Fundamentos de los sistemas informáticos

Introducción

Vivimos rodeados de sistemas informáticos: ordenadores, teléfonos móviles, servidores, videoconsolas, relojes inteligentes, cajeros automáticos o dispositivos integrados en vehículos y electrodomésticos. Aunque pueden tener formas muy distintas, todos comparten una idea común: reciben datos, los procesan siguiendo instrucciones y producen información útil. En esta unidad vamos a estudiar esa base común, es decir, los elementos funcionales que permiten que un sistema informático trabaje.

Un sistema informático no es solo una máquina. Está formado por hardware, software, datos y personas usuarias.

El hardware aporta los componentes físicos.
El software indica qué operaciones deben realizarse.
Los datos son la materia prima que se procesa.
Las personas interpretan los resultados y deciden para qué se utiliza el sistema.

Comprender esta relación es fundamental antes de estudiar sistemas operativos, redes, almacenamiento o administración de equipos.

Para entender cómo funciona un ordenador por dentro, trabajaremos con una visión funcional. No nos centraremos todavía en montar componentes ni en identificar conectores físicos, ya que eso se desarrollará con más detalle en la UD02. En esta unidad veremos cómo se organizan la CPU, la memoria, los buses y los dispositivos de entrada/salida, cómo se ejecutan las instrucciones y qué ocurre durante la puesta en marcha inicial de un equipo.

También estudiaremos cómo representa la información un ordenador. Aunque las personas usamos números, letras, imágenes o sonidos, internamente el sistema trabaja con señales que se interpretan como ceros y unos. Por eso revisaremos el sistema binario, las unidades de información, la representación de datos y los fundamentos de la lógica booleana. El objetivo es que puedas explicar no solo qué componentes existen, sino cómo cooperan para transformar datos en información.

Objetivos

Al finalizar esta unidad, serás capaz de:

Identificar los elementos funcionales de un sistema informático y explicar la relación entre hardware, software, datos y personas usuarias.
Diferenciar las arquitecturas de Von Neumann y Harvard, reconociendo cómo organizan la memoria, la CPU y los mecanismos de comunicación.
Describir la función de la CPU, la unidad de control, la ALU, los registros y el reloj dentro de la ejecución de instrucciones.
Clasificar los principales tipos de memoria y comparar sus características básicas, prestaciones y función dentro del sistema.
Explicar cómo se comunican los componentes de un ordenador mediante buses y dispositivos de entrada/salida, sin entrar todavía en el montaje físico.
Interpretar el ciclo básico de instrucción de una CPU: búsqueda, decodificación, ejecución y almacenamiento del resultado.
Explicar cómo se codifican cantidades y texto mediante binario, hexadecimal, unidades de información y UTF-8, relacionándolo con el funcionamiento del sistema.
Verificar de forma básica el proceso de puesta en marcha de un equipo, identificando el papel de BIOS/UEFI, POST y las primeras comprobaciones del sistema.

Bloques de desarrollo

Relación entre bloques, resultados de aprendizaje y criterios de evaluación

Cada bloque aporta una parte del recorrido de la unidad. Los criterios se comprueban especialmente en las actividades y prácticas indicadas durante el desarrollo y en la consolidación final.

Bloque	Qué se trabaja	RA y criterio de evaluación relacionado
01. El sistema informático	Elementos funcionales y relación entre hardware, software, datos y personas usuarias.	RA2.a — Identificación de los elementos funcionales de un sistema informático.
02. Arquitecturas	Organización de CPU, memoria, entrada/salida y buses en los modelos Von Neumann y Harvard.	RA2.a — Identificación de los elementos funcionales de un sistema informático.
03. Comunicación interna	Componentes físicos, buses e interconexión básica entre CPU, memoria y entrada/salida.	RA1.a — Reconocimiento de componentes físicos y sus mecanismos de interconexión. RA2.a — Identificación de los elementos funcionales de un sistema informático.
04. La CPU	Componentes funcionales de la CPU y su relación con el resto del sistema.	RA1.a — Reconocimiento de componentes físicos y sus mecanismos de interconexión. RA2.a — Identificación de los elementos funcionales de un sistema informático.
05. Memoria y almacenamiento	Tipos de memoria, prestaciones, volatilidad y función en el conjunto del sistema.	RA1.b — Clasificación de tipos de memorias, características, prestaciones y función.
06. Instrucciones	Conjunto de instrucciones y ciclo de búsqueda, decodificación, ejecución y almacenamiento.	RA2.a — Identificación de los elementos funcionales de un sistema informático.
07. Representación de la información	Binario, hexadecimal, unidades de información, UTF-8 y lógica booleana básica.	Saberes de apoyo — Facilitan interpretar datos e instrucciones; no constituyen una evidencia directa de un criterio de esta unidad.
08. Puesta en marcha	Firmware, POST, dispositivo de arranque y comprobaciones iniciales.	RA1.c — Verificación del proceso de puesta en marcha de un equipo. RA2.a — Identificación de los elementos funcionales implicados en el arranque.
09. Actividades de consolidación	Entrega integrada de Aules: ejercicios, mapa conceptual y mapa funcional.	RA1.b y RA2.a — Evidencia calificable mediante una nota única. RA1.a como apoyo; RA1.c requiere verificación observada en el bloque 08.

| 10. Actividades Repaso | Trece ejercicios formativos de elementos funcionales, CPU, buses, memoria, periféricos y conversiones. | RA2.a y RA1.b; RA1.a como repaso conceptual y apoyo, sin verificación física. Conversiones: saberes de apoyo. |