Read the book: «Operaciones auxiliares con Tecnologías de la Información y la Comunicación. IFCT0108»

Capítulo 1

Bloques funcionales en un sistema informático

Contenido

1  Introducción

2  Tratamiento de la información en un sistema informático

3  Sistemas de codificación

4  Representación interna de los datos

5  Componentes de un sistema informático

6  Estructura básica de un sistema informático

7  Unidad central de proceso en un sistema informático

8  Unidades de entrada y salida

9  Tipos de software

10  Procedimientos de arranque y parada

11  Resumen

1. Introducción

En este capítulo, se va a descubrir qué es un sistema informático, la forma de representar la información dentro del mismo, qué operaciones permite realizar y cómo se manipula la información que a través del sistema se va a tratar. Para ello, se incidirá tanto en los componentes que integran un sistema informático como en su estructura básica y todo esto diferenciando dos puntos de vista, lógico y físico o, lo que es lo mismo, software y hardware.

Asimismo, se detallarán los diferentes sistemas de codificación existentes, tanto para números como para caracteres, y se realizarán ejercicios prácticos de conversión entre ellos, además de conocer su representación mediante una tabla que muestra una serie de números en cada uno de los sistemas.

Además, se recorrerá la historia de la computación y se aprenderá el funcionamiento de la arquitectura de von Neumann.

A lo largo del capítulo, se tratarán los dispositivos de entrada y salida y de almacenamiento, exponiendo ejemplos para cada uno de ellos. Por último, se analizará la división que existe entre los diferentes tipos de software.

2. Tratamiento de la información en un sistema informático

Es de obligatorio cumplimiento partir de la definición de informática, que se entiende como la ciencia encargada del tratamiento y procesamiento de la información de un modo automático.

Un sistema informático es el encargado de manipular una serie de datos de entrada con el objetivo de presentarlos de la mejor forma, cumpliendo la finalidad para la cual ha sido diseñado dicho sistema.

Nota

Ni se diseñará un sistema informático de igual forma si sus datos de entrada o información de entrada son diferentes, ni recibirán el mismo tratamiento datos de diferente naturaleza.

El sistema informático (en un ordenador, la CPU) requerirá de diversos dispositivos que faciliten la entrada de datos, ya sea el usuario, por medio del teclado, o que se encuentren contenidos en una unidad de almacenamiento, como un CD-ROM, DVD o pendrive u otras fuentes de datos como pueden ser internet. Del mismo modo, para la salida de la información obtenida se hará uso de dispositivos tales como el propio monitor o una impresora.

Nota

El tratamiento de la información se divide en tres fases:

1 Fase de entrada de datos al sistema.

2 Fase de manipulación o procesamiento de datos.

3 Fase de salida o presentación de los mismos.

3. Sistemas de codificación

La comunicación es un proceso por el cual las personas intercambian información a través del lenguaje que se utiliza en cada país de origen. Si se extrapola esta afirmación al mundo de la informática, se podría pensar que esta comunicación se realiza como la de un país más con su propio idioma, algo peculiar, eso sí.

En lugar de palabras compuestas por las letras del alfabeto y números decimales, los ordenadores utilizan su propio lenguaje, que se compone por dos únicos valores, el 0 y el 1. Este lenguaje numérico es conocido como Sistema binario y es un sistema en base 2.

Sabía que…

Cualquier número mayor que 1 se puede utilizar como base de un sistema numérico.

Como ejemplos de sistemas numéricos más relevantes que se han utilizado a lo largo de la historia y que aún se utilizan para diversas causas, se tienen:

1 Sistema decimal: el más extendido y universal dentro del lenguaje humano, se basa en 10 números, concretamente 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9.

2 Sistema octal: utilizado también por los ordenadores gracias a ser su base 8 potencia de 2. Los símbolos utilizados por el sistema octal son 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7.

3 Sistema hexadecimal: caso similar al anterior, al ser la base potencia de 2. En este caso, se requieren 16 símbolos para representar un número. Los numéricos son: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9, y los no numéricos: A, B, C, D, E y F.

Si se codifica un número de un sistema numérico cualquiera en forma de vector, la forma de representarlo en el sistema decimal se determina por medio de la siguiente fórmula:

N (vector) = (dígito_n, dígito_n1, …, dígito_i, …, dígito₁, dígito₀, dígito_-1, …, dígito_-m) N (valor) = ∑_i=-d,n (dígito)_i, ⋅ (base)ⁱ

Esta fórmula es consecuencia directa del Teorema fundamental de la numeración, que se pasa a comprobar en la siguiente aplicación práctica, en la se convierten diferentes números de distintos sistemas numéricos al sistema decimal.

Aplicación práctica

Imagine que está trabajando en una empresa del sector informático como técnico de sistemas y un compañero del departamento de desarrollo de aplicaciones está codificando una aplicación informática para la cual necesita la conversión entre números de diferentes sistemas de numeración y, como usted sabe hacerlo, le pide ayuda para convertir los siguientes números, cada uno desde la base que se especifica a base decimal: 2D1₍₁₆₎, 1321₍₈₎ y 1011010001₍₂₎.

SOLUCIÓN

2D1₍₁₆₎ (D equivale a 13)

2 x 16² + 13 x 16¹ + 1 x 16⁰ = 512 + 208 + 1 = 721₍₁₀₎ 1321₍₈₎

1 x 8³ + 3x8² + 2x8¹ + 2x8⁰ = 512 +192 + 16 + 1 = 721₍₁₀₎ 1011010001₍₂₎

1 x 2⁹ + 0 x 2⁸ + 1 x 2⁷ + 1 x 2⁶ + 0 x 2⁵ + 1 x 2⁴ + 0 x 2³ + 0 x 2² + 0 x 2¹ + 1 x 2⁰ = 512 + 0 + 128 + 64 + 0 + 16 + 0 + 0 + 0 + 1 = 721₍₁₀₎

Se ha comprobado cómo convertir diferentes números de diferentes sistemas numéricos al sistema decimal. Para realizar el proceso inverso, se realizarán divisiones sucesivas del número decimal entre la base del sistema a transformar y se irán almacenando los restos de las divisiones para posteriormente formar el valor transformado.

Nota

Para realizar la conversión a otro sistema de numeración, se realizará el mismo proceso, sustituyendo como divisor la base del sistema en cuestión.

En la siguiente tabla, se muestran los primeros números decimales convertidos a los sistemas numéricos binario, hexadecimal y octal.

Aplicación práctica

Imagine que un compañero del departamento de desarrollo le pide el favor de que le explique el proceso de conversión de un número en base decimal a base octal, por ejemplo el 721. ¿Cómo se lo explicaría de un modo gráfico?

SOLUCIÓN

Conversión de base decimal o octal

4. Representación interna de los datos

La información que un equipo informático puede manipular y, por tanto, representar, se engloba a grandes rasgos en dos bloques que son el resultado de una división que depende de la naturaleza de los mismos. Por un lado, se representan secuencias de tipo numérico y, por otro, secuencias de caracteres.

4.1. Representación de secuencias numéricas

Para un ordenador, existen diferentes formas de representación de datos numéricos, las cuales se basan en una serie de principios a tener en cuenta a la hora de elegir el modo de representación de los mismos.

Dichos principios a tomar en consideración son los siguientes:

1 La naturaleza de la secuencia numérica.

2 El intervalo o rango de los datos que se estimen representables, así como la precisión o número de dígitos imprescindibles para representar un valor numérico dado.

3 Aunque hoy en día los equipos informáticos evolucionan muy rápidamente y trabajan a unas velocidades vertiginosas, es conveniente optimizar los gastos de fabricación de los equipos, siendo estos acordes con los requisitos de representación de los datos numéricos.

Nota

La forma de representar un dato numérico de tipo entero diferirá de hacerlo para un dato numérico de tipo real.

Secuencias de números enteros

Para la representación de números enteros, existen dos clases diferentes cuya distinción se hace al dotar a cada dígito de un valor que está subordinado tanto al propio símbolo numérico como a su posición. Este sistema de representación se denomina posicional y transforma el número a modo de vector.

Por otro lado, como segunda clase, se mantienen los sistemas de numeración no posicionales, en los cuales no influye la posición en la que se encuentre un número, sino el valor que posea.

Sistemas de numeración posicionales

Un sistema de numeración posicional se basa en que a cada uno de sus dígitos se le asigna un valor que depende tanto del propio valor del dígito como de la posición en la que este se encuentre.

En cuanto a los sistemas de numeración posicionales, existen los siguientes:

Signo magnitud

Se trata de una manera de representar en binario los números enteros con signo. Se empleará un bit para ello, el de la izquierda o más significativo, y todos los demás para el valor absoluto del número. Como valor más significativo, el 0 indica que el número es positivo y el 1 que el número es negativo.

Complemento a 1

Para este caso, se procederá con una conversión tradicional al sistema binario para los números positivos. Sin embargo, para números negativos, se convertirá a binario el número y seguidamente se realizará una operación NOT para todos los bits o, lo que es lo mismo, invertir ceros por unos y unos por ceros.

Complemento a 2

En caso de ser positivo, se operará del mismo modo que en complemento a 1 para estos, es decir, con una conversión tradicional al sistema binario. Para el caso de los números negativos, se opera como si a complemento a 1 se tratase además de sumar 1.

Nota

El complemento a 2 es igual que el complemento a 1 para números positivos y, en caso de números negativos, además de ser igual al complemento a 1, hay que sumarle 1.

En la siguiente tabla, se pueden observar números de 4 bits representados en cada uno de los sistemas de numeración posicionales.

Sistemas de numeración no posicionales

En cuanto a los sistemas de numeración no posicionales, se tienen los siguientes tipos:

1 BCD: consiste en una representación binaria de 4 bits de cada uno de los dígitos de un número expresado en sistema decimal.

2 Exceso a 3: variante de la anterior, se opera de igual modo, pero se le suma 3 a cada dígito del número decimal.

3 Código Gray: este sistema de representación, también llamado Binario reflejado, radica en que dos números enteros consecutivos tienen un solo bit de diferencia.

Recuerde

Un sistema de numeración no posicional basa el valor de cada uno de sus dígitos en el propio valor del dígito sin afectar la posición en la que este se encuentre.

En la siguiente tabla, se pueden observar números de 4 bits con signo positivo representados en cada uno de los sistemas de numeración no posicionales.

Secuencias de números reales

A la hora de representar secuencias de números reales, también existen diferentes formatos de representación, entre los que destacan los siguientes:

Punto fijo o coma fija

Sistema por el cual se separa la parte entera de la parte decimal con un punto. Su representación en el sistema decimal se realizará como si de una conversión de números enteros se tratase, aunque asignando exponentes negativos para la parte decimal, es decir, se comenzará con un exponente igual a 0 para el primer dígito a la izquierda del punto e incrementará al avanzar hacia la izquierda. Sin embargo, para el primer dígito a la derecha del punto, se utilizará un exponente igual a -1, con que irá en decremento al avanzar hacia la derecha.

Punto flotante o coma flotante

Se utiliza debido a que el rango de números representables en punto flotante es escaso. Para ello, se emplea la notación científica, la cual lleva ligados tres datos, que son la mantisa, la base y el exponente.

Ejemplo

1.0 · 10¹⁵, de los que 1.0 es la mantisa, 10 la base y 15 el exponente.

4.2. Representación de secuencias de caracteres

En cuanto a la representación de caracteres, los ordenadores se sirven de lo que se conoce como códigos alfanuméricos que, como mínimo, estarán formados por las letras del abecedario, los números del sistema decimal y algún que otro símbolo o signo de puntuación. Algunos de los códigos de caracteres alfanuméricos más relevantes utilizados en la actualidad son los siguientes:

1 ASCII: se trata de un código de caracteres estándar, que utiliza 7 bits y con el que se representan hasta un total de 27 = 128 caracteres, cifra pequeña que, en muchos casos, no es suficiente. Existe una versión que utiliza 8 hits con la que se pueden representar hasta 256 caracteres. En este caso, surge el problema de que no se encuentra estandarizada.

2 EBCDIC: código de caracteres estándar creado por IBM. Utiliza 8 bits y es usado en trabajos de computación por macroordenadores o mainframes.

3 UNICODE: código de caracteres estándar creado para resolver los problemas de escasez de caracteres surgidos en otros códigos. En este caso, se utilizan 16 bits, con lo que se pueden representar 216 = 65536 caracteres, de los cuales, los 256 primeros se ajustan al código ASCII de 8 bits o ASCII extendido. Al poseer un rango de representación tan amplio, alfabetos como el chino, japonés, latín o griego podrán hacer uso del mismo.

Recuerde

El código ASCII utiliza 7 bits de representación, EDCDIC utiliza 8 bits de representación y UNICODE utiliza 16 bits de representación.

En la siguiente tabla, se puede observar el código de caracteres ASCII.

5. Componentes de un sistema informático

Todo sistema informático tiene la labor de procesar los datos de entrada, manipularlos, darles forma y presentarlos como datos de salida. Estos datos se pueden suministrar tanto de soportes de almacenamiento físico como desde una red de ordenadores (o inclusive vía red de redes: internet) y, una vez procesados, pueden volver al medio de origen o ser mostrados a través de algún periférico.

Se manifiesta notoriamente cómo uno de los dos componentes de un sistema informático es tangible, tratándose de los medios físicos empleados o hardware. Pero también que los datos de entrada reciben un tratamiento o manipulación antes de ser devueltos a la salida del sistema. Esta manipulación de los datos es realizada por una serie de programas o medios lógicos denominados software.

Nota

Aún hay que añadir el factor humano como tercer componente en un sistema informático, al colaborar directamente durante muchas de las fases del proceso, como son planificación, diseño, desarrollo, implantación y mantenimiento.

Los componentes de un sistema informático son:

1 Hardware:Fuentes de alimentaciónPlacas baseDiscos durosMemorias RAM

2 Software:Sistemas operativosAplicacionesSoftware de utilidades

6. Estructura básica de un sistema informático

La tecnología es una ciencia que avanza a una velocidad vertiginosa y tanto los materiales como los componentes electrónicos fabricados para la manufacturación de equipos informáticos han cambiado. Sin embargo, la arquitectura empleada ha permanecido constante y, tradicionalmente, se ha utilizado la arquitectura de von Neumann, acuñada así por su creador, el matemático John von Neumann, a partir de 1945, aunque se verá que no es la única.

Los ordenadores basados en esta arquitectura se caracterizan por poseer una única memoria principal donde se almacenan tanto los datos como las instrucciones, además de utilizar el sistema de numeración binario, y se dividen en las siguientes partes elementales:

1 Las unidades de Entrada/Salida.

2 La memoria.

3 La unidad de control.

4 La unidad aritmético-lógica o ALU.

5 Los registros de almacenamiento.

6 Los buses de datos.

Otra arquitectura de ordenadores a destacar es la conocida como arquitectura Harvard. La principal diferencia entre ella y la arquitectura von Neumann radica en que separa físicamente el almacenamiento de datos e instrucciones en dos unidades de memoria.

Nota

Esta arquitectura realiza la división de un ordenador en sus diferentes componentes elementales, perdurando desde entonces hasta la actualidad con alguna mínima modificación por parte de los fabricantes de hardware.

Esquema de conexión de los distintos elementos incluidos en la arquitectura de von Neumann

7. Unidad central de proceso en un sistema informático

La unidad central de proceso es la encargada de realizar el tratamiento, interpretación y ejecución de los datos que intervienen en el sistema informático, así como la realización de multitud de operaciones aritmético-lógicas que participan en el proceso. Comúnmente es conocida como CPU (del inglés central process unit).

Sabía que…

La arquitectura von Neumann fue el origen de unos trabajos para construir una máquina que relevará a la computadora ENIAC utilizada por el ejército de EE. UU., que ya en aquellos años era capaz de calcular 5.000 sumas y 300 multiplicaciones en 1 segundo.

7.1. Estructura

La CPU se compone de elementos claves dentro de la arquitectura de von Neumann, como son la unidad de control y la unidad aritmético-lógica o ALU, y de unos registros de almacenamiento.

Nota

Actualmente, estos dos componentes se fabrican en un único circuito integrado que se conoce con el nombre de microprocesador.

Las definiciones de cada una de las partes que componen la unidad central de proceso o CPU son las siguientes:

1 Unidad de control: es la encargada de analizar y desglosar la información a modo de instrucciones que llegan a la CPU y derivarlas mediante órdenes a los diferentes componentes de un ordenador para que realicen la labor solicitada.

2 Unidad aritmético-lógica: su labor es la de efectuar las operaciones lógicas, como comparaciones o condiciones, y las matemáticas, tales como sumas, restas, multiplicaciones y divisiones, todas ellas ordenadas por la unidad de control.

3 Registros de almacenamiento: se encargan de guardar tanto los resultados de las operaciones efectuadas por la ALU como de la dirección física de memoria donde se encuentra la próxima instrucción a ejecutar.

El siguiente esquema representa un diagrama de flujo mediante el cual se puede observar el tratamiento de la información realizado por la CPU en una operación básica de entrada/salida.

7.2. Funciones

A grandes rasgos, la CPU realiza tres operaciones básicas, que son la lectura de datos, su procesamiento y la salida de los mismos.

Las funciones, de un modo más concreto, son:

1 Carga del programa en memoria.

2 Lectura de la primera instrucción.

3 Operaciones aritmético-lógicas para realizar los cálculos.

4 Almacenamiento de los resultados.

5 Lectura de la siguiente instrucción (siempre que proceda).

6 Presentación de resultados.

7 Detección y corrección de errores a lo largo del proceso.

Recuerde

La CPU se compone de la unidad de control, la unidad aritmético-lógica o ALU y de unos registros de almacenamiento.

Ejercicio práctico

Complete el siguiente esquema de conexión de los distintos elementos incluidos en la arquitectura de von Neumann con los nombres de sus componentes.

SOLUCIÓN

8. Unidades de entrada y salida

Las unidades de entrada y de salida se caracterizan por transmitir información en ambas direcciones, desde la CPU a los periféricos y viceversa.

Nota

Esta transmisión facilita tanto la introducción de datos al sistema desde diferentes dispositivos, como la presentación o salida de los mismos también a diferentes dispositivos.

8.1. Dispositivos de almacenamiento de datos: tipos funciones, características y soportes

Un dispositivo de almacenamiento de datos es un concepto que va ligado estrechamente al de “medio de almacenamiento de datos” y que, en ocasiones, se denomina con el mismo nombre. Los dispositivos de almacenamiento tienen como función leer información desde un medio de almacenamiento o escribirla en el mismo o en otro dispositivo de almacenamiento distinto al original. Los medios de almacenamiento son unidades que facilitan la conservación de los datos de un modo permanente. Tanto dispositivos como medios son instrumentos indispensables para el trabajo cotidiano en cualquier materia que requiera de un ordenador.

Existen principalmente dos tipos de dispositivos: magnéticos y ópticos. Además, la constante evolución de la tecnología deja un nuevo tipo de dispositivo: el extraíble. Aunque actualmente está apareciendo el almacenamiento en internet o en cloud computing, que permite tener disponibles los archivos en la red de redes: internet.

Nota

Otra denominación de los dispositivos de almacenamiento es la de memoria auxiliar.

Entre los diferentes tipos de dispositivos de almacenamiento, pueden encontrarse los diferentes soportes que se destacan a continuación:

1 Magnéticos: cinta magnética, disquete o disco flexible y disco duro, que es el más usado en la actualidad. Los dos primeros van quedando en desuso.

2 Ópticos: CD-R de solo lectura y su variante CD-RW de lectura y escritura, DVD-R y DVD-RW y las PC-Cards, como las PCMCIA.

3 Extraíbles: memorias USB o pendrive y memorias flash como tarjetas SD (Secure Digital), mini SD, micro SD, MMC (Multi Media Card) y MS (Memory Stick).

4 Internet: a través de los servidores de cloud computing u otro tipo de servidores se puede almacenar información en ellos, generalmente usando alguno de los soportes citados anteriormente.

8.2. Periféricos de entrada: tipos, funciones, características y medios de conexión

Los periféricos de entrada tienen como función la de transmitir la información desde el exterior hasta la CPU.

Los más comunes y que más carga de trabajo realizan son:

Teclado

Es un dispositivo de entrada estándar que incorpora un conjunto de teclas, cada una dedicada a una función en particular, ya sea la impresión de una letra o número en pantalla o la ejecución de una acción vinculada a la tecla en cuestión.

Nota

En los teclados, se cuida su diseño para que adopten la forma más ergonómica posible.

Existen diferentes tipos de teclado, como pueden ser mecánicos y de membrana. Los medios de conexión pueden ser PS/2, USB, Bluetooth o inalámbrico.

Ratón

Se trata de un dispositivo amigable que facilita la interacción del usuario con las aplicaciones.

Existen ratones mecánicos, ópticos y láser. Los medios de conexión son similares a los del teclado: PS/2, USB, Bluetooth o inalámbrico.

Teclado y ratón

Recuerde

Los periféricos de entrada tienen como función la de transmitir la información desde el exterior hasta la CPU.

Además de estos, existen otros de diversa naturaleza, tales como:

1 Escáner: dispositivo para la digitalización de documentos en papel, ya sean de texto o con gráficos e imágenes. En la actualidad, se conectan mediante USB, aunque también coexistan con el puerto paralelo.

2 Dispositivos de juego: entre ellos, se encuentran joysticks, volantes, pistolas o similares. Su tipo de conexión suele ser por medio de USB, aunque también se encuentran con tecnologías inalámbricas como Bluetooth o infrarrojos.

3 Lectores CD/DVD externos: demandados para aquellos equipos que no los posean como dispositivos internos. En la actualidad, es común utilizarlos en Netbooks a través del puerto USB.

4 Multimedia: con la misión de transferir sonido, imágenes o video al computador, pueden encontrarse micrófonos, webcams, cámaras de fotos o videocámaras. Se conectan mediante USB y, en caso de las videocámaras, requerirán de una conexión Firewire o HDMI.

5 Lectores láser: se utilizan generalmente para transferir códigos de barras al ordenador. Se conectan mediante USB, puerto serie e incluso por tecnologías inalámbricas.

8.3. Periféricos de salida: tipos, funciones, características, medios de conexión y consumibles

Los periféricos de salida tienen como función la de transmitir información desde la CPU al exterior, los más comunes y que más carga de trabajo realizan son los siguientes:

El monitor

Se trata de un dispositivo similar a un televisor, el cual reproduce gráficamente, con la colaboración de la tarjeta gráfica, la información que existe en la CPU. Los medios de conexión más comunes son mediante VGA, DVI o HDMI. Existen diferentes tipos, como los monitores LCD planos que son los más extendidos en la actualidad aunque no se deben dejar de citar a los monitores CRT o de tubo que son más antiguos y ocupan mucha más extensión y peso que los LCD actuales.

Nota

Las características a tener en cuenta son el tamaño, expresado en pulgadas, la resolución, expresada en píxeles horizontales por píxeles verticales, y la frecuencia de refresco de la pantalla.

Los altavoces o sistemas de sonido

Son dispositivos que se conectan a la tarjeta de sonido y permiten reproducir música y otros sonidos almacenados o generados por el ordenador o leídos a través de algún medio externo de almacenamiento.

La impresora

Dispositivo de salida mediante el cual se reproduce generalmente en papel la información digital contenida en documentos electrónicos. Los tipos de impresoras usadas en la actualidad son de inyección y láser.

Sabía que…

Antiguamente, se usaban impresoras matriciales.

Los consumibles utilizados en impresoras, además de los diferentes tipos y formatos de papel, son los cartuchos de tinta para las impresoras de inyección y los tóneres y tambores en caso de impresoras láser.

9. Tipos de software

El conjunto lógico y estructurado de instrucciones y órdenes que posibilitan la realización de tareas específicas en un ordenador se conoce como software. Estos conjuntos de instrucciones están orientados al tipo de software que implementan.

Una posible clasificación de estos es la de distinguir entre sistemas operativos, software de utilidad y software de aplicaciones.

9.1. Sistemas operativos

El sistema operativo es el software encargado de gestionar y coordinar el sistema, es decir, que los programas de trabajo que utiliza el usuario y el hardware trabajen conjuntamente de un modo eficiente. Dicho de otro modo, es el encargado de ordenar al microprocesador del ordenador qué es lo que tiene que hacer y cómo hacerlo. A su vez, se encarga de llevar a cabo los controles de seguridad del sistema.

Importante

Entre sus funciones, se encuentran:

1 Gestión de procesos y memoria.

2 Gestión de la entrada/salida.

3 Gestión de archivos.

4 Control de seguridad.

9.2. Software de utilidad

El software de utilidad se caracteriza por llevar a cabo una serie de tareas pequeñas y específicas, pero indispensables para el usuario. Este tipo de herramientas se ocupan de diferentes campos, que van desde el mantenimiento del equipo, protección, comunicaciones, hasta la conectividad, entretenimiento, redes o Internet.

Por lo tanto, puede existir un software de utilidad para casi cualquier campo, gracias a que no se encasilla en una única materia, sino que se trata de un concepto genérico destinado a agilizar y facilitar el desarrollo de cualquier proceso informático.

Sabía que…

Un software de utilidad puede asumir tareas de sistema como la desfragmentación de disco, compresión, cifrado o copias de seguridad.

9.3. Software de aplicaciones

Es el software que facilita la realización automatizada de diferentes tareas a los usuarios. En este grupo, se engloban las aplicaciones ofimáticas, como procesadores de texto, hojas de cálculo o bases de datos, además de suites de diseño gráfico, desarrollo multimedia y CAD.

La potencia de este tipo de aplicaciones de ámbito general se equipara a las aplicaciones diseñadas a medida o por encargo, las cuales están desarrolladas para una única finalidad y resolver problemas concretos. Por el contrario, el software de aplicaciones se sitúa por delante en cuanto al amplio abanico de recursos que posee.

10. Procedimientos de arranque y parada

La cadena de eventos que se suceden cuando se pulsa el botón de encendido de un ordenador hasta que se transfiere el control al sistema operativo, se denomina proceso de arranque.

En dicho proceso de arranque juega un papel fundamental BIOS (más conocida actualmente como UEFI) y cuya misión es comprobar que todo el hardware del equipo funciona perfectamente para dar paso al arranque del sistema operativo que haya instalado en el equipo informático.

Una vez cargado el sistema operativo, comienza el trabajo con el ordenador. En este transcurso, se puede tener la necesidad de reiniciar el equipo o de apagarlo cuando haya finalizado el trabajo. Este proceso de apagado del equipo se denomina proceso de parada.

10.1. Equipo informático

A lo largo del proceso de arranque de un equipo informático, se suceden una serie de operaciones internas que inicializan al sistema y lo preparan para que el usuario disponga de todas sus funciones.

Las diferentes etapas que transcurren durante el proceso de arranque del equipo informático son:

1 Encendido: al pulsar el botón Power del equipo, se comienza a proporcionar energía a los componentes del ordenador, comenzando por la placa base y continuando por los dispositivos de almacenamiento.La puesta en marcha de esta etapa se comprueba mediante la luz indicadora de encendido y el arranque de los ventiladores.

2 Ejecución de instrucciones: una vez alimentado el sistema, la CPU reinicia sus registros y solicita instrucciones a la BIOS.

3 Testeo: entre las instrucciones solicitadas por la CPU a la BIOS se encuentra POST (power on self test), que realiza una verificación del correcto funcionamiento de los componentes del equipo. En caso de error se advertirá con una serie de pitidos.

4 Lectura de sectores: se intenta localizar un sector de arranque en las unidades instaladas en el equipo y, cuando es encontrado, normalmente en el disco duro, se lee y se establece cómo cargar el sistema operativo.

5 Inicio: en este momento, se transfiere el control de la BIOS al sistema operativo.

Por otro lado, las principales etapas del proceso de parada son las siguientes:

1 Se informa al usuario de la necesidad de realizar un reinicio o parada.

2 Se detienen las aplicaciones y programas en ejecución.

3 Los interrumpe la conexión de los usuarios.

4 Se realiza el apagado del sistema y posterior reinicio.

10.2. Periféricos

Una vez acabado el testeo POST, la BIOS realiza una búsqueda de los periféricos instalados en el sistema y los inicia, ya que es posible utilizarlos durante el proceso de arranque. Como por ejemplo el teclado, para entrar en algún modo de recuperación del sistema.

Una vez transferido el control de arranque al sistema operativo, este se iniciará. A continuación, se estará en disposición de utilizar los periféricos instalados en el sistema. En caso de existir algún error, será el sistema operativo quién informe de ello.

10.3. Identificación de problemas

Durante el arranque del equipo, se realizan operaciones de verificación, más concretamente en el POST, cuando al encontrar algún fallo en el sistema se comunica al usuario mediante indicaciones acústicas. Estas indicaciones pueden variar dependiendo del fabricante de la BIOS.

Las más usuales son:

1 BIOS AWARD: Tabla de códigos acústicos y su significado.Código acústicoDiagnóstico1 pitido largoFallo de memoria RAM, puede estar defectuosa o mal conectada.1 pitido largo y 1 pitido cortoFallo en placa base.1 pitido largo y 2 pitidos cortosTarjeta gráfica mal conectada o defectuosa.1 pitido largo y 3 pitidos cortosTeclado o tarjeta gráfica no reconocidos.3 pitidos largosTeclado no reconocido o placa base defectuosa.1 pitido largo agudo y 1 pitido largo graveLa tensión del procesador es incorrecta.

2 BIOS AMI: Tabla de códigos acústicos y su significado.Código acústicoDiagnóstico1 pitido cortoMemoria RAM defectuosa o mal conectada.2 pitidos cortosMemoria RAM defectuosa o mal conectada.3 pitidos cortosMemoria RAM defectuosa o mal conectada.4 pitidos cortosPila agotada.5 pitidos cortosFallo del procesador.6 pitidos cortosPlaca base defectuosa.7 pitidos cortosFallo del procesador.8 pitidos cortosFallo en tarjeta gráfica.9 pitidos cortosFallo en BIOS.10 pitidos cortosFallo en BIOS.11 pitidos cortosFallo en BIOS.1 pitido largo, 1 cortoPlaca base defectuosa.1 pitido largo, 2 cortosFallo en tarjeta gráfica.1 pitido largo, 3 cortosNo se reconoce el monitor.1 pitido largo, 4 cortosPlaca base defectuosa.1 pitido largo, 5 cortosFallo del procesador.1 pitido largo, 6 cortosNo se reconoce el teclado.1 pitido largo, 7 cortosPlaca base defectuosa.1 pitido largo, 8 cortosPlaca base defectuosa.

En lo equipos informáticos modernos se ha sustituido BIOS por UEFI, que permite al usuario, de manera mucho más cómoda y visual, poder testear qué componentes fallan sin tener que recurrir a contar la cantidad de pitidos o códigos acústicos. Además UEFI tiene un entorno mucho más amigable de cara al usuario que la antigua BIOS, que aprecen los equipos informáticos de 1980-1990.

11. Resumen

A lo largo de este capítulo, se ha tratado el concepto de sistema informático, conociendo el tratamiento que se realiza de la información y cómo se representa internamente esta en el ordenador, además de ver cuáles son los componentes básicos de un sistema informático analizando su estructura.

Por otro lado, se han presentado los dispositivos de entrada y salida que tienen cabida en un uso básico del equipo junto con los de almacenamiento.

A continuación, se han expuesto los diferentes tipos de software dependiendo de su cometido.

Por último, se han mencionado las etapas de arranque y parada que un equipo informático atraviesa durante el inicio y el cierre del sistema.

A modo de resumen, este capítulo instaura las bases y el fundamento de los sistemas informáticos, proporcionando al alumno una amena introducción al mundo de la informática y quizá suavizando el impacto que suponen ciertos conceptos tan arraigados a las matemáticas y a la computación que, a su vez, se mantienen como imprescindibles en la materia.

Ejercicios de repaso y autoevaluación

1. ¿Cuál es la representación en binario del número decimal 14?

1 1111.

2 1101.

3 1011.

4 1110.

2. ¿Cuál de los siguientes sistemas de numeración no es posicional?

1 Signo-Magnitud.

2 Exceso a 3.

3 Complemento a 1.

4 Complemento a 2.

3. ¿Cuál de los siguientes códigos de caracteres utiliza 16 bits?

1 ANSI.

2 ASCII.

3 UNICODE.

4 EBCDIC.

4. ¿Qué arquitectura utilizan la mayoría de microprocesadores?

1 Von Niessen.

2 Von Neumann.

3 Harvard.

4 Eckert y Mauchly.

5. ¿Cuál es la parte de la CPU encargada de realizar el procesamiento y el análisis de la información?

1 La ALU.

2 Los buses.

3 La memoria.

4 La unidad de control.

6. Indique si la siguiente frase es verdadera o falsa.

Los registros de almacenamiento se encargan de efectuar las operaciones aritmético-lógicas ordenadas por la unidad de control.

1 Verdadero

2 Falso

7. ¿Cuál de los siguientes tipos de dispositivos de almacenamiento se encuentra en desuso?

1 Magnéticos.

2 Ópticos.

3 De red.

4 Extraíbles.

8. ¿Qué medio de conexión de periféricos es el más extendido?

1 PS/2.

2 USB.

3 Bluetooth.

4 HDMI.

9. ¿En qué tipo de software se engloba una suite de diseño gráfico?

1 Software de desarrollo de aplicaciones.

2 Software de aplicaciones.

3 Software de utilidad.

4 Sistemas operativos.

10. ¿En qué momento se transfiere el control al sistema operativo durante el arranque del equipo?

1 Justo después del encendido.

2 Antes del testeo.

3 Posteriormente a la lectura de sectores arranque.

4 Después del POST y antes del testeo.

Capítulo 2

Redes de área local

Contenido

1  Introducción

2  Usos y características. Acceso a recursos compartidos

3  Tipos de redes

4  Componentes de una red de área local. Elementos físicos. Software de red

5  Redes inalámbricas. Dispositivos con conexión inalámbrica a la red y al equipo

6  Resumen

1. Introducción

En este capítulo, se va a comprobar cómo, mediante el uso de redes de área local, se facilitan las comunicaciones tanto en un entorno doméstico como laboral.

Las razones que empujan a instalar una red se resumen en tres factores determinantes, que son: compartir, gestionar y seguridad.

Se compararán los diferentes tipos de redes existentes en cuanto a su tamaño y las diferentes configuraciones o topologías que puede ejercer una red de área local.

Se conocerá la tipología de las diferentes redes existentes que se adaptarán a cada caso, además de los componentes software y hardware que las componen.

Por último, se expondrán las características de una red inalámbrica y de los dispositivos específicos mediante los que se realizará la conexión.

2. Usos y características. Acceso a recursos compartidos

Por red de área local o LAN (del inglés Local Area Network), se entiende una red de ordenadores que cubren una pequeña distancia. En cada caso de estudio, se ubicarán en una habitación, en la planta de un edificio o en un edificio.

Las razones por las que es beneficioso instalar una red de área local son:

1 Inversión económica y mantenimiento bajo.

2 Compartición de programas y archivos.

3 Compartición de recursos de red.

4 Fácil expansión.

5 Correo electrónico interno.

6 Gestión centralizada.

7 Optimización de la información y los tiempos de trabajo.

8 Gestión de usuarios.

9 Seguridad lógica.

Entre las características de una red de área local, se encuentran los siguientes aspectos:

1 Tamaño variable: desde 2 equipos en adelante.

2 Velocidad de transmisión elevada: desde 1 Mbps (megabit por segundo) desde 100 Mbps y desde1 Gbps (gigabit por segundo).

3 Gestión de la red y los recursos: los equipos conectados pueden o no comunicarse con los demás grupos de trabajo, estableciendo subredes.

4 Topología: existen diversas topologías de red, dependiendo del uso que se vaya a hacer de la misma.

Para realizar el acceso a los recursos compartidos se requiere que la red tenga un equipamiento hardware y software básico, entre el que se puede destacar:

1 Un equipo servidor.

2 Terminales o estaciones de trabajo equipadas con tarjetas de red.

3 Dispositivos de conexión como enrutadores (router), repartidores o distribuidores (switch/hub).

4 Medio de transmisión, ya sea cableado o inalámbrico.

5 Recursos compartidos, hardware, como periféricos, o software, como aplicaciones o archivos.

Recuerde

Entre las características de una red, destaca una velocidad de transmisión elevada, que va desde 1 Mbps desde 100 Mbps y desde1 Gbps.

3. Tipos de redes

Existen redes de muchos tamaños y de diferentes características. Una posible clasificación de redes, en cuanto a la cobertura de las mismas, se puede dividir en LAN, MAN y WAN.

Sus características son las siguientes:

1 LAN: redes de área local, son redes pequeñas localizadas desde en una sola habitación hasta en un edificio.

2 MAN: redes de área metropolitana (metropolitan area network, en inglés). Se basan en una red LAN de gran tamaño o en un conjunto de redes conectadas entre sí, como pueden ser los edificios de un campus universitario, las empresas de una zona industrial o un municipio en su totalidad.

3 WAN: redes de área extensa (wide area network, en inglés). También se las denomina redes públicas. Es el tipo de red que más cobertura posee, al poder incluir cualquier parte del mundo. Son utilizadas por las empresas con sedes en distintos países o por las grandes empresas de telecomunicaciones. Para ello, se emplean líneas o sistemas por satélite que los mismos operadores de telecomunicaciones suministran.

Sabía que…

Una red de área local o LAN se puede implantar en casa sin necesitad de grandes inversiones ni conocimientos específicos de informática.

En la siguiente tabla, se muestra una comparativa entre los dos tipos de redes más explotados.

	LAN	WAN
Cobertura	Desde una habitación hasta un edificio.	Dos puntos ubicados en cualquier parte del mundo.
Propietario	Dueño del domicilio o empresa.	Empresa de telecomunicaciones.
Transmisión de los datos	A través de una ruta fija.	La ruta puede cambiar dinámicamente.
Tipo de información difundida	Datos.	Datos, voz y vídeo.
Topología	Bus, estrella, árbol o anillo.	Planteamientos de red ilimitados.

Además de la cobertura que posee una red, se tiene otra característica que las divide, dependiendo de la organización y conexión que poseen los nodos que la componen, su topología. Al hablar de topología, se hace la distinción entre topología física, o cómo están ubicados los equipos, y topología lógica, o cómo se comunican.

A continuación, se estudiarán los diferentes tipos de topologías de red que se pueden encontrar en una red de área local.

3.1. Topología en bus

Se caracteriza por tener todos sus nodos conectados directamente a un cable común. Esta tipología posibilita que todos los equipos conectados a la red puedan ver las señales emitidas por los demás, aceptándolas en caso de ser los destinatarios o rechazándolas en caso contrario.

Red de área local con una tipología en bus

Nota

Esta característica presenta la desventaja de que, en ocasiones, se produzcan colisiones y problemas de tráfico.

3.2. Topología en anillo

Se organiza mediante un anillo cerrado constituido por nodos y enlaces, es decir, equipos y cableado. Cada nodo se encuentra conectado únicamente con los nodos adyacentes por medio de un cable unidireccional, con lo que cada nodo, al enviar información a otro, hace que esta deba circular por los nodos intermedios entre ambos hasta llegar al nodo de destino.

Red de área local con una tipología en anillo

Nota

La topología en anillo doble aumenta la fiabilidad de la red debido a que, si uno de los dos anillos cae, quedará el segundo, pero como desventaja también aumentará el coste de la misma.

Existe una variación de la topología en anillo, denominada de anillo doble, la cual consta de dos anillos concéntricos no conectados entre sí en los que cada nodo está conectado a ambos anillos.

Red de área local con una tipología en anillo doble

3.3. Topología en estrella

La topología en estrella parte de un nodo central desde el que nacen las conexiones hasta los diferentes nodos que componen la red. Generalmente, el nodo central es ocupado por un concentrador que facilita las conexiones, reuniéndolas en un punto por el que pasa toda la información que transita por la red.

Como ventaja, permite la comunicación entre nodos directamente sin que la información circule por sitios innecesarios.

Red de área local con una tipología en estrella

Nota

Sin embargo, al estar centralizadas las comunicaciones, si cae el nodo central, cae toda la red.

De este tipo de topología se deriva la topología en estrella extendida, mediante la cual cada nodo que está conectado al nodo central es nodo central de otra red con topología de estrella. De este modo, el nodo central y el primer nivel de nodos podrían estar constituidos por concentradores o hub, mientras que el segundo nivel estaría formado por ordenadores.

Red de área local con una tipología en estrella extendida

4. Componentes de una red de área local. Elementos físicos. Software de red

Existen diversos dispositivos que pueden formar parte en una red de área local, todos ellos conectados a través de un medio físico en caso de redes cableadas, a excepción de algún dispositivo inalámbrico que lo hará a través del aire. Estos dispositivos son controlados y gestionados a través del sistema operativo o de un software específico de terceros. Si se excluye el medio de transmisión, cable o aire, la clasificación de los componentes de una red local vendría diferenciada entre componentes hardware y software.

Antes de analizar los diferentes dispositivos físicos o lógicos que es posible encontrar en una red local, se examinarán los posibles medios de transmisión y las diferentes clasificaciones que existen.

Por definición, el medio de transmisión establece la base desde la que emisor y receptor realizan la comunicación en un sistema de transmisión de datos. Se diferencian dos tipos de medios: guiados y no guiados. Ambos realizan una transmisión de ondas electromagnéticas, las cuales recorren un camino físico para los primeros o el aire para los segundos.

Hay una serie de factores que afectan al rendimiento de la transmisión, como son:

1 El ancho de banda.

2 La atenuación de la señal.

3 Las posibles interferencias.

4 El número de receptores.

4.1. Medios de transmisión guiados

A continuación, se analizan los siguientes medios de transmisión guiados:

1 Par trenzado.

2 Cable coaxial.

3 Fibra óptica.

Par trenzado

Es quizás el más extendido en la actualidad de los medios de transmisión existentes, entre otras cosas por su alta flexibilidad, facilidad de instalación y bajo coste. Se caracteriza por estar formado por pares entrelazados de hilos de cobre, disminuyendo de este modo las posibles interferencias existentes entre sí.

Ejemplo

Para el caso de líneas telefónicas básicas, se utiliza un par por abonado y para un cableado de red 10/100/1000BASE-T se hace uso de cuatro pares.

En la actualidad, se encuentran dos tipos de par trenzado:

1 UTP: cable sin apantallar o no protegido, es el más extendido.

2 STP: cable apantallado o protegido, presenta mayor inmunidad a las interferencias y mayor coste.

Cable UTP y STP

El cable UTP se clasifica en categorías, de las cuales de la 1 a la 5 se encuentran estandarizadas y la 6 y la 7 se utilizan en desarrollos, pero aún sin recibir la categoría de estándar.

Nota

La categoría 5 o UTP5 admite frecuencias de hasta 100 MHz y su velocidad máxima en transferencia de datos es de 1 Gbps. Es el empleado normalmente en instalaciones de LAN.

Para conectar los diferentes dispositivos incluidos en la red al medio, en este caso el cable UTP, es indispensable emplear un conector, que, para el par trenzado de cuatro pares, será el RJ45 y, para el par trenzado de un solo par empleado en telefonía, será el RJ11.

RJ45 y RJ11

Para la colocación de los pares en el conector RJ45, se tienen dos estándares que determinan en qué pin del conector hay que introducir cada cable. Se trata de los estándares T568-A y T568-B, siendo el segundo de ellos el más utilizado.

En la siguiente tabla, se muestran los códigos de colores de los hilos del cable UTP que cumplen cada uno de los estándares.

T568-A	T568-B
Blanco/verde	Blanco/naranja
Verde	Naranja
Blanco/naranja	Blanco/verde
Azul	Azul
Blanco/azul	Blanco/azul
Naranja	Verde
Blanco/marrón	Blanco/marrón
Marrón	Marrón

Dependiendo de la conexión en que sea empleado el cable UTP, se tienen dos modelos:

1 UTP directo: cada par se corresponde con su homólogo. En ambos extremos de un cable, la ordenación será la misma, T568-B en una y T568-B en otra. Los casos de uso para un UTP directo son los habituales entre ordenadores y routers u ordenadores y switchs.

2 UTP cruzado: para este caso, se altera la distribución de algunos pares. En un extremo se ordenarán mediante T568-A y en otro mediante T568-B. Los casos de uso para un UTP cruzado serán para conectar dos dispositivos de la misma naturaleza, por ejemplo dos ordenadores o dos routers.

Aplicación práctica

Complete los colores de cada hilo cumpliendo los estándares para conectar un equipo y un router en cada extremo del cable.

SOLUCIÓN

En cada extremo:

1 Blanco/verde-Blanco/verde.

2 Verde-Verde.

3 Blanco/naranja-Blanco/naranja.

4 Azul-Azul.

5 Blanco/azul-Blanco/azul.

6 Naranja-Naranja.

7 Blanco/marrón-Blanco/marrón.

8 Marrón-Marrón.

O bien:

1 Blanco/naranja-Blanco/naranja.

2 Naranja-Naranja

3 Blanco/verde-Blanco/verde.

4 Azul-Azul.

5 Blanco/azul-Blanco/azul.

6 Verde-Verde.

7 Blanco/marrón-Blanco/marrón.

8 Marrón-Marrón.

Sabía que…

En la actualidad, existen routers en el mercado que realizan el cruce de los pares electrónicamente, aunque el cable no sea el indicado para la instalación.

Cable coaxial

El cable coaxial es un tipo de cable que posee un óptimo blindaje, al estar compuesto por dos conductores, uno externo de alambre que lo rodea en forma de malla y otro de cobre en el centro. Entre los dos conductores se encuentra el dieléctrico, que es un aislamiento compacto de polietileno. Por último, se encuentra recubierto de una manguera exterior de PVC.

Este tipo de cable se utiliza además para otros tipos de transmisiones, como telefonía y televisión.

Cable coaxial

Nota

Se trata de un tipo de cable que se encuentra en desuso en las instalaciones de redes, al ser reemplazado por el par trenzado.

Existen dos tipos de cable coaxial:

1 Cable coaxial de banda base: es empleado en redes informáticas y por él circulan señales digitales.

2 Cable coaxial de banda ancha: es empleado en televisión y por él circulan señales analógicas.

Los conectores empleados para ensamblar los dispositivos a una red que utilice el cable coaxial como medio se denominan conectores BNC.

Conector BNC

Fibra óptica

Es un medio mediante el cual la información fluye en forma de señal luminosa y modulada en pulsos. Su forma es cilíndrica y está dividido en tres secciones radiales, que son: núcleo, revestimiento y cubierta.

Nota

La fibra óptica es un medio idóneo para las largas distancias y para una afluencia de información intensa.

Destacan las siguientes características en comparación al par trenzado y al cable coaxial:

1 Mayor ancho de banda.

2 Menor atenuación de la señal.

3 Mayor aislamiento a fuentes electromagnéticas.

4 Mayor ligereza debido a su menor tamaño.

5 Mayor resistencia al temporal.

6 Permite una mayor separación entre repetidores.

Por el contrario, tanto el factor precio como la dificultad de montaje y mantenimiento tienen aún un peso grande en esta tecnología, además de necesitar de conversiones electro-ópticas y de la imposibilidad de alimentar dispositivos repetidores a través de sus fibras.

Fibra óptica

En la siguiente tabla, se muestra la comparativa entre los diferentes medios guiados en relación a la capacidad de transferencia y la distancia entre repetidores necesarios para cada medio.

	Capacidad	Distancia entre repetidores
Par trenzado	100 Mbps	2-10 km
Coaxial	500 Mbps	1-10 km
Fibra óptica	2 Gbps	10-100 km

4.2. Medios de transmisión no guiados

En este tipo de medios, tanto la transmisión como la recepción se realizan a través de antenas y de las ondas electromagnéticas que estas irradian y captan, por lo que también son denominados medios de transmisión inalámbricos.

Entre los diferentes tipos de medios no guiados, se pueden encontrar los que se describen a continuación.

Microondas terrestres

La señal es emitida por antenas parabólicas, las cuales se instalan a una altura considerable del nivel del suelo para evitar la obstrucción de la señal por diferentes obstáculos y, además, se orientan hacia la antena receptora.

Microondas por satélite

Se utiliza un satélite de comunicaciones que retransmite las microondas entre dos o más receptores y transmisores terrestres, denominados estaciones base.

Nota

La emisión se puede realizar punto a punto, conectando dos antenas, o por difusión, utilizando el satélite como transmisor para un grupo de receptores.

Ondas de radio

Se diferencian de las microondas por ser omnidireccionales y no tener la necesidad de instalar antenas parabólicas orientadas hacia otras para realizar la transmisión de los datos.

Infrarrojos

Se realizan a través de transmisores y receptores que modulan la luz infrarroja.

Sabía que…

Los infrarrojos tienen la necesidad de estar alineados directa o indirectamente mediante la reflexión en una zona con color, debido a que estas ondas no tienen la capacidad de atravesar paredes.

4.3. Dispositivos hardware

A continuación, se van a ver los distintos dispositivos hardware que se pueden localizar en una red, en concreto se van a ver:

1 Equipos o terminales

2 Hub y Switch

3 Módem/Router

4 Puntos de acceso

5  Firewall

Terminal o equipo

Son los dispositivos que ejercen la labor de intermediar entre la red y el usuario. Existen casos especiales de equipos servidores que, además de gestionar la red, proporcionan servicios a los demás equipos. Los equipos realizan la conexión con la red mediante la tarjeta o adaptador de red.

Tarjeta de red

Hub y Switch

Se trata de dispositivos que reparten los paquetes de datos que reciben. La diferencia estriba en que el hub o concentrador distribuye el paquete que recibe a todos los terminales conectados a él menos al del equipo del cual la recibe, mientras que el switch o conmutador sí es capaz de determinar a quién va dirigida la información y se la envía sin tener que reproducirla a todos los equipos conectados a él.

Importante

Con el uso del conmutador o switch se evitan las colisiones provocadas al enviar dos equipos información al mismo tiempo.

Hoy en día, ambos dispositivos tienen precios similares y se opta por los switchs, a menos que exista la necesidad de enviar información de un único equipo a los demás en la red y la mayor afluencia de tráfico sea en esa dirección.

Switch

Módem y router

Un módem es un dispositivo con el que se modula y demodula la señal denominada portadora y que proporciona el acceso a Internet.

En caso del router, también llamado enrutador o encaminador, se utiliza tanto para conectar los equipos dentro de una red local como para recibir y suministrar las señales provenientes de la línea telefónica, cable, etcétera, que proporcionan el acceso a Internet, realizando similar trabajo que el módem.

Accesos a internet mediante router

Nota

Además de esto, el router envía y distribuye los paquetes que recibe siempre por el mejor camino posible hasta llegar a su destinatario.

Puntos de acceso

El punto de acceso se utiliza en redes informáticas para repetir la señal de red, comúnmente a través de la tecnología inalámbrica o mediante cable. De un modo más detallado, la función del punto de acceso es la de regenerar una señal que por diversas causas se ha distorsionado y ha tenido pérdidas derivadas de la atenuación. Su uso es acompañado de un switch o router, ya que, para regenerar la señal, debe ir conectado mediante cable o de manera inalámbrica a uno de ellos.

Son utilizados en espacios extensos de modo que, al desplazarse por toda su longitud, sea posible conectarse al punto de acceso más cercano sin notar la pérdida de la conexión.

Ejemplo

Esto puede suceder en estadios deportivos o en empresas con espacios abiertos de dimensiones considerables.

Firewall

Se trata de un dispositivo mediante el cual se determina qué conexiones son permitidas y cuáles no en una red, tanto de entrada en ella como de salida de la misma. Por seguridad, restringe los accesos no autorizados al sistema a través de Internet o desde la propia red.

4.4. Software de red

Cuando se habla de software de red, se debe hacer la división entre el software propio del sistema operativo, que permite la configuración de los equipos en la red, y las diferentes aplicaciones que se pueden utilizar en un entorno de red, como por ejemplo servidores de correo, ftp o web.

Cualquier sistema operativo proporciona una serie de aplicaciones mediante las que poder configurar las direcciones IP de los equipos.

Nota

Una dirección IP identifica un ordenador en la red que se conecta, con lo que no pueden cohabitar dos equipos con la misma dirección IP en una misma red.

Existen varios tipos para una dirección IP, que se resumen en la siguiente tabla.

Cada dirección IP está formada por cuatro octetos o 32 bits. Como se puede comprobar, al ver las máscaras de subred de cada clase, se tiene que, para la clase de tipo A, se reserva un octeto para identificar la red y tres para equipos. Para la clase de tipo B, se reservan dos octetos para la red y otros dos para equipos. Por último, para la clase C, se reservan tres octetos para la red y uno para los equipos.

Para facilitar la representación de una dirección IP se hace por defecto en sistema decimal.

Ejemplo

La dirección 192.168.1.10 se representa en binario de la siguiente forma:

11000000 . 10101000 . 00000001 . 00001010

Aplicación práctica

Especifique a qué clase corresponde cada una de las siguientes IP:

1 192.168.0.100

2 130.80.33.104

3 128.0.10.10

4 15.255.255.22

SOLUCIÓN

1 192.168.0.100: Tipo C.

2 130.80.33.104: Tipo B.

3 128.0.10.10: Tipo B.

4 15.255.255.22: Tipo A.

Su configuración se realiza desde el sistema operativo. Así, por ejemplo, en Windows 10 se dispone del Centro de redes y recursos compartidos, al que se puede acceder de las siguientes formas:

1 Desde el Panel de control, accediendo a través de la categoría Redes e Internet.

2 Desde el icono Red del escritorio.

3 Escribiendo Centro de redes y recursos compartidos en el buscador del menú Inicio.

Centro de redes y recursos compartidos

Desde aquí, se puede cambiar la configuración de la tarjeta de red, dirigiéndose para ello a la opción Cambiar configuración del adaptador, que se localiza en la parte superior izquierda de la ventana, y aparecerán las diferentes conexiones de red que tenga instaladas en su equipo.

Se hace clic con el botón derecho del ratón sobre la conexión creada para la tarjeta de red que utilice y se elige la opción Propiedades del menú contextual.

Conexiones de red

Acto seguido, aparecerá el cuadro de diálogo Propiedades de conexión de área local, desde el que se hará doble clic sobre la opción Protocolo de Internet versión 4 (TCP/IPv4) y se abrirá el cuadro de diálogo desde el que introduce manualmente la dirección IP del equipo o la opción Obtener una dirección IP automáticamente para que sea el router quien la asigne.

Recuerde

Cada dirección IP está formada por cuatro octetos o 32 bits.

Configuración de red

Por otro lado, si se trabaja con un sistema operativo basado en Linux, se podrá configurar la dirección IP del equipo de igual manera. Para ello, se comienza abriendo la aplicación Conexiones de red que ofrece el sistema operativo.

Conexiones de red

Nota

En este caso, se va a utilizar Ubuntu en su versión 19.04.

Una vez abierta la aplicación, se muestran las diferentes redes que se pueden configurar como cableadas, inalámbricas o móviles. En la imagen, se muestra una red denominada Auto eth0 ya configurada. Se deberá hacer clic en el botón Añadir para configurar una nueva.

Configuración de red

A continuación, se observan los datos que se han introducido para la configuración manual de la dirección IP del equipo, aunque desde la opción Método es posible especificar el modo automático por DHCP.

Configuración de red

Después de esto, ya se está conectado a la red local y se podrá hacer uso de sus servicios.

Importante

Los datos de conexión de red, como la IP del equipo, deben ser proporcionados por el administrador de la red.

5. Redes inalámbricas. Dispositivos con conexión inalámbrica a la red y al equipo

Los adelantos tecnológicos facilitan cada día más la movilidad y el acceso a la red casi desde cualquier lugar del mundo. Entre los diferentes mecanismos ya asentados en el mercado y en la vida diaria de cualquier persona, se encuentra la tecnología wifi, que permite el acceso a la red local e Internet sin la necesidad de estar conectados a ella mediante un medio físico.

A continuación, se descubrirán los diferentes requisitos necesarios para ello y los dispositivos de conexión inalámbrica que facilitan el acceso al medio.

5.1. Redes inalámbricas

La tecnología inalámbrica o WLAN (en inglés wireless local area network), facilita otra opción a la utilización del cableado para conectar los equipos a las redes de área local frente a las dificultades tanto estéticas como funcionales que este pueda producir a la hora de su instalación, además del gasto en materiales.

Importante

Al realizar la conexión mediante ondas electromagnéticas, la velocidad de transferencia es menor que en redes cableadas y es imprescindible un sistema de encriptación para garantizar la seguridad de la red y los accesos indebidos.

Por otro lado, las redes inalámbricas no necesitan instalación inicial, con lo que su puesta a punto es más rápida y se obtiene una ganancia considerable en movilidad.

5.2. Dispositivos inalámbricos

Los estándares más comunes que deben cumplir los dispositivos inalámbricos son IEEE 802.11 b, IEEE 802.11 g e IEEE 802.11 n, con unas velocidades máximas respectivas de 11 Mbps, 54 Mbps y 300 Mbps. Además, todos ellos trabajan en la frecuencia de 2.4 GHz.

Existe una clara división en cuanto a dispositivos inalámbricos: por un lado, están los que se conectan a la red y, por otro, los que se conectan al equipo.

Los diferentes tipos de dispositivos inalámbricos son los siguientes:

1 Con conexión a la red: entre ellos se encuentran tanto routers inalámbricos como puntos de acceso o repetidores de red.

Router inalámbrico

1 Con conexión al equipo: son los que comunican el equipo con el medio inalámbrico proporcionado y difundido por los dispositivos con conexión a la red. Entre ellos, destacan las tarjetas de red inalámbricas de tipo USB, PCI o PCMCIA.

Tarjeta de red inalámbrica

6. Resumen

A lo largo de este capítulo, se ha aprendido qué es una red de área local y los beneficios que aporta a la hora de constituir una red, tanto doméstica como de ámbito empresarial.

Asimismo, se han comparado los diferentes tipos de redes existentes en cuanto a su tamaño y las diferentes configuraciones o topologías que puede ejercer una red de área local.

Seguidamente, se han expuesto los diferentes medios de conexión que existen con los que implantar el cableado de la red y los componentes tanto hardware como software que integran una red junto con sus características.

Por último, se han mostrado las ventajas y desventajas de añadir tecnología inalámbrica a una red de área local, conociendo los diferentes dispositivos de conexión existentes para ello.

Ejercicios de repaso y autoevaluación

1. ¿Cuál de las siguientes características no corresponde a una red de área local?

1 Recursos de red compartidos.

2 Gestión centralizada.

3 Velocidad de transmisión baja.

4 Fácil expansión.

2. ¿Cuál de los siguientes dispositivos no es imprescindible en una red local?

1 El medio de transmisión.

2 Una impresora de red.

3 Un terminal.

4 Un router.

3. ¿En qué tipología de red cada nodo se encuentra conectado únicamente con los nodos adyacentes?

1 Bus.

2 Anillo.

3 Estrella.

4 Paralela.

4. ¿Cuál de los siguientes factores no afecta al rendimiento de la transmisión?

1 El sistema operativo.

2 El número de receptores.

3 La atenuación de la señal.

4 El ancho de banda.

5. ¿Cuál es la diferencia entre el par trenzado UTP y el par trenzado STP?

1 La longitud del cable.

2 El apantallamiento del cable.

3 El orden de los pares.

4 Los pares tienen diferentes colores.

6. ¿Qué dispositivos se podrían conectar con un cable UTP cruzado?

1 Solo impresoras de red.

2 Dos ordenadores.

3 Un concentrador y un ordenador.

4 Un conmutador y un ordenador.

7. ¿Es cierto que el estándar T568-A es más utilizado que el T568-B?

1 Verdadero

2 Falso

8. ¿Qué diferencia existe entre hub y switch?

1 El hub es capaz de determinar a quién va dirigida la información y el switch no.

2 Solo el precio.

3 El switch es capaz de determinar a quién va dirigida la información y el hub no.

4 Ninguna de las opciones es correcta.

9. ¿Cómo se llama la aplicación que proporciona Windows 10 para configurar un equipo en la red?

1 Conexiones de red.

2 Centro de red.

3 Centro de redes y recursos compartidos.

4 Centro de recursos compartidos.

10. ¿Qué dispositivos necesitaría un equipo para conectarlo a la red sin necesidad de cables?

1 Un router inalámbrico.

2 Una tarjeta de red inalámbrica.

3 Un punto de acceso inalámbrico.

4 Además de router, un software que lo permita.

Capítulo 3

El sistema operativo en el uso básico de las TIC

Contenido

1  Introducción

2  Funciones de un sistema operativo

3  Uso del entorno

4  Almacenamiento y organización de la información

5  Operaciones usuales con ficheros y carpetas

6  Acceso a los recursos de la red local

7  Personalización y configuración

8  Resumen

1. Introducción

A través de la interacción con una amplia cantidad de elementos gráficos, el usuario conocerá de un modo sencillo y amigable el entorno de un sistema operativo, sus componentes, funcionalidad y las operaciones más frecuentes y habituales que en él se realizan, así como aspectos necesarios para adaptarlo y personalizarlo a los propios hábitos y modo de trabajo. En la actualidad, esta combinación de objetos gráficos facilita la adaptación del usuario al sistema y hace que no se produzca en él un impacto negativo en su primera toma de contacto.

A lo largo de este capítulo, se conocerán los entresijos de un sistema operativo y se aprenderá a utilizarlo, conociendo los aspectos básicos de su entorno y funciones gráficas. Además, se aprenderá a almacenar y organizar la información que alberga el ordenador y a realizar las operaciones más comunes con ficheros y carpetas.

Por otro lado, se mostrarán los métodos de acceso y creación de recursos en la red local en la que se encuentre conectado el equipo.

Por último, se verá cómo llevar a cabo la personalización del sistema operativo y la configuración de los elementos del mismo desde un punto de vista tanto estético como funcional.