SISTEMAS NUMERICOS

Un sistema numérico esta definido por la base que se utiliza. La base de un sistema numérico es el número de símbolos diferentes o guarismo, necesarios para representar un número cualquiera de los infinitos posibles en el sistema.

El sistema binario, en matemáticas e informática, es un sistema de numeración en el que los números se representan utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 1). Es el que se utiliza en las computadoras, pues trabajan internamente con dos niveles de voltaje, por lo que su sistema de numeración natural es el sistema binario (encendido 1, apagado 0).

Sistema octal, sistema de numeración octal es también muy usado en la computación por tener una base que es potencia exacta de 2 o de la numeración binaria. Esta característica hace que la conversión a binario o viceversa sea bastante simple. El sistema octal usa 8 dígitos (0,1,2,3,4,5,6,7) y tienen el mismo valor que en el sistema de numeración decimal.

Sistema Decimal, es el sistema de posición usado habitualmente en todo el mundo (excepto ciertas culturas) y en todas las áreas que requieren de un sistema de numeración.

Sistema Hexadecimal, a veces abreviado como Hex, es el sistema de numeración de base 16 empleando por tanto 16 símbolos. Su uso actual está muy vinculado a la informática y ciencias de la computación, pues los computadores suelen utilizar el byte u octeto como unidad básica de memoria; y, debido a que un byte representa 28 valores posibles, según el teorema general de la numeración posicional, equivale al número en base 16 10016, dos dígitos hexadecimales corresponden exactamente, permiten representar la misma línea de enteros a un byte.

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TOPOLOGÍA DE REDES

Se denomina topología de red a la forma geométrica en que están distribuidas las estaciones de trabajo y los cables que la conectan. Las estaciones de trabajo de una red se comunican entre sí mediante una conexión física, y el objeto de la topologías es buscar la forma mas económica y eficaz de conectarlas para, al mismo tiempo, facilitar la fiabilidad del sistema, evitar los tiempos de espera en la transmisión de datos, permitir un mejor control de la red y permitir de forma eficiente el aumento del número de ordenadores en la red.

Las formas mas habituales que nos podemos encontrar en estas redes informáticas son las siguientes:

Topología de red bus

En ella todas las estaciones comparten el mismo canal de comunicaciones, toda la información circula por ese canal y cada una de ellas recoge la información que le corresponde. Es una de las más utilizadas y la podemos encontrar en las llamadas redes Ethernet.

Este tipo de red es sencillo de instalar, la cantidad de cable utilizada es mínima, tiene una gran flexibilidad a la hora de aumentar o disminuir el número de estaciones y el fallo de una estación no repercute en la red. Sin embargo, la ruptura de una cable puede dejarla totalmente inutilizada. Los inconvenientes que nos podemos encontrar en este tipo de red son:

• La longitud no puede sobrepasar los 2000 metros.
• No es demasiado segura ya que otros usuarios pueden recopilar información sin ser detectados.
• Al haber un único bus, aunque varias estaciones intenten transmitir a la vez, solo una de ellas podrá hacerlo. Esto supone que cuantas mas estaciones tenga la red, mas complicado será el control de flujo.

                                                  

Topología de red en anillo

En ella todas las estaciones están conectadas entre si formando un anillo, de forma que cada estación sólo tiene contacto directo con otras dos.

En las primeras redes de este tipo los datos se movían en una única dirección, de manera que toda la información tenía que pasar por todas las estaciones hasta llegar a la de destino donde se quedaba. Las redes mas modernas disponen de dos canales y transmiten en direcciones diferentes por cada uno de ellos. Actualmente podemos encontrar este entorno en redes Token Ring de IBM.

Este tipo de redes permite aumentar o disminuir el número de ordenadores sin dificultad, pero a medida que aumenta el flujo de información, será menor la velocidad de respuesta de la red. Un fallo en una estación puede dejar bloqueada la red, pero un fallo en un canal de comunicaciones la dejará bloqueada en su totalidad, siendo difícil localizar el fallo.

Topología de doble anillo 

Una topología en anillo doble consta de dos anillos concéntricos, donde cada Host dela red está conectado a ambos anillos, aunque los dos anillos no están conectados directamente entre sí. Es análoga a la topología de anillo, con la diferencia de que, para incrementar la confiabilidad y flexibilidad de la red, hay un segundo anillo redundante que conecta los mismos dispositivos. La topología de anillo doble actúa como si fueran dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez.

Topología de red en estrella

Este tipo de red de ordenadores es de las más antiguas. Todas las estaciones de trabajo están conectadas directamente al servidor y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de él. Este método de topología permite añadir o quitar máquinas fácilmente.

Si se produce un fallo en alguna de las estaciones, no repercutirá en el funcionamiento general de la red, pero si el servidor falla, toda la red se vendrá abajo. El coste e implementación de este tipo de red de computadoras es caro debido a la gran cantidad de cableado y lo complejo de su estructura.

Topología de red Mixta

En esta topología se combinan dos tipos de red anteriormente mencionados. Un multiplexor de señal ocupa el lugar del ordenador central de la configuración en estrella, estando determinadas estaciones de trabajo conectadas a él, y otras conectadas en bus junto a los multiplexores.

Esta tipo de red ofrece ventajas en edificios que cuentan con grupos de trabajo separados por grandes distancias.

Como se ha visto, existen diferentes tipos de redes para unir ordenadores, estaciones de trabajo, servidores, y otros elementos informáticos y de red. Dependiendo del tipo de empresa o compañía, podremos encontrar un sistema u otro.

Topoligía de red Arbol.

Es una red completamente distribuida. Una red jerárquica representa una red en donde las computadoras alimentan de información a otras computadoras que a su vez alimentan a otras. Las computadoras que se utilizan como dispositivos remotos pueden tener recursos de procesamiento independiente y recurren a los recursos en niveles superiores e inferiores conforme se requiere información u otros recursos.

Esta red usa un protocolo de acceso Token-Ring, para la transmisión utiliza cable coaxial con una velocidad de 2.5 Mb/s en una Arcnet.

Topología de  red en Malla.

Es una topología de red en la que cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.

Ventajas de la red en malla:

Es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos.

• No puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones.
• Cada servidor tiene sus propias comunicaciones con todos los demás servidores.
• Si falla un cable el otro se hará cargo del trafico.
• No requiere un nodo o servidor central lo que reduce el mantenimiento.
• Si un nodo desaparece o falla no afecta en absoluto a los demás nodos.

Desventajas de la red en malla:

Esta red es costosa de instalar ya que requiere de mucho cable.

Topología de red Totalmente Conexa

 Esta red es una topología muy eficaz ya que esta unida totalmente, todos los nodos de las demás topologías están totalmente conectados.

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REDES

Una red informática está formada por un conjunto de ordenadores intercomunicados entre sí que utilizan distintas tecnologías de hardware/software. Las tecnologías que utilizan (tipos de cables, de tarjetas, dispositivos, etc) y los programas varían según la dimensión y función de la propia red.
Puede estar formada por sólo dos ordenadores, aunque también por un número casi infinito;algunas redes se conectan entre sí creando, por ejemplo, un conjunto de múltiples redes interconectadas, es decir, lo que conocemos como Internet.

LMDS (Local Multipoint Distribution System)

El LMDS  es un sistema de comunicación de punto a multipunto que utiliza ondas radioelétricas a altas frecuencias, en torno a 28 ó 40 GHz. Las señales que se transmiten pueden consistir en voz, datos, internet y vídeo.
Este sistema utiliza como medio de transmisión el aire para enlazar la red troncal de telecomunicaciones con el abonado.

Vía Satélite

Cada vez más compañías están empleando este sistema de transmisión para distribuir contenidos de Internet o transferir ficheros entre distintas sucursales. De esta manera, se puede aliviar la congestión existente en las redes terrestres tradicionales.
El sistema de conexión que generalmente se emplea es un híbrido de satélite y teléfono. Hay que tener instalada una antena parabólica digital, un acceso telefónico a Internet (utilizando un módem RTC, RDSI, ADSL o por cable), una tarjeta receptora para PC, un software específico y una suscripción a un proveedor de satélite.

Cable

Normalmente se utiliza el cable coaxial que también es capaz de conseguir tasas elevadas de transmisión pero utilizando una tecnología completamente distinta. En lugar de establecer una conexión directa, o punto a punto, con el proveedor de acceso, se utilizan conexiones multipunto, en las cuales muchos usuarios comparten el mismo cable.

Redes Inalámbricas

Las redes inalámbricas o wireless son una tecnología normalizada por el IEEE que permite montar redes locales sin emplear ningún tipo de cableado, utilizando infrarrojos u ondas de radio a frecuencias desnormalizadas (de libre utilización).
Están compuestas por dos elementos:

•  Punto de acceso (AP) o “transceiver”: es la estación base que crea un área de cobertura donde los usuarios se pueden conectar. El AP cuenta con una o dos antenas y con una o varias puertas Ethernet.

• Dispositivos clientes: son elementos que cuentan con tarjeta de red inalámbrica. Estos proporcionan un interfaz entre el sistema operativo de red del cliente y las ondas, a través de una antena.

TIPOS DE REDES

Redes de Área Local (LAN)

Son redes de propiedad privada, de hasta unos cuantos kilómetros de extensión. Por ejemplo una oficina o un centro educativo.

Se usan para conectar computadoras personales o estaciones de trabajo, con objeto de compartir recursos e intercambiar información.

Están restringidas en tamaño, lo cual significa que el tiempo de transmisión, en el peor de los casos, se conoce, lo que permite cierto tipo de diseños (deterministas) que de otro modo podrían resultar ineficientes. Además, simplifica la administración de la red.

Suelen emplear tecnología de difusión mediante un cable sencillo al que están conectadas todas las máquinas.

Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps.

Tienen bajo retardo y experimentan pocos errores.

Redes de Área Metropolitana (MAN)

Son una versión mayor de la LAN y utilizan una tecnología muy similar.  Actualmente esta clasificación ha caído en desuso, normalmente sólo distinguiremos entre redes LAN y WAN.

Redes de Área Amplia (WAN)

Son redes que se extienden sobre un área geográfica extensa. Contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar los programas de usuarios (hosts). Estos están conectados por la red que lleva los mensajes de un host a otro. Estas LAN de host acceden a la subred de la WAN por un router. Suelen ser por tanto redes punto a punto.

La subred tiene varios elementos: 

- Líneas de comunicación: Mueven bits de una máquina a otra.

- Elementos de conmutación: Máquinas especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión. Se suelen llamar encaminadores o routers.

Cada host está después conectado a una LAN en la cual está el encaminador que se encarga de enviar la información por la subred. 

Una WAN contiene numerosos cables conectados a un par de encaminadores. Si dos encaminadores que no comparten cable desean comunicarse, han de hacerlo a través de encaminadores intermedios. El paquete se recibe completo en cada uno de los intermedios y se almacena allí hasta que la línea de salida requerida esté libre. 

Se pueden establecer WAN en sistemas de satélite o de radio en tierra en los que cada encaminador tiene una antena con la cual poder enviar y recibir la información. Por su naturaleza, las redes de satélite serán de difusión.

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EL MODELO OSI

El modelo OSI surge como una búsqueda de solución al problema de incompatibilidad de las redes de los años 60. Fue desarrollado por la ISO (International Organization for Standardization) en 1977 y adoptado por UIT-T.  

Consiste de una serie de niveles que contienen las normas funcionales que cada nodo debe seguir en la Red para el intercambio de información y la ínter- operabilidad de los sistemas independientemente de suplidores o sistemas. Cada nivel del OSI es un modulo independiente que provee un servicio para el nivel superior dentro de la Arquitectura o modelo.

Servicio teletex, en particular la transferencia de documentos según recomendación T60, T61 y T62 de CCITT.

El Modelo OSI se compone de los siete niveles o capas correspondientes:

Nivel Físico

Es el nivel o capa encargada del control del transporte físico de la información entre dos puntos. Define características funcionales, eléctricas y mecánicas tales como:

Establecer, mantener y liberar las conexiones punto a punto y multipunto.

Tipo de transmisión asincrónica o sincronía

Modo de operación simplex, half-duplex, full dúplex.

Velocidad de transmisión.

Niveles de voltaje.

Distribución de pines en el conector y sus dimensiones.

En este nivel se definen las interfaces, módem, equipos terminales de línea, etc. También son representativas de este nivel las recomendaciones del UIT-T, serie V para módem, interfaz V.24 no su equivalente RS-232C, las interfaces de alta velocidad V.35 o RS 449, las interfaces para redes de datos X.21 o las recomendaciones I.431 para RDSI.

Nivel de Enlace

Define la técnica o procedimiento de transmisión de la información a nivel de bloques de bits, o sea, la forma como establecer, mantener y liberar un enlace de datos ( en el caso del nivel 1 se refiere al circuito de datos), provee control del flujo de datos, crea y reconoce las delimitaciones de Trama.

Son representativos de este nivel los procedimientos o protocolos:

BSC (Binary Synchronous Communication)

HDLC (High Level Data Link Control)

SDLC (Synchronous Data Link Control)

DDCMP (Digital Data Communication Message Protocol)

La función mas importante de esta capa es la referida al control de errores en la transmisión entre dos puntos, proporcionando una transmisión libre de error sobre el medio físico lo que permite al nivel próximo mas alto asumir una transmisión virtualmente libre de errores sobre el enlace. Esta función esta dividida en dos tareas: detección y corrección de errores, entre la cual destaca la detección de errores por el método de chequeo de redundancia cíclica (CRC) y el método de corrección por retransmisión.

Nivel de Red

Destinado a definir el enrutamiento de datos en la red, así como la secuencial correcta de los mensajes. En este nivel se define la vía mas adecuada dentro de la red para establecer una comunicación ya que interviene en el enrutamiento y la congestión de las diferentes rutas.

Función importante de este nivel o capa es la normalización del sistema de señalización y sistema de numeraciones de terminales, elementos básicos en una red conmutada. En caso necesario provee funciones de contabilidad para fines de información de cobro.

Traduce direcciones lógicas o nombres en direcciones físicas. En un enlace punto a punto el nivel 3 es una función nula, o sea existe pero transfiere todos los servicios del nivel 2 al 4.

En el nivel 3 es representativa la recomendación X.25 del CCITT, que define el protocolo de intercambio de mensajes en el modo paquete.

Nivel de Transporte

En este nivel o capa se manejan los parámetros que definen la comunicación de extremo a extremo en la red:

Asegura que los datos sean transmitidos libre de errores, en secuencia, y sin duplicación o perdida.

Provee una transmisión segura de los mensajes entre Host y Host a través de la red de la misma forma que el Nivel de Enlace la asegura entre nodos adyacentes.

Provee control de flujo extremo a extremo y manejo a extremo.

Segmenta los mensajes en pequeños paquetes para transmitirlos y los reensambla en el host destino.

Nivel de Sesión

Es la encargada de la organización y sincronización del dialogo entre terminales. Aquí se decide por ejemplo, cual estación debe enviar comandos de inicio de la comunicación, o quien debe reiniciar si la comunicación se ha interrumpido. En general control la conexión lógica (no física ni de enlace).

Es importante en este nivel la sincronización y resincronizacion de tal manera que el estado asumido en la sesión de comunicación sea coherente en ambas estaciones. También, se encarga de la traducción entre nombres y base de datos de direcciones.

Nivel de Presentación

Este nivel o capa es el encargado de la representación y manipulación de estructuras de datos. Establece la sintaxis (o forma) en que los datos son intercambiados. Representativos de este nivel son el terminal virtual (VM: Virtual Machine), formateo de datos , compresión de información, encriptamiento, etc.

Nivel de Aplicación

En este nivel el usuario ejecuta sus aplicaciones. Ejemplo de este nivel son las bases de datos distribuidas en lo referente a su soporte.

Se distinguen dos categorías: servicios que usan el modo conexión para operar en tiempo real y aquellos que usan modos de conexión retardados (no en tiempo real).

Algunas aplicaciones de este nivel son:

Correo electrónico según recomendación X.400 de CCITT.

Servicios interactivos, tales como transacciones bancarias, interrogación de bases de datos, procesamiento en tiempo compartido.

SISTEMAS COMPUTACIONALES

Son conjuntos de dispositivos, instrucciones y personas que interactúan para llevar a cabo un proceso, estos varían en forma, tamaño, capacidad y tecnología. Están compuestos por aparatos o componentes físicos que interactúan mediante conjuntos de instrucciones lógicas establecidas para lograr un objetivo.

Son una de las principales herramientas del ser humano e incluso rápidamente se han transformado en uno de los principales apoyos para cualquier profesional, estudiante o incluso para todas las empresas. Es por esto que cada dia es mas importante saber utilizarlos y manejarlos adecuadamente. 

Un sistema computacional es un sistema complejo que puede llegar a estar constituido por millones de componentes electrónicos elementales. 

Esta naturaleza multinivel de los sistemas complejos es esencial para comprender tanto su descripción como su diseño. En cada nivel se analiza su estructura y su función en el sentido siguiente:

 La forma en que se interrelacionan las componentes esta es denominada Estructura.

 La operación de cada componente individual como parte de la estructura por su particular importancia se considera la estructura de interconexión tipo bus y se denomina Función.

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