Componentes Clave de la Informática: Almacenamiento, Redes y Sistemas Operativos

Dispositivos de Almacenamiento

Los dispositivos de almacenamiento son componentes esenciales que permiten guardar y recuperar información digital.

Disco Flexible (Disquete)

• Es un material plástico muy fino, recubierto de material magnético.
• Está dividido en sectores, pistas y caras.

Disco Duro

• Similar al disquete, pero fabricado con un material plástico rígido.
• Su estructura de división (sectores, pistas y caras) es idéntica a la del disco flexible.

CD-ROM

• De tipo óptico y metalizado.
• Su superficie sirve para reflejar un haz láser, permitiendo la lectura de datos.

DVD

• Utiliza un láser con diferente longitud de onda en comparación con el CD-ROM, lo que permite mayor densidad de almacenamiento.

Discos Magneto-ópticos

• Formados por puntos denominados spot.
• El láser calienta cada punto y una cabeza magnética los orienta para grabar o leer información.

Memoria Flash

• Tecnología semiconductora fabricada con silicio y germanio.
• Es una memoria no volátil, lo que significa que conserva la información sin necesidad de alimentación eléctrica.
• Ejemplos: Flash BIOS, Memory Stick, Compact Flash, Pendrive.

Tipos de Redes y Componentes

Las redes permiten la comunicación y el intercambio de recursos entre dispositivos.

Tipos de Redes

• PAN (Personal Area Network)
• LAN (Local Area Network)
• MAN (Metropolitan Area Network)
• WAN (Wide Area Network)
• Redes públicas y privadas.

Topologías de Red

Las topologías describen la disposición física o lógica de los nodos y conexiones en una red.

• Bus
• Árbol
• Anillo
• Estrella

Componentes de Red

Dispositivos esenciales para el funcionamiento de una red:

• Tarjeta de red
• Repetidor
• Hub
• Puente (Bridge)
• Switch
• Router
• Módem (Modulador-Demodulador): Convierte señales analógicas a digitales y viceversa.

Señales Eléctricas: Analógicas y Digitales

La información en sistemas informáticos se transmite mediante diferentes tipos de señales.

Señal Eléctrica

• Se refiere a la conversión de energía mecánica en energía eléctrica para su transmisión.

Señal Eléctrica Analógica

• Se asemeja a las ondas continuas del mundo real.
• Se pueden estudiar su amplitud, su periodo y la duración de un ciclo.

Señal Digital

• Son artificiales y no se asemejan directamente al mensaje que se desea transmitir.
• Representan la información mediante valores discretos (generalmente 0 y 1).

Conversión Analógico-Digital

Proceso para transformar una señal analógica en digital:

1. Se toman muestras para determinar el valor de la señal en instantes específicos.
2. A cada una de las muestras se le asigna un valor cuantificado.
3. Estos valores se representan en código binario.

Sistemas Operativos (S.O.)

El sistema operativo es el software principal que gestiona los recursos de hardware y software de un ordenador.

Tipos de Sistemas Operativos

• Monoprograma: Solo permiten la ejecución de un programa a la vez; hasta que este no finaliza, no se puede iniciar otro.
• Multitarea: Permiten la ejecución simultánea de varios programas. Estos se cargan en la memoria y la CPU les dedica un tiempo (time-sharing).
• De Tiempo Real: Caracterizados por un tiempo de respuesta crítico desde que se realiza una instrucción hasta que el sistema responde.
• Monousuario: Permite un único usuario a la vez.
• Multiusuario: Permite a varios usuarios ejecutar múltiples programas simultáneamente.

Evolución de los Sistemas Operativos

• MS-DOS (Microsoft Disk Operating System): Lanzado en 1981, era un sistema monousuario y monotarea con interfaz alfanumérica.
• Windows 3.x: Representó una evolución de MS-DOS hacia un entorno gráfico.
• Windows 95: Sistema multiusuario y multitarea que permitía la conexión en red.
• Windows 98: Incluía mejoras significativas respecto a Windows 95, especialmente en conectividad y seguridad.
• Windows NT: Lanzado en 1993, era un sistema multiusuario y multitarea, enfocado en entornos empresariales.
• Windows 2000: Una versión mejorada de Windows NT.
• Otros sistemas operativos relevantes: Windows Vista, Unix, Linux, macOS.

Sistemas de Archivos y Particiones

Los sistemas de archivos organizan y gestionan cómo se almacenan y recuperan los datos en un dispositivo de almacenamiento.

Sistemas de Archivos

Funciones

• Un clúster está formado por uno o varios sectores, cada uno de 512 bytes.
• Un clúster es la unidad básica para almacenar información, con una dirección única, y no puede ser compartido por archivos diferentes.

Fragmentación

• Se produce cuando quedan espacios sin ocupar en el disco debido a la eliminación o modificación de archivos, lo que puede ralentizar el acceso a los datos.

Tipos de Sistemas de Archivos

• FAT (File Allocation Table):
  • Utilizado en MS-DOS y Windows 95.
  • Tamaño de clúster: 2-35 KB.
  • Tamaño máximo de partición: 2 GB.
• FAT32:
  • Utilizado en Windows 95, 98, XP.
  • Tamaño de clúster: 4-32 KB.
  • Tamaño máximo: 2 TB.
• NTFS (New Technology File System):
  • Utilizado en Windows 2000, XP y posteriores.
  • Tamaño de clúster: 0.5-4 KB.
  • Tamaño máximo: 2 TB.
• Ext2/Ext3 (Extended File System):
  • Utilizado en Linux.
  • Tamaño de clúster: 1-4 KB.
  • Tamaño máximo: 4 TB.

Particiones

El disco duro se puede dividir en zonas lógicas llamadas particiones, que pueden albergar sistemas operativos, aplicaciones y datos para un mejor mantenimiento y organización.

• El disco duro contiene en su primer sector el MBR (Master Boot Record), una base de datos con información sobre el número de particiones, sus direcciones físicas y la indicación de la partición de arranque.
• Particiones primarias: Puede haber un máximo de 4.

Estados de las Particiones

• Activa: Contiene el sistema operativo para el arranque del sistema.
• Formateada: Disponible para su uso, con un sistema de archivos definido.
• No asignada: Un espacio disponible en el disco pero aún no formateado ni asignado a una partición.