SISTEMAS INFORMÁTICOS: ESTRUCTURA Y FUNCIONES.
1. INTRODUCCIÓN
El ordenador es la herramienta que nos permite el tratamiento de la información, entendiendo por tal su organización, transmisión y almacenamiento.
Un sistema informático, en mayor o menor medida, es precisamente esto, un conjunto de elementos de “hardware” interconectados y de elementos “software” para el tratamiento de la información. El sistema informático más simple vendría dado por un ordenador, desde el cual se pueden crear sistemas informáticos mucho más sofisticados y complejos como redes, sistemas de procesamiento paralelo, etc.
Ajustándonos al modelo más simple, en este tema comentaremos cada uno de los elementos que componen el ordenador, así como sus características o tipos, atendiendo principalmente a los componentes físicos o elementos hardware propiamente dichos.
2. SISTEMAS INFORMÁTICOS: ESTRUCTURA Y FUNCIONES.
2.1. CONCEPTO Y ESTRUCTURA (COMPONENTES) DE UN ORDENADOR.
El ordenador es una herramienta de trabajo capaz de recibir información, almacenarla y realizar con ella determinados cálculos cuyos resultados son presentados de forma que sean útiles para el hombre.
Por tanto, un ordenador debe tener diferentes elementos que permitan introducir datos, procesarlos y presentarlos. Estos elementos están diferenciados en lo que llamamos hardware y software.
HARDWARE
Significa quincallería, ferretería, cacharrería (conjunto de elementos metálicos de poco valor).
Es el conjunto de elementos físicos, ya sean eléctricos, electrónicos, mecánicos o magnéticos, que integran un ordenador.
SOFTWARE
Está compuesto por todas las órdenes o instrucciones necesarias, tanto para que el ordenador pueda ofrecer a cualquiera la posibilidad de realizar con él una tarea, como aquellas que el propio usuario introduce para resolver un problema.
El software está compuesto por todos los programas entendiendo que un programa es un conjunto de instrucciones codificadas en un lenguaje inteligible por el ordenador que, ejecutadas en un determinado orden, resuelven un problema.
Por lo tanto SOFTWARE es el conjunto de programas que se incluyen en un ordenador para hacer posible la utilización eficaz del mismo. Lo integran los programas del sistema operativo, de ensamblaje, los compiladores y los programas de aplicación.
ORDENADOR
Es un conjunto de máquinas directamente enlazadas y relacionadas entre sí que constituyen un sistema de tratamiento de la información.
A lo largo del tema vamos a ver los elementos del hardware y el software de un ordenador, así como las funciones de cada uno de ellos.
3. ELEMENTOS DEL HARDWARE
El hardware del ordenador, está formado por una serie de componentes, entre los que se encuentran los siguientes:
– La Carcasa: Es la caja que sirve de soporte al ordenador, a la cual se conectan los periféricos mediante cables.
– La placa base: Es una tarjeta de material aislante en la que se encuentran los siguientes elementos:
· La Unidad Central de Proceso (CPU: microprocesador), también llamada microprocesador. Es el verdadero cerebro del ordenador y se encarga de controlar todas las operaciones realizadas por él.
· La Memoria: en la placa base hay una serie de ranuras especiales, por lo general cuatro, denominadas zócalos o bancos de memoria, en los cuales se insertan los módulos SD-RAM de 64MB, de 128MB o de 256MB.
· Las Ranuras de Expansión o Slots: sirven para añadir diferentes tipos de tarjetas para mejorar las prestaciones del ordenador. Ejemplo: la tarjeta de vídeo encargada de visualizar la información en el monitor, el módem, etc.
– Los Periféricos: sirven para introducir los programas y los datos en la memoria del ordenador o para presentar los resultados obtenidos en el procesamiento de la información.
3.1. UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU)
Además de la unidad de control (UC) y de la unidad aritmético – lógica (UAL), la CPU contiene una serie de registros y los buses. Normalmente todos estos elementos están integrados en un solo circuito o chip llamado microprocesador. La memoria principal y las unidades de entrada/salida son bloques independientes de la CPU implementados en otros circuitos integrados.
Todos ellos se unen a través de los buses en una o varias placas de circuito impreso para formar lo que hemos llamado microordenador.
Las operaciones que realiza la CPU son:
– Representación de datos e instrucciones.
– Almacenar datos, instrucciones y resultados intermedios.
– Interpretar y ejecutar instrucciones.
– Mover internamente datos e instrucciones.
3.2. UNIDAD DE CONTROL (UC).
La UC es el cerebro del ordenador. Es la encargada de controlar y supervisar el orden y la ejecución de las instrucciones que se han de procesar. Por tanto, la función básica de la UC es interpretar las instrucciones y generar las órdenes oportunas para activar los demás circuitos electrónicos de forma que cada instrucción sea ejecutada correctamente. Las fases de trabajo de la UC son las siguientes:
1. Leer las instrucciones de la memoria principal en el orden que fueron almacenadas.
2. Interpretar cada instrucción.
3. Establecer las conexiones eléctricas necesarias dentro de la unidad aritmético-lógica, a través de los buses para realizar las operaciones de cálculo.
4. Leer los datos desde la memoria principal necesarios para ejecutar la operación indicada en la instrucción.
5. Ordenar a la unidad aritmético-lógica (UAL) que ejecute la operación.
6. Almacenar el resultado en la memoria principal (MP).
3.5. UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICO (UAL).
Es la encargada de realizar las operaciones aritméticas y lógicas indicadas por la unidad de control después de descodificar la instrucción.
En general, toma el contenido de dos de los registros de trabajo asociados a la CPU, realiza la operación indicada y deja el resultado en alguno de los registros de trabajo.
3.6. PERIFÉRICOS
Son aquellos dispositivos que se conectan al ordenador pero que no son necesarios para su funcionamiento. Generalmente los dispositivos se conectan al microprocesador por los puertos de entrada/salida (E/S) y proporcionan al sistema lógico adicional o posibilidades de interconexión a otros elementos.
Veamos cuáles son los principales periféricos.
3.6.1. EL TECLADO.
Es el dispositivo de entrada de datos por excelencia. La entrada de datos se produce de forma manual; cada tecla se asocia con un símbolo particular o valor binario.
Su funcionamiento es similar al de una máquina de escribir: la tecla pulsada será el carácter de entrada que aparecerá en el monitor.
Existen dos modos de teclado en el ordenador convencional: el normal (84 teclas) y e ampliado (101 teclas o más). Generalmente, el uso del teclado ampliado se ha estandarizado y es el más usado, debido a que ofrece mayores posibilidades operativas.
3.6.2. EL MONITOR.
Es un dispositivo de salida de datos que nos permite la visualización de los mismos en pantalla.
Existen también diferentes modelos en relación a las características que lleven. Así, tenemos monitores de monocromo y monitores en color. Los monocromos visualizan en dos colores (generalmente en blanco y negro o en verde y negro).
Actualmente los monitores usuales son en color, permitiendo visualizar una amplia escala de colores en función de la resolución que soporten, con un tamaño de 14, 15, 17 ó 19 pulgadas.
El monitor está conectado el ordenador por medio de una tarjeta de video que está acoplada a la placa base.
3.6.3. LA IMPRESORA.
Constituye el periférico de salida por excelencia, ya que nos permite obtener copias en papel de la información que se encuentra en el ordenador.
En la actualidad las impresoras más usadas son las siguientes:
– Impresora matricial: el método de impresión es por impacto, que consiste en unas agujas que se combinan al imprimir para dar forma a cada uno de los caracteres y percuten sobre una cinta entintada sobre el papel de manera que los caracteres se van representando.
– Impresoras de inyección: este tipo de impresoras no requiere que se impacte sobre una cinta para obtener el carácter deseado, pues para formar cada carácter sueltan pequeñas gotas de tinta que dibujan cada uno de los puntos de la matriz. Por esta razón suelen recibir el nombre de impresoras de chorro de tinta. La tinta suele estar en unos cartuchos que se compran por separado. Pueden alcanzar una resolución de 2400 *1200ppp (puntos por pulgada) es papel fotográfico y una velocidad máxima de 5 ppm (páginas por minuto).
– Impresoras láser: son las que ofrecen la mayor calidad de gráficos y textos. Su funcionamiento se asemeja al de la obtención de fotocopias, ya que realiza un proceso de impresión electrofotográfica. Incorporan elementos de alta tecnología, como memoria de hasta 64MB o software de impresión ( permite modificar un carácter, definir formatos de página,…). la mayoría imprimen hasta 12 ppm, con color, y hasta 24ppm en blanco y negro, con una resolución de 1200 * 1200ppp
3.6.4. EL RATÓN
El ratón es un periférico de entrada de manejo manual, alternativo al teclado e incluso, en muchas ocasiones, de manejo más cómodo y sencillo. Simplifica enormemente la labor de selección de órdenes y mandatos de los menús.
3.6.5. EL PLOTTER
Es un dispositivo de impresión utilizado por los diseñadores y dibujantes en su confección de planos, piezas de ingeniería, herramientas técnicas, etc.
3.6.6. EL ESCÁNER.
Es un dispositivo que permite digitalizar una imagen o fotografía, es decir, es capaz de “ver” la imagen y visualizarla en pantalla, así como almacenarla en un fichero para su posterior uso en aplicaciones de dibujo.
3.6.7. EL MÓDEM.
Es un periférico que precisa una tarjeta específica colocada en la placa base del ordenador. Su salida está conectada a una entrada estándar de teléfono.
La misión de este dispositivo es enviar y recibir mensajes analógicos (pitidos), y transformarlos en digitales, de modo que éstos puedan ser recibidos directamente de un ordenador a otro (siempre y cuando estén conectados a la línea telefónica).
Existen módems internos (en el ordenador) y externos. Actualmente los más utilizados son los módems internos.
3.6.8. EL LÁPIZ ÓPTICO.
Es un dispositivo que necesita una tarjeta específica conectada a uno de los slots de expansión (ranuras) libres que tenga el ordenador. Se emplea, por ejemplo, como lector de códigos de barras de los diferentes productos.
3.6.9. LA REGRABADORA.
Permita grabar CD-ROMs de música y de software informático. Su velocidad de trabajo suele ser aparece representada por ejemplo de la siguiente forma: 48x16x48x, donde el primer número (48), indica la velocidad de grabación; el segundo (16), la velocidad de regrabación; y el tercero (48), la velocidad de lectura.
También existen las regrabadoras de DVD-ROM.
3.7. LA MEMORIA.
Es un dispositivo capaz de almacenar cualquier tipo de información (programas y datos) previamente introducida, conservarla para que más tarde se pueda recuperar para ser procesada por los demás componentes del ordenador, y por último, borrar cuando ya no se necesita.
3.7.1. TIPOS DE MEMORIA DE UN ORDENADOR.
Los diferentes tipos de memoria que puede contener un sistema pueden clasificarse en orden jerárquico de menor o mayor, según se indica a continuación:
– REGISTROS: Son memorias elementales para que las unidades de la CPU (UC, UAL) puedan almacenar datos e instrucciones temporalmente.
– MEMORIA INTERMEDIA: (Memorias tampón o buffers): Son zonas de almacenamiento intermedio para mantener la información que se transfiere hacia o desde el ordenador a los periféricos.
– MEMORIA INTERNA: (Memoria principal): Es un soporte de información donde se almacenan temporalmente los programas, datos y resultados que intervienen en un proceso a los que accede la UC, formado por unidades elementales de almacenamiento que pueden tomar dos estados físicos, a cada uno de los cuales se le hace corresponder un valor:1ó 0. A un determinado conjunto de unidades elementales se le denomina posición de memoria. Cada posición tiene un emplazamiento específico, llamado dirección, a partir del cual los datos pueden ser localizados.
– MEMORIA AUXILIAR: Para evitar un elevado tamaño y coste de memoria principal, se usan las memorias auxiliares para almacenar datos y programas que intervienen en el proceso. Cuando la UC necesita algún programa o dato se transfieren desde la memoria auxiliar a la memoria principal para realizar un proceso. Se las llama periféricos de almacenamiento intermedio. Pueden albergar millones de caracteres.
– MEMORIA VIRTUAL: Es el conjunto formado por la memoria interna y una parte de una memoria auxiliar extremadamente rápida ( un disco duro generalmente). La memoria virtual permite ejecutar programas que por su extensión no caben íntegros en la MP. Cuando la UC terminaba de ejecutar las instrucciones cargadas en MP, carga otro trozo de programa desde la memoria auxiliar, hasta terminar con todas las instrucciones del programa.
3.7.2. TIPOS DE MEMORIA INTERNA.
Existen dos tipos de memoria interna:
1. Memorias RAM: Son memorias de acceso aleatorio (Random Acces Memory), o lo que es lo mismo, se puede leer y escribir en cualquier posición. Sin embargo, necesitan estar conectadas a una fuente de alimentación para mantener la información grabada; si se desconecta, la información desaparece. Se usan para almacenar datos intermedios de un programa y los propios programas para ser ejecutados.
2. Memoria ROM (Read Only Memory): Son memorias de sólo lectura. No se puede escribir en ellas una vez que se ha introducido la información mediante métodos especiales. Estas memorias no necesitan ningún tipo de energía para mantener almacenada la información. Se utilizan para guardar microprogramas del sistema operativo o conjuntos de instrucciones que constituyen un sistema intermedio entre el hardware y el software, FIRMWARE.
4. ELEMENTOS DE “SOFTWARE”.
El software es la parte inmaterial del sistema informático que permite su funcionamiento de acuerdo a las necesidades de cada usuario, es decir, todo slots programas que pueden ser ejecutados, tanto los que se suministran con la propia máquina (programas del sistema operativo, algunas aplicaciones, compiladores, ensambladores, etc.) como los que el propio usuario realiza con estas herramientas.
Los programas de aplicación se articulan sobre sistemas operativos concretos que constituyen una parte integrante de la arquitectura del ordenador personal.
En la actualidad existe una gran cantidad de programas, por lo que llegar a una completa clasificación de todos ellos es realmente complicado, al no existir un criterio universal.
Generalmente estas aplicaciones se venden como programas – producto o paquetes software.
4.1. CONCEPTO Y CLASIFICACIÓN DE LOS PROGRAMAS.
PROGRAMA: Es un conjunto de instrucciones a que se suministran al ordenador, el cual, al ejecutarlas en un determinado orden, es capaz de resolver un problema automáticamente.
Existen muchos tipos de programas en el mercado y realizar una clasificación exhaustiva de los mismos sería demasiado extensa, por lo que a modo de resumen, podemos clasificar los programas en función de su utilidad en el mercado y distinguiendo los siguientes:
– Aplicaciones de Gestión: en las que incluimos programas de contabilidad (contaplus), facturación (facturaplus), nóminas (nominaplus), almacén, etc.
– Aplicaciones de Diseño: como herramientas CSD (diseño asistido por ordenador).
– Aplicaciones Gráficas: ayudados enormemente por la tendencia multimedia (Corel Draw, Power Point).
– Programas de Bases de Datos: que permiten el mantenimiento de ficheros de datos, la emisión de informes, formularios,… (Access).
– Programas de Hoja de Cálculo: que permiten la elaboración de presupuestos, cálculos financieros, etc. (LOTUS 1 – 2 – 3,Excel)
– Programas de Procesadores de Texto: que sirven para presentar documentos escritos, centrando, encuadrando, moviendo párrafos, y modificando el texto a gusto del usuario,… (Word, Wordperfect,…)
– Antivirus: un virus es u programa que se reproduce a sí mismo y que se introduce de forma no deseada en los ordenadores, a través de disquetes que han sido utilizados en un ordenador infectado ( también a través de Internet). Estos virus pueden ocasionar graves problemas en los distintos programas, e incluso en las distintas unidades (por ejemplo: C:\ “disco duro”). Para subsanar estos problemas se comercializan vacunas que detectan estos programas destructivos y los borran, corrigiendo los daños que hayan podido producirse. Una vertiente importante de estos programas antivirus es la detección. Antes de introducir cualquier disco en nuestro ordenador, es una sana costumbre pasarle un antivirus que nos informe sobre su estado. Existen multitud de antivirus en el mercado de los cuales los más conocidos son Central Point, Scan, Anyware o Panda.
– Programas de Acceso a Internet y Correo Electrónico.( Internet Explorer, Outlook Express).
4.2. NORMATIVALEGAL SOBRE EL USO DE SOFTWARE.
Las leyes de protección de datos son relativamente recientes en España. La Ley Orgánica de Regulación del Tratamiento Automático de Datos (LORTAD) fue presentada al Parlamento en junio de 1991 y definitivamente aprobada en octubre de 1992. esta ley dispone de 48 artículos en los que se contemplan:
– Disposiciones generales (aplicación a datos de carácter personal).
– Principios de protección de datos.
– Derechos de las personas (de cuyos datos se está haciendo uso).
– Disposiciones sectoriales (sobre ficheros de titularidad pica y privada).
– Regulación de los movimientos internacionales de los datos.
– Determinación de la Agencia de Protección de Datos.
– Categorización de las infracciones y sanciones (leves, graves y muy graves).
La normativa legal también contempla os convenios llevados a cabo por el Consejo de Europa (ratificado por España en enero de 1984) sobre la regulación del tratamiento de los datos, así como leyes de protección de la propiedad intelectual ( noviembre de 1987), en la que se regulan temas como derechos de autor, patentes, duración de derechos, cesiones, normas de reproducción, etc.