El Sistema Informático

Definición y Objetivo

Un sistema informático es un conjunto formado por hardware, software y el usuario. Su objetivo principal es procesar, organizar, almacenar y clasificar información. El ordenador moderno permite realizar cálculos y operaciones que antes no se podían.

Un programa está formado por unos datos, los cuales lee y ejecuta; esos datos representan la información que el sistema debe manipular.

Evolución Histórica

• Los primeros autómatas mecánicos surgieron en el siglo XIX.
• En la década de 1930 aparecieron las primeras computadoras para cálculos, impulsadas por la Segunda Guerra Mundial.
• En 1936, Alan Turing describió la Máquina de Turing, que se basaba en una cinta sobre la que se puede leer, escribir y mover símbolos, constituyendo la base conceptual de los ordenadores.

Arquitecturas de Computadoras

Existen dos tipos principales de arquitecturas de las computadoras:

Arquitectura de Von Neumann

Diseñada en los años 40, utiliza una única memoria donde se almacenan tanto los datos como las instrucciones. Está formada por una unidad central integrada por la unidad aritmética lógica (ALU). Los registros de la unidad de control incluyen la memoria principal, sus datos y sus instrucciones, y también los sistemas de entrada y salida que conectan todos los elementos.

Arquitectura Harvard

Esta arquitectura separa físicamente la memoria de instrucciones y la memoria de datos, lo que aumenta la velocidad del sistema. Suele utilizarse en microcontroladores y en sistemas electrónicos específicos.

Funcionamiento y Componentes Clave

El funcionamiento de un computador se centra en el procesador y su ciclo de instrucción, que comprende la búsqueda, decodificación y ejecución de comandos. El rendimiento se evalúa mediante el tiempo de ejecución de programas o métricas como instrucciones por segundo.

El sistema depende de componentes clave como:

• La fuente de alimentación, que transforma la corriente eléctrica.
• La placa base, que interconecta todos los elementos mediante el chipset.
• El procesador, con arquitecturas CISC o RISC, que se instala en un socket (como ZIF o LGA) y requiere refrigeración mediante disipadores o sistemas líquidos.
• La memoria RAM, volátil y en formatos como DDR, almacena temporalmente datos y programas.
• El almacenamiento permanente, que puede ser magnético (HDD) o de estado sólido (SSD).
• Las tarjetas de expansión, que añaden funciones como gráficos, sonido o conectividad de red.

El software se categoriza en sistemas operativos, herramientas de desarrollo y aplicaciones de usuario final. Finalmente, los periféricos —de entrada, salida o mixtos— completan la funcionalidad del sistema.

Redes y Sistemas de Comunicación

Definición y Características de Redes

Una red es un conjunto de computadoras conectadas entre sí que pueden intercambiar información. Un sistema de comunicación se divide entre el dispositivo origen, el medio de transmisión de la información y el dispositivo destino.

Las redes tienen 4 características fundamentales:

1. Tolerancia a fallos: Minimiza la cantidad de dispositivos afectados.
2. Escalabilidad: Puede ser expandida según las necesidades del entorno.
3. Calidad de servicio (QoS): Administra la congestión de la red y garantiza la llegada de la información al destino.
4. Seguridad: Se transmite junto a la información en términos de confidencialidad, integridad y disponibilidad.

Ventajas e Inconvenientes

Las ventajas de las redes son:

• La posibilidad de comunicar varias computadoras.
• Comunicarse rápida y eficientemente.
• Mejora la forma de trabajo.

Los inconvenientes son:

• El riesgo debido a los virus.
• El coste de las instalaciones.
• Posibles bloqueos (se asume que se refiere a problemas de acceso o seguridad).

Clasificación de Redes

Por Arquitectura

• Cliente-Servidor: El servidor centra los recursos.
• Punto a punto: Los dispositivos actúan como socios; cada uno puede ser cliente o servidor.
• Multipunto: Existe un nodo central que soporta todo el tráfico de los equipos.

Por Alcance

• PAN (Personal Area Network): Equipos conectados a pocos metros y de uso personal.
• HAN (Home Area Network): Uso doméstico formado por un router y los equipos conectados.
• LAN (Local Area Network): Formada por varios nodos conectados a un switch. Si es inalámbrica, se denomina WLAN.
• CAN (Campus Area Network): Conecta varias LAN, red para varios edificios conectados.
• MAN (Metropolitan Area Network): Cubre una ciudad entera y generalmente requiere una compañía de telecomunicaciones.

Dirección de Datos (Modos de Comunicación)

• Simplex: Sentido único y de forma permanente.
• Half-dúplex: En los dos sentidos, pero solo uno transmite a la vez.
• Full-dúplex: En ambos sentidos simultáneamente; ambos pueden recibir y transmitir a la vez.

Por Topología de Red

• Bus: Línea recta que une los equipos de forma directa.
• Anillo: Conecta cada uno con el siguiente formando un círculo.
• Estrella: Conecta los equipos a un punto central.
• Árbol: Conecta jerárquicamente a partir de un nodo central.
• Malla: Cada nodo está conectado a todos los demás.
• Mixta: Su diseño se basa en la combinación de diferentes topologías.

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Etiquetas: arquitectura Harvard, arquitectura Von Neumann, hardware, Redes de comunicación, sistema informático, Software