Arquitectura de Sistemas Informáticos y Redes: Componentes, Arranque y Conectividad

Arquitectura y Funcionamiento del Sistema Informático (SI)

Estructura y Componentes Fundamentales

Un sistema informático (SI) es el conjunto de dispositivos con al menos una CPU, conectados por canales/circuitos (local) o medios de transporte (remoto) e integrados por software. Funcionalmente, combina la CPU, la memoria principal/secundaria y los buses. El Sistema Operativo (SO) coordina los recursos y la comunicación con periféricos para dar servicio al usuario, siguiendo el ciclo: entrada → proceso → salida → almacenamiento.

Visión General de Componentes Físicos

La estructura física incluye: la carcasa, la PSU (Unidad de Suministro de Energía, con conectores ATX, Molex, SATA, PCI-Express), la refrigeración, la placa base (puertos E/S, zócalos, ranuras PCI/PCIe/AGP), el chipset (antes North/Southbridge; hoy integrado con bus directo CPU-RAM), la CPU (frecuencia, bus, caché, núcleos), la RAM y los buses.

Arranque del Sistema: POST, BIOS y UEFI

Al encender el equipo, aparecen mensajes de la BIOS de la gráfica, datos de CPU/RAM y detección de dispositivos. Este conjunto de verificaciones es el POST (*Power-On Self-Test*), útil para verificar errores y acceder a la configuración de la BIOS (teclas frecuentes: Del/Supr, F1, F2, F10, Esc). Tras el POST, se cede el control al cargador del SO.

Diferencias entre UEFI y BIOS Legacy

• Legacy BIOS: Diseño tipo MS-DOS, arquitectura de 16 bits, sin soporte nativo para ratón.
• UEFI (*Unified Extensible Firmware Interface*): Sucesora con interfaz gráfica, incluye Secure Boot, ofrece un arranque más rápido y soporta discos duros mayores a 2,2 TB, además de incorporar medidas de seguridad frente a bootkits.

Menús Típicos de BIOS y Buenas Prácticas

Los menús comunes de configuración incluyen:

• Standard CMOS: Configuración de fecha, hora y discos.
• Advanced BIOS Features: Secuencia de arranque, Quick Boot, cachés, SMART.
• Integrated Peripherals: Configuración de dispositivos integrados.
• Power Management: Gestión de energía.
• PnP/PCI: Configuración de dispositivos Plug and Play.
• PC Health: Monitoreo de temperatura y voltajes.

Es posible restaurar la configuración a valores predeterminados (*Fail-Safe/Optimized Defaults*). La pila de la placa base es crucial, ya que mantiene los datos de la BIOS cuando el PC está apagado.

Periféricos: Clasificación y Función

Los periféricos no forman parte de la estructura funcional central (CPU-memoria-buses) y su función es conectar el SI con el "mundo real". Se clasifican por funcionalidad:

• Entrada (teclado, ratón).
• Salida (monitor, impresora).
• E/S (pantalla táctil, módem).
• Comunicación (tarjeta de red).
• Almacenamiento (disco duro externo).

Fundamentos de Redes Informáticas y Conectividad

Clasificación de Redes por Extensión

Las redes se clasifican según su alcance geográfico:

• LAN (*Local Area Network*): Área limitada, generalmente hasta 1 km.
• MAN (*Metropolitan Area Network*): Ámbito de una ciudad, hasta 10 km.
• WAN (*Wide Area Network*): Mayor alcance, interconectando áreas geográficas extensas.

Formas de Conexión y Topologías

Las principales formas de conexión son: punto a punto, entre iguales (*peer-to-peer*) y cliente-servidor (con un servidor central). Las ventajas de las redes incluyen compartir recursos y mejorar la seguridad, aunque implican costes de infraestructura y mantenimiento.

Componentes de Red y Medios de Transmisión

Dispositivos clave de red:

• NIC (Tarjeta de Interfaz de Red)
• Repetidor
• Hub
• Switch
• Bridge
• Router (responsable del encaminamiento)

Medios de transmisión y conectores:

• Medios: par trenzado (UTP/STP/FTP), coaxial, fibra óptica (MM/SM).
• Conectores: RJ-45 (Ethernet), RJ-11/RJ-12 (telefonía) y varios de fibra (SC, ST, LC, etc.).

Mapa Físico vs. Mapa Lógico de Red

Es fundamental distinguir entre:

• Mapa Físico: Documenta la ubicación real de equipos, el cableado y los dispositivos. Es esencial para la instalación y la resolución de incidencias.
• Mapa Lógico: Muestra la agrupación por uso de red (nombres, direcciones IP, grupos, aplicaciones). Por ejemplo, la segmentación y el direccionamiento en un entorno de aula.

Seguridad y Ergonomía en el Puesto de Trabajo

Prevención de Riesgos Laborales (PRL)

La Prevención de Riesgos Laborales (PRL) y la ergonomía son vitales en entornos informáticos:

• Pautas de Seguridad: Mantener el orden y la sujeción de cables, asegurar una ventilación adecuada y prevenir la ESD (Descarga Electrostática).
• Ergonomía: Adoptar una postura correcta, ajustar la altura y distancia de la pantalla, usar apoyos adecuados y realizar pausas periódicas para garantizar un uso saludable del puesto.