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Explicación del tema 1
AS09001 Computación I
Tema 1. Impacto social de las computadoras

Origen de las computadoras
La computadora es un dispositivo que surge para cubrir las necesidades
de manejo y cálculo de datos que se manifiestan en las tareas del ser
humano. Al hablar del origen de la computadora podemos remontarnos
hasta Babilonia en el año 2400 A.C. con el ábaco, un instrumento que
ayudaba a realizar cálculos aritméticos y que hoy en día se usa en las
primeras fases de aprendizaje, para que los niños aprendan a sumar y restar.
La ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) fue la primera
computadora electromagnética y se presentó el 15 de febrero de 1946; este equipo estaba
formado por más de 17,000 tubos de vacío, y medía 167 m2, era una computadora que
ocupaba el espacio de toda una casa mediana.
Las primeras computadoras basadas en microprocesadores, como actualmente funcionan,
se crearon en los años 60’s; un primer ejemplo importante es la computadora H316
diseñada para la cocina por la corporación Honeywell, cuya función era ayudar en el
almacenamiento de recetas de cocina.
El año 1970 surge uno de los eventos más importante en el mundo de la computación: la
creación del Sistema Operativo UNIX, el cual hasta nuestros días ha sido mejorado y
adaptado en diferentes versiones, para cubrir las necesidades de diferentes usuarios.
En 1971 se originó el microcircuito Intel 4004, el primero integrado y formado de silicio;
podía realizar hasta 60,000 instrucciones por segundo.
En 1972 se generó el lenguaje de programación C, el cual es la base actual de muchas de
las aplicaciones y sistemas que utilizamos.
Para el año 1975 surgió la primera computadora de tipo personal, PC, llamada Altair 880,
donde Bill Gates y Paul Allen crean el lenguaje Basic.
La primera computadora Apple de Steve Jobs surge en el año 1976, los usuarios podían
utilizar cualquier pantalla y conectarla a la caja de madera donde estaba construida la
Apple. Sin embargo, para 1977 la Apple II ya estaba montada sobre un gabinete más
austero como los que conocimos a principios de los años 90’s.
En 1982 surge el procesador Intel 80286 de 16 bits, y se empiezan a realizar trabajos en
computadora con las aplicaciones denominada CAD, las cuales permiten generar objetos
en 2 y 3 dimensiones; un ejemplo es Autocad, una aplicación que sigue evolucionando
actualmente y es utilizada por ingenieros y arquitectos.
IBM da a conocer la topología de conexión a Redes “Token Ring” que es capaz de enviar
información en una red local hasta de 4 y 16 MB por segundo.
En 1985 empiezan las primeras versiones de Windows para los equipos
IBM y para 1986 se introduce la tecnología del CD en las computadoras
como el futuro medio de almacenamiento.
En 1990 Windows 3.0 sale al mercado y se empieza a distribuir fácilmente a los hogares
que ya cuentan con una computadora. El uso de un sistema de cómputo empezaba a verse
de forma más notable en las empresas alrededor del mundo.
En 1991 se da a conocer el código de Linux, basado en Unix, y comienza el movimiento
del software libre, el cual da a conocer el código de un programa o sistema operativo para
que los usuarios puedan modificarlo y adaptarlo a sus necesidades, sin tener que pagar
algún costo por ese producto. El precursor de dicho movimiento fue Linus Torvalds, al dar
a conocer el código fuente de Linux.
A partir de 1995 el uso de Internet se incrementó, en número de computadoras en hogares
y oficinas empezó a crecer de forma exponencial, y a partir de 1995 se consolidó en el
mercado la utilización del Sistema Operativo Windows, el cual con la versión Windows
95 y 98 abarcó el 80% del mercado de las computadoras personales.
Hoy en día existe una gran competencia entre las diferentes versiones de Sistemas
Operativos, siendo Windows aún el gran ganador en el mercado actual. En el aspecto del
hardware, las computadoras han evolucionado constantemente incrementando la velocidad
de procesamiento y capacidad de almacenamiento de datos.

Evolución de las computadoras
Las computadoras han evolucionado en cuanto a capacidad de almacenamiento, rapidez de
procesamiento y tamaño de los elementos que la conforman. Ahora las computadoras
personales (PC) son muy comunes y la mayoría de los hogares cuenta con una
computadora.
En el uso individual, las computadoras han evolucionado de tal manera que ahora
podemos contar con el siguiente tipo de equipos:

 Computadoras de escritorio, o desktop: Equipos de
cómputo que se instalan sobre un escritorio o mesa; poseen un
gabinete que contiene los elementos de la computadora y se
conecta a un monitor externo. El tamaño de la computadora
permite que se puedan conectar al mismo dispositivos con más
capacidad o tecnología; son las máquinas más utilizadas en los
hogares y oficinas.
Estaciones de trabajo: Computadoras especializadas que cuentan con dispositivos
gráficos de alta resolución. Comúnmente este tipo de equipos son generados para
trabajos específicos que demandan gran capacidad de procesamiento de las
computadoras.
Explicación del tema 2
AS09001 Computación I
Tema 2.El CPU, memoria, y unidades de entrada y salida
2.1 Arquitectura de una computadora
Para poder comprender más acerca del funcionamiento de las
computadoras, es necesario que conozcamos cómo están formadas
en su interior y los elementos que interactúan para su
funcionamiento. Al conjunto de dispositivos internos que forman a
una computadora y la manera en que se encuentran interconectadas
entre sí, le llamamos Arquitectura Computacional.
Hablando de los componentes generales de un sistema de cómputo,
podemos mencionar a grandes rasgos en 4 secciones:




Hardware
Software
Usuarios
Información o datos
Tal vez hayas escuchado los términos Hardware y Software y generalmente podemos
llegar a pensar que la computadora son sólo dispositivos físicos. Sin embargo, el Software
(SW) es lo que nos permite interactuar con estos dispositivos, por ejemplo, el Sistema
Operativo que veremos más adelante, es un software a mayor escala que nos permite
controlar nuestro equipo de cómputo. Ahora veamos las definiciones generales de estos
elementos:
Hardware: dispositivos físicos y mecánicos que forman parte de la computadora, todo lo
concreto, lo que podemos tocar. Ejemplos de hardware pueden ser la tarjeta de sonido, la
tarjeta de red, el CPU, la memoria RAM, etc.
Software: “programas”, comandos o instrucciones que una computadora ejecuta para
lograr un resultado esperado. Ejemplos de SW son los programas de hoja cálculo, editores
de texto, programas de diseño, y el Sistema Operativo.
Usuarios: personas que interactúan con los equipos de cómputo, capturando información,
o ejecutando instrucciones por medio de la computadora, para un fin específico.
Información o datos: todo aquello que necesita procesar una computadora para cumplir
sus tareas específicas. Generalmente mucha información para un usuario como nosotros
pudiera no tener sentido, pero con ayuda de la computadora ésta se puede organizar y
darle un significado valioso para nuestra labor diaria o para la organización en la que
laboremos.
Para que un sistema de cómputo logre su objetivo final, necesitamos de 4 fases para el
procesamiento de la información, al conjunto de estas fases le llamamos: ciclo de
procesamiento de la información. El ciclo de procesamiento de la información cuenta
con las siguientes fases:
1. Entrada: momento en el que la
computadora acepta datos que introduce
un usuario o un programa.
2. Procesamiento: fase en que los
diferentes elementos que forman parte
del HW de procesamiento del sistema,
logran ejecutar las diversas instrucciones
para manipular la información como fue
requerida por el usuario o programa en la
fase de entrada. Esta fase involucra al
procesador y la memoria.
3. Salida: fase en la que se obtienen
los resultados esperados del procesamiento de datos en el sistema, por ejemplo se
pueden tener resultados de operaciones aritméticas, gráficos, reportes, etc.
4. Almacenamiento: fase en la cual la computadora guarda todos los resultados del
procesamiento de datos en el disco duro, cinta o cualquier otro dispositivo de
almacenamiento que se haya elegido. Como ejemplos de medios de
almacenamiento tenemos: disco duro, discos compactos, discos duros externos,
servidores de almacenamiento de datos, llaves USB, y los ya no tan usados discos
de 3 1/2.
Al hablar de Arquitectura Computacional, también debemos mencionar el diagrama de las
capas de abstracción de la computadora. Este diagrama muestra las diversas partes que se
involucran entre sí para poder comunicarnos y manipular el hardware o dispositivos
físicos. El modelo consta de las siguientes capas: hardware, firmware, ensamblador,
kernel y Sistema Operativo y aplicaciones.



HW: capa donde se encuentran todos los dispositivos físicos que forman parte de
un sistema de cómputo.
Firmware: conjunto de instrucciones con propósitos específicos, es decir, cada
dispositivo físico cuenta con una memoria local denominada ROM (Read Only
Memory) la cual contiene instrucciones que sirven para la configuración y
funcionamiento básico de ese mismo dispositivo.
Ensamblador: lenguaje a bajo nivel, es decir a nivel máquina, con el cual se


puede manipular el hardware para que realice funciones específicas, un usuario
final generalmente no se comunica por medio de ensamblador, sino por medio de
un Sistema Operativo que a la vez se comunica con el hardware mediante lenguaje
ensamblador y un kernel.
Kernel: capa intermedia entre el Sistema Operativo y el lenguaje ensamblador.
Kernel es la parte esencial de un Sistema Operativo, el cual permite manipular el
HW de un sistema de cómputo.
Sistema Operativo y aplicaciones: interfaz final con la que nosotros como
usuarios interactuamos para poder manipular el HW de una computadora.
2.2 El CPU, funciones y tipos
Cuando hablamos de los componentes físicos o de HW básicos de una computadora, nos
referimos al procesador, la memoria, los dispositivos de entrada y salida y los medios de
almacenamiento. A continuación explicaremos cada uno de estos componentes, sus tipos y
funciones.
Los procesadores son utilizados para transformar los datos que
no tienen algún sentido en información utilizable; es decir, se trata
de dar forma a los datos para que tengan un beneficio final, ya sea
que produzcamos reportes, gráficos u otro tipo de producto final.
El procesador es considerado como la parte central y principal de
un sistema de cómputo, es el cerebro del sistema y se encuentra
compuesto por uno o más microprocesadores hechos de silicio.
Una parte también fundamental para el funcionamiento del sistema de cómputo es la
tarjeta madre o “mother board”. Esta tarjeta permite la interconexión entre el
procesador y otros dispositivos de hardware. Viendo físicamente una tarjeta madre, es una
tarjeta rectangular de color verde con circuitos, que permite la interconexión entre el
procesador, la memoria, el disco duro y otros dispositivos.
Seguramente haz escuchado el término CPU, que significa Unidad de
Procesamiento Central o Central Processor Unit, por sus siglas en
inglés. Por CPU actualmente nos referimos al procesador, es decir, ese
elemento que permite transformar los datos en información útil.
Existen dos tipos de procesadores principales de acuerdo a su arquitectura: CISC y RISC
CISC (Computación de conjunto complejo de instrucciones) es un tipo de procesador
que opera con un conjunto de instrucciones grande y con más funciones que el RISC.
Generalmente las computadoras compatibles con IBM utilizan este tipo de procesador.
RISC (Computación de conjunto reducido de instrucciones) es un procesador más
simple que el CISC ya que utiliza instrucciones simplificadas, es decir instrucciones que
se ejecutan de una forma mucho más rápida que en CISC.
En el aspecto comercial, es más fácil encontrar procesadores de tipo CISC, los ejemplos
más claros son los creados por las compañías como Intel y AMD. Para el caso de los
RISC tenemos ejemplos como el procesador Power PC desarrollado por IBM y Motorola
el cual fue utilizado por mucho tiempo por las computadoras de Apple (Macintosh);
actualmente Apple cambió y utiliza procesadores de tipo CISC creados por Intel.
En el mercado actual encontramos computadoras con más de un procesador, y se les
denomina de 2 ó 4 núcleos, de acuerdo a la cantidad de procesadores con las que cuente.
Un ejemplo muy claro se encuentra en los procesadores de Intel Centrino Duo, mismos
que cuentan con tecnología de doble núcleo o doble procesador. Inclusive, existen en el
mercado procesadores de 4 núcleos, es decir 4 CPU’s integrados dentro de un solo
procesador.
Una de las características que debemos tomar en cuenta para determinar el desempeño de
un procesador es la velocidad del ciclo de reloj, la cual se refiere a la cantidad de
operaciones que puede realizar por segundo. Las unidades de medida para la velocidad de
los procesadores son los Mhz (Megahertz) y los Ghz (Gigahertz).
2.3 Memoria, disco duro y bus de datos
Además del procesador, la memoria es una parte esencial de las computadoras ya que ellas
guardan información sobre lo que se está ejecutando o las operaciones que tiene que
realizar el procesador. Esta información puede ser almacenada tanto temporal como
permanentemente. Existen dos tipos principales de memoria: RAM y ROM
a. RAM (Random Access Memory): Memoria de acceso
aleatorio, la cual es utilizada por el CPU para almacenar
información sobre las instrucciones y datos que está procesando
en ese momento. Esta memoria es temporal, es decir que la
información que se encuentra en este bloque de hardware cambia constantemente y
si por alguna razón la energía eléctrica falla, la información de ese bloque se
pierde, a esta propiedad la denominamos como memoria volátil. La memoria RAM
es utilizada por el CPU ya que se encuentra estratégicamente conectada al mismo,
para que el acceso a la información sea de forma rápida.
Cuando compres un equipo de cómputo, es común que veas la capacidad de la memoria
RAM como una de las características más importantes. Entre mayor sea la capacidad de la
memoria RAM, mayor será el rendimiento de la computadora puesto que almacenará
mayor cantidad de datos para que el procesador pueda trabajar en ese momento. La unidad
de capacidad base para las memorias se denomina byte, la cual a su vez está conformada
por 8 bits. Un bit es equivalente a un carácter o símbolo.
Para determinar la capacidad de las memorias, podemos utilizar las unidades byte,
kilobyte (KB) equivalente a 1000 bytes, megabyte (MB) equivalente a 1 millón de bytes, y
gigabyte (GB) equivalente a mil millones de bytes. Hablando de capacidad de disco duro,
podemos llegar a tener hasta terabytes (TB) correspondiente a 1 billón de bytes.
b. ROM (Read Only Memory): Memoria de acceso aleatorio la cual tiene la
propiedad de ser no volátil, es decir esta memoria no pierde la información a pesar
de que no reciba alimentación eléctrica. Este tipo de memoria se utiliza para
guardar instrucciones en los dispositivos o hardware de forma permanente.
El disco duro o HD (Hard Disk) es un dispositivo de
almacenamiento en el cual una computadora guarda toda su
información que genera ya sean archivos, datos, gráficos,
imágenes o incluso música. Estos dispositivos tienen la
flexibilidad de que el usuario puede guardar la información
o borrarla de acuerdo a sus necesidades. Cuando se apaga la
computadora la información queda almacenada sin ningún
problema y no se pierde. Los discos duros tienen más capacidad de almacenamiento que
una memoria tipo RAM o ROM, pero también es importante mencionar que la velocidad
con la que se guarda y se lee la información, es un poco más lenta que una memoria RAM
o ROM.
Hablando de dispositivos de almacenamiento, no sólo tenemos los discos duros, ya que
existen dos tipos de dispositivos para guardar datos: los ópticos y los magnéticos.
Los magnéticos son los dispositivos que cuentan con un disco plano que gira sobre su
propio eje; el disco es manipulado por medio de cabezas de lectura/escritura y por medio
del magnetismo guardan la información. El ejemplo más común de los discos magnéticos,
son los discos duros, ya que son una serie de discos en los cuales las cabecillas almacenan
información por medio de magnetismo.
Los dispositivos ópticos son aquellos que utilizan láser
para poder leer o grabar información en ellos. Los más
comunes hoy en día son los discos compactos y los discos
de video digital (DVD). Las computadoras prácticamente
cuentan con una unidad de CD-ROM (Compact Disc Read
Only Memory) los cuales permite leer información de los
discos compactos, y ahora el estándar es que también
puedan grabar información en los CDs (CD-RW ó CD
Rewritable). En cuanto a capacidad, un disco compacto cuenta con 650 MB ó 74 minutos
de audio, también existen de 700 MB / 80 minutos de audio; hablando de DVDs éstos
cuentan con una capacidad de 4.7GB. En la actualidad también existen formatos de alta
definición en DVD los cuales son denominados HD-DVD (High Definition DVD) y BluRay. Ambos formatos comenzaron una lucha por mantener su estándar y ser el dispositivo
óptico del futuro con capacidades de 25 GB para el HD-DVD y de 50 GB para el Blu-Ray.
Al final Blu-Ray ganó la batalla y es utilizado en dispositivos de videojuegos como el
Play Station 3.
Otro de los elementos importantes dentro de un sistema de cómputo son los buses de
datos, que son canales de comunicación entre los dispositivos por los cuales se transporta
la información a nivel de bits, para que sea procesada y/o almacenada. Es decir, transporta
la información que es ingresada, por ejemplo, desde un teclado para que el sistema
operativo la pueda manipular con el procesador posteriormente; así mismo la salida de ese
proceso se transmite por un bus para ser almacenada en algún medio de almacenamiento,
o simplemente para ser desplegada en el monitor.
2.4 Dispositivos periféricos de las computadoras
El término dispositivos periféricos de las computadoras, se refiere
a todos los equipos que se conectan externamente a una
computadora y que facilitan las tareas del usuario, ejemplos claros
son el Mouse, el teclado, el monitor, la impresora, el escáner, el
micrófono.
Existen un sin fin de dispositivos periféricos que se pueden
conectar a un sistema de cómputo. Los puertos o “conectores” que son más utilizados son
los de USB y el paralelo, aunque en la actualidad prácticamente todos los dispositivos se
conectan por medio del USB (Universal Serial Bus) que alcanza velocidades de
transferencia de datos de hasta 60 MB por segundo en el caso de USB 2.0, y actualmente
se encuentra en fase de pruebas una versión la 3.0 que puede alcanzar la velocidad de
hasta 600 MB/s.
El término dispositivos de entrada y salida o “Input/Output”, se refiere al tipo de
operaciones que realiza un dispositivo periférico, ya sea ingresar información (entrada)
como lo hacen el teclado o un Mouse; o recibir información (salida) como lo es un
monitor.
Ejemplo
Leer el artículo “How to buy a computer” obtenido de la Biblioteca Digital. Base de datos:
EBSCO Business Source Premier. Referencia Consumer Reports, Nov94; Vol. 59, No.
11, p. 689
http://rpproxy.iii.com:9797/MuseSessionID=13567fa40fbfcc919fa12d02912b26b/MuseH
ost=web.ebscohost.com/.../
Artículo anexo en el Zip que se entrega con el material del módulo 1
Glosario
c. CD-ROM: Compact Disc Read Only Memory, Discos compactos utilizados
únicamente para leer información de ellos.
d. CD-RW: Compact Disc Rewritable, Discos compactos utilizados para leer y
grabar información en ellos.
e. DVD: Digital Video Disc, Discos de video digital que tienen mayor capacidad que
un disco compacto, los cuales son utilizados para almacenar películas e
información de hasta 4.7 y 8 GB según el tipo de disco.
f. HD: Hard Drive, término utilizado para especificar a un disco duro.
g. HD-DVD: High Definition DVD, formato de disco que permite guardar videos en
alta definición e información de hasta 25 GB.
h. HW: Hardware, dispositivos físicos de un equipo de cómputo.
i. RAM: Random Access Memory, memoria de acceso aleatorio de tipo volátil.
j. ROM: Read Only Memory, memoria de lectura no volátil, encontrada en
dispositivos de hardware.
k. SW: Software, programas o conjunto de instrucciones que se utilizan en las
computadoras.
l. USB: Universal Serial Bus, puerto de entrada para dispositivos periféricos en un
equipo de cómputo.
Referencias utilizadas para el desarrollo de este tema:
Norton, P. (2006). Introducción a la computación. (6ª ed.). México DF. McGraw Hill.
ISBN: 9789701051085
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D.R. © Universidad TecMilenio.
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Explicación del tema 3
AS09001 Computación I
Tema 3. El Sistema Operativo
3.1 Definición de un Sistema Operativo y sus tipos
Un Sistema Operativo (SO u OS por sus siglas en inglés) es un software
que ayuda al usuario a manipular el sistema de cómputo o hardware. Por
medio de un SO no sólo podemos manipular el hardware de una
computadora, sino que también seremos capaces de utilizar otras piezas
de programas o SW como hojas de cálculo, procesadores de texto y
editores de imágenes, entre otros. Este SW o aplicaciones como también
las conocemos, necesitan estar instaladas en un Sistema Operativo con
el cual sean compatibles. Sin un Sistema Operativo, el procesamiento de datos por medio
de la computadora no tendría sentido, ya que no habría forma de que el usuario interactúe
con el equipo.
Las funciones básicas de un Sistema Operativo son:




Proporcionar una interfaz al usuario para poder interactuar con el equipo de
cómputo, es decir, mostrar en el monitor diversos elementos.
Ejecutar programas de aplicaciones como hojas de cálculo y procesadores de texto.
Permitir la comunicación entre el HW, SW y el usuario.
Administrar el almacenamiento y lectura de datos de los diversos dispositivos de
almacenamiento, como RAM, discos duros, o dispositivos de almacenamiento
ópticos.
Pero ¿qué tipos de Sistemas Operativos existen?, realmente podemos distinguir entre 4
tipos de SO de acuerdo a sus funciones y características. Es importante enfatizar que por
tipos no queremos decir marcas de Sistemas Operativos del mercado actual, sino que
queremos distinguir los tipos de acuerdo a sus funciones específicamente.
1. SO de tiempo real: sistemas que encontramos en máquinas como calculadoras,
sistemas industriales o científicos. Los SO de tiempo real permiten ejecutar
aplicaciones de una manera extremadamente rápida sin que notemos el tiempo de
procesamiento de la información. En el caso de las calculadoras por ejemplo,
podemos mencionar que es un sistema de tiempo real ya que se encuentra
integrado dentro de un chip y permite realizar los cálculos de forma prácticamente
inmediata; en el caso de sistemas industriales podemos observar que en el mismo
momento que un usuario envía una instrucción, el tiempo de espera es nulo y el
instrumento genera el resultado esperado.
2. SO de un solo usuario y una sola tarea: sistemas que únicamente permiten
trabajar con un usuario a la vez, el cual tiene que esperar a que una tarea termine
de ser realizada para poder comenzar otra, es decir, la ejecución depende de que el
procesamiento de alguna petición haya terminado para así poder comenzar. Un
ejemplo claro de un SO de este tipo es MS-DOS o el Palm OS los cuales permiten
a un usuario ejecutar sólo una tarea a la vez.
3. SO de un solo usuario y múltiples tareas (multitareas): a diferencia del SO
mencionado anteriormente, este sistema permite que un usuario pueda realizar más
de 2 tareas a la vez. Por ejemplo mientras el usuario puede estar imprimiendo,
también puede escuchar música y estar navegando por Internet. Como puedes
observar, este tipo de SO es el que se maneja hoy en día y los ejemplos
comerciales más claros de ello son la existencia de Windows de Microsoft o Mac
OS de Apple.
4. SO multiusuario y multitareas: la diferencia radica en que muchos usuarios
pueden realizar múltiples tareas a la vez; sin embargo aquí se necesita de un
equipo de cómputo conectado en red para que pueda ser utilizado por varias
personas a la vez, este equipo de cómputo se denomina “Servidor de terminales”.
De esta forma en un equipo remoto o servidor se puede tener una aplicación o
programa instalado que puede ser ejecutado por diversos usuarios al mismo tiempo
y trabajar sin ningún problema procesando toda la información requerida. Para
este tipo de ambiente de trabajo se requiere que el “servidor” sea un equipo lo
suficientemente robusto para poder dar servicio a todas las peticiones de los
usuarios.
3.2 Esquema de funcionamiento de un Sistema Operativo
A continuación se
mencionan las capas
del funcionamiento de
un SO, este esquema
te ayudará a
comprender cómo es
que nosotros podemos
interactuar con el HW
y cada uno de los
componentes
involucrados, para que
podamos utilizar
nuestra computadora.
El Sistema Operativo trabaja por medio de capas, como se puede observar en la imagen
anterior. Nosotros como usuarios utilizamos las aplicaciones (hojas de cálculo,
procesadores de texto, editores de video, sonido, videojuegos) que se encuentran
soportadas o ejecutándose sobre una interfaz gráfica o GUI con la que interactuamos. Esta
interfaz gráfica también nos proporciona un Shell o un intérprete de comandos que, con el
simple hecho de ordenarle algo a la computadora, realiza llamadas al sistema; dichas
llamadas pueden ser para manipular archivos, realizar algún tipo de tarea de comunicación
o generar y reproducir gráficos y sonidos. Para poder realizar estas llamadas de sistema, se
requiere de la ayuda de un “kernel” que es un núcleo que permite controlar el hardware de
la computadora por medio de 3 módulos internos de administración. Estos módulos de
administración son:



Administración de procesos: organiza y otorga prioridades a todas las
instrucciones recibidas, para que sean ejecutadas por el procesador o CPU.
Administración de memoria: almacena información temporal para que el
hardware pueda realizar las operaciones necesarias, según las peticiones del
cliente. Administra la memoria RAM que utiliza el procesador para almacenar
datos temporales.
Controladores de HW: manda las señales necesarias para activar tareas físicas
del hardware, ya sea mostrar resultados en pantalla, mandar a imprimir o empezar
a leer un disco compacto.
Por último, la capa de abstracción del hardware (HAL) se refiere a la organización de los
dispositivos físicos de la computadora, de tal forma que puedan ser manipulados por el
Sistema Operativo, a través de las capas de funcionamiento previamente mencionadas. En
la capa HAL se encuentran todos los dispositivos físicos para que puedan ser utilizados.
3.3 Sistemas Operativos en el mercado actual
Actualmente existen varios “sabores” de Sistemas Operativos en el mercado, aunque la
mayoría sólo ha escuchado sobre Windows y Mac, existen diferentes versiones basadas en
Unix y Linux. Para empezar a hablar sobre los SO que se ofrecen actualmente, es
importante ver cuáles fueron los primeros SO comerciales, los precursores de los sistemas
actuales.
Para el mundo de las computadoras personales (PC “personal computer”):

DOS (Disk Operating System): Sistema Operativo de Disco, fue uno de los SO
más utilizados en los años 80’s y en la actualidad sigue siendo utilizado en la
plataforma Windows. DOS, era un sistema de un solo usuario y de una sola tarea.
Con el paso del tiempo dejó de ser utilizado en forma masiva. Por su importancia
en los años 80’s, este SO fue adquirido por Microsoft y convertido en MS-DOS, el
cual tuvo algunas mejoras en la manera de ejecutar los programas, y con el paso
del tiempo surgieron versiones que mejoraron sus características. Una de las
limitantes más grandes del DOS fue la falta de conexión a una red de
datos. Actualmente las plataformas de Windows tienen lo que llamamos línea de
comandos (command line), la cual es una muestra de lo que fue DOS en sus
tiempos y que por su simplicidad sigue siendo “imitado” o “emulado” en la
plataforma Windows para realizar cierto tipo de funciones. DOS sólo podía
ejecutar aplicaciones de 16 bits.

Windows 3.x: las versiones de Windows 3.11 fueron las primeras de la compañía
Microsoft en manejar una interfaz de usuario capaz de utilizar un mouse y un
sistema de ventanas para el manejo de aplicaciones. Este fue un SO de un usuario
pero multitareas. A partir de aquí los SO de Microsoft fueron multitasking
(multitareas). Microsoft incluso llegó a ser demandado por la compañía Apple
quien había producido las Macintosh; la demanda se debió a que Apple debatía
que Microsoft había realizado una copia de su interfaz gráfica, pero la demanda no
procedió ya que la interfaz gráfica de Apple no se encontraba debidamente
patentada.

Windows NT Workstation: Sistema Operativo de 32 bits que surgió en 1993
como una estación de trabajo para ambientes en Red. Aquí la interfaz gráfica era
mucho mejor que Windows 3.11, ya que el manejo de menús y ventanas era
mucho más dinámico y sencillo de utilizar, y a la vez más agradable para la vista
del usuario. Esta versión de Windows NT fue la primera que dejó de utilizar el
código del SO DOS como base de funcionamiento.

Windows 9x: las versiones de Windows 95 y 98 tuvieron una gran aceptación en
el mercado gracias a su interfaz gráfica similar al Windows NT pero aún más
amigable y personalizable. Windows 95 y Windows 98 podían ser instalados
directamente en un sistema de cómputo sin la necesidad de tener previamente
instalado MS-DOS, pero si fueron SO que estaban construidos con una base de
código de MS-DOS para poder funcionar. En Windows 95 y 98 se podían ejecutar
aplicaciones de 32 bit, y además empezó la era del “plug & play”, es decir que
podías conectar cualquier dispositivo a tu computadora y éste sería detectado e
instalado automáticamente sin la necesidad de que el usuario tuviera que intervenir
en ese proceso de configuración. Un detalle importante es que en un inicio
Windows 95 después de una actualización tuvo soporte para Internet, y empezó
también la era del navegador Internet Explorer. Las diferencias entre Windows 95
y 98 son algunas mejoras en la estabilidad del SO y el Active Desktop (escritorio
activo) que permitía al usuario navegar en Internet desde el escritorio o pantalla
principal de la interfaz del SO.

Windows 2000: se trata de la unión de dos SO, la interfaz y facilidad de uso de
Windows 98 con la estabilidad y orientación de trabajo en red que poseían las
versiones de Windows NT. Se generaron tanto versiones de clientes o
computadoras personales, como para servidores de red. Con este SO también se
introdujo el soporte a procesadores de doble núcleo, este tipo de soporte se
denominó soporte para multiprocesamiento asimétrico (SMP).

Windows Me (Millenium): fue una versión mejorada de Windows 98, sin
embargo fue muy inestable y no contaba con el mismo soporte a red que Windows
2000. Windows Millenium era más barato y fue poco utilizado debido a los
problemas con lo que contaba. El estándar quedó en cambiar a computadoras con
Windows 2000.

Windows XP: uno de los SO más utilizados en la actualidad y que a pesar de que
en los próximos años dejará de recibir soporte, es una de las versiones de Windows
más estables. Este SO salió al mercado en Octubre de 2001 y mejoró notablemente
su interfaz gráfica, haciéndola mucho más atractiva y amigable para el usuario.
Este SO también fue capaz de trabajar con aplicaciones y procesadores a 64 bits,
algo que sus versiones anteriores no podían utilizar.

Windows Vista: es el Sistema Operativo más actual de la compañía Microsoft,
salió al mercado a finales del 2006 y también muestra mejoras notables en la
interfaz para el usuario; así mismo mejoró el manejo del sistema de archivos, la
seguridad de los datos y corrigió los problemas de seguridad y vulnerabilidad que
se presentaban comúnmente en Windows XP. También incorporó un nuevo motor
gráfico denominado “Aero”, el cual permite utilizar transparencias y diferentes
gamas de colores y efectos en el manejo de las ventanas de la interfaz o GUI
(Graphic User Interface).

MAC OS: el SO de la compañía Apple, competencia directa de Microsoft, capturó
al mercado de los usuarios que gustaban de la edición de video, sonido e imágenes.
Gráficamente siempre estuvo un paso adelante que las versiones de Microsoft,
pero la popularidad de MAC OS no se compara con el nivel de mercado alcanzado
por Windows, debido a la dificultad en su manejo comparado con Windows, que
es mucho más amigable y sencillo de utilizar. MAC OS se encuentra basado en
sistema Unix.

UNIX: es un SO muy estable, que fue la contraparte de DOS. Sin embargo Unix
siempre fue un sistema mucho más completo, pero a su vez más complejo de
utilizar. Su interfaz realmente es una línea de comandos, y su poder radica en la
estabilidad para el manejo de datos y aplicaciones en red.

LINUX: es una versión gráfica de UNIX, existen diferentes versiones de LINUX
y a diferencia de MAC OS y Windows, es un sistema freeware o gratuito. Se
puede instalar en cualquier equipo de cómputo y es muy estable y confiable, pero
su proceso de instalación suele ser más complejo que un Windows, y su manejo
también puede ser difícil a pesar de las diferentes versiones de “shells” o ventanas
que existen actualmente. Hoy en día las versiones más conocidas de Linux son Red
Hat, Suse, Fedora, Ubuntu y Slackware.
En cuanto a los SO de red, existen las versiones contraparte de las que mencionamos
anteriormente. Por ejemplo, para Windows NT Workstation, existió la versión para
servidores denominada Windows NT Server. En el caso de Windows 2000, fue Windows
2000 Server. Para Windows XP surgió Windows Server 2003 que es en la actualidad el
más utilizado de la plataforma Windows y actualmente existe ya la versión Windows
Server 2008 que pertenece al mismo código de Windows Vista pero para servidores.
En el caso de Unix, existen versiones para servidores como AIX de IBM, HP-UX de la
compañía HP, y Solaris de Sun Microsystems. En el caso de Linux Red Hat y Novell
(Suse y Netware) tienen versiones para servidores de sus sistemas.
Glosario




DOS (Disk Operating System): Sistema Operativo de Disco. Uno de los SO más
utilizados en los años 80’s.
HW: hardware, se refiere a los dispositivos físicos de un equipo de cómputo.
OS: Operating System por sus siglas en inglés. También llamado SO (Sistema
Operativo), es un software que ayuda al usuario a manipular el sistema de cómputo
o hardware.
SW: software, programas o conjunto de instrucciones que se utilizan en las
computadoras.
Referencias utilizadas para el desarrollo de este tema:
Norton, P. (2006). Introducción a la computación. (6ª ed.). México DF. McGraw Hill.
ISBN: 9789701051085
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Explicación del tema 4
AS09001 Computación I
Tema 4. Manejo de sistemas de archivos
4.1 ¿Qué es un sistema de archivos?
Antes de definirlo, es importante que comprendamos cómo se procesan los datos con
ayuda del CPU; para ello debemos diferenciar entre lo que es un dato y lo que es la
información. Los datos en sí son números, letras o caracteres aislados que por sí solos no
tienen un sentido común, o un significado especial, y que sin embargo son tomados por la
computadora para ser procesados. La información es generada cuando un conjunto de
datos es procesado de tal manera que se logra dar un significado y un uso lógico a los
mismos; es decir la información es un conjunto de datos que tienen un sentido
significativo.
La base del procesamiento de la información en los sistemas de
cómputo se basa en código binario, un sistema de numeración
integrado únicamente por ceros y unos (0, 1). Al igual que en un
sistema decimal, el sistema binario cuando requiere representar
números más grandes agrupa ceros y unos juntos y contiguos, por
ejemplo: 101 el cual en sistema decimal se traduce como el número 5. A continuación una
tabla básica de la numeración base 10 (decimal) y la base 2 (binario).
Número en sistema Número en sistema
decimal
binario
0
0
1
1
2
10
3
11
4
100
5
101
6
110
7
111
8
1000
9
1001
La representación de ceros y unos, también se
puede representar con lo que denominamos
interruptores de luz, por ejemplo, el 0 significa
apagado y el 1 encendido. Esta es la forma en
como una computadora trabaja para la
representación de los datos.
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1010
1011
1100
1101
1110
1111
10000
10001
10010
10011
10100
Para poder representar texto dentro de una
computadora, también hacemos uso del sistema
binario. En este tipo de códigos de texto se hace
una representación para cada símbolo por medio
de un número binario. Por ejemplo podríamos
decir que para la letra “A” en código de texto
ASCII se representa con el número binario 01000001 el cual si lo escribimos en decimal
significa 65. Así en un código de texto se representan todas las letras y número que
usamos día a día. Los códigos de texto existentes, son:



ASCII (American Standard Code for Information Interchange): es el código
de texto utilizado en la mayoría de los equipos de cómputo y está compuesto por
127 códigos de 8 bits, con valores de 0 a 127 en binario.
ASCII Extendido: es el complemento del código ASCII regular, ya que incluye
símbolos como los caracteres con acentos. Se añaden símbolos de 128 al 255 en
binario. También es un sistema de códigos de texto de 8 bits.
Unicode: es el código estándar de caracteres mundiales. Es de tipo mundial porque
para le representación de los símbolos se utilizan 32 bits, es decir el doble de bits
que en el código ASCII (recordemos que un bit representa una posición, es decir
16 bits es la combinación de 16 posiciones para ceros y unos, mientras que 32 bits
son 32 posiciones). Con esta gran capacidad de combinaciones, se pueden
representar hasta 4 billones de caracteres, y es por ello que abarca a todos los
símbolos existentes en el mundo. Los primeros 256 símbolos en Unicode son
exactamente los mismos a los del código ASCII y ASCII extendido, lo cual nos
habla de compatibilidad que existe entre estos 3 códigos de texto.
Ahora que conocemos cómo son representados los datos en un sistema de cómputo,
podemos continuar con la definición de archivo y de un sistema de archivos.
Archivo: información que es almacenada en algún dispositivo como disco duro, CD, o
disco externo USB.
Un archivo es identificado con un nombre y una extensión. La
extensión determina qué tipo de archivo y qué tipo de información se
encuentra en el mismo; además, la extensión de un archivo lo asocia
con algún programa o aplicación en especial. Por ejemplo el archivo
proyecto.doc tiene asignado una extensión “doc” la cual representa
que es un archivo de tipo documento (texto) y además el Sistema
Operativo puede asociar el archivo con el programa “Word” de tal
forma que cuando des doble clic sobre el archivo, puedas ver la información contenida por
medio del programa Word de Microsoft.
Todo conjunto de letras que van después del “punto” (.) en el nombre de un archivo, hace
referencia a la extensión del mismo. Si en un archivo tenemos su nombre en el formato
casa.doc.xls en realidad significa que el archivo tiene una extensión .xls y lo asocia con
una hoja de cálculo de Excel; con esto podemos darnos cuenta de que la extensión válida
es la que se encuentra siempre al final del nombre del archivo, después del último punto
(.).
Un archivo además, tiene las siguientes propiedades:



Permisos: pueden ser de lectura, escritura y ejecución, se refiere a lo que un
usuario puede realizar con el archivo. Por seguridad un archivo puede estar
restringido a sólo lectura y con ello el usuario será capaz de ver su información,
pero no podrá modificar el contenido. El permiso de escritura da acceso a
modificar la información del archivo; y el permiso de ejecución permite al usuario
utilizar el archivo, por ejemplo, para abrir un programa se requiere que su archivo
principal tenga permisos de ejecución, de lo contrario el usuario no podrá abrir el
programa. Un archivo puede tener la combinación de estos 3 permisos básicos.
Tipo: un archivo puede ser de un tipo de sistema de archivos, ya sea FAT32,
NTFS, ext2, ext3, ext4, JFS, Reiser4. Estos sistemas de archivos los veremos más
adelante.
ACLs: Access Lists, o listas de acceso, es decir se especifica qué usuarios o
grupos (conjunto de usuarios) tienen acceso al archivo y de qué tipo, por ejemplo
el usuario 1 permiso de lectura, y el usuario 2 tendrá todos los permisos para el
archivo.
Hemos visto lo que es un archivo y sus propiedades, pero ¿qué es un Sistema de
Archivos? Un sistema de archivos (filesystem en inglés) es una forma de integrar o
estructurar la información dentro de un medio de almacenamiento como lo es un disco
duro. Un sistema de archivos depende del Sistema Operativo en el que la información
vaya a ser utilizada, es decir cada SO tiene su propio sistema de archivos, y cada uno tiene
características especiales. A veces es difícil que un archivo guardado en un sistema de
archivos NTFS pueda ser leído en un sistema de archivos JFS ya que no existe
compatibilidad en la manera de estructurar la información entre ambos; sin embargo es
factible hacer una “conversión” de tipo de sistema de archivo.
4.2 Tipos de sistemas de archivos por Sistema Operativo
Según el Sistema Operativo, podemos clasificar los sistemas de archivos de la siguiente
forma:
1. Windows:
a. FAT 12, 16 y 32 (File Allocation Table): desarrollado por Microsoft y
utilizado en las versiones de MS-DOS, Windows 3.11, Windows 95,
Windows 98 y Windows Me. Es un sistema de archivos relativamente
sencillo, ya que no permite crear permisos para usuarios o grupos de
acceso, sólo se pueden asignar permisos de lectura y escritura pero sin
distinguir quiénes pueden tener ese permiso y quiénes no. El archivo más
grande que puedes almacenar en este sistema de archivos es de 4 GB.
b. NTFS (New Technology File System): desarrollado por Microsoft y
utilizado en Windows NT, Windows 2000, 2003, XP y Vista. En este
sistema de archivos es cuando Microsoft introduce las ACLs lo cual
permite dar permisos a usuarios y a grupos de una manera mucho más
controlada y segura. El límite del tamaño de los archivos que se pueden
tener en este sistema de archivos es realmente el espacio libre que quede en
el disco duro o dispositivo donde esté almacenado el archivo, es decir no
hay un límite lógico, pero sí físico.
2. Unix/Linux:
a. Ext2, ext3 y ext4: son sistemas de archivos utilizados en SO basados en
unix por ejemplo Red Hat, Fedora, etc. Ext quiere decir sistema de archivos
extendido, y existen versiones de la 1 a la 4 donde en cada una hay mejoras
y compatibilidad con las anteriores. La más actual es la 4. Este tipo de
sistema de archivos también es utilizado por versiones de MAC OS. El
tamaño máximo de archivos que soporta el ext2 es de 2 GB, en el caso de
ext3 y ext4 realmente no existen limitantes lógicas, sino más bien físicas, al
igual que el caso de NTFS.
b. ReiserFS y Reiser4: utilizado con distribuciones de Linux y MAC OS. Su
ventaja radica en poder manejar ACLs, atributos de seguridad (permisos)
tipo Unix, además de que maneja con facilidad el “journaling” el cual es un
método para realizar operaciones con los archivos que se le denomina
“registro por diario”.
c. JFS (Journaling File System): este sistema es especialmente utilizado por
la versión de Unix de IBM denominada AIX. Al igual que Reiser, maneja
el “journaling” como su mecanismo principal de funcionamiento. JFS fue
creado para ambientes de servidores de negocios. La máxima extensión de
un archivo es de 4 Perabytes (PB), lo cual es realmente un número
ilimitado.
4.3 Manejo de tipos de archivos
Como vimos anteriormente, un archivo es identificado con un nombre y una extensión. La
extensión determina qué tipo de archivo y qué tipo de información se encuentra en el
mismo; además, la extensión de un archivo lo asocia con algún programa o aplicación en
especial.
En este punto vamos a ver cómo manejar los tipos de archivo multimedia, es decir los
utilizados para las imágenes, videos y música o audio.
Acerca de los archivos de imágenes, tenemos dos tipos de imágenes:


Mapa de bits: es una cuadrícula la cual va formando a la
imagen o figura al iluminar dicho cuadro. Cada celda puede
tener su color y formar así la imagen. Cada celda la conocemos
como píxel, es decir una imagen está hecha de millones de
píxeles o puntos con colores que forman la imagen. Generalmente este tipo de
imágenes tienen extensión .BMP, .TIFF, .GIF, .JPG.
Vectores o vectoriales: son imágenes que se basan en ecuaciones matemáticas y
por lo tanto tienen una mejor definición en el monitor, es decir difícilmente se
deforman ya que mediante su ecuación matemática calculan tamaños, colores y
grosor de los gráficos para desplegarlos correctamente en pantalla. Ejemplos de
imágenes de este tipo son los archivos gráficos generados por aplicaciones como
Corel Draw (.CDR), PhotoShop (.PSD), Fireworks (.PNG), es decir programas de
diseño de imágenes que permiten guardar archivos de imágenes de alta calidad,
cada programa tiene su propia extensión que lo distingue.
En el caso de los videos, también tenemos distintos tipos de acuerdo
a la calidad y compresión de sus datos. Los más comunes son el
.MOV, .MPG, y el WMV. Aunque actualmente los archivos DIVX
tienen una calidad similar a la de un DVD y los videos
utilizan poco espacio en el disco duro de una
computadora.
Sobre los archivos de audio, existen también diferentes tipos o formatos
como el .WAV, el .MP3, .ACC y .WMA. Cada uno tiene sus características que los
definen en cuanto a calidad y espacio que utilizan en disco. Dentro de una de las tareas de
este tema investigarás acerca de estos formatos y sus características.
4.4 Transferencia de datos entre Sistemas de Archivos
Un Sistema de Archivos depende del Sistema Operativo en el que la información vaya a
ser utilizada, es decir cada SO tiene su propio Sistema de Archivos, y cada uno tiene
características especiales. A veces es difícil que un archivo guardado en un Sistema de
Archivos NTFS pueda ser leído en un Sistema de Archivos JFS ya que no existe
compatibilidad en la manera de estructurar la información entre ambos; sin embargo es
factible hacer una “conversión” de tipo de Sistema de Archivo pero no aplica para todos
los Sistemas de Archivos existentes.
Al proceso de transformar un archivo de un tipo de sistema de archivo a
otro lo denominamos “formato de sistema de archivo”, es decir se hace
una conversión. La palabra formatear generalmente la asociamos con
borrar información o limpiar un disco duro, sin embargo cambiar de
formato entre sistema de archivos se refiere a convertir la información, por
ejemplo, de un sistema FAT32 a un sistema NTFS.
Los sistemas en los que podemos hacer un cambio de formato de sistema de archivos son:





De FAT16 a FAT32
De FAT32 a NTFS
De ext2 a ext3
De ext3 a ext4
De JFS a JFS extendido o versión2
Cabe mencionar que algunas veces se puede llegar a perder información cuando se hace
un cambio regresivo, es decir de un NTFS a FAT32, se pierden los controles de acceso
(ACL).
Ejemplo:
En Windows XP, cuando el sistema de archivos es FAT32, lo podemos convertir con el
comando Covert a NTFS. Debes abrir una ventana de comandos y escribir la siguiente
instrucción:
Convert LETRADELAUNIDAD:/fs:ntfs donde LETRADELAUNIDAD puede ser el
disco C, D, E, o el que elijamos convertir. Si fuera la unidad E, el comando quedaría
Conver E:/fs:ntfs
Después habrá que dar clic en la tecla enter y el SO te preguntará si deseas hacer la
conversión del disco. Esto afectará a todos los archivos, y tendrán ahora las características
que se pueden tener en el formato NTFS, como lo es la posibilidad de tener listas de
control de acceso (ACL) para cada archivo y carpeta.
No ejecutes el comando mencionado, al menos que realmente quieras hacer la conversión
del sistema de archivos.
Como puedes ver, algunos SO incluyen sus propias herramientas para conversión de
sistemas de archivos, pero también puedes utilizar otras aplicaciones o SW que te pueden
ayudar a realizar estas conversiones, ya sea que lo hagas para todo un volumen o disco
duro, o sólo ciertos archivos y carpetas.
Glosario
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
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ASCII (American Standard Code for Information Interchange): código de
texto utilizado en la mayoría de los equipos de cómputo y está compuesto por 127
códigos de 8 bits, con valores de 0 a 127 en binario.
ASCII Extendido: complemento del código ASCII regular, ya que incluye
símbolos como los caracteres con acentos.
Journaling: método para realizar operaciones con los archivos que se le denomina
“registro por diario”. Utiliza un registro diario donde se almacena la información
de una operación a transacción para que si en algún momento falla, la operación
pueda restablecer los datos afectados.
Mapa de bits: formato de imagen basado en una reja o cuadrilla que va formando
a la figura.
Unicode: código estándar de caracteres mundiales formado por 32 bits.
Vectores: imágenes que se basan en ecuaciones matemáticas.
Referencias utilizadas para el desarrollo de este tema:
Norton, P. (2006). Introducción a la computación. (6ª ed.). México DF. McGraw Hill.
ISBN: 9789701051085
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