Tema 13: Informática básica

Conceptos Fundamentales de Informática

La informática es la ciencia que estudia el tratamiento automático y racional de la información mediante ordenadores. El término proviene de la contracción de las palabras "información" y "automática". La informática abarca tanto el hardware (componentes físicos) como el software (componentes lógicos) de los sistemas computacionales.

Un dato es la representación simbólica de un hecho, evento o entidad. La información es el conjunto de datos procesados y organizados de forma significativa para el receptor. El algoritmo es un conjunto de instrucciones o pasos ordenados y finitos que permiten resolver un problema o realizar una tarea computacional.

El hardware es el conjunto de los componentes que conforman la parte material de una computadora: circuitos integrados, cables, placas, periféricos y demás elementos físicos. El software es el equipamiento lógico e intangible de un ordenador: programas, datos e instrucciones que permiten al hardware realizar tareas.

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Sistemas de Numeración

Los ordenadores trabajan internamente con el sistema binario, aunque los humanos interactuamos principalmente con el sistema decimal.

Sistema Decimal (Base 10)

Utiliza 10 dígitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9. Es el sistema de numeración habitual en matemáticas cotidianas.

Sistema Binario (Base 2)

Emplea únicamente dos dígitos: el valor 0 y el valor 1. Es el lenguaje nativo de los ordenadores, ya que los circuitos electrónicos solo pueden representar dos estados: ausencia o presencia de corriente eléctrica.

Cada dígito en sistema binario recibe el nombre de bit (del inglés Binary Digit).

Sistema Octal (Base 8)

Utiliza 8 dígitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7. Se emplea como abreviatura del binario, ya que un dígito octal equivale a 3 bits.

Sistema Hexadecimal (Base 16)

Utiliza 16 símbolos: los dígitos 0-9 y las letras A (10), B (11), C (12), D (13), E (14) y F (15). Muy utilizado en programación y representación de colores, direcciones de memoria y código máquina, ya que un dígito hexadecimal equivale a 4 bits (un nibble).

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Unidades de Medida de la Información

El Bit y el Byte

La unidad mínima de información es el bit (abreviatura de Binary Digit). Un bit puede tener únicamente dos valores: 0 o 1.

Un byte está formado por 8 bits. Es la unidad básica de almacenamiento que representa un carácter alfanumérico.

Un nibble equivale a 4 bits (medio byte).

Tabla Completa de Unidades de Almacenamiento

1 Terabyte = 1.024 Gigabytes. Equivale a 1.000 gigabytes (GB) o 1.000.000 megabytes (MB).

Medición de Velocidades

La velocidad de procesamiento de los microprocesadores se mide en hercios (Hz) y sus múltiplos:

• Megahercio (MHz): Un millón de ciclos por segundo. Un megahercio puede ejecutar un millón de ciclos por segundo.

• Gigahercio (GHz): Mil millones de ciclos por segundo.

El ancho de banda de un componente indica la cantidad de datos que puede transmitir en un tiempo determinado.

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Representación de Datos

Código ASCII

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) es el sistema de codificación estándar para el intercambio de información. Asigna un número a cada carácter alfanumérico y de control. Los caracteres ASCII son comunes y estándar a la mayoría de sistemas operativos.

Unicode

Unicode es un estándar de codificación de caracteres que permite representar prácticamente todos los sistemas de escritura del mundo. A diferencia de ASCII (128 caracteres), Unicode puede representar más de 1 millón de caracteres distintos.

Tipos de Datos en Programación

El tipo de dato booleano se utiliza para valores lógicos del tipo Verdadero o Falso. Solo puede contener uno de esos dos valores.

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El Ordenador: Historia y Generaciones

Generaciones de Ordenadores

Tipos de Ordenadores

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Componentes Internos del Ordenador

La Placa Base (Motherboard)

La placa base o motherboard es el componente principal que interconecta todos los elementos del ordenador. Su soporte físico recibe el nombre de PCB (Printed Circuit Board, Placa de Circuito Impreso).

En ella se encuentran:

• El zócalo del procesador

• Ranuras de memoria RAM

• Conectores de almacenamiento (SATA, M.2)

• Slots de expansión: ranuras donde se instalan tarjetas adicionales (gráfica, sonido, red)

• Conectores de alimentación

• El chipset

El Chipset

El chipset actúa como intermediario entre el microprocesador y los distintos dispositivos. Existen dos tipos de chipset:

• Northbridge (Puente Norte): Ayuda al microprocesador en su interrelación con las memorias y la tarjeta gráfica. Gestiona comunicaciones de alta velocidad.

• Southbridge (Puente Sur): Gestiona los dispositivos de almacenamiento, puertos USB, audio y otros periféricos. Cuando mencionamos el término "Southbridge" nos referimos al chipset.

No existe un chipset denominado "Westbridge", por lo que esta opción es incorrecta cuando se pregunte por tipos de chipset.

La CPU (Unidad Central de Proceso)

El procesador o CPU (Central Processing Unit) es el componente más importante del ordenador. También se le denomina Unidad Central de Proceso o microprocesador. Se encarga fundamentalmente de ejecutar instrucciones y procesar datos.

Componentes Internos de la CPU

Los Buses del Sistema

Los buses son canales de comunicación que transportan datos entre los componentes del ordenador. Los tipos principales son:

• Bus de datos: Transporta los datos entre componentes.

• Bus de direcciones: Transporta las direcciones de memoria.

• Bus de control: Transporta señales de control.

No existe el "Bus de Procesador" como tipo de bus estándar.

En un ordenador con un bus de 30 hilos (líneas de dirección), se pueden direccionar 1 GiB de posiciones de memoria (2³⁰ = 1.073.741.824 posiciones).

El Disipador y Refrigeración

El disipador recoge el calor generado por el procesador y lo transmite al ambiente. Los ventiladores y sistemas de refrigeración (agua, aire forzado) son los componentes responsables de la refrigeración activa del sistema, disipando el calor generado por el procesador y otros componentes.

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La Memoria

Tipos Principales de Memoria

Memoria RAM (Random Access Memory)

La RAM (Random Access Memory — Memoria de Acceso Aleatorio) es la memoria principal de trabajo del ordenador.

El gran inconveniente de la Memoria RAM es que su contenido se pierde cuando se apaga el ordenador. Es una memoria volátil.

Características:

• Volátil: se borra al apagar el equipo

• Acceso aleatorio: el procesador accede a cualquier posición directamente

• Es la intermediaria entre el disco duro y las aplicaciones en ejecución

• Un equipo con 8 GB de RAM dispone de 8 gigabytes de memoria volátil de acceso rápido donde el sistema operativo y las aplicaciones cargan temporalmente los datos mientras el equipo está encendido

Memoria RAM DRAM

La DRAM (Dynamic RAM) es un tipo de memoria RAM que tiene una gran capacidad pero que precisa ser constantemente refrescada (re-energizada) o perdería su contenido.

Memoria ROM (Read Only Memory)

La ROM (Read Only Memory — Memoria de Solo Lectura) es una memoria no volátil: conserva su contenido aunque se apague el equipo. Almacena la información crucial que gestiona la BIOS, como la fecha, la hora y la secuencia de arranque.

Tipos de ROM:

La memoria PROM puede ser programada por el usuario una única vez. Las respuestas a y b sobre la PROM son correctas (es programable una vez y es de solo lectura tras su programación).

Memoria Caché

La memoria caché es una memoria de acceso ultrarrápido que actúa como intermediaria entre la CPU y la RAM, almacenando datos de uso frecuente para acelerar el acceso a datos frecuentes del procesador.

Niveles de caché:

La memoria caché L1 se caracteriza por estar localizada dentro del propio procesador.

La memoria caché tiene como objetivo principal acelerar el acceso a datos frecuentes del procesador y reducir el tiempo de acceso a datos frecuentemente utilizados por la CPU.

Memoria Virtual y SWAP

La memoria virtual es una técnica del sistema operativo que permite usar parte del disco duro como si fuera RAM, ampliando el espacio de memoria disponible para los programas.

La memoria SWAP es el tipo de memoria virtual que tiene por objeto simular a la memoria RAM, con el fin de almacenar información a través del disco duro cuando dicha memoria se encuentra parcialmente llena, consiguiendo así un flujo de datos continuo sin necesidad de interferir en el proceso de datos.

El swapping es un mecanismo o modo de interrelacionar la memoria principal con la secundaria.

Buffer (Memoria Tampón)

El buffer es el espacio de memoria en el que se almacenan datos de forma temporal para garantizar que la transmisión entre un dispositivo de entrada a uno de salida se realiza de forma adecuada.

Stack (Pila)

El stack se usa para la asignación de memoria estática y automática (variables locales). El principal riesgo asociado con el stack es el Stack Overflow (desbordamiento de pila).

Almacenamiento Secundario

El almacenamiento secundario se caracteriza principalmente por conservar los datos incluso cuando el sistema está apagado. En un sistema operativo, se entiende por almacenamiento secundario la memoria a largo plazo.

Entre los elementos de memoria secundaria se encuentran: el disco duro o SSD.

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Dispositivos de Almacenamiento

Disco Duro HDD (Hard Disk Drive)

Las unidades de discos duros HDD son dispositivos de almacenamiento que emplean un sistema de grabación magnética. El disco duro tiene como función principal el almacenamiento permanente de datos.

Componentes físicos:

• Platos: Discos metálicos giratorios que almacenan la información. Los discos duros HDD están compuestos por platos (discos metálicos giratorios).

• Cabezales de lectura/escritura: Leen y escriben datos en los platos.

• Actuador: Mueve los cabezales sobre los platos.

La velocidad de giro del disco duro se mide en RPM (revoluciones por minuto).

El tiempo de acceso a la información en un disco duro viene dado por:

• Tiempo de búsqueda: tiempo en situar el cabezal en la pista correcta.

• Tiempo de latencia rotacional: tiempo medio que tarda el cabezal en situarse en el sector deseado, una vez posicionado en la pista.

La unidad mínima de almacenamiento que establece el sistema operativo se denomina clúster, formado por uno o varios sectores.

Disco SSD (Solid State Drive)

Los dispositivos SSD integran memoria NAND Flash como único sistema de almacenamiento y pretenden sustituir a los discos duros tradicionales. Las ventajas de los SSD en comparación con los HDD son:

• Mayor velocidad de lectura/escritura

• Menor consumo energético

• Sin partes móviles (mayor resistencia a golpes)

• Menor latencia de acceso

Los dispositivos de almacenamiento del tipo USB (Pendrives) también hacen uso de memorias de tipo flash.

Discos Ópticos (CD/DVD/Blu-ray)

La tecnología óptica emplea un láser sobre una superficie reflectante para leer y escribir datos. Las zonas que almacenan la información en un disco CD o DVD se conocen como pits y lands.

Tipos de Almacenamiento en Red

RAID (Redundant Array of Independent Disks)

RAID significa Redundant Array of Independent Disks (matriz redundante de discos independientes). Es una tecnología para tener redundancia en el almacenamiento de datos, evitando pérdida accidental o intencionada de información.

El sistema RAID crea un único volumen con varios discos duros funcionando en conjunto. Sus técnicas principales son:

• Disk Striping: Distribución de datos en bloques entre varios discos para mayor velocidad.

• Disk Mirroring: Duplicación de datos en múltiples discos para tolerancia a fallos.

RAID 5 es el que tiene la mejor relación precio/rendimiento entre los tipos más comunes. Requiere un mínimo de tres discos duros.

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Sistemas de Archivos

Un sistema de archivos (o sistema de ficheros) es el conjunto de normas y restricciones que dictan la forma en que deben almacenarse los archivos en un dispositivo de almacenamiento. Estructuran la información guardada en una unidad de almacenamiento.

Los sistemas de archivos actúan como una interfaz entre el sistema operativo y todos los dispositivos de almacenamiento internos y externos.

Para asignar un sistema de archivos a un dispositivo de almacenamiento se realiza un formateo del soporte de datos.

Los sistemas de archivos presentan una estructura de árbol para organizar los archivos, que parte del directorio raíz. Esta estructura se denomina estructura arborescente (o jerárquica).

Funciones del Sistema de Archivos

El sistema de archivos suministra los medios para:

• Crear, leer, modificar y eliminar archivos

• Organizar archivos en directorios o carpetas

• Controlar permisos de acceso

• Gestionar el espacio de almacenamiento

No es función del sistema de archivos automatizar la gestión de la memoria primaria.

Sistemas de Archivos de Windows

Características exclusivas de NTFS frente a FAT32:

• Tamaño máximo de archivo: 16 TB (con clúster predeterminado en versiones actuales)

• Tamaño mínimo de clúster: 512 bytes

• Soporte de permisos de acceso y seguridad avanzada

• Registro de transacciones (journaling) para recuperación ante fallos

• Cifrado con EFS (Encrypting File System), que usa sistemas de cifrado simétricos y asimétricos combinados

• Compresión nativa de archivos

• Tabla Maestra de Archivos (MFT): estructura que utiliza NTFS para gestionar los archivos

• Sistema de archivos de las versiones más actuales de Windows

• Mejor opción para volúmenes de 400 MB o más, ya que su rendimiento no se degrada con volúmenes grandes

En FAT, los nombres de archivo NO se basan en Unicode (sí en NTFS y HFS+). NTFS y HFS+ comparten: soporte Unicode y journaling.

¿Qué sistema de archivos no es de Windows? SOLARIS no es un sistema de archivos.

Para una unidad USB de 2 GB a 16 GB se aconseja usar FAT32, ya que la hace compatible con la mayoría de equipos y reproductores de música o multimedia.

Sistemas de Archivos de Linux/Unix

EXT4 es el sistema de archivos estándar de muchos sistemas Linux. Incorpora la función extents, que optimiza la gestión de archivos grandes y evita la fragmentación.

Sistemas de Archivos de Apple

APFS responde a las siglas Apple File System. Es el sistema de archivos universal para todos los sistemas operativos de Apple.

El sistema operativo Mac OS X / macOS emplea AMBOS sistemas de archivos: HFS+ (tradicional, desde 1998) y APFS (introducido en macOS High Sierra, 2017, predeterminado desde entonces para SSD). Ambos son sistemas de archivos propios de Apple.

Otros Sistemas de Archivos

Sector de Arranque MBR

El MBR (Master Boot Record — Registro de Arranque Principal) es el sector de arranque que contiene la tabla de particiones del disco.

Estructura Lógica del Disco

Las particiones de un disco duro pertenecen a la estructura lógica del disco.

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La BIOS y UEFI

BIOS (Basic Input/Output System)

La BIOS es el firmware del sistema: un conjunto de instrucciones almacenadas en una memoria ROM (o EEPROM/Flash) que se ejecuta al arrancar el ordenador.

La función principal de la BIOS es inicializar el hardware y arrancar el sistema operativo. La BIOS puede clasificarse dentro del Firmware.

La BIOS gestiona la fecha, hora y secuencia de arranque, almacenando esta información en una memoria ROM que la conserva incluso cuando el equipo está apagado.

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)

La UEFI es el sustituto moderno de la BIOS tradicional. Su función principal es inicializar el hardware y arrancar el sistema operativo, ofreciendo además:

• Arranque más seguro (Secure Boot)

• Soporte para discos de más de 2 TB (GPT)

• Interfaz gráfica

• Arranque más rápido

Firmware

El firmware es el software que conecta directamente el hardware con el software del sistema. Se conoce así al conjunto de instrucciones de un programa informático que se encuentra registrado en una memoria ROM, flash o similar. La BIOS es el ejemplo más conocido de firmware en un PC.

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El Sistema Operativo (SO)

Definición y Función

Un sistema operativo es un programa, o conjunto de programas, que actúa como intermediario entre el usuario y el hardware del ordenador.

El sistema operativo está compuesto por un conjunto de paquetes de software que pueden utilizarse para gestionar las interacciones con el hardware.

Las siglas del sistema operativo son: SO (español) y OS (Operating System, inglés).

El sistema operativo NO tiene como función:

• Crear documentos de texto

• Optimizar, automatizar y mejorar tareas de oficina

• Generar sentencias SQL para páginas web

• Registrar la presencia en sistemas de teletrabajo

Componentes del Sistema Operativo

El Núcleo o Kernel representa las funciones básicas del sistema operativo. Es el interfaz entre el hardware y el software. En Linux, el núcleo se llama Linux (el proyecto en conjunto es GNU/Linux).

No existe el "Sistema ALU" como componente del sistema operativo.

Clasificación de los Sistemas Operativos

Según la Administración de Tareas

Todos los sistemas operativos multiproceso son multitarea.

La planificación de procesos preemptive se da cuando el sistema puede interrumpir el proceso para ejecutar otro diferente.

El multithreading es la posibilidad de un sistema operativo de ejecutar diferentes partes de un programa simultáneamente.

El modo Batch (batch work) es el modo de trabajo mediante el cual se introducen los comandos a ejecutar en un archivo y se ejecutan en bloque de forma automatizada.

Según la Administración de Usuarios

MS-DOS es un sistema operativo monousuario y monotarea.

Puede existir un sistema multiusuario y monotarea: admite varios usuarios simultáneos, pero cada uno puede hacer solo una tarea a la vez.

Según la Organización Interna (Estructura)

Windows en versiones de escritorio anteriores a XP usaba estructura monolítica. A partir de XP usa Núcleo Híbrido.

Según la Administración de Recursos

Según el Número de Procesadores

Sistemas Operativos de Red (NOS)

Un sistema operativo de red (NOS — Network Operating System) permite la interconexión de ordenadores para acceder a servicios y recursos hardware y software, creando redes.

Sus componentes habituales son: servidores, clientes y dominios.

Sistemas Operativos de Tiempo Real

Un sistema operativo de tiempo real es el más conveniente para sistemas de control de procesos industriales críticos (infraestructuras críticas), ya que responde en tiempos garantizados.

Máquinas Virtuales

Una máquina virtual ofrece la capacidad de emular un sistema operativo independiente, simulando otro sistema totalmente independiente dentro del sistema operativo anfitrión.

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Sistemas Operativos: Historia y Versiones

MS-DOS

• Desarrollado por Microsoft

• Sistema operativo monousuario y monotarea

• Interfaz de línea de comandos (sin entorno gráfico)

• Dispone de 109 comandos

• Última versión: MS-DOS 8.0 (hasta que fue sustituido por SO con interfaz gráfica)

• En Windows XP fue sustituido por CMD

Windows

Windows 97 no existe — nunca hubo una versión con ese nombre.

La interfaz gráfica de usuario basada en ventanas, iconos y menús fue desarrollada primero por Apple y llevada al gran público. Actualmente en Windows 10, el atajo para bloquear el equipo más rápido es Tecla Windows + L.

Atajos de teclado de Windows:

Registro de Windows: Base de datos jerarquizada que almacena toda la información del sistema, usuarios, aplicaciones instaladas y configuración del hardware. Es uno de los componentes principales del sistema en Windows.

Explorador de Windows: Programa que permite administrar las unidades, carpetas y archivos.

Desfragmentador de disco: Herramienta que reorganiza la información almacenada en el disco para que pueda funcionar de forma más eficaz. Permite volver a escribir las partes de un archivo en zonas contiguas del disco duro para aumentar la velocidad de acceso. La desfragmentación NO aumenta el tamaño en disco de los archivos.

Liberador de espacio en disco: Herramienta para liberar espacio en la unidad de disco duro cuando no hay suficiente espacio libre.

BitLocker: Utilidad incorporada en Windows Vista. Es un sistema de cifrado para proteger los archivos de una unidad.

Cambiar programas predeterminados en Windows 10: Inicio → Configuración → Aplicaciones → Aplicaciones predeterminadas.

PowerShell: Intérprete de comandos avanzado que incluye Windows, de modo texto.

Unix

Unix es un sistema operativo multiusuario y multitarea, aparecido en la década de los 70. Se caracteriza por:

• El uso de ficheros de texto para almacenar los datos

• Tratar a los dispositivos como archivos (no como carpetas independientes)

• Portabilidad entre plataformas

• Soporte para múltiples usuarios y procesos

BSD (Berkeley Software Distribution) apareció a finales de los 70 con todas las modificaciones que la comunidad universitaria y científica había hecho sobre el sistema Unix original, acabando siendo un sistema operativo libre.

Sistema gráfico de Unix: El principal sistema gráfico de Unix se llama Servidor X (X Window System).

Linux

Linux es el núcleo (kernel) de un sistema operativo libre y de código abierto, desarrollado como proyecto GNU.

Linux surgió a principios de los años 90. Su crecimiento fue impulsado por la comunidad open source y por internet.

Características de GNU/Linux:

• Código abierto y libre

• No es monotarea (es multitarea)

• Multiusuario

• Alta estabilidad y seguridad

El superusuario en Linux se llama Root. Su directorio de trabajo es /root.

Distribuciones populares: Ubuntu, Debian, Fedora, CentOS, Kodachi (basada en Debian, enfocada en privacidad y seguridad). Novell no es una distribución de Linux.

Gestores de escritorio gráfico de GNU/Linux: Gnome, KDE, Cinnamon.

Repositorio: Origen desde el que Linux puede descargar e instalar aplicaciones y sus dependencias a petición.

Forma de uso de las distribuciones Linux: pueden usarse como sistema de escritorio o como servidor (ambas formas son correctas).

Directorio raíz en Linux: En la estructura de archivos Linux, el nivel más alto se denomina Raíz (/). La estructura es jerárquica, de tipo árbol.

Proceso zombi en Unix: Un proceso hijo que ha acabado de realizar sus tareas, pero cuyo padre todavía no ha ejecutado la orden de esperar a que el hijo acabe.

IBM AIX es un sistema operativo para servidores (de tipo Unix).

Meego: Sistema operativo auspiciado por la Linux Foundation, preparado para funcionar en netbooks, dispositivos portátiles, sistemas en vehículos, televisiones y teléfonos multimedia.

Fuchsia: El nuevo sistema operativo de tiempo real desarrollado por Google.

macOS (Mac OS X)

El sistema operativo macOS está basado en Unix. Su interfaz gráfica se llama Aqua.

Elementos de macOS:

• Sistemas de archivos: macOS emplea HFS+ (tradicional) y APFS (Apple File System, predeterminado desde macOS 10.13, año 2017).

• Finder: Aplicación responsable de la gestión de todos los archivos del ordenador (equivalente al Explorador de Windows).

• Dock: Barra situada por defecto en la parte inferior desde donde pueden lanzarse las aplicaciones más utilizadas.

• File Vault: Tecnología de macOS que permite cifrar los datos.

• Boot Camp: Software incluido en macOS que permite instalar de forma asistida Windows o GNU/Linux en el sistema.

iOS (Apple)

• iOS significa: iPhone Operative System (también iPhone OS: su nombre proviene de iPhone OS).

• Deriva directamente de Mac OS X.

• Es exclusivo para los dispositivos de la marca Apple.

• Es un sistema cerrado y exclusivo (no es open source).

• No tiene soporte para Adobe Flash.

• Las aplicaciones iOS se distribuyen en formato .ipa

• Las aplicaciones se instalan desde App Store

• Jailbreak: proceso de acceso privilegiado al sistema iOS (equivalente al rooting en Android).

• Sistema de capas (layers) de iOS: Cocoa Touch, Media Services, Core Services y Core OS.

iPad: Utiliza iPadOS (derivado de iOS).

iOS y sistemas de archivos: compatibilidad con APFS y HFS+ (ambas son correctas).

Android

Android es un sistema operativo diseñado para dispositivos móviles, adquirido y desarrollado por Google. Está basado en el núcleo Linux y otros software de código abierto.

Android fue presentado en 2007, junto con la fundación Open Handset Alliance.

Componentes de Android:

• Núcleo basado en Linux (no en NT)

• Bibliotecas: funciones generalmente programadas en C o C++ que el sistema operativo provee al resto de componentes del sistema para el acceso al almacenamiento, bases de datos, entorno gráfico, etc.

• ART (Android Runtime): entorno de ejecución actual de Android.

• AOT (Ahead-Of-Time): característica de ART que realiza compilación anticipada para ejecutar el binario resultante de manera más rápida y eficiente.

Versiones de Android:

Aplicaciones Android:

• Se empaquetan, comprimen y distribuyen con formato APK (Android Packet).

• Se instalan desde Google Play Store.

• Google Play Store no funciona en iPhone (iOS usa App Store).

Rooting: técnica que permite a los usuarios de dispositivos Android acceder a un control privilegiado del equipo. También llamada "rootear". Se diferencia del Jailbreak (que es para iOS).

Asistente virtual de Android: Google Assistant. También es el asistente de voz Android.

Problema principal de Android frente a iOS: La fragmentación (múltiples versiones y fabricantes).

Sistema operativo de Google basado en Linux: El sistema de Google depende de Linux para servicios básicos. Su nuevo sistema operativo de tiempo real es Fuchsia.

Sistemas operativos móviles NO: HP-UX no es un SO para dispositivos móviles. MVP no está entre los sistemas operativos móviles.

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Tipos de Software

Clasificación Principal

Los tres grandes tipos de software son:

1. Software de sistema: Gestiona los recursos del hardware. Incluye el sistema operativo y los controladores (drivers). La serie de programas preinstalados que permiten interactuar con el SO, dar soporte a otros programas y garantizar el control digital del hardware se conoce como software de sistema.

2. Software de programación: Herramientas para desarrollar nuevos programas (compiladores, IDEs, depuradores).

3. Software de aplicación: Conjunto de programas diseñados para facilitar la realización de tareas específicas (ofimática, multimedia, etc.). Se conoce también como aplicaciones o programas.

Tipos de Licencias de Software

El software de código abierto (open source) es aquel cuyo código fuente está publicado bajo una licencia que permite su uso, modificación o redistribución de forma libre.

El código fuente: Texto legible por un ser humano, redactado en un lenguaje de programación, cuyo objetivo es crear normas y disposiciones claras para el ordenador para que este sea capaz de traducirlas a su propio lenguaje.

Controlador de dispositivo (Driver): Software que conecta el sistema operativo directamente con los componentes del hardware de un ordenador. También conocido como driver.

Algoritmo

Un algoritmo es un conjunto de instrucciones o pasos ordenados y finitos que permiten resolver un problema o realizar una tarea computacional. Es la base de cualquier programa informático.

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Periféricos

Los periféricos son dispositivos que se conectan al ordenador para ampliar sus capacidades de entrada, salida o almacenamiento.

Periféricos de Entrada

Dispositivos que introducen datos en el ordenador:

• Teclado

• Ratón

• Escáner (periférico de entrada)

• Micrófono

• Cámara web

• Dispositivos de reconocimiento facial (periféricos de entrada biométrica)

• Lector de huella dactilar

El monitor no táctil NO es un periférico de entrada.

Periféricos de Salida

Dispositivos que muestran o extraen datos del ordenador:

• Monitor de PC (periférico de salida)

• Altavoces

• Plóter (dispositivo de impresión, periférico de salida)

• Impresora (componente periférico de la computadora, parte del hardware)

La velocidad de impresión de una impresora se mide en PPM (páginas por minuto).

En un ordenador, un plotter es un periférico de salida.

Periféricos de Entrada y Salida (Mixtos)

Dispositivos que realizan ambas funciones:

• Auriculares con micrófono (entrada: micrófono; salida: auriculares)

• Impresora multifunción (entrada: escáner; salida: impresión)

• Lector/grabador de DVD (entrada: lectura; salida: grabación)

• Unidades de memoria USB (mixtos)

• HUBs de puertos USB (mixtos)

Conectores y Puertos

Función de un slot de expansión: Permitir la instalación de tarjetas adicionales (gráfica, sonido, red, etc.).

Función de una tarjeta de red Wi-Fi integrada: Conectar el equipo a redes inalámbricas.

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Seguridad Informática

Principios de Seguridad

Como regla general, un sistema informático será seguro o fiable si puede garantizar tres aspectos:

Confidencialidad, Integridad y Disponibilidad. (Tríada CIA)

• Confidencialidad: Solo los usuarios autorizados acceden a la información.

• Integridad: La información no ha sido alterada sin autorización.

• Disponibilidad: Los sistemas están accesibles cuando se necesitan.

Tipos de Seguridad Informática

No existe la clasificación "seguridad de primer grado y seguridad de segundo grado" como tipo estándar de seguridad informática.

Malware (Software Malicioso)

El malware es software diseñado para causar daño. Los tres términos que NO son tipos de malware son: interfaz de usuario y otros términos de software legítimo.

Técnicas de Ataque y Engaño

Herramientas de Seguridad

Herramientas de cifrado de disco:

• LUKS (Linux)

• BitLocker (Windows)

• FileVault (macOS)

Copias de Seguridad (Backup)

Un backup es una copia de seguridad de los datos.

El tipo de respaldo que copia, tras un backup incremental, los archivos creados o modificados desde la última copia realizada se denomina Incremental.

Para recuperar archivos eliminados de un disco duro: se pueden recuperar tanto si se realiza desde el propio sistema operativo como desde uno diferente.

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Redes e Internet

Protocolo IPv4

Una dirección IPv4 es un número binario de 4 octetos (32 bits) que identifica a una interfaz en red de un dispositivo que utiliza el protocolo IPv4.

Protocolo IMAP

De los protocolos de red, IMAP (Internet Message Access Protocol) se utiliza para recibir o transferir correos desde servidores remotos de archivos.

Cookies

Una Cookie es una pequeña información enviada por un sitio web y almacenada en el navegador del usuario, de manera que el sitio web puede consultar la actividad previa del navegador.

Tim Berners-Lee

Tim Berners-Lee se le conoce como el padre de la World Wide Web (WWW). Su contribución fue fundamental para el surgimiento de internet tal como lo conocemos.

El Metaverso

El Metaverso es un entorno virtual inmersivo donde los usuarios pueden interactuar entre sí y con objetos digitales en tiempo real.

Sistema Operativo de Red

Un sistema NOS (Network Operating System) permite la interconexión de ordenadores para poder acceder a los servicios y recursos hardware y software, creando redes.

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Elementos del Escritorio y Usabilidad

Conceptos Básicos del Escritorio

• Icono: Imagen pequeña dispuesta en el escritorio con una descripción en su parte inferior.

• Ventanas: Área rectangular en pantalla que muestra el contenido de una aplicación.

Extensiones de Archivos

Respecto a la extensión que aparece en un nombre de archivo: normalmente son tres caracteres, pero también pueden aparecer extensiones de distinta longitud.

Recuperación de Archivos y Particiones

• Los archivos se pueden recuperar tanto desde el propio sistema operativo como desde uno diferente.

• Las particiones de un disco duro pertenecen a la estructura lógica del disco.

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Resumen de Acrónimos y Siglas Clave

El Software

El software es el conjunto de programas, instrucciones y datos que permiten al hardware de un ordenador realizar tareas útiles. A diferencia del hardware, el software es intangible: no se puede tocar físicamente, pero es imprescindible para que el equipo funcione.

Software: Equipamiento lógico e intangible de un ordenador, formado por el conjunto de programas, instrucciones y reglas informáticas que hacen posible la realización de tareas en un sistema informático.

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1. Clasificación del software

1.1 Software de sistema (o de base)

El software de sistema o software base es el conjunto de programas que gestiona los recursos físicos y lógicos del equipo y sirve de plataforma para el resto del software. Es el primero en cargarse y actúa como intermediario entre el hardware y las aplicaciones.

Incluye:

• Sistema operativo (SO): el componente principal.

• Controladores de dispositivo (drivers): permiten al SO comunicarse con el hardware.

• Firmware y BIOS/UEFI: software almacenado en chips del propio hardware.

• Utilidades del sistema: herramientas de mantenimiento, gestión de archivos, etc.

Definición formal: La serie de programas preinstalados en el ordenador que permiten interactuar con el sistema operativo se denominan software de sistema.

1.2 Software de aplicación

El software de aplicación (o simplemente "aplicaciones") está diseñado para que los usuarios realicen tareas concretas. No interactúa directamente con el hardware; lo hace a través del sistema operativo.

Ejemplos:

• Procesadores de texto (Microsoft Word, LibreOffice Writer)

• Hojas de cálculo (Microsoft Excel, Google Sheets)

• Editores de imágenes (Adobe Photoshop, GIMP, Paint)

• Navegadores web (Chrome, Firefox, Edge)

• Clientes de correo electrónico

• Software CAD (diseño asistido por ordenador)

Un programa que permite editar texto pero no interactúa directamente con el hardware se clasifica como software de aplicación.

1.3 Software de programación (o de desarrollo)

Herramientas destinadas a la creación de otros programas:

• Compiladores e intérpretes (Java, Python, C++)

• Entornos de desarrollo integrado (IDE): Visual Studio, Eclipse

• Depuradores

1.4 Resumen comparativo

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2. El sistema operativo (SO)

2.1 Definición y función

El sistema operativo es el software más importante de un ordenador. Es un tipo especial de software formado por múltiples archivos que:

• Gestiona los recursos del ordenador (CPU, memoria, almacenamiento, E/S)

• Coordina las actividades y el intercambio de información entre los componentes

• Actúa como intermediario entre el usuario y el hardware

• Proporciona una interfaz (gráfica o de comandos) para que el usuario pueda interactuar con el equipo

Sistema operativo: Tipo especial de software que gestiona el intercambio de recursos del ordenador (CPU, memoria, dispositivos de almacenamiento, periféricos) y sirve de intermediario entre el usuario y el hardware.

Funciones básicas de un SO:

• Gestión de procesos (qué programa usa la CPU y cuándo)

• Gestión de memoria principal (RAM)

• Gestión del sistema de archivos

• Gestión de dispositivos de E/S (entrada/salida)

• Gestión de usuarios y permisos

• Interfaz de usuario

Lo que NO es función de un SO: La edición de vídeo, la navegación web u otras tareas propias de aplicaciones.

2.2 Clasificación de los sistemas operativos

Por número de usuarios

Por número de tareas

Un sistema operativo multitarea administra recursos para ejecutar múltiples tareas simultáneamente, dando la sensación al usuario de que todo ocurre al mismo tiempo.

Por número de procesadores

• Monoprocesador: trabaja con un único procesador.

• Multiprocesador (SMP): trabaja con varios procesadores simultáneamente.

Por tipo de interfaz

• CLI (Command Line Interface): interfaz de línea de comandos. Ejemplos: MS-DOS, terminal de Linux.

• GUI (Graphical User Interface): interfaz gráfica de usuario. Ejemplos: Windows, macOS, GNOME.

2.3 Principales sistemas operativos de escritorio

Distribuciones de Linux más conocidas: Ubuntu, Debian, Fedora, CentOS, openSUSE, Arch Linux, Kali Linux.

Importante para el examen: Apache no es un sistema operativo (es un servidor web). MySQL no es un sistema operativo (es un gestor de bases de datos). Windows 4.0 no es un SO real.

2.4 Sistemas operativos para dispositivos móviles

Slackware es una distribución de Linux para PC/servidor, no un SO para dispositivos móviles.

2.5 La interfaz de usuario del SO

La interfaz de usuario tiene como finalidad facilitar la interacción entre el usuario y el sistema. En Windows, las ventanas pueden minimizarse, maximizarse y moverse libremente dentro del escritorio.

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3. El Kernel (núcleo del sistema operativo)

3.1 Definición

El kernel o núcleo es la parte central y más importante del sistema operativo. Funciona como intermediario entre el software y el hardware.

Kernel: Núcleo del sistema operativo que administra directamente los recursos del hardware (CPU, memoria, dispositivos E/S) y actúa como puente entre las aplicaciones y el hardware físico.

3.2 Funciones del kernel

• Gestión de procesos: asigna tiempo de CPU a los procesos

• Gestión de memoria: controla qué aplicaciones usan qué bloques de RAM

• Gestión de dispositivos: comunica el SO con el hardware a través de los drivers

• Gestión del sistema de archivos

• Seguridad y permisos de acceso

3.3 Lo que NO hace el kernel

El kernel no gestiona eventos en un calendario ni realiza tareas de nivel de aplicación. Esas funciones corresponden a aplicaciones o servicios de usuario.

3.4 Tipos de kernel

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4. Controladores de dispositivo (Drivers)

Los drivers o controladores de dispositivo son programas que permiten al sistema operativo reconocer y utilizar dispositivos de hardware (impresoras, tarjetas gráficas, teclados, ratones, etc.).

Driver: Programa que traduce las instrucciones del sistema operativo para que un dispositivo hardware concreto las entienda y pueda ejecutarlas.

¿Por qué son necesarios?

• Sin driver, el SO no sabe cómo comunicarse con el dispositivo.

• Si los drivers no están actualizados, el dispositivo podría no funcionar correctamente o experimentar fallos.

• Para que una impresora funcione correctamente en un sistema informático, se necesita su controlador de dispositivo.

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5. BIOS y UEFI

5.1 BIOS (Basic Input Output System)

La BIOS es un software almacenado en un chip de la placa base que se ejecuta antes que el sistema operativo. Sus funciones son:

1. POST (Power-On Self-Test): comprueba que el hardware está en buen estado al encender el equipo.

2. Inicialización del hardware: prepara la CPU, la RAM y los dispositivos básicos.

3. Carga del sistema operativo: localiza y lanza el SO desde el dispositivo de arranque.

BIOS: Software que, nada más encenderse el equipo, inicia y comprueba el hardware del ordenador para luego cargar el sistema operativo.

El elemento que interviene antes de la carga del SO es la BIOS o UEFI.

5.2 UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)

La UEFI es la evolución moderna de la BIOS:

• Interfaz gráfica más amigable

• Soporta discos duros de más de 2 TB (usa tabla de particiones GPT)

• Mayor seguridad (Secure Boot)

• Tiempos de arranque más rápidos

5.3 Firmware

El firmware es software almacenado en memoria no volátil (chips ROM, Flash) que controla funciones básicas del hardware. Está estrechamente ligado al hardware que controla.

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6. Herramientas y accesorios del sistema operativo Windows

6.1 Accesorios principales de Windows

El Símbolo de sistema (cmd.exe) es el accesorio de Windows que permite ejecutar comandos y programas en modo texto (MS-DOS/línea de comandos). No confundir con PowerShell, que es una interfaz más avanzada.

6.2 Restaurar sistema

"Restaurar sistema" es una herramienta de Windows que permite revertir el equipo a un estado anterior registrado como punto de restauración, en el que el sistema funcionaba correctamente.

• No afecta a los documentos personales del usuario.

• En Windows 10, "Restaurar Sistema" revierte cambios en el sistema hasta el último punto de restauración, pero no afecta a las aplicaciones instaladas después de ese punto (las elimina).

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7. Sistemas de archivos

El sistema de archivos es la forma en que el SO organiza y gestiona los datos en los dispositivos de almacenamiento.

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8. Licencias de software

La licencia de software es el contrato legal que establece las condiciones de uso, copia, distribución y modificación de un programa.

8.1 Software propietario

El software propietario (o privativo) es aquel cuyo código fuente no es público y cuyo uso está sujeto a restricciones impuestas por el fabricante.

Software propietario: Impone restricciones de uso y distribución. El usuario no puede ver, modificar ni redistribuir el código fuente.

Ejemplos: Windows, Microsoft Office, Adobe Photoshop, macOS.

8.2 Software libre (Free Software / Open Source)

El software libre respeta las cuatro libertades fundamentales definidas por la FSF:

1. Libertad de usar el programa con cualquier propósito.

2. Libertad de estudiar cómo funciona y modificarlo (acceso al código fuente).

3. Libertad de distribuir copias.

4. Libertad de mejorar y publicar las mejoras.

Software libre: Se puede modificar y redistribuir libremente. El acceso al código fuente es condición indispensable.

La licencia GPL (GNU General Public License) es la más conocida del software libre. Obliga a que las modificaciones se distribuyan bajo la misma licencia (efecto "copyleft").

Software de código abierto (Open Source): Su código fuente es accesible y modificable por cualquiera. Término técnico similar al software libre pero sin las implicaciones filosóficas.

8.3 Freeware

El freeware es software que se distribuye de forma gratuita, pero cuyo código fuente no puede modificarse.

Freeware: Distribución gratuita + uso libre, pero sin acceso al código fuente. El usuario no puede modificarlo ni redistribuirlo con cambios.

8.4 Shareware

El shareware permite al usuario evaluar el programa de forma gratuita durante un período de prueba. Pasado ese tiempo, el programa deja de funcionar o pierde funcionalidades si no se paga la licencia.

Shareware: El usuario puede evaluar gratuitamente el programa y, transcurrido el período de prueba, debe pagar para seguir usándolo. Un programa que deja de funcionar tras un periodo de prueba responde a una licencia shareware.

8.5 Demoware

El demoware presenta parte o todas las características del software, pero limitadas en funcionalidades, tiempo de uso o número de guardados. Su objetivo es mostrar las capacidades del producto.

Demoware: Versión incompleta o limitada del software, destinada a mostrar sus características antes de la compra.

8.6 Adware

El adware es software que muestra publicidad (anuncios) al usuario, normalmente en un explorador web, como condición de su uso gratuito.

Adware: Software no deseado diseñado para mostrar anuncios en pantalla, normalmente en un explorador web o en ventanas emergentes. En algunos casos puede comportarse como malware.

8.7 Spyware

El spyware es software malicioso que recopila información sobre el usuario sin su consentimiento.

8.8 Tabla resumen de tipos de licencias

8.9 Suscripción

La suscripción es un modelo de licenciamiento basado en pago periódico (mensual o anual) para el uso del software. Ejemplo: Microsoft 365.

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9. Software middleware

El middleware es un software que facilita la comunicación entre aplicaciones o sistemas distintos. Actúa como capa intermedia entre el sistema operativo y las aplicaciones distribuidas.

Middleware: Software que conecta aplicaciones o componentes de software para que puedan comunicarse e intercambiar datos, aunque hayan sido desarrollados con diferentes tecnologías.

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10. Software portable

El software portable es aquel que no necesita instalación para ejecutarse. Puede funcionar directamente desde una unidad USB u otra ubicación sin dejar rastro en el sistema.

Software portable: No requiere instalación en el sistema. Se puede ejecutar desde una unidad externa (pendrive) directamente.

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11. Software de virtualización

El software de virtualización permite crear máquinas virtuales (MV) dentro de un sistema operativo real. Una máquina virtual simula un ordenador completo con su propio SO y aplicaciones, aislado del sistema anfitrión.

Ejemplos: VMware, VirtualBox, Hyper-V.

Software de virtualización: Programa que permite crear máquinas virtuales dentro de un sistema operativo anfitrión, de modo que se pueden ejecutar varios SO simultáneamente en el mismo hardware.

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12. La nube y modelos de servicio (Cloud Computing)

La computación en la nube (cloud computing) permite acceder a recursos informáticos (servidores, almacenamiento, software) a través de Internet, sin necesidad de tenerlos físicamente.

12.1 Modelos de servicio

SaaS (Software as a Service): modelo en que se proporciona software como servicio, accesible a través de Internet sin instalación local. El usuario paga por el acceso, no por la licencia perpetua.

IaaS, PaaS y SaaS son los tres modelos principales de servicio en la nube. Pregunta frecuente: ¿cuál proporciona software como servicio? → SaaS.

Microsoft 365 es un ejemplo de software de aplicación y, en su modalidad cloud, de SaaS.

12.2 Tipos de nube

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13. Suite ofimática

Una suite ofimática es un conjunto de programas de productividad orientados al trabajo de oficina: procesador de texto, hoja de cálculo, presentaciones, correo, etc.

PentahoOffice no existe como suite ofimática real. Es una opción trampa frecuente en exámenes.

Aplicaciones ofimáticas más preguntadas:

• Excel → hoja de cálculo → software de aplicación y ofimática

• Word / WordPad → procesador de texto

• Adobe Reader → visualización de ficheros PDF

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14. Otros conceptos clave de software

14.1 API (Application Programming Interface)

Una API es un conjunto de reglas para la comunicación entre aplicaciones. Define cómo los programas pueden solicitar servicios y datos unos a otros.

14.2 Software CAD

El CAD (Computer-Aided Design / Diseño Asistido por Ordenador) es software especializado para el diseño técnico e ingenieril (arquitectura, ingeniería mecánica, etc.).

14.3 Lenguajes de programación

• Java: lenguaje de programación multiplataforma, orientado a objetos.

• Python: lenguaje de programación interpretado, muy popular en ciencia de datos e IA.

• No son sistemas operativos ni suites ofimáticas.

14.4 Procesamiento de Lenguaje Natural (PLN)

El Procesamiento de Lenguaje Natural (en inglés, NLP: Natural Language Processing) es el campo de la Inteligencia Artificial que investiga cómo los ordenadores pueden comprender y procesar el lenguaje humano.

14.5 Tasa de refresco

La tasa de refresco de un monitor es el número de veces por segundo que la imagen en pantalla se actualiza. Se mide en Hz (hercios). Ejemplo: 60 Hz, 144 Hz.

14.6 Interfaces de vídeo

VDI no es un tipo de puerto de vídeo habitual en ordenadores (es un protocolo de escritorio virtual). Pregunta trampa frecuente.

14.7 Soportes de almacenamiento

En los CD: la información se graba en una superficie donde se generan perforaciones denominadas PITS, que pueden ser leídas utilizando la reflexión de un haz láser.

Una memoria EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) se puede borrar mediante una descarga eléctrica.

Un ordenador puede tener instalados simultáneamente un HDD y un SSD sin incompatibilidades.

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15. Resumen: conceptos que NO son sistemas operativos

Es importante saber distinguir qué es y qué no es un SO:

El Administrador de tareas de Windows

El Administrador de tareas muestra las aplicaciones y procesos en ejecución, el uso de CPU, memoria, disco y red, y permite finalizar tareas. No muestra las aplicaciones que no se están ejecutando. Se abre con Ctrl+Mayús+Esc.

El Explorador de archivos de Windows

El Explorador de archivos (Explorador de Windows) gestiona archivos y carpetas. La tecla F11 alterna entre la vista de pantalla completa y la vista normal de su ventana.

Caracteres no permitidos en nombres de archivo (Windows)

En Windows, el nombre de un archivo no puede contener los caracteres: barra invertida (\), barra (/), dos puntos (:), asterisco (*), interrogación (?), comillas ("), menor que (<), mayor que (>) ni barra vertical (|). Otros símbolos como +, $ o % sí están permitidos.