta, con ranuras de expansión y puertos que permiten
      una personalización. La arquitectura es
      el diseño de un sistema de
      computación. Un sistema de arquitectura abierta se
      configura conectando una variedad de dispositivos
      periféricos al componente de procesamiento. La
      arquitectura abierta o arquitectura de bus es posible
      porque todos los componentes se vinculan por medio de un bus
      electrónico común, que es el medio por el cual el
      procesador se comunica con sus dispositivos periféricos
      y viceversa.
    • Compatibilidad: Considerar si el software que
      se piensa utilizar funcionará en el computador que se
      está comprando. La compatibilidad total no siempre es
      posible e incluso a veces no siquiera es necesaria, siendo
      suficiente una compatibilidad de datos, es decir la capacidad
      de enviar y recibir documentos
      entre sistemas. Si
      esto no es posible, debe considerarse la
      conectividad.
    • Conectividad: Es la capacidad de los
      computadores de traducir formatos de archivo de
      otras marcas a
      documentos
      legibles.
    • Conveniencia: Evaluar la conveniencia de uno u
      otro computador en función
      del diseño, la interfaz, la facilidad de
      aprendizaje
      del software, etc.
    • Compañía: Tender en la compra
      hacia marcas que
      puedan asegurar en el futuro la provisión de servicio y
      piezas.
    • Curva: Debe tratar de evitarse la compra de un
      computador tanto en los primeros como en los últimos
      años de vida del modelo. En
      los primero años puede haber poco software compatible;
      en los últimos la obsolescencia hace que los
      programadores dejen de crear soft para ese
      computador.

    Tareas que realizan las
    computadoras

    Son pocas, sólo4, pero con rapidez y
    precisión:

    1. Capturar datos: llevar mensajes del entorno al
      sistema.
    2. Calcular: en rigor sólo suman, pero
      así logran realizar las 4 operaciones
      básicas.
    3. Comparar: En sí misma, la
      comparación no sirve de nada; sólo si ayuda a la
      toma de
      decisiones. Sólo realizan comparaciones elementales
      (con dos posibilidades). La combinación secuencial de
      comparaciones permite la comparación compleja, y por
      ende la toma de
      decisiones complejas.
    4. Registrar: Tanto en el sentido de mostrar
      (pantalla, impresora),
      es decir llevar a un lenguaje
      humano algo que está guardado en el computador, como en
      el sentido de guardar algo en el computador.

    Usos de las
    computadoras

    Las áreas básicas son las que se refieren
    a actividades administrativas, educacionales, científicas
    y de comunicación.

    También pueden clasificarse los usos de las
    computadoras pueden en 8 categorías
    principales:

    1. Sistemas de información/procesamiento de
      datos
      : Incluye todos los usos de las computadoras que
      apoyan los aspectos administrativos de una organización. La combinación de
      hard, soft, personas, procedimientos
      y datos crea un sistema de
      información.
    2. Computación personal: El fundamento de
      la computación personal está formado por una
      variedad de aplicaciones domésticas y empresariales. El
      software de productividad
      con base en la microcomputación consiste en una serie de
      programas disponibles comercialmente que pueden ayudar a
      ahorrar tiempo y a obtener la información necesaria para
      tomar decisiones. La PC puede trabajar como un sistema
      independiente, pero también puede usarse para transmitir
      y recibir datos de una red de
      información.
    3. Ciencia, investigación e ingeniería:
      Los ingenieros y científicos usan rutinariamente las
      computadores como un instrumento en la experimentación,
      el diseño y el desarrollo.
    4. Control de procesos/dispositivos: Las computadoras que
      controlan procesos
      aceptan datos en un ciclo de retroalimentación
      continua. En un ciclo de retroalimentación, el proceso
      genera datos por sí mismo, los cuales se convierten en
      entradas para la computadora. La computadora inicia la
      acción de control del
      proceso en marcha conforme recibe e interpreta
      datos.
    5. Educación: Las computadoras pueden
      interactuar con los estudiantes para mejorar el proceso de
      aprendizaje.
      La computación con base en computadoras (CBT,
      computer-based trainig) está teniendo un efecto profundo
      en los métodos
      tradicionales de educación.
    6. Diseño asistido por computadora (CAD,
      computer-aided design)
      : Los sistemas de CAD
      permiten generar y manejar imágenes
      gráficas en pantalla; ofrecen una serie
      de instrumentos complejos que permiten crear objetos
      tridimensionales que pueden ser levantados, girados, cambiados
      de tamaño, vistos en detalle, examinados a nivel interno
      o externo, etc.
    7. Entretenimiento.
    8. Inteligencia artificial: Las computadoras
      pueden simular muchas capacidades sensoriales y
      mecánicas del ser humano.

    Sistema
    binario

    Las computadores se construyen a partir de dispositivos
    de conmutación que reducen toda la información a
    ceros y unos, es decir que representan los números con el
    sistema
    binario, un sistema que denota todos los números con
    combinaciones de 2 dígitos. Es decir que el potencial de
    la computadora se basa en sólo dos estados
    electrónicos: encendido y apagado. Las
    características físicas de la computadora permiten
    que se combinen estos dos estados electrónicos para
    representar letras, números, colores.

    Un estado
    electrónico de "encendido" o "apagado" se representa por
    medio de un bit. La presencia o la ausencia de un bit se conoce
    como un bit encendido o un bit apagado,
    respectivamente. En el sistema de numeración binario y en
    el texto escrito,
    el bit encendido es un 1 y el bit apagado es un 0.

    Las computadoras cuentan con soft que convierte
    automáticamente los números decimales en binarios y
    viceversa. El procesamiento de número binarios de la
    computadora es totalmente invisible para el usuario
    humano.

    Para que las palabras, frases y párrafos se
    ajusten a los circuitos exclusivamente binarios de la
    computadora, se han creado códigos que representan cada
    letra, dígito y carácter
    especial como una cadena única de bits. El código
    más común es el ASCII
    (American Standard Code for Information Interchange,
    Código estándar estadounidense para el intercambio
    de información).

    Un grupo de bits
    puede representar colores, sonidos
    y casi cualquier otro tipo de información que pueda llegar
    a procesar un computador.

    La computadora almacena los programas como colecciones
    de bits, lo mismo que los datos.

    Unidades de
    medida

    1. Bit (binary digit):Unidad básica
      de datos de la computadora.
    2. Byte: Grupo de 8
      bits; cada byte representa un carácter de
      información.
    3. Kilobyte (K): aproximadamente 1000 bytes,
      exactamente 1024 bytes.
    4. Megabyte (MB): aproximadamente 1000K, o sea un
      millón de bytes.
    5. Gigabyte (GB): aproximadamente
      1000MB.

    Con estos mismos términos se cuantifica el
    tamaño de los archivos de una
    computadora.

    Archivo: colección organizada de
    información, almacenada en una forma que pueda leer la
    computadora.

    Unidad central de
    procesamiento

    UCP o CPU (central processing unit).

    El usuario proporciona al computador patrones de bits
    (entrada) y éste sigue las instrucciones para transformar
    esa entrada en otro patrón de bits (salida) y devolverla
    al usuario.

    Estas transformaciones son realizadas por la UCP o
    procesador, que interpreta y lleva a cabo las instrucciones de
    los programas, efectúa manipulaciones aritméticas y
    lógicas con los datos y se comunica con las demás
    partes del sistema. Una UCP es una colección compleja de
    circuitos electrónicos. Cuando se incorporan todos estos
    circuitos en un chip de silicio, a este chip se le denomina
    microprocesador. La UCP y otros chips y componentes
    electrónicos se ubican en un tablero de
    circuitos
    .

    Los factores relevantes de los chips de UCP
    son:

    1. Compatibilidad: No todo el soft es compatible con
      todas las UCP. En algunos casos se pueden resolver los problemas de
      compatibilidad usando software especial.
    2. Velocidad: La velocidad de una computadora
      está determinada por la velocidad de su reloj
      interno
      , el dispositivo cronométrico que produce
      pulsos eléctricos para sincronizar las operaciones de la
      computadora. Las computadoras se describen en términos
      de su velocidad de reloj, que se mide en
      megahertz. La velocidad también
      está determinada por la arquitectura del
      procesador, es decir el diseño que establece de
      qué manera están colocados en el chip los
      componentes individuales de la CPU.

    Desde la perspectiva del usuario, el punto crucial es
    que "más rápido" casi siempre significa
    "mejor".

    La mayoría de los supercomputadores tiene
    varios procesadores completos que pueden dividir los trabajos
    en porciones y trabajar con ellas en paralelo; es el llamado
    procesamiento en paralelo.

    cada CPU tiene dos
    secciones fundamentales: la unidad de control y la
    unidad airtmético-lógica.

    Unidad de
    control

    Si el procesador es el núcleo del sistema de
    computación, la unidad de control lo es del procesador.
    Tiene 3 funciones
    principales:

    • 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.

    Unidad
    aritmético-lógica

    Realiza todos los cálculos (suma, resta,
    multiplicación y división) y todas las operaciones
    lógicas (comparaciones numéricas o
    alfabéticas).

    Almacenamiento interno:
    Memorias

    La función principal de la CPU es obedecer las
    instrucciones codificadas en los programas. Sin embargo,
    sólo puede manejar una instrucción y unos cuantos
    datos a la vez. La computadora tiene que colocar en algún
    lugar el resto del programa y los datos hasta que el procesador
    esté listo para usarlos. Para esto es la RAM.

    • RAM (Random Acces Memory, memoria de acceso
      aleatorio)
      : Memoria de almacenamiento primario. Almacena
      temporalmente instrucciones de programa y datos. El computador
      divide un chip de RAM en varias localidades de igual
      tamaño. Estas localidades de memoria tienen una dirección única, de manera que el
      computador pueda distinguirlas cuando se le ordena que guarde o
      recupere información. Puede almacenarse un trozo de
      información en cualquier localidad de la RAM tomada al
      azar y el computador puede recuperarlo rápidamente si se
      le indica hacerlo. De ahí proviene el nombre de memoria
      de acceso aleatorio. La información almacenada en la RAM
      no es más que un patrón de corriente
      eléctrica que fluye por circuitos
      microscópicos en chips de silicio. Es una memoria
      volatil
      , ya que la información que contiene no
      se conserva de manera permanente. Si se interrumpe la
      energía, dicha información se pierde. La RAM no
      tiene partes móviles; al no tener un movimiento
      mecánico, se puede tener acceso a los datos de la RAM a
      velocidades electrónicas o aproximadamente a la
      velocidad de la luz. La RAM
      ofrece al procesador un almacenamiento temporal
      para programas y datos. Todos los programas y datos se deben
      transferir a la RAM desde un dispositivo de entrada o del
      almacenamiento secundario antes de que se puedan ejecutar los
      programas o procesar los datos. El espacio de la RAM es siempre
      escaso; por tanto, después de que se haya ejecutado un
      programa, el espacio de almacenamiento que ocupaba se vuelve a
      distribuir a otro programa que espera su
      ejecución.
    • ROM (Read Only Memory, memoria sólo
      de lectura)
      : Es una memoria no
      volátil
      , porque el computador puede leer
      información de ella pero nunca escribir
      información nueva. Todas las computadoras cuentan con
      dispositivos de ROM que contienen las instrucciones de arranque
      y otra información crítica. La información
      en la ROM se graba permanentemente cuando nace el computador,
      pero no hay manera de reemplazarla a menos que se reemplace el
      chip de ROM.
    • Memoria PROM (Programmable read only memory,
      memoria de sólo lectura
      programable)
      : Es una variación de la ROM, es la ROM
      en la que usuario puede cargas programas y datos de solo
      lectura que una vez cargados rara vez o nunca se cambian. La
      memoria flash es un tipo de PROM que el usuario puede
      alterar con facilidad.
    • Memoria caché: Se usa para facilitar
      una transferencia aún más rápida de
      instrucciones y datos al procesador; es decir que se usa para
      mejorar el caudal de proceso (velocidad con que un sistema de
      computación puede realizar el trabajo).
      Al igual que la RAM, el caché es un área de
      almacenamiento de alta velocidad para las instrucciones de los
      programas y los datos, pero es 10 veces más
      rápida que la RAM y mucho más cara. Con
      sólo una fracción de la capacidad de la RAM, la
      memoria caché sólo contiene las instrucciones y
      los datos que es probable que el procesador requiera
      enseguida.

    Unidades y soportes de
    entrada

    Los dispositivos de
    entrada traducen los datos a una forma que la computadora
    pueda interpretar, para luego procesarlos y
    almacenarlos.

    Dispositivos
    manuales

    • Teclado alfanumérico: El
      estándar es actualmente el teclado de 101 letras con la
      distribución QWERTY, 12 teclas de
      funciones, un teclado o pad numérico, teclas de
      función y teclas para el control del cursos. Algunos
      teclados están diseñados para aplicaciones
      específicas, permitiendo una interacción
      rápida con los sistemas de computación (v.g.:
      caja registradora). El teclado es un circuito en forma de
      matriz; cada
      circuito está conectado al dispositivo controlador, que
      reconoce la letra o código que envía el usuario
      cuando se cierra o abre un circuito. La configuración
      del teclado puede ser modificado por software.
    • Teclado para perfoverificación: cada
      bit se represente como perforado o no perforado. Cada columna
      de la tarjeta es barrida por un cepillo metálico, cuando
      hay una perforación al pasar el cepillo se cierra un
      circuito.

    Dispositivos
    apuntadores

    • Ratón: La efectividad de las GUI
      depende de la capacidad del usuario para hacer una selección rápida de una pantalla
      con íconos o menúes. En estos casos el mouse puede
      colocar el apuntador (o cursos gráfico) sobre un
      ícono con rapidez y eficiencia. Los
      más comunes tienen una esfera en su parte inferior que
      puede rodar en un escritorio.
    • Bola rastreadora (trackball) o bola palmar: Es
      una bola insertada en una pequeña caja que se hace girar
      con los dedos para mover el curso gráfico.
    • Palanca de mando (joystick): también
      llamada palanca de control de juegos. Es
      una palanca vertical que mueve el cursos gráfico en la
      dirección en que se mueve la
      palanca.
    • Pantalla sensible al tacto: Sirven cuando hay
      muchos usuarios no familiarizados con las computadoras. Puede
      ser sensible al tacto por la presión
      o por el calor. Son
      de muy baja velocidad.

    Dispositivos
    ópticos

    • Lector de marcas o rastreador de marca
      óptica
      : Usa la luz reflejada
      para determinar la ubicación de marcas de lápiz
      en hojas de respuestas estándar y formularios
      similares.
    • Lector de código de barras: Usa la luz
      para leer UPC (Universal Product Codes,
      Códigos universales de productos),
      códigos de inventario y
      otros códigos creados con patrones de barras de anchura
      variable. Los códigos de barra representan datos
      alfanuméricos variando el ancho y la combinación
      de las líneas verticales adyacentes. La ventaja de los
      códigos de barras sobre los caracteres es que la
      posición u orientación del código que se
      lee no es tan importante para el lector.
    • Lector de vara (lápiz óptico):
      Usa luz para leer caracteres alfabéticos y
      numéricos escritos con un tipo de letra especial, siendo
      también legible para las personas este tipo de letra;
      muchas veces estos lectores están conectados a
      terminales POS (point-of-sale, punto de
      venta).
      Cuando se usan de esta forma el computador lleva a cabo un
      reconocimiento óptico de caracteres (OCR,
      optical character recognition).
    • Rastreador de páginas: Rastrea e
      interpreta los caracteres alfanuméricos de las paginas
      impresas normales. Se usa para convertir una copia dura a un
      formato que la máquina puede leer. Este tipo de
      rastreador puede reducir al mínimo o eliminar la captura
      de datos mediante el teclado.

    Dispositivos
    magnéticos

    • MICR (magnetic ink character recognition,
      reconocimiento de caracteres en tinta magnética) o
      Lectora de caracteres magnéticos
      : lee los caracteres
      impresos con tinta magnética en los cheques. En
      ellos el número de cuenta y el número de cheque se
      encuentran codificados; la fecha de la transacción se
      registra automáticamente para todos los cheques
      procesados ese día; por tanto, sólo se debe
      teclear el importe en un inscriptor MICR. Un lector-ordenador
      MICR lee los datos de los cheques y los ordena para el
      procesamiento que corresponda. Estos dispositivos de
      reconocimiento son más rápidos y precisos que los
      OCR.
    • Lectora de bandas magnéticas: Las
      bandas magnéticas del reverso de las tarjetas de
      crédito, por ejemplo, ofrece otro medio
      de captura de datos directamente de la fuente (como los
      dispositivos ópticos). Se codifican las bandas con datos
      apropiados para la aplicación. Las bandas
      magnéticas contienen muchos más datos por unidad
      de espacio que los caracteres impresos o los códigos de
      barras. Además, dado que no se pueden leer visualmente,
      son perfectos para almacenar datos confidenciales.

    Digitalizadores

    Para que un computador pueda reconocer texto
    manuscritos, primero tiene que digitalizar la información,
    convertirla en alguna forma digital para poder
    almacenarla en la memoria del computador. Hay diferentes dispositivos de
    entrada para capturar y digitalizar
    información:

    • Digitalizador de imágenes
      (scanner)
      :
      Puede obtener una representación digital de cualquier
      imagen
      impresa. Convierte fotografías, dibujos,
      diagramas y
      otra información impresa en patrones de bits que pueden
      almacenarse y manipularse con el soft adecuado
    • Cámara digital: Es un digitalizador de
      imágenes que permite tomar fotografías del mundo
      real y obtener imágenes digitales; es decir que no se
      limita a capturar imágenes impresas planas, puede
      registrar las mismas cosas que una cámara normal,
      sólo que en lugar de registrar las imágenes en
      película, las cámaras digitales almacenan
      patrones de bits en discos u otros medios de
      almacenamiento digital.
    • Digitalizador de audio: Permite digitalizar
      sonidos de micrófonos y otros dispositivos de sonido. Para
      que el computador interprete correctamente la entrada de voz
      digitalizada como si fueran palabras se requiere software de
      inteligencia
      artificial. Una unidad de respuesta auditiva o un
      sintetizador de vos hace que la conversación sea un
      diálogo. El reconocimiento del habla
      funciona de la siguiente manera:
      • 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.

    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.

    Otras
    entradas

    • 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.

    Conceptos
    vinculados

    • 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.

    Unidades y soportes de
    salida

    Estos dispositivos traducen los bits y bytes a un forma
    comprensible para el usuario.

    Monitores

    Una VDT (video display terminal,
    terminal de despliegue visual
    ) sirve como dispositivo de
    salida para recibir mensajes del computador. Las imágenes
    de un monitor se
    componen de pequeños puntos llamados pixeles
    (picture elements) o elementos de imagen. La cantidad de ellos
    que hay por cada pulgada cuadrada determina la
    definición del monitor que se
    expresa en puntos por pulgada o dpi (dots per
    inch
    ). Cuanto más alta es la definición,
    más cercanos están los puntos.

    La salida de un monitor es temporal y se la designa como
    copia blanda o efímera.

    Pueden ser monocromáticos o a colores; la
    mayoría de estos últimos combinan el rojo, el verde
    y el azul para lograr un espectro y por ello se llaman monitores
    RGB (red, green, blue).

    Los monitores
    pueden ser de dos clases:

    • CRT (cathode ray tube), tubo de rayos
      catódicos
      : como en un televisor. Son los preferidos
      para los computadores de escritorio por su claridad y velocidad
      de respuesta.
    • 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.

    Impresoras

    Una impresora
    permite obtener una copia dura o física de cualquier
    información que pueda aparecer en pantalla. Hay dos grupos
    básicos de impresoras:

    • de Impacto: Dependen de la tecnología de
      matriz de puntos. Forman las imágenes golpeando
      un martillo contra una cinta y el papel; al
      hacer contacto con el papel pueden producir copias al
      carbón junto con el original. entre ellas
      encontramos:
      • 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 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.

    Trazadores

    Un trazador o graficador es un instrumento automatizado
    para dibujar que puede producir dibujos a
    escala de elevada finura moviendo una pluma o el papel como
    respuesta a mandatos del computador.

    Respuesta
    audible

    Hay dos tipos de unidades de respuesta de voz: uno
    utiliza la reproducción de una voz humana y la el otro
    utiliza un sintetizador de voz. Las salidas de respuesta audible
    ofrecen una salida de copia blanda o temporal.

    En el caso de unidades de respuesta de voz
    grabada
    , las grabaciones análogas reales de sonidos se
    convierten en datos digitales que luego se almacenan
    permanentemente en discos o en un chip de memoria. Cuando los
    sonidos se almacenan en un disco el usuario tiene la flexibilidad
    de actualizarlos.

    Los sintetizadores sirven para generar música, ruido o
    cualquier sonido intermedio. Muchas PC tienen sintetizadores
    incorporados que producen sonidos que van mas allá del bip
    básico. Casi todos los computadores se pueden conectar a
    sintetizadores independientes para controlar el instrumento. para
    producir la voz, estos dispositivos combinan sonidos similares a
    los fonemas (unidades de sonido básicas) que conforman la
    voz.

    Salidas
    analógicas

    Muchos dispositivos de salida funcionan tomando patrones
    y convirtiéndolos en movimientos o mediciones no
    digitales. Por ejemplo los brazos robóticos, los
    conmutadores telefónicos, el equipo automatizado de las
    fábricas reciben sus órdenes de una
    computadora.

    Otras
    salidas

    • 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.

    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.

    Cintas
    magnéticas

    La cinta pasa debajo de una cabeza de escritura/lectura y se realiza la operación
    ordenada. Una unidad de cinta se clasifica por la densidad con que
    los datos se pueden almacenar, así como por la velocidad
    de la cinta cuando pasa por debajo de la cabeza de
    escritura/lectura. Combinadas, éstas determinan la
    velocidad de transferencia o el número de
    caracteres por segundo que se pueden transmitir a la RAM. La
    densidad de cinta se mide en bytes por pulgada
    (bpi, bytes per inch) o el número de
    caracteres (bytes) que se pueden almacenar por pulgada lineal de
    cinta.

    Una cinta magnética puede almacenar enormes
    cantidades de información en un espacio pequeño y a
    un costo relativamente bajo. La preferida es la DAT
    (digital audio tape, cinta de audio digital). Su desventaja es
    que se trata de un medio de acceso secuencial; por ello el
    uso principal es para el respaldo de datos y algunas otras
    operaciones en las cuales el tiempo no es un factor decisivo. En
    cualquier sesión, una sola cinta es para entrada o salida,
    no para ambas.

    Discos
    magnéticos

    Gracias a su capacidad de acceso aleatorio, son el medio
    más popular para el almacenamiento de datos. Los hay de
    dos tipos:

    • 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).

    Discos
    ópticos

    Una unidad de disco óptico usa rayos láser
    en lugar de imanes para leer y escribir la información en
    la superficie del disco. Aunque no son tan rápidos como
    los discos duros,
    los discos ópticos tienen mucho más espacio para
    almacenar datos.

    Las unidades de CD-ROM (compact disc-read only
    memory, disco compacto-memoria sólo de lectura) son
    unidades ópticas capaces de leer CD-ROM, discos
    de datos físicamente idénticos a un disco compacto
    musical.

    Los discos ópticos son menos sensibles a las
    fluctuaciones ambientales y proporcionan mayor almacenamiento a
    un costo menor.

    Software
    (I)

    Concepto
    general

    El software permite comunicar al computador los
    problemas y hace posible que nos comunique las soluciones.
    Los programas son el software del computador. Es una estructura de
    instrucciones (o programas) que la máquina es capaz de
    leer. Son programas que dirigen las actividades del sistema de
    computación

    Programas: conjuntos de
    instrucciones de computador diseñados para resolver
    problemas. Confieren a la computadora capacidad para llevar a
    cabo las funciones deseadas. Secuencia de instrucciones
    (enunciados) que se ejecutan una después de otras. Estas
    instrucciones pueden ser de:

    • 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.
    • 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.

    Tipos de
    software

    • Software de traducción: Con el que los
      programadores pueden crear otro software.
    • Software de uso general: Ofrece la estructura
      para un gran número de aplicaciones empresariales,
      científicas y personales. La mayoría del software
      de este tipo se vende como paquete, es decir, con software y
      documentación orientada al usuario. La
      creación de la aplicación depende del usuario,
      del uso que le dé.
    • Software de aplicación: Sirve como
      herramienta para elevar la productividad
      de los usuarios en la resolución de problemas.
      Está diseñado y escrito para realizar tareas
      específicas personales, empresariales o
      científicas. El software de este tipo procesa datos y
      genera información.
    • Software del sistema: Coordina las operaciones
      de hardware y lleva a cabo las tareas ocultas que el usuario
      rara vez observa. Controla o respalda a los otros tipos de
      software. Dentro de este tipo de soft se
      encuentran
      • 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.
    • 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.
    • Software vertical: Aplicaciones
      diseñadas específicamente para una empresa o
      industria
      particular. Son mucho más costosas que las aplicaciones
      de mercado
      masivo.
    • Software a medida: Es el que se programa
      específicamente para determinados clientes.

    Fuentes del
    software

    • Elaboración propia: Diseño y
      programado realizado por personal de la
      organización. Para determinar si esta estrategia es
      la mejor se deben evaluar los siguientes factores:
      • ¿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?
    • 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?
    • 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.

    sistemas

    Sistema: Conjunto de elementos interrelacionados
    que interactúan para alcanzar un objetivo
    común.

    Las principios que
    rigen un sistema son los de:

    • Entropía: tendencia a la
      autodestrucción.
    • Sinergia: el todo es más que la suma de
      las partes.
    • Isofinalidad: puede alcanzarse un mismo
      objetivo por
      diferentes caminos.

    Clasificación de los
    sistemas

    • Biológicos o no biológicos.
    • Naturales o artificiales.
    • Los sistemas
      administrativos pueden ser de decisión gerencial
      (sistemas de
      información) u operativos (orientados a las
      transacciones).

    Las decisiones pueden tomarse en 3
    condiciones:

    • certeza.
    • incertidumbre.
    • riesgo.

    Características de la
    información

    Debe distinguirse:

    • información interna: es la que va con
      el mensaje y debe ser brindada
      • 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.

    comunicaciones
    (I)

    Lenguajes

    • 1er nivel: Lenguajes
      naturales.
    • 2º nivel: lenguajes
      simbólicos.
    • 3er nivel: lenguajes artificiales
      (básicamente los sistemas numéricos)

    La base de cada uno de estos lenguajes varía
    según lo que resulta más cómodo, por eso el
    computador utiliza el sistema
    binario.

    Los límites de
    un lenguaje
    están dados por la ambigüedad y la
    redundancia.

    Redes

    Las computadores y las personas están vinculadas
    dentro de las compañías y entre las naciones. La
    aldea global es consecuencia de la red de
    computadoras.

    La mayor parte de las computadoras existentes forma
    parte de una red de
    computadoras, es decir están conectadas
    electrónicamente con una o más computadoras para
    compartir recursos e
    información.

    Ya en muchas industrias las
    redes de
    computación son el medio para la coordinación de la logística y las comunicaciones
    a nivel internacional que se necesitan para la producción de bienes y/o
    servicios.

    Las redes de computación
    permiten formar grupos de trabajo que cooperan entre
    sí por medio de la computación en grupo. El grupo
    de trabajo es cualquier grupo de personas que se vinculan por
    medio de una red de computadoras. Un software especial,
    denominado groupware (software para grupos de trabajo)
    facilita el uso de computadoras en grupos de trabajo. El
    groupware se usa para permitir que los grupos de trabajo
    coordinen reuniones, celebren juntas utilizando medios
    electrónicos, establezcan prioridades, colaboren en la
    solución de problemas, compartan información,
    etc.

    Multimedia

    Este término se refiere al uso de una
    combinación de textos, gráficos, animación,
    vídeo, música y efectos de
    sonido para comunicarse.

    Ancho de banda: Cantidad de información
    que puede transmitir un medio por unidad de tiempo. Un libro que
    sólo contiene texto es un medio de ancho de banda
    pequeño, que sólo puede proporcionar unos 300 bits
    de datos por segundo al lector. Los medios de ancho de banda
    grande (televisión, vídeo) transmiten
    más de 50 millones de bits por segundos de datos
    gráficos y sonoros.

    La televisión
    y el vídeo son medios pasivos, unidireccionales. Con la
    moderna tecnología es posible que la información se
    transmita en ambas direcciones, convirtiendo los multimedia en
    multimedia
    interactivos, que permiten que el observador/oyente participe
    activamente en la experiencia.

    La creación y ejecución de documentos de
    multimedia requieren periféricos de hardware
    adicionales (monitores de televisión, unidades de CD-ROM y
    reproductores de videodiscos). La computadora controla los
    dispositivos, que almacenan y suministran el material audiovisual
    al recibir órdenes.

    El software de multimedia merece su nombre porque
    proporciona información a través de varios
    medios.

    Además de textos y gráficos, los
    documentos de multimedia suelen contener al menos una de las tres
    formas de información siguientes:

    • Animación: Gráficos por
      computador que se mueven en la pantalla. Se crea movimiento a
      partir de imágenes estáticas. La moderna
      tecnología permite la automatización de uno de los aspectos
      más tediosos de la animación: la animación
      por computadora es similar a las técnicas tradicionales
      de animación cuadro a cuadro: cada cuadro es una imagen
      dibujada en el computador y la máquina controla estos
      cuadros en una sucesión rápida. Pero
      además se cuenta con diferentes tipos de
      herramientas:
      • 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.
    • 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.
    • Audio: Música, efectos de sonido y
      palabras pronunciadas por el computador o por una fuente de
      sonido externa. El sonido grabado puede provenir de datos
      localizados en la memoria del computador o de un dispositivo
      reproductor externo controlado por órdenes del
      computador. También es posible generar
      sintéticamente los sonidos, es decir sintetizarlos.
      Cualquier sonido que pueda grabarse también puede
      capturarse con un digitalizador de audio y almacenarse
      como un archivo de datos. Los datos de sonido digitalizado se
      pueden cargar en la memoria y manipularse con el software. El
      software de edición de audio permite cambiar el volumen y el
      tono de un sonido, añadir efectos especiales como ecos,
      eliminar ruidos extraños, e incluso hacer nuevos
      arreglos de pasajes musicales. A los datos sonoros en ocasiones
      se les denomina audio de forma de onda, ya que este tipo
      de edición implica manipular una imagen visual de la
      forma de onda del sonido. Para reproducir un sonido
      digitalizado, el computador debe cargar el archivo de datos en
      memoria, convertirlo en sonido analógico y reproducirlos
      mediante un altoparlante. La compresión de datos sonoros
      ahorra espacio pero también reduce la calidad del
      sonido, las grabaciones digitales residentes en memoria no
      tienen la fidelidad de las grabaciones en discos compactos. La
      diferencia se debe a la velocidad de muestreo: el
      número de "instantáneas" sonoras que toma cada
      segundo el equipo de grabación. El sonido de un disco
      compacto tiene una elevada velocidad de muestreo y por
      ello su sonido se aproxima mucho al original analógico.
      Un computador también puede reproducir los sonidos de un
      disco compacto de audio; los sonidos se almacenan en el CD, no
      en la memoria del computador, y el software sólo debe
      tener órdenes para indicar a la unidad de CD-ROM
      qué tocar y cuándo. Las ventajas del audio en
      disco compacto residen en su alta calidad de sonido y en los
      bajos costos de
      almacenamiento.

    Seguridad y
    riesgo

    Delitos

    Delito por computador: cualquier violación
    a la ley realizada por
    medio del conocimiento o
    el uso de la tecnología de computación.

    Robo

    El robo es la forma más común de delito por
    computador; y el tipo de robo más frecuente es la piratería de software, que es la
    duplicación ilegal de software protegido por derechos de
    autor. La propiedad
    intelectual cubre el resultado de las actividades intelectuales
    en las artes, la ciencia y la
    industria. En su mayoría, los programas de software
    comercial están protegidos por leyes de derechos de autor, pero
    algunas compañías se fundan en las leyes de patentes
    para proteger productos de
    software. El propósito de las leyes de propiedad
    intelectual es el de asegurar que se recompense justamente el
    trabajo mental y que se estimule la innovación, pero estas leyes son muy
    difíciles de aplicar.

    La piratería puede ser un problema muy serio para
    las pequeñas compañías, para las cuales la
    creación de software es tan difícil como para las
    grandes, pero careciendo aquéllas de los recursos
    financieros para cubrir sus pérdidas por
    piratería.

    Sabotaje

    Hay varios tipos de programas destructores:

    • Caballos de Troya o Troyanos (trojans):
      El troyano es un programa que ejecuta una tarea útil al
      mismo tiempo que realiza acciones
      destructivas secretas. por lo general, estos programas se
      colocan en tableros de noticias de dominio
      público con nombres parecidos a los de un juego o una
      utilería.
    • 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.

    Hacking

    Los hackers son
    invasores electrónicos que ingresan a los computadores
    corporativos y del gobierno usando
    contraseñas robadas o deficiencias de seguridad en el
    software del sistema operativo. Lo más común es que
    sólo estén motivados por la curiosidad y el reto
    intelectual

    Errores y
    averías

    Los errores de software ocasionan más
    daños que los virus y los delincuentes de la
    computación juntos, ya que:

    • Es imposible eliminar todos los errores.
    • Incluso los programas que parecen funcionar pueden
      contener errores peligrosos (los errores más peligrosos
      son los difíciles de detectar y pueden pasar
      inadvertidos meses o años).
    • Al aumentar el tamaño del sistemas, mayor es
      el problema.

    Reducción del
    riesgo

    Seguridad en los computadores: Protección
    de los sistemas de computación y la información que
    contienen contra el acceso, el daño, la
    modificación o la destrucción no
    autorizados.

    Los computadores tienen 2 características
    inherentes que los hacen vulnerables a ataques o errores
    operativos:

    • Un computador hará exactamente aquello
      para lo cual está programado, como revelar
      información confidencial. Cualquier sistema que pueda
      ser programado también puede ser reprogramado por
      alguien que posea los conocimientos suficientes.
    • Todo computador únicamente puede hacer
      aquello para lo cual fue programado. "…no se puede proteger
      de averías o ataques deliberados, a menos que estos
      casos hayan sido previstos, estudiados y atacados
      específicamente con una programación apropiada."

    Restricciones de acceso
    físico

    Una forma de reducir el riesgo de
    violaciones a la seguridad consiste en asegurarse de que
    sólo el personal autorizado tenga acceso al equipo de
    cómputo. Un usuario puede tener acceso al computador con
    base en:

    • algo que tiene: una llave, una tarjeta de
      identificación con fotografía o una tarjeta inteligente con
      una identificación codificada digitalmente;
    • algo que sabe: una contraseña, un
      número de identificación, la combinación
      de un candado o datos personales de difícil conocimiento
      para otros;
    • algo que hace: su firma o su velocidad para
      teclear y sus patrones de errores;
    • algo acerca del usuario: su voz, huellas
      dactilares, lectura retinal u otras mediciones de las
      características corporales de un individuo, llamadas
      biométricas.

    Contraseñas

    Son las herramientas
    más comunes para restringir el acceso a los sistemas de
    computación, pero sólo serán eficaces si se
    eligen con cuidado y si son cambiadas con frecuencia.

    El software de control de acceso no tiene que tratar a
    los usuarios de la misma manera (niveles de
    autorización).

    Para evitar el uso no autorizado de contraseñas
    robadas por extraños, muchas compañías
    emplean sistemas de devolución de llamada: Cuando
    un usuario ingresa y teclea una contraseña, el sistema
    cuelga, busca el número telefónico del usuario y lo
    llama antes de permitir el acceso.

    Ciframiento, blindaje y
    auditoría

    Ciframiento (encryption): Es una forma de
    proteger la información transmitida escribiendo en cifra
    esas transmisiones. Un usuario cifra un mensaje
    aplicándole un código numérico secreto (la
    clave de cifrado) y el mensaje puede transmitirse o
    almacenarse como un revoltijo indescifrable de caracteres, siendo
    posible leerlo únicamente luego de reconstruirlo con una
    clave correspondiente.

    • Blindaje: Se utiliza para la
      información más confidencial. Por ejemplo el
      Pentágono utiliza un programa llamado Tempest para crear
      máquinas con blindaje (shielding) especial.
    • Control de auditoría: El software de
      este tipo sirve para supervisar y registrar transacciones de
      cómputo en el momento en que tienen lugar, para que los
      auditores puedan rastrear e identificar actividades sospechosas
      del computador después de los hechos. Un software de
      control de auditoría eficaz obliga a todos los
      usuarios, legítimos o no, a dejar un rastro de huellas
      electrónicas.

    Respaldos
    (backups)

    Guardar el software y los datos puede ser más
    importante que salvar el hardware.

    Ni siquiera el mejor sistema de seguridad puede
    garantizar la protección absoluta de los datos. Todo
    sistema de seguridad integral debe incluir algún tipo de
    plan para
    recuperarse de desastres. El seguro de
    recuperación de datos más eficaz y utilizado es un
    sistema para hacer respaldos regulares.

    La frecuencia con que se respalda un disco depende de su
    volatilidad o de cuan seguido se actualicen los archivos del
    disco.

    Controles de seguridad
    humana

    La seguridad en materia de
    computadores es un problema humano que no se puede resolver
    exclusivamente con tecnología. La seguridad es un asunto
    de la gerencia, y
    las acciones y
    políticas de un gerente son
    fundamentales para el éxito
    de un programa de seguridad.

    Software
    (II)

    El software es el enlace de comunicación entre el
    ser humano y el computador. El software se almacena en memoria, y
    no permanentemente en los circuitos, por lo cual puede
    modificarse para satisfacer las necesidades del
    usuario.

    Casi todo el software corresponde a una de 3
    categorías generales:

    • programas de traducción: permiten
      escribir programas en lenguajes parecidos al inglés y traducirlos al lenguaje de
      máquina.
    • aplicaciones de software: facilitan a los
      usuarios comunicar sus necesidades al computador, sin tener que
      aprender a programar. Las aplicaciones simulan y extienden las
      propiedades de las herramientas
      comunes de la vida real, como las máquinas de escribir,
      los pinceles y los archiveros.
    • software de sistema: el sistema operativo
      funciona tras bambalinas, traduciendo las instrucciones del
      software a mensajes que el hardware puede comprender. Un
      sistema operativo sirve como administrador
      del computador, encargándose de los múltiples
      detalles necesarios para que la máquina
      funcione.

    Lenguajes

    Los lenguajes naturales son aquellos con los
    cuales hablamos y escribimos en nuestras actividades cotidianas.
    Los lenguajes de programación ocupan una
    posición intermedia entre los lenguajes naturales humanos
    y los precisos lenguajes de máquina.

    Gracias a la progresiva complejidad de los lenguajes
    traductores que permiten convertir las instrucciones de un
    lenguaje de
    programación al lenguaje de máquina, la
    programación puede usar lenguajes de
    computación que se parecen cada vez más a los
    lenguajes naturales.

    También se habla de lenguajes naturales para
    referirse al software que permite que los sistemas de
    computación acepten, interpreten y ejecuten instrucciones
    en el lenguaje
    materno o "natural" que habla el usuario final, por lo general el
    inglés.
    La mayor parte de los lenguajes naturales comerciales
    están diseñados para ofrecer a los usuarios un
    medio de comunicarse con una base de datos corporativa o con un
    sistema experto.

    Lenguajes de
    programación

    Un lenguaje de
    programación consiste en un conjunto de órdenes
    o comandos que describen el proceso deseado. Cada lenguaje tiene
    sus instrucciones y enunciados verbales propios, que se combinan
    para formar los programas de cómputo.

    Los lenguajes de
    programación no son aplicaciones, sino herramientas
    que permiten construir y adecuar aplicaciones.

    Características de la
    programación

    Un programa útil tiene 5 atributos:

    1. Exactitud y precisión: Un programa debe
      aceptar datos, procesarlos y generar resultados sin errores de
      sintaxis o de lógica; de ahí la necesidad de
      exactitud y precisión.
    2. Integridad o completitud: Un programa es
      completo sólo si ejecuta todas las operaciones que el
      usuario espera al procesar un conjunto de datos.
    3. 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.
    1. Eficiencia: Debe asegurarse que las
      instrucciones para procesar datos se selecciones tan
      rápida y fácilmente como sea posible. La rapidez
      y la eficiencia del
      procesamiento de
      datos puede variar debido a:
    • modo como se introducen los datos,
    • orden en que se procesan los datos,
    • instrucciones particulares que se empleen para
      controlar el proceso,
    • etc.
    1. Documentación: Consiste en la
      inclusión de auxiliares que explican con claridad como
      ocurre el procesamiento de los datos en un programa. La
      documentación incluida en un programa es de dos
      tipos:
    • 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.
    • interna: Consiste en comentarios y
      descripciones que se insertan entre los enunciados
      ejecutables de un programa. Explica la sucesión de los
      pasos del procesamiento y los objetivos
      de los diferentes grupo de enunciados del
      programa

    Generaciones de lenguajes de
    programación

    Los lenguajes de
    programación se dividen en 2 categorías
    fundamentales:

    • bajo nivel: Son dependientes de la
      máquina, están diseñados para ejecutarse
      en una determinada computadora. A esta categoría
      pertenecen las 2 primeras generaciones.
    • Alto Nivel: Son independientes de la
      máquina y se pueden utilizar en una variedad de
      computadoras. Pertenecen a esta categoría la tercera y
      la cuarta generación. Los lenguajes de más alto
      nivel no ofrecen necesariamente mayores capacidades de
      programación, pero si ofrecen una interacción
      programador/computadora más avanzada
      . Cuanto
      más alto es el nivel del lenguaje, más sencillo
      es comprenderlo y utilizarlo.

    Cada generación de lenguajes es más
    fácil de usar y más parecida a un lenguaje natural
    que su predecesores. Los lenguajes posteriores a la cuarta
    generación se conocen como lenguajes de muy alto
    nivel
    . Son lenguajes de muy alto nivel los generadores de
    aplicaciones y los naturales.

    En cada nuevo nivel se requieren menos instrucciones
    para indicar a la computadora que efectúe una tarea
    particular. Pero los lenguajes de alto nivel son sólo una
    ayuda para el programador. Un mayor nivel significa que son
    necesarios menos comandos, debido a que cada comando o mandato de
    alto nivel reemplaza muchas instrucciones de nivel
    inferior.

    1. Primera – Lenguaje de máquina:
      Empieza en los años 1940-1950. Consistía en
      sucesiones
      de dígitos binarios. Todas las instrucciones y
      mandatos se escribían valiéndose de cadenas de
      estos dígitos. Aún en la actualidad, es el
      único lenguaje interno que entiende la computadora;
      los programas se escriben en lenguajes de mayor nivel y se
      traducen a lenguaje de máquina.
    2. Segunda – Lenguajes ensambladores:
      Fines de los ’50. Se diferencian de los lenguajes de
      máquina en que en lugar de usar códigos
      binarios, las instrucciones se representan con
      símbolos fáciles de reconocer, conocidos como
      mnemotécnicos,. Aún se utilizan estos
      lenguajes cuando interesa un nivel máximo de
      eficiencia en la ejecución o cuando se requieren
      manipulaciones intrincadas. Al igual que los lenguajes de la
      máquina, los lenguajes ensambladores son únicos
      para una computadora particular. Esta dependencia de la
      computadora los hace ser lenguajes de bajo nivel.
    3. 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.
    1. Cuarta: su característica distintiva
      es el énfasis en especificar qué es lo
      que se debe hacer, en vez de cómo ejecutar una tarea.
      Las especificaciones de los programas se desarrollan a un
      más alto nivel que en los lenguajes de la
      generación anterior. La característica
      distintiva es ajena a los procedimientos, el programador no
      tiene que especificar cada paso para terminar una tarea o
      procesamiento. Las características generales de los
      lenguajes de cuarta generación son:
    • 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

    1. Descripción del problema:
      Identificación precisa de las necesidades a
      satisfacer.
    2. 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
    1. Diseño de la lógica general del
      programa
      : Luego del análisis corresponde unir todas las
      piezas. Un programa se diseña jerárquicamente,
      yendo de los aspectos generales a los aspectos
      específicos. El diseño general se orienta a las
      principales actividades de procesamiento y a las relaciones
      entre éstas. Al completar primero un diseño
      general se pueden investigar distintas alternativas de
      diseño; luego de elegida la mejor se avanza a un
      diseño más detallado.
    2. Diseño de la lógica detallada del
      programa
      : Se produce una representación
      gráfica de la lógica del programa que incluye
      todas las actividades de procesamiento y sus
      relaciones, cálculos, manejos de datos, operaciones
      lógicas y todas las operaciones de
      entrada/salida.
    3. Codificación: Se traduce el diseño
      gráfico y narrativo de los pasos anteriores a
      instrucciones o programas que la máquina puede
      leer.
    4. Prueba y depuración: Búsqueda
      y eliminación de errores de sintaxis y de
      lógica.
    5. Documentación: Para responder a las
      necesidades a pesar los cambios los programas deben
      actualizarse periódicamente o mantenerse. El mantenimiento se dificulta si la
      documentación no está completa y actualizada.
      La documentación forma parte del proceso de
      programación. No es algo que se lleve a cabo cuando el
      programa está escrito. Como mínimo la
      documentación de cada programa debe
      incluir:
    • descripción del programa;
    • gráfica estructural;
    • diagrama de flujo;
    • enlistado del programa (con comentarios
      internos)
    • una sesión interactiva (entrada/salida
      cuando se ejecuta el programa)

    Errores en la
    programación

    • de sintaxis: Violaciones de las reglas
      "gramaticales" del lenguaje de programación para la
      escritura de instrucciones. Ejemplos:
      • 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.
    • de lógica: Consisten en el uso
      inadecuado de instrucciones que son correctas en sintaxis; son
      errores en la estructura lógica que ocasionan
      diferencian entre lo que se quiere que haga el programa y lo
      que hace en realidad.

    Fuentes de los
    programas

    • Elaboración propia: Diseño y
      programado realizado por personal de la organización.
      Para determinar si esta estrategia es
      la mejor se deben evaluar los siguientes factores:
      • ¿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?
    • 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?
    • 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.

    Programas

    Los programas de computación son conjuntos o
    estructuras de
    instrucciones u órdenes codificados que hacen que la
    computadora efectúe una serie de operaciones para alcanzar
    un propósito específico.

    Se llama programado a los conjuntos o series de
    instrucciones, lenguaje y métodos
    que hacen posible que una persona utilice una computadora. En
    sentido general el programado es un conjunto de órdenes o
    mandatos puestos para controlar la operación de un sistema
    de cómputo para efectuar el cálculo y el procesamiento de
    datos. El objetivo primario es controlar todas las
    actividades de procesamiento de datos y cerciorarse que los
    recursos y la capacidad de la computadora sean aprovechados de la
    manera más eficaz.

    Programa almacenado, fuente y
    objeto

    • fuente: Es el programa de cómputo
      escrito en un lenguaje de programación. Todos los
      programas fuente deben compilarse o traducirse antes que el
      sistema los pueda ejecutar.
    • objeto: Se llama programa o código
      objeto al programa de cómputo luego que ha sido
      traducido al lenguaje de máquina. El programa objeto es
      la salida del proceso de compilación.
    • almacenado: Es un concepto que se
      debe a John von Neumann que afirmaba la necesidad de que las
      instrucciones de los programas deben almacenarse junto con los
      datos en la memoria

    Programación
    estructurada

    En esta programación se maneja en forma
    jerárquica la lógica del programa en módulos
    lógicos. Al final se traduce la lógica de cada
    módulo a una secuencia de instrucciones del programa que
    se pueden ejecutar de manera independiente. El planteamiento
    estructurado reduce la complejidad de la tarea de
    programación.

    La programación estructurada es una
    técnica para hacer más simple y productiva la
    programación. Un programa estructurado no depende de
    enunciados GoTo (enunciado utilizado para transferir el control a
    otras partes del programa) para controlar el flujo lógico,
    sino que se construye a partir de programas más
    pequeños llamados módulos o
    subprogramas, que a su vez se componen de módulos
    más pequeños. Lo que se hace es combinar los
    módulos usando las 3 estructuras de
    control básicas: secuencia, repetición y
    selección.

    Un programa está bien estructurado si:

    • está formado por módulos
      lógicamente coherentes;
    • los módulos están dispuestos en una
      jerarquía; y
    • es directo y legible.

    Traductores, compiladores e
    intérpretes

    Los traductores son programas elaborados que
    convierten los programas escritos en un lenguaje de
    programación en pulsos eléctricos que el sistema de
    cómputo puede entender, es decir los transforman en
    lenguaje de máquina. Los programas de traducción
    pueden ser:

    1. 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.

    1. Intérpretes: Es un programa que
      desempeña la misma función que un compilador,
      pero en forma diferente. En lugar de traducir todo el
      programa fuente en un solo paso, traduce y ejecuta cada
      instrucción del programa fuente antes de traducir y
      ejecutar la siguiente.

    La ventaja es que un error en la sintaxis "salta"
    inmediatamente a la vista del programador.

    La desventaja es que no produce un programa objeto,
    por lo que debe realizar el proceso de traducción cada
    vez que se ejecuta un programa.

    Software de
    aplicación

    Es el conjunto de programas concebidos o creados para
    atender trabajos específicos del usuario, referidos al
    cumplimiento de sus diversos objetivos.

    Este software está diseñado y escrito para
    realizar tareas específicas personales, empresariales o
    científicas. Todas estas aplicaciones procesan datos y
    generan información. El software de
    aplicación necesita parte del software de base para
    ejecutarse.

    El software de aplicación puede ser:

    • a medida: Ofrece la oportunidad al usuario de
      personalizar el sistema de aplicación según sus
      necesidades; es decir que están diseñados
      considerando las particularidades que esa aplicación
      tiene para el usuario. Teóricamente, un sistema de este
      tipo debiera satisfacer plenamente las necesidades del usuario.
      La personalización tiene un límite, dado por el
      hardware y el software de base en cual el sistema será
      utilizado.
    • preplaneado: Es concebido en forma
      estándar, sin tener en consideración a usuarios
      en particular. Desde el punto de vista de los requerimientos de
      una aplicación específica de un usuario
      determinado, podrían resultar menos flexibles que los
      desarrollados a medida, debido a que no tienen elementos que
      permitan personalizar la aplicación. Pero desde el punto
      de vista de los requerimientos generales de aplicación
      considerada en sí misma, son sistemas mucho más
      flexibles que los desarrollados a medida.

    El elemento determinante en la elección
    será, casi seguramente, el factor económico. El
    sistema preplaneado es más barato ya que el costo de
    desarrollo se amortiza entre todos los usuarios que adquieran el
    paquete. Pero para evaluar la magnitud del ahorro debe
    examinarse si, en relación con los requerimientos del
    usuario, lo que ofrece el sistema preplaneado:

    • coincide plenamente: el ahorro
      económico es real.
    • excede los requerimientos del usuario: la
      situación resultaría costosa, ya que se
      estaría pagando por elementos y funciones que no se
      utilizarán (siempre y cuando el costo de los mismo fuera
      significativo frente a lo que resulta útil del
      paquete).
    • satisface parcialmente o en forma diferente a lo
      que es práctica usual en la organización
      : el
      ahorro es absorbido por el costo, implícito, de adaptar
      la organización a los requerimientos del sistema, en
      lugar de que el sistema satisfaga los requerimientos de la
      organización.

    Software de base o
    sistema

    Por la relación estrecha que existe entre las
    características de un computador y su software de base, no
    se puede concebir el uno sin el otro.

    Este software es independiente de cualquier paquete de
    software para uso general o cualquier área de
    aplicación específica; controla y respalda en
    cierto modo el software de las otras categorías.
    Pertenecen a la categoría del software de base el sistema
    operativo, la interfaz gráfica de usuario (GUI) y los
    utilitarios.

    El software de base ahorra al usuario el tener que
    preocuparse por temas tales como:

    • las partes de la memoria del computador que contienen
      el documento;
    • los segmentos del software de procesamiento de textos
      que se encuentran en la memoria;
    • las instrucciones de salida enviadas por la
      computadora a la impresora.

    Generalmente es entregado por el proveedor del equipo o
    por casas especializadas en el desarrollo de software de base. Se
    divide en 2 grandes grupos: utilitarios y sistema
    operativo.

    Utilitarios

    Son módulos programáticos elaborados que
    se requieren frecuentemente en el procesamiento de los datos.
    Pueden ser sencillo o muy complicados.

    Son rutinas de servicio que eliminan la necesidad de
    escribir un programa o de pasar mucho tiempo trabajando a
    través de los menúes cada vez que se necesitan
    llevar a cabo ciertas operaciones.

    Sirven como herramientas para llevar a cabo el
    mantenimiento del sistema y efectuar algunas reparaciones que el
    sistema operativo no maneja de manera
    automática.

    Por ejemplo, los utilitarios facilitan:

    • el copiado de archivos;
    • la reparación de archivos de datos
      dañados;
    • la traducción de archivos para que puedan
      leerlos programas diferentes.

    Descripción de
    utilitarios

    1. 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).

    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.
    1. 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.
    • Clasificador e intercalador de archivos:
      (Sort-merge). Permite:
      • clasificar un archivo especificando
        las posiciones o campos de clasificación y el
        orden deseado (ascendente o descendente); o
      • intercalar dos archivos previamente
        clasificados de igual forma obteniendo un archivo que
        reúna a los dos de entrada; para lo cual se
        deben especificar las posiciones del campo de
        intercalación y el orden deseado.

    Sistema
    operativo

    El sistema operativo supervisa y controla todas las
    actividades de entrada/salida y procesamiento de un sistema de
    computación. Todo el hardware y el software se controla
    por medio del sistema operativo.

    El sistema operativo distribuye y controla (es decir
    administra) recursos limitados del equipo de cómputo. Los
    programas que constituyen el sistema operativo son desarrollados
    generalmente por los fabricantes de computadoras y proporcionados
    a los compradores. Están diseñados para hacer el
    mejor uso de los componentes de cada sistema de
    computación.

    Pueden existir diferentes sistemas
    operativos incluso en los sistemas de un solo
    fabricante.

    El conjunto de programas de control del sistema
    operativo trabaja en forma conjunta y está diseñado
    para maximizar la eficacia total
    del sistema de cómputo.

    Este sistema supervisa todas las actividades, recabando
    programas especiales de sistema cuando sea necesario, asignando
    recursos del sistema y programando los trabajo de tareas para la
    operación continua del sistema.

    Los componentes del sistema operativos son de 2
    tipos:

    • residentes: también llamados
      supervisores. Son componentes que residen permanentemente en la
      memoria central durante todo el procesamiento.
    • transientes: residen sólo cuando se los
      necesita, estando almacenados en periféricos cuando no
      están en la memoria central.

    Funciones básicas del
    sistema operativo

    1. Proveer servicios para la
      ejecución y desarrollo de los programas de
      aplicación
      : administrar los recursos en proceso,
      obtener automáticamente la rutina apropiada y mantener
      la operación del computador, sin necesidad de
      intervención manual.
    2. 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.

    Ejecución de
    programas

    Multiprogramación o
    multitarea

    Es la ejecución concurrente de más
    de un programa a la vez.. En realidad, una computadora
    sólo puede ejecutar un programa a la vez, pero la
    velocidad de su procesamiento interno es tan rápida que se
    pueden distribuir por turno "porciones" del tiempo de la
    computadora entre varios programas. Esto hace que parezca que se
    ejecutan varios programas a la vez. Cuando un trabajo necesita un
    proceso de entrada/salida, otro puede iniciarse (o continuar) su
    realización; dos o más programas independientes se
    ejecutan durante el mismo lapso al intercalar su
    ejecución.

    La ventaja es que se puede intensificar el rendimiento
    total del sistema. Es posible aprovechar la gran velocidad de la
    unidad central y evitar los retrasos al esperar las operaciones
    de entrada/salida.

    El control de la ejecución de la
    intercalación o empalme lo realiza el S.O. (si
    prevé esta modalidad de trabajo). Es decir que por medio
    de la multiprogramación se efectúa la administración en paralelo de dos o
    más programas que residen simultáneamente en la
    memoria del computador.

    Características de la
    multiprogramación

    1. 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.
    2. Instantaneidad: Se simula trabajar como si
      existiera un solo programa cargado, de ejecución
      instantánea.

      Multiprocesamiento

      Implica simultaneidad en vez de concurrencia.
      Dos o más procesadores centrales del mismo tipo
      trabajan paralelamente; es decir que dos o más
      programas pueden ejecutarse en el mismo momento porque
      existen dos o más CPU que comparten una memoria
      central común.

      El nombre dado a un sistema de multiprocesamiento
      con diferentes procesadores es sistema de procesamiento
      multicomputarizado
      .

      Un trabajo real en paralelo y una ejecución
      simultánea obliga a aplicar más de un
      procesador. El problema consiste en asignar una cantidad de
      procesadores n a una cantidad de programas
      m, donde generalmente n<m,
      pero sabiendo que n>1.

      Cuando un programa termina o se detiene, uno de los
      procesadores asociados queda disponible y la lista de
      programas se podrá rastrear para asignar procesador a
      otro programa.

      Administración
      de memoria

      Asignación
      simple

      M

      E

      M

      O

      R

      I

      A

      Sistema Operativo

       

      La parte residente del sistema operativo
      estará en memoria durante la ejecución de
      los distintos programas. El área LIBRE
      será la destina a cada programa. Como cada
      programa ocupa una cantidad de memoria distinta, pueden
      encontrarse programas muy pequeños que
      desperdicien gran parte de la memoria real del
      computador y otro programas muy grandes que no entren
      en ella.

      Libre

       

      Swapping

      Es un método que consiste en que algunos o
      todos los programas que no se estén ejecutando
      (detenidos o en espera de entrada/salida) sean desplazados de
      memoria hacia un dispositivo periférico y luego
      vueltos a traer cuando vayan a continuar su
      ejecución.

      Particiones
      reales

      Dentro de la modalidad de multiprogramación
      es la situación que se presenta cuando la memoria
      alcanza para que todos los programas que se están
      ejecutando intercaladamente residan en ella hasta su
      terminación.

      El esquema de particiones reales se basa en la
      división de la memoria en particiones, cada una
      destinada a alojar un programa distinto. Hay dos grandes
      variantes:

      1. Particiones reales fijas: La memoria se
        estructura en número fijo de particiones, cada una
        con un tamaño dado. La cantidad de memoria de cada
        partición puede ser reasignada, pero ello requiere
        que no se esté ejecutando ningún programa
        en ninguna partición. Para definir el
        tamaño de las distintas particiones se debe
        considerar, entre otras cosas, el tamaño de los
        programas que se ejecutan. El desaprovechamiento
        más frecuente es el desperdicio de cada
        partición, ya que difícilmente los
        programas ocupen el tamaño justo de la
        partición.
      2. 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:
    3. 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.

    Particiones
    virtuales

    Eliminar las restricciones de memoria es un paso
    importante para lograr implementar sistemas de aplicación
    a un costo menor, en menor tiempo y en un rango de memorias
    reales mayor. En consecuencia se debe lograr un mayor espacio de
    memoria pero sin ampliar la memoria real.

    La memoria
    virtual es un espacio de direcciones cuyo tamaño
    máximo está determinado por el esquema de
    direccionamiento del computador (es decir, por la cantidad
    máxima de bytes posibles de direccionar que depende de la
    cantidad de bits o dígitos binarios utilizados para
    expresar una dirección.

    El almacenamiento que puede ser directamente accedido
    por el computador (memoria principal) se denomina memoria real.
    El espacio de la memoria real es un conjunto de ubicaciones
    físicas de memoria en el cual las instrucciones y datos de
    programa deberán ser ubicados para su procesamiento. Los
    programas se refieren a los datos e instrucciones por la
    dirección de memoria
    virtual sin conocer la ubicación física de
    memoria real.

    Cuando no existe memoria virtual no hay
    diferenciación entre el espacio de direcciones y la
    memoria real; el espacio de direcciones que puede ser usado en
    los programas tiene idéntico tamaño al espacio de
    memoria real posible. Si se utiliza memoria virtual, el espacio
    de direcciones disponibles para los programas es aquél
    determinado por el tamaño de la memoria virtual
    implementada y no el espacio de direcciones provisto por la
    memoria real disponible (el espacio de la memoria virtual
    será mayor que el de la memoria real).

    La memoria virtual se llama así porque representa
    una imagen de memoria en lugar de una memoria física del
    procesador. Dado que la memoria virtual no existe como una
    entidad física de memoria principal, las instrucciones y
    datos de un programa referenciados por direcciones virtuales
    deben ser contenidos en alguna ubicación física de
    memoria para ser ejecutados.

    Los contenidos de la memoria virtual están
    divididos en porciones o secciones (páginas) de
    tamaño fijo. El programa está completo en la
    memoria virtual pero en la memoria real sólo están
    algunas páginas del mismo que van cambiando
    automáticamente durante la ejecución.

    A su vez, la memoria real también está
    dividida en secciones (bloques) de igual tamaño que
    las páginas. Cuando se debe ejecutar un programa,
    éste es traído a la memoria virtual y las
    instrucciones y datos del mismo son transferidos entre la memoria
    virtual y la real de a una sección por vez durante la
    ejecución del programa. Una sección será
    llevada a la memoria real sólo cuando es requerida. Por
    otro lado, una sección que está en la memoria real
    sólo será reescrita en la memoria virtual cuando la
    memoria real asignada a esa sección es requerida por otra
    sección del mismo o de otro programa, siempre que no se
    esté ejecutando y, además, si ha sido
    modificada.

    En general, se controla la actividad de las secciones de
    todos los programas en ejecución a fin de mantener, en lo
    posible, en memoria real a las secciones más activas o
    usadas, dejando las menos activas en la memoria
    virtual.

    El aprovechamiento de la memoria real que supone esta
    forma de utilización es muy superior a cualquier otra
    forma de asignación de memoria.

    El hardware de traducción de direcciones o la
    función interna de mapping son los mecanismos por
    los cuales se pueden traducir las direcciones de memoria virtual
    en direcciones de memoria real durante la ejecución de las
    instrucciones.

    La memoria virtual presenta:

    1. 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.

    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.
    • con respecto a la operación del
      computador
      :
      • Permite que un equipo de una memoria real
        menor pueda ser usado sin dificultad como back-up en
        caso de necesidad.
      • Hace innecesario efectuar ciertos
        procedimientos cuyo único propósito es un
        mejor aprovechamiento de la memoria real.
      • Simplifica las actividades de planificación.
    1. 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;
    • 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:

    1. Usar áreas de entrada/salida más
      largas
      : Reduce el tiempo en que las páginas del
      programa estarán en memoria real. Sin embargo un
      aumento muy significativo podría afectar negativamente
      el rendimiento en equipos con poca memoria real.
    2. 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.
    1. 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.
    1. Otras
      administraciones

      Administración
      de los órganos de comando

      La administración del órgano de
      comando es una de las más importantes funciones del
      sistema operativo

      Es el programa supervisor o residente el que se
      encarga de gobernar la multiprogramación y el
      multiprocesamiento a través de dos
      componentes:

    2. 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.
    3. Planificador o scheduler: se encarga de
      establecer qué programa se ejecutará en cada
      oportunidad en dicha selección sea
      necesaria.
    4. 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

    Administración de
    Canales

    Todos los periféricos se encuentran vinculados a
    la CPU a través de canales de distinto tipo. Un canal no
    es sólo un cable, sino que está constituido,
    además, por un procesador de entrada/salida que puede
    trabaja simultáneamente con el procesador de la CPU y que
    permite el trabajo en multiprogramación.

    Hay canales que pueden realizar de a una
    operación por vez y otros que puede realizar más de
    una.

    Todo canal puede tener conectadas varias unidades
    periféricas. Algunos canales exigen que las unidades sean
    del mismo tipo y otros admiten unidades de distinto
    tipo.

    Considerando que cada programa que se está
    ejecutando puede solicitar distintas operaciones de
    entrada/salida, es necesario que un programa residente se
    encargue de lograr que todas esas operaciones se ejecutan de la
    manera más eficiente posible.

    Cuando un programa efectúa una
    interrupción pidiendo la ejecución de una
    operación de entrada/salida, el supervisor debe analizar
    qué canal deberá ser utilizado para atender ese
    requerimiento; determinado el canal, deberá verificar el
    tipo de canal, el estado en
    que se encuentra y si existen operaciones pendientes para ese
    canal.

    Si el canal se encuentra en uso, el residente
    registrará la operación de entrada/salida en una
    cola de espera que normalmente no tiene prioridades, es decir que
    se irán realizando en el mismo orden en que fueron
    solicitadas.

    Si el equipo no ha sido correctamente configurado los
    canales pueden convertirse en un cuello de botella.

    Administración de
    Unidades

    Tenemos en este caso 2 tipos de dispositivos: los de
    acceso directo que permiten el acceso compartido entre distintos
    programas (unidades de disco); y los de acceso secuencial que son
    dispositivos de acceso dedicado (cinta, impresora)

    1. 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).
    1. Disco y diskette: Ambos son soportes de
      acceso compartido, ya que varios usuarios pueden estar
      procesando sobre ellos a través de distintos programas
      y a su vez sobre los mismos o diferentes archivo. El problema
      básico de la
      administración de estas unidades está dado
      por la asignación del espacio a los archivos en los
      momentos de creación y expansión o
      reducción de un archivo existen debido a su
      actualización. La asignación de espacio puede
      ser manual (muy desventajosa y engorrosa a la larga) o puede
      ser tarea del sistema operativo.

    Independencia

    Es una característica de algunos sistemas
    operativos por la cual los programas son independientes de
    las unidades físicas. Esto quiere decir que el programa no
    hace referencia a una unidad periférica en particular sino
    a un tipo de unidad periférica. La asignación en
    este caso podrá ser manual o será función
    del supervisor determinar la unidad física a
    utilizar.

    Administración de
    Datos

    Organización de
    archivos

    Las actividades necesarias para leer o grabar un
    registro son cumplidas por el S.O. Esta función representa
    la interfase ente el programa y la rutina que maneja las unidades
    periféricas a través del procesador del
    canal.

    En algunos sistemas
    operativos esta función es cumplida por el supervisor
    y en consecuencia la función será residente. En
    otros, existen distintos subprogramas destinados a manejar cada
    organización de archivos.

    Registros físicos y
    lógicos

    La unidad de transferencia entre las unidades
    periféricas y la CPU es el registro físico. Pero el
    programa, cuando lee o graba, lo hacer por registro
    lógico. Dado que lo usual es que un registro físico
    contenga varios registros lógicos, es necesaria una rutina
    encargada de leer un registro físico y de ir
    pasándole al programa de a un registro lógico por
    vez, cuando así se requiera, y , finalizado el registro
    físico, solicitar la lectura de
    otro registro a la rutina de manejo de unidades
    periféricas. De forma similar, cuando un programa grabe un
    registro lógico esta rutina del S.O. deberá ir
    armando el registro físico hasta que se complete (o se
    cierre el archivo) y luego solicitar la grabación
    física.

    Las ventajas de agrupar varios registros lógicos
    en un registro físico son:

    • Ahorro de soporte: surge de disminuir la
      cantidad de espacio entre registros físicos.
    • Ahorro de tiempo: las cabezas se
      moverán en trayectos más cortos si el archivo
      tiene menor extensión como consecuencia del punto
      anterior. Esta ventaja se maximiza cuando el acceso es
      secuencial, ya que no se requerirá una nueva lectura o
      grabación física hasta tanto no se agote o
      complete el registro físico leído o a ser
      grabado, considerando que los tiempos de entrada/salida son
      mucho mayores que los de memoria y que una menor cantidad de
      operaciones de entrada/salida implicará un
      descongestionamiento de los canales.

    Programas de
    utilización general

    Procesador de
    textos

    El trabajo con un procesador de
    textos comprende:

    1. 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.

    1. Edición de texto: En la
      edición de texto sólo hay que preocuparse de
      las palabras. Estas operaciones pueden hacerse en bloque, es
      decir seleccionando un bloque de texto; generalmente las
      porciones de texto marcadas para una operación en
      bloque se presentan en video inverso. Un procesador de
      textos puede:
    • 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;
    • 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.
    1. Formato de texto: Las órdenes
      de formato de texto permiten controlar el formato y el estilo
      del documento. Se puede controlar el formato de:
    • 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").
    • 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)
    1. Revisión del documento.
    2. Guardado del documento en disco: La
      función de archivo es una de las más
      importantes ya que permite guardar, recuperar y suprimir un
      archivo de documento.
    3. 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.

    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.

    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.

    Hoja de
    cálculo

    Una hoja de
    cálculo puede reducir el trabajo en tareas que
    impliquen cálculos repetitivos; también puede
    revelar relaciones ocultas entre números, dando mucha
    precisión a la planificación y la especulación
    financiera.

    Los programas de este tipo se basan en el concepto de la
    matriz maleable. Un documento, llamado hoja de trabajo o de
    cálculo
    aparece en la pantalla como una malla de filas
    numeradas y columnas rotuladas alfabéticamente. El
    número de columnas a las que se puede tener acceso depende
    da la capacidad de la RAM. La intersección de un
    renglón y una columna particulares se llama celda.
    Cada celda tiene una dirección única formada
    por un número de fila y una letra de columna. Cada celda
    puede contener un valor numérico, un valor
    alfanumérico o una fórmula que represente una
    relación entre números de otras celdas.

    Los valores (números) son la materia prima
    con que el software de hoja de
    cálculo realiza los cálculos.

    Para comprender con mayor facilidad los números,
    habitualmente hay unas etiquetas en la parte superior de
    las columnas y en un extremo de las filas. Una entrada de
    etiqueta es una palabra, frase o sucesión de texto
    alfanumérico que ocupa una celda particular. Para el
    computador, estas etiquetas son cadenas de caracteres sin
    sentido.

    Para calcular, la hoja de cálculo debe incluir
    una fórmula, un procedimiento
    paso a paso para realizar cálculos numéricos y/o de
    cadenas y/u operaciones lógicas que tienen como resultado
    un valor numérico o una cadena de caracteres
    alfanuméricos. El usuario no ve la fórmula en la
    celda, sólo su efecto. La fórmula o la
    información de una celda particular se presenta
    específicamente en una línea de estado de
    celda
    . En las fórmulas se usan notaciones
    estándar como operadores matemáticos (+, -,
    *, /, ^).

    Para representar las variables en
    una fórmula puede hacerse referencia a las celdas en que
    están dichas variables por su dirección, que
    puede ser:

    • relativa: se basa en la posición
      de la celda que contiene la variable con respecto de la celda
      que contiene la fórmula.
    • absoluta: El signo $ antecede tanto el
      renglón como la columna de una dirección de este
      tipo.

    Si se copia el contenido de una celda con una
    fórmula a otra celda, se revisan las direcciones de celda
    relativa de la fórmula copiada para reflejar su nueva
    posición, pero las direcciones de celda absoluta
    permanecen sin cambios.

    Una fórmula puede comprender uno o todos los
    elementos siguientes:

    • operaciones aritméticas:
      se resuelven de acuerdo con una jerarquía de
      operaciones; cuando se incluye más de un operador en una
      fórmula, el software de hoja de cálculo usa un
      conjunto de reglas para determinar en qué orden debe
      realizar las operaciones. La jerarquía es: primero la
      potencia,
      luego multiplicación/división, y por
      último adición/sustracción. En caso de
      empate se evalúa la fórmula de izquierda a
      derecha
      . Los paréntesis anulan las reglas de
      prioridad, cuando hay varios primero se evalúa la
      expresión entre los paréntesis de más
      adentro.
    • funciones: operaciones definidas
      con anticipación; el uso de las funciones puede ahorrar
      mucho tiempo.
    • operaciones de cadenas; y
    • operaciones lógicas.

    Cuando se quiere copiar, mover o borrar una parte de la
    hoja de cálculo, primero se debe definir el rango que se
    desea copiar, mover o borrar. Los tipos de rango con los
    que se puede trabajar son:

    1. Rango de celda: una sola
      celda.
    2. Rango de columna: Toda una columna de
      celdas adyacentes o parte de la misma.
    3. Rango de renglón: Todo un
      renglón de celdas adyacentes o parte del
      mismo.
    4. Rango de bloque: un grupo rectangular
      de celdas.

    En general, las hojas de
    cálculo cuentan con las siguientes
    características:

    • Replicación automática de valores,
      etiquetas y fórmulas
      : Todas las órdenes de
      replicación son extensiones flexibles de las funciones
      básicas de cortar y pegar.
    • Recálculo automático: Es una de
      las capacidades más importantes; permite corregir
      fácilmente los errores y simplifica el ensayo de
      diferentes valores en busca de soluciones.
    • Funciones predefinidas: Son funciones
      incorporadas al software. Una función en una
      fórmula indica al computador que debe efectuar una serie
      de pasos previamente definidos. Estas funciones ahorran tiempo
      y reducen la probabilidad de
      errores.
    • Macros: El usuario puede capturar secuencias
      de pasos como macros
      reutilizables; las macros son
      procedimientos diseñados a la medida que se pueden
      añadir al menú de opciones existente. Esta
      operación puede hacerse mediante un lenguaje de
      macros
      especial, o por medio de una grabadora de
      macros
      que captura cada movimiento que se haga con el
      teclado y el ratón.
    • Plantillas: Son hojas de cálculo
      reutilizables que contienen etiquetas y fórmulas pero no
      valores de datos. Estas plantillas producen respuestas
      inmediatas cuando se llenan los espacios en blanco. Algunas
      vienen con el software de hoja de cálculo y otras se
      venden por separado. Los usuarios pueden crear las suyas o
      comisionar a programadores para que las elaboren.
    • Enlaces: La mayoría de los programas de
      hojas de cálculo permiten crear enlaces
      automáticos
      entre hojas de cálculo, de modo
      que al cambiar los valores
      en una se actualicen automáticamente todas las hojas de
      cálculo enlazadas.
    • Capacidades de base de datos: Muchos programas
      de hojas de cálculo pueden realizar las funciones
      elementales de una base de datos: almacenamiento y
      recuperación de información, búsquedas,
      ordenamientos, generación de informes,
      combinación de correo, etc.

    Una hoja de cálculo es sobre todo muy útil
    para plantear cuestiones del tipo si-entonces. Algunos
    programas cuentan con módulos de resolución de
    ecuaciones que
    invierten las cuestiones de este tipo; un módulo de
    resolución de ecuaciones le
    permite definir una ecuación, especificar el valor
    objetivo y el computador determina los valores de
    datos necesarios.

    Base de
    datos

    Los programas de bases de datos
    son administradores de información que ayudan a aligerar
    la sobrecarga de información. Los programas de bases de datos
    son una aplicación: sirven para convertir los computadores
    en herramientas productivas.

    Una base de datos es una colección
    integrada de datos almacenados en diferentes tipos de registros.
    Los registros se interrelacionan por medio de relaciones propias
    de los datos y no mediante su ubicación física en
    el almacenamiento.

    Una base de datos es un conjunto de archivos que se
    relacionan entre sí en forma lógica. En una base de
    datos, los datos se integran y relacionan de modo que la
    redundancia de datos se reduce al mínimo.

    El propósito de una base de datos es representar
    las relaciones entre las entidades de interés.
    Organizar los datos de este modo facilita la integración de las áreas dentro de
    la organización y simplifican las preguntas
    específicas, incluso las formuladas por quienes no son
    programadores.

    Una base de datos es una colección de
    información almacenada en forma organizada en un
    computador, y un programa de base de datos es una
    herramienta de software para organizar el almacenamiento y la
    recuperación de esa información.

    Las bases de datos se distinguen de los archivos
    maestros comunes y de transacciones en 4 formas
    significativas:

    1. Un archivo está destinado al
      almacenamiento.
    2. Agregar registros a un archivo para agrandarlo no
      lo convierte en una base de datos. La existencia de una base
      no es cuestión de tamaño.
    3. Los registros referentes a distintas entidades de
      interés pueden almacenarse dentro de
      una base de datos.
    4. 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
      flexib
      le de información;
    • la organización y reorganización de
      la información;
    • la impresión y distribución de información en
      varias formas.

    Una base de datos esta formada por uno o más
    archivos. Un archivo es una colección de
    información relacionada (en este caso se trata de un
    archivo de datos creado por un programa de base de
    datos
    ).

    Un archivo en una base de datos es una colección
    de registros. Un registro es la información
    relacionada con una persona, producto o
    suceso.

    Cada trozo discreto de información en un registro
    se denomina campo. El tipo de información que puede
    contener un campo está determinado por el tipo de
    campo
    : de texto, numérico, de fecha.
    Además de estos campos estándar puede haber campos
    que contengan gráficos, fotografías digitalizadas,
    sonidos y videos. Los campos calculados contienen
    fórmulas similares a las de una hoja de cálculo y
    exhiben valores calculados a partir de valores de otros campos
    numéricos.

    La mayoría de las bases de datos ofrecen
    más de una forma de ver los datos, entre ellas:

    • vistas de formulario: muestran un registro
      cada vez;
    • vistas de lista: exhiben varios registros en
      listas similares a una hoja de cálculo.

    En ambos casos se pueden acomodar los campos sin
    modificar los datos subyacentes.

    Muchos programas de bases de datos pueden importar datos
    en forma de archivos creados con procesadores de
    texto, hojas de cálculo u otras bases de datos.
    También es posible modificar, añadir o eliminar
    registros.

    El punto al usar una base de datos es recuperar la
    información en forma oportuna y apropiada. La
    información es de poco valor si no podemos acceder a ella.
    Los programas de bases de datos ofrecen una variedad de
    órdenes y capacidades que facilitan la obtención de
    la información necesaria:

    1. Hojear (browse): Es la forma más
      elemental y consiste en "hojear" en los registros como si se
      tratara de las hojas de una libreta. Este "hojear"
      electrónico no ofrece ninguna ventaja con respecto al
      papel y es muy ineficiente con archivos grandes.
    2. 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.
    1. Ordenamiento de datos: En ocasiones hay que
      reacomodar los registros para poder usar los datos en la
      forma más eficiente. Con una instrucción de
      ordenamiento es posible acomodar los registros en orden
      alfabético o numérico con base en los valores
      de uno o más campos.
    2. Impresión de informes,
      etiquetas y formatos de cartas
      : La salida impresa
      más común de una base de datos es un
      informe: una lista ordenada de los campos y registros
      seleccionados en un formato fácil de leer..
      También se pueden producir etiquetas para
      envíos por correo y formatos de cartas
      personalizadas. En su mayor parte, los programas de bases de
      datos exportan los registros y campos necesarios a
      procesadores de textos con capacidades de
      combinación de correo, los cuales se encargan
      de la impresión de las cartas.
    3. Consultas complejas: Las consultas pueden
      ser simples o complejas, pero siempre deben ser precisas y
      sin ambigüedades. El método exacto para realizar una
      consulta depende de cuál sea la interfaz con el
      usuario del software específico de la base de datos.
      En casi todos los programas el usuario puede especificar las
      reglas de la búsqueda en una ventana de diálogo
      o un formato blanco en pantalla. En algunos programas es
      preciso que el usuario teclee la solicitud con un lenguaje
      de consultas
      especial, más preciso que nuestro
      lenguaje natural.

    También hay software de base de datos
    especializado que se programa con anterioridad para
    propósitos específicos de almacenamiento y
    recuperación de datos. En general los usuarios de las
    bases de datos de propósito especial no tienen que definir
    estructuras de archivos ni diseñar formatos, ya que los
    diseñadores del software han considerado esos
    detalles.

    Muchos programas especializados de base de datos se
    venden como administradores de información personal
    (PIM, personal information managers)
    o como
    organizadores electrónicos. Un administrador de
    información personal puede automatizar todas o algunas de
    las siguientes funciones:

    • Libreta telefónica o de
      direcciones.
    • Agenda.
    • Lista de asuntos pendientes.
    • Notas varias.

    Desde el punto de vista técnico, los programas de
    base de datos orientados al consumidor no son
    en realidad administradores de bases de datos, son
    administradores de archivos. Un sistema de
    administración de base de datos (DBMS, database
    management system
    )
    es un programa o un sistema de
    programas que manipula datos en una gran colección de
    archivos, estableciendo referencias cruzadas entre los archivos
    según se requiera. El software de este tipo se usa como un
    instrumento para integrar la administración de bases de
    datos y el flujo de información en una
    organización. Un sistema de administración de base
    de datos puede usarse de manera interactiva o puede ser
    controlado directamente por otros programas.

    Todos los registros de todos los archivos tienen un
    campo que sirve como campo clave. Las bases de datos
    organizadas de esta manera se llaman bases de datos
    relacionales
    . Un programa de base de datos relacional es
    aquel con que se relacionan archivos de manera que los cambios en
    uno se reflejen automáticamente en los demás. La
    estructura de una base de datos relacional se basa en el
    modelo relacional, un modelo matemático que combina
    datos en tablas.

    Un sistema de administración de bases de datos
    relacional
    (RDBMS, relational DBMS) accesa los
    datos por el contenido en lugar de la
    dirección. Es decir que se busca en la base de
    datos la información deseada, en vez de llegar a los datos
    mediante una serie de índices y direcciones físicas
    en un disco; las relaciones entre los datos se definen en
    términos lógicos y no físicos. La base de
    datos no tiene una relación predeterminada entre los
    datos, como los registros en el entorno de archivo llano
    tradicional. De esta manera se pueden obtener los datos en el
    nivel del campo. En el procesamiento tradicional, para
    examinar un solo campo se debe recuperar todo el
    registro.

    El DBMS permite trabajar con una base de datos
    integrada
    que sirve a la organización como un todo, no
    a un solo departamento específico. Los beneficios de un
    entorno de bases de datos integrada son:

    • Mayor acceso a la información:
      ofrece una gran flexibilidad en el tipo de informes que se
      pueden generar y el tipo de preguntas en línea que se
      pueden hacer.
    • Mejor control: permite que los datos se
      centralicen para aumentar la seguridad; al centralizar los
      datos es posible usar las estructuras de datos (manera
      en que los campos y registros se relacionan entre sí)
      para controlar la redundancia.
    • Desarrollo de software más
      eficiente
      : la tarea de programación se
      simplifica porque los datos se encuentran más
      disponibles. Además, los datos en una base de datos son
      independientes de los programas de aplicaciones; es
      decir, los campos se pueden agregar, cambiar y suprimir de la
      base de datos sin afectar los programas existentes.

    Las grandes bases de datos pueden contener cientos de
    archivos interrelacionados; pero los sistemas de bases de datos
    pueden ocultar al usuario el complejo funcionamiento interno del
    sistema y ofrecerle sólo la información y las
    órdenes que requieren para realizar su trabajo.

    Al trabajar con una base de datos se deben seguir
    ciertas reglas empíricas:

    • Elegir la herramienta correcta para el
      trabajo.
    • Pensar como se sacará la información
      antes de meterla.
    • Comenzar con un plan, pero
      estar dispuesto a modificarlo si es necesario.
    • Mantener la consistencia de los datos. La
      inconsistencia puede alterar el ordenamiento y complicar las
      búsquedas.
    • Las bases de datos son tan buenas como los datos que
      contienen. No debe confiarse todo a la revisión
      automática, la revisión humana y un poco de
      escepticismo al usar la base de datos son
      necesarios.
    • Consultar con cuidado, definiendo afinadamente las
      reglas de selección.

    Graficación

    Los programas de hoja de cálculo cuentan con
    órdenes de graficación que pueden convertir
    automáticamente los números de la hoja de
    cálculo en diagramas y gráficas; muchos programas
    de graficación independientes crean gráficas a
    partir de cualquier colección de números,
    estén almacenados o no en una hoja de
    cálculo.

    Las diferencias entre los tipos de gráficas no
    son sólo estéticas, cada uno es apropiado para
    comunicar determinados tipos de información; así
    tenemos:

    • gráficas de líneas: se usan
      generalmente para mostrar tendencias o relaciones en el tiempo
      o la distribución relativa de una variable con respecto
      a otra;
    • gráficas de barras y de columnas: son
      similares a las anteriores, pero más apropiadas cuando
      los datos corresponde a unas cuantas
      categorías;
    • gráficas de dispersión: se usan
      para descubrir, no tanto para mostrar, la relación entre
      dos variables.
    • gráficas tipo pastel: son las
      gráficas de presentación más
      básicas.

    La graficación automatizada es muy
    práctica, pero también puede ser muy restrictiva.
    Si se requiere más control sobre los detalles de la
    visualización en pantalla, es más apropiado usar el
    software de pintura, con el que es posible "pintar" pixels
    en la pantalla usando un dispositivo apuntador, traduciendo los
    movimientos a líneas y patrones en la pantalla. Un
    programa de pintura ofrece
    herramientas, de las cuales algunas imitan instrumentos de
    dibujo del
    mundo real, mientras que con otras se pueden hacer cosas que son
    difíciles o imposibles en papel o lienzo; también
    hay herramientas de edición.

    Los programas de pintura crean
    gráficos de arreglo bidimensional de bits,
    imágenes que para el computador son simples arreglos que
    muestran como deben representarlos los pixels de la pantalla; un
    bit de memoria del computador representa un pixel. Como un bit
    sólo puede almacenar uno de dos valores 0 ó 1, el
    pixel únicamente puede mostrarse en uno de dos colores. A
    este tipo de gráficos de bit se les conoce como
    gráficos monocromáticos, porque las
    imágenes se dibujan en un color sobre un fondo fijo. Los
    tonos de grises se simulan con un técnica llamada
    simulación de colores (dithering), una
    combinación de pixels blancos y negros para crear la
    ilusión de un tono de gris.

    Hay programas que asignan más memoria a cada
    pixel, de manera que un pixel pueda presentar más colores
    o sombras. Los gráficos de escala de grises
    permiten que un pixel aparezca de color blanco, negro o uno de
    varios tonos de gris.

    Para el color real, el color de calidad
    fotográfica se necesitan 24 o 32 bits de memoria por cada
    pixel en la pantalla.

    El número de bits asignados a cada pixel, llamado
    profundidad de pixel, es uno de dos factores
    tecnológicos que limitan la creación de
    imágenes. El otro factor es la definición,
    la densidad de los pixels, que generalmente se describe en
    dpi (dots per inch, puntos por pulgada). Al
    aumentar la definición, más difícil
    será para el ojo humano detectar los pixels individuales
    de la página impresa.

    El software de procesamiento digital de
    imágenes
    permite al usuario manipular
    fotografías y otras imágenes de alta
    definición con herramientas similares a las que
    proporcionan los programas de pintura. La edición de
    fotografías digitales es mucho más poderosa que las
    técnicas tradicionales de retoque. Con el software de
    procesamiento de imágenes es posible distorsionar y
    combinar fotografía, creando imágenes
    fabricadas que no muestran indicios de
    manipulación.

    Hay programas que pueden almacenar a bajo costo
    imágenes con definición infinita, limitada
    únicamente por la capacidad de definición del
    dispositivo de salida. El software de dibujo
    almacena una imagen, no como una colección de puntos, sino
    como una colección de líneas y formas. En vez el
    arreglo bidimensional de bits calcula y recuerda una
    fórmula matemática
    para la línea. El programa de dibujo almacena las formas
    como formas y el texto como texto; es lo que se conoce como
    graficación orientada a objetos.

    Programas de
    utilización específica

    Modelos y
    simulación

    Un modelo es la abstracción de los sucesos
    que rodean un proceso, una actividad o un problema. Aíslan
    un entidad de su entorno de manera que puede examinarse sin el
    "ruido" o
    perturbación de otras influencias del medio
    circundante.

    Un modelo de una empresa es también una
    abstracción. Se eliminan los elementos innecesarios para
    que la administración pueda concentrarse en los detalles
    particulares que afectan al proceso, actividad o problema que se
    estudia. Es un representación artificial de una
    situación del mundo real.

    El uso de computadoras para crear modelos puede
    efectuarse con hojas de cálculo, aplicaciones
    matemáticas o lenguajes de programación
    estándar.

    Un modelo por computador es una abstracción: un
    conjunto de conceptos e ideas diseñados para imitar
    algún tipo de sistema. Un modelo por computadora no es
    estático; puede ponerse a trabajar en una
    simulación computadorizada para ver como opera el
    modelo en ciertas condiciones. Un modelo bien diseñado
    debe comportarse como el sistema al cual imita.

    La simulaciones por computador tiene una popularidad
    creciente y ello obedece a las siguientes razones:

    • Seguridad: Algunas actividades son tan
      peligrosas que no serían éticamente posibles sin
      simulaciones por computador (v.g.: efectos ambientales de una
      fuga en una planta de energía
      nuclear).
    • Economía: Es mucho menos costoso
      producir un modelo digital que construirlo. Se puede evaluar el
      modelo en una serie de simulaciones antes de construir y
      probar un prototipo físico.
    • Proyección: Una simulación por computador puede servir
      como máquina del tiempo para explorar uno o más
      futuros posibles.
    • Visualización: Los modelos por
      computador hacen posible la visualización, y ésta
      permite ver y comprender relaciones que de otra manera
      podrían pasar inadvertidas.
    • Replicación: En el mundo real
      sería difícil o imposible repetir un proyecto de
      investigación en condiciones ligeramente diferentes.
      Si la investigación se lleva a cabo en un
      modelo por computador, la replicación sólo
      implica cambiar los valores de entrada y ejecutar otra simulación.

    Pero las simulaciones por computador tienen sus riesgos. La
    simulación no es la realidad
    . Los riesgos que se
    corren son:

    • Entra basura, sale
      basura
      : La exactitud de una simulación depende de
      cuánto se aproxime el modelo matemático a la
      situación que se simula. Los modelos matemáticos
      se basan en suposiciones, muchas de las cuales son
      difíciles o imposibles de verificar. Algunos modelos
      tienen problemas por basarse en suposiciones deficientes; otros
      contienen suposiciones ocultas que quizás no sean obvias
      para sus creadores; otras más se extravían por
      errores humanos. Una entrada mala en una simulación
      compleja puede provenir de varias fuentes y la
      frase "entra basura, sale
      basura" es una regla básica de la
      simulación.
    • Lograr que la realidad quepa en la
      máquina
      : Las simulaciones requieren muchos
      cálculos. Las PC no tienen el poder suficiente para
      simulaciones de mediana o gran escala. Algunas simulaciones son
      tan compleja que los investigadores tienen que simplificar los
      modelos y optimizar los cálculos para que puedan
      ejecutarse en el mejor hardware disponible. Incluso si cuentan
      con suficiente poder de computación, los investigadores
      encaran la constante tentación de modificar la realidad
      para que la simulación sea más conveniente. En
      ocasiones, la simplificación de la realidad es
      intencional; en otras, inconsciente. En ambos casos se pierde
      información, y esta pérdida puede comprometer la
      integridad de la simulación y proyectar la sombra de la
      duda sobre sus resultados.
    • La ilusión de la infalibilidad: Los
      riesgos se amplifican porque la gente cree que la
      información es más respetable si proviene de un
      computador. Una simulación por computador puede ser un
      valiosísimo auxiliar para la toma de decisiones. El
      riesgo es
      que las personas que toman decisiones con computadores asignen
      demasiado de su poder en la toma de decisiones al
      computador.

    Tipos de modelos para la toma
    de decisiones

    1. 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.
    1. 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.
      • Interfaz para usuario: permite la
        interacción necesaria entre el usuario y el
        sistema experto para el procesamiento heurístico;
        permite que el usuario describa el problema u objetivo y
        que tanto el usuario como el sistema experto estructuren
        preguntas y respuestas.
    • A diferencia de los expertos humanos, los sistemas
      expertos automatizados son muy malos para planificar estrategias. Su
      falta de flexibilidad los hace menos creativos que los
      pensadores humanos.
    • Los sistemas expertos son inútiles fuera de su
      dominio de
      conocimiento, estrecho y profundo.

    Inteligencia
    artificial

    El campo de la inteligencia
    artificial abarca "enseñar" a la computadora a
    efectuar tareas de una manera que pudiera considerarse
    inteligente. En este campo se trabaja en sistemas que tengan la
    facultad de razonar, aprender y acumular conocimientos,
    esforzarse por mejorar y simular las capacidades sensoriales y
    mecánicas del ser humano. Muchos de los problemas que se
    estudian en el campo de la inteligencia artificial están
    muy lejos de ser soluciones práctica. A este campo
    pertenecen los sistemas expertos.

    Hay dos enfoques comunes en torno a la
    inteligencia artificial:

    1. 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.
    1. Consiste en diseñar máquinas
      inteligentes independientemente de la forma en que pensamos
      los seres humanos. De acuerdo con este enfoque, la
      inteligencia humana es sólo uno de varios tipos
      posibles de inteligencia. El método de una
      máquina en la resolución de problemas puede ser
      diferente del método humano, pero no por ello menos
      inteligente.

    La investigación en el campo de la inteligencia
    artificial se puede dividir en 4 categorías:

    • Sistemas con base en el conocimiento y sistemas
      expertos.
    • Lenguajes naturales (conversaciones con las
      computadoras).
    • Simulación de las capacidades sensoriales
      humanas.
    • Robótica.

    Las técnicas de inteligencia artificial de uso
    actual en diversas aplicaciones provienen de su
    utilización en las investigaciones
    con juegos de ajedrez y
    son:

    • Búsqueda: Generalmente guiada
      por una estrategia planificada y por reglas conocidas como
      heurística.
    • Heurística: Una
      heurística es una regla empírica. La
      heurística conduce hacia juicios que, según
      indica la experiencia, es probable que sean reales.
    • Reconocimiento de patrones: Es
      quizás la mayor ventaja que tiene un ser humano pues
      ayuda a compensar la velocidad del computador y su
      análisis detallado de jugadas anticipadas.

    En general la estrategia de los investigadores es
    restringir el dominio de sus programas para que los problemas
    sean lo suficientemente pequeños para poder comprenderlos
    y resolverlos.

    CAD – CAM –
    CIM

    • CAD (computer-aided design, diseño
      asistido por computador)
      : Consiste en usar las computadoras
      para diseñar productos, permitiendo a los usuarios
      elaborar modelos tridimensionales "sólidos" con
      características físicas como peso, volumen y
      centro de gravedad. Estos modelos pueden rotarse y observarse
      desde cualquier ángulo. El computador puede evaluar el
      desempeño estructural de cualquier parte el modelo. El
      CAD tiende a ser económico, rápido y más
      preciso que las técnicas de diseño manuales;
      facilitar las alteraciones del diseño para cumplir con
      los objetivos del proyecto.
    • CAM (computer-aided manufacturing, manufactura
      asistida por computador)
      : Una vez completado el
      diseño del producto, se alimentan las cifras a un
      programa que controla la fabricación de las
      piezas.
    • CIM (computer-intergrated manufacturing,
      manufactura integrada por computador)
      : Es la
      combinación de CAD y CAM.

    Robótica

    Las 3 leyes de la robótica
    de Asimov:

    1. Un robot no puede lesionar a un ser humano ni
      permitir, por su omisión, que un ser humano sea
      lastimado.
    2. Un robot debe obedecer las órdenes que
      reciba de los seres humanos, excepto si estas órdenes
      entran en conflicto
      con la Primera Ley.
    3. Un robot debe proteger su propia existencia
      siempre y cuando dicha protección no entre en conflicto
      con las Primera o Segunda leyes.

    El término robot deriva de la palabra
    checa robota, que significa trabajo forzado.

    Un robot es una máquina controlada por
    computador diseñada para realizar tareas manuales
    específicas. El procesador central de un robot puede ser
    un microprocesador incorporado en la estructura del robot o bien
    un computador supervisor que controle el robot a distancia. La
    robótica es la integración de las
    computadoras con los robots.

    Las diferencias más importantes de hardware entre
    los robots y otros computadores son los periféricos
    de entrada y salida; un robot envía órdenes a
    articulaciones,
    brazos y otras partes móviles.

    Se pueden diseñar robots para ver luz infrarroja,
    rotar articulaciones
    360 grados y realizar otras cosas que no pueden hacer los seres
    humanos; pero los robots están limitados por las
    restricciones del software de inteligencia artificial.

    Los robots industriales pueden "aprender" a realizar
    casi cualquier tarea manual repetitiva. Desde la perspectiva de
    la gerencia, los
    robots ofrecen varias ventajas:

    • ahorran costos de mano
      de obra;
    • pueden mejorar la calidad y elevar la productividad.
      Son más eficaces para realizar trabajos
      repetitivos;
    • son ideales para tareas peligrosas o incómodas
      para trabajadores humanos.

    Los robots comerciales aún no pueden competir con
    los seres humanos en puestos que requieren destrezas
    excepcionales de percepción
    o motrices.

    Multimedia

    Este término se refiere a un sistema de
    computación que permite que el usuario accese e
    interactúe con un texto computarizado, gráficas
    fijas de alta resolución, imágenes en movimiento y
    sonido. Hay tres elementos en particular que caracterizan a los
    multimedios: sonido, movimiento y oportunidad de
    interactuar
    .

    La televisión y el vídeo son medios
    pasivos, unidireccionales. Con la moderna tecnología es
    posible que la información se transmita en ambas
    direcciones, convirtiendo los multimedia en multimedia
    interactivos, que permiten que el observador/oyente participe
    activamente en la experiencia.

    La creación y ejecución de documentos de
    multimedia requieren periféricos de hardware
    adicionales (monitores de televisión, unidades de CD-ROM y
    reproductores de videodiscos). La computadora controla los
    dispositivos, que almacenan y suministran el material audiovisual
    al recibir órdenes.

    El software de multimedia merece su nombre porque
    proporciona información a través de varios
    medios.

    Además de textos y gráficos, los
    documentos de multimedia suelen contener al menos una de las tres
    formas de información siguientes:

    • Animación: Gráficos por
      computador que se mueven en la pantalla.
    • Video: segmentos de película que
      aparecen en la pantalla del computador o en un monitor de
      televisión.
    • Audio: Música, efectos de sonido y
      palabras pronunciadas por el computador o por una fuente de
      sonido externa..

    Hipermedia

    Los hipertextos permiten enlazar la
    información textual en formas no secuenciales. Los
    medios de texto convencionales, como los libros, son lineales o
    secuenciales: están diseñados para leerse de
    principio a fin. Un documento de hipertexto contiene
    enlaces que conducen a los lectores rápidamente a
    otras partes del documento o a otros documentos relacionados. Es
    decir que el hipertexto maneja información no
    estructurada. La teoría
    implícita en el hipertexto es que éste le permite
    al usuario trabajar de la manera en que piensa.

    HyperCad, de Apple, fue la primera herramienta
    disponible en forma general para crear documentos del tipo
    hipertexto. Pero HyperCad se describe como un sistema de
    hipermedia. El término hipermedia describe
    documentos que pueden explorarse en formas no lineales, desde
    documentos de investigación de hipertexto hasta documentos
    gráficos interactivos. Los hipermedios son la siguiente
    generación del hipertexto; el software de hipermedia
    alcanza un mayor nivel, permitiendo la integración de
    datos, texto, gráficos, sonidos y video. Se deben
    asociar con palabras clave los elementos de los hipermedios que
    no consistan en texto.

    Quienes trabajan con hipermedia actualmente se enfrentan
    a varios problemas:

    • Los documentos de hipermedia puede desorientar al
      lector, y que éste se sienta perdido en un laberinto de
      hechos.
    • Los lectores de documentos de hipermedia en ocasiones
      se preguntan si habrán omitido algo. Si salta por un
      documento de hipermedia, es fácil sentir que ha pasado
      por algo importante.
    • Los documentos de hipermedia muchas veces no
      satisfacen todas las expectativas del usuario.
    • Como están basados en computadores, los
      documentos de hipermedia no permiten hacer notas marginales,
      realzar texto ni doblar las esquinas de las
      páginas.
    • Muchos documentos de hipermedia requieren hardware
      que no puede hallarse en computadores
      portátiles.

    La mayor ventaja de los hipermedia está en la
    habilidad del computador para controlar otros medios; los
    documentos de intermedia no están limitados a textos e
    imágenes estáticos.

    Comunicaciones
    (II)

    Los elementos de la
    comunicación de datos son los canales de
    transmisión, los dispositivos para el control de comunicaciones
    y los accesorios de los canales. Cada uno de ellos es necesario
    independientemente del tamaño de la computadora utilizada
    o la naturaleza de los datos transmitidos. Las redes de
    computación sólo incrementan la eficiencia y la
    efectividad de la interacción.

    Para facilitar la
    comunicación electrónica deben buscarse maneras de
    conectar o establecer una interfaz entre una variado conjunto de
    hardware, software y bases de datos; es decir lograr cierto grado
    de conectividad. La conectividad ideal sería lograr
    el acceso a todos los recursos computacionales e
    informáticos desde una PC o terminal; esta
    condición se llama conectividad total.

    La comunicación de datos implica el
    proceso de recopilar y distribuir la representación
    electrónica de la información desde
    y hacia localidades distantes. La información puede tener
    variados formatos: datos, texto, voz, fotografía,
    gráficos y video.

    Procesamiento

    • Local o por lotes: Los usuarios acumulan las
      transacciones y las alimentan a los computadores en forma de
      grandes lotes. No hay retroalimentación inmediata. Se
      usa aún para tareas en las que conviene procesar muchas
      transacciones al mismo tiempo (impresión de facturas,
      respaldos de archivos de datos, etc.).
    • Remoto o interactivo: Los usuarios pueden
      interactuar con los datos mediante terminales, viendo y
      modificando valores en tiempo real. Se usa en las
      aplicaciones que requieren respuesta inmediata (transacciones
      bancarias, reservas en aerolíneas, etc.).

    En un sistema de computación, los componentes de
    entrada, salida y almacenamiento de datos reciben y transmiten
    datos a un procesador por algún tipo de medio de
    transmisión. Se dice que estos componentes de hardware
    operan en línea con el procesador; y que los
    componentes del hardware que el procesador no puede controlar o
    no controla operan fuera de línea. Se considera que
    un dispositivo periférico que está conectado al
    procesador, pero que no está encendido está fuera
    de línea.

    Los conceptos de en línea y fuera de línea
    se aplican también a los datos. Se dice que los datos
    están en línea si el procesador puede tener acceso
    a éstos y manejarlos. Todos los demás datos
    legibles por la máquina están fuera de
    línea.

    Los conceptos de en línea y fuera de línea
    son conceptos importantes en un sistema de información. En
    una operación fuera de línea se agrupan las
    transacciones por lotes (procesamiento por lotes) para
    capturarlas en el sistema computacional.

    Transmisión de
    datos

    Ancho de
    banda

    Es la cantidad de información que se puede
    transmitir por un canal en un intervalo de tiempo dado. Una forma
    de aumentar el ancho de banda en un cable es incrementando el
    número de cables paralelos. Otra forma es aumentar la
    velocidad del paso de información por el cable.

    Un libro que sólo contiene texto es un medio de
    ancho de banda pequeño, que sólo puede proporcionar
    unos 300 bits de datos por segundo al lector. Los medios de ancho
    de banda grande (televisión, vídeo) transmiten
    más de 50 millones de bits por segundos de datos
    gráficos y sonoros.

    La fibra
    óptica nos está llevando desde un ancho de
    banda relativamente modesto hasta otro, prácticamente
    infinito. El ancho de banda es la capacidad de transmitir
    información a través de un canal determinado. Los
    cables telefónicos se consideran un canal de ancho de
    banda reducido; pero aunque es lento, no lo es tanto como muchos
    suelen creer.

    Hay que pensar en la capacidad de la fibra óptica
    como infinita, no sabemos cuántos bps podemos llegar a
    enviar a través de una fibra, pero parece ser que estamos
    cerca de una capacidad de 1 billón de bps; esto implica
    una velocidad doscientas mil veces mayor que la del par
    telefónico.

    El ancho de banda disponible en el éter es
    reducido si se lo compara con el que brinda la fibra
    óptica y con nuestra capacidad infinita de fabricar y
    tender más y más fibras.

    El cambio Negroponte dice que la
    información que actualmente nos llega por tierra en el
    futuro nos llegará a través del éter, y
    viceversa. Es decir que todo lo que está en el aire,
    pasará por tierra y lo
    que está en tierra, pasará por el aire. El motivo
    por el cual Negroponte considera que ese cambio es obvio, es que
    el ancho de banda en tierra es infinito, y que el del éter
    no lo es. Tenemos sólo un éter contra una cantidad
    ilimitada de fibras.

    La única ventaja del cobre es su
    capacidad de transmitir energía; por lo tanto es posible
    que aparezca la fibra con manto de cobre o el
    cobre con manto de fibra. Pero desde la perspectiva de los bits,
    con el tiempo todo el planeta estará cableado con
    fibra.

    Se puede llegar a desarrollar una infraestructura de
    banda ancha,
    al margen de si es necesaria o de si se sabe cómo usar ese
    bando de ancha. Para brindar la mayoría de los servicios de
    información y entretenimiento, esos enormes anchos de
    banda no son necesarios. En realidad, un ancho de banda
    más modesto de 1,2 a 6 millones bps es perfectamente
    adecuado para casi todos los multimedios existentes. Un ancho de
    banda ilimitado puede tener el efecto paradójico y
    negativo de inundar y ahogar a la gente con un exceso de bits y
    de permitir que las máquinas en la periferia sean
    innecesariamente tontas. La novedad y originalidad de los
    servicios de información y entretenimiento no dependen de
    la fibra que los transmite sino de la imaginación que los
    crea.

    La relación entre ancho de banda y
    computación es muy sutil; dado que en ambos extremos de
    una línea existe un proceso de computación, es
    posible enviar y recibir menor cantidad de bits. La
    comprensión o condensación de la información
    permite que se utilice menor capacidad de canal y ahorra tiempo y
    dinero en la
    transmisión.

    Lo que importa no es sólo el ancho de banda de
    los canales, sino también su configuración; las
    redes de estrella y de anillo han tomado su forma con naturalidad
    a partir del estrecho ancho de banda del par telefónico o
    del ancho de banda más ancho del cable
    coaxial.

    Canales de
    transmisión

    Un canal es el camino por donde viajan los datos
    desde un lugar a otro. Es la combinación de medios que
    interconectan a la computadoras que envían y reciben
    datos. La capacidad del canal se clasifica por el
    número de bits que éste puede transmitir por
    segundo.

    Tangibles

    1. Línea o par telefónico: Usa
      las instalaciones telefónicas para la
      transmisión de datos. La velocidad de transferencia de
      los datos en las líneas de voz va de 300 a 9.600
      bps.
    2. 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.
    1. Fibra óptica: Diminutas fibras de
      vidrio en
      vez de alambres sirven como medios de transmisión. En
      lugar de electricidad
      se utiliza láser. Un láser es un haz de luz
      coherente dentro de ciertos intervalos de frecuencia. Su gran
      ventaja es la velocidad de la transmisión. Los cables
      de fibra óptica transmiten la información
      en forma de ondas
      lumínicas a la velocidad de la luz. Un cable de fibra
      óptica puede transmitir medio gigabit por segundo. Los
      cables de fibra óptica transmiten datos con mayor
      rapidez y son más ligeros y baratos que sus
      contrapartes de alambre de cobre. La fibra óptica
      también contribuye a la seguridad de los datos, ya que
      es mucho más difícil interceptar una
      señal enviada por medio de un rayo de luz que una
      señal enviada por medio de una señal
      eléctrica.

    Intangibles

    • Microondas: La transmisión por microondas
      necesita de estaciones de transmisión que envían
      los datos a través del aire en forma de señales
      codificadas. La transmisión de datos vía
      señales de radio por
      microondas
      es de línea de visión: la señal de
      radio viaja en
      línea recta de una estación repetidora a la
      siguiente hasta llegar a su destino. Los satélites han permitido reducir al
      mínimo el límite de la línea de
      visión.

    Satélites

    La transmisión de datos a través de
    distancias muy largas utiliza satélites
    en órbita. Los datos que alimentan a una computadores se
    envían a una estación de microondas, la cual a su
    vez los transmite a una estación terrestre; de la
    estación, el mensaje se envía en hace a un
    satélite en órbita, desde donde se transmite de
    nuevo a otra estación terrestre. Los datos se
    envían posteriormente a través de microondas y por
    teléfono hasta su destino. En esencia, un satélite
    es una estación repetidora

    La ventaja principal de los satélites consiste en
    que los datos se pueden transmitir desde un sitio a cualquier
    número de lugares en cualquier parte del planeta. Una
    característica adicional en la comunicación y
    transmisión por satélite es que en el costo de la
    transmisión no se considera la distancia, como sucede con
    los otros métodos.

    Tipos de
    transmisión

    • Asincrónica: Los datos se transmiten
      enviando un carácter a la vez, con un método de
      inicio/parada. Los datos se transmiten a intervalos irregulares
      conforme se necesitan. Los bits de arranque/parada se agregan
      al inicio y al final de cada mensaje. La transmisión
      asincrónica o de arranque/parada es más apropiada
      para la comunicación de datos que comprende dispositivos
      de entrada/salida de baja velocidad (v.g.: impresoras en
      serie)
    • Sincrónica: La transmisión es
      continua; los caracteres se envían uno tras otro por las
      líneas sin interrupción. La transmisión
      sincrónica es mucho más rápida debido a
      que no se tienen que enviar señales adicionales por las
      líneas para cada uno de los caracteres. La fuente y el
      destino operan con una sincronización para permitir la
      transmisión de datos de alta velocidad. Este tipo de
      transmisión no necesita los bits de
      arranque/parada.

    Unidad de medida de
    transmisión de datos

    La velocidad de transmisión de datos se mide en
    bits por segundo (bits per seconds,
    bps
    ).

    Las menciones de bauds o tasa de bauds son
    incorrectas, El baud es una unidad variable de transmisión
    de datos y la "rapidez en bauds" es la velocidad a la cual viaja
    un pulso. La velocidad de transmisión a menudo se llama
    "rapidez en bits", pero ya que un pulso puede representar varios
    bits a la vez, a velocidades mayores que 1.200 bps, la rapidez de
    bits generalmente excede a la rapidez en bauds.

    Protocolo de
    comunicaciones

    Conjunto de reglas establecidas para regir el
    intercambio de datos que permiten que las entidades que se
    están comunicando puedan comprenderse. Uno de estos
    protocolos es la
    velocidad de transmisión; si una máquina "habla" a
    una 2.400 bps y las otra "escucha" a 1.200 bps, el mensaje no
    pasará. Entre los protocolos hay
    códigos predeterminados para algunos mensajes.

    Los protocolos se definen en capas, la primera de
    las cuales es la capa física; ésta define la manera
    en que los nodos de una red se conectan entre sí. Las
    capas subsecuentes, que varían en cantidad entre
    protocolos, describen cómo se empacan los mensajes para su
    transmisión, cómo se encaminan los mensajes a
    través de la red, los procedimientos de seguridad y la
    forma en que se proyectan en pantalla los mensajes.

    Un protocolo sirve
    para desarrollar tareas como:

    • obtener la atención de otro dispositivo;
    • identificar cada uno de los dispositivos de la
      comunicación;
    • verificar la correcta transmisión de los
      mensajes;
    • recuperar los datos cuando ocurran
      errores.

    Uno de los protocolos más usados es el ASCII
    (American Standard Code for Information
    Interchange
    ).

    Tipos de software para
    comunicaciones

    Para que dos computadores se puedan comunicar, hay que
    configurar el software de ambas máquinas de modo que sigan
    los mismos protocolos. El software de comunicación asegura
    que el hardware siga el protocolo.

    El software específico de comunicación se
    presenta de diversas formas:

    1. 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.
    1. programa terminal o emulador de
      terminal
      : permite que un computador personal funcione
      como si fuera una terminal. este tipo de programa se encarga
      del marcado telefónico, el manejo de protocolos y una
      diversidad de detalles necesarios para que trabajen en
      conjunto el computador personal y el
      módem.
    2. Sistemas operativo multiusuario:
      permite que un computador de tiempo compartido se comunique
      con varios computadores o terminales al mismo tiempo (UNIX es
      el más difundido).

    Además las LAN hacen posible el uso de
    aplicaciones que no pueden desarrollarse en el entorno individual
    de una computadora. Así surge el software para trabajo
    en grupos
    (groupware) que permite el uso de diversas
    aplicaciones como:

    • Correo electrónico.
    • Calendario y programación de horarios:
      Cada persona enlazada en una LAN mantiene un calendario en
      línea en el cual se pueden programas los horarios de
      todos los eventos.
    • Pensamiento creativo y solución de
      problemas
      : Los usuarios de una LAN pueden trabajar juntos
      en un documento maestro para dar ideas y resolver
      problemas.
    • Establecimiento de prioridades: Permite que
      los usuarios establezcan las prioridades de proyectos a
      través del razonamiento colectivo.
    • Juntas electrónicas.
    • Biblioteca de políticas y procedimientos: Son
      elementos que al cambiar con rapidez pueden ponerse en
      línea para eliminar la necesidad de actualizar
      constantemente numerosos manuales de
      copia impresa.
    • Mensajes electrónicos: La
      transmisión de mensajes electrónicos asocia el
      mensaje con una o más aplicaciones de
      groupware.
    • Formularios electrónicos: con el
      propósito de recopilar información de otros
      usuarios de la LAN.

    Accesorios de los canales de
    transmisión

    Multiplexores

    Son dispositivos que permiten que varios mensajes puedan
    conjuntarse en un solo canal. Logran este objetivo reuniendo
    varias señales de baja velocidad y transmitiéndolas
    todas a través de un canal de alta velocidad. Es decir que
    el multiplexor permite que varios dispositivos o estaciones de
    trabajo compartan una línea en forma simultánea
    para transmitir los datos tan pronto como se reciben. El
    multiplexor es una extensión del procesador frontal
    (éste separa los datos para su procesamiento y establece
    la conexión entre la fuente y el destino) y se ubica al
    final de la línea, en o cerca de un sitio
    distante.

    Concentradores

    Dispositivos asíncronos de menor velocidad que se
    conectan con frecuencia a un concentrador para lograr la
    transmisión de datos. Este dispositivo de almacén y
    envío reúne y almacena temporalmente en una
    sección de almacenamiento intermedio los datos
    recolectados poco a poco de los diferentes dispositivos de
    entrada. Cuando dicha sección está completa, los
    datos se transmiten por líneas de alta velocidad a la
    computadora.

    Módems

    Conectan a las computadoras con el canal de
    comunicación y permiten transmitir los datos a
    través de largas distancias sin ninguna interferencia de
    ruido ni distorsión en el canal. El módem es un
    dispositivo de hardware esencial para cualquier aplicación
    que implique el uso de una línea de teléfono para
    la comunicación de datos.

    Las computadoras están conectadas con el
    módem a través de un canal de comunicación
    construido en la computadora misma.

    Los datos pueden ser transmitidos en forma digital o
    analógica, dependiendo de las características del
    medio de la comunicación. Los canales de voz transmiten
    señales analógicas, en tanto que las computadoras
    envían señales digitales.

    Para poder transmitir una señal digital (un flujo
    de bits) por una línea telefónica convencional, hay
    que convertirla en una señal analógica, es decir en
    una onda continua. A su vez, en el extremo receptor hay que
    volver a convertir la señal analógica en los bits
    que representan el mensaje digital original. Estas tareas son
    realizadas por un módem (abreviatura de
    modulador/demodulador), que es el dispositivo de
    hardware que conecta el puerto serial de
    un computador a una línea telefónica. Junto con el
    software de comunicaciones, el módem determina la
    velocidad a la cual se deben transmitir los datos.

    Un módem puede ser interno o externo; ambos usan
    cable telefónico para conectarse a la red de
    teléfonos por medio de conectores telefónicos
    modulares:

    • interno: el módem se encuentra
      en un tablero de expansión opcional que sólo se
      conecta en una ranura de expansión libre de la unidad de
      procesamiento de la micro o el anfitrión de la
      terminal.
    • externo: es un componente externo
      independiente y se conecta por medio de un puerto
      serial.

    Los módems tienen diversos grados de
    "inteligencia" que se genera por medio de procesadores
    integrados. Por ejemplo, algunos módems son capaces de
    sintonizar en forma automática la computadora
    (sincronización automática), establecer un
    canal de comunicación (entrada) e incluso responder
    las llamadas procedentes de otras computadoras (respuesta
    automática
    ).

    El faxmódem realiza la misma función que
    el módem; además permite que una PC simule una
    máquina de fax.

    Tipos de
    líneas

    1. Simplex: Transmite los datos
      únicamente en una dirección y ésta no se
      puede cambiar nunca.
    2. Dúplex: Lleva los datos
      únicamente en una dirección, pero ésta
      puede ser invertida.

      Configuración de
      líneas

      Describe el método de conexión de
      las computadoras con las líneas de
      comunicación. En este sentido las líneas
      pueden ser:

      Punto a punto: Un único
      emplazamiento está conectado directamente con la
      computadora. Las líneas punto a punto se usan
      frecuentemente entre grandes computadoras que se comunican
      entre sí en forma continua.

    3. Full dúplex: Puede transmitir los datos
      simultáneamente en ambas direcciones, como si dos
      líneas simplex estuvieran trabajando en direcciones
      opuestas.

      Servicios de
      transmisión

      Para la comunicación de datos se recurre a
      las portadoras comunes para tener acceso a canales
      de comunicaciones. Las portadoras comunes de comunicaciones
      ofrecen dos tipos de servicios:

    4. Multipunto: Permiten que un canal de
      comunicación sea compartido entre todos los usuarios
      de la misma línea. La ventaja es que el costo total de
      la red de usuarios puede reducirse, porque la línea
      compartida disminuye la cantidad de líneas de
      comunicación. Además, todos los puntos de una
      línea pueden recibir los mismos datos al mismo tiempo
      si es necesario.
    5. línea privada o rentada:
      Ofrece un canal de comunicaciones de datos dedicado entre dos
      puntos de una red de computación. El cobro por una
      línea privada se basa en la capacidad de canal (bps) y
      la distancia (kms. aéreos).
    6. línea conmutada o de
      sintonía
      : Esta disponible estrictamente por
      medio del cobro por tiempo y distancia, similar a una llamada
      telefónica de larga distancia. Se hace una
      conexión "sintonizando" la computadora y un
      módem envía y recibe los datos. Este tipo de
      línea es más flexible que la anterior porque
      puede establece una conexión con cualquier computadora
      instalada cerca de un teléfono.

    Redes

    Una red de computadores es cualquier sistema de
    computación o grupo de computadoras, estaciones de trabajo
    o dispositivos de computadoras conectados entre sí. En una
    red de computación, el nodo puede ser una terminal, una
    computadora o cualquier dispositivo de destino/fuente. Las redes
    de cómputo están configuradas para satisfacer las
    necesidades específicas de una
    organización.

    Si bien las PC por lo común se usan como sistemas
    de computación independientes, también pueden
    duplicar su capacidad como terminales remotas. Esta dualidad
    de funciones
    le ofrece la flexibilidad para trabajar con la
    PC como un sistema independiente o conectarse con una computadora
    más grande y aprovechar su capacidad
    incrementada.

    Las redes presentan ventajas, ya que
    permiten:

    • compartir hardware, reduciendo el costo
      y haciendo accesibles poderosos equipos de cómputo a
      más personas;
    • compartir datos y software, aumentado
      la eficiencia y la productividad. Las redes no eliminan las
      diferencias de compatibilidad entre distintos sistemas
      operativos, pero simplifican la comunicación entre
      máquinas. Si se emplean programas con formatos de
      archivo incompatibles, habrá que usar software de
      traducción de datos para leer y modificar los
      archivos.
    • que los seres humanos colaboren y
      trabajen en formas que, sin las redes, serían
      difíciles o imposibles
      . Para ello existen
      aplicaciones groupware: programas diseñados para
      que varios usuarios trabajen con un mismo documento al mismo
      tiempo.

    Existen 2 tipos de
    redes:

    • redes de comunicación:
      transmiten datos, voz o imágenes visuales. Las redes de
      información tienen uno o más sistemas de
      computación extremos que ofrecen una amplia gama de
      servicios de información: Noticias, clima, deportes; entretenimiento;
      juegos; servicios bancarios desde el hogar; información
      financiera; servicios de corretaje; tableros de avisos;
      correo
      electrónico; compras
      desde el hogar; consultas; educación; bienes raíces, cocina,
      salud, viajes,
      etc.
    • redes de proceso distribuido: enlazan
      diferentes elementos para que compartan recursos y capacidad de
      procesamiento.

    La mayoría de los computadores tiene
    puertos, que son contactos por los que sale y entra la
    información. Los puertos pueden ser:

    • paralelos: tienen la anchura suficiente
      para que los bits puedan pasar en grupos de 8, 16 ó 32.
      Suelen conectar al computador las impresoras y otros
      periféricos externos.
    • seriales: requieren que los bits pasen
      de uno en uno. Por lo general sirven como puertas de acceso
      para la información que viaja de un computador a
      otro.

    Topología de
    redes

    Una topología es la disposición de
    los nodos (lugares de emisión, recepción o
    procesamiento) para transmitir datos. Una topología de red es una descripción de las conexiones
    físicas posibles de una red. La topología es la
    configuración del hardware e indica que pares de nodos
    están disponibles para las comunicaciones.

    Según su topología una red puede
    ser:

    1. lineal o de barra colectora: Es un
      canal lineal; derivaciones en él enlazan los nodos
      individuales con la barra colectora. Por lo tanto la
      configuración es la de una línea multipunto.
      Esta es una topología de difusión ya que
      cada mensaje o conjunto de datos enviado por ella va a
      cualquiera de los nodos. Un nodo individual identifica
      únicamente los mensajes que se dirigen a él. El
      cable central se denomina medio de
      transmisión
      .
    2. 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.

      Redes de
      comunicación

      El objetivo de estas redes es conectar
      emplazamientos múltiples que tengan necesidad de
      transmisión o recibir datos; no necesitan tener
      capacidad de procesamiento.

      Las redes de comunicación pueden
      ser:

    3. de anillo: Un punto se puede
      comunicar directamente con cualquier otro punto, sin
      necesidad de pasar por una computadora central. Los
      procesadores (o controladores) de comunicaciones manejan las
      actividades de comunicación de cada uno de los
      emplazamientos, almacenando los datos durante breves
      períodos antes de transmitirlos, o bien recibiendo la
      transmisión de otras posición. Estas redes
      también utilizan una topología de
      difusión; los mensajes circulan de nodo en nodo
      en una sola dirección. La computadora recibe el
      mensaje que viene del nodo anterior y lo recibe o lo
      reenvía, según corresponda. Implica sistemas de
      cómputo de aproximadamente el mismo
      tamaño.
    4. 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.
    1. de área local (LAN, local area
      network
      ):
      Es la red de comunicación que abarca
      un único emplazamiento, es decir es una red en la cual
      los computadores se encuentran a corta distancia. Consta de
      una colección de computadores y periféricos
      cuyos puertos seriales están conectados directamente
      con cables; estos cables sirven como carreteras de
      información para transportar los datos entre los
      dispositivos. También hay redes
      inalámbricas
      , en las que cada computador tiene una
      pequeña radio conectada al puerto serial, de manera
      que puede enviar y recibir datos a través del aire, en
      vez de usar cables. La mayoría de las redes de
      áreas local utilizan una topología de
      difusión: cada mensaje se envía a cada uno de
      los nodos. El nodo recibe únicamente los mensajes
      dirigidos a él en particular. En una LAN los usuarios
      pueden compartir datos, software de aplicaciones, conexiones
      con macrocomputadoras, capacidades de comunicación
      (módems), bases de datos, tableros de expansión
      y otros recursos; representan una buena inversión
      debido a que los recursos pueden ser compartidos. Con
      frecuencia están integradas a redes WAN. Los dos
      métodos más conocidos de acceso LAN
      son:
    • 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:

    1. Carga compartida: Tienen disponible una gran
      cantidad de potencia de cómputo para los usuarios con
      pequeños sistemas o con sólo terminales remotas
      en lugar de un sistema muy grande de cómputo. La carga
      compartida también es muy útil cuando una
      computadora se encuentra sobrecargada o presenta problemas en
      el equipo. Los accesos a diferentes computadoras en lugar de
      únicamente a una es una característica muy
      favorable.
    2. Programática compartida: La capacidad
      de poder compartir datos así como programática
      sirve para reducir el costo total por el almacenamiento de
      los datos para todos los usuarios; de la misma manera, puesto
      que se requieren menos sistemas mayores, las minicomputadoras
      pueden reemplazar parte del equipo más costoso. El
      almacenamiento de los programas se puede centralizar para que
      sean compartidos por todos los usuarios; ello permite el
      desarrollo de paquetes de programas mucho más extensos
      a un menor costo para cada instalación.

    Tendencias

    Existen tecnologías de comunicación
    alternativas:

    • Correo de voz: Es más que un
      contestador; es un elaborado sistema de mensajes con muchas de
      las características de un sistema de correo
      electrónico, excepto poder editar los mensajes
      electrónicamente y anexar documentos del
      computador.
    • Transmisión de facsímil:
      Una máquina de fax es una herramienta rápida y
      práctica para transmitir información almacenada
      en documentos de papel. Cuando se envía un fax, la
      máquina emisora "barre" las páginas y convierte
      la imagen así digitalizada en una serie de pulsos
      eléctricos, para luego enviar esas señales por
      las líneas telefónicas hasta otra máquina
      de fax. La máquina receptora usa las señales para
      construir e imprimir facsímiles o copias en
      blanco y negro de las páginas originales. Un computador
      puede enviar los documentos en pantalla a través de un
      fax módem a una máquina de fax receptora. El fax
      módem traduce el documento a señales que pueden
      enviarse por los cables telefónicos para que sean
      decodificados por la máquina de fax receptora. Un
      computador también puede usar un fax módem para
      recibir transmisiones de máquinas de fax, usando
      la máquina emisora como una especie de digitalizador de
      imágenes remoto. Al igual que el documento digitalizado,
      para el computador el facsímil digital no es más
      que una colección de puntos blancos y negros, por lo que
      para editarlo es necesario utilizar un software de
      OCR.
    • Videoteleconferencia: Permite
      comunicarse "cara a cara" a grandes distancias, al combinar las
      tecnologías del video y de la
      computación.
    • Transferencia electrónica de
      fondos
      : El dinero no
      es más que otro tipo de información, las
      diferentes monedas no son más que símbolos que
      permiten a las personas intercambiar bienes y servicios. En los
      últimos siglos el papel ha reemplazado al metal; hoy en
      día el papel es sustituido por patrones digitales
      almacenados en medios informativos. El dinero,
      como otra información digital, puede transmitirse a
      través de las redes de computadores. Un cajero
      automático es una terminal especializada que se enlaza
      con el computador principal del banco a
      través de una red comercial bancaria; pero no es el
      único medio para efectuar la transferencia
      electrónica de fondos.
    • Comunicador personal: Combina un
      teléfono celular, un fax módem y otro equipo de
      comunicación en una caja ligera e inalámbrica
      parecida a un computador basado en pluma. Sirve como
      teléfono portátil, máquina de fax,
      buzón electrónico, localizador y computador
      personal.

    Pero cuando todo el sistema telefónico sea
    digital, se habrán sentado las bases para una red
    unificada que permita transmitir todo tipo de información
    digital. Así la ISDN (Integrated Services
    Digital Network
    , red digital de servicios integrados)
    enlazará teléfonos, computadores, máquinas
    de fax, televisión e incluso el correo en un mismo sistema
    digital. A esa realidad alternativa e la denomina ciberespacio.
    También se llama "frontera electrónica" a este
    nuevo mundo en línea.

    Siguiendo la tendencia hacia una mayor conectividad, se
    están interconectando WAN y LAN para permitir que los
    usuarios tengan acceso a una mayor variedad de aplicaciones y
    más información.

    Dado que las redes usan una variedad de protocolos de
    comunicaciones y sistemas operativos, las redes incompatibles no
    pueden "comunicarse" directamente entre sí. El encaminador
    constituye la principal tecnología de hardware y software
    que se utiliza para resolver este problema. Los
    encaminadores cierran la brecha entre LAN y LAN, entre WAN
    y WAN y entre LAN y WAN. Al recibir un mensaje, el encaminador
    realiza la conversión de protocolos necesaria y encamina
    el mensaje hacia su destino.

    Las organizaciones
    que interconectan redes de computación lo hacen con base
    en una espina dorsal.; ésta se compone de un
    sistema de encaminadores y los medios de transmisión
    asociados que enlazan los encaminadores y las macrocomputadoras
    de las redes del sistema.

    Esta es la era del procesamiento cooperativo.
    Para obtener información significativa, precisa y
    oportuna, las empresas han
    decidido que deben cooperar a nivel interno y externo para
    aprovechar la totalidad de la información disponible. Para
    promover la cooperación interna, las empresas
    están promoviendo las redes internas de empresa. Una
    aplicación de la red interempresas es el intercambio
    electrónico de datos
    (EDI).

    La aplicación que puede tener el efecto
    más importante en el mayor número de personas es
    la supercarretera de información; es una red de
    enlaces de comunicaciones de datos de alta velocidad que con el
    paso del tiempo se asociará a todas las facetas de la
    sociedad,
    integrando la red con las tecnologías de la
    televisión y la computación.

    El tránsito en la supercarretera será
    cualquier material que se pueda digitalizar, y las aplicaciones
    de esta supercarretera serán, entre otras:

    • incorporación de la función del
      teléfono en un videófono o en una
      computadora;
    • abundancia de entretenimiento, abriendo las puertas
      al entretenimiento interactivo;
    • ediciones de copia blanda como una alternativa para
      la edición de copia dura de casi cualquier material
      impreso;
    • correspondencia transmitida
      electrónicamente;
    • transferencia electrónica de
      fondos;
    • compras electrónicas desde el
      hogar;
    • votación y escrutinio de alta
      tecnología, reduciendo los costos de las elecciones y
      alentando una mayor participación de los electores
      (cuando las elecciones no sean obligatorias);
    • formación de una base de datos nacional, que
      será el almacenamiento central de todos los datos
      personales de los ciudadanos, permitiendo la
      consolidación de dichos datos

    La flexibilidad en la distribución de los bits
    será crucial; las emisoras asignarán los bits a
    medios determinados (como la
    televisión o la radio) en el
    punto de transmisión. El transmisor le dice al receptor
    que tipo de bits está enviando.

    En un futuro más lejano, los bits no
    estarán limitados a un medio específico, una vez
    que abandonen el transmisor, es decir el emisor no tendrá
    idea alguna sobre la forma en que los usuarios tomarán los
    bits, será el receptor el que decida. Los bits
    saldrán de la estación emisora como bits, para ser
    utilizados y transformados de maneras diferentes, personalizados
    por una amplia gama de programas de computación. Los
    mismos bits podrán ser vistos por el destinatario a partir
    de muchas perspectivas.

    Actualmente un CD utilizado como ROM tiene una capacidad
    de almacenamiento de 5 mil millones de bits, utilizando
    sólo un lado. En los próximos años
    está capacidad por lado será incrementada a 50 mil
    millones.

    La visión a más largo plazo de los
    multimedios no esta basada, sin embargo, en el CD, sino que
    surgirá a partir de la creciente base de sistemas
    on-line
    , que tienen una capacidad ilimitada.

    En el mundo digital, el problema de la amplitud y
    profundidad desaparece, y tanto los lectores como los autores se
    podrán mover con más libertad entre
    las generalidades y los detalles.

    En el mundo digital el espacio ocupado por la
    información no está limitado a tres dimensiones. La
    expresión de una idea, o una secuencia de ideas, puede
    incluir una red multidimensional de indicadores
    que apuntan hacia futuras elaboraciones o exposiciones, que
    pueden ser llamadas o ignoradas. Los hipermedios deberán
    ser pensados como una colección de mensajes
    elásticos, que pueden ser estirados y encogidos
    según la acción determinada por el lector. La
    traslación libre de un medio (video, texto, datos) a otro
    es el objetivo real hacia el cual apunta el campo de los
    multimedios.

    Pero frente a un panorama alentador tendremos
    también la pérdida de numerosos puestos de trabajo
    a causa de la automatización total de sistemas, que
    pronto transformarán el trabajo administrativo de la misma
    manera que ya ha transformado el trabajo fabril.

    A medida que el mundo de los negocios se
    globaliza y la Internet crece, comenzaremos
    a observar un lugar de trabajo digital sin fisuras; los bits no
    conocerán fronteras, serán almacenados y
    manipulados sin respeto alguno
    por los límites geopolíticos. Lo más
    probable es que las zonas delimitadas por los husos horarios
    desempeñen en nuestro futuro digital un rol más
    importante que las zonas de intercambio comercial.

    A medida que nos vamos moviendo hacia ese mundo
    digitalizado, un importante sector de la población mundial se verá privado de
    sus derechos o
    privilegios.

    La era digital tiene cuatro grandes cualidades: descentralización, globalización, armonización y
    motivación.

    El efecto descentralizador se percibe sobre todo en el
    comercio y en
    la industria de la computación misma. La empresa del
    futuro podrá cubrir sus necesidades de computación
    en forma escalonada, poblando su organización de PC que,
    cuando resulte necesario, podrán trabajar al
    unísono para solucionar problemas de computación
    complejos. Las computadoras trabajarán tanto para
    individuos como para grupos.

    La nación-estado misma está sujeta a
    tremendos cambios y a la
    globalización; el mundo digitalizado hace pensar que
    los intentos de unificación mundial se van haciendo
    viables.

    Hoy en día, el 20% del mundo consume el 80% de
    los recursos. La tecnología digital podrá ser la
    fuerza natural
    que impulse a los hombres hacia una mayor armonía mundial.
    El efecto armonizador es ya evidente en disciplinas y empresas
    que antes estaban separada y que comienzan a colaborar entre
    sí en lugar de competir.

    El acceso, la movilidad y la habilidad para efectuar
    cambios son evidencias de la naturaleza motivadora de estar
    digitalizado, que es lo que hará que el futuro sea tan
    diferente del presente.

     

     

    Autor:

    Marina Ivnisky

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