Partes de una Computadora

Lo que verdaderamente hay en una computadora 

Tendemos a creer que las computadoras solo están conformadas por un teclado, un "mouse", el CPU y el monitor. Pareciera que damos por hecho que todo lo demás sale por acto de magia. Hoy les enseñare cada una de las partes y cual es su función. De esta forma entenderemos cómo funciona la máquina. 

No se ustedes, pero yo pensaba que realmente una computadora lo único que necesitaba era de un CPU, cuando en realidad necesita de muchas cosas como un disco duro, memoria RAM, fuente de poder, ventiladores entre otros componentes. Además, es una máquina tan precisa que si algo esta mal acomodado, mal conectado o dañado difícilmente tendrá un buen funcionamiento. 

Lo que resulta impresionante es cómo los ingenieros con el paso del tiempo han sido capaces de perfeccionar estas computadoras, ya que créanme cuando les digo que cuando abres una computadora de escritorio, piensas que tienes el espacio del mundo, pero en realidad todo esta acomodado de tal forma que no se necesita espacio pero tampoco le sobra espacio. 

Pongámoslo a Prueba: ¿Crees poder identificar todos los componentes de la computadora?

 Parece un desorden con orden no, si no pudiste identificar muchos de los componentes de la computadora, es normal hay uno que ni se ven hay unos muy pequeños, en la siguiente serie de fotos veras las diferentes partes. para después poder hablar un poco de que es lo que se ve

Partes

• Fuente de poder es un componente de la computadora  que se encarga de transformar una corriente eléctrica alterna en una corriente eléctrica continua transmitiendo la corriente eléctrica imprescindible y necesaria a las máquinas para el buen funcionamiento y protección de estos.
• Ventiladores mantiene a una temperatura normal de funcionamiento de la máquina
• CPU Central Processing Unit. Se encarga de que todo funcione correctamente, y de interpretar todo lo que quiere hacer el sistema operativo o los componentes, estableciendo las conexiones y realizando todos los cálculos precisos para que funcione.
• Memoria RAM (2GB) Random Access Memory . Es la memoria principal de un dispositivo, esa donde se almacenan de forma temporal los datos de los programas que estás utilizando en este momento.
• Tarjeta Madre es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora.
• Disco Duro (80GB)  dispositivo de almacenamiento de datos que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar y recuperar archivos digitales.
• Entrada para audífonos

Estos son todos los componentes que tiene una computadora, cabe mencionar que la computadora tiene un conjunto de cables sueltos o extras por si se decide añadir un disco duro. lo que es impresionante es el tamaño del disco duro y su capacidad. Nuestros teléfonos son mucho más delgados pero del mismo tamaño y pueden guardar en ellos hasta 256 GB, sin duda la tecnología esta avanzando cada ves más  rápido. 

No les voy a mentir, fue un reto muy difícil para mi, lo máximo que había abierto de una computadora era la entrada para los discos. En este pequeño experimento aprendí mucho de como funcionan estas máquinas. Además, se podría decir que es como un rompecabezas todo tiene que estar en su lugar y de la forma correcta sino no funciona. También quede sorprendido, como el cerebro de todo es de menos de 7 cm de lado, pero a su vez puede realizar operaciones en fracciones de segundo, que en cambio yo me podría tardar años. 

Seguridad

 

¿cómo nos podemos mantener seguro?

 

Al estar navegando en el internet y el usar diferentes sistemas operativos nos pueden dejar protegidos o a veces vulnerables a ciertas cosas. Por eso es siempre importante que estemos conscientes a quien le damos nuestros datos a que paginas entramos y hacia donde navegamos.

La seguridad en sistemas operativos es muy importante ya que se requiere de un sistema que este bien diseñado y en el que el usuario pueda confiar. Los sistemas operativos se enfrentan a dos tipos de ataques los del exterior y del interior.

               Los ataques desde el interior constan de acceso a celdas de memoria fuera del área asignado (control del SO), control de privilegios.

               Los ataques desde el exterior constan del tomar el control de diferentes accesos puede ser de usuario o de administrador.

 

Seguridad informática son las reglas, mecanismos y acciones que permitan asegurar la información contenida, procesada y transmitida en un sistema de cómputo.  La Triada de seguridad consta de:  confidencialidad un sistema posee la propiedad de confidencialidad si los recursos manipulados por este no son puestos al descubierto para usuarios, integridad si un sistema con sus recursos manipulados por este no es alterados o destruidos por usuarios y disponibilidad los recursos brindan servicio en el momento en que así lo requerían los usuarios.

 

Existen causas de brechas en la información, las mas comunes son los sistemas sin actualizaciones de seguridad, error humano, programa maligno y sus diferentes tipos (Virus, gusanos, caballo de troya, software espía, phishing, Ramsonware, RAT), abuso interno y el robo físico de un dispositivo.

Siempre Existe un riesgo informático este es la capacidad de que la vulnerabilidad informática pueda ser explotada con éxito y esto cause pérdida, robo o alteración de los activos de la empresa.

Los ataques externos tienen diferentes formas, Denial of services DoS, cuando se le niega acceso a un usuario, ya que se sobre carga el computador con solicitudes. De generan una gran cantidad de mensajes en muy poco tiempo. El spam, proliferación de mensajes de correo electrónico no deseados.

 

 Es por eso por lo que se requiere de una buena seguridad, por lo que se puede tener Firewalls- cortafuegos que se encarguen de filtrar el tráfico que pasa a través de la red. Spam filtres distingue entre el correo deseable y no deseable. Proxy servidor, software que actúa como intermediario entre un cliente y un servido para proteger al cliente. Antivirus.  Para tener también seguridad es necesario tener un buen respaldo por si llega a pasar algo, no pierdes la información.

El principal motivo de los ataques es obtener la información, es por eso por lo que hoy en día se usa del cifrado las páginas ahora usan cifrados como FTPS, HTTPS, SSL. También se usa el public key encryption.

Existe otro lado de internet, la dark web son sitios con menor nivel de seguridad y no existen restricciones, aquí es dónde se encuentra la economía clandestina,  aquí es donde se usan direcciones IP anónimas .onion para no ser seguidos.

 

La seguridad es un tema muy importante, toda nuestra información está en internet y diferentes sistemas operativos, pero confiamos de que no se esta usando de forma fraudulenta o pueda llegar a gente que no queramos. Es por eso por lo que es necesario entender como se nos puede atacar y como nos podemos proteger.

 

La World Wide Web

Este es un Sistema interconectado publico al que tenemos acceso a través del internet. Esta construido encima del internet, aquí es donde se tiene acceso a diferentes páginas. Es la biblioteca moderna encontramos paginas de todo y para todos.

La world wide web requiere de varios componentes para que podamos usarla. Lo primero es hipertexto y HTPP (hypertext protocol), el navegador a través de este es que se obtienen los documentos del servidor de web, URL es la manera en la que se identifican todos los documentos que estén disponibles, HTML (hypetext markup language).

Hablando más en específico del url, este mismo está conformado por ciertas características necesarias, primero necesita de un protocoló para poder acceder al documento (http, https)  después requiere del nombre mnemónico, se le puede agregar el directorio que nos indica donde se localiza dentro de la página, por último, está el nombre del documento.

Los documentos de hipertexto es la manera en la que se crean las páginas web, son capaces de codificar como archivo de texto, tienen varias etiquetas para comunicarse con el navegador que se este usando, se le puede ligar a otros documentos o insertar imágenes.

 

 

El world wide web es la red más grande y donde esta todo nuestro conocimiento, imagínate la cantidad de paginas que existen. Si te pones a contar todas las paginas que has visto en tu vida no llegarías ni a una milésima de lo que es el internet. Es por eso por lo que se requiere de un buen entendimiento para navegarlo, ya que se puede perder si no se hace de la forma correcta.

Internet

 El internet, lo más valioso de nuestras vidas

El internet es de las pocas cosas que son capaces de alterar nuestro día, de perjudicarlo o de mejorarlo. Se volvió nuestra herramienta más versátil. Aquí es donde encontramos todo. El internet tiene la maravillosa habilidad que te puede hacer sentir que eres un experto del espacio al igual que un experto en desastres naturales o un experto en el teatro. Todos nuestros conocimientos y vida se encuentran en el internet.

El internet se extiende por todo el mundo, pero antes tenia como meta el poder desarrollar un medio que pudiera conectar las redes y que no fuera sensible a desastres o nodos. Empezó siendo un proyecto académico a ser un proyecto comercial. ARPANET  es el equipo que esta atrás del internet.

Existen dos métodos de comunicación en los proceso del internet. El primero es cliente-servidor,  donde se puede tener un servidor y varios clientes, pero para que se de esto es necesario que el servidor opere de forma continua y además el cliente es el que inicia la comunicación. El segundo es peer-to-peer (P2P) los procesos se comunican como iguales, estos pares son de corta duración.

El internet tiene varios sistemas distribuidos, la computación en cluster en la que se usan varias computadoras independientes, para dar una potencia de computación o servicios a una máquina de mayor tamaño. La computación  en retícula (grid) es una forma de relacionarse más débil, por lo que se instalan en computadoras con otro propósito dando potencia de cómputo cuando no se están usando.  La computación en la nube  se usan un enorme conjunto de computadoras compartidas en la red y así pueden ser asignadas a los clientes según lo que necesite.

El internet es algo tan complejo que requiere de varias capas de software. Entre estas capas están, aplicación encargado de ensamblar el mensaje con la dirección, transporte divide el mensaje en paquetes, red maneja el encaminamiento a través de la internet, enlace maneja la transmisión de paquetes.

Ethernet se refiere simplemente al tipo más común de red de área local (LAN) utilizada hoy en día. Una LAN, en contraste con una WAN (Wide Area Network) que se extiende por un área geográfica más grande, es una red de ordenadores conectados en una zona determinada no muy amplia (como una oficina, el campus de una universidad o incluso una casa particular). Es posible que estés leyendo esto estando conectado a una.

el direccionamiento en internet  es algo muy importante, es lo que nos deja llegar a lo que estamos buscando, para esto se necesita de una dirección IP la que es un patron de 32 a 128 bits es nuestra forma de identificación. Mnemónicos es el nombre del dominio, existen dominios de nivel superior. Domain name system (DNS) servidores de nombres y podemos buscarlos guiándonos por su nombre.

Existen muchas aplicaciones de internet la más conocida y puede ser que la que más se usa y a la vez a la que más ignoramos el correo electrónico, también están otras como FTP (file transfer protocol), Telnet, VoIP.

El internet es una herramienta maravillosa que pensamos que llego a nosotros por arte de magia, pero al ver como está hecha y descubrir todo lo que conlleva es algo muy importante, porque aquí es cuando te das cuenta que lo que hacemos siempre tiene un rastro hacia nosotros aunque pensemos que no o el cambiar tan solo una letra o un punto te puede llevar a otra parte totalmente diferente del internet.

Fundamentos de las Redes

 

Lo que nos mantiene conectados

Las redes podríamos decir que es de lo más importante de la computación es la que nos permite estas en contacto con otros. Es la manera en la que podemos mandar información de un lado a otra. Por lo que sin ellas no sabríamos si la información que mandamos esta llegando al destinatario correcto o ya se perdió. Las redes se pueden ver de diferentes formas, pero cuando lo piensas están en todos lados.

 Las redes se pueden clasificar de diferentes formas:

• Alcance existen tres tipos LAN (local área network), MAN (metropolitan area) y WAN (wide area network).
• Propiedad existen dos tipos cerrada y abierta (TCP/IP)
• Topología (configuración)  existen dos tipos Bus (ethernet) y Star (redes inalámbricas con un punto central de acceso)

 

Existen varios protocolos los cuales deben de seguir las redes los más usados son  CSMA/CD y CSMA/CA  Cada uno de estos tiene sus ventajas y desventajas. 

 CSMA/CD, el que permite el acceso multiple por detección de portadora con detección de colisiones, esta vinculado con el ethernet,  la maquina debe de esperar a que el bus este en silencio para poder mandar un mensaje, no es compatible con redes inalámbricas.

 CSMA/CA,  el que permite acceso múltiple por detección de portadora con evitación de colisiones, vinculado al wifi, da prioridad a las máquinas que ya han estado esperando una oportunidad para transmitir, si el canal esta en silencio o ocupada la máquina espera para poder trasmitir después.

 

Existen cierto elementos que pueden ayudar a la redes como lo es el repetidor, el que permite extender la red que se este usando. Puente conecta dos redes, pero para poder hacerlo requiere que ambas sean compatibles. Conmutador permite que se puedan conectar más de dos redes, pero al igual que el puente requiere de que sean compatibles. Por ultimo, encaminador conecta dos redes incompatibles lo que resulta en una red de redes de internet.

 

Las redes es un tema muy complejo, pero a su vez con ellas es que podemos conectar todo en el mundo, claro que esto se puede hacer de diferentes formas, pero con esto se puede comprender como es que funciona los repetidores de wifi, o el mandar a imprimir una cosa por internet. Esto quiere decir que todo lo que hacemos en el mundo digital requiere de un tipo de red especifico.

Coordinación de las Actividades de la Máquina

 

Confiemos en el proceso

Para que pueda funcionar de la mejor forma los sistemas operativos tienen que ejecutar actividades siguiendo un control, porque si no sería muy difícil de usar. Imagínate que para poder  tu computadora con un sistema operativo Windows, se deban de abrir todos los programas que este tiene, ya que no sabe que secuencia seguir, te tardarías años en poder iniciar sesión.

Es por que es necesario los procesos que es la actividad de ejecutar un programa bajo el control del sistema operativo. El estado del proceso nos indica que parte de la actividad se encuentra. El estado incluye el contador del programa, registro de propósito general y celdas de memoria  asociadas.

La administración de procesos son las tareas asociadas con la coordinación de la ejecución de los procesos son gestionados por el planificador (añade nuevos procesos a la tabla de proceso y remueve los proceso que han sido ejecutados) y el despachador (encargado de controlar la asignación de franjas temporales a los procesos en la tabla) dentro del núcleo del sistema operativo.  Este es un ejemplo de un administrador de dispositivos Windows

El proceso es una forma en la que el sistema operativo tiene mayor control sobre lo que hace, le permite ir haciendo un tipo de chequeo de que es lo que debe de hacer y en que momento.

Arquitectura de un Sistema Operativo

 

¿Por qué se habla tanto de los sistemas operativos?

Los sistemas operativos, se encuentran en todos los dispositivos. Dependiendo de su creador están hechos para diferentes propósitos, además de tener diferentes partes.

Existen varios tipos de software y estos se clasifican de distintas maneras. Las más conocidas son:   Software de aplicación, los programas que realizan tareas para los usuarios, utilización concreta de la máquina. También están los softwares del sistema, proporcionan la infraestructura que requiere el software de aplicación. Consisten en sistema operativo y utilidades. Por último, el software de utilidad amplia las capacidades del sistema operativo, ya que permite formatear un disco o copiar archivos a CDs, comunicaciones por red y el manejo de multimedia.

 

Lo que tienen en común los diferentes tipos de sistemas operativos, es que todos tienen una interfaz de usuario la que permite la comunicación con el usuario, esta se puede dar de dos formas puede ser de texto (Shell) o graphical user interface (GUI).  También, se tiene de un núcleo que permite realizar las funciones más básicas requeridas por el hardware del computador, algunas de sus funciones van desde la administración de archivo hasta planificador y despachador.

Administrador de ventanas, las ventanas son bloques de espacio en la pantalla, lo que permite manejar los contenidos por ventana y de las interacciones a través del ratón o del teclado.  Estos son los que se encargan de determinar el estilo de la interfaz grafica de usuario.

Administrador de archivos se encarga de coordinar el uso de los dispositivos de almacenamiento masivo de la máquina, contiene directorios o carpetas que son colecciones que creamos nosotros los usuarios.

Algo que nunca olvidamos es escuchar la música y ver la pantalla de Windows cuando se prende o el ver la manzana blanca siempre que prendemos un dispositivo iPhone. Esta es una parte muy importante del sistema operativo y es el inicio que se le conoce también como Bootstrapping el que incluye:

•      Proceso de arranque: procedimiento en el que se transfiere el SO desde el almacenamiento masivo a la memoria principal
•         Un procesador está diseñado para que su contador de programa comience en una dirección concreta predeterminada cada vez que se inicia el procesador
•         Una pequeña parte de la memoria donde el procesador espera iniciar se conoce como memoria de sólo lectura (ROM –Read-Only Memory)
•         Boot loader: cargador de arranque – hace que se transfiera el OS

Esto puede ser lo mas importante de los sistemas operativos, como están construidos y como es que interactúan con nosotros. Porque el al final su principal meta es que sea usado por la mayoría de las personas, es por es que buscan que sea cada vez más fácil para el usuario utilizarlo.

Historia de los Sistemas Operativos

Lo que fue y son los sistemas operativos 

Los sistemas operativos han cambiado con el paso del tiempo, en la forma en la que se operan y la forma visual que puede ser en la que mas nos fijemos. Los sistemas operativos son el software que controla el conjunto de operaciones en una computadora. Algunos ejemplos son Windows, UNIX, Mac OS, Linux.

Empezaron siendo simples programas, donde ejecutaban los programas de uno en uno. Hasta que con el paso del tiempo se volvieron sistemas complejos, que son capaces de coordinar la computación de tiempo, mantienen los programas y los archivos de datos en los dispositivos de almacenamiento masivo y responden directamente a las solicitudes de los usuarios de la computadora.

Las diferentes facetas por las que ah pasado el sistema operativo son:

• Procesamiento por lotes, es una carga de trabajos de procesamiento que pueden ser desde programas y datos y su ejecución de uno a la vez, a esto se le conoce como colas de trabajo
• Procesamiento interactivo, se requiere del procesamiento en tiempo real
• Tiempo-compartido/multitarea, usa la multiprogramación
• Máquinas de múltiples procesadores, equilibro de carga- escalada

La evolución de los sistemas operativos cada vez me sorprende más.  Cada año se reinventan y mejoran los sistemas de muchas formas, pero la misión sigue siendo la misma de tener algo mejor y que aporte más. 

 

Ejecución de Programas

 

Lo que sucede a dar clic

Al momento que nosotros ejecutamos un programa, para nosotros de forma instantánea obtenemos lo que queríamos, pero por otra parte las maquinas deben de pasar por un proceso, para poder ejecutar de forma correcta la tarea que se les pide.

La ejecución de programas  es controlada por dos registros de propósito especial, primero el controlador de programa nos da la dirección de la siguiente instrucción, después el registro de la instrucción es donde se esta actualmente.

Aquí un punto muy importante es entender el ciclo de máquina que consta de tres partes la captación, decodificación y la ejecución.

 

Las controladoras son un aparato intermedio que ayudan con la comunicación entre una computadora y otros dispositivos. Esta se conecta mediante cables a dispositivos periféricos situados dentro de la carcasa de la computadora o quizá a un conector. Esta se encarga de traducir los mensajes y los datos entre un formato compatible con el dispositivo periférico al que esta conectado.

La comunicación con los dispositivos se da con un controlador como lo son los USB y FireWire, el puerto que es el punto físico a través del cual un dispositivo se conecta con una computadora. Por último, esta el E/S mapeado en memoria, donde el CPU se comunica con los dispositivos periféricos como si estos fueran celdas de la memoria. 

Los programas, los encargados de poder generar las interacciones que tenemos hoy en día con las computadoras, pasan por mucho para poder lograr y lo hacen tan rápido que ni nos damos cuenta que sucede. Esta es la maravilla, pero dentro de este ciclo se pueden ver muchos pasos que cada uno resulta muy importante.

Lenguaje Máquina

 

Lo que reconoce una computadora

Podemos llegar a pensar que las maquinas piensan en español o en los diferentes idiomas dependiendo de donde están. Pero realmente las maquinas tienen su propio lenguaje, a través de este es que se pueden ejecutar todos los programas.

El lenguaje máquina es la forma en que los comandos están codificados con patrones de bits y que puede reconocer el dispositivo, maquina o computadora.  Existen dos filosofías para este lenguaje.  RISC (REDUCED INSTRUCTION SER COMPUTING), la que tiene como objetivo tener menos instrucciones, más simples y eficientes. Un ejemplo claro es POWERPC. La otra filosofía es CISC (COMPLEX ISNTRUCITON SET COMPUTING)  que tiene objetivo tener instrucciones mas poderosas, que sean muchas pero que sean convenientes. Un ejemplo es INTEL/AMD.

 

Las instrucciones de las maquina se puede ver de 3 formas:

•      TRANSFERENCIA DE DATOS, copiar los datos de un lugar a otro
•         LÓGICA / ARITMETICAS, usar patrones de bits para computar un nuevo patrón de bits
•         CONTORL, ejecución directa de un programa.

Esta es la forma en la que se ve la composición de una instrucción para la máquina. Donde podemos ver que el patrón de bits es mas grande y en su forma hexadecimal se vuelve más chico .  lo que nos deja ver que el primer carácter es la instrucción, el segundo digito es lo que se registra para poder ser almacenado y los dos últimos dígitos nos permite ver la dirección a donde se va a almacenar la información.

Con esto podemos ver que el lenguaje de las maquinas es una forma en la que pueden leer los bits y procesar que es lo que se debe de hacer con ellos. Es una forma en la que la maquina entiende que hacer o con la que se puede comunicar con ella.

Arquitectura de Computadoras

 

¿Cómo las computadoras saben que hacer?

Hoy en día la tecnología esta tan avanzada, que no es necesario para nosotros que entendamos como es que funciona cada cosa o cada proceso , para poder realizarlo. Hoy podemos dar un clic y dejar que la maquina resuelva lo que pedimos y nos regrese el resultado, casi de forma automática. Esto es gracias al procesador. 

La primera parte es el CPU, es el control del tratamiento de los datos. También se le puede conocer como procesador. Tiene tres partes o unidades: aritmética/lógica, control, registro (almacenamiento temporal de la información. Una parte esencial es el BUS, ya que a través de ella el procesador extrae datos de la memoria principal.  

El CPU la forma en la que funciona con laos programas, es que es capaz a través de la memoria encontrar las instrucciones y ejecutarla para el diferente programa.

Podemos ver que a través del procesador somos capaces de recordar las instrucciones y ejecutarlas, dependiendo de que es lo que pide el programa. Esta es una forma de explicar el funcionamiento de las computadoras.

Representación de la Información Mediante Patrones de Bits

 Lo que vemos nosotros 

Cuando prendemos la computadora o cualquier dispositivo electrónico no esperamos ver secuencias de 0 y 1, si no que vemos las diferentes re prestaciones.  Cada cosa que vemos en la maquina tiene una forma en la que se representa, ya que sabemos que las computadoras solo funcionan de manera binaria. 

Podemos empezar a ver los valores numéricos, se usan los bits en base 2 para representar un número. Para que se den una idea con tan solo 2 bytes, usando la notación binaria. podemos tener un valor entero del 0 a 65535. Es importante aclarar que existen dos limitaciones el overflow y el truncado. 

Representación de textos, puede ser uno de los más llamativos, como convertimos el 0 y el 1 en todos los caracteres. La forma en la que funciona es que cada uno de los caracteres tienen asignado por así decirlo, un patrón único de bits. Existen varias formas en las que se hace esto, puede ser ASCII, ISO, Unicode. La última siendo la que mas lenguajes incluye en el mundo por usar patrones de 16 bits. 

Claro que todo esto es sencillo si solo se usara textos, pero apuesto que la mayoría de las personas con un celular, usan emojis. Podemos ver que cambian su forma visual dependiendo la aplicación, el sistema operativo, pero jamas van a cambiar su código así es como se pueden identificar.

Representación de imágenes, los bits de las imágenes se pueden ver de dos formas: técnica de Bit Map, la que usa pixeles, RGB, la luminancia y crominancia. Después, técnica de vectores, la que es escalable y usa TrueType y PostScript. 

Representación de Sonidos se usan técnicas como la de muestro (sampling). Esta se usa para grabaciones de alta calidad y graba el sonido real. La otra técnica es el MIDI, se usa en la música, grabando las notas como si fuera una partitura. 

Para que todas estas representaciones puedan ser vistas es necesario que se compriman los datos, ya que pueden tener mucha información. La comprensión de datos como tal es el almacenar o transferir datos a menudo demanda el reducir el tamaño de estos conservando la información subyacente. 

Existen varias técnicas para la compresión de datos, una que genera perdidas y otra sin perdidas. 

• Codificación por longitud de secuencia: se sustituyen secuencias de elementos de datos con un código que indica el elemento repetido y el número de veces que ese elemento aparece dentro de la secuencia.
• Codificación dependiente de la frecuencia: la longitud del patrón de bits utilizado para representar un elemento de datos es inversamente proporcional a la frecuencia con que ese elemento aparece.
• Codificación relativa o diferencial: Se almacena las diferencias entre unidades de datos consecutivas
• Codificación por diccionario: se construye el mensaje a comprimir mediante referencias a un diccionario (bloques componentes)

La comprensión en las imágenes, se puede dar de varias formas 

• JPEG,TIFF: guarda el color en3 bytes 
• GIF (Graphic Interchange Format) Se reduce a 256 el número de colores que puede asignarse a un pixel, 256 combinaciones se almacenan en una paleta, sistema de compresión con pérdidas

La compresión de audio y video, la mas conocida para audio es la MP3 Se aprovecha las características del oído humano, eliminando todos los detalles que este no puede percibir.  En el caso de video la mas conocida es MPEG. Sólo se codifican completamente algunas de las imágenes, a las que se denomina imágenes. Las imágenes comprendidas entre dos imágenes sucesivas se codifican empleando técnicas de codificación relativa: sólo se graban las variaciones con respecto a la imagen anterior.

Almacenamiento Masivo

 

Hay que guardar todo en algún lugar

El almacenamiento masivo, tiene dos tipos:  On-line o Off-line. Estos tipos de almacenamiento son de mayor capacidad, menos volátil, más lento que la memoria principal. Sin embargo, estos se de gran ayuda gracias a ellos es que podemos almacenar información de cualquier tipo y después poder usarlas en nuestra computadora sin que ocupe espacio.

Existen varios sistemas de almacenamiento masivo, están los magnéticos (Discos y Cintas), Ópticos (CD y DVD), Flash Memory ( flash drives, SD, SSD). Apuesto que más de una vez has usado alguno de estos sistemas, sin entender la importancia. Lo que esto hace es que podamos tener información sin guardar en la computadora y nosotros la usamos cuando la necesitamos.

Pero como es que podemos guardar películas, videos en un CD así es como funciona. Cada uno de los sistemas cumple con diferentes propósitos, lo que hace que cada uno sea único en sus medidas. Referidas a la capacidad de memoria y que puede guardar.  

Una parte muy importante de todo esto es como podemos almacenar y extraer los archivos. Antes que todos los archivos son una unidad de datos almacenada en un sistema de almacenamiento masivo, contiene campos y campos clave. Para que se puedan extraer o almacenar se requiere de un buffer , un área de memoria usada para el almacenamiento temporal de los datos, se usa para transferir los datos.

Podemos decir que el almacenamiento masivo es una herramienta, que solo mejora la computación dejando almacenar o transferir datos fuera de la computadora y esto nos da una cantidad de posibilidades para manejar datos. Además, a través de esta idea es que mucho de nuestro mundo se mueve. Ahora que vayas y compres una pelicula o te pidan un trabajo en un USB sabes el por que y las ventajas que puede tener.

Memoria Principal

Aquí esta toda tu información 

La forma en la que las computadoras guardan la información de todo lo que hacemos, por ejemplo las tareas en word, fotos de tu ultimo viaje, los mails de tu escuela, entre otras cosas más. Parece una tarea sencilla, pero realmente se necesita de muchos componentes para poder hacerlo. 

lo primero que debemos de saber para poder entender la memoria principal en las computadoras, son las celdas; una unidad de la memoria principal que tiene un byte es decir 8 bits. es decir que dependiendo de cuantos bytes tenga lo que se quiera guardar se usan diferentes cantidades de celda. 

La dirección es la forma en la que se identifican todas las celdas, esto se hace a través de su "nombre", los nombres se generan con valores numéricos, se empieza desde el 0 y van consecutivamente. esto le da un orden y un sentido a las celdas. Imagínate lo difícil que seria saber en que dirección esta la celda si tuvieran nombres sin ningun orden.  

En la imagen podemos ver una representación gráfica de como es que se ve la memoria con la dirección, hace que el almacenamiento sea mas sencillo. 

Existen diferentes tipos de memoria. Esta RANDOM ACCES MEMORY (RAM) la que permite acceder a celdas individuales sin importar el orden de las mismas. Después, DYNAMIC MEMORY (DRAM)  es una memoria RAM que tiene circuitería de refresco para restaurar repetidamente sus contenidos. 

Hasta ahora solo hemos hablado de los bytes y de los bits. pero todos conocemos medidas como Megabytes o Gigabytes ¿Realmente sabes cuanto representa cada uno de ellos en bits? Esta es un tabla comparativa para que te des una idea de la capacidad que tienen diferentes dispositivos y el espació que pueden ocupar vides, trabajos, mensajes de texto, aplicaciones, solo por poner un ejemplo. 

Con esto podemos ver claramente el tamaño y la capacidad de memoria que tienen los dispositivos, el pensar que con el tiempo solo mejora la memoria y se reduce su tamaño físico, es algo impresionante. Ahora solo piensa en la memoria que ocupa este articulo, las imágenes, los videos que están aquí. Puede parecer que seria mucho, pero realmente es casi nada. Esto solo demuestra la eficacia que tiene la memoria principal. 

 

Los Bits y su Almacenamiento

 Bit, donde inicia todo 

todos hemos escuchado el termino Bit, pero no comprendemos a veces a que se refiere. Es un digito binario 0 o 1, con los que se pueden representar información. juntando varios bits se puede llegar a formar desde números, letras, imágenes, hasta sonidos. Podríamos decir que todo lo que vemos en la computadora o que ha pasado por una maquina ha sido hecho por bits. 

La forma en la que funcionan los bits es a través de supuestos, un 0 es un valor falso y un 1 es un valor verdadero. Con operaciones de tipo booleana diferenciamos entre decisiones de verdadero y falso. las operaciones mas conocidas de este tipo son (AND, OR, XOR, NOT).

Las puertas lógicas, son parte importante para los bits y su almacenamiento, ya que con las puertas siendo un dispositivo que genera salida de una operación booleana, cuando se le dan los valores de entrada.  

Los biestables son un circuito construido con puertas que puede almacenar un bit.  Funcionan  con líneas de entrada  es usada para establecer el valor almacenado a 1, otra para establecer el valor almacenado 0. mientras ambas líneas estén en 0, se preserva el valor almacenado. La pregunta del millón que pueden tener muchos ¿Para qué sirven? demuestran como pueden construirse  dispositivos a partir de las puertas lógicas. También, son un claro ejemplo de abstracción.

Si todas las computadoras usan valores 0 y 1, como es que podemos escribir y representar caracteres complicados en las maquinas, esto se debe a la notación hexadecimal, que representa cadenas largas de bits. divide un patrón de bits en grupos de cuatro bits cada uno. 

Podemos ver que a través de valores tan simples como el 0 y el 1 se pueden crear una infinidad de cosas en la computación. claro que para poder ser bien representados se necesita de cosas como las puertas lógicas, los biestables  y la numeración Hexadecimal. al juntar todo esto podemos tener la computación del día de hoy.

Abstracción

 

La computación, el rompecabezas más difícil

La abstracción es uno de los conceptos más importantes de la computación y sin el muchos de los avances que conocemos hoy no se habrían logrado. La abstracción es como un rompecabezas, ya que es la forma en la que vemos las propiedades externas de una entidad y los detalles de las composición interna de la misma. Este concepto cambio mucho la manera en la que vemos que es lo que se de debe de entender a la computación. 

Es difícil el visualizar que es la abstracción, pero si se piensa como la manera en la que podemos ignorar los detalles internos de algo muy complejo. Tomemos en cuenta un automóvil, sabemos que funciona con gasolina y se puede acelerar y frenar con pedales, pero ignoramos todos los engranes o componentes que requiere  para funcionar. 

La abstracción juega un papel muy importante,  ya que gracias a ella somos capaces de construir, analizar y gestionar diferentes sistemas de computación.  en los diferentes niveles, se va contemplando los diferentes componentes, llamados herramientas abstractas.  estos niveles nos permiten comprender ciertas partes del sistema y no todo completo, lo que genera que no nos perdamos en la complejidad que puede llegar a tener. 

podemos ver que la abstracción es un concepto que nos permite ahórranos mucha  información o dejarla de un lado trabajando.  Vemos que es una técnica importante, para simplificar esta trasciende sobre la computación y la tecnología, si no que ha cambiado la forma en la que vivimos. Ya que son pocas las personas que entienden como funcionan las cosas por completo.

El papel de los algoritmos

 

                                              ¿Qué tan importante resultan los algoritmos?

Caemos en el error de pensar que los algoritmos solo son para cuestiones tecnológicas o que su uso esta limitado a las computadoras. Algoritmo se refiere a una serie de pasos que define como hay que realizar una tarea. Por ejemplo:  el como armar un Lego, hacer un pastel, llegar a cualquier destino en el mundo.  En pocas palabras todo lo que hacemos en nuestro día forma parte de muchos algoritmos. 

Regresando al tema de las computadoras, podemos ver que un algoritmo es como realiza una tarea la maquina. se requieren de programas, los que se encargan de hacer compatible esta representación del algoritmo en la maquina. Estas representaciones las vemos en diferentes formas, pueden ser en papel o en la pantalla, resultan más cómodas para nosotros y para las computadoras se codifican de una manera que resulte lógica y factible con la tecnología de la maquina. Después sigue la programación, es el desarrollo que se tiene de los diferentes programas y algoritmos. De todo esto se puede dividir en software y hardware. 

Al principio toda esta rama de estudio, que ha llegado a cambiar nuestras vidas y hacer que el mundo cambie de dirección, empezó como un estudio de las matemáticas, siendo una tarea de mucha importancia para todos los matemáticos, incluso antes del desarrollo de las máquinas.  Desde entonces se han estudiado sus limitaciones a las capacidades que puede llegar a tener.  donde se descubrió al redor de 1930 que en cualquier teorema de las matemáticas siempre se llegara a un punto donde los enunciados se puedan contestar con verdadero y falso, suena similar a lo que hacen las computadoras hoy en día con el 1 o 0. 

Una rama de las matemáticas, fue la responsable en cambiar la forma en la que pensamos y en la que nos manejamos como sociedad. eso es algo impresionante de imaginar. los algoritmos han estado antes de que se les llamaran así y seguirán estando por mucho años. es por eso que es importante entenderlos con claridad y darles un gran sentido de importancia. 

 

 

La historia de la Computación

 ¿Por dónde empezamos?

Es muy fácil ahora cambiar de una computadora en cuestión de un año sale la nueva generación de cada dispositivo, claro la principal razón es económica pero las computadoras cambian. En la actualidad el cambio de generación o la evolución es prácticamente rápida, pero esto no siempre fue así llevamos con las máquinas mucho tiempo solo que su evolución no fue tan rápida e importante cómo lo ha sido en los últimos dos siglos. 

Hoy en día se habla de una computadora y la mayoría piensa que la más vieja es una computadora con un CPU enorme o las que abarcaban casi toda una habitación, sin embargo esta idea esta mal. las computadoras vienen de mucho más atrás, para ser especifico de la antigua China con la invención del ábaco  una máquina que ha pasado por la mayoría de las civilizaciones y todavía sigue vigente. Es tan simple, que solo funciona con unas esferas y unas varillas, pero es capas de almacenar información.  Sin embargo, esta máquina requiere de un operador humano para su funcionamiento. 

Esta máquina estuvo solitaria por muchos años, hasta que en la Edad Media a se busco sofisticar la iniciante computación. La tecnología de los engranajes, con referentes como Pascal  y Babbage los datos se representaban con la posición de los engranajes, el resultado se obtenía con el paro de los engranajes y la posición en la que estaban, después se imprimían en papel (Tarjetas perforadas). Jacquard fue el inventor de estas,  usando un telar que hacia sus patrones que lo determinaba las tareas del algoritmo hechos con agujeros en tablas grandes de madera. 

Brincamos hasta el siglo XX donde se empiezan a usar los relés mecánicos controlados electrónicamente. Esta nueva máquina no duro mucho, porque la tecnología empezó a crecer a un ritmo acelerado, pero el ejemplar más claro de estas máquinas es Enigma usada para decodificar mensajes alemanes en la guerra. 

Después de este punto la historia de las computadoras va de la mano con los avances tecnológicos. empezando con los transistores y circuitos integrados la principal aportación es que redujeron el tamaño de las máquinas antes ocupaban toda una habitación, para este punto solo ocupan un armario. Además que el poder de procesamiento se duplicaba cada año.  

Llegamos al punto critico de la computación cuando dejo de ser un privilegio y se convirtió en una necesidad. Aparecen las Personal Computers (pc) dando legitimidad a la computadora de sobre mesa, también nos trajo una de las rivalidades más grandes entre IBM/Microsoft y Apple. Apple & IBM PCs. Solo era cuestión de tiempo que llegara lo que nos conectaría a todos el internet que revoluciono las comunicaciones, World Wide Web (www) seria la conexión de documentos almacenados en computadoras conectadas a internet. 

Línea del tiempo-Historia de las Computadoras

Damos por sentado muchas cosas en la actualidad, pensamos que las computadoras son un producto de hace décadas, pero realmente el ingenio y el funcionamiento que hoy tenemos ha sido perfeccionado, reinventado y estudiado por mucho tiempo. Lo que hace más impresiónate que el día de hoy podamos tener máquinas así de sofisticadas en nuestras manos. 

La Ciencia de los Algoritmos

 Demos nuestros primeros pasos 

Antes de adentrarnos en el mundo de las ciencias de la computación,  la que funciona como un laberinto, el que si no entiendes los fundamentos puede que te pierdas en el camino y jamas logres disfrutar de esta ciencia. La ciencia de la computación se puede definir como el estudio de algoritmos. Donde se estudia la factibilidad, estructura, expresión de procedimientos mecánicos. Los procedimientos tienen diferentes formas de interactuar con la información.  

Lo interesante de esta ciencia es que el objetivo, es el poder proveer de un procedimiento con una solución a cualquier problema que se le presente. Lo que me dejo boquiabierto, es que casi todo o si no la totalidad de lo que tenemos o usamos en un día normal, proviene o interactuó con esta ciencia. Por ejemplo zoom es una herramienta que en el lapso de un año se ha vuelto indispensable para todos, pero esta solución provino de un algoritmo que respondió a una de las problemáticas que teníamos. 

Los tres pilares fundamentales para el funcionamiento y la comprensión de esta ciencia son: algoritmos, programas y programación.  Lo importante de estos pilares es que no solo se aplica hacia la tecnología, sino que nosotros funcionamos de esta forma cualquier cosa metódica que hagamos, tiene estas tres bases. ¡No todo tiene que ver con una computadora!

¿Qué son los tres pilares?  

los algoritmos son un conjunto de pasos que define cómo hay que realizar una tarea. Por ejemplo, los manuales, tienen una serie de pasos, que si se siguen con un orden, nos darán un resultado que buscamos. Es importante aclarar que los algoritmos no solo son para la computación si no que se usan para cualquier aspecto en la actualidad. 

¿QUÉ ES UN ALGORITMO?  este video explica con detalle cómo es que funciona un algoritmo. 

Los programas son la representación de un algoritmo en una forma que sea compatible con la máquina. Continuando con la idea del manual, si nos entregaran los pasos de lo que queramos hacer por separado seria muy difícil entenderlo. El libro del manual (programa) se encarga de recolectar los pasos y representarlos de una forma en la que nosotros (máquina) lo podamos entender. 

La programación es el proceso de desarrollo de un programa, de codificarlo en un formato compatible con la máquina y de introducirlo en ésta. los programas y los algoritmos que representan se denominan colectivamente software, por contraste con la propia máquina que se conoce como hadrware.

¿Sabias qué? 

en el comienzo el único propósito que tenían los algoritmos era para la solución de problemas matemáticos lo que le dio una mayor importancia que el desarrollo de las computadoras actuales. la función que se tenia era encontrar un conjunto de instrucciones que pudieran resolver cualquier tipo de de problemas de un tema en concreto.

Podemos decir que estamos viviendo en este mundo tecnológico, gracias a esta ciencia, la que nos ha traído una infinidad de soluciones y posibilidades a cualquier problemática que se nos plante. Es importante mencionar que esta metodología o este pensar es igual de viejo que la humanidad, solo que hasta ahorita le hemos dado un nombre y lo hemos sabido explicar, pero así de importante es.