El sistema informático como máquina de procesar información

Antes de estudiar componentes concretos, conviene entender qué problema resuelve un sistema informático: transformar datos en información útil mediante operaciones automáticas.

1.1. Datos, información y operaciones

Para entender qué hace un sistema informático, conviene diferenciar entre dato e información.

Un dato es una representación formal de algo. Por ejemplo, 30 es un dato: por sí solo no sabemos si representa grados, euros, años, alumnos o kilómetros. La información aparece cuando ese dato se interpreta dentro de un contexto. Si sabemos que 30 representa una temperatura en grados Celsius, podemos concluir que hace calor.

Entre el dato y la información hay una operación o regla de interpretación. Por ejemplo:

Dato: 30
Regla: si la temperatura es mayor que 23 ºC, entonces hace calor.
Información: hace calor.

Los sistemas informáticos trabajan aplicando operaciones sobre datos. Algunas operaciones son aritméticas, como sumar o multiplicar. Otras son lógicas, como comparar dos valores o decidir si una condición se cumple. Gracias a esta capacidad, un ordenador puede transformar datos de entrada en resultados útiles.

“Shall we play a game?” — WOPR, WarGames.

La pregunta es un dato de entrada. Para saber qué significa y qué respuesta corresponde, el sistema necesita interpretarla dentro de un contexto y aplicar reglas.

1.2. Hardware, software, datos y usuarios

Un sistema informático es un conjunto de elementos que trabajan de forma coordinada para tratar información de manera automática. No se trata solo de un ordenador aislado, sino de una combinación de componentes físicos, programas, datos y personas que permiten resolver problemas muy distintos.

Una calculadora sencilla, por ejemplo, está pensada para hacer operaciones concretas. Un sistema informático, en cambio, puede ejecutar programas diferentes: escribir documentos, navegar por Internet, editar imágenes, gestionar una base de datos o ejecutar un videojuego. La clave está en que el comportamiento del sistema depende del software que se ejecuta sobre el hardware disponible.

En un sistema informático podemos distinguir cuatro elementos principales:

• Hardware: conjunto de componentes físicos del sistema, como procesador, memoria, almacenamiento, pantalla, teclado o interfaces de comunicación.
• Software: conjunto de programas e instrucciones que indican al hardware qué debe hacer.
• Datos: representaciones de hechos, valores o mensajes que el sistema almacena, procesa o transmite.
• Personas usuarias: quienes utilizan, administran, diseñan o mantienen el sistema para alcanzar un objetivo.

Información

Un sistema informático no es útil solo por tener buenos componentes. Su valor aparece cuando hardware, software, datos y personas trabajan de forma coherente.

En muchos entornos actuales, la CPU, la memoria RAM y el almacenamiento que utiliza un programa pueden ser componentes físicos del equipo o recursos virtualizados. Una máquina virtual o una instancia en la nube recibe una CPU virtual, memoria virtual y discos virtuales que, desde el punto de vista funcional, cumplen los mismos papeles; por debajo, un hipervisor los asigna sobre hardware físico. Esta abstracción será el punto de partida de la virtualización que estudiaremos más adelante.

1.3. Entrada, proceso, almacenamiento y salida

Una forma sencilla de entender cualquier sistema informático es observar el recorrido de la información:

1. Entrada: el sistema recibe datos desde una persona, otro equipo, un sensor, un archivo o un periférico.
2. Proceso: la CPU ejecuta instrucciones que transforman esos datos.
3. Almacenamiento: los datos y resultados se guardan temporalmente en memoria o de forma persistente en almacenamiento secundario.
4. Salida: el sistema muestra, transmite o deja disponible el resultado.

Este esquema aparece una y otra vez a lo largo de la unidad. Primero veremos cómo se organiza el ordenador para permitir ese recorrido; después estudiaremos qué papel cumplen la CPU, la memoria, los buses y la representación binaria.

Antes de seguir, conviene adelantar una idea que retomaremos con detalle en el apartado 7: todo dato que circula por estos bloques se representa mediante bits, valores 0 y 1. El sistema hexadecimal permite escribir grupos de cuatro bits de una forma más breve; por eso aparecerá más adelante al hablar de direcciones, registros y memoria.

Consejo

Si puedes explicar un ejemplo cotidiano siguiendo entrada, proceso, almacenamiento y salida, ya tienes el hilo principal de la unidad.

1.4. Ejercicios de aplicación

Para trabajar este bloque, resuelve los ejercicios 1 a 3 con guía del docente y contraste colectivo; utiliza los ejercicios 4 a 7 como aplicación con apoyo de los apuntes; reserva los ejercicios 8 a 10 para trabajo autónomo o de ampliación.

1. Dato o información. Clasifica como dato o información e indica qué contexto falta o aporta significado: 27, 27 GB libres, ERROR 404 y La página solicitada no existe.

2. Respuesta breve. Explica con tus palabras la diferencia entre hardware y software. Incluye un ejemplo de cada uno.

3. Relaciona conceptos. Clasifica CPU, navegador web, memoria RAM, contraseña, persona administradora y SSD como hardware, software, dato o persona usuaria.

4. Entrada, proceso, almacenamiento y salida. Completa las cuatro fases para un sistema que registra la temperatura de un aula y avisa cuando supera un límite.

5. Tipo test. Elige la opción correcta y justifica brevemente:

   • ¿Cuál es software? a) teclado, b) sistema operativo, c) memoria RAM, d) monitor.
   • ¿Qué fase representa guardar un documento en un SSD? a) entrada, b) proceso, c) almacenamiento, d) salida.
   • ¿Cuándo un dato se convierte en información? a) cuando ocupa más memoria, b) cuando se interpreta en un contexto, c) cuando se guarda en RAM, d) cuando se escribe en binario.

6. Detecta el error. Un compañero afirma: “Un ordenador convierte directamente cualquier dato en información, aunque no haya nadie que interprete el resultado”. Indica qué parte es incorrecta y redacta una versión más precisa.

7. Caso cotidiano: analiza un sistema informático. Elige uno de estos sistemas: cajero automático, reloj inteligente, consola, semáforo inteligente o tienda en línea. Imagina una acción concreta, por ejemplo retirar dinero o comprar un producto, y completa esta tabla:

   Elemento	Explicación en tu caso
   Entrada 1	¿Qué dato introduce o recibe el sistema?
   Entrada 2	¿Qué otro dato recibe?
   Proceso	¿Qué operación realiza el sistema con esos datos?
   Almacenamiento	¿Qué dato o resultado debe guardar?
   Salida 1	¿Qué resultado muestra, emite o envía el sistema?
   Salida 2	¿Qué otro resultado produce?
   Persona usuaria	¿Qué hace la persona y cómo interpreta el resultado?

   No basta con nombrar el componente: explica el recorrido completo del dato, desde que entra hasta que el sistema devuelve un resultado.

8. Ampliación: sistema virtualizado. Una empresa utiliza una máquina virtual con 4 CPU virtuales, 8 GB de RAM virtual y un disco virtual de 100 GB. Explica qué elementos cumplen la función de CPU, memoria y almacenamiento, y qué significa que sean virtuales.

9. Ampliación: localiza una posible incidencia. Una aplicación recibe correctamente el código de barras de un producto mediante un lector, pero no muestra el precio. Completa al menos tres filas y después redacta una conclusión: qué comprobarías primero, qué resultado esperarías y cuál sería tu siguiente paso.

   Punto que comprobar	Pregunta que debes responder	Posible problema
   Entrada	¿La aplicación ha recibido el código leído?	El lector, el cable o el programa no envían el código correctamente.
   Proceso	¿La aplicación busca correctamente el producto asociado al código?	Hay un error en la consulta o en la lógica del programa.
   Almacenamiento	¿Existe ese código y tiene un precio guardado en la base de datos?	El producto no está registrado o su precio está vacío.
   Salida	¿La pantalla funciona y la aplicación intenta mostrar el resultado?	Hay un error de visualización o la información se muestra en otro lugar.

10. Ampliación: diseño razonado. Diseña el flujo funcional de un sistema de control de acceso para un aula informática. Incluye entrada de datos, comprobación o proceso, almacenamiento necesario, salida o acción, el papel de una persona administradora y una situación en la que un dato incorrecto genere información engañosa.