Una computadora es una máquina programable, es decir, capaz de ejecutar programas desarrollados por programadores. Un programa es un conjunto de instrucciones u órdenes que indican a la máquina las operaciones que ésta debe realizar con unos datos determinados. En general, todo programa indica a la computadora cómo obtener unos datos de salida, a partir de unos datos de entrada.
En un programa, los datos de entrada son los que la computadora va a procesar.
Los datos de salida son datos derivados, es decir, obtenidos a partir de los datos de entrada. Por esta razón, a los datos de salida se les considera más significativos que a los datos de entrada.
Ambos tipos de datos (de entrada y de salida) son información (textos, imágenes, sonidos, vídeos,...) que maneja la computadora. Sin embargo, en un sentido más filosófico, a los datos de entrada se les considera la materia prima de los datos de salida, considerados estos como la verdadera información.
Hardware y software
Al conjunto de componentes tangibles (o físicos) de una computadora se le denomina hardware, mientras que, al conjunto de programas y datos con los que trabaja se le conoce como software, el cual es inmaterial (o lógico). Dicho de otra forma, el hardware se puede ver y tocar, pero el software no.
El software y el hardware son interdependientes, esto quiere decir que todos los programas necesitan de un hardware donde poder ejecutarse, y al revés, cualquier hardware que no esté programado no hace nada.
Con independencia del tamaño o potencia de una computadora , todas ellas están compuestas por unidades o módulos dedicados a tareas concretas.
Esta construcción modular facilita su mantenimiento y ampliación. En todas las computadoras se pueden identificar los siguientes bloques o unidades funcionales principales:
• unidad de entrada
• unidad de memoria
• unidad de salida
• unidad central de proceso
• unidad de almacenamiento secundario
Para que las unidades más importantes de una computadora puedan "comunicarse" entre sí, existe un elemento que las interconecta, llamado bus del sistema. Físicamente, el bus del sistema es un conjunto de cables.
Definición de Unidad de Entrada
Unidad de entrada. El teclado y el ratón son los dos elementos más representativos de esta unidad, que permite a la computadora "recibir" datos de entrada desde el exterior. Otros elementos de entrada son: el escáner, el lápiz óptico, el micrófono, etc.
Definición de Unidad de Memoria
Unidad de memoria. En ella se puede "almacenar", temporalmente, tanto las instrucciones de un programa como los datos de entrada y salida que éste manipule. Comúnmente, a la unidad de memoria se le conoce como memoria principal, memoria interna o, simplemente, memoria
Definición de Unidad de Salida
Unidad de salida. El monitor y la impresora son los dos dispositivos más característicos de esta unidad, que facilita a la computadora "enviar" datos de salida hacia el exterior. Otros dispositivos de salida son: el plotter, los altavoces, etc.
Definición de Unidad Central de Proceso
Unidad central de proceso (Central Processing Unit, CPU). A esta unidad pertenece el procesador, que es, sin duda alguna, el componente más importante de la computadora; de él se dice que es el cerebro de la misma. El procesador es un chip que, debido a su miniaturización, también se le conoce como microprocesador. El procesador es el dispositivo que más define a una computadora. Esto quiere decir que dos máquinas cualesquiera, por ejemplo dos PCs, serán diferentes sólo por el hecho de que utilicen procesadores distintos, aunque pertenezcan a la misma categoría. El procesador es el máximo responsable de que los programas se ejecuten correctamente en la máquina. Para ello, este dispositivo "dirige" y "supervisa" a todos los demás. A su vez, esta unidad está constituida por otras dos: la unidad aritmético/lógica y la unidad de control:
• Unidad aritmético/lógica (Arithmetic/Logic Unit, ALU). Esta unidad sirve para realizar cálculos aritméticos y lógicos. Por ejemplo, una suma (4 + 3 = 7), una resta (4 - 3 = 1), una comparación (4 < 3 =" falso)," style="color: rgb(0, 51, 0); font-weight: bold;">• Unidad de control (Control Unit, CU). A esta unidad le corresponde interpretar las instrucciones de los programas. Por tanto, ella es la encargada de establecer las operaciones que hay que realizar en la computadora y en qué orden.
Definición de Unidad de Almacenamiento Secundario
Unidad de almacenamiento secundario. El disco duro es el elemento más distinguido de esta unidad, que permite "almacenar" o "guardar", por tiempo indefinido, grandes cantidades de datos y programas. Otros dispositivos de almacenamiento secundario son: el disco flexible o disquete, el CD (Compact Disc), el DVD (Digital Versatile Disc), etc. A la unidad de almacenamiento secundario también se le llama memoria auxiliar o memoria externa. Además, a todos los dispositivos de esta clase, también se les puede considerar unidades de entrada/salida.
Periféricos
Una computadora no puede funcionar si le falta el procesador o la memoria principal. Sin embargo, las unidades de entrada, de salida y de almacenamiento no son imprescindibles y, por esta razón, se les considera dispositivos periféricos o, simplemente, periféricos. Otra característica común a todos ellos es que son fuente y/o destino de los datos utilizados por los programas.
Las computadoras se componen de otros muchos elementos, tales como: la placa base, la BIOS, el chipset, etc. En un PC, lo normal es que todos ellos estén dentro de una caja o torre, a la que comúnmente también se le denomina CPU, aunque técnicamente la CPU sea otra cosa. Respecto a esta caja, se dice que los periféricos pueden ser internos o externos. La mayoría de los periféricos son externos, tales como: impresoras, teclados, ratones, etc. Pero también existen otros periféricos que pueden ser internos o externos, como por ejemplo: discos duros, módems, etc
Tipos de programas
A la persona que desarrolla un programa se le llama programador, y no tiene que ser, necesariamente, la misma que la que hace uso de dicho programa. A esta segunda persona se le denomina usuario.
De hecho, la mayoría de los usuarios no necesitan tener conocimientos avanzados de informática para utilizar los programas.
Por ejemplo, un usuario común no necesita saber que casi todos los programas se pueden clasificar dentro de tres categorías principales:
• software de aplicación
• software del sistema
• software de red
A continuación, vamos a estudiar estos tres tipos de software.
Software de aplicación
La mayoría de los usuarios de programas no tienen conocimientos de programación, pero, sí saben cómo utilizar los programas que ejecutan, tales como: procesadores de texto, gestores de bases de datos, hojas de cálculo, juegos, etc. Estos programas entran dentro de la categoría de software de aplicación, también llamados aplicaciones de usuario o, simplemente, aplicaciones.
Un programa, por sí solo, puede constituir una aplicación informática. Sin embargo, lo normal es que el término aplicación haga referencia a un software compuesto por un conjunto de programas relacionados entre sí.
A las aplicaciones que "ayudan en el trabajo a los humanos" se les considera herramientas de software.
Software del sistema
Además de los programas de aplicación, también existen otros muchos que pueden pasar desapercibidos al usuario común. De ellos, los más importantes pertenecen al sistema operativo, el cual hace posible que la máquina funcione, ya que, gestiona los recursos hardware solicitados por las aplicaciones. El sistema operativo sirve de intermediario (interfaz) entre los programas y la computadora. De forma que, cuando un usuario ejecuta un programa, éste solicitará al sistema operativo las acciones que quiere realizar en la máquina para satisfacer al usuario.
Figura. Relación entre las aplicaciones, el sistema operativo y el hardware.
En cierto sentido, el sistema operativo es el encargado de coordinar al usuario, a las aplicaciones y al hardware. Algunos de los sistemas operativos más usados en la actualidad son: Linux, MS-DOS, UNIX, Windows XP,... Estos programas entran dentro de la categoría de software del sistema.
Software de red
Además de los dos tipos de programas ya citados (de aplicación y del sistema), también es importante conocer la existencia de una tercera categoría, llamada software de red.
En el software de red se incluyen programas relacionados con la interconexión de equipos informáticos, es decir, programas necesarios para que las redes de computadoras funcionen.
Entre otras cosas, los programas de red hacen posible la comunicación entre las computadoras, permiten compartir recursos (software y hardware) y ayudan a controlar la seguridad de dichos recursos.
Redes informáticas
Una red informática está compuesta por un conjunto de equipos informáticos conectados entre sí mediante distintos elementos de conexión, tales como:- cables,
- tarjetas de red,
- dispositivos inalámbricos,
- etc.
Las redes pueden clasificarse según distintos criterios y, en este curso, vamos a estudiar dos de los más básicos, que clasifican las redes en:
• Redes cliente/servidor e igual a igual
• Redes de área local y de área extensa
Redes cliente/servidor e igual a igual
Dependiendo de la configuración de los equipos es posible distinguir dos tipos de redes: cliente/servidor e igual a igual.
Las estaciones de trabajo son equipos clientes que pueden emplear los usuarios de una red para solicitar información (datos) y servicios (impresión de documentos, transferencia de ficheros, correo electrónico,...) a los equipos servidores.
Cuando en una red cliente/servidor existe una gran cantidad de recursos, es normal que existan varios servidores, pudiendo estar cada uno de ellos dedicado a ofrecer un solo tipo de servicio o información. Así, un servidor dedicado puede ser exclusivamente de archivos, de impresoras, de bases de datos, de correo electrónico, de páginas web, etc. Por norma general, los servidores dedicados son mucho más eficaces que aquellos que tienen asignadas múltiples tareas.
Las redes cliente/servidor están implantadas en muchas empresas y organizaciones. En todas ellas existe al menos un administrador de red, que es la persona encargada de su administración. Algunas de las tareas más importantes del administrador de una red son: configurarla, gestionar a los usuarios, gestionar sus recursos, garantizar la seguridad, etc.
Por otra parte, en una red igual a igual todos los equipos pueden ser cliente y servidor al mismo tiempo, es decir, no existen equipos clientes exclusivos ni servidores dedicados.
No es habitual que en una red igual a igual exista un administrador de toda la red, sino que, suele ser el usuario de cada PC el que, haciendo las funciones de administrador, decida que recursos compartir y cuales no. En el ejemplo, el escáner conectado a uno de los PCs estará compartido si el usuario que administra dicho equipo lo permite.
Redes de área local y de área extensa
Dependiendo de la distancia que separa a los equipos que componen una red, ésta puede ser de dos tipos: de área local o de área extensa.
En una red de área local (Local Area Network, LAN) los equipos están conectados a poca distancia. A ella pueden pertenecer, por ejemplo, todos los equipos de una oficina, un aula o un supermercado.
El límite geográfico de una LAN está en unos pocos kilómetros, de manera que, también podrían formar parte de ella, por ejemplo, todos los equipos de un campus universitario, un hospital o un aeropuerto.
Pero, cuando las distancias entre los equipos de una red son de decenas, cientos o miles de kilómetros, a dicha red se le denomina red de área extensa (Wide Area Network, WAN). Por ejemplo, la red que conecte a los equipos de una empresa que tiene oficinas en varias ciudades o países es una WAN.
Internet
Hoy en día, la mayoría de las computadoras de cualquier organización están conectadas en red. Asimismo, casi todas las redes que existen en el mundo también están conectadas entre sí; de esta manera surge Internet, también conocida como "la red de redes" o, simplemente, "la red". Internet es una red que interconecta a millones de computadoras repartidas por todo el mundo. Para ello, se utilizan distintos medios físicos, tales como: líneas telefónicas, fibra óptica, enlaces vía satélite, ondas terrestres, etc.El núcleo o corazón de Internet está compuesto por una serie de supercomputadoras conectadas a través de conexiones de alta velocidad. En el ejemplo de la figura, tales supercomputadoras están en las ciuades de Los Ángeles, Nueva York, Londres, París, Madrid y Tokio. A dichas conexiones se les conoce como superautopistas de la información, también denominadas por el término backbone o columna vertebral de Internet.
A cada una de las supercomputadoras del backbone se conectan otras un poco menos potentes, que pertenecen a redes nacionales o regionales. Siguiendo con el ejemplo, éstas estarían en las ciudades de Pamplona, Sevilla, Valencia y San Diego.
A su vez, a éstas últimas se conectan otras todavía más pequeñas y, así, hasta llegar a los ordenadores que utilizan los usuarios de Internet.
Supongamos que un empleado de la oficina de una empresa ubicada en Valencia se conecta a Internet y accede a un servidor de páginas web de la Universidad de San Diego. Toda la información a la que acceda esta persona "viajará" por la red, desde el servidor de San Diego a su equipo en Valencia. A todas las computadoras intermedias entre el servidor y el cliente se les denomina nodos de conexión.
Por otra parte, no es preciso que una computadora pertenezca a una LAN o a una WAN para conectarla a Internet. Por ejemplo, cualquier persona de a pie puede conectar el PC de su casa a Internet, sin necesidad de pertenecer a ninguna red. La conexión se realizará por medio de una cuenta de acceso a Internet contratada a un proveedor o empresa que ofrece dicho servicio, y un servidor de dicha empresa será el enganche a Internet. La mayoría de proveedores de acceso a Internet también ofrecen otros muchos servicios, tales como: correo electrónico, alojamiento de páginas web, etc.
En la red, cuando desde una computadora se envía un mensaje (información) a otra, dicho mensaje se descompone en varios trozos de información, llamados paquetes. Estos viajarán en Internet por el camino más rápido posible hasta llegar a su destino, donde el mensaje será recompuesto. Dicho camino no tiene que ser, obligatoriamente, el mismo para todos los paquetes, ya que, esto dependerá del tráfico de la red. Los nodos por los que pasen los paquetes son los que controlan dicho tráfico y, por tanto, serán ellos quienes determinen el próximo nodo al que tiene que dirigirse cada paquete hasta llegar a su destino. La mayoría de los paquetes que circulan por Internet pasan por el backbone.
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