MODULO I Alfabetización informática y computacional INTRODUCCIÓN La arquitectura de la computadora es el estudio de todas y cada una de las partes que hacen funcionar dicha máquina llamada computadora, todas estas series de partes llegan a ser un gran número de componentes que al estudiarlos dejan un concepto más completo de dicha máquina, estructurándolos, diferenciándolos ya sea por su funcionamiento o tareas para una mejor comprensión del mismo, de esta manera se aprende gran cantidad de procesos y piezas que en algún momento se pasaron por alto y que después nos puede servir para comprender el porvenir del largo camino que tenemos por descubrir. FUNDAMENTOS DE COMPUTACIÓN Concepto de Informática La palabra informática proviene de: INFORMACIÓN + AUTOMÁTICA La Informática es la técnica de tratamiento informático de la información. La computación es una herramienta de la Informática. Las computadoras: 1. Reciben entradas. La entrada son los datos que se capturan en un sistema de computación para su procesamiento. 2. Producen salidas. La salida es la presentación de los resultados del procesamiento. 3. Procesan información 4. Almacenan información Todo sistema de cómputo tiene componentes de hardware dedicados a estas funciones: 1. Dispositivos de entrada 2. Dispositivos de salida 3. Unidad central de procesamiento. Es la computadora real, la "inteligencia" de un sistema de computación. 4. Memoria y dispositivos de almacenamiento. Cada dispositivo de entrada es sólo otra fuente de señales eléctricas; cada dispositivo de salida no es más que otro lugar al cual enviar señales; cada dispositivo de almacenamiento es lo uno o lo MODULO I Alfabetización informática y computacional otro, dependiendo de lo que requiera el programa; no importa cuáles sean los dispositivos de entrada y salida si son compatibles. Componentes de un Sistema Informático En la Informática existen dos conceptos fundamentales HARDWARE Y SOFTWARE. La computadora es la conjunción de estos dos elementos. HARDWARE: (Hard = Duro) Integrado por los elementos físicos y tangibles de una computadora; tanto los que están a la vista como los que se encuentran dentro del gabinete. SOFTWARE: (Soft = Blando) Integrado por los elementos lógicos de la máquina, lo que no es tangible es el conjunto de programas que dan vida al Hardware y a los archivos. Contexto y Dato Contexto: Es el marco de referencia al que se suscribe la información que recibimos sobre cada sujeto. Dato: Constituye la información concreta sobre un ente o sujeto. El contexto consta de varios elementos, cada uno de los cuales recibe el nombre de Atributo. Los datos son cada una de las especificaciones de los atributos. Representación de la información: La información se representa simbólicamente mediante un conjunto de caracteres convencionalmente dispuestos. El Carácter es la unidad mínima de representación de un dato. Alfabético: Las letras. Numérico: Los números. Especiales: Signos de puntuación, relación, aritméticos, carácter blanco y otros. La palabra es un conjunto de caracteres que tiene significado propio. Historia y prospectiva de la computadora TECNOLOGÍAS Y AVANCES 1ª generación: Con tubos de vacío, tubos de vidrio del tamaño de una bombilla que albergaban circuitos eléctricos. Estas máquinas eran muy grandes, caras y de difícil operación. MODULO I Alfabetización informática y computacional 2ª generación: con transistores. Máquinas más pequeñas, confiables y económicas. 3ª generación: Con la tecnología que permitió empaquetar cientos de transistores en un circuito integrado de un chip de silicio. 4ª generación: con el microprocesador, que es una computadora completa empaquetado en un solo chip de silicio. Las características básicas de las computadoras desde las de 3ª generación son: Confiabilidad: Son menos susceptibles de averías que las anteriores, ya que los chips pueden probarse rigurosamente antes de ser instalados. Tamaño: Un solo chip sustituyó tableros de circuitos, lo cual permite construir máquinas más pequeñas. Velocidad: Como la electricidad tiene que viajar distancias más pequeñas, las máquinas son mucho más rápidas que sus predecesoras. Las operaciones que realiza una computadora se miden en milisegundos, microsegundos, nanosegundos y picosegundos. Eficiencia: Por su pequeño tamaño, los chips emplean menos energía eléctrica. También generan menos calor. Costo: Las técnicas de producción masiva facilitan la manufactura de chips económicos. Compatibilidad: No hay normas de software universales, de manera que un programa escrito para una máquina quizás no funcione en otra; casi todos los programas de software son inservibles si el hard y el soft no son compatibles. HARDWARE Concepto: En la jerga informática, el Hardware, está integrado por los elementos físicos y tangibles de una computadora, tanto los que están a la vista (teclado, impresora, monitor, mouse, scanner, etc.), como los que se encuentran dentro del gabinete (disco rígido, memoria, microprocesador, etc.). Estructura de una computadora CPU: Unidad Central de Procesamiento. Es el cerebro de la computadora. DE: Dispositivos de Entrada: teclado, mouse, scanner, etc. DS: Dispositivos de Salida. Monitor, impresora, etc. MA: Memoria Auxiliar o Secundaria. Diskette (1,44 Mb), Disco (2 Gb en adelante), CD (600 Mb), Zip (100 Mb), Jazz (1 Gb). CPM: Co-Procesador Matemático. Es el encargado de realizar todos los cálculos matemáticos. UAL: Unidad Aritmética y Lógica. Es la encargada de entregarle al Co-Procesador Matemático las operaciones para que él realice los cálculos. MODULO I Alfabetización informática y computacional UC: Unidad de Control. Es la encargada de controlar el funcionamiento interno de la computadora. RAM: Random Access Memory: memoria de acceso aleatorio. Lectura y escritura. ROM: Read Only Memory. Memoria de sólo lectura. La Memoria Principal o memoria interna, es un componente sin capacidad operativa, cuya misión es servir de soporte a la información durante el proceso, y en donde se registra el programa antes de comenzar su ejecución. La computadora maneja todas sus señales en forma de impulsos eléctricos, esta señal puede estar encendida o apagada y no podrá tener otro estado. Estos dos estados se representan con unos y ceros. Esta unidad mínima de información que nos permite distinguir entre dos estados se denomina Bit. SISTEMA BINARIO Las computadoras se construyen a partir de dispositivos de conmutación que reducen toda la información a ceros y unos, es decir que representan los números con el sistema binario, un sistema que denota todos los números con combinaciones de 2 dígitos. Es decir que el potencial de la computadora se basa en sólo dos estados electrónicos: encendido y apagado. Las características físicas de la computadora permiten que se combinen estos dos estados electrónicos para representar letras, números, colores. Un estado electrónico de "encendido" o "apagado" se representa por medio de un bit. La presencia o la ausencia de un bit se conoce como un bit encendido o un bit apagado, respectivamente. En el sistema de numeración binario y en el texto escrito, el bit encendido es un 1 y el bit apagado es un 0. Para que las palabras, frases y párrafos se ajusten a los circuitos exclusivamente binarios de la computadora, se han creado códigos que representan cada letra, dígito y carácter especial como una cadena única de bits. El código más común es el ASCII (American Standard Code for Information Interchange, Código estándar estadounidense para el intercambio de información). El Bit es la unidad elemental binaria de información. Las computadoras cuentan con soft que convierte automáticamente los números decimales en binarios y viceversa. El procesamiento de número binarios de la computadora es totalmente invisible para el usuario humano. La computadora almacena los programas como colecciones de bits, lo mismo que los datos. MODULO I Alfabetización informática y computacional UNIDADES DE MEDIDA 1 Bit (binary digit): Unidad básica de datos de la computadora. 0- 1 Byte: es igual a 8 bits; cada byte representa un carácter de información. 1Kilobyte (Kb): es igual a 1024 bytes. 1 Megabyte (Mb): es igual a 1024 Kb, o sea un millón de bytes. 1Gigabyte (Gb): es igual a 1024 Mb 1Terabyte (Tb): es igual a 1024 Gb. Con estos mismos términos se cuantifica el tamaño de los archivos de una computadora. LOS ARCHIVOS Un archivo es un paquete discreto de datos, que posee un único nombre y un espacio reservado para él en el disco o el diskette donde usted lo grabe. Toda la información se graba en archivos, sean textos, instrucciones, la tipografía que eligió para imprimirla o una imagen. Todos los archivos tienen propiedades, como el nombre y el tamaño. No existen archivos sin nombre, y su tamaño se mide en bytes. ¿Qué es un byte? Es el espacio que necesita una PC para guardar una letra, un símbolo o un número. Los programas procesadores de texto suelen añadir algunos bytes más al archivo, para definir los márgenes y demás detalles. Archivo: colección organizada de información, con un nombre específico almacenada en un único lugar y con un formato que pueda leer la computadora. CLASES DE ARCHIVOS MODULO I Alfabetización informática y computacional Hay archivos de distintas clases. Se los reconoce por su extensión: las tres letras que siguen al nombre, luego del punto. Hay una extensión para cada clase de archivo, de acuerdo con el tipo de información que hay en su interior y la forma en que está estructurada. Extensiones más características Documentos de texto .DOC .TXT Programas Ejecutables .EXE .COM Fotos y Dibujos .GIF .JPG .BMP .TIF Sonidos .WAV .MID .MP3 Video y Animaciones .AVI .MOV SOFTWARE DEFINICIÓN MODULO I Alfabetización informática y computacional El software son las instrucciones electrónicas que van a indicar al ordenador que es lo que tiene que hacer. También podemos decir que son los programas usados para dirigir las funciones de un sistema de computación o un hardware. El software se divide en dos grandes grupos: Software de Base y Software de Aplicación. El Software de Base se encuentra compuesto fundamentalmente por el Sistema Operativo y el Software de Aplicación por los programas que se utilizan para tareas específicas. CLASIFICACIÓN Sistema Operativo Software de Base Software Traductor Software Específico Software de Aplicación Programas Utilitarios Sistema Operativo: Un sistema operativo es el encargado de brindar al usuario una forma amigable y sencilla de operar, interpretar, codificar y emitir las ordenes al procesador central para que este realice las tareas necesarias y especificas para completar una orden. Sistema Traductor: Son programas que permiten la creación de nuevos programas. La computadora tiene un lenguaje interno llamado Lenguaje de máquina que está en total consonancia con la naturaleza íntima de la máquina y por lo que es sumamente complejo para el usuario. Software Específico: son programas desarrollados para cubrir las necesidades de un usuario en particular, o para un grupo de usuarios con requerimientos similares, respondiendo su diseño a las necesidades específica de estos. Programas Utilitarios: Son paquetes de programas que permiten el proceso de datos o resolución de problemas sin necesidad de desarrollar software específico. Pueden ser utilizados por usuarios finales no especializados en computación. MODULO I Alfabetización informática y computacional LOS SISTEMAS OPERATIVOS Son una serie de programas que administran los recursos de la computadora. Este indica como interactuar con el usuario y como usar los dispositivos: discos duros, teclado y monitor. El sistema operativo, es el instrumento indispensable para hacer que la computadora funcione. Un sistema operativo se define como un conjunto de procedimientos manuales y automáticos, que permiten a un grupo de usuarios compartir una instalación de computadora eficazmente. Componentes: El sistema operativo es generalmente diseñado por el fabricante y por ello no es posible definir uno estándar; aunque hay un conjunto de funciones básicas o componentes que todo sistema debe considerar, y son: • Controlar las operaciones de entrada y salida. • Cargar, inicializar y supervisar la ejecución de los trabajos. • Detectar errores. • Controlar las interrupciones causadas por los errores. • Asignar memoria a cada tarea. • Manejar el multiproceso, la multiprogramación, memoria virtual, etc. CLASIFICACIÓN: Los sistemas operativos se clasifican en: Según la cantidad de usuarios Monousuarios Multiusuarios Según la cantidad de tareas Monotareas Multitareas Sistema Operativo Monousuario: son aquellos que nada más puede atender a un solo usuario, gracias a las limitaciones creadas por el hardware, los programas o el tipo de aplicación que se esté ejecutando. Estos tipos de sistemas son muy simples, porque todos los dispositivos de entrada, salida y control dependen de la tarea que se esta utilizando, esto quiere decir, que las instrucciones que se dan, son procesadas de inmediato; ya que existe un solo usuario MODULO I Alfabetización informática y computacional Sistema Operativo Multiusuario: En esta categoría se encuentran todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más usuarios, que comparten los mismos recursos. Este tipo de sistemas se emplean especialmente en redes. Sistema Operativo Monotareas. Los sistemas operativos monotareas son más primitivos, solo pueden manejar un proceso en cada momento o que solo puede ejecutar las tareas de una en una. Por ejemplo cuando la computadora esta imprimiendo un documento, no puede iniciar otro proceso ni responder a nuevas instrucciones hasta que se termine la impresión. Sistema Operativo Multitareas. Es el modo de funcionamiento disponible en algunos sistemas operativos, mediante el cual una computadora procesa varias tareas al mismo tiempo. Existen varios tipos de multitareas. La conmutación de contextos (context Switching) es un tipo muy simple de multitarea en el que dos o más aplicaciones se cargan al mismo tiempo, pero en el que solo se esta procesando la aplicación que se encuentra en primer plano (la que ve el usuario). Para activar otra tarea que se encuentre en segundo plano, el usuario debe traer al primer plano la ventana o pantalla que contenga esa aplicación. FUNCIONES DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS • Interpretar los comandos que permiten al usuario comunicarse con la computadora. • Coordinar y manipular el hardware de la computadora, como la memoria, las impresoras, las unidades de disco, el teclado o el mouse. • Organizar los archivos en diversos dispositivos de almacenamiento, como discos flexibles, discos duros, discos compactos o cintas magnéticas. • Gestionar los errores de hardware y la pérdida de datos. • Servir de base para la creación del software logrando que equipos de marcas distintas funcionen de manera análoga, salvando las diferencias existentes entre ambos. • Configurar el entorno para el uso del software y los periféricos; dependiendo del tipo de máquina que se emplea, debe establecerse en forma lógica la disposición y características del equipo. En caso de estar conectado a una red, el sistema operativo se convierte en la plataforma de trabajo de los usuarios y es este quien controla los elementos o recursos que comparten. De igual forma, provee de protección a la información que almacena. ESTRUCTURA DE UN SISTEMA OPERATIVO Podemos dividir a los programas que componen al Sistema Operativo en: Los programas de control, realizan las tareas de administración y control del sistema informático. MODULO I Alfabetización informática y computacional Los programas de servicio no son imprescindibles para que el equipo funcione, pero facilitan el trabajo a los programadores y administradores del sistema realizando una serie de tareas auxiliares. INTERFAZ DE LÍNEA DE COMANDOS La forma de interfaz entre el sistema operativo y el usuario en la que este escribe los comandos utilizando un lenguaje de comandos especial. Los sistemas con interfaces de líneas de comandos se consideran más difíciles de aprender y utilizar que los de las interfaces gráficas. Sin embargo, los sistemas basados en comandos son por lo general programable, lo que les otorga una flexibilidad que no tienen los sistemas basados en gráficos carentes de una interfaz de programación. INTERFAZ GRÁFICA DEL USUARIO Es el tipo de visualización que permite al usuario elegir comandos, iniciar programas y ver listas de archivos y otras opciones utilizando las representaciones visuales (iconos) y las listas de elementos del menú. Las selecciones pueden activarse bien a través del teclado o con el Mouse. LOS PRINCIPALES SISTEMAS OPERATIVOS: CP/M: Primer sistema operativo estándar creado para controlar unidades de diskettes en equipos de 8 bit. MS-DOS: Es un sistema operativo monousuario, monotareas para computadoras de 16 bits. Presenta una interfaz de comandos. Windows: Incorpora al MS-DOS la capacidad multitareas. Su origen se origina en que la pantalla puede ser dividida en varias ventanas en cada una de las cuales se puede ejecutar una aplicación distinta. Posee una interfaz gráfica. OS/2: Es un sistema operativo monousuario, utilizado en computadoras con procesador 80286 o superior, incorpora la capacidad multimedia. PC-MOS: Es un sistema operativo multiusuario y multitarea, una de las ventajas principales es ser compatible con el software del MSDOS. MODULO I Alfabetización informática y computacional UNIX: Es un sistema operativo multiusuario que incorpora multitarea. Fue desarrollado originalmente por Ken Thompson y Dennis Ritchie en los laboratorios de AT&T Bell en 1969 para su uso en minicomputadoras. El sistema operativo UNIX tiene diversas variantes y se considera potente, más transportable e independiente de equipos concretos que otros sistemas operativos porque está escrito en lenguaje C. Su sistema de archivos proporciona un método sencillo de organizar y proteger archivos. Sin embargo, las instrucciones del UNIX no son intuitivas. Windows NT: El sistema operativo Windows NT de Microsoft, lanzado al mercado el 24 de Mayo de 1993, es un SO para redes que brinda poder, velocidad y nuevas características; además de las c características tradicionales. Es un SO de 32 bits, y que puede trabajar en procesadores 386, 486 y Pentium. Además de ser multitarea, multilectura y multiprocesador ofrece una interfaz gráfica. Y trae todo el software necesario para trabajar en redes, permitiendo ser un cliente de la red o un servidor. Windows 95: Es un entorno multitarea dotado de una interfaz gráfica de usuario, que a diferencia de las versiones anteriores, Windows 95 no necesita del MS-DOS para ser ejecutado, ya que es un sistema operativo. VIRUS VIRUS INFORMÁTICOS Son programas simples, muy pequeños y, muchas veces, dañinos. Los virus informáticos son pequeños programas que se adosan, sobrescriben o reemplazan a otros, con el fin de reproducirse y “contagiar” distintos archivos sin que el usuario lo note. Por ningún motivo un virus es capaz de afectar una parte física de la computadora; sólo puede arruinar la información. Un aspecto importante a tener en cuenta es que un virus no puede activarse por sí mismo. Esto quiere decir que, si copia a su máquina un archivo infectado, no necesariamente estará corriendo riesgos, porque los virus se activan sólo si el usuario ejecuta el archivo en cuestión (o lo abre, en caso de ser un documento de Office). Los virus tienen una determinada manera de actuar y de expandirse. CLASES DE VIRUS Existen tres grandes tipos de virus: • Virus de booteo o arranque: fueron los primeros en aparecer, e infectan los sectores de arranque de los disquetes que se usan para iniciar algunas computadoras. MODULO I Alfabetización informática y computacional • Virus de archivo: son los más difundidos. Infectan determinados archivos (por lo general, ejecutables) y se reproducen por sí mismos. Pueden propagarse a través de archivos que se copian a la PC desde un disquete, cartucho Zip o Internet (ya sea de la Web o por correo electrónico, por ejemplo). • Macrovirus: atacan documentos generados con programas del paquete Office. Son pequeños programas que se incluyen en un documento para automatizar tareas. Luego de insertarla en un documento, puede distribuirla para contagiar otros archivos (así es como funcionan los macrovirus). Al recibir un archivo que contiene un Macrovirus y abrirlo, el programa se infectará, con lo que cada archivo que se abra a partir de ese momento se contagiará automáticamente. ARCHIVOS PELIGROSOS No todos los archivos pueden contener virus: sólo los ejecutables (aquellos que se utilizan para arrancar programas y aplicaciones) y los documentos de Office tienen posibilidad de infectarse. Por lo tanto, deberá ser cuidadoso con los archivos que presenten las siguientes extensiones: • Archivos ejecutables: .COM, .EXE • Archivos de Office: .DOC, .XLS, .DOT, .PPT • Archivos de sistema (rara vez): .386, .BIN, .DRV, .SCR, .VBS PROTECCIÓN Para evitar que un virus infecte su PC: • Utilice siempre programas antivirus: estos programas son los encargados de detectar y limpiar los virus del sistema. • Cuente con la protección activa de los antivirus: la mayoría de los antivirus posee una protección activa, cuya función es verificar automáticamente cada archivo que se ejecute, copie o mueva en la PC. • Renueve las versiones de los programas antivirus: todos los días aparecen virus nuevos, con lo cual la protección puede reducirse rápidamente. • Active la protección de Word y Excel: los programas de Office poseen una herramienta de protección contra Macrovirus. MODULO I Alfabetización informática y computacional FASES DE UN VIRUS Las fases de actuación de un virus son las siguientes: a) Infección: el virus llega al ordenador dentro de un programa, contaminando el contenido en algún disquete. El usuario, inconsciente del peligro potencial, ejecuta el programa infectado, con lo que el virus toma control del sistema operativo del ordenador. b) Latencia: una vez infectado el sistema operativo, es decir, una vez instalado el virus dentro del ordenador, comienza la fase de latencia. Durante la misma, el virus tiene en todo momento control sobre lo que en el sistema ocurre, y comienza a infectar a todos los programas ejecutables que se ponen a su alcance. Todo programa que utilicemos en el ordenador durante esta etapa será modificado por el virus para incluir en él una copia del mismo, de tal forma que si copiamos uno de estos programas en un diskette y lo llevamos a otro ordenador, la infección se propagará a éste. c) Activación: una vez que se da una determinada circunstancia, como por ejemplo la llegada de cierta fecha, el virus se activa y comienza su acción destructiva, sea cual sea ésta. El tipo de acción destructora es muy variada: desde virus que borran todos los archivos que tratemos de ejecutar, a otros que hacen aparecer objetos en la pantalla que interfieren con lo que en ese momento estemos haciendo, pasando por los que formatean directamente el disco duro haciéndonos perder toda la información. Podemos decir que un virus se compone de dos partes fundamentales: un aparato reproductor, que garantiza su propagación, y un aparato ejecutor, responsable de la acción destructiva y que se manifiesta una vez que la etapa de latencia ha terminado. CARACTERÍSTICAS DE LOS VIRUS • Son segmentos de códigos intercalados dentro de programas normales. • Se autorreproducen creando duplicados de sí mismo. • Modifican el comportamiento del sistema operativo. • Se propagan infectando programas ejecutables. • Presentan efectos destructivos, bien como acción directa del virus, o bien como resultado indirecto de la acción productora. CÓMO SE CONTAGIAN Instalación: Recibe también el nombre de fase de infección o contagio, pues en este momento es cuando el parásito empieza a vivir dentro del huésped. MODULO I Alfabetización informática y computacional El objetivo de la infección es precisamente garantizar que el virus se ejecute más veces, para reproducirse, propagarse o retardar su acción más dañina. Por lo general el parásito elige para anidar programas o secuencia de código que el sistema ejecuta con frecuencia, aunque no siempre es así. Según el lugar donde se alojan se pueden clasificar en: a) Contaminadores del BOOT: Contaminan el sector 0 de todo disco. b) Contaminadores del SISTEMA OPERATIVO: Son aquellos que contaminan el MS-DOS o el COMMAND.COM. c) Contaminadores de ARCHIVOS EJECUTABLES: Son los que se alojan en los archivos con extensión .EXE o .COM. CLASIFICACIÓN DE LOS VIRUS Los virus se clasifican en: Inofensivos: son aquellos que afectan el estado de la pantalla, manifestándose con la aparición de símbolos que no afectan el contenido de la información de los archivos. Comunes: son los más difundidos, afectan tanto la FAT u otro sector del disco como también destruyen total o parcialmente la información contenida en los distintos archivos. Peligrosos o de última generación: su peligrosidad reside en que es imposible detectarlos porque utilizan técnicas especiales para no ser detectados. El efecto que producen es cambiar el FAT. OCULTAMIENTO Un virus para ocultarse en el disco puede utilizar básicamente una de estas tres técnicas: 1) Marcar el archivo donde está almacenado con el atributo de archivo oculto, lo que hará que no pueda ser listado con el comando DIR. Tampoco podrá ser leído ni modificado desde el intérprete de comandos. 2) Almacenar el código en uno o varios sectores libres del disco, marcándolos como defectuosos en la FAT. Mediante técnicas de formateo no estándar, con las que se logra introducir sectores extraños, que permanecen ocultos en el MS-DOS porque no los puede leer.