A1. Sistemas informáticos e información

En esta actividad trabajaremos los conceptos de sistema informático, hardware, software, estructura por capas, datos, información y tratamiento de la información.

También investigaremos algunos mecanismos que permiten a las aplicaciones utilizar los recursos del ordenador sin tener que controlar directamente el hardware.

Responde a las cuestiones y documenta los resultados en tu repositorio.

1. Hardware y software

Clasifica los siguientes elementos según correspondan a hardware o software.

Elemento	Hardware / Software
Procesador
Ubuntu
Memoria RAM
Visual Studio Code
Disco SSD
Navegador Firefox
Tarjeta gráfica
Controlador de impresora
Placa base
LibreOffice

Responde también:

• ¿Puede funcionar un ordenador sin un sistema operativo instalado? Justifica tu respuesta.
• ¿Por qué un programa necesita hardware para ejecutarse?
• ¿Qué diferencia existe entre un sistema operativo y una aplicación?
• ¿Qué papel desempeñan los recursos humanos dentro de un sistema informático?

2. Capas de un sistema informático

Considera la siguiente situación:

Un usuario abre Firefox en un ordenador con Ubuntu, accede a una página web y descarga un archivo PDF que guarda en su disco SSD.

Identifica los elementos y las operaciones que intervienen en cada una de las seis capas del sistema informático.

Capa	Elementos y operaciones
Dispositivos físicos
Microarquitectura
Lenguaje máquina
Sistema operativo
Programas de sistema
Programas de usuario

Responde también:

• ¿Qué funciones desempeña Firefox durante la descarga?
• ¿Qué operaciones realiza el sistema operativo para guardar el archivo?
• ¿Por qué Firefox no necesita conocer el funcionamiento electrónico del SSD?
• ¿Qué ventajas proporciona esta organización por capas a los desarrolladores de aplicaciones?

3. Datos, información y tipos de datos

Apartado A. Datos e información

Indica si los siguientes ejemplos representan datos aislados o información contextualizada.

Ejemplo	Dato / Información
38
La temperatura del procesador es de 38 °C.
192.168.1.10
La dirección IP del equipo es 192.168.1.10.
85
El disco SSD tiene un 85 % de ocupación.

Responde:

• ¿Por qué un mismo dato puede tener diferentes significados?
• ¿Qué información adicional necesitarías para interpretar correctamente el valor 120?

Apartado B. Tipos de datos

Clasifica los siguientes datos según su contenido: numérico, alfabético o alfanumérico.

Dato	Tipo
2026
Ubuntu
DAW1
192.168.1.10
Firefox
PC-01
3.14
Aula

TIP

Ten en cuenta que algunos datos contienen caracteres especiales, como puntos o guiones. En esos casos, explica brevemente cómo los clasificarías y por qué.

Responde también:

• ¿Qué diferencia existe entre un dato fijo y uno variable?
• Indica un ejemplo de dato fijo y otro variable en una aplicación informática.

4. Tratamiento de la información

Para cada una de las siguientes situaciones, identifica las operaciones de entrada, procesamiento, salida y almacenamiento, cuando corresponda.

Situación A. Búsqueda de archivos

Un usuario introduce el nombre de un archivo en el buscador del sistema operativo. El sistema busca los archivos que coinciden con el criterio y muestra los resultados en pantalla.

Situación B. Cámara digital

Un usuario toma una fotografía con su teléfono móvil, la visualiza y la guarda.

Situación C. Navegador web

Un usuario introduce una dirección web, el navegador solicita la página y muestra su contenido.

Completa la siguiente tabla:

Operación	A. Búsqueda de archivos	B. Cámara digital	C. Navegador web
Entrada
Procesamiento
Salida
Almacenamiento

TIP

No todas las situaciones requieren necesariamente una operación de almacenamiento permanente.

Si consideras que alguna operación no se realiza, indícalo y justifica brevemente tu respuesta.

Responde también:

• ¿Qué diferencia existe entre procesar información y almacenarla?
• ¿Puede un sistema informático realizar operaciones de procesamiento sin mostrar inmediatamente los resultados al usuario? Pon un ejemplo.

5. Representación digital de una imagen

Una imagen digital puede representarse mediante una cuadrícula de píxeles.

Vamos a utilizar una imagen monocroma de 4 × 4 píxeles, en la que cada píxel se representa mediante un bit:

• 0: píxel blanco.
• 1: píxel negro.

Considera la siguiente secuencia de 16 bits:

0110 1001 1001 0110

Representación simplificada

En este ejercicio utilizaremos una representación en la que cada píxel ocupa exactamente 1 bit.

No tendremos en cuenta información adicional, como las dimensiones, los metadatos o la estructura de un formato de archivo.

Por tanto, calcularemos únicamente el espacio necesario para almacenar los valores de los píxeles, no el tamaño real de un archivo de imagen.

Apartado A. Interpretación de una imagen

Representa los bits en una cuadrícula de 4 filas y 4 columnas, leyendo de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo.

Dibuja la imagen resultante, coloreando de negro los píxeles cuyo valor sea 1.

Apartado B. Creación de una imagen

Diseña tu propia imagen de 4 × 4 píxeles y escribe su representación binaria de 16 bits.

Incluye tanto la cuadrícula como la secuencia binaria correspondiente.

Apartado C. Análisis

Responde:

• ¿Cuántos píxeles tiene la imagen?
• ¿Cuántos bits se necesitan para representarla?
• ¿Cuántos bytes ocupa la representación de los píxeles, sin contar información adicional?
• ¿Cuántas imágenes diferentes pueden representarse con 16 píxeles si cada uno puede ser blanco o negro?
• ¿Qué limitaciones tendría este sistema para representar fotografías reales?

6. Investigación sobre el acceso a archivos

En el apartado de teoría hemos estudiado cómo intervienen las diferentes capas de un sistema informático cuando abrimos el archivo main.js desde Visual Studio Code.

Vamos a profundizar en algunos de los mecanismos que permiten a las aplicaciones acceder a los archivos, especialmente en la relación entre las aplicaciones, el sistema operativo, la memoria y los dispositivos de almacenamiento.

Apartado A. Investigación de conceptos

Investiga los siguientes conceptos y explica brevemente qué son y qué función desempeñan durante la lectura de un archivo.

Concepto	Descripción y función
Biblioteca de software
Llamada al sistema (system call)
Núcleo del sistema operativo (kernel)
Sistema de archivos
Controlador de dispositivo (driver)
Caché de páginas (page cache)
Controlador electrónico del SSD
Memoria flash

No te limites a copiar definiciones: relaciona cada concepto con la apertura y lectura del archivo main.js.

Apartado B. Aplicaciones y sistema operativo

Responde:

• ¿Qué diferencia existe entre una función de una biblioteca de software y una llamada al sistema?
• ¿Qué función desempeña el núcleo del sistema operativo durante la lectura de un archivo?
• ¿Por qué una aplicación no accede normalmente de forma directa al hardware del SSD?
• ¿Qué ventajas tiene para los desarrolladores utilizar las interfaces proporcionadas por el sistema operativo?

Apartado C. Memoria y almacenamiento

Responde:

• ¿Cómo localiza el sistema operativo los datos de un archivo a partir de su nombre y ruta?
• ¿Qué es la caché de páginas y para qué se utiliza?
• ¿Qué ocurre si el contenido del archivo ya se encuentra en la caché de páginas?
• ¿Qué ocurre si es necesario recuperar los datos físicamente del SSD?
• ¿Qué diferencia existe entre el controlador de dispositivo del sistema operativo y el controlador electrónico del SSD?

Apartado D. Representación del proceso

Elabora un diagrama de flujo o de bloques que represente el proceso de apertura y lectura del archivo main.js desde Visual Studio Code.

El diagrama debe:

• Mostrar cómo Visual Studio Code solicita la lectura del archivo.
• Representar la intervención del sistema operativo.
• Mostrar cómo se localiza el archivo mediante el sistema de archivos.
• Diferenciar entre la lectura desde la caché de páginas y la lectura desde el SSD.
• Representar cómo llegan finalmente los datos a Visual Studio Code.

Puedes utilizar Mermaid, draw.io u otra herramienta de diagramación.

TIP

El objetivo no es reproducir el diagrama de las seis capas de la teoría, sino representar las principales operaciones que se realizan durante la lectura de un archivo.

Presta especial atención a los dos posibles caminos: cuando los datos están disponibles en la caché y cuando es necesario recuperarlos del SSD.

Apartado E. Fuentes consultadas

Incluye las fuentes utilizadas durante la investigación, indicando sus enlaces.

Contrasta la información y utiliza preferentemente documentación técnica oficial.