Tema 1. Fundamentos informáticos
.
1. Informática. Tratamiento de la información.
2. Ordenador. Sistema informático.
3. Definición de Programa.
4. Sistema binario. Lenguaje de máquinas.
5. Hardware. Componentes físicos. Tipos de dispositivos.
6. Bus y conexiones.
7. CPU. (Microprocesador
–
Unidad de control
–
ALU-RAM).
8. Software. Sistemas operativos y aplicaciones.
9. Memorias. BIOS, Caché, RAM y ROM .
10. Sistemas de archivos.
11. Introducción a la seguridad informática. Virus.
12. Redes. Red de área local LAN.
Medios Informáticos.
CFGS Fotografía 1.
1. El tratamiento de la información.
INFORMATICA: Información + Automática. Procesamiento automático de la
información.
Definiciones de Informática:
•Definición 1: Ciencia que estudia el tratamiento lógico, racional y automático de la información.
•Definición 2: Ciencia que estudia la recogida, organización, transformación y
transmisión de la información de una forma lógica y racional, empleando para ello medios humanos, mecánicos y electrónicos.
En el
tratamiento de la información
, o procesamiento de datos,
podemos distinguir
tres fases
:
•La primera es la fase de entrada: El usuario introduce los datos a través de unos dispositivos conectados al ordenador, denominados periféricos de entrada, como el teclado o el ratón.
•Una vez que ha recibido los datos, comienza la fase de proceso: el ordenador los
almacena en la memoria y realiza las operaciones necesarias hasta obtener los resultados.
•En la fase de salida, el ordenador muestra los resultados a través de dispositivos,
2. Sistema informático. ¿Qué es un ordenador o una
Computadora?
•Definición 1:
Máquina compuesta de elementos físicos de tipo electrónico (Hardware), capaz de realizar una gran variedad de trabajos a gran velocidad y con gran precisión, siempre que reciba las instrucciones adecuadas. Es un sistema que bajo el control de un
programa almacenado (Software) capta o acepta datos de entrada, los procesa y produce unos resultados.
•Definición 2:
Máquina que acepta unos datos de entrada, efectúa con ellos operaciones lógicas y matemáticas, y proporciona la información resultante a través de un medio de salida; todo ello sin intervención de un operador humano y bajo el control de un programa de instrucciones (Software) previamente almacenado.
•Definición 3:
Máquina electrónica compuesta por elementos físicos (Hardware) y lógicos (Software - programas) capaz de aceptar unos datos de entrada, efectuar con ellos operaciones lógicas y aritméticas a gran velocidad y proporcionar la información resultante a través de un medio de salida, todo ello bajo el control de un programa formado por instrucciones y previamente almacenado.
3. ¿Qué es un programa?
•Definición 1: Es un conjunto de órdenes que se dan a una computadora para realizar un proceso determinado. Al conjunto de uno o varios programas que realizan un
determinado trabajo completo se le denomina AplicaciónInformática (Software).
•Definición 2: Un programa es un conjunto de instrucciones que indican al ordenador las tareas o cálculos que debe realizar. Estas instrucciones se describen mediante lenguajes de programación.
4. El Sistema Binario (
Lenguaje de máquinas
):
BIT, de Binary Digit (dígito binario) es la unidad básica de la informática.
•Las señales digitales son la base de la comunicación entre ordenadores. Para codificar
las señales digitales se utiliza un sistema denominado binario: el 0 y el 1, donde el 0 es ausencia de corriente.
•El sistema binario es el equivalente de los ordenadores a nuestro sistema de
numeración. Nuestros diez dígitos (base diez o decimal) se convierten en dos (base dos o binario).
•Con un único símbolo del sistema decimal podemos expresar 10 valores distintos (0 al
9), y con un símbolo en binario solo dos (0 y 1). La cantidad mínima de información que podemos representar con el sistema binario se denomina BIT, de Binary Digit (dígito binario) y es la unidad básica de la informática.
BIT. Unidad básica de la informática.
BIT:
•Adquiere el valor el valor 1 ó 0 en el sistema numérico binario. En el procesamiento y almacenamiento informático un bit es la unidad de información más pequeña
manipulada por el ordenador y está representada físicamente por un elemento como un único pulso enviado a través de un circuito, o bien como un pequeño punto en un disco magnético capaz de almacenar un 0 o un 1.
•La representación de información se logra mediante la agrupación de bits para lograr
un conjunto de valores mayor que permite manejar mayor información. Por ejemplo, la agrupación de ocho bits componen un byte que se utiliza para representar todo tipo de información, incluyendo las letras del alfabeto y los dígitos del 0 al 9.
Medidas de almacenamiento de la información: •Bit: Un 0 o un 1
•Byte: 8 Bits (equivale a único carácter en Código Binario)
•KiloByte (Kb): 1.024 bytes
•MegaByte (Mb): 1.024 Kb, es decir 1.048.576 bytes
•GigaByte (Gb): 1.024 Mb, es decir 1.048.576 Kb,
En informática, cada letra, número o signo de puntuación ocupa un byte (8 bits). Por ejemplo, cuando se dice que un archivo de texto ocupa 5.000 bytes estamos afirmando que éste equivale a 5.000 letras o caracteres. Ya que el byte es una unidad de
información muy pequeña, se suelen utilizar sus múltiplos: kilobyte (Kb), megabyte (MB), gigabyte (GB)... Como en informática se utilizan potencias de 2 en vez de potencias de 10, se da la circunstancia de que cada uno de estos múltiplos no es 1.000 veces mayor que el anterior, sino 1.024 (210 = 1.024). Por lo que 1 GB = 1.024 MB = 1.048.576 Kb = más de 1.073 millones de bytes.
ELEMENTOS FÍSICOS Y LÓGICOS DE UN ORDENADOR:
HARDWARE Y SOFTWARE.
Hardware - Periféricos.
•El Hardware es el equipo utilizado para el funcionamiento de una computadora. Se
refiere a los componentes materiales (es decir, a los materiales con los que está construido y los elementos que podemos conectar a él: monitor ratón, procesador, cables, conectores, dispositivos externos, soportes de almacenaje, etc.) La función de estos componentes suele dividirse en cuatro categorías principales:
Hardware Periférico:
•1. Hardware periférico o dispositivo de entrada.
•2. Hardware periférico o dispositivo de almacenamiento. •3. Hardware periférico o dispositivo de entrada y salida. •4. Hardware periférico o dispositivo de salida.
COMPONENTES FÍSICOS DEL ORDENADOR.
-La primera distinción que hacemos cuando nos encontramos ante un ordenador es la que separa hardware de software.
Si abrimos la caja del ordenador podemos comprobar que todos los elementos electrónicos de su interior se encuentran conectados a una plancha rectangular, que denominamos placa base.
Dispositivos de almacenamiento.
- Los dispositivos de almacenamiento también son considerados por muchos como periféricos de entrada y salida. Entre ellos destacamos:
- Disco duro: unidad de almacenamiento permanente de gran capacidad. Permite tanto la lectura como la escritura. Ha de ser formateado previamente para que pueda recibir información. Su capacidad de almacenamiento se mide en bytes (Gigabyte, Terabyte), como en el caso de la memoria RAM, aunque aquí la capacidad es mucho mayor. Las principales características son la capacidad de almacenamiento y las revoluciones por minuto. Tipos:
Disco duro Interno. Disco duro Externo.
- Grabadora de DVD. Almacena y lee la información de los DVDs, que son
discos ópticos, gracias a un láser. La capacidad estándar de los DVDs es de 4,7 GB. Aunque existen de mayor capacidad hasta (17,1 GB), no han tenido el tirón suficiente en el mercado. Únicamente los de doble capa para algunas aplicaciones.
- Pen-drive. Dispositivos basados en memorias de tipo Flash (como las tarjetas Compact flash, Memory stick, Smart drive, etc.), gozan de gran éxito entre los consumidores. Sus capacidades hoy en día pueden llegar a los 32 GB.
Tema 1. Almacenamiento
Discos duros
:
Son dispositivos de almacenamiento de
datos no volátil que emplea un sistema de
grabación magnética para almacenar
datos digitales. Se compone de uno o más
platos o discos rígidos, unidos por un
mismo eje que gira a gran velocidad
dentro de una caja metálica sellada.
Sobre cada plato se sitúa un cabezal de
lectura/escritura que flota sobre una
delgada lámina de aire generada por la
rotación de los discos (en inglés Hard Disk
Drive, HDD)
Un disco duro multimedia es un dispositivo externo en el cual se pueden introducir archivos multimedia y visualizarlos en la pantalla de un televisor. Se conecta al él mediante unos cables de entrada y salida de audio y vídeo, y al ordenador por un puerto USB de alta velocidad o conexiones Wireless.
Tipos de conexión:
- IDE: el estándar principal por su versatilidad y
asequibilidad.
- SCSI: gran capacidad de almacenamiento y
velocidad de rotación.
- SATA: El más novedoso de los estándares de
conexión, utiliza un bus serie para la transmisión
de datos.
Actualmente han aparecido los discos
duros de memoria sólida (SSD o
solid-state drive), que no tienen discos
giratorios. Son menos susceptibles a los
golpes y tienen mayor rapidez de lectura y
escritura.
Tema 1. Periféricos.
Dispositivos o periféricos de almacenamiento
(también clasificados
por algunos como periféricos de entrada y salida):
•
Memorias USB:
Gran capacidad de almacenamiento. Usan memoria
Flash con conexión USB, sin necesidad de drivers.
•
Discos duros externos:
Cajas con conector Firewire, USB,
Thunderbolt…
•
Tarjetas de memoria Flash:
Varios tipos: Compact flash, SD o Secure
Digital (con sus variantes miniSD y microSD), Memory Stick, etc.
•
También “podrían” considerarse como periféricos de almacenamiento
las
unidades grabadoras de CD, DVD y BluRay.
Memorias USB:
Los actuales pendrives USB
3.0 consiguen tasas de transferencia
aproximadas de 225 MB/s de lectura y 130
MB/s de escritura. Esto es una gran mejora
con respecto a los USB 2.0 que sólo llegaban
a 40 MB/s.
Tarjetas Compact Flash
: Las actuales tarjetas
llegan al estándar UDMA 7 llegando a alcanzar
velocidades de transferencia de hasta
167MB/s. Podemos encontrar las cifras de
velocidad con este formato: 1000x lo que
equivaldría a 150000 KB/s (=150 MB/s).
Tarjetas SD:
siendo el formato original
el
SD
, apareció posteriormente el
SDHC
(hasta 25 MB/s) y finalmente el
SDXC
(hasta 312 MB/s en su versión
4). Las lectoras antiguas SD no
6. BUS y conexiones.
Estos componentes (hardware) están conectados a través de un conjunto de cables o circuitos llamado BUS con la unidad central de proceso (CPU)
Bus es un conjunto cableado que sirve para que los dispositivos hardware puedan comunicarse entre sí. Son rutas compartidas por todos los dispositivos que permiten transmitir información de unos a otros, son, en definitiva, las autopistas de la información interna.
Tipos de conexiones.
Llamamos puertos a los dispositivos mediante los cuales los periféricos se
conectan a la CPU. Según el tipo de periférico que se ha de conectar al
ordenador, distinguimos los siguientes puertos:
Tema 1. Conexiones
•
Nuevas conexiones:
USB 3.0
•
Conexiones video:
•
VGA
•
DVI
•
HDMI
Velocidad de hasta 5 Gbits/seg
Thunderbolt
Versión 1: hasta 10 Gbits/segVersión 2: hasta 20 Gbits/seg•
Conector
- Puerto serie. En este tipo de conexión sólo hay un cable por donde viaja la información, la cual se transfiere bit a bit. Suelen utilizar este puerto el teclado y el ratón.
- Puerto paralelo. La información se transfiere byte a byte; es decir, de una vez se envían ocho bits, que equivale a un carácter del teclado. Los ordenadores personales llevan instalado un puerto paralelo al que se solía conecta la impresora.
- Puerto USB (Universal Serial Bus). Este tipo de conexión se usa para conectar
periféricos de alta velocidad, pero debido a que admite hub externos y hasta 127 dispositivos, se usa para múltiples tipos de dispositivos. Es el más usado en la actualidad.
- Puerto IEEE 1364 (Firewire o iLink). Se trata de un puerto de alto rendimiento, especialmente usado en cámaras de vídeo y en dispositivos portátiles de
almacenamiento.
- Sin cables. WIFI y Bluetooth. El término WIFI se suele referir a las redes sin cables que hacen las veces de una red local tradicional, aunque es un término que se usa a veces de forma genérica. Los dispositivos Bluetooth son dispositivos móviles (como ordenadores y teléfonos) que usan esta tecnología para establecer comunicación entre ellos.
CPU. El «cerebro» del ordenador.
CPU o Unidad Central de Proceso es el elemento principal que coordina y dirige todas las operaciones del Sistema Informático. Está compuesto por el
PROCESADOR y la MEMORIA CENTRAL.
•PROCESADOR (microprocesador): Controla y ejecuta operaciones y está formado a su vez por la Unidad de Control y por la Unidad Aritmético − Lógica (ALU).
La Unidad de Control se encarga de controlar y coordinar el funcionamiento de
todos los componentes del ordenador. Interpreta y ejecuta las instrucciones controlando su secuencia y la ALU realiza las operaciones de tipo aritméticas y lógicas.
(operaciones de cálculo: sumas, restas, multiplicaciones...)
•MEMORIA CENTRAL (RAM): Memoria interna o principal que almacena los programas y los datos que se están ejecutando en tiempo real (ahora).
• MEMORIA AUXILIAR O SECUNDARIA (ROM): Dispositivos de almacenamiento
masivo de información para guardar datos y programas. (discos duros, disquetes, CD, pen, etc.).
ALU:
La unidad aritmético lógica, también conocida como ALU (siglas en inglés de
arithmetic logic unit), es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (sumas, restas, multiplicaciónes, etc.) y operaciones lógicas (si, y, o, no), entre dos números. Los circuitos electrónicos más complejos son los que están construidos dentro de los chips de microprocesadores modernos. Por lo tanto, estos procesadores tienen dentro de ellos un ALU muy complejo y potente. De hecho, un microprocesador moderno puede tener múltiples núcleos, cada núcleo con múltiples unidades de ejecución, cada una de ellas con múltiples ALU.
Microprocesador =) Unidad de control + ALU.
En los ordenadores personales, la unidad de control y la unidad aritmético-lógica se encuentran integradas en un único chip, al que denominamos microprocesador. La
velocidad a la que procesa los datos se mide en Mhz (megahercios) o Ghz
8. ¿Qué es el Software?
Todo lo que tiene cualidades lógicas, como los datos o programas. Lo intangible. Representa la inteligencia.
El software lo podemos clasificar en:
•1.Software de Sistema: Sistemas Operativos: Windows, Mac os, Linux, etc.
•2.Software de Aplicación: Son los diferentes programas que hay en el mercado.
Sistemas operativos.
Un sistema operativo (SO) es el programa o conjunto de programas que efectúan la gestión de los procesos básicos de un sistema informático, y permite la normal ejecución del resto de las operaciones.
Sistemas de aplicaciones, programas.
Software. Tipos en cuanto a uso, licencias y producción de programas:
-Tipos en cuanto a uso: debido a la presencia de los ordenadores en, prácticamente todos los sectores de nuestra sociedad, disponemos de infinidad de tipos de programas en cuanto a uso (contabilidad, tratamiento digital de la imagen, software educativo, etc). Ahora bien, podemos hacer una clasificación del software en cuanto a las licencias: - Licencia: contrato entre el desarrollador de un software sometido a propiedad
intelectual
y a derechos de autor y el usuario. Éstas permiten el uso de un programa o aplicación informática sin ser uno el dueño, por lo que no se tiene la propiedad para venderlo, ni arrendarlo o modificarlo.
- Derecho de autor o copyright: forma de protección proporcionada por las leyes
vigentes
en la mayoría de los países para los autores de obras originales. Para que una obra posea copyright no es necesario el registro de la misma en organismos como la SGAE. Por el simple hecho de crearla, ya se posee el copyright de la misma, si bien el hecho de registrarla nos puede ayudar en gran medida en futuras reclamaciones legales.
Software libre : proporciona la libertad de:
Software de código abierto:
• Distribución libre.
• Inclusión del código fuente, permitiendo que sea modificado. • Sin uso restringido a campo de actividad.
• La licencia debe ser tecnológicamente neutral.
Freeware: se usa comúnmente para programas que permiten la redistribución pero no
la modificación.
Shareware: software con autorización de redistribuir copias, pero debe pagarse cargo
por licencia de uso continuado.
Memoria BIOS:
La BIOS es imprescindible para la puesta en funcionamiento del ordenador, ya que contiene instrucciones para realizar el chequeo inicial del ordenador, además de datos técnicos de los distintos componentes conectados a el.
Memoria caché:
La caché es una memoria pequeña y rápida que almacena copias de los datos ubicados en la memoria principal que se utilizan con más frecuencia.
Es un conjunto de datos duplicados de otros originales, con la propiedad de que los datos originales son costosos de acceder, normalmente en tiempo, respecto a la copia en la caché. Cuando se accede por primera vez a un dato, se hace una copia en el caché; los accesos siguientes se realizan a dicha copia, haciendo que el tiempo de acceso medio al dato sea menor. Cuando el procesador necesita leer o escribir en una ubicación en memoria principal, primero verifica si una copia de los datos está en la caché. Si es así, el procesador de inmediato lee o escribe en la memoria caché, que es mucho más rápido que de la lectura o la escritura a la memoria principal.
Memoria RAM:
La memoria principal o RAM (Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el ordenador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. El almacenamiento es considerado temporal por que los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida o no sea reiniciada. Se le llama RAM por que es posible acceder a cualquier ubicación de ella aleatoria y rápidamente. Físicamente, están constituidas por un conjunto de chips o módulos de chips normalmente conectados a la Placa base. Los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos: La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o los discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y que se borra al apagar el ordenador, no como los Disquetes o discos duros en donde la información permanece grabada.
La memoria RAM es de escritura y lectura.
La memoria principal o memoria RAM (memoria de acceso aleatorio) es el componente electrónico donde se almacena la información, como las instrucciones de los programas que se están ejecutando y los datos o la información que se recibe a través de distintos dispositivos (teclado, procesador, escáner, etc.). La capacidad de la memoria se mide en Bytes y sus múltiplos (KB, MB, GB, TB...). .
Memoria ROM
La memoria de sólo lectura, o memoria ROM (por Read Only Memory), es una de las dos memorias que posee la computadora, que tiene como particularidad que no puede ser modificada; es inalterable. Por eso es que se la caracteriza como una memoria no
volátil, ya que tampoco se altera por cortes de corriente. Es decir que sus programas se pueden leer y por lo tanto, ejecutar, pero no escribir sobre ellos o cambiarlos. Su
contenido permanece intacto durante todo el tiempo que exista. En este sentido, se diferencia de la memoria RAM, ya que esta es aleatoria: La RAM es tanto de lectura como de escritura por lo que su contenido puede ser modificado.
Los datos que contiene la memoria ROM suelen ser cargados de fábrica en el chip y al no poder sufrir ninguna modificación, no corre el riesgo de perder su información una vez que se apaga la computadora. La memoria ROM suele almacenar datos básicos y la configuración del ordenador para ser usado, principalmente, en el arranque del mismo. Por ejemplo, la BIOS y su configuración suele almacenarse en este tipo de
10. Sistemas de archivos.
Los sistemas de archivos estructuran la información guardada en una unidad de
almacenamiento permanente (normalmente un disco duro), que luego será representada ya sea textual o gráficamente utilizando un gestor de archivos. La mayoría de los sistemas operativos poseen su propio sistema de archivos. Algunos de los más utilizados son los siguientes:
. FAT 32: Sistema de 32 bits, utilizado por versiones anteriores de Windows. Se utiliza
en unidades de almacenamiento con memorias tipo flash (pendrives, tarjetas de memoria). FAT es compatible con MAC OS con limitaciones.
. NTFS: Más robusto y seguro que FAT32, diseñado para utilizarlo en particiones muy grandes.
. EXT3: Usado en la mayoría de distribuciones de GNU/Linux. . HFS: Utilizado en ordenadores Macintosh de Apple.
11. Introducción a la seguridad informática.
Seguridad informática: estado de protección establecido con el fin de evitar la aparición de las distintas amenazas posibles que puedan alterar su normal
funcionamiento, o de aminorar las consecuencias negativas de los distintos riesgos, una vez producidos.
Para que un sistema informático sea considerado seguro, deben cumplirse estas premisas:
. Integridad: La información sólo puede ser modificada por quien está autorizado y de
manera controlda.
. Confidencialidad: La información sólo debe ser legible para los autorizados. . Disponibilidad: Debe estar disponible cuando se necesita.
. Irrefutabilidad (No repudio): El uso y/o modificación de la información por parte de un usuario debe ser irrefutable, es decir, que el usuario no puede negar dicha acción.
Métodos de protección:
-Antivirus.
-Firewall. Es una parte de un sistema o una red que está diseñada para bloquear el acceso no autorizado desde el exterior, permitiendo al mismo tiempo comunicaciones autorizadas.
-Actualizaciones periódicas, tanto del antivirus como del sistema operativo y las aplicaciones.
Virus informático.
Virus informático: es un malware (software malicioso) que tiene por objeto alterar el normal funcionamiento de la computadora, sin el permiso o el conocimiento del usuario.
Troyanos: instrucciones introducidas en la secuencia de instrucciones de otros programas legales y que realizan funciones no autorizadas.
Bombas lógicas. Son programas que se activan en determinadas condiciones tales como
una fecha determinada.
Remailers. Son programas relacionados con la administración y gestión del correo electrónico, que pueden generar órdenes de envío de correos, creando una cadena de Envíos.
Worms o gusanos. se va duplicando y ocupando memoria hasta que su tamaño
desborda al sistema informático en que se instala, impidiéndole realizar ningún trabajo efectivo.
Puertas falsas o Back Doors. Está técnica permite introducirse en los programas por puntos que no son los estándares o normales.
Sniffers o Rastreadores. Son programas que se ejecutan en una red informática y
rastrean todas las transacciones que viajan por ella para volcarlas en un fichero. El estudio de este fichero permite encontrar claves, passwords o números de tarjetas de crédito, que pueden ser utilizados de forma fraudulenta
13. Tipos de Redes.
Una red de computadoras (también llamada red de ordenadores o red informática)
es un conjunto de equipos (computadoras y/o dispositivos) conectados por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que comparten información (archivos), recursos (CD-ROM, impresoras, etc.) y servicios (acceso a internet, e-mail, chat, juegos), etc.
- Red pública: una red publica se define como una red que puede usar cualquier persona y no como las redes que están configuradas con clave de acceso personal.
- Red privada: una red privada se definiría como una red que puede usarla solo algunas
personas y que están
configuradas con clave de acceso personal.
- Red de área Personal (PAN): (Personal Area Network) es una red de ordenadores
usada para la comunicación
entre los dispositivos de la computadora . Las redes personales se pueden conectar con cables tales como USB y
FireWire. Una red personal sin hilos (WPAN) se puede también hacer posible con tecnologías de red tales como
Infrarrojos y Bluetooth.
- Red de área local (LAN): una red que se limita a un área especial relativamente
pequeña tal como una
habitación o un edificio. Si la red está basada en conexiones inalámbricas (generalmente mediante Wi-Fi, se
denomina WLAN).
- Red del área del campus (CAN): Se deriva a una red que conecta dos o más LANs los cuales deben estar
conectados en un área geográfica específica tal como un campus de universidad o un instituto.
- Red de área metropolitana (MAN): una red que conecta las redes de un área dos o
más locales juntos pero no extiende más allá de los límites de la ciudad.
- Red de área amplia (WAN): es una red de comunicaciones de datos que cubre un área geográfica
relativamente amplia y que utiliza a menudo las instalaciones de transmisión proporcionadas por los portadores comunes, tales como compañías del teléfono.
Red de área local (LAN).
Una red de área local, red local o LAN (del inglés Local Area Network) es la interconexión de varios ordenadores y periféricos, dentro de un área reducida, como puede ser una habitación o un edificio. En definitiva, permite que dos o más máquinas se comuniquen, compartan recursos e intercambien datos y aplicaciones.
El término red local incluye tanto el hardware como el software necesario para la interconexión de los distintos dispositivos y el tratamiento de la información.
Existen diversas formas de estructurar una red, como las que aparecen en el siguiente gráfico:
