Diseño de redes de Comunicación

Ing. Ronald Chambi Inca.

Como y donde se usan las Computadoras

• Se utilizan en todo el mundo y en todo tipo de entorno. Se emplean en empresas, entornos de fabricación, hogares, oficinas gubernamentales y organizaciones sin fines de lucro. Las escuelas usan computadoras para instruir a los estudiantes y para llevar registros de ellos. Los hospitales utilizan computadoras para llevar registros de los pacientes y para brindar atención médica.

1. Hardware: componentes físicos, tanto internos como externos, que conforman una computadora.

2. Sistema operativo: Un conjunto de programas informáticos que administra el hardware de una computadora. El sistema operativo controla los recursos de la computadora, incluyendo la memoria y el almacenamiento en disco. Un ejemplo de sistema operativo es Windows XP.

3. Software de aplicación: Programas cargados en la computadora para cumplir una función específica usando las capacidades de la computadora. Un ejemplo de software de aplicación es un procesador de textos o un juego.

Aplicaciones locales y de red

• La utilidad de una computadora depende de la utilidad del programa o de la aplicación que se haya cargado. Las aplicaciones se pueden dividir en dos categorías generales:

• Software comercial o industrial: Software diseñado para ser usado en una industria o un mercado específicos. Por ejemplo: herramientas de administración de consultorios médicos, herramientas educativas y software legal.

• Software de uso general: Software utilizado por una amplia gama de organizaciones y usuarios domésticos con diferentes objetivos. Estas aplicaciones pueden ser usadas por cualquier empresa o individuo.

• El software de uso general incluye paquetes de aplicaciones integradas, conocidos como conjuntos de aplicaciones de oficina. Suelen incluir aplicaciones como procesadores de textos, hojas de cálculo, bases de datos, presentaciones y administración de correo electrónico, contactos y agenda.

• Otras aplicaciones populares son el software de edición de gráficos y las aplicaciones de creación multimedia. Estas herramientas permiten que los usuarios manipulen fotos y creen presentaciones multimedia con voz, vídeo y gráficos.

Aplicaciones locales y de res

• Además de software comercial o industrial y de uso general, las aplicaciones pueden clasificarse en locales o de red.

• Aplicación local: Una aplicación local es un programa, como un procesador de textos, almacenado en la unidad de disco duro de la computadora. La aplicación sólo se ejecuta en esa computadora.

• Aplicación de red: Una aplicación de red está diseñada para ejecutarse en una red, como Internet. Una aplicación de red tiene dos componentes: uno que se ejecuta en la computadora local y otro que se ejecuta en una computadora remota. El correo electrónico es un ejemplo de aplicación de red.

• La mayoría de las computadoras tiene instalada una combinación de aplicaciones locales y de red.

Clases de Computadoras

Computadoras centrales • Servidores• Computadoras de escritorio• Estaciones de trabajo• Computadoras portátiles • Dispositivos portátiles de mano

• Cada tipo de computadora se diseñó teniendo en cuenta una función particular, por ejemplo acceso portátil a información, procesamiento de gráficos detallados, etc.

• Los tipos más comunes de computadora empleados en hogares y empresas son servidores, estaciones de trabajo, computadoras de escritorio, computadoras portátiles y otros dispositivos portátiles. Las computadoras centrales, por otra parte, son grandes equipos centralizados que se encuentran en empresas de gran tamaño y se adquieren mediante revendedores especializados.

Clases de computadoras

Servidores

• Los servidores son computadoras de alto rendimiento utilizadas en empresas y otras organizaciones. Los servidores brindan servicios a muchos usuarios finales o clientes.

• El hardware del servidor se optimiza para lograr un tiempo de respuesta rápido para múltiples solicitudes de red. Los servidores tienen varias unidades de procesamiento central (CPU), grandes cantidades de memoria de acceso aleatorio (RAM) y varias unidades de disco de alta capacidad que permiten encontrar información de manera muy rápida.

• Los servicios proporcionados por los servidores suelen ser importantes, y es posible que deban estar a disposición de los usuarios en todo momento. Por lo tanto, muchas veces contienen partes duplicadas o redundantes para prevenir fallas. También se suelen crear copias de seguridad automáticas y manuales con regularidad. Por lo general, los servidores se ubican en áreas protegidas donde se controla el acceso.

Tipos de Servidor

• Proporciona la máxima concentración de potencia de computo y escalabilidad.

Tipos de Servidor

• Los servidores montados en bastidor son ideales para tener mas espacio libre cuando se dispone de bastidores para equipos.

Tipos de Servidor

• Los servidores independientes sirven para entornos de pequeñas empresas y proporcionan flexibilidad para elegir componentes internos.

Computadoras de escritorio

• Las computadoras de escritorio admiten muchas opciones y capacidades. Existe una gran variedad de gabinetes, fuentes de energía, unidades de disco duro, tarjetas de vídeo, monitores y otros componentes. Las computadoras de escritorio pueden tener diferentes tipos de conexión, opciones de vídeo y una amplia gama de periféricos compatibles.

• Por lo general, se usan para ejecutar aplicaciones como procesadores de textos, hojas de cálculo y aplicaciones de red, como correo electrónico y navegación por la Web.

Estación de trabajo• Las estaciones de trabajo son

computadoras comerciales muy potentes. Están diseñadas para aplicaciones especializadas de nivel superior, como programas de ingeniería, por ejemplo, CAD (diseño asistido por computadora). Las estaciones de trabajo se usan para diseño de gráficos 3-D, animación de vídeo y simulación de realidad virtual. Al igual que los servidores, las estaciones de trabajo suelen tener varias CPU, grandes cantidades de RAM y varias unidades de disco duro de gran capacidad y muy veloces. Por lo general, tienen capacidades gráficas muy potentes y un monitor grande o varios monitores.

Dispositivos portátiles

• Computadora portátil• Tablet PC• Computadora de

bolsillo• Asistente digital

personal (PDA)• Teléfono celular

Dispositivos portátiles

• Otros dispositivos portátiles, como los PDA o las computadoras de bolsillo, tienen CPU menos potentes y menos RAM. Tienen pantallas pequeñas con capacidad limitada de visualización, y es posible que tengan un teclado pequeño.

• La ventaja fundamental de las computadoras portátiles es que permiten acceder a la información y a los servicios de inmediato y prácticamente desde cualquier lugar. Por ejemplo: los teléfonos móviles tienen libretas de direcciones incorporadas para guardar nombres de contactos y números telefónicos. Los PDA vienen con teléfono, explorador Web, correo electrónico y otro software incorporado.

• Las funciones de estos dispositivos individuales se pueden combinar en un dispositivo multifunción. El dispositivo multifunción puede combinar un PDA, un teléfono celular, una cámara digital y un reproductor de música. Puede brindar acceso a Internet y conexión a redes inalámbricas, pero su potencia de procesamiento es limitada, al igual que la del PDA.

Representación Digital de información

• En las computadoras, la información se representa y se almacena en un formato binario digital. El término bit es una abreviatura de dígito binario y representa el dato más pequeño posible. Los seres humanos interpretamos palabras e imágenes; las computadoras sólo interpretan patrones de bits.

• Un bit sólo puede tener dos valores, el dígito uno (1) o el dígito cero (0). Los bits se pueden usar para representar el estado de algo que tiene dos estados. Por ejemplo: un switch de luz puede estar encendido o apagado; en la representación binaria, estos estados corresponderían al 1 y al 0 respectivamente.

• Las computadoras utilizan códigos binarios para representar e interpretar letras, números y caracteres especiales mediante bits. Un código muy utilizado es el Código estadounidense normalizado para el intercambio de información (ASCII). Con ASCII, cada carácter se representa mediante una cadena de bits. Por ejemplo:

• Mayúscula: A = 01000001

• Número: 9 = 00111001• Cada grupo de ocho bits, como las representaciones de letras y números, se conoce como byte.

• Los códigos se pueden usar para representar casi cualquier tipo de información en formato digital: datos informáticos, gráficos, fotos, voz, vídeo y música.

Medición de la capacidad de almacenamiento de datos

• Mientras que el bit es la representación más pequeña de datos, la unidad básica de almacenamiento digital es el byte. Un byte consta de 8 bits y es la unidad de medida (UOM) más pequeña empleada para representar la capacidad de almacenamiento de datos.

• Al referirnos al espacio de almacenamiento, utilizamos los términos bytes (B), kilobytes (KB), megabytes (MB), gigabytes (GB) y terabytes (TB).

• Un kilobyte es un poco más de mil bytes (específicamente 1024). Un megabyte representa más de un millón de bytes (1 048 576). Un gigabyte son 1 073 741 824 bytes y así sucesivamente. El número exacto se obtiene elevando 2 a la n. Ejemplo: KB = 2^10; MB = 2^20; GB = 2^30.

• En general, al representar algo de manera digital, cuanto mayor sea el detalle, mayor será la cantidad de bits necesaria para representarlo. Una imagen de baja resolución de una cámara digital usa alrededor de 360 KB, y una de alta resolución puede usar 2 MB o más.

• Se suelen utilizar kilobytes, megabytes, gigabytes y terabytes para medir el tamaño o la capacidad de almacenamiento de los dispositivos. Los siguientes son ejemplos de componentes y dispositivos que utilizan almacenamiento en bytes: memoria de acceso aleatorio (RAM), espacio de unidades de disco duro, CD, DVD y reproductores de MP3.

Medición de la velocidad, la resolución y la frecuencia

• Los medios más utilizados son los siguientes:

• Cables, que usan pulsos de electricidad mediante hilos de cobre.

• Fibra óptica, que emplea pulsos de luz mediante fibras hechas de vidrio o plástico.

• Tecnología inalámbrica, que utiliza pulsos de ondas de radio de baja potencia.

• La velocidad de transmisión de datos determina cuánto se tarda en transferir un archivo. Cuanto más grande es el archivo, más tiempo lleva, porque hay más información para transferir. Las velocidades de transferencia de datos se miden en miles de bits por segundo (kbps) o millones de bits por segundo (Mbps). Observe que en la abreviatura kbps, se usa una k minúscula en lugar de una K mayúscula. Esto se debe a que al hablar de transferencia de datos, la mayoría de los ingenieros redondea el número hacia abajo. De manera que un kbps, en realidad, hace referencia a la transferencia de 1000 bits de información en un segundo, mientras que un Kbps corresponde a la transferencia de 1024 bits de información en un segundo.

Frecuencias analógicas

• Hertz es una medida de la velocidad con que algo cumple un ciclo o se actualiza. Un hertz representa un ciclo por segundo. En las computadoras, la velocidad del procesador se mide por la velocidad con que puede cumplir un ciclo para ejecutar instrucciones, lo cual se mide en hertz. Por ejemplo: un procesador que funciona a 300 MHz (megahertz) ejecuta 300 millones de ciclos por segundo. Las transmisiones inalámbricas y las radiofrecuencias también se miden en hertz.

Tiempo de descarga

• Los tiempos de descarga calculados son estimaciones y dependen de la conexión de cable, la velocidad del procesador de la computadora y otros factores. Para obtener una estimación del tiempo que toma descargar un archivo, divida el tamaño del archivo por la velocidad de transferencia de datos. Por ejemplo: ¿cuánto tiempo lleva transferir una foto digital de baja resolución de 256 KB con una conexión por cable de 512 kbps? Primero, convierta el tamaño del archivo a bits: 8 x 256 x 1024 = 2 097 152 bits. 256 KB corresponden a 2097 kb. Observe que 2 097 152 se redondea al múltiplo de 1000 más cercano, de manera que se usa k minúscula. Entonces el tiempo de descarga es 2097 kb dividido por 512 kbps, lo cual equivale a alrededor de 4 segundos.

Resolución de pantalla de la computadora

• La resolución gráfica se mide en píxeles. Un píxel es un punto independiente de luz que se muestra en un monitor. La calidad de la pantalla de la computadora se define por la cantidad de píxeles horizontales y verticales que pueden verse. Por ejemplo: un monitor de pantalla ancha puede mostrar 1280 x 1024 píxeles con millones de colores. En las cámaras digitales, la resolución de imagen se mide por la cantidad de megapíxeles que se capturan en una fotografía.

Computadoras ya ensambladas

• Ventajas:Menor costo.Sirven para la mayoría de las aplicaciones.No hay período de espera por armado.Suelen usarlas los consumidores con menos conocimientos, que no tienen exigencias especiales.

• Desventajas:Por lo general, no ofrecen el nivel de rendimiento que se puede obtener con las computadoras personalizadas.

Computadoras personalizadas

• Ventajas:El usuario final puede especificar los componentes exactos para satisfacer sus necesidades.Por lo general, admiten aplicaciones de mayor rendimiento, como aplicaciones gráficas, aplicaciones para servidores y juegos.

• Desventajas:Suelen costar más que un dispositivo ya ensamblado.Mayor período de espera por el armado.

Motherboard

• Una motherboard es una gran placa de circuitos empleada para conectar los elementos electrónicos y los circuitos necesarios que componen el sistema de computación. Las motherboards contienen conectores que permiten unir a la placa componentes fundamentales del sistema, como la CPU y la RAM. La motherboard mueve datos entre las diferentes conexiones y los componentes del sistema.

• También puede contener ranuras de conector para tarjetas de red, vídeo y sonido. Sin embargo, muchas motherboards ahora vienen equipadas con estas funciones como componentes integrados. La diferencia entre las dos es cómo se actualizan. Al utilizar conectores en la motherboard, los componentes del sistema se desconectan y se cambian o se actualizan con facilidad a medida que avanza la tecnología.

CPU

• Unidad de procesamiento central (CPU)

La CPU, o el procesador, es el centro nervioso del sistema de computación. Es el componente que procesa todos los datos dentro de la máquina. El tipo de CPU es lo primero en lo que debe pensar al construir o actualizar un sistema de computación. En el momento de seleccionar una CPU, la velocidad del procesador y la del bus son dos factores importantes.

• Velocidad del procesador

La velocidad del procesador mide la velocidad a la que la CPU ejecuta ciclos de información. Se suele medir en MHz o GHz. Cuanto mayor sea la velocidad, más rápido será el rendimiento. Los procesadores más rápidos consumen más energía y generan más calor que los lentos. Por eso, los dispositivos móviles, como las computadoras portátiles, suelen utilizar procesadores más lentos, que consumen menos energía para prolongar el tiempo de funcionamiento con baterías.

Velocidad del bus

• Las CPU transfieren datos entre diferentes tipos de memoria de la placa del sistema cuando están en funcionamiento. La ruta para este movimiento de datos se denomina bus. En general, cuanto más veloz es el bus, más veloz es la computadora.

• Al seleccionar una CPU, tenga en cuenta que las aplicaciones evolucionan constantemente. Una CPU de velocidad moderada puede satisfacer los requerimientos actuales. Las aplicaciones futuras, sin embargo, pueden ser más complicadas y requerir, por ejemplo, gran velocidad para gráficos de alta resolución; si la CPU no tiene la velocidad suficiente, el rendimiento general, medido según el tiempo de respuesta, será más lento.

• La CPU se monta mediante un socket en la motherboard y suele ser el componente más grande de la placa. La motherboard debe estar equipada con un socket compatible para aceptar la CPU seleccionada.