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título

¡BIENVENIDOS!

INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS COMPUTACIONALES

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Objetivo:

• Aprendan los componentes básicos y las funciones de una computadora y una red.

• Aprendan los principios para usar y mantener sistemas computacionales en un ambiente de Internet.

• Aprender herramientas de software para la operación y mantenimiento de un sistema computacional.

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• Este curso proporciona una

introducción a las características más importantes de los sistemas computacionales actuales. Con el curso aprenderás cómo trabajan las computadoras y la forma en que son utilizadas para resolver problema

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• El curso está compuesto por seis unidades. Cada unidad contiene información en la forma de lecturas de un libro de texto, lecturas de notas Web, y ejercicios de aprendizaje diseñados para ayudarte a entender el material.

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Unidad 1. Sistemas Computacionales

1.1 Introducción a los Sistemas Computacionales 1.1.1 Componentes de un sistema computacional 1.2 Evolución de los Sistemas

Computacionales 1.2.1 Breve Historia 1.2.2 Aplicaciones de los Sistemas Computacionales 1.3 Representación de Datos en un

Sistema Computacional 1.3.1 Bits y Bytes 1.3.2 Sistemas Numéricos

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Unidad 2. Sistemas de Hardware

2.1 Procesador y Memoria

2.1.1 Fundamentos de un Procesador

2.1.2 Tipos de Memoria

2.1.3 Lab: Benchmarking (Opcional)

2.2 Periféricos

2.2.1 Cómo Conectar Equipos Periféricos

2.2.2 Buses

2.2.3 Dispositivos de Entrada/Salida

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Unidad 2. Sistemas de Hardware

2.3 Dispositivos de Almacenamiento 2.3.1 Interfases de los Controladores de Disco 2.3.2 Almacenamiento Masivo 2.4 Juntando los Componentes de

Hardware 2.4.1 ¿Como Trabajan Juntos los Componentes? 2.4.2 Lab: Investigando un Sistema Computacional 2.4.3 Lab: Configuración en Línea

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2.5 Mejorando el Desempeño de la Computadora

2.5.1 La Ley de Moore 2.5.2 Cuellos de Botella Ejercicio 2 2.6 Materiales de Repaso Unidad 1 y

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Unidad 3. Software del Sistema Operativo

3.1 Estructura 3.1.1 Las Capas de Software 3.1.2 El BIOS: Vida en el Fondo 3.1.3 Control de Proceso 3.1.4 Lab: El Administrador de Tareas (Task

Manager) 3.2 Administración y Configuración de

Dispositivos 3.2.1 Manejo de Interrupciones 3.2.2 Atributos del Hardware 3.2.3 Configuración 3.2.4 Lab: Administración de Dispositivos

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Unidad 3. Software del Sistema Operativo

3.3 Recursos Compartidos 3.3.1 Memoria Virtual 3.3.2 Compartir Archivos e Impresoras 3.4 Sistema de Archivos 3.4.1 Organización de Archivos 3.4.2 Tabla de Asignación de Archivos (FAT) y el Sistema de Archivos NT

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Unidad 4. Software de Aplicaciones

4.1 Lo Básico del Software 4.2 Usos del Software del Sistema 4.2.1 Lab: Comandos de DOS 4.2.2 Lab: Macros 4.2.3 Lab: Aplicación de Objetos Incrustados 4.3 Archivos Por Lotes (Batch) / Guia

(Script) 4.3.1 Funciones Avanzadas de la LÃ nea de

Comandos 4.3.2 Comandos de los Archivos por Lotes

(Batch Files) 4.3.3 Lab: Creación de un Archivo por Lotes

(Bat

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Unidad 4. Software de Aplicaciones

4.4 Bases de Datos

4.4.1 Lab: Búsqueda en la Biblioteca del Congreso

4.5 Ingeniería de Software

4.5.1 Desarrollo de Software a Gran Escala

4.5.2 Modelo de Codigo Fuente Abierto

4.5.3 Herramientas para la Creación y Administración de Software

4.6 Materiales de Repaso Unidad 3 y Unidad 4

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Unidad 5. Sistemas de Redes

5.1 Internet: Conceptos Básicos 5.1.1 Tipos MIME 5.1.2 Lenguajes de Internet 5.2 Redes Locales y de Área Amplia 5.3 Estrategias de Comunicación 5.3.1 Estructura Cliente - Servidor 5.3.2 Conexión Par a Par (Peer-to-Peer)

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Unidad 5. Sistemas de Redes

5.4 Tecnologà a de Transferencia de Datos 5.5 Arquitectura de Internet 5.5.1 Los Enrutadores y el TCP/IP 5.5.2 Servicio de Nombre de Dominio 5.5.3 Conectividad 5.5.4 Proveedores de Servicio de Internet

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Unidad 6. Seguridad de la Computadora

6.1 Amenazas a la Seguridad 6.1.1 Intrusos: ¿Quién, Por qué, y Cómo? 6.1.2 Robo de Identidad y Violación de la

Privacidad 6.1.3 Software Malicioso 6.1.4 Ataques de Negación del Servicio Quiz de Opción Múltiple 22 6.2 Tecnologías de Seguridad 6.2.1 Cifrado (Encryption) 6.2.2 Aplicaciones del Cifrado (Encryption) 6.2.3 Autenticación

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6.3 Prevención, Detección, y Recuperación 6.3.1 Cortafuegos (Firewall) 6.3.2 Herramientas de Detección de Intrusión 6.3.3 Recuperación de Datos 6.3.4 Resumen de los Consejos sobre Seguridad 6.4 Materiales de Repaso Unidad 5 y Unidad 6

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Evaluación

• TeoríaExamen teórico 50% Tareas 50%

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Evaluación

• Practica Ejercicios 50% Examen practico 50%

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1.1.1 Componentes de un Sistema Computacional

• Una computadora es una máquina electrónica que realiza la entrada, procesamiento, almacenamiento, y salida, de acuerdo a instrucciones programadas para desarrollar tareas específicas. Anteriormente, las computadoras eran usadas principalmente para realizar cálculos aritméticos, de aquí el término, computadora.

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• En general, un sistema computacional puede descomponerse en el sistema de hardware, el sistema de software, y el sistema de redes..

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Sistema de Hardware

• El sistema de hardware consiste de componentes físicos externos e internos que permiten que una computadora acepte entradas, las procese, almacene datos, y produzca salidas.

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Componentes de hardware dentro de la unidad del sistema.

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• Los componentes de hardware brindan la interfaz física a un sistema computacional. Sin embargo, no pueden funcionar sin las instrucciones para operarlos. Estas instrucciones son los programas de software.

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Sistema de Software —Software del Sistema Operativo y Software de Aplicación

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• El software del sistema operativo funciona como la interfaz entre el software de aplicaciones y los componentes de hardware.

• El software de aplicaciones es la interfaz con los usuarios del sistema computacional.

• El software del sistema operativo provee instrucciones a los componentes del sistema de hardware.

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• El software de aplicaciones brinda instrucciones que le permiten al usuario desarrollar tareas específicas, como crear presentaciones, realizar documentos escritos, y editar imágenes. Ejemplos de programas de software de aplicaciones son Microsoft Word y el Bloc de Notas.

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Sistema de Redes

• El sistema mundial de redes de computadoras es Internet, una red de redes. A través de Internet, las computadoras conectadas en red pueden acceder otras computadoras en la red. El Internet permite transmitir datos de una computadora a otra.

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• Una NIC (tarjeta de interfaz de red -Network Interface Card-) envía datos desde una computadora a la red, y recolecta los datos entrantes enviados por otras computadoras.

• Un módem es un dispositivo que permite

que los datos sean transmitidos desde una computadora a través de líneas telefónicas, o líneas de televisión por cable, a otras computadoras en Internet.

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• Además de estos componentes de hardware de red, una computadora también necesita un proveedor de servicios de Internet como América Online para permitir la conexión a Internet.

• Software de aplicaciones como navegadores de red (por ejemplo, Internet Explorer y Netscape) y correo electrónico (por ejemplo, Outlook y Netscape mail)

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1.2.1 Breve Historia

1200s—Dispositivos de Cálculo Manual 1600s—Calculadoras Mecánicas 1800s—Tarjetas Perforadas 1940s—Tubos de Vacío 1950s—Transistores 1960s—Circuitos Integrados (IC) 1970s a la Actualidad—Microprocesador Ritmo de Avance

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• 1.2.2 Aplicaciones de los Sistemas Computacionales

• En la Educación – Aprendizaje Facilitado a través de Multimedia – Educación Basada en Simulación – Entrenamiento Basado en Máquinas Inteligentes – Aprendizaje Interactivo

• En los Negocios – Administración de la Cadena de Suministro – Administración de Proyectos – Administración de las Relaciones con el Cliente – Ventas y Mercadotecnia a través del Comercio Electrónico – Investigación en el Área de Manufactura

• En el Entretenimiento – Películas – Videojuegos – Música – Fotografía Digital – Viajes – Sistemas Computacionales Portátiles

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1.3.1 Bits y BytesRepresentación de Datos Usando Dígitos Binarios

• Una pieza de dato, como una letra del alfabeto, puede representarse usando una secuencia de dígitos binarios - 0's y 1's. Existen muchos tipos de códigos usados para representar datos de caracteres. Por ejemplo, al usar el código ASCII extendido (Código Estándar de América para el Intercambio de Información - America Standard Code for Information Interchange-), la letra "a" del alfabeto, puede representarse usando una serie de ocho dígitos binarios, "01100001." Cada dígito binario es llamado un bit. Y, ocho bits forman un byte.

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• Todos los datos, incluyendo datos de audio, datos visuales e instrucciones de programas, pueden ser representados y almacenados usando una secuencia de dígitos binarios, o una secuencia de bytes.

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Creciente de Bytes

Década 1970s 1980s 1990s 2000s

Orden de magnitud en capacidad de memoria Miles Millones Billones Trillones

Prefijo Kilo (103) Mega (106) Giga (109) Tera (1012)

Abreviación K M G T

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1.3.2 Sistemas Numéricos• Decimal • Binario • Hexadecimal • Ejercicio de Aprendizaje

Decimal• Comenzaremos nuestra discusión sobre los

sistemas numéricos examinando como ejemplo el sistema decimal. El sistema numérico decimal contiene diez valores - 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, y 9. Cada número en el sistema numérico decimal puede ser descompuesto en dígitos por su "lugar" en el número.

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Lugar 4to 3ero 2do 1ero 0

Dígito 4 3 8 7 2

Valor exponencial

del lugar104 103 102 101 100

Valor decimal del lugar

10,000 1,000 100 10 1

Tabla 1 Valor exponencial y decimal correspondiente al lugar de un dígito en un número

Usando el número 43,872 como ejemplo

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• El siguiente es un cálculo de muestra para el ejemplo anterior.

• 4 × 10^4 + 3 × 10^3 + 8 × 10^2 + 7 × 10^1 + 2 × 10^0 =4 × 10,000 + 3 × 1000 + 8 × 100 + 7 × 10 + 2 × 1 =40,000 + 3000 + 800 + 70 + 2 =43,872

Sistema Numérico Binario

Definición• El sistema binario, en matemáticas e

informática, es un sistema de numeración en el que los números se representan utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 1). Es el que se utiliza en las computadoras, pues trabajan internamente con dos niveles de voltaje, por lo que su sistema de numeración natural es el sistema binario (encendido 1, apagado 0).

Conversión deDecimal a binario

• Se divide el número del sistema decimal entre 2, cuyo resultado entero se vuelve a dividir entre 2, y así sucesivamente. Ordenados los restos, del último al primero, este será el número binario que buscamos.

Decimal a binario

• Ejemplo – Transformar el número

decimal 100 en binario.

Decimal a binarioMétodo de

factorización100|0

50|0

25|1 --> 1, 25-1=24 y seguimos dividiendo por 2

12|0

6|0

3|1

1|1 --> (100)10 = (1100100)2

Binario a decimal

Para realizar la conversión de binario a decimal, realice lo siguiente:

Inicie por el lado derecho del número en binario, cada número multiplíquelo por 2 y elévelo a la potencia consecutiva (comenzando por la potencia 0).

Después de realizar cada una de las multiplicaciones, sume todas y el número resultante será el equivalente al sistema decimal.

Binario a decimal

EJEMPLO:

110101 = 1 * 25 + 1 * 24 + 0 * 23 + 1 * 22 + 0 * 21 + 1 * 20 = 53

Por lo tanto, 1101012 = 5310

Binario a decimal

También se puede optar por utilizar los valores que presenta cada posición del número binario a ser transformado, comenzando de derecha a izquierda, y sumando los valores de las posiciones que tienen un 1.

Ejemplo El número binario 1010010 corresponde en decimal al 82 se

puede representar de la siguiente manera:

entonces se suman los números 64, 16 y 2:

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Ejercicio

Convertir 101101102 al sistema decimal.

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Números Binarios

Conversión de binario a decimal Convertir 101101102 al sistema decimal.

• El lugar más alto, p, se obtiene contando el número de lugares en el número binario, comenzando desde cero. En este caso, p = 7.

1 × ^7 + 0 × 2^6 + 1 × 2^5 + 1 × 2^4 + 0 × 2^3 + 1 × 2^2 + 1 × 2^1 + 0 × 2^0 =1 × 128 + 0 × 64 + 1 × 32 + 1 × 16 + 0 × 8 + 1 × 4 + 1 × 2 + 0 × 1 =128 + 0 + 32 + 16 + 0 + 4 + 2 + 0 =182

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Hexadecimal

• La notación hexadecimal está representada por el conjunto de números 0-F.

• Existen dos formatos diferentes para representar números hexadecimales: anteponer un 0x o bien agregar al final una h. Usaremos 0x para denotar los números hexadecimales.

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Lugar 4 3 2 1 0

Valor exponencial del lugar 164 163 162 161 160

Valor decimal del lugar 65,536 4096 256 16 1

Tabla 4 Valor exponencial y decimal correspondiente al lugar de un dígito en un número

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• Existen dos métodos para convertir números hexadecimales a decimales. Existe el enfoque directo usando la fórmula:

• p(b)^p + dp-1(b)^p-1 + . . . + d0(b)^0• Donde dp es el dígito en el lugar más alto del número, y dp-1 es el siguiente lugar más alto en el número, y así sucesivamente. b es la base y p es el valor del lugar más alto.

• La conversión se muestra a continuación: 4 × 16^3 + A × 16^2 + 3 × 16^1 + F × 16^0 =

4 × 4096 + 10 × 256 + 3 × 16 + 15 × 1 =16,384 + 2560 + 48 + 15 =19,007

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• La notación hexadecimal mantiene una relación con la binaria, ya que está derivada del sistema en base2. Cada dígito hexadecimal representa cuatro lugares binarios. La siguiente tabla muestra la relación entre la notación binaria, hexadecimal, y decimal para 0x0-0xF.

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Decimal Binaria Hexadecimal

0 0000 0x0

1 0001 0x1

2 0010 0x2

3 0011 0x3

4 0100 0x4

5 0101 0x5

6 0110 0x6

7 0111 0x7

8 1000 0x8

9 1001 0x9

10 1010 0xA

11 1011 0xB

12 1100 0xC

13 1101 0xD

14 1110 0xE

15 1111 0xF

Tabla 5 Conversiones decimal, binaria, y hexadecimal

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• Vamos a convertir 0x3B a decimal pasándolo primero a notación binaria. El primer paso es encontrar lo que representa en notación binaria el número hexadecimal. Reemplaza el número hexadecimal con el número binario. Por lo tanto, 0x3B se convierte en 001110112. Como recordarás de la sección anterior de la notación binaria, convertir números de binario a decimal es mucho más fácil que con otros sistemas, ya que multiplicar por dígitos binarios de 0 y 1 es trivial.

• 0x3B=001110112=32 + 16 + 8 + 2 + 1 =59

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• Un byte de datos (ocho bits) puede escribirse con solo dos dígitos hexadecimales. Por ejemplo, el carácter "N" en el código ASCII extendido tiene la representación binaria 01001110. Si lo escribimos como dos grupos de cuatro bits cada uno, tenemos 0100.1110.

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• Usando la tabla 5, encontramos que 0100 es 0x4. Por lo tanto, el código hexadecimal correspondiente para 0100.1110. es 0x4E.

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Now you know EVERYTHING!