El sistema informático como máquina de procesar información

Antes de estudiar componentes concretos, conviene entender qué problema resuelve un sistema informático: transformar datos en información útil mediante operaciones automáticas.

1.1. Datos, información y operaciones

Para entender qué hace un sistema informático, conviene diferenciar entre dato e información.

Un dato es una representación formal de algo. Por ejemplo, 30 es un dato: por sí solo no sabemos si representa grados, euros, años, alumnos o kilómetros. La información aparece cuando ese dato se interpreta dentro de un contexto. Si sabemos que 30 representa una temperatura en grados Celsius, podemos concluir que hace calor.

Entre el dato y la información hay una operación o regla de interpretación. Por ejemplo:

Dato: 30
Regla: si la temperatura es mayor que 23 ºC, entonces hace calor.
Información: hace calor.

Los sistemas informáticos trabajan aplicando operaciones sobre datos. Algunas operaciones son aritméticas, como sumar o multiplicar. Otras son lógicas, como comparar dos valores o decidir si una condición se cumple. Gracias a esta capacidad, un ordenador puede transformar datos de entrada en resultados útiles.

1.2. Hardware, software, datos y usuarios

Un sistema informático es un conjunto de elementos que trabajan de forma coordinada para tratar información de manera automática. No se trata solo de un ordenador aislado, sino de una combinación de componentes físicos, programas, datos y personas que permiten resolver problemas muy distintos.

Una calculadora sencilla, por ejemplo, está pensada para hacer operaciones concretas. Un sistema informático, en cambio, puede ejecutar programas diferentes: escribir documentos, navegar por Internet, editar imágenes, gestionar una base de datos o ejecutar un videojuego. La clave está en que el comportamiento del sistema depende del software que se ejecuta sobre el hardware disponible.

En un sistema informático podemos distinguir cuatro elementos principales:

• Hardware: conjunto de componentes físicos del sistema, como procesador, memoria, almacenamiento, pantalla, teclado o interfaces de comunicación.
• Software: conjunto de programas e instrucciones que indican al hardware qué debe hacer.
• Datos: representaciones de hechos, valores o mensajes que el sistema almacena, procesa o transmite.
• Personas usuarias: quienes utilizan, administran, diseñan o mantienen el sistema para alcanzar un objetivo.

Información

Un sistema informático no es útil solo por tener buenos componentes. Su valor aparece cuando hardware, software, datos y personas trabajan de forma coherente.

1.3. Entrada, proceso, almacenamiento y salida

Una forma sencilla de entender cualquier sistema informático es observar el recorrido de la información:

1. Entrada: el sistema recibe datos desde una persona, otro equipo, un sensor, un archivo o un periférico.
2. Proceso: la CPU ejecuta instrucciones que transforman esos datos.
3. Almacenamiento: los datos y resultados se guardan temporalmente en memoria o de forma persistente en almacenamiento secundario.
4. Salida: el sistema muestra, transmite o deja disponible el resultado.

Este esquema aparece una y otra vez a lo largo de la unidad. Primero veremos cómo se organiza el ordenador para permitir ese recorrido; después estudiaremos qué papel cumplen la CPU, la memoria, los buses y la representación binaria.

Antes de seguir, conviene adelantar una idea que retomaremos con detalle en el apartado 7: todo dato que circula por estos bloques se representa mediante bits, valores 0 y 1. El sistema hexadecimal permite escribir grupos de cuatro bits de una forma más breve; por eso aparecerá más adelante al hablar de direcciones, registros y memoria.

Consejo

Si puedes explicar un ejemplo cotidiano siguiendo entrada, proceso, almacenamiento y salida, ya tienes el hilo principal de la unidad.

1.4. Ejercicios de aplicación

Nota

Los ejercicios se organizan en aplicación guiada, práctica y ampliación, según se indica a continuación.

Para trabajar este bloque, resuelve los ejercicios 1 a 3 con guía del docente y contraste colectivo; utiliza los ejercicios 4 y 5 como aplicación con apoyo de los apuntes; reserva los ejercicios 6 a 8 para trabajo autónomo o de ampliación.

1. Dato o información. Clasifica como dato o información e indica qué contexto falta o aporta significado: 27, 27 GB libres, ERROR 404 y La página solicitada no existe.

2. Relaciona conceptos. Clasifica CPU, navegador web, memoria RAM, contraseña, persona administradora y SSD como hardware, software, dato o persona usuaria.

3. Tipo test. Elige la opción correcta y justifica brevemente:

   • ¿Cuál es software? a) teclado, b) sistema operativo, c) memoria RAM, d) monitor.
   • ¿Qué fase representa guardar un documento en un SSD? a) entrada, b) proceso, c) almacenamiento, d) salida.
   • ¿Cuándo un dato se convierte en información? a) cuando ocupa más memoria, b) cuando se interpreta en un contexto, c) cuando se guarda en RAM, d) cuando se escribe en binario.

4. El viaje de una pulsación. Abre un editor de texto, pulsa la tecla A, observa el carácter en pantalla y guarda el archivo como nota.txt. Dibuja seis flechas y explica qué papel tienen teclado, sistema operativo o editor, CPU, RAM, SSD y pantalla. Indica en qué momento el texto deja de estar solo en memoria temporal.

   Posible recorrido:

   1. El teclado detecta la pulsación y envía una señal que representa la tecla A.
   2. El sistema operativo, mediante el controlador del teclado, recibe e interpreta esa señal.
   3. El editor de texto recibe el evento y solicita procesarlo.
   4. La CPU ejecuta las instrucciones necesarias y la RAM conserva temporalmente el carácter dentro del documento abierto.
   5. La pantalla muestra la A como resultado visible para la persona usuaria.
   6. Al guardar, el editor y el sistema operativo escriben el contenido en el SSD con el nombre nota.txt.

   El texto deja de estar solo en memoria temporal cuando la escritura en el SSD se completa: entonces puede recuperarse después de cerrar el editor o apagar el equipo.

5. Caja negra: préstamo de portátiles. Un sistema registra préstamos de aula. Observa estas situaciones:

   Alumno A17 + portátil P03 + 09:15 -> "Préstamo registrado"
   Alumno A17 + portátil P03 + 09:40 -> "Equipo no disponible"
   Alumno X00 + portátil P07 + 09:50 -> "Identificación no válida"

   Imagina que eres quien debe explicar al equipo de desarrollo cómo funciona esta aplicación. No necesitas programarla ni diseñar una base de datos: debes describir el recorrido de la información.

   Completa un esquema como este:

   Parte del sistema	Qué debes indicar
   Entrada	Los datos que se introducen en cada intento de préstamo.
   Proceso	Las comprobaciones que hace el sistema antes de decidir: por ejemplo, si reconoce al alumno o si el portátil se puede prestar.
   Almacenamiento	La información que debe recordar para seguir funcionando mañana, incluso después de apagar el equipo.
   Salida	El mensaje o resultado que recibe la persona que solicita el portátil.

   Después, explica con una frase por qué cambian los mensajes en el segundo y el tercer caso. Fíjate en que el primer intento cambia el estado de P03: deja de estar disponible y pasa a estar prestado. Esa información no puede olvidarse al cerrar la aplicación; debe quedar guardada para poder comprobar el siguiente préstamo.

6. Ampliación: sistema virtualizado. Una empresa utiliza una máquina virtual con 4 CPU virtuales, 8 GB de RAM virtual y un disco virtual de 100 GB. Explica qué elementos cumplen la función de CPU, memoria y almacenamiento, qué significa que sean virtuales y qué componente administra esos recursos sobre el hardware físico.

7. Ampliación: control de acceso de aula. Diseña el funcionamiento de un sistema que permite entrar en un aula informática mediante una tarjeta de estudiante. Tu entrega debe incluir una tabla con dos datos de entrada, tres comprobaciones que realiza el sistema, los datos que guarda, las salidas o acciones posibles y el papel de la persona administradora. Después describe el recorrido completo de una entrada autorizada en seis pasos y explica un caso en que un dato incorrecto produzca una decisión de acceso equivocada.

8. Ampliación: incidencia con evidencias. Una aplicación confirma en pantalla que una compra se ha realizado, pero el pedido no aparece en el historial al volver a abrirla. Formula una hipótesis para entrada, proceso, almacenamiento y salida. Para cada una, indica una evidencia que pedirías antes de atribuir el error a ese punto.