Definición de informatica
- 1. CHRISTIAN P. M. DEFINICIÓN DE INFORMATICA El vocablo informática proviene del alemán informatik acuñado por Karl Steinbuch en 1957, refiriéndose a la aplicación de las computadoras para almacenar y procesar la información. El término es la unión de las palabras information y automatic (información automática). En lo que hoy día conocemos como informática influyen muchas de las técnicas, procesos y máquinas (ordenadores) que el hombre ha desarrollado a lo largo de la historia para apoyar y potenciar su capacidad de memoria, de pensamiento y de comunicación Informática se puede definir como: Conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de ordenadores. En los inicios del proceso de información, con la informática sólo se facilitaban los trabajos repetitivos y monótonos del área administrativa. La automatización de esos procesos trajo como consecuencia directa una disminución de los costos y un incremento en la productividad. En la informática convergen los fundamentos de las ciencias de la computación, la programación y metodologías para el desarrollo de software, la arquitectura de computadores, las redes de computadores, la inteligencia artificial y ciertas cuestiones relacionadas con la electrónica. Se puede entender por informática a la unión sinérgica de todo este conjunto de disciplinas. Esta disciplina se aplica a numerosas y variadas áreas del conocimiento o la actividad humana, como por ejemplo: gestión de negocios, almacenamiento y consulta de información, monitorización y control de procesos, industria, robótica, comunicaciones, control de transportes, 1
- 2. CHRISTIAN P. M. investigación, desarrollo de juegos, diseño computarizado, aplicaciones / herramientas multimedia, medicina, biología, física, química, meteorología, ingeniería, arte, etc. Puede tanto facilitar la toma de decisiones a nivel gerencial (en una empresa) como permitir el control de procesos críticos. Actualmente es difícil concebir un área que no use, de alguna forma, el apoyo de la informática. Ésta puede cubrir un enorme abanico de funciones, que van desde las más simples cuestiones domésticas hasta los cálculos científicos más complejos. Entre las funciones principales de la informática se cuentan las siguientes: Creación de nuevas especificaciones de trabajo Desarrollo e implementación de sistemas informáticos Sistematización de procesos Optimización de los métodos y sistemas informáticos existentes Facilita la automatización de datos SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE LA INFORMACIÓN Sistemas de mando y control, son sistemas basados en la mecánica y motricidad de dispositivos que permiten al usuario localizar, dentro de la logística, los elementos que se demandan. Están basados en la electricidad, o sea, no en el control del flujo del electrón, sino en la continuidad o discontinuidad de una corriente eléctrica, si es alterna o continua o si es inducida, contrainducida, en fase o desfase (ver periférico de entrada). Sistemas de archivo, son sistemas que permiten el almacenamiento a largo plazo de información que no se demandará por un largo periodo de tiempo. Estos sistemas usan los conceptos de biblioteca para localizar la información demandada. 2
- 3. CHRISTIAN P. M. Código ASCII, Es un método para la correspondencia de cadenas de bits permitiendo de esta forma la comunicación entre dispositivos digitales así como su proceso y almacenamiento, en la actualidad todos los sistemas informáticos utilizan el código ASCII para representar textos, gráficos, audio e infinidad de información para el control y manipulación de dispositivos digitales. Los sistemas computacionales, generalmente implementados como dispositivos electrónicos, permiten el procesamiento automático de la información. Conforme a ello, los sistemas informáticos deben realizar las siguientes tres tareas básicas: ENTRADA: Captación de la información. Normalmente son datos y órdenes ingresados por los usuarios a través de cualquier dispositivo de entrada conectado al ordenador. En computación, la entrada y salida o E/S (en inglés input/output o I/O), es la comunicación entre un sistema de procesamiento de información, tal como un ordenador, y el mundo exterior, posiblemente un humano u otro sistema de procesamiento de información. Los dispositivos de E/S son utilizados por una persona (u otro sistema) para comunicarse con un ordenador. Por ejemplo, un teclado o un ratón puede ser un dispositivo de entrada para un ordenador, mientras que los monitores e impresoras se consideran los dispositivos de salida para un ordenador. Dispositivos para la comunicación entre computadoras, tales como módems y tarjetas de red, por lo general sirven para entrada y salida. Para diferenciar los dispositivos tenemos dos enfoques posibles: 1°.- Se centra en el modo de almacenar la información (clasificando los dispositivos como de bloque o de carácter) 2°.-Se centra en el destinatario de la comunicación (usuario, máquina, comunicadores). 3
- 4. CHRISTIAN P. M. Un dispositivo de bloque almacena la información en bloques de tamaño fijo. Al ser el bloque la unidad básica de almacenamiento, todas las escrituras o lecturas se realizan mediante múltiplos de un bloque. Es decir escribe 3 o 4 bloques, pero nunca 3,5 bloques. El tamaño de los bloques suele variar entre 512 Bytes hasta 32.768 Bytes. Un disco duro entraría dentro de esta definición. A diferencia de un dispositivo de bloque un dispositivo de carácter, no maneja bloques fijos de información sino que envía o recibe un flujo de caracteres. Dentro de esta clase podemos encontrar impresoras o interfaces de red. Entre cada categoría y dispositivo, hay grandes diferencias: Velocidad de transferencia de datos: varios órdenes de magnitud para transferir pero el hacer esto tienes que hacerlo con mucho cuidado, según las necesidades de cada dispositivo. Aplicación: la funcionalidad para la que está diseñado un dispositivo tiene influencia sobre el software por ende lo tendrá sobre el sistema operativo. Complejidad de control: cada dispositivo tiene una complejidad asociada, no es lo mismo controlar un ratón que gestionar un disco duro. Unidad de transferencia: datos transferidos como un flujo de bytes/caracteres o en bloques de tamaño fijo. Representación de datos: cada dispositivo puede usar su propia codificación de datos. Condiciones de error: el porqué del error, su manera de notificarlo así como sus consecuencias difiere ampliamente entre los dispositivos. DISPOSITIVOS DE ENTRADA Teclado 4
- 5. CHRISTIAN P. M. Ratón Joystick Lápiz óptico Micrófono Webcam Escáner Escáner de código de barras Lector de Huella digital Entrada/salida (mixtos): Unidades de almacenamiento: CD, DVD, Memory Cards, Disco Duro Externo, Disco duro, Pendrive USB. 5
- 6. CHRISTIAN P. M. Módem Router Pantalla táctil Tarjeta de red PROCESO: Tratamiento de la información. Se realiza a través de programas y aplicaciones diseñadas por programadores que indican de forma secuencial cómo resolver un requerimiento. Un proceso puede informalmente entenderse como un programa en ejecución. Formalmente un proceso es "Una unidad de actividad que se caracteriza por la ejecución de una secuencia de instrucciones, un estado actual, y un conjunto de recursos del sistema asociados" Para entender lo que es un proceso y la diferencia entre un programa y un proceso, A. S. Tanenbaum propone la analogía "Un científico computacional con mente culinaria 6
- 7. CHRISTIAN P. M. hornea un pastel de cumpleaños para su hija; tiene la receta para un pastel de cumpleaños y una cocina bien equipada con todos los ingredientes necesarios, harina, huevo, azúcar, leche, etcétera." Situando cada parte de la analogía se puede decir que la receta representa el programa (el algoritmo), el científico computacional es el procesador y los ingredientes son las entradas del programa. El proceso es la actividad que consiste en que el científico computacional vaya leyendo la receta, obteniendo los ingredientes y horneando el pastel. Cada proceso tiene su contador de programa, registros y variables, aislados de otros procesos, incluso siendo el mismo programa en ejecución 2 veces. Cuándo este último caso sucede, el sistema operativo usa la misma región de memoria de código, debido a que dicho código no cambiará, a menos que se ejecute una versión distinta del programa. Los procesos son gestionados por el sistema operativo y están formados por: Las instrucciones de un programa destinadas a ser ejecutadas por el microprocesador. Su estado de ejecución en un momento dado, esto es, los valores de los registros de la unidad central de procesamiento para dicho programa. Su memoria de trabajo (memoria crítica), es decir, la memoria que ha reservado y sus contenidos. Otra información que permite al sistema operativo su planificación. Un proceso se rige en pequeñas porciones, conocidas como páginas, y cada proceso tiene su propia tabla de paginación, fungiendo como una optimización del sistema operativo ante los fallo de página. Esta definición varía ligeramente en el caso de sistemas operativos multihilo, donde un proceso consta de uno o más hilos, la memoria de trabajo (compartida por todos los hilos) y la información de planificación. Cada hilo consta de instrucciones y estado de ejecución. 7
- 8. CHRISTIAN P. M. Los procesos son creados y eliminados por el sistema operativo, así como también éste se debe hacer cargo de la comunicación entre procesos, pero lo hace a petición de otros procesos (interrupción o tiempo de reloj). El mecanismo por el cual un proceso crea otro proceso se denomina bifurcación (fork). El proceso de arranque de GNU/Linux inicia con un sólo proceso (init) y después comienza a crear los hilos necesarios para tener el sistema listo para su uso. Los nuevos procesos pueden ser independientes y no compartir el espacio de memoria con el proceso que los ha creado o ser creados en el mismo espacio de memoria. En los sistemas operativos multihilo es posible crear tanto hilos como procesos. La diferencia estriba en que un proceso solamente puede crear hilos para sí mismo y en que dichos hilos comparten toda la memoria reservada para el proceso. Los procesos pueden ser cooperativos o independientes. Dos o más procesos pueden cooperar mediante señales de forma que uno obliga a detenerse a los otros hasta que reciban una señal para continuar. Se usa una variable de tipo semáforo para sincronizar los procesos. Si un proceso está esperando una señal, se suspende hasta que la señal se envíe. Se mantiene una cola de procesos en espera en el semáforo. La forma de elegir los procesos de la cola en espera es mediante una política first in first out. La sincronización explícita entre procesos es un caso particular del estado "bloqueado". En este caso, el suceso que permite desbloquear un proceso no es una operación de entrada/salida, sino una señal generada a propósito por el programador desde otro proceso. Hay cuatro eventos principales que provocan la creación de procesos: El arranque del sistema. La ejecución, desde un proceso, de una llamada al sistema para la creación de otro proceso. 8
- 9. CHRISTIAN P. M. Una petición de usuario para crear un proceso. El inicio de un trabajo por lotes. Los procesos pueden contener uno o más hilos, haciendo más eficiente las tareas, asimismo la complejidad de los algoritmos de sincronización, ya que podría ocurrir la condición de carrera muy a menudo, inclusive los indeseados interbloqueos. ¿Cómo se crea un Proceso? Básicamente hasta el día de hoy existen sólo 4 formas de crear un proceso: Arranque del sistema. En la ejecución, desde un proceso, de una llamada al sistema para la creación del proceso. Una petición deliberada del usuario para crear un proceso. El inicio de un trabajo por lotes. La forma de creación de procesos en Unix es a través de una llamada al sistema fork la cual creará un proceso hijo en total semejanza al padre, hasta que el recién proceso decida cambiar su imagen en memoria, incluso obtener sus propios descriptores de archivos abiertos. Terminación de un Proceso El ciclo de vida de un proceso es sencillo, consta de la creación, la ejecución de instrucciones y la terminación. Cabe señalar que un proceso en el transcurso de su ciclo puede estar en diferentes estados. Salida normal. Salida por error. Error fatal. Eliminado por otro proceso. 9
- 10. CHRISTIAN P. M. Salida normal, ésta se presenta cuando el proceso termina de forma voluntaria, por ejemplo, cuando se cierra en navegador web o el procesador de textos. Salida por error, ésta se presenta cuando el proceso tiene que salir debido a insuficiencia de datos, por ejemplo, cuando solicita un archivo que no existe. Error fatal, éste sucede por un error en el programa, como las divisiones entre 0 o requerimiento de memoria inaccesible. Eliminado por otro proceso, éste es sumamente útil cuando un proceso se queda colgado, es decir, sin terminar, pero tampoco responde. En Unix un ejemplo es cuando se utiliza el comando kill para terminar procesos abruptamente. Estados de un Proceso Los estados de un proceso obedecen a su participación y disponibilidad dentro del sistema operativo y surgen de la necesidad de controlar la ejecución de cada proceso. Los procesadores sólo pueden ejecutar un sólo proceso a la vez, turnándolos para el uso de éste. Existen procesos apropiativos que básicamente ocupan todo el tiempo del procesador hasta que ellos deciden dejarlo. Los procesos no apropiativos son aquellos que ocupan por un periodo de tiempo el procesador hasta que una interrupción o señal llega al procesador para hacer el cambio de proceso, a esto se le conoce como cambio de contexto. Los posibles estados que puede tener un proceso son ejecución, bloqueado y listo: Ejecución, es un proceso que está haciendo uso del procesador. Bloqueado, No puede ejecutarse hasta que un evento externo sea llevado a cabo. Listo, ha dejado disponible al procesador para que otro proceso pueda ocuparlo. Las posibles transiciones son 4: 10
- 11. CHRISTIAN P. M. La primera se realiza cuando el sistema operativo determina que el proceso no puede continuar justo en ese momento, en algunos sistemas se puede hacer una llamada al sistema "pause" para pasar al estado bloqueado, en Unix cuando el proceso está leyendo datos provenientes de una canalización o de un archivo especial (terminal) y no hay entrada disponible, el proceso se bloquea de forma automática. Las transiciones 2 y 3 son llevadas a cabo por el planificador de procesos, siendo que el proceso no tiene conocimiento de éste. La transición 2 se da cuando el planificador de procesos decide que el proceso ya estuvo el tiempo suficiente en ejecución y debe dar paso a la ejecución de otros procesos (adquieran tiempo del procesador). La transición 3 se realiza cuando todos los procesos han ocupado tiempo del procesador y debe retomarse el primer proceso. La transición 4 ocurre cuando se produce un evento externo por el que un proceso estaba en espera, por ejemplos, introducir datos desde la terminal. Si no hay otro proceso en ejecución en ese instante, la transición 3 se activa y el proceso comienza a ejecutarse; también podría pasar al estado de "listo" y esperar un momento para iniciar la ejecución. Tipos de Procesos: Existen dos tipos de procesos, aquellos que se ejecutan en modo kernel y aquellos que se ejecutan en modo usuario. Los primeros son más lentos por las llamadas al sistema que realizan, sin embargo, son más seguros por la integridad que representan. Cuando hablamos de los procesos de usuario, podemos decir que el sistema operativo podría no ser multiproceso, ya que se vale de librerías (como pthread) para hacer un multiplexado y dar la apariencia de trabajar como multiproceso. SALIDA: transmisión de resultados. A través de los dispositivos de salida los usuarios pueden visualizar los resultados que surgen del procesamiento de los datos. 11
- 12. CHRISTIAN P. M. Monitor Altavoz Auriculares Impresora Plotter Proyector VIRUS INFORMATICOS Los virus informáticos son programas que se introducen en un ordenador, sin conocimiento del usuario, para ejecutar en él acciones no deseadas. Estas acciones son: Unirse a un programa. Mostrar mensajes o imágenes, generalmente molestas. 12
- 13. CHRISTIAN P. M. Ralentizar o bloquear el ordenador. Destruir la información almacenada. Reducir el espacio en el disco. Los tipos de virus informáticos que existen son: Gusanos: recogiendo información, contraseñas, para enviarla a otro. Bombas lógicas o de tiempo: que se activan cuando sucede algo especial, como puede ser una fecha. Troyanos: hace que los ordenadores vayan más lentos. Virus falsos: información falsa. Estos virus se pueden prevenir: Haciendo copias de seguridad. Copias de programas originales. Rechazo de copias de origen dudoso. Uso de contraseñas. Uso de antivirus. 13
- 14. CHRISTIAN P. M. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Tanenbaum, Andrew S. (2009). Sistemas operativos modernos. México: Pearson educación. Stallings, William (2005). Sistemas operativos: Aspectos internos y principios de diseño. España: Pearson educación. Definición de informática en el DRAE Stallings 5º edición pag. 109 Tanenbaum, Andrew S. (2009). «2 Procesos e hilos». Sistemas operativos modernos (3 edición). Prentice Hall. pp. 1076. 14