Sistemas de Computación Software

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Informática Básica
“No hay ninguna razón para
que cada persona tenga una
computadora en su casa.”
Ken Olsen (1926),
presidente de Digital
Equipment
Sistemas de Computación
Software
Objetivo
Conocer la utilidad de los diferentes software que existen en
el mercado
Contenidos
 Definición
 Tipos de software
Sistemas de Computación - Software
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1. Definiciones previas
¿Qué es el software?
Es el conjunto de los programas de cómputo, procedimientos, reglas,
documentación y datos asociados que forman parte de las operaciones de
un sistema de computación. Extraído del estándar 729 del IEEE.
Bajo esta definición, el concepto de software va más allá de los programas
de cómputo en sus distintos estados: código fuente, binario o ejecutable;
también su documentación, datos a procesar e información de usuario es
parte del software: es decir, abarca todo lo intangible, todo lo “no físico”
relacionado.
El término «software» fue usado por primera vez en este sentido por John
W. Tukey en 1957. En las ciencias de la computación y la ingeniería de
software.
2. Tipos de Software
Entre los tipos de software que existen tenemos
• Software e sistemas
• Software de aplicación
• Lenguaje de programación
2.1 Software de sistemas
Un sistema operativo es un software de sistema, es decir, un conjunto de
programas de computadora destinado a permitir una administración eficaz
de sus recursos.
Comienza a trabajar cuando se enciende el computador, y gestiona
el hardware de la máquina desde los niveles más básicos, permitiendo
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también la interacción con el usuario.
Un sistema operativo se puede encontrar normalmente en la mayoría de
los aparatos electrónicos que utilicen microprocesadores para funcionar,
ya que gracias a éstos podemos entender la máquina y que ésta cumpla
con sus funciones (teléfonos móviles, reproductores de DVD, autoradios,
computadoras, etc).
¿Cuáles son las funciones básicas de un software de sistema?
Un sistema operativo desempeña 5 funciones básicas en la operación de
un sistema informático: suministro de interfaz al usuario, administración
de recursos, administración de archivos, administración de tareas y
servicio de soporte y utilidades.
a.
Interfaz de usuario
Es la parte del sistema operativo que permite comunicarse con él de tal
manera que se puedan cargar programas, acceder archivos y realizar
otras tareas. Existen tres tipos básicos de interfaces: las que se basan en
comandos, las que utilizan menús y las interfaces gráficas de usuario.
Interfaz en comandos (DOS)
Interfaz Gráfica (Windows Vista)
Para acceder a la interfaz basada en comandos hacer clic en el botón
(Iniciar), Todos los programas,
b.
,
Administración de recursos
Sirven para administrar los recursos de hardware y de redes de un sistema
informatico, como: el CPU, memoria, dispositivos de almacenamiento
secundario y periféricos de entrada/salida.
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Para acceder a la administración de recursos hacer clic en el:
botón
(Iniciar),
,
,
Se muestra el siguiente cuadro de diálogo, con los recursos del
sistema.
c.
Administración de archivos
Un sistema de información contiene programas de administración de
archivos que controlan la creación, borrado y acceso de archivos de
datos y de programas. También implica mantener el registro de la
ubicación física de los archivos en los dispositivos de almacenamiento
secundarios.
Para acceder al administrador de archivos hacer clic en el botón
(Iniciar), Todos los programas,
,
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d.
Administración de tareas
Los programas de administración de tareas de un sistema operativo
administran la realización de las tareas informáticas de los usuarios finales.
Los programas controlan que áreas tiene acceso al CPU y por cuánto tiempo.
Las funciones de administración de tareas pueden distribuir una parte
específica del tiempo del CPU para una tarea en particular, e interrumpir
al CPU en cualquier momento para sustituirla con una tarea de mayor
prioridad.
Para acceder al administrador de tareas presionar las teclas:
Control + Alt + Sup y de la lista de opciones presentadas elegir “Iniciar el
administrador de tareas”. Se presenta el cuadro de diálogo “Administrador
de tareas de Windows”. Donde puede visualizar las aplicaciones que se
están ejecutando en este momento.
e.
Servicio de soporte
Los servicios de soporte de cada sistema operativo dependerán de la
implementación particular de éste con la que estemos trabajando. Estos
servicios de soporte suelen consistir en:
•
Actualización de versiones.
•
Mejoras de seguridad.
•
Inclusión de alguna nueva utilidad (un nuevo entorno gráfico, un
asistente para administrar alguna determinada función, ...).
•
Controladores para manejar nuevos periféricos (este servicio debe
coordinarse a veces con el fabricante del hardware).
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•
Corrección de errores de software.
•
Otros.
¿Cuáles son los componentes de un sistema operativo?
A continuación se describe los componentes de un sistema operativo.
a. Gestión de procesos
Un proceso es simplemente, un programa en ejecución que necesita
recursos para realizar su tarea: tiempo de CPU, memoria, archivos y
dispositivos de E/S. El sistema operativo es el responsable de:
•
Crear y destruir los procesos.
•
Parar y reanudar los procesos.
•
Ofrecer mecanismos para que se comuniquen y sincronicen.
Para acceder al administrador de procesos presionar las teclas:
Control + Alt + Sup y de la lista de opciones presentadas elegir
“Iniciar el administrador de tareas”. Se presenta el cuadro de diálogo
“Administrador de tareas de Windows”.
Elegir la ficha Procesos donde puede visualizar los procesos que se
están ejecutando en este momento.
b. Gestión de la memoria principal
La memoria es una gran tabla de palabras o bytes que se referencian
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cada una mediante una dirección única. Este almacén de datos de
rápido accesos es compartido por la CPU y los dispositivos de E/S,
es volátil y pierde su contenido en los fallos del sistema. El sistema
operativo es el responsable de:
• Conocer
qué partes de la memoria están utilizadas y por quién.
• Decidir
qué procesos se cargarán en memoria cuando haya espacio
disponible.
• Asignar
y reclamar espacio de memoria cuando sea necesario.
Para visualizar los programas
teclas:
cargados en memoria presionar las
Control + Alt + Sup y de la lista de opciones presentadas elegir
“Iniciar el administrador de tareas”. Se presenta el cuadro de diálogo
“Administrador de tareas de Windows”.
Elegir
la
ficha
en memoria.
Rendimiento,
luego
hacer
clic
en
el
botón
donde puede visualizar los programas cargados
c. Gestión del almacenamiento secundario
Un sistema de almacenamiento secundario es necesario, ya que la
memoria principal (almacenamiento primario) es volátil y además
muy pequeña para almacenar todos los programas y datos. También
es necesario mantener los datos que no convenga mantener en la
memoria principal. El sistema operativo se encarga de:
•
Planificar los discos.
•
Gestionar el espacio libre.
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•
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Asignar el almacenamiento.
Para visualizar el monitoreo del disco presionar las teclas:
Control + Alt + Sup y de la lista de opciones presentadas elegir “Iniciar el
administrador de tareas”. Se presenta el cuadro de diálogo “Administrador
de tareas de Windows”.
Elegir la ficha Rendimiento, luego hacer clic en el botón
donde puede visualizar los programas que están siendo utilizados de su disco
duro.
d. El sistema de Entrada/Salida
Consiste en un sistema de almacenamiento temporal (caché), una
interfaz de manejadores de dispositivos y otra para dispositivos
concretos. El sistema operativo debe gestionar el almacenamiento
temporal de E/S y servir las interrupciones de los dispositivos de E/S.
e. Sistema de archivos
Los archivos son colecciones de información relacionada, definidas por
sus creadores. Éstos almacenan programas (en código fuente y objeto)
y datos tales como imágenes, textos, información de bases de datos,
etc... El sistema operativo es responsable de:
•
Construir y eliminar archivos y directorios.
•
Ofrecer funciones para manipular archivos y directorios.
Establecer la correspondencia entre archivos y unidades de
almacenamiento.
•
•
Realizar copias de seguridad de archivos.
Para visualizar el administrador de disco hacer clic en:
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Hacer clic en el botón
(Iniciar),
,
,
Se visualizará el cuadro de diálogo de administración de disco.
Existen diferentes Sistemas de Archivos, es decir, existen diferentes
formas de organizar la información que se almacena en las memorias
(normalmente discos) de los ordenadores. Por ejemplo, existen los
sistemas de archivos FAT, FAT32, EXT2, NTFS...
El tamaño máximo de un fichero con un Sistema de Archivos FAT32
está limitado a 4 gigabytes sin embargo en un sistema NTFS el tamaño
es considerablemente mayor.
f. Sistemas de protección
Mecanismo que controla el acceso de los programas o los usuarios a
los recursos del sistema. El Sistema Operativo se encarga de:
•
Distinguir entre uso autorizado y no autorizado.
•
Especificar los controles de seguridad a realizar.
•
Forzar el uso de estos mecanismos de protección.
Para acceder al sistema de protección de Windows hacer clic en el
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botón
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(Iniciar),
,
Se visualiza el cuadro de diálogo de seguridad de Windows Vista,
donde usted puede activar/desactivar la seguridad.
g. Sistema de comunicaciones
Para mantener las comunicaciones con otros sistemas es necesario poder
controlar el envío y recepción de información a través de las interfaces
de red. También hay que crear y mantener puntos de comunicación
que sirvan a las aplicaciones para enviar y recibir información, y
crear y mantener conexiones virtuales entre aplicaciones que están
ejecutándose localmente y otras que lo hacen remotamente.
Para acceder a la configuración de redes e Internet hacer clic en el
botón
(Iniciar),
,
Se presenta el cuadro de diálogo Redes e Internet, donde usted
puede:
• Ver el estado y las treas de red.
• Conectarse a una red.
• Ver los equipos y dispositivos de red.
• Agregar un dispositivo a la red.
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• Configurar el uso compartido de archivos.
h. Programas de sistema
Son aplicaciones de utilidad que se suministran con el SO pero no forman
parte de él. Ofrecen un entorno útil para el desarrollo y ejecución de
programas, siendo algunas de las tareas que realizan:
•
Manipulación y modificación de archivos.
•
Información del estado del sistema.
•
Soporte a lenguajes de programación.
•
Comunicaciones.
2.2 Software de aplicación
Existe un gran número de programas de aplicación diseñados para
fines específicos. A continuación se describe software de aplicación más
utilizado.
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a. Hoja de cálculo: Es una matriz
compuesta por filas y columnas. Se utiliza
generalmente para el procesamiento de
información administrativa, contable,
financiera y estadística.
Incluye un gestor de base de datos y
manejo de gráficos estadísticos.
b.Procesador de palabras: Es paquete
integrado que incluyen un programa editor,
uno que formatea, uno que imprime, un
diccionario, revisor gramatical, manejo de
gráficos, diagramas y dibujos. c. Software de presentación. Está provisto de dispositivos que le
permitirán crear/visualizar gráficos en pantalla desde slides de 35
mm y encabezados a color, hasta impresiones en blanco y negro. La
interfase de usuario es familiar y fácil de usar.
d.Administrador de datos: Apoya el almacenamiento, la recuperación
y la manipulación de datos. Existen dos tipos: programas de
llenado que se modelan con técnicos de llenado manual y sistemas
administradores de bases de datos (DBMS) que aprovechan la
capacidad de una computadora para almacenar y recuperar con
rapidez y precisión datos en el almacenamiento primario y secundario. Una base de datos es una colección de archivos que sirven como
los recursos de datos para los sistemas de información basados en
computadora. En ésta todos los datos se integran con relaciones
establecidas.
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e. Software para
multimedia
diseño
gráfico
Publicitario
–
Web
y
Es un software que nos permite dibujar
por computadora, brindándonos
un conjunto de herramientas para
diseñar formas, escritos, manejo
de objetos, aplicación de mezclas,
exclusión, etc.
Este programa facilita la edición y retoque
fotográfico, así como nos permite aplicar una
serie de efectos artísticos.
Es una potente herramienta informática
para el diseño y maquetación de todo
tipo de material impreso
Dreamweaver es un software que
permite diseñar páginas Web con
un mínimo de esfuerzo, es uno
de los programas más populares
en el campo del diseño Web.
Macromedia Flash fusiona la precisión
y flexibilidad de los gráficos vectoriales
con mapas de bits, audio, animación
e interactividad avanzada para crear
experiencias Web brillantes y efectivas
que atraen y cautivan a los visitantes
f. Programas Gráficos – CAD. CAD - Computer Aided Design,
son programas de diseño asistidos por computadora que son muy
utilizados por arquitectos, ingenieros, diseñadores, ilustradores, etc.
sirven para crear planos, mapas, etc.
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g.Software de comunicaciones: A menudo las computadoras se
interconectan con el fin de compartir
o
de
relacionar
información. Intercambian datos a través de
cables
especiales
o
públicos,
líneas telefónicas, sistemas de
retransmisión de satélite o circuitos
de microondas.
h.Grupos de software: Paquetes integrados de software de aplicación
y pueden incluir procesadores de palabras, hojas de cálculo, sistemas
administradores de bases de datos, graficadoras, herramientas de
comunicación y otros. Están: Microsoft Office, Corel Perfect Office,
Adobe Suite CS3, etc.
i. Software empresarial integrado: Consiste en programas
que manejan las operaciones vitales de la compañía, desde el
levantamiento de pedidos, hasta la manufactura y la contabilidad. Apoya la administración de la cadena de suministros, así como la
administración de recursos humanos y la financiera.
j. Software de inteligencia artificial
El software de inteligencia artificial se basa en el uso de lenguajes
declarativos, sistemas expertos y redes neuronales.
Un ejemplo de este software es Smart Airport Operations Center,
programa de logística creado por Ascent Technology, el cual es
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utilizado en los areopuertos, que computacionalmente, son el mayor
reto mundial para resolver problemas. Un cambio (atraso, lluvia,
falta de un empleado) genera el efecto dominó. Con el susodicho
software, este pulpo balancea todos los detalles hasta que todo
cuadre.
Son logísticas, pero el problema es más sutil que una ecuación
gigante. No hay manera de “solucionar” un aeropuerto con sus miles
de variables. A cambio, los algoritmos genéticos usan la selección
natural, la mutación, el cruce de escenarios subóptimos, permitiendo
que el programa encuentre la mejor opción. La gente hace esto
instintivamente en la vida diaria.
2.3. Los lenguajes de programación
Los ordenadores sólo procesan lenguaje binario, Los programadores
escriben las instrucciones que ha de ejecutar el procesador de la máquina
mediante lenguajes formales, llamados “de alto nivel”, con rígidas reglas
sintácticas que lo asemejan a los lenguajes lógico-formales.
Esto facilita enormemente la tarea de escribir programas pero, para que
esas instrucciones sean comprensibles para el procesador, deben ser
convertidas antes a código-máquina.
Esa conversión se realiza cómodamente con programas especiales,
llamados compiladores. A lo que escribe el programador se le denomina
“código-fuente’’.
Al resultado de la “conversión” (compilación) en lenguaje-máquina, se
le denomina “código-objeto’’, “binarios’’ o “ficheros ejecutables’’.
Los lenguajes de programación constituyen básicamente
un conjunto de símbolos y de reglas que se usan para
escribir el código del programa, se puede decir que son
los bloques constitutivos básicos para todo el software
de los sistemas. Cada lenguaje emplea un conjunto
diferente de reglas y la sintaxis que dicta cómo se
combinan los símbolos de manera que tengan significado.
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Evolución de los lenguajes de programación
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Las diferentes etapas de los lenguajes de programación reciben el
nombre de “generaciones”. Todas ellas continúan utilizándose.
• Lenguaje de Máquina: Constituye el lenguaje de cómputo de más
bajo nivel, y consiste en la
Lenguaje de alto nivel
representación interna de las
instrucciones y de los datos. Este
PRINT “A”
Lenguaje de ensamblaje
código de máquina, es decir, las
Mov dx,41h
instrucciones reales que entiende
Mov ah,2
y ejecuta directamente la unidad
de procesamiento central, está
Int 21h
compuesto por dígitos binarios. Código de máquina en hexadecimal
BA41
Resulta muy difícil de entender y
B402
de usar para los programadores,
CD21
por eso se han creado lenguajes
Código de máquina en binario
cada vez más orientados al usuario,
1011101001000000
aunque siempre los traduce
1011010000000001
primero al programa de lenguaje
1100110100100001
máquina.
⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓
• Lenguaje Ensamblador: Está
más orientado al usuario y
Microprocesador
representa las instrucciones y las
localidades de los datos recurriendo
a las ayudas de memoria que la gente puede utilizar con mayor
facilidad. Aunque facilita la tarea al programador, una instrucción en
este lenguaje sigue traduciéndose a una instrucción en lenguaje de
máquina.
• Lenguajes Procedurales: Tercera Generación: Estos requieren
que el programador especifique exactamente paso por paso, cómo
llevaría a cabo una tarea la computadora. Un lenguaje procedural se
orienta hacia la manera en que se va a producir un resultado. Estos
deben traducirse al lenguaje de máquina antes de su ejecución, para
lo cual existen dos traductores de lenguaje:
Compiladores: La traducción de un programa en lenguaje de alto
nivel a código objeto se realiza mediante un programa de software
que se llama compilador y el proceso de traducción se denomina
compilación.
Intérpretes: Un intérprete constituye un compilador que traduce y
ejecuta una instrucción de programa fuente a la vez. Esto los hace
más simples, lo que permite que los intérpretes proporcionen mayores
ayudas para la depuración y el diagnóstico.
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• Lenguajes no procedurales – Cuarta Generación: Permite al
usuario especificar los resultados deseados sin tener que indicar los
procedimientos detallados que se necesitan para llegar a los resultados. Una ventaja es la posibilidad de que los manipulen usuarios no técnicos
para efectuar tareas funcionales específicas. Además simplifican y
aceleran en gran medida el proceso de programación y reducen el
número de errores de codificación.
• Lenguajes de la Quinta Generación: Los lenguajes de programación
de lenguaje natural (NLP) son el siguiente paso evolutivo. Los
programas de traducción para convertir los lenguajes naturales en
una forma legible y estructurada para la máquina son sumamente
complejos y requieren una gran cantidad de recursos de cómputo
como INTELLECT y ELF. Estos constituyen usualmente interfaces para
los lenguajes de la cuarta generación mejorando la interfaz con el
usuario con estos mismos lenguajes.
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