ntroduccion a la ingenieria de sistemas

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 90013 – INTRODUCCION A LA INGENIERIA DE SISTEMAS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA DE SISTEMAS

90013 – INTRODUCCION A LA INGENIERIA DE SISTEMAS

HILDA YANETH FLECHAS BECERRA (Director Nacional)

WILSON ALMANZA Acreditador

DUITAMA 2012


MÓDULO INTRODUCCION A LA INGENIERIA DE SISTEMAS Segunda Edición ISBN Copyrigth Universidad Nacional Abierta y a Distancia Autor: Pilar Alexandra Moreno Actualizaciones: Yaneth Flechas B y Red de Tutores del Curso Diseño de Portada: Ing. Juan Olegario Monroy 2012 Vicerrectoria de Medios y Mediaciones pedagógicas


ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

El presente módulo fue elaborado en el año 2006 por la Ingeniera de sistemas y Msc en e-learning, Pilar Alexandra Moreno, quien se encuentra vinculada a la UNAD hace más de 12 años. Actualmente se desempeña como docente de la Escuel de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería.

Las actualizaciones realizadas a partir del año 2007, han sido realizadas por la Ingeniera de sistemas, Especialista en Educación Superior a Distancia: Hilda Yaneth Flechas Becerra, quien a partir de este año, asumió la dirección nacional del curso.

Del 2009 al 2010, el Ingeniero Gustavo Eduardo Constaín Moreno, se desempeñó como acreditador del curso, aportando al proceso de corrección de estilo y mejoramiento didáctico – pedagógico.

En el año 2011 se inicia le procesos de restructuración del contenido del curso, incluyendo las temáticas relacionadas con el programa en la UNAD, programación orientada a objetos, computación en la nube, software libre y seguridad informática. Los capítulos relacionados con redes, base de datos y lenguajes de programación fueron actualizados. Esta actualización fue posible gracias al aporte de la red de tutores del curso, que contó con la activa participación de los Ingenieros: Angela Gonzalez en el área de software, Carlos Amaya, Nilson Ferreira y Leonardo Bernal en el área de redes y telecomunicaciones. Yaneth Flechas como directora de curso, aportó en los capítulos Ingenierías de sistemas en la UNAD y tendencias de la ingeniería de sistemas. En éste mismo año, la acreditación del curso y la evaluación nacional estuvo a cargo de la Ingeniera Claudia Patricia Grajales.

Para el año 2012, el Ingeniero Wilson Almanza, asume la acreditación del curso.


TABLA DE CONTENIDO UNIDAD DIDÁCTICA 1 ........................................................................................... 5 FUNDAMENTACIÓN DE LA INGENIERÍA DE SISTEMAS..................................... 5

CAPÍTULO 1. CONCEPTUALIZACIÓN .............................................................. 7 Lección 1 Ciencia ................................................................................................ 7 Lección 2 Ingeniería .......................................................................................... 10 Lección 3. Sistema ............................................................................................ 13 Lección 4 Informática Y Computación .............................................................. 14 Lección 5 Teoría General De Sistemas............................................................. 21 CAPÍTULO 2. SISTEMAS ................................................................................. 24 Lección 6 Antecedentes .................................................................................... 24 Lección 7 Definiciones Formales ...................................................................... 29 Lección 8 Conceptos Generales De Sistemas .................................................. 31 Lección 9 Características de los sistemas ........................................................ 37 Lección 10 El estudio de los sistemas .............................................................. 43 CAPÍTULO 3 INGENIERÍA DE SISTEMAS....................................................... 49 Lección 11 Origen ............................................................................................. 49 Lección 12 Ingenieria de sistemas en la UNAD ................................................ 53 Lección 13 Plan de estudios ............................................................................. 55 Lección 14 Opciones de grado .......................................................................... 57 Lección 15 Investigación .................................................................................. 58

UNIDAD DIDÁCTICA 2 ......................................................................................... 62 DESARROLLO DE LA INGENIERIA DE SISTEMAS ............................................ 62

CAPÍTULO 4. SOFTWARE ............................................................................... 64 Lección 16. Programas .................................................................................... 64 Lección 17. Paradigmas de programación ....................................................... 69 Lección 18. Lenguajes de programación.......................................................... 76 Lección 19. Bases de datos ............................................................................. 87 Lección 20. Ingeniería del software .................................................................. 99 CAPÍTULO 5. REDES Y COMUNICACIONES ............................................... 102 Lección 21. Generalidades............................................................................. 102 Lección 22. Componentes de Hardware ........................................................ 107 Lección 23. Componentes de Software.......................................................... 111 Lección 24. Medios de Comunicación ............................................................ 113 Lección 25. Topología .................................................................................... 121


CAPÍTULO 6. TENDENCIAS DE LA INGENIERIA DE SISTEMAS ................ 128

Lección 26. Inteligencia artificial ..................................................................... 128

Lección 27. Computación en la nube ............................................................. 134

Lección 28. Computación móvil ..................................................................... 135

Lección 29. Seguridad Informática ................................................................. 138

Lección 30. Software libre .............................................................................. 142


TABLA DE FIGURAS

Figura 1 Clasificación de las ciencias ................................................................... 10 Figura 2 . Análisis de un curso académico, De lo particular a lo general .............. 22

Figura 3 La forma del movimiento de sistemas, indicando las influencias externas más importantes(Checkland, 2004) ....................................................................... 28

Figura 4 Organigrama (Hospital San Nicolás, 2009) ............................................ 32

Figura 5 . Esquema de un sistema ........................................................................ 33 Figura 6 Holismo en el sistema ............................................................................. 38

Figura 7 Cinco clases de sistema que componen un mapa de sistemas del universo. ................................................................................................................ 47 Figura 8 Plan de estudios Ingeniería de sistemas ................................................. 56

Figura 9 Software Hotelero .................................................................................... 64

Figura 10 Simulador de crédito ............................................................................. 67

Figura 11 Análisis de un carro como un objeto ..................................................... 72 Figura 12 Ejemplo 1 Atributos y métodos ............................................................. 74

Figura 13 Ejemplo 2 Atributos y métodos .............................................................. 74

Figura 14 Relación entre los términos clase, obejto, mensaje y método ............... 76

Figura 15 Código máquina .................................................................................... 77 Figura 16 Lenguaje ensamblador .......................................................................... 77

Figura 17 Lenguajes de tercera generación .......................................................... 78

Figura 18 Código fuente de un programa realizado e JAVA. ................................ 80

Figura 19 Ejemplo de uso del HTML ..................................................................... 82 Figura 20 Proceso de traducción de un programa ................................................ 85

Figura 21 Proceso de compilación de un programa .............................................. 86

Figura 22 Ejemplo de una entidad ......................................................................... 92

Figura 23 Ejemplo de una asociación ................................................................... 93 Figura 25 Entidad con sus atributos ...................................................................... 95

Figura 27 Tablas con sus atributos y asociación ................................................... 97

Figura 28 Tabla clientes Figura 29 Tabla cuentas .......................................... 97

Figura 30 Ejemplo de base de datos de red .......................................................... 98 Figura 32 Tipos de redes de datos según su cobertura geográfica ..................... 103

Figura 33: Red de área personal PAN................................................................. 103

Figura 35 Red de área local LAN ....................................................................... 104

Figura 37 Red de área metropolitana MAN ......................................................... 105 Figura 40: Redes a áreas Inalámbricas ............................................................... 106

Figura 41 Red de Internet.................................................................................... 107

Figura 42: Símbolos comunes de las redes de datos .......................................... 108

Figura 43 Gráfico esquemático del funcionamiento básico de un firewall ........... 111 Figura 44 Estructura del Cable Coaxial ............................................................... 114

Figura 45 Estructura de los conectores para cable coaxial BNC ........................ 115

Figura 46 Cable UTP ........................................................................................... 116

Figura 12: Cable UTP Fuente: Nilson Albeiro Ferreira ........................................ 116

Figura 47: Cable STP .......................................................................................... 116 Figura 48 Cable STP .......................................................................................... 116


Figura 49 Cable FTP o S/STP ............................................................................. 117

Figura 50 Cable de Fibra Óptica ........................................................................ 118

Figura 51 Grosor de un Fibra Óptica ................................................................... 118

Figura 52: Cable de Fibra Óptica ........................................................................ 119

Figura 53 Estructura de la fibra óptica ................................................................. 119

Figura 55 Tipo de Conectores de Fibra Óptica .................................................... 120

Figura 56 Antena Satelital ................................................................................... 121

Figura 57 Red Inalámbrica .................................................................................. 121

Figura 58 Conexión de PC a PC Inalámbrico ...................................................... 121

Figura 59 Topologìa de red en bus ..................................................................... 121

Figura 60 Topología de Red estrella ................................................................... 122

Figura 61: Topología de red Mixta ....................................................................... 123

Figura 62 Topología de Red en Anillo ................................................................. 123

Figura 63 Topología de Red de Doble Anillo ....................................................... 124

Figura 64: Topología de Red en Árbol ................................................................ 124

Figura 65 Topología de Red en Malla ................................................................ 125

Figura 66 Topología de Red Totalmente Conexa ............................................... 125

Figura 67 Red Inalámbrica sin ampliar ............................................................... 126

Figura 68 Red inalámbrica ampliada ................................................................... 127

Figura 69 Topología o Modo Ad Hoc ................................................................... 127

Figura 70: Red de Celular GSM .......................................................................... 128

Figura 71 Procesamiento del lenguaje natural .................................................... 131

Figura 72 Visión artificial ..................................................................................... 132

Figura 73 Juegos ................................................................................................. 133

Figura 74 Sistemas expertos ............................................................................... 133

Figura 75 Simulación ........................................................................................... 134

Figura 76 Aplicaciones Móviles ........................................................................... 136

Figura 77 Realidad aumentada ........................................................................... 138

Figura 78 Phising ................................................................................................ 140

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INTRODUCCIÓN

Este módulo está destinado, principalmente, a las personas que por una otra razón eligieron a la Ingeniería de Sistemas, como su proyecto de vida, y que una vez tomada esta decisión se encuentran desarrollando la temática, indagando y conociendo el extenso campo de acción que la disciplina ha tenido, tiene y seguirá teniendo a través de los tiempos.

También puede usarse como texto de referencia para personas de áreas afines interesadas en adquirir conceptos y fundamentos básicos de sistemas e ingeniería de sistemas, para aquellos que quieran conocerla más a fondo, o necesiten simplemente más información sobre ella o sobre algunos de los temas puntuales que se trabajan a través de los diferentes capítulos.

El desarrollo de éste módulo es un compromiso personal con todos ellos, con la convicción de que los logros y los éxitos serán el resultado de la imaginación y dedicación despertada a través de las diferentes actividades y contenidos que aquí se plantean, todas son con un sólo objetivo y tema conceptual básico “La visión integral de la Ingeniería de Sistemas”.

Ofrece un enfoque general de la ingeniería, comenzando por la apropiación de los principales conceptos que ayudan a explicar su fundamentación, realizando una exploración de las diferentes áreas o campos de aplicación hasta llegar a comprender la responsabilidad social y tecnológica a la que nos enfrentamos con nuestro papel de Ingenieros de Sistemas.

Con el fin de afianzar el aprendizaje de los contenidos, así como el de las habilidades, a lo largo de los capítulos se incluyen ejercicios y/o ejemplos que sirven como activación cognitiva, posteriormente para aclarar los conceptos expuestos y por último su aplicación en casos concretos.

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Este módulo es el resultado de un trabajo extenso de consulta, investigación bibliográfica y sistematización de experiencias, el cual sirvió como base para la consolidación de la información, contenidos temáticos y ejercicios con el fin de brindar, además, una herramienta de consulta apropiada al curso académico, a la metodología de trabajo y a las necesidades que pretende cubrir cada persona.

El desarrollo temático de los capítulos contempla, intrínsecamente, la articulación de cada una de las fases del proceso de aprendizaje como son: reconocimiento, profundización y transferencia, logrando una coherencia metodológica con la guía de actividades propuesta para el curso.

Las unidades didácticas son dos, correspondientes al número de créditos académicos del curso y cada una de ellas abarca tres capítulos.

La primera unidad, Fundamentación de la Ingeniería de Sistemas, es aprovechada para la conceptualización de teorías, corrientes y modelos que sustentan a la Ingeniería de Sistemas como ciencia y su la estructura del programaIngenierìa de sistemas en la UNAD.

El capítulo 1, proporciona los elementos necesarios para ubicarnos en el contexto de la ingeniería de sistemas, conociendo y explicando los conceptos y teorías que la soportan. Ciencia, sistemas, informática y teoría general de sistemas, son algunos de ellos.

El capítulo 2, introduce al interesado en el mundo de la ingeniería y los sistemas a través de la recopilación de los sucesos y logros más importantes en el desarrollo histórico de los sistemas, que contribuyeron a alcanzar el nivel de avance obtenido actualmente. Además muestra de una manera precisa la filosofía de la corriente del movimiento de sistemas.

Siguiendo con el análisis y diseño de sistemas, que es uno de los principales campos de esta ingeniería, se proporcionan elementos importantes para la definición de sistema, además de la identificación de las principales características y propiedades que sirven de base para realizar un estudio general de un sistema, sin perder de vista el enfoque y su clase.

En el capítulo 3 se presenta la estructura del programa Ingeniería de sistemas en la UNAD, sus antecedentes, áreas de formación e investigación, plan de estudios, opciones de grado, siendo importante que el futuro ingeniero reconozca y se apropie de su proceso de formación en la institución.

La segunda unidad didáctica, Desarrollo de la Ingeniería de Sistemas, plantea un acercamiento a la evolución y aplicación de la ingeniería de sistemas como parte fundamental del curso académico.

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El capítulo 4 habilita al aprendiente para que comprenda que la actividad de identificar y solucionar problemas es muy importante en su disciplina. Mediante el establecimiento de pasos para el análisis y comprensión de problemas generales y algorítmicos se brindan orientaciones a fin de interiorizar la importancia de la selección de estrategias óptimas y viables para su resolución, como base para la optimización de procesos a través de programas para computador o software.

El capítulo 5, está destinado a las redes y comunicaciones como pilar de las tecnologías de la información y las comunicaciones, reconociendo los componentes físicos, los programas y protocolos necesarios para la transmisión de la información.

Finalmente, en el capítulo 6 el lector encuentra las tendencias de la ingeniería de sistemas con temas de actualidad como la inteligencia artificial, software libre, computación móvil y en la nube desde el que se propone que el estudiante permanezca a la vanguardia en un campo tan cambiante como el que nos atañe.

Es conveniente que a lo largo del desarrollo del curso el aprendiente trabaje los diferentes ejercicios y ejemplos en una línea definida desde un comienzo, con el fin de obtener una aplicación valiosa de los contenidos a su realidad personal y profesional.

Para el desarrollo conceptual del módulo se tomaron teorías y corrientes muy apropiadas para el objetivo que se pretende alcanzar, el cual es la fundamentación conceptual y el acercamiento al desarrollo de la ingeniería de sistemas de una manera global, pero a la vez especializada. Se tuvieron en cuenta corrientes de pensamiento de sistemas como las de Bertalanffy, Johansen, Van Gigch y Checkland.

El módulo presenta de una manera adecuada la visión general del estudio de la ingeniería de sistemas. Cada capítulo desarrolla los contenidos, sin llegar a realizar un estudio profundo (pues posiblemente existan módulos especializados en algunos temas aquí tocados), con el propósito de presentar el panorama, soportes y proyecciones de una ingeniería de sistemas, que se empieza a vislumbrar. Es una herramienta para que de aquí en adelante el aprendiente modele su propia ruta de aprendizaje, de acuerdo a los intereses y necesidades aquí despertadas o ya establecidas.

Por último, para facilitar el aprendizaje es necesario consultar la bibliografía recomendada, utilizar la biblioteca virtual y el acceso a Internet, con esto se está potenciando la capacidad de investigación y de auto gestión para llegar al conocimiento, según sean las necesidades y/o debilidades encontradas en cada uno de los pasos del proceso a seguir.

Al final, quien aprende a aprender se convierte en Aprendiente Autónomo.

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OBJETIVOS

1. Fundamentar, desde un principio, la ingeniería de sistemas como ciencia, a través de la conceptualización teórica de los sistemas, de las ciencias de la computación y de la informática.

2. Relacionar las tendencias, teorías y técnicas de análisis y solución de problemas con la aplicación de las ciencias de la computación.

3. Conocer e identificar de manera clara los elementos, características y propiedades de un sistema y su relación con el medio.

4. Determinar y sustentar la aplicación de la ingeniería de sistemas, según su desarrollo histórico y su proyección hacia el siglo XXI.

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UNIDAD DIDÁCTICA 1 FUNDAMENTACIÓN DE LA INGENIERÍA DE SISTEMAS

INTRODUCCIÓN

La palabra ingeniería, encierra en ella misma ingenio, la capacidad de desarrollar de una manera creativa “cosas” que sean útiles. Pero si reflexionamos acerca de esto, nos damos cuenta que esas cosas útiles, son precisamente útiles en la medida que den solución a una necesidad, problema o situación particular, en cualquier área, es decir no son pensadas al azar, al contrario, con una fundamentación total para su creación. Alrededor de esta reflexión surge la orientación que se le dio a este módulo, planteando en primer lugar, una unidad didáctica dedicada a la fundamentación de la ingeniería de sistemas, para reconfirmar que absolutamente todo tiene su razón de ser. En esta primera unidad se establecen los conceptos claves, que el estudiante debe comprender totalmente y que definen los sistemas y la ingeniería de sistemas. También importante es acercar el término “sistema” a nuestro entorno próximo, revisar componentes, características y propiedades, procesos internos y externos y su forma de adaptarse al medio, además se plantean los antecedentes e historia del movimiento de sistemas. Contempla, por último, un capítulo dedicado especialmente a un punto importante de la ingeniería de sistemas: la solución de problemas, enfocado desde el punto de vista de aplicación de teorías y/o técnicas que le ayuden a hacer buen uso del ingenio para analizar problemas, modelar soluciones eficientes, en donde se involucre la tecnología y la organización.

Sugerencia: realizar los ejemplos y ejercicios planteados al principio y fin de cada capítulo, a fin de lograr verdaderamente la apropiación de los contenidos y alcanzar el conocimiento deseado.

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OBJETIVOS

1. Reconocer y diferenciar varios de los conceptos, que sustentan a la ingeniería de

sistemas.

2. Explorar la historia de los sistemas y la fuerza de su movimiento.

3. Realizar una aproximación formal al término “sistema”, componentes, características y propiedades.

4. Identificar los pasos requeridos y diferentes estrategias para avanzar en la solución de un problema, general o algorítmico.

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CAPÍTULO 1. CONCEPTUALIZACIÓN

Actividad Inicial: El curso que nos convoca es Introducción a la Ingeniería de Sistemas, teniendo en cuenta este concepto y de acuerdo a los conocimientos y/o experiencias que tenga, relacione 5 términos que espera encontrar en este capítulo y que a su criterio soporten técnica y metodológicamente este curso. Realice su propia definición, e indique por qué considera que sea base para la Ingeniería de Sistemas. Tenga en cuenta el siguiente cuadro adaptado para ello.

Concepto Definición / justificación

Lección 1 Ciencia

Es importante, antes de abordar otro término, definir aquel que encierra cualquier disciplina o campo de desarrollo. 1La CIENCIA es un conjunto de conocimientos verificables, útiles, cominicables y provisionales obtenidos a través de procedimientos sistémicos que integran el método científico (Panzamiño Cruzatti, 2008)2

El método científico comúnmente, se interpreta como herramienta utilizable en un laboratorio, pero es aplicable a infinidad de situaciones como lo afirma Cedeno: “Lo primero es cultivar la inquietud. Tener la capacidad de dejarnos sorprender por las cosas. No pasar la vista sobre la realidad como si ya la conociéramos. Nunca acabaremos de conocerla. La inquietud lleva a la observación. Si miramos las cosas con disposición a que nos sorprendan, seremos observadores atentos, respetuosos, entusiastas. No se trata de decir como deberían ser las cosas sino de observar como son. Cuáles cosas? El espacio exterior? Para el científico -y para el ser humano que piensa sistemáticamente- los hechos deben ser respetados. Entonces no diríamos "yo

1 Dada la transcendencia del tema, se sugiere complementar consultando el libro en la biblioteca virtual,

disponible en el base de datos e-libro

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creo" sino que constataríamos y reservaríamos nuestra opinión solo para los asuntos para los cuales no hay hechos suficientes. El respeto a los hechos, nos vendría bien tanto en la descripción de eventos naturales como en sociológicos, políticos, empresariales. Por ahí empieza la objetividad entendida como aceptación de la realidad. “ (Cedeno, 2005)

El método científico consta de 5 pasos o etapas: observación – hipótesis – predicción – verificación – replicación, para ilustrar estas etapas veamos el siguiente ejemplo:

Juan y Ricardo son estudiantes de la UNAD, se pusieron una cita virtual a través de un chat para desarrollar un trabajo colaborativo utilizando videollamada. Ambos asisten puntualmente a la cita pero Ricardo no escucha a Juan a través de los altavoces, intentan detectar el problema.

-Observación: Ricardo no escucha a Juan a través de los altavoces Hipótesis A Es posible que los altavoces de Ricardo estén apagados. -Predicción: Al revisar el botón de encendido de los altavoces, encontrándolos apagados, se resuelve la situación. -Verificación: Los altavoces están encendidos, de manera que la predicción resulta falsa, siendo necesario establecer una nueva hipótesis.

Hipótesis B

Puede ser que los altavoces se encuentren silenciados o con volumen muy bajo -Predicción: Al modificar las opciones del control de volumen Ricardo podrá escuchar a Juan -Verificación: Las opciones de volumen están correctamente configuradas, de manera que la hipótesis nuevamente es incorrecta. Hipótesis C

Puede ser que los altavoces estén conectados incorrectamente al computador. -Predicción: Si los altavoces se conectan adecuadamente, la comunicación será exitosa. -Verificación: Efectivamente los altavoces estaban conectados equivocadamente, al intercambiar el conector, Ricardo pudo escuchar a Juan, por lo tanto la hipótesis es verdadera.

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Una vez aproximados al método científico, es necesario enfatizar en que la ciencia busca establecer teorías a través de su aplicación.

Bunge (1980), citado por Cedeno (2005, p.15), clasifica las ciencias de acuerdo a su propósito de estudio como formales que se enfocan hacia los entes ideales como la lógica y la matemática y fácticas o empíricas orientadas a los hechos de la realidad , que a su vez se subdividen en naturales (física, química, biología y psicología individual)y culturales

Figura 1 Clasificación de las ciencias

Cada estudio que se realice puede ser enmarcado en cualquiera de las anteriores clasificaciones, según su naturaleza, pues de ello depende el buen manejo y desarrollo de la investigación misma y de la comprobación o negación de la hipótesis planteada desde el comienzo. Además es importante diferenciar los aspectos básicos que destacan a cada una de estas ciencias y que permiten establecer sus diferencias a la hora de realizar un estudio de un tema específico, para ello se propone la siguiente síntesis, analicémosla: Tabla 1. Cuadro comparativo entre las ciencias empíricas y las ciencias formales

Característica Ciencias empíricas Ciencias formales

Objeto de estudio Hechos y fenómenos de la experiencia

Entidades de carácter ideal (pero que en último término dependen también de la experiencia)

Método de trabajo Contrastación empírica Demostración lógico-deductiva

Enunciados Sintéticos Analíticos

Objetivo Descripción, explicación y predicción de fenómenos del

Construcción de sistemas abs tractos de pensamiento

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universo

Ahora veamos cuál es la definición que se propone trabajar, consolidando los conceptos anteriores:

Lección 2 Ingeniería

A la hora de establecer un postulado sobre Ingeniería, disciplina que nos reúne en torno a este módulo, es importante primero relacionar una serie de definiciones formales, que a lo largo de la historia han apoyado la fundamentación de la Ingeniería de Sistemas. Veamos entonces estas definiciones y conceptos: Ingeniería3. Es la aplicación de los principios y conocimientos de las ciencias naturales

y formales a la solución de las necesidades prácticas y materiales de la sociedad. Es decir, la Ingeniería opera según diseños bajo restricción. Los diseños son la creación de nuevas soluciones y desarrollos mientras que las restricciones son impuestas por las leyes naturales. La interrelación entre diseño y restricciones es lo que permite que las soluciones de ingeniería sean viables técnica y económicamente para un conjunto de necesidades dadas. Por supuesto, la práctica profesional de la Ingeniería comporta una inmensa responsabilidad social.” Ingeniería: Conjunto de conocimientos y técnicas que permiten aplicar el saber

científico a la utilización de la materia y de las fuentes de energía// 2. Profesión y ejercicio del ingeniero. (Real Academia de la Lengua)

Ingeniería: Conjunto de conocimientos por los que las propiedades de la materia y de

los recursos naturales de energía se hacen útiles al ser humano mediante máquinas, estructuras, etc. Profesión en la que un conocimiento de las matemáticas y de las ciencias naturales obtenida por la experiencia, el estudio y la práctica se aplica con criterio para desarrollar medios, a fin de usar, económicamente, los materiales y las fuerzas de la naturaleza para el beneficio de la humanidad. Es la profesión en la que un conocimiento de matemáticas avanzadas y de las ciencias naturales obtenido por medio de la educación superior, experiencia y práctica se dedica principalmente a la creación de nueva tecnología para el beneficio de la humanidad. La educación en ingeniería se centra en los aspectos conceptuales y teóricos de la ciencia y la ingeniería encaminada a preparar graduandos para la práctica en esta porción del espectro tecnológico más cercano a las funciones de investigación, desarrollo y diseño conceptual. (GRECH, 2001 p 44g )

3 http://ingenieria.puj.edu.co/civil/ingenieria

“La ciencia es un conjunto organizado y sistemático de conocimientos que son de validez universal, y que además utiliza el método científico”

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Ingeniero: Persona que tiene título de cualquiera de las ramas de la ingeniería.

Persona que por razón de su especial conocimiento y uso de las matemáticas, físicas y ciencias de la ingeniería, los principios, métodos de análisis, diseño en ingeniería, adquiridos por educación y experiencia, está calificado para ejercer la ingeniería. (GRECH, 2001 p 44 ) Una vez apropiados estos conceptos, podemos dar nuestras propias definiciones, orientadas hacia el área que nos compete:

Estas definiciones llevan consigo una característica importante, que no podemos dejar a un lado: habilidades. Para lograr el objetivo de la ingeniería y del ingeniero, se deben tener en cuenta el desarrollo de ciertas habilidades que enmarcan el desarrollo de la disciplina.

Las habilidades en la ingeniería:

Siguiendo la tendencia de Pablo Grech, se puede afirmar que las habilidades son perdurables, los conocimientos no. Es relativamente sencillo definir los conocimientos que debe adquirir un ingeniero para desempeñarse exitosamente. Pero no es lo mismo definir las habilidades. A continuación se resumen las principales habilidades que deben destacar a un ingeniero:

Tabla 2. Las habilidades en la ingeniería

Habilidad Descripción

1. Creatividad Capacidad de ser original, innovador, descubridor, inventor. “Si alguien crea algo que es nuevo para él, se dice que es creativo. Si ese algo es nuevo para muchos es, además, innovador. Y si es nuevo para todos es inventor.”

2. Capacidad de pensamiento convergente (BARKER, 1)

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Permite la integración focalizada de los datos y el establecimiento de prioridades en las elecciones. Mediante ésta, el ingeniero selecciona de un gran conjunto de datos aquellos que están relacionados con un determinado problema, y deshecha los demás. Igualmente, con el desarrollo de esta capacidad, el ingeniero, en una determinada situación, puede establecer prioridades a la hora de tomar una decisión. Sólo se toman los datos que se necesitan.

3. Capacidad de pensamiento divergente

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Capacidad para descubrir más de una respuesta correcta a una pregunta determinada. En principio, todos los problemas de ingeniería admiten más de una solución. Muchas personas quedan satisfechas cuando encuentran una de ellas y no son capaces de hallar otras. Al desarrollar esta habilidad, el ingeniero puede fácilmente proponer otras soluciones, además de la inicial.

4 BARKER, Joel Arthur (1995). Paradigmas. Bogotá. Mc Graw Hill. p. 65 5 Ibid. p. 67

“La ingeniería es el conjunto de conocimientos en ciencias básicas y específicas, que llevados a la práctica permiten que una persona diseñe y desarrolle soluciones a problemas en el área de la ciencia y la tecnología.”

“Ingeniero. Aquella persona que a través de estudios de ingeniería, está en capacidad de diseñar y desarrollar soluciones a problemas en el área de la ciencia y la tecnología.”

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Habilidad Descripción

4. Capacidad analítica

La que más identifica a todo ingeniero. Por esta habilidad prefieren a los ingenieros sobre profesionales de otras disciplinas para realizar tareas en las que aquellos están más entrenados pero no poseen una habilidad analítica similar. Descomponer un todo en sus partes, establecer las relaciones entre ellas, extraer las variables principales del sistema, relacionar síntomas con causas, son actividades que desarrollan en grado extremo esta habilidad analítica.

5. Capacidad de trabajo en grupo

Habilidad muy importante en el mundo moderno en el que los problemas son tan complejos que no es posible imaginar equipos de una sola persona. El grupo que se busca es el formado equilibradamente por personas creativas y racionales; los unos pondrán la originalidad y los otros la canalizarán para llegar a los resultados deseados dentro de los parámetros fijados.

6. Interdisciplina- redad

La capacidad para trabajar en grupos con individuos de diferentes disciplinas. Los problemas de hoy son tan complejos, que no es posible resolverlos con el enfoque de una sola disciplina.

7. Serendipia6 Facultad de encontrar una cosa mientras se busca otra. Desarrollar una actitud

indagatoria para aprovechar los hallazgos brindados por el azar, aunque no responda a lo que nosotros buscamos. Esta facultad se encuentra altamente desarrollada entre los descubridores e inventores.

8. Diseño conceptual

Opuesto al diseño detallado. Se busca que el ingeniero se dedique más a las especificaciones de un producto que a los detalles mínimos del mismo. El ingeniero debe definir a grandes rasgos lo que se desea, para que otros transformen sus ideas en realidades

9. Capacidad de comunicación

Indispensable en el mundo moderno en el que la información está confirmándose como el activo más importante de las empresas y en el que poder comunicarse con los demás de una forma eficiente es un requisito para poder trabajar en grupos interdisciplinarios. Esta comunicación debe poder realizarse de varias formas: escrita: habilidosos en la generación de informes técnicos; oral, aprendiendo retórica. Saber convencer a los demás mediante la palabra es muy importante; la defensa de un proyecto, hecha por una persona convencida y con capacidad de convencimiento, es mucho más sencilla que llevada a cabo por una persona sin dotes de comunicador; gráfica, ágil en el uso de ayudas audiovisuales, computador, multimedia, etc. La calidad y complejidad de los documentos que pueden obtenerse por los medios modernos de expresión es tal, que se puede resumir así: Una presentación en multimedia es equivalente a millones de palabras.

10. Dominio de un idioma técnico

(El inglés). Comprender la literatura técnica. Comprender el inglés hablado para poder asistir a teleconferencias, congresos, etc. La posibilidad de comunicarse en ambas direcciones, verbalmente, es recomendable. Valga decir que el inglés se ha vuelto el idioma universalmente aceptado y que casi todos los países desarrollados poseen un bilingüismo de hecho que permite que la transferencia tecnológica se haga de forma natural.

11. Manejo del aspecto humano, social y ético

Muchos de los problemas que el ingeniero deberá resolver tienen implicaciones sociales. Debe ser una persona capaz de entender los problemas que surgen de la aplicación indiscriminada de la tecnología. Las soluciones a los problemas de la sociedad deben contemplar todos los aspectos; el ingeniero debe ser un intérprete de la sociedad. Las soluciones que da la ingeniería no son buenas o malas en sí: solucionan o no solucionan el problema para el cual fueron diseñadas. Debe resolver problemas no crearlos.

La ingeniería es una profesión que se encarga de intermediar entre la ciencia y la tecnología; aplica los conocimientos científicos en el desarrollo de nuevos procesos o instrumentos, para mejorar la sanidad y el bienestar de la sociedad.

6 ARIAS GALICIA, Fernando (1976). Lecturas para el curso de metodología de la investigación. Buenos Aires.

Ediciones Siglo XX. p. 17

Ciencia INGENIERÍA Tecnología

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Lección 3. Sistema

Este término es, tal vez, el más trabajado y conceptualizado en todos los tiempos y contextos de la ciencia. Por ello se relacionan a continuación las definiciones de Sistema propuestas por varios autores:

Ludwig von Bertalanffy (1968): Un sistema es un conjunto de unidades en interrelación.

Ferdinand de Saussure (1931): Sistema es una totalidad organizada, hecha de elementos solidarios que no pueden ser definidos más que los unos con relación a los otros en función de su lugar en esa totalidad.

Mario Bunge (1979): Sistema Σ es una terna ordenada [C(Σ), E(Σ), S(Σ)] en la

que: C(Σ) (composición de Σ) representa el conjunto de partes de Σ. E(Σ) (entorno o medio ambiente de Σ es el conjunto de aquellos elementos

que, sin pertenecer a C(Σ), actúan sobre sus componentes o están sometidos a su influencia.

S(Σ) (estructura de Σ) es el conjunto de relaciones y vínculos de los elementos de C(Σ) entre sí o bien con los miembros del entorno E(Σ).

IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronic Terms: Sistema es un

todo integrado, aunque compuesto de estructuras diversas, interactuantes y especializadas. Cualquier sistema tiene un número de objetivos, y los pesos asignados a cada uno de ellos puede variar ampliamente de un sistema a otro. Un sistema ejecuta una función imposible de realizar por una cualquiera de las partes individuales. La complejidad de la combinación está implícita.

Estándar X3.12-1970 (ANSI), Estándar 2382/V, VI (ISO) Vocabulary for

Information Processing: Sistema es una colección organizada de hombres, máquinas y métodos necesaria para cumplir un objetivo específico.

Resumiendo, de las definiciones anteriores se pueden extraer unos aspectos fundamentales del concepto Sistema:

La existencia de elementos diversos e interconectados. El carácter de unidad global del conjunto. La existencia de objetivos asociados al mismo. La integración del conjunto en un entorno.

“Sistema: cualquier conjunto de elementos organizados (entradas) y relacionados (proceso) para un propósito o una actividad (salidas).”

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Este concepto se abordará más a fondo más adelante.

Lección 4 Informática Y Computación

Informática La informática es una palabra de origen francés, formada por la contracción de los vocablos INFORmación y autoMÁTICA. La definición para Informatique dada por la

Academia Francesa es la de “Ciencia del tratamiento racional y automático de la información, considerando ésta como soporte de los conocimientos humanos y de las comunicaciones, en los campos técnico, económico y social”. La Real Academia Española de la lengua define la informática como el conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de ordenadores. Esto es, la informática es la ciencia que estudia los sistemas inteligentes de información. Es ciencia pues sus conocimientos, son de validez universal y utiliza el método científico. La informática se refiere al estudio de las relaciones entre los medios, los datos y la información necesaria para la toma de decisiones. Es bien conocido que uno de los agentes más importantes de la sociedad actual es la información; de ahí el gran desarrollo e interés de la informática, que tiene por objeto la adquisición, representación, almacenamiento, tratamiento y transmisión de dicha información. Aplicaciones de la Informática:

Hay pocas actividades humanas en que no tenga incidencia, de forma directa o indirecta, la informática. Las computadoras resultan útiles para aplicaciones que reúnen una o varias de las siguientes características:

Tabla 3. Características que llevan al uso de la informática

Característica Justificación

1. Gran

volumen de

datos

Las computadoras son adecuadas para procesar grandes cantidades de datos

2. Datos

comunes

Las bases de datos posibilitan que los datos incluidos en una computadora puedan

utilizarse en múltiples aplicaciones, sin necesidad de que estén físicamente repetidos.

Ello ahorra tiempo en la introducción de datos, ahorra espacio en la memoria y facilita

la actualización de los mismos.

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Característica Justificación

3.

Repetitividad

Procesar ciclos de instrucciones iterativamente. Sólo es programar las instrucciones y

el número de iteraciones. Además un programa o rutina puede ser ejecutado con gran

cantidad de datos.

4. Distribución El origen y destino de la información no necesita estar ubicado en una computadora

central. La información que procesa una computadora puede introducirse a través de

terminales distribuidas por áreas geográficas muy extensas. También puede

procesarse la información en distintas computadoras distribuidas en red.

5. Precisión Una computadora puede realizar todas sus operaciones con una precisión controlada,

obteniendo resultados consistentes con la precisión de los datos introducidos.

6. Cálculos

complejos

Utilizando lenguajes de programación adecuados y rutinas de bibliotecas matemáticas,

es posible efectuar cálculos sofisticados.

7. Gran

velocidad

Las operaciones que realiza una computadora las efectúa a una gran velocidad, en

comparación con los humanos y teniendo en cuenta el volumen de datos e información

procesada. Hoy en día esta característica es invaluable, pues el tiempo es un recurso

que todo sistema debe aprovechar al máximo.

Aquellas actividades que requieran o presenten alguna de las características anteriores, son candidatas a ser efectuadas con ayuda de la computadora. A continuación se relacionan algunos ejemplos de aplicación de la informática, clasificadas en las “CR Categories” dadas por la Association of Computing Machinery ACM.

Tabla 4. Áreas de aplicación de la informática

Área Aplicaciones

1. Procesamiento de datos administrativos

Contabilidad. Control de caja. Procesamiento de pedidos. Facturación. Control de proveedores y clientes. Control de almacén. Control de producción y de productividad. Gestión de personal. Nóminas. Planificación y control de proyectos grandes y complejos. Programación lineal: búsqueda de soluciones óptimas. Investigación y prospección de mercado. Modelos financieros y para predicción. Gestión bancaria. Sistemas de gestión de terminales para puntos de ventas. Gestión bibliotecaria. Seguros: registro y control. Sistemas de reservas y control de pasajeros. Ofimática: (Oficina electrónica) Procesador de texto. Hoja electrónica. Gestión de archivos y/o bases de datos. Correo electrónico. Agenda electrónica. Aplicaciones gráficas.

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Área Aplicaciones

2. Ciencias físicas e ingeniería

Resolución de modelos y cálculos matemáticos. Resolución de ecuaciones y de problemas matemáticos, en general. Análisis de datos experimentales utilizando técnicas estadísticas. Simulación y evaluación de modelos. Realización de tablas matemáticas.

3. Ciencias de la vida y médicas

Investigación médica, biológica, y farmacéutica. Ayuda al diagnóstico. Bases de datos con historias clínicas. Medicina preventiva. Electromedicina.

4. Ciencias sociales y del comportamiento

Análisis de datos. Bases de datos jurídicas. Aplicaciones en educación: Enseñanza con ayuda de computador (CAI –

Computer Assisted Instruction o CAL – Computer Aided Learning). Juegos con computadora. Documentación científica y técnica.

5. Arte y humanidades

Composición de cuadros. Composición musical. Elaboración de publicaciones: libros, periódicos y revistas. Realización de escenas animadas para películas de cine, televisión, etc. Análisis automático de textos.

6. Ingeniería con ayuda de computadora

Diseño, fabricación y test con ayuda de computadora. Cartografía. Minería. Informática industrial.

7. Computadores en otros campos o sistemas

Inteligencia artificial: sistemas expertos o sistemas basados en el conocimiento (IKBS Intelligent Knowledge Based Systems).

Informática gráfica. Aplicaciones multimedia. Internet: Correo electrónico (e-mails): enviar de forma rápida y eficiente mensajes. Boletines de noticias (news): temas concretos y distribuidos a grupos de

interés. Acceso remoto (telnet): acceder a los recursos informáticos de otro

computador. Guías para búsquedas (gopher): búsquedas de información. ICR, Internet Relay Chat o chats: charlas interactivas de usuarios en red. Accesos a páginas de la red mundial (www o world wide web): son

documentos con enlaces a otros documentos existentes en el mismo u otros servidores.

Comercio electrónico (e-comerce): realizar transacciones comerciales a través de la red mundial.

Entonces, el concepto consolidado sería: Computación

O ciencia de la computación, es una disciplina que busca establecer bases científicas para:

El diseño de computadoras (Hardware). Programación de computadoras (Software).

“Informática: es la ciencia del tratamiento automático y racional de la información. Este tratamiento hace referencia a la adquisición, almacenamiento, procesamiento y transmisión de dicha información.”

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Procesos de información (Sistemas de información). Elaboración de algoritmos (algoritmos genéticos).

Este término va de la mano con el concepto de informática. Se define como el conjunto de conocimientos científicos y de técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de computadoras. La computación debe combinar los aspectos teóricos y prácticos de la ingeniería, electrónica, teoría de la información, matemáticas, lógica y comportamiento humano. Los aspectos de la computación cubren desde la programación y la arquitectura informática hasta la inteligencia artificial y la robótica.

Datos e Información

A menudo suele llamarse información a todos lo que requiere ser registrado, sin embargo hay una aclaración por hacer: los datos constituyen las entradas de un sistema, son cifras, nombres, fechas que por sí solas ofrecen poca utilidad, pero al ser tratadas o procesadas constituyen un recurso valioso para la toma de decisiones; es así como las facturas y los recibos de caja son datos, mientras que los informes de cuentas por cobrar representan información. Una vez realizada esta importante diferenciación, a continuación se explica cómo se almacenan los datos e información en el computador. En el interior de las computadoras la información se almacena y se transfiere de un sitio a otro según un código que utiliza sólo dos valores (código binario) representado por 0 y 1. En la entrada y salida de la computadora se efectúan automáticamente los cambios de código oportunos para que en su exterior la información sea directamente comprendida por los usuarios. La unidad más elemental de información es un valor binario, conocido como BIT. El origen de este término es inglés, y se suele considerar que procede de la contracción de las palabras BInary y digiT. Un bit es, por tanto una posición o variable que toma el valor 0 ó 1. Es la capacidad mínima de almacenamiento de información. El bit representa la información correspondiente a la ocurrencia de un suceso entre dos posibilidades distintas. La información se representa por medio de caracteres, a cada carácter le corresponde un cierto número de bits. Un byte es el número de bits necesarios para almacenar un carácter. 1 byte = 8 bits u octeto.

Computación: disciplina que se encarga del procesamiento automático de datos e instrucciones, con la ayuda de la computadora, y así llegar a obtener información útil para alguna persona o sistema.

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Como el byte es una medida relativamente pequeña, comparada con toda la información que se puede llegar a almacenar y manejar, es usual utilizar los siguientes múltiplos, que son similares a los utilizados en física pero con diferentes valores:

Tabla 12. Unidades de almacenamiento de información

Medida Sigla Equivalencias

1 Kilobyte KB 210

Bytes = 1024 Bytes = 103 Bytes

1 Megabyte MB 220

Bytes = 1.048.576 Bytes = 106 Bytes

1 Gigabyte GB 230

Bytes = 1.073.741.824 Bytes = 109 Bytes

1 Terabyte TB 240

Bytes = 1012

Bytes

1 Petabyte PB 250

Bytes = 1015

Bytes

1 Exabyte EB 260

Bytes = 1018

Bytes

Definición

Las computadoras suelen efectuar las operaciones aritméticas utilizando una representación para los datos numéricos basada en el sistema de numeración base dos o binario . También se utilizan los sistemas de numeración octal y hexadecimal, para obtener códigos intermedios. Un número expresado en uno de estos dos códigos puede transformarse directa y fácilmente a binario y viceversa. Con ellos se simplifica la trascripción de números binarios y se está más próximo al sistema que utilizamos normalmente (el sistema decimal), por lo que con gran frecuencia se utilizan como paso intermedio en las transformaciones de decimal a binario y viceversa. Un sistema de numeración en base b utiliza para representar los números un alfabeto compuesto por b símbolos o cifras. Así, todo número se expresa por un conjunto de cifras, contribuyendo cada una de ellas con un valor que depende de

La cifra en sí, y La posición que ocupe dentro del número.

Tabla 13. Sistemas de numeración en informática

Sistema Base (b) Símbolos

Binario 2 0,1

Decimal 10 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

Octal 8 0,1,2,3,4,5,6,7

Hexadecimal 16 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

Clasificación

a. Sistema de numeración en base dos – Binario

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En este sistema b=2 y se necesitan tan sólo dos elementos para representar cualquier número. Transformaciones de base binaria a decimal Para obtener la correspondiente cifra decimal del número binario, se utiliza la suma de varias potencias de dos, dependiendo de la posición que ocupa el elemento dentro de la cifra binaria. Por ejemplo, el número 10101101(2) representa, empezando por la derecha, (1×20) + (0×21) + (1×22) + (1×23) + (0×24) + (1×25) + (0×26) + (1×27) = 173(10) Transformaciones de base decimal a binaria Para transformar un número decimal a binario: Se divide por 2 (sin obtener decimales en el cociente) la parte entera del número decimal de partida, y los cocientes que sucesivamente se vayan obteniendo. Los residuos de estas divisiones y el último cociente (serán siempre 0 ó1) son las cifras binarias. El último cociente será el bit más significativo (el primero) y el primer residuo será el bit menos significativo (el último). Por ejemplo: 26(10) equivale en binario a 11010(2)

b. Sistema de numeración en base ocho – Octal

En este sistema b=8 y se necesitan tan sólo ocho elementos para representar cualquier número (0,1,2,3,4,5,6,7). Transformaciones de octal a decimal Para obtener la correspondiente cifra decimal del número octal, se utiliza la suma de varias potencias de ocho, dependiendo de la posición que ocupa el elemento dentro de la cifra octal. Por ejemplo, el número 726(8) representa, empezando por la derecha, (6×80) + (2×81) + (7×82) = 470(10)

26 2 0 13 2

6 1 2

3 0 2 1 1

26(10) = 11010(2)

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Transformaciones de base decimal a octal Se divide por 8 (sin obtener decimales en el cociente) la parte entera del número decimal de partida, y los cocientes que sucesivamente se vayan obteniendo. Los residuos de estas divisiones y el último cociente (serán siempre entre 0 y 7) son las cifras octales. El último cociente será la primera cifra del número octal y el primer residuo será la última. Por ejemplo: 921(10) equivale en octal a 1631(8)

c. Sistema de numeración en base dieciséis– Hexadecimal En este sistema b=16 y se necesitan dieciséis elementos para representar cualquier número. 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A (diez), B (once), C (doce) ... y F (quince) Las transformaciones del sistema Hexadecimal al decimal y viceversa, se efectúan siguiendo las misma reglas de los sistemas anteriores (binario y octal). Veamos los ejemplos: Hexadecimal a decimal: El número A7B3(16) representa, empezando por la derecha, (3×160) + (11×161) + (7×162) + (10×163) = 42931(10) Decimal a Hexadecimal: 951(10) equivale en hexadecimal a 3B7 (16)

Podemos concluir, que para convertir un número en base b a decimal se realizan sumas de potencias, y para pasar un número decimal a un sistema base b, se

realizan divisiones sucesivas, recogiendo los residuos de abajo hacia arriba.

921 8 1 115 8

14 3 8 1 6

921(10) = 1631(8)

951 16 7 59 16

3 11 Como 11=B, entonces

951(10) = 3B7(16)

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Actividad: Realice las siguientes transformaciones, como ejercicio de refuerzo: 796(10) (2) 110001(2) (10) 107(8) (10)

879(10) (8) D3F8(16) (10) 9875(10) (16)

Lección 5 Teoría General De Sistemas

En un sentido amplio, la Teoría General de Sistemas (TGS) se presenta como una forma sistemática y científica de aproximación y representación de la realidad y, al mismo tiempo, como una orientación hacia una práctica estimulante para formas de trabajo transdisciplinarias. La TGS se caracteriza por su perspectiva holística e integradora, en donde lo importante son las relaciones y los conjuntos que a partir de ellas emergen. La TGS ofrece un ambiente adecuado para la interrelación y comunicación productiva entre especialistas y especialidades. Los objetivos originales de la Teoría General de Sistemas son los siguientes:

1. Impulsar el desarrollo de una terminología general que permita describir las características, funciones y comportamientos sistémicos.

2. Desarrollar un conjunto de leyes aplicables a todos estos comportamientos y, por último,

3. Promover una formalización (matemática) de estas leyes.

La primera formulación en tal sentido es atribuible al biólogo Ludwig von Bertalanffy (1901-1972), quien acuñó la denominación "Teoría General de Sistemas". Para él, la TGS debería constituirse en un mecanismo de integración entre las ciencias naturales y sociales y ser al mismo tiempo un instrumento básico para la formación y preparación de científicos. Sobre estas bases se constituyó en 1954 la Society for General Systems Research, cuyos objetivos fueron los siguientes:

Investigar el isomorfismo de conceptos, leyes y modelos en varios campos y facilitar las transferencias entre aquellos. Promoción y desarrollo de modelos teóricos en campos que carecen de ellos. Reducir la duplicación de los esfuerzos teóricos

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Promover la unidad de la ciencia a través de principios conceptuales y metodológicos unificadores.

La TGS suscitó un gran interés y pronto se desarrollaron diversas tendencias, entre las que destacan la cibernética (N. Wiener), la teoría de la información (C.Shannon y W.Weaver) y la dinámica de sistemas (J.Forrester). Si bien el campo de aplicaciones de la TGS no reconoce limitaciones, al usarla en fenómenos humanos, sociales y culturales se advierte que sus raíces están en el área de los sistemas naturales (organismos) y en el de los sistemas artificiales (máquinas). Mientras más equivalencias reconozcamos entre organismos, máquinas, hombres y formas de organización social, mayores serán las posibilidades para aplicar correctamente el enfoque de la TGS. La meta de la Teoría General de los Sistemas no es buscar analogías entre las ciencias (humanas, sociales, naturales, etc.), sino tratar de evitar la superficialidad científica que ha estancado a las ciencias. Para ello emplea como instrumento, modelos utilizables y transferibles entre varios estudios científicos, toda vez que dichos modelos sean posibles e integrables a las respectivas disciplinas.

Por ejemplo un curso académico X, se parte del análisis particular a lo general, para establecer características similares que se puedan aplicar al conjunto de cursos académicos de los planes de estudio correspondientes al programa de ingeniería de sistemas en la UNAD.

Figura 2 . Análisis de un curso académico, De lo particular a lo general

Como se puede observar en el gráfico anterior a medida que se aumenta la generalidad se realiza a costa del contenido particular; llegando a la conclusión que es un sistema artificial, sistema abierto, es un sistema y por ultimo un objeto. La Teoría General de Sistemas (TGS), propone descubrir las similitudes o isomorfismos en las construcciones teóricas teniendo en cuenta las diversas disciplinas para desarrollar modelos teóricos que tengan aplicación al menos en dos campos diferentes de estudio. Por lo tanto el ingeniero de sistemas debe tratar de ser íntegro con el conocimiento general de las diferentes disciplinas, entendiendo el lenguaje de otras profesiones, intercambiando experiencias y conocimiento.

Curso académico X

n área n créditos

Créditos Área de formación

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A continuación se relacionan las ciencias aplicadas donde se maneja la Teoría General de Sistemas:

Tabla 5. Ciencias aplicadas donde se maneja la Teoría General de Sistemas

Ciencias Descripción

Cibernética Explica los mecanismos de comunicación, control en las máquinas y los seres vivos que ayudan a comprender los comportamientos generados por estos sistemas caracterizándose por sus propósitos, en la búsqueda de un objetivo, con capacidades de auto-organización y auto-control.

La Teoría de la Información

Entre más complejo es un sistema (sub-sistemas y sus relaciones entre sí), mayor es la energía que el sistema destina para la obtención de la información, su procesamiento, decisión, almacenaje y comunicación.

La Teoría de Juegos (Games Theory)

Por medio de un marco matemático analiza la competencia que se produce entre dos o más sistemas racionales, buscando maximizar sus ganancias y minimizar sus pérdidas, es decir, alcanzar la estrategia óptima.

La Teoría de la Decisión

Busca la selección racional de alternativas dentro de las organizaciones o sistemas sociales, mediante procedimientos estadísticos basados en el manejo de las probabilidades tomando la decisión que optimice el resultado.

La Topología o Matemática Relacional

Es un pensamiento geométrico basado en la prueba de la existencia de un teorema en campos de redes, gráficos o conjuntos. Su aplicación se lleva a cabo en el estudio de las interacciones entre las partes de los subsistemas.

El Análisis Factorial El aislamiento por análisis matemático de factores en fenómenos multivariables en sicología y otros campos.

La Investigación de Operaciones

El desarrollo de un modelo científico del sistema incorporando factores tales como el azar y el riesgo, con los cuales predice y compara los resultados de las diferentes decisiones, estrategias o controles alternativos. Su propósito es ayudar a la administración a determinar su política y sus acciones de manera científica.

La Ingeniería de Sistemas

Propone análisis, diseño, evaluación y construcción científica de sistemas Hombre-Máquina; para aumentar la productividad, velocidad y volumen en las comunicaciones y transporte.

Podemos concluir que:

“La Teoría General de Sistemas se encarga de analizar un sistema en forma

general, posteriormente los subsistemas que los componen o conforman y las interrelaciones que existen entre sí, para cumplir un objetivo. Es decir busca semejanzas que permitan aplicar leyes idénticas a fenómenos diferentes y que a su vez permitan encontrar características comunes en sistemas diversos.”

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO 90013 – INTRODUCCION A LA INGENIERIA DE SISTEMAS CAPÍTULO 2. SISTEMAS

Actividad inicial: Recordemos el término “sistema”, revisado en el capítulo 1. Si no es así por favor lo revisamos nuevamente. Una vez recordado ubique un ejemplo de un sistema cercano a su entorno, teniendo en cuenta la definición concretada. Realice una revisión detallada del ejemplo seleccionado. Describa de forma concreta lo que hace el sistema, cómo funciona, en dónde funciona y qué partes lo componen. Para este ejercicio se recomienda seleccionar un sistema del cual pueda obtener toda la información requerida sin ningún inconveniente. Se sugiere el siguiente cuadro.

Nombre del Sistema:

Qué hace Cómo funciona Dónde funciona Componentes

Lección 6 Antecedentes

Historia de los sistemas

El concepto de sistemas es sumamente antiguo. Desde hace miles de años los filósofos han observado que la interacción orgánica entre diferentes elementos que constituyen un todo le confiere al conjunto propiedades y características que no poseen ninguno de los elementos considerados aisladamente. Son numerosos los autores que de una u otra forma utilizaron el concepto de sistemas en la concepción de sus teorías.

Tabla 7. Grandes pensadores sistémicos

Pensador Disciplina Teoría

Aristóteles Filosofía El todo es más que la suma de las partes.

Descartes 1638

Ingeniería Precursor del concepto de cibernética. Concluyó que es posible crear un animal impulsado hidráulicamente, sin que se note la diferencia con uno verdadero.

Ferdinand de Saussure 1890

Lingüística Partir del todo para conseguir, por análisis, los elementos que encierra. Lingüística estructural.

Max Wertheimer, Wolfgang Köhler y Kurt Koffka 1912

Sicología Teoría de gestalt: Una gestalt es una entidad en la que las partes son interdependientes y tienen ciertas características del todo, pero el todo tiene algunas características que no pertenecen a ninguna de las partes.

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Köhler 1924 Física Habla de los sistemas físicos: orgánicos e inorgánicos.

Lotka 1925 Sociología- Estadística

Concepto general de los sistemas. Concibió las comunidades como sistemas, sin dejar de ver en el individuo una suma de células.

Whitehead 1925 Biología Mecanicismo orgánico.

Ludwig Von Bertalanffy 1928

Ciencias Cuestiona la biología y define la teoría general de sistemas.

Talcott Parsons 1937

Sociología La estructura de la acción social: Utilizó conceptos como estructura, función, tensión, sistema. Trató de demostrar que todo sistema social tiende a mantener su estabilidad o equilibrio cumpliendo 4 funciones: definición de objetivos, integración, adaptación y control de tensiones.

Claude Bernard (1813-1878)

Fisiología animal

Homeostasis. Todos los mecanismos vitales tienen por objetivo conservar constantes las condiciones de vida en el ambiente interno.

Walter Bradford Cannon 1930

Biología Concibe el cuerpo como un organismo autorregulador y utiliza nuevamente el término homeostasis para designar la tendencia a mantener un estado de equilibrio.

Charles Darwin 1858

Teoría evolutiva

Los organismos en su proceso evolutivo se adaptan con éxito a su ambiente y se encuentran en un proceso de cambio continuo.

A. Stanley 1935 Botánica Ecosistemas: Sistema total que incluye los complejos orgánicos y todos los factores que constituyen el medio ambiente.

Chester Barnard 1938

Adminis- tración

La eficacia de una organización, es la supervivencia, que depende del equilibrio interno de la organización y del equilibrio mantenido entre el subsistema y la situación general exterior a éste.

Alexander Bogdanov 1912

Filosofía Desarrolló la Teoría Universal de la Organización.

James Watt 1788

Ingeniería Inventó el regulador, involucrando el concepto de realimentación negativa y amplificación. Con esto el manejo de la energía cobró importancia para un sistema. Dio lugar a los servomecanismos.

Norbert Wiener 1948

Ingeniería Cibernética: Paralelismos entre la operación de los sistemas nerviosos animales y los sistemas automáticos de control en las máquinas. Define conceptos de autocontrol, teoría de la información y autómatas.

Shannon y Weaver 1949

Ingeniería Hablan de la teoría de la información. Fundadores.

A. Rapoport 1950 Biomate- mática

Teoría de las redes.

Peter Checkland 1950

Ingeniería Define la metodología de los sistemas suaves para modelar sistemas complejos.

K. Boulding 1953 Economía Teoría empírica general. Uno de los padres fundadores de la teoría general de sistemas.

Rosen 1960 Ingeniería Teoría de las gráficas.

Mesarovic 1964 Matemáticas Teoría de conjuntos.

Segre 1966 Física Teoría del comportamiento.

John McCarthy 1956

Ingeniería Acuña el término inteligencia artificial.

Ludwig Von Bertalanffy 1937

Ciencias Presentación en sociedad de la teoría general de sistemas.

John Von Newman 1947

Matemáticas Matemático; padre fundador en los dominios de la teoría ergódica, teoría de juegos, lógica cuántica, axiomas de mecánica cuántica, la computadora digital, autómata celular y sistemas auto-reproducibles.

Morgenstern 1947

Matemáticas Habla de la teoría de juegos.

Humberto Maturana y Francisco Varela 1975

Ingeniería Definen el concepto de Autopoiesis.

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W. Ross Ashby Psiquiatría Uno de los padres fundadores de la cibernética; desarrolló conceptos como la homeostasis, ley de la variedad de requisitos, principio de la auto-organización, y la ley de los modelos reguladores.

Henri Atlan Ingeniería - biología

Estudió la auto-organización en redes y en células; aplicaciones al problema del propósito y la intencionalidad; sistemas neuronales expertos para el cómputo de diagnosis automáticos en cardiología; procesos de aprendizaje en redes pequeñas y modelado de la respuesta inmune; modelos computacionales de redes paralelas en biología celular.

Gregory Bateson Antropología Física

Desarrolló la teoría de la doble atadura, y estudió el paralelo entre la mente y la evolución natural. Libro: Mind and Nature (1978).

Stafford Beer 1950

Ingeniería Administrador de la cibernética; creador del modelo del sistema viable (VSM).

Jay Forrester Ingeniería Creador de la dinámica de sistemas, aplicaciones al modelado del desarrollo de las industrias, de las ciudades y del mundo.

George Klir Matemáticas Teórico de sistemas matemáticos; creador de la metodología solucionadora de problemas de la teoría general de sistemas.

Niklas Luhmann Sociología Aplicó la teoría de la autopoiesis a sistemas sociales.

Warren McCulloch

Sicología Primero en desarrollar modelos matemáticos de procesos neuronales.

James Grier Millar

Biología Creador de la teoría de los sistemas vivientes (LST).

Edgar Morin Sociología Desarrolló un método general transdisciplinario.

Howard T. Odum Biología Creador de la ecología de los sistemas.

Gordon Pask

Educación Creador de la teoría de la conversación: conceptos cibernéticos de segundo orden y aplicaciones a la educación.

Howard Pattee Biología Estudió las jerarquías y el cierre semántico en los organismos.

William T. Powers Ingeniería Creador de la teoría del control perceptual.

Robert Rosen Biología Primero en estudiar sistemas anticipatorios, propuso una categoría teórica, modelo no-mecánico de sistemas vivientes.

Ernst von Glasersfeld

Sicología Propone el constructivismo radical.

Heinz von Foerster

Ingeniería Uno de los padres fundadores de la cibernética; primero en estudiar la auto-organización, la auto-referencia y otras ideas similares; creador de la cibernética de segundo orden.

Paul Watzlawick Siquiatría Estudió el rol de las paradojas en la comunicación.

Autor: Pilar Alexandra Moreno

La forma del movimiento de sistemas

En este aparte vamos a tomar la posición de Peter Checkland, en lo que él define como el Movimiento de Sistemas. Toma como ideas centrales la emergencia y jerarquía, comunicación y control. Ellas proporcionan la base para una notación o lenguaje que se puede utilizar para describir el mundo que hay fuera de nosotros, para una descripción de sistemas del universo y para dar un “enfoque de sistemas” con qué enfrentar los problemas de éste. Entonces, un resumen del mundo observado y un enfoque de sistemas para los problemas de éste se encuentran en muchas disciplinas diferentes; todos estos esfuerzos juntos constituyen el “movimiento de sistemas”, al que hace referencia Checkland.

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Al considerar el organismo vivo como un todo, como un sistema, y no como un simple grupo de componentes juntos con relaciones entre los componentes, Ludwig Von Bertalanffy atrajo la atención hacia la distinción importante entre los sistemas abiertos y los sistemas cerrados. Él definió en 1940 un sistema abierto como aquel que importa y exporta material. Más generalmente, entre un sistema abierto y su medio debe existir intercambio de materiales, energía e información. También definió una jerarquía de sistemas abiertos, el mantenimiento de la jerarquía generará un grupo de procesos en los cuales hay comunicación de información con propósitos de regulación o control. El programa de movimiento de sistemas se podría describir como la verificación de la conjetura de que estas ideas nos permitirían enfrentar el problema que el método de la ciencia encuentra tan difícil, es decir, el problema de la complejidad organizada.

En la siguiente figura, se ilustra la forma del movimiento de sistemas.

Dicho gráfico se analizó y construyó teniendo en cuenta la siguiente estructura:

1. El movimiento de

sistemas

2.1 Estudio de

las ideas de sistemas

2.2 Aplicación en otras

disciplinas

3.1 Desarrollo teórico

3.2 Desarrollo de la solución de problemas en

problemas del mundo real

4.1 Trabajo en sistemas

duros

4.2 Auxilio en la toma de decisiones


suaves

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Figura 3 La forma del movimiento de sistemas, indicando las influencias externas más importantes (Checkland, 2004)

Los sistemas suaves son aquellos sistemas en los cuales existe la intervención directa del hombre. Son llamados sistemas de actividad humana.

Al contrario, los sistemas duros son aquellos sistemas en los cuales existe la implementación y manejo de una máquina o computadora. Son llamados sistemas automáticos.

Actividad final de refuerzo: El gráfico 2 relaciona la forma de movimiento de sistemas indicando las influencias externas más importantes.

3.1 Desarrollo teórico del

pensamiento de sistemas

Cibernética Teoría de control

Teoría de información

Teoría jerárquica


suaves

Metodología de

sistemas suaves

4.2 Auxilio en la toma de

decisiones

Análisis de sistemas

Ciencias básicas


duros

Metodologías

Uso de la computadora

3.2 Desarrollo de la solución de problemas del pensamiento de sistemas en problemas

del mundo real

2.1 Estudio de las ideas de sistemas como tales

2.2 Aplicaciones de sistemas

en otras disciplinas

1. El movimiento de sistemas

Ingeniería de

sistemas

Filosofía

Biología

Ciencia Natural

Economía

Ciencia Social

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Apoyado en la historia de los sistemas realice un análisis de la estructura y relaciones allí planteadas y describa los aportes concretos que cada una de las influencias externas han hecho al movimiento de sistemas, como un todo organizado. Justifique sus apreciaciones. El siguiente cuadro está dispuesto para ello.

Influencia externa Aportes al movimiento de sistemas

Justificación

Ingeniería de Sistemas

Ciencia Natural – Biología

Ciencia Social - Economía

Filosofía

Lección 7 Definiciones Formales

Aproximación conceptual. Para facilitar la comprensión del concepto de sistema, comenzaremos por considerar tres objetos diferentes: una célula viva, el motor de un automóvil y una molécula de agua. En un sentido material, la célula consta de varios elementos químicos: proteínas, ácidos nucléicos, etc. Cada uno de estos componentes es un producto químico sin vida propia. No obstante, al entrar en interacción, estos elementos forman un todo orgánico: la célula, que posee todas las propiedades de un ser vivo. (AFANASIEV, 1967, pág 9). Como segundo ejemplo, consideremos el motor de un automóvil. Este se encuentra constituido por varios elementos: pistones, bujías, carburador, etc. Si analizamos de manera aislada cada componente, tendremos un grupo de repuestos o parte para motor. Solamente cuando los relacionamos de acuerdo con la función que cumple cada uno dentro del todo, cuando lo ensamblamos en un orden predeterminado, obtendremos un todo orgánico, capaz de producir fuerza. Así el motor adquiere propiedades que no posee ninguna de sus partes sino que son fruto de la acción armónica de todas las partes. Sabemos que una molécula de agua está constituida por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. De nuevo, si separamos estos componentes obtendremos dos gases que poseen características bastante distintas de las que posee el agua. Los tres ejemplos expuestos se refieren a objetos muy diferentes. No obstante, todos tienen una importante cualidad en común: poseen propiedades que sólo pueden ser entendidas como resultado de una interacción entre sus partes. Este atributo fundamental de los sistemas se denomina HOLISMO o TOTALIDAD.

Por el hecho de pertenecer al todo, las partes pierden sus características particulares, por ejemplo, el oxígeno y el hidrógeno, al formar el agua. Es por esta razón que se afirma que el todo no puede ser comprendido si se aíslan sus componentes; o que las

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partes no tienen significado sino cuando se explican en función del todo, cuando se observan sus relaciones con los otros elementos y la función que cumplen dentro de la entidad total. Es usual que se denomine sistema a un objeto real. Por ejemplo, un árbol, un animal,

un automóvil. Emplear la palabra sistema para designar un objeto es propio del uso común o vulgar del término. Definiciones formales de "Sistema".

Ante la palabra sistemas, todos los que la han definido están de acuerdo que es un conjunto de partes coordinadas y en interacción para alcanzar un conjunto de objetivos. Otra definición, que agrega algunas características adicionales, señala que un sistema es un grupo de partes y objetos que interactúan y que forman un todo o que se encuentran bajo la influencia de fuerzas en alguna relación definida. En el sentido estricto o científico, la palabra sistema no designa un objeto sino que se refiere a un modo especial de considerar ese objeto. Un sistema es una abstracción. Es un modo de llamar la atención sobre cualquier comportamiento holístico particular de un objeto que sólo puede ser entendido como producto de una interacción entre las partes. “La idea de sistema no ayuda más que a entender tipos de comportamientos que resultan de interacciones entre partes” (ALEXANDER, 1971, pág 62). Los puntos anteriores nos permiten comprender con mayor facilidad un concepto más elaborado de sistema:

“Un sistema es un conjunto de componentes cuya interacción engendra nuevas cualidades que no poseen los elementos integrantes”.

(AFANASIEV, 1967, pág 9). De acuerdo con esta definición, la noción de sistema no se refiere solamente a una cosa sino también a un orden entre las cosas. Si tomamos todas las partes de un motor pero las ordenamos al azar, no obtendremos las propiedades nuevas, y por lo tanto este conjunto de partes no puede ser considerado como un sistema. La propiedad holística depende de la organización entre las partes. Por lo tanto, un sistema no es un conjunto de elementos yuxtapuestos sino una organización coherente en la cual cada elemento cumple una función, ocupa un lugar y se integra en un orden. Los elementos del sistema se encuentran tan estrechamente ligados entre sí que si uno de esos elementos se modifica, los otros también, y en consecuencia, todo el sistema se transforma. Un sistema es un modelo conceptual o lógico creado para representar un objeto concreto que posee cualidades holísticas. Un sistema es una concepción teórica, un esquema abstracto de cualquier comportamiento holístico específico. Un sistema es un artificio creado para explicar las relaciones de las partes con el todo.

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“Lo que ve un hombre depende tanto de lo que mira como de lo que su experiencia visual y conceptual previas lo han preparado para ver” (KUHN, 1971, pág. 179). En consecuencia, el sistema natural no existe como tal sino que adquiere ese carácter únicamente cuando el objeto es observado desde una perspectiva sistémica. Las propiedades sistémicas no se desprenden automáticamente de la observación de un objeto natural. Finalmente, hay otra importante aclaración que debemos hacer sobre el concepto de sistema. La definición anteriormente vista es una definición general, de alcance universal, es decir, referida a cualquier sistema independientemente de sus propiedades o de su clase. Existen además las definiciones específicas, que tienen un alcance más limitado o que se circunscribe a una clase especial de sistemas o a un solo sistema en particular. Por ejemplo, podemos definir un sistema como “un conjunto organizado, formando un todo, en el que cada una de sus partes está conjuntada a través de una ordenación lógica, que encadena sus actos a un fin común. (POZO, 1976, pág. 171). La anterior es una definición específica de sistema por cuanto no todos los sistemas persiguen un fin. Por ejemplo, el sol y los astros que giran en torno suyo pueden ser considerados un sistema pero esto no significa que posean un objetivo o persigan un fin común.

Para que un objeto pueda ser considerado como un sistema, es necesario que se puedan definir claramente:

El comportamiento holístico que se enfoca. Las partes del objeto y las interacciones entre estas dan lugar al comportamiento

holístico, y El modo en que la interacción entre las partes produce el comportamiento

holístico.

Lección 8 Conceptos Generales De Sistemas

Para lograr mejor comprensión de los términos y conceptos a tratar, se toma como un hospital. En la figura siguiente se presenta el organigrama en el que se reflejan las dependencias que ó conforman:

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Figura 4 Organigrama (Hospital San Nicolás, 2009)

Aplicando al sistema en estudio, los conceptos de sistema duro y suave, encontramos que el sistema está representado por las personas y la interacción entre ellas en función del Hospital, por su parte el sistema duro corresponde al sistema de información en el que se registran las diferentes actividades desarrolladas en el hospital para el cumplimiento de sus objetivos.

a. Elementos

Concepto Aplicación Componentes del sistema. Estos pueden ser considerados también sistemas o subsistemas. Los elementos que alimentan el sistema se llaman entradas y los resultados, de determinado proceso, son salidas del sistema. Existe otro elemento denominado FEEDBACK

Como se puede apreciar en el organigrama del hospital, éste se encuentra conformado por dos áreas, conformadas por diferentes dependencias o unidades así: Area funcional de prestación de servicios:

Unidad de atención al usuario

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o control para realimentación del sistema. Normalmente existe algún grado de especialización de sus elementos, obteniendo así la mayor eficiencia que se deriva de la división del trabajo y de las relaciones establecidas entre ellos. Es necesario conocer las características del todo, su estructura y funcionamiento.

Unidad de prestación de servicios

Area funcional logística administrativa: Unidad de información Unidad de recursos financieros Unidad de recursos humanos Unidad de recursos básicos Mantenimiento y servicios generales

Figura 5 . Esquema de un sistema

b. Proceso de conversión

Concepto Aplicación Por el cual los elementos, tanto de entrada como de salida, pueden cambiar de estado. En un sistema organizado, los procesos de conversión generalmente agregan valor y utilidad a las entradas, al convertirse en salidas. Si el proceso de conversión reduce el valor o utilidad del sistema, éste impone costos e impedimentos. En otras palabras, los sistemas convierten o transforman la energía que importan en otro tipo de energía, que representa la producción (proceso de producción).

Los insumos invertidos por en el hospital se convierten en servicios prestados para el bienestar de los pacientes.

c. Entradas y recursos

Conversión Transformación

Flujos

Recursos materiales

Recursos financieros Recursos humanos Información

Recursos materiales

Recursos financieros Recursos humanos Información

ENTRADAS PROCESO

SALIDAS

FEEDBACK REALIMENTACION

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Concepto Aplicación Un sistema para que pueda funcionar, debe importar ciertos recursos del medio. Estos pueden ser recursos materiales, recursos financieros, recursos humanos y/o información. Con el fin de utilizar un término que comprenda todos estos insumos, podemos emplear el concepto de “energía”. Por lo tanto, los sistemas a través de su corriente de entrada, reciben la energía necesaria para su funcionamiento y manutención.

Medicamentos Dinero Recursos humanos: Enfermeras Médicos Especialistas Asesores Contadores Infraestructura Vehículos Instalaciones Equipos médicos Sistema de información Información Servicios subcontratados por ejemplo mantenimiento.

Las entradas constituyen la fuerza de arranque que suministra al sistema sus necesidades operativas.

Las entradas pueden ser:

Concepto Aplicación En serie: es el resultado o la salida de un sistema anterior con el cual el sistema en estudio está relacionado en forma directa.

Facturación recibe de hospitalización, el informe de servicios y medicamentos suministrados a un paciente para su liquidación.

Aleatoria: es decir, al azar, donde el término "azar" se utiliza en el sentido estadístico. Las entradas aleatorias representan entradas potenciales para un sistema.

La entrada de pacientes a Urgencias se da en forma programada.

Realimentación o feedback: es la reintroducción de una parte de las salidas del sistema en sí mismo.

Quejas, reclamos o sugerencias de los usuarios permiten al hospital mejorar sus procesos. Reinversión de recursos financieros.

d. Salidas

Son los resultados del proceso de conversión del sistema, se denominan resultados, éxitos o beneficios. Equivale a la exportación que el

Los resultados del hospital, están representados por:

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sistema hace al medio. Generalmente no existe una sino varias corrientes de salida. Pueden ser positivas y negativas para el medio y entorno, entendiéndose aquí por medio todos aquellos otros sistemas que utilizan de una forma u otra la energía que exporta el sistema. Cuando en un sistema, la corriente de salida positiva es superior a la corriente de salida negativa, es probable que este sistema cuente con la “legalización” de su existencia, es decir, sea un “sistema viable”. Es aquel que sobrevive en el medio y se adapta a él y a sus exigencias. La actitud positiva o negativa de ese medio hacia el sistema será el factor más importante para determinar la continuación de su existencia o su desaparición. Al igual que las entradas estas pueden adoptar la forma de productos, servicios e información.

- Servicios prestados para el bienestar de la comunidad. - Recursos financieros que por realimentación pueden convertirse nuevamente en entradas. - Información entre la que se puede mencionar los estados financieros y las estadísticas de atención. La viabilidad de un sistema está directamente relacionada con sus objetivos, un hospital es una empresa pública cuyo fin primordial es prestar servicios en salud a la comunidad mientras que una empresa privada busca la generación de ganancias, sin ellas la empresa tiende a desaparecer. Las entidades, sean públicas o privadas, están sujetas e influenciadas el medio, término se trata a continuación.

e. El Medio

Concepto Aplicación

Es el ente más importante de un sistema, ya que determina sus límites e interrelaciones entre sus elementos. Ningún sistema funciona en el vacío. Todo sistema está incorporado a alguna clase de ambiente. En la realidad no existen objetos aislados. El medio ambiente de un sistema es, el conjunto de sistemas que están en relación con él. Los sistemas se encuentran en comunicación dinámica con su ambiente y mantiene con éste numerosos intercambios y relaciones.

Con qué entidades o sistemas se relaciona el sistema en estudio? Los hospitales están relacionados con la comunidad, los proveedores, las entidades de control, entre otros.

a. Atributos Concepto Aplicación

Los atributos de los sistemas, definen al sistema tal como lo

A continuación se presentan datos de ejemplo que no necesariamente corresponden a la

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conocemos u observamos. Los atributos pueden ser definidores o concomitantes: los atributos definidores son aquellos sin los cuales una entidad no sería designada o definida como tal; los atributos concomitantes en cambio son aquellos que cuya presencia o ausencia no influye en el desempeño de la unidad con respecto al sistema total. También pueden ser cuantitativos o cualitativos; en cada caso se determina el enfoque para medirlos. Los cuantitativos tienen mayor dificultad de definición y medición.

realidad.

Atributos Valor

Nombre Hospital San Nicolás

Nit 77777777-7

Dirección Calle 5 No. 4 – 35

Ciudad Versalles

Sector Salud

Tipo entidad Pública

Nivel Tercero

Los valores dados a los atributos diferencian al Hospital San Nicolás de los demás hospitales.

b. Propósito y función

Concepto Aplicación Los sistemas adquieren siempre un propósito o función específica, cuando entran en relación con otros sistemas o subsistemas. Es el que determina el papel del sistema a estudiar dentro de su sistema general o macrosistema al que pertenece. En realidad, el propósito lo define el contexto y no el mismo sistema. .

En la misión del Hospital se puede determinar su propósito: “Somos una Empresa Social del Estado, cuya misión es brindar servicios integrales de salud a la comunidad del Municipio de Versalles, Departamento del Valle del Cauca, Colombia, basados en los principios de universalidad, legalidad, solidaridad, ética y eficacia, con responsabilidad social, calidad humana y tecnológica; proyectándonos hacia el ámbito familiar y comunitario, con énfasis en promoción y prevención, contribuyendo al mejoramiento de la calidad de vida de la población.” (Hospital San Nicolás, 2009) El sistema de salud Colombiano determina las funciones o servicios con los que pued cumplir le hospital.

c. Metas y objetivos

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Concepto Aplicación

Ayudan a definir y orientar los resultados que se esperan obtener del sistema. Estos, al contrario del propósito o función del sistema, los define el sistema mismo. Deben ser planteados desde un comienzo, al pensar en un sistema se piensa en los objetivos del mismo. Las mediciones de eficacia regulan el grado en que se satisfacen los objetivos o metas del sistema. Estas representan el valor de los atributos del sistema

Entre los objetivos establecidos por el Hospital, se encuentran: (Hospital San Nicolás, 2009)

Prestar servicios de salud a los habitantes del área urbana y rural del municipio de Versalles, garantizando el mantenimiento y recuperación de la salud a través de actividades de diagnóstico, tratamiento y rehabilitación.

Mantener la tasa de mortalidad materna en cero (0) a través de estrategias preventivas como la captación e inscripción temprana a los controles del embarazo y el uso de la estrategia Casa Hogar Prenatal.

Lección 9 Características de los sistemas

El aspecto más importante del concepto sistema es la idea de un conjunto de elementos interconectados para formar un todo que presenta propiedades y características propias que no se encuentran en ninguno de los elementos aislados. Es lo que denominamos emergente sistémico: una característica que existe en el sistema como un todo y no en sus elementos particulares. Del sistema como un conjunto de unidades recíprocamente relacionadas, se deducen los siguientes conceptos que reflejan las características básicas de un sistema:

a. Propósito u objetivo

Todo sistema tiene uno o varios propósitos u objetivos. Las unidades o elementos (u objetos), así como las relaciones, definen una distribución que trata siempre de alcanzar un objetivo. Conocidos los diferentes productos del sistema podemos deducir sus objetivos. Al hablar de objetivos estamos pensando en la medición de la actuación del sistema total.

b. Globalismo o totalidad

La naturaleza orgánica de los sistemas y la interdependencia generada por las relaciones entre elementos o subsistemas, genera reacciones globales ante estímulos en cualquier unidad, manteniendo cambios y ajustes sistémicos permanentes, de lo cual surgen: la entropía y la homeostasis.

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El siguiente gráfico muestra algunos ejemplos, de la forma como los lineamientos o solicitudes externas generan reacciones en las áreas del sistema: En las solicitudes de servicios de salud, además de intervenir el área desde la que se presta el servicio, genera trámites administrativos para la cancelación de los costos y facturación de dichos servicios al usuario. Así mismo, el establecimiento de políticas gubernamentales genera cambios desde la gerencia, en las políticas administrativas del hospital.

Figura 6 Holismo en el sistema

Fuente: Ing. Yaneth Flechas B.

El sistema total está representado por todos los componentes y relaciones necesarios para la consecución de un objetivo, dado cierto número de restricciones. El objetivo del sistema total define la finalidad para la cual fueron ordenados todos los componentes y relaciones del sistema, mientras que las restricciones son limitaciones que se introducen en su operación y permiten hacer explícitas las condiciones bajo las cuales deben operar. Generalmente, el término sistema se utiliza en el sentido de sistema total. Los componentes necesarios para la operación de un sistema total se denominan subsistemas, formados por la reunión de nuevos subsistemas más detallados. Así, tanto la jerarquía de los sistemas como el número de subsistemas dependen de la complejidad intrínseca del sistema total. Los sistemas pueden operar simultáneamente en serie o en paralelo. Los sistemas existen en un medio y son condicionados por el medio, es todo lo que existe afuera, alrededor de un sistema, y tiene alguna influencia

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sobre la operación de éste. Los límites (fronteras) definen qué es el sistema y cuál es el ambiente que lo envuelve.

c. Entropía Consiste en la tendencia de los sistemas hacia la desorganización y posterior muerte del sistema, si no es controlada. Se genera por la interacción entre sus elementos y el medio, con el paso del tiempo o por el funcionamiento del mismo. Este desgaste, se denomina entropía positiva, siendo indispensable en todo sistema, pues incluye la descripción de todos los fenómenos del entorno que obligan al sistema a modificar sus productos, a buscar un nuevo equilibrio con el entrono y perder al menos momentáneamente la efectividad (eficiencia y eficacia). La neguentropía por su parte, contrarresta la entropía positiva para mantener el equilibrio del sistema. La entropía puede ser considerada como una oportunidad de mejora, que obliga a los sistemas a tener rigurosos sistemas de control y mecanismos de revisión, reelaboración y cambio permanente, para evitar su desaparición a través del tiempo. En un sistema cerrado la entropía siempre debe ser positiva. Sin embargo en los sistemas abiertos biológicos o sociales, la entropía puede ser reducida o mejor aún transformarse en entropía negativa, es decir, un proceso de organización más completo y de capacidad para transformar los recursos. Esto es posible porque en los sistemas abiertos los recursos utilizados para reducir el proceso de entropía se toman del medio externo. Asimismo, los sistemas vivientes se mantienen en un estado estable y pueden evitar el incremento de la entropía y aún desarrollarse hacia estados de orden y de organización creciente. Las empresas tienden hacia estados de organización administrativa, de manera que no se desperdicien recursos, lo cual puede amenazar la existencia de las mismas; para ello acogen a normas como la ISO 9001 versión 2000 y la NTCGP:1000 que involucran control y verificación encaminados al mejoramiento de los procesos de la empresa. Es de aclarar que las empresas que inician estos procesos no son las más desorganizadas y que el hecho de no hacerlo no implica que la empresa vaya a desaparecer; lo destacable es la tendencia a la autoregulaciòn y la competitividad

d. Homeostasis

Es el mantenimiento del equilibrio en el organismo vivo, cuyo prototipo es la regulación en los animales de sangre caliente. El enfriamiento de la sangre estimula ciertos centros cerebrales que echan a andar los mecanismos de calor del cuerpo, y la temperatura es mantenida a nivel constante. La homeostasis es la propiedad de un sistema que define su nivel de respuesta y de adaptación al contexto. Es el nivel de adaptación permanente del sistema o su tendencia a la supervivencia dinámica. Los sistemas altamente homeostáticos sufren transformaciones estructurales en igual medida que el contexto sufre transformaciones, ambos actúan como condicionantes del nivel de evolución.

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e. Holismo o sinergia

El holismo es entendido como una doctrina que propugna la concepción de cada realidad como un todo distinto de la suma de las partes que lo componen. Es la propiedad que permite que los procesos que se dan al interior de cada uno de los componentes del sistema se orienten hacia un resultado total. Integra las partes en torno de un producto o de un objetivo. La principal connotación de un sistema es la existencia de cualidades que resultan de la integración, que no se reducen únicamente a la suma de las propiedades de los elementos que lo constituyen. El holismo es una propiedad que poseen todos los sistemas y que les permite:

Mantener los cambios de las partes dentro de límites que no pongan en peligro la supervivencia del sistema.

Mantener subordinadas las partes al todo. Resistir a la desintegración o desorganización. Adquirir propiedades que no poseen sus elementos cuando se les considera

como algo separado del sistema. “El todo es más que la suma de las partes”, es una manera de expresar esta cualidad.

f. Complejidad

Los sistemas vivientes son sistemas de complejidad organizada, en tanto que los sistemas no vivientes muestran propiedades ya sea de simplicidad organizada o complejidad no organizada. Sistemas de simplicidad organizada: Se derivan de la suma en serie de

componentes, cuyas operaciones son el resultado de una cadena de tiempo lineal de eventos, cada uno derivado del anterior. La complejidad en este tipo de sistema se origina principalmente de la magnitud de las interacciones que deben considerarse tan pronto como el número de componentes sea más de tres. Complejidad desorganizada: La conducta del sistema es el resultado de la

oportunidad de interacción de un número infinito de elementos, donde el resultado es aleatorio, según las relaciones establecidas entre ellos. Complejidad organizada: Los sistemas vivientes generalmente muestran una clase

diferente de complejidad llamada complejidad organizada, que se caracteriza por la existencia de las siguientes propiedades:

Hay sólo un número finito de componentes en el sistema. Cuando el sistema se desintegra en sus partes componentes, se llega al límite

cuando el sistema total se descompone en “todos irreducibles” o unidades irreducibles.

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El sistema total posee propiedades propias, sobre y más allá de las derivadas de sus partes componentes. El todo puede representar más que la suma de las partes.

g. Jerarquía

La jerarquía es un concepto importante que puede utilizarse para representar el hecho de que los sistemas pueden ordenarse de acuerdo con varios criterios, uno de los cuales es la complejidad en incremento de la función de sus componentes.

h. Organización

N. Wiener planteó que la organización debía concebirse como "una interdependencia de las distintas partes organizadas, pero una interdependencia que tiene grados. Ciertas interdependencias internas deben ser más importantes que otras, lo cual equivale a decir que la interdependencia interna no es completa" (Buckley. 1970:127). Por lo cual la organización sistémica se refiere al patrón de relaciones que definen los estados posibles (variabilidad) para un sistema determinado.

Ackoff define una organización como “un sistema por lo menos parcialmente

autocontrolado” que posee las siguientes características:

Contenido: Las organizaciones son sistemas hombre-máquina. Estructura: El sistema debe mostrar la posibilidad de cursos de acción

alternativos. Comunicaciones: Determinan la conducta e interacción de subsistemas en la

organización. Elecciones de toma de decisión: Los cursos de acción conducen a resultados

que también deben ser el objeto de elecciones entre los participantes.

i. Límites y entorno

La delimitación de un sistema depende del interés de la persona que pretende analizarlo. Por ejemplo, una organización podrá entenderse como sistema o subsistema o incluso como macrosistema dependiendo del análisis que se quiera hacer: que el sistema tenga un grado de autonomía mayor que el subsistema y menor que el macrosistema. Por tanto, es una cuestión de enfoque. Así, un departamento puede considerarse un sistema compuesto de varios subsistemas (secciones o sectores) e integrado en un macrosistema (la empresa), y también puede considerarse un subsistema compuesto de otro subsistema (secciones o sectores), que pertenece a un sistema (la empresa) integrado a un macrosistema (el mercado o la comunidad). Todo depende de la forma que se haga el enfoque. El límite de un sistema es todo lo que forma parte del sistema, objeto de estudio, y todo lo que pertenece a él.

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Se considera que el entorno del sistema es todo lo que influye sobre éste de una manera directa o indirecta, a corto o largo plazo, con mayor o menor intensidad, sin que el sistema pueda impedir o evitar que se den esas influencias. El entorno genérico de una organización está conformado por otros sistemas como: el biológico, el ecológico, el económico, el cultural, el científico-tecnológico, el político.7

El sistema biológico tiene a cargo la reproducción de la población.

El sistema ecológico trata del espacio o hábitat de la población.

El sistema económico está relacionado con la producción e intercambio de

bienes y servicios.

El sistema cultural está a cargo de la creación y difusión de códigos y mensajes

de toda clase: lingüísticos, morales, estéticos, etc.

El sistema científico-tecnológico se refiere a la comunidad del saber y de las

técnicas.

El sistema político es el conjunto de decisiones que afectan a la totalidad de la

sociedad, la acción de los partidos políticos, las acciones colectivas, la autoridad

y el poder.

Actividad: Antes de continuar con el desarrollo del capítulo, realicemos el siguiente ejercicio, con el fin de apropiar las características de un sistema. Retomen el sistema del ejercicio inicial del capítulo. Una vez ubicado y recordado, revisen las características relacionadas en el siguiente cuadro y describan cuál sería la correspondiente en el sistema ejemplo. Tenga en cuenta las definiciones dadas.

Característica general de un sistema En su sistema sería:

Propósito u objetivo

Globalismo o totalidad

Entropía

Homeostasis

Holismo

Complejidad

Jerarquía

Organización

Límites y entorno

7 CAMACHO, Luz Amanda (1996). Teoría General de Sistemas. Bogotá: Universidad a Distancia UNISUR. p. 14.

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Lección 10 El estudio de los sistemas

Enfoque de sistemas 8La vida en un complejo mundo fragmentado de recursos limitados. La vida en sociedad está organizada alrededor de sistemas complejos en los cuales, y por los cuales, el hombre trata de proporcionar alguna apariencia de orden a su universo. La vida está organizada alrededor de instituciones de todas clases; algunas son estructuradas por el hombre, otras han evolucionado, según parece sin diseño convenido.

Algunas instituciones, como la familia, son pequeñas y manejables; otras, como la política o la industria, son de envergadura nacional y cada día se vuelven más complejas. Algunas otras son de propiedad privada y otras pertenecen al dominio público. En cada clase social, cualquiera que sea nuestro trabajo o intento, tenemos que enfrentarnos a organizaciones y sistemas.

Un vistazo rápido a esos sistemas revela que comparten una característica: la complejidad. Según la opinión general, la complejidad es el resultado de la multiplicidad y embrollo de la interacción del hombre en los sistemas. Visto por separado el hombre es ya una entidad compleja. Colocado en el contexto de la sociedad, el hombre está amenazado por la complejidad de sus propias organizaciones.

El enfoque de sistemas es la filosofía del manejo de sistemas por la que se puede abordar y resolver un problema en su totalidad, y no sólo una porción aislada de éste.

Los “problemas de sistemas” requieren “soluciones de sistemas”, lo cual, significa que debemos dirigirnos a resolver los problemas del sistema mayor con soluciones que satisfagan no sólo los objetivos de los subsistemas, sino también la sobrevivencia del sistema global.

El enfoque de sistemas puede muy posiblemente ser “la única forma en la que podamos volver a unir las piezas de nuestro mundo fragmentado: la única manera en que podamos crear coherencia del caos.”

El enfoque de sistemas se originó fundamentalmente en dos campos. En el de las comunicaciones donde surgieron los primeros Ingenieros de Sistemas cuya función principal consistía en aplicar los avances científicos y tecnológicos al diseño de nuevos sistemas de comunicación. En el campo militar durante la segunda guerra mundial y en particular durante la Batalla de la Gran Bretaña surgió la necesidad de optimizar el empleo de equipo militar, radar, escuadrillas de aviones. etc.

Entre los acontecimientos que han tenido mayor impacto en el desarrollo de sistemas debe destacarse el descubrimiento de la programación lineal en 1947 y la introducción de la computadora digital. Ambos han sido instrumentales en el avance del enfoque de sistemas al permitir el estudio cuantitativo de sistemas caracterizado por un gran número de variables.

8 Grupo de Investigación en Sistemas – UNA, Puno.

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El enfoque sistémico caracteriza al desenvolvimiento de ideas de sistemas en sistemas prácticos y se debe considerar como la acción de investigación para concretar el uso de conceptos de sistemas en la conclusión de problemas. La Ingeniería de Sistemas, como precepto de idea de transformación, sinónimo de cambio y superación de aspectos tangibles de la realidad considera como un componente fundamental al enfoque de sistemas.

Tabla 9. Conceptualización del enfoque de sistemas Pensadores Concepto

Gerez & Grijalva

El enfoque de sistemas es una técnica nueva que combina en forma efectiva la aplicación de conocimientos de otras disciplinas a la solución de problemas que envuelven relaciones complejas entre diversos componentes. Permite el desarrollo y empleo de nuevas tecnologías tanto como consideraciones técnicas y económicas lo permitan.

Thome & Willard

El enfoque de sistemas es una forma ordenada de evaluar un necesidad humana de índole compleja y consiste en observar la situación desde todos los ángulos (perspectivas). El enfoque de sistemas se basa en los conceptos: emergencia, jerarquía, comunicación y control y para su aplicación (enfoque) es necesario preguntarse: ¿Cuántos elementos distinguibles hay en el problema aparente? ¿Qué relación causa efecto existe entre ellos? ¿Qué funciones son preciso cumplir en cada caso? ¿Qué intercambios se requerirán entre los recursos una vez que se definan?.

John P. Van Gigch

El enfoque de sistemas puede describirse como: Una metodología de diseño Un marco de trabajo conceptual común Una nueva clase de método científico Una teoría de organizaciones Dirección por sistemas Un método relacionado a la ingeniería de sistemas, investigación de

operaciones, eficiencia de costos, etc. Teoría general de sistemas aplicada.

Rosnay El enfoque sistémico debe: Conservar la variedad. No “abrir” bucles de regulación. Buscar los puntos de amplificación. Restablecer los equilibrios, por al descentralización. Diferenciar para integrar mejor. Para evolucionar, dejarse agredir. Preferir los objetivos a la programación minuciosa. Saber utilizar la energía de mando. Respetar los tiempos de respuesta.

En conclusión, el enfoque de sistemas es el que integra todo el sistema de estudio: tanto sus componentes como sus interrelaciones, tomando el medio ambiente o el entorno en el que se desenvuelve dicho sistema. Para aplicar el enfoque de sistemas se debe tener en cuenta: La existencia de situaciones problemáticas que se desean resolver. Evitar problemas futuros analizando todo el sistema con sus respectivos

subsistemas y sus relaciones.

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Por lo anterior se debe conocer la estructura y funcionamiento del sistema de interés, como un todo, para que más adelante no se presenten problemas futuros porque no se tuvo en cuenta el análisis de todo el sistema. Clases de sistemas En un sistema forman parte de sus problemas tanto la definición del status de realidad de sus objetos, como el desarrollo de un instrumental analítico adecuado para el tratamiento de sus componentes. Un sistema puede variar por su forma, adecuación, y/o función.

Bajo ese marco de referencia los sistemas pueden clasificarse de las siguientes maneras: 1. Según su entitividad: Los sistemas pueden ser agrupados en reales, ideales y

modelos. Reales: Presumen una existencia independiente del observador (quien los

puede descubrir). Ejemplo: Galaxias, animales, células y átomos. Ideales: Son construcciones simbólicas, como el caso de la lógica y las

matemáticas. Modelos: Corresponde a abstracciones de la realidad, en donde se combina lo

conceptual con las características de los objetos.

2. Con relación a su origen: Pueden ser naturales o artificiales, distinción que

apunta a destacar la dependencia o no en su estructuración por parte de otros sistemas.

3. Con relación al ambiente o grado de aislamiento: Los sistemas pueden ser

cerrados o abiertos, según el tipo de intercambio que establecen con sus ambientes.

Ahora bien, también existe la siguiente clasificación, dependiendo de las características internas del sistema:

Tabla 10. Clasificación de sistemas generales

Clasificación 1 Vivientes No vivientes

Características

Son los que tienen vida. Ciclo de vida:

Nace Crece Muere

Sistemas de información: su objetivo es dar información, cumpliendo su ciclo de vida. Fase de los sistemas de información:

Análisis Diseño Implementación Prueba Mantenimiento Caída del sistema.

Clasificación 2 Abstractos Concretos

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Características

Se refiere a conceptos como: Software, lenguaje, números, etc

Interviene sujeto (Es la personificación de los objetos y conceptos). Objeto: entes que son medibles en tiempo y espacio. Concepto: abstracción pura del pensamiento. Sistemas de información interviene:

Hardware Software y Recurso humano.

Clasificación 3 Abiertos Cerrados

Características

Por el canal de entrada ingresa del medio: materia prima, información, energía; lleva a cabo el proceso de conversión (transformación), en un bien y/o servicio. El canal del servicio sale al medio hacia otro sistema.

No tienen entradas, ni salidas, tampoco proceso de conversión. Es decir no tienen un propósito determinado.

Clasificación 4 Probabilísticos Determinísticos

Características

Al azar, si o no. Causa-efecto es indeterminada, no se saben cuales son los efectos de las causas. Condiciones iniciales similares, llegadas diferentes.

Relación causa-efecto demuestra que a condiciones similares iniciales de los elementos le corresponden unas llegadas similares.

Clasificación 5 Naturales Artificiales

Características

El hombre no ha intervenido en su creación.

El hombre intervino en su creación. Pueden ser: Conceptuales: Teorías científicas, conceptos que no están predefinido. Procedimentales: Se basa en procedimientos, leyes. Físicos: Elementos u objetos hechos por el hombre (máquinas). Organizacionales: Interacción de los seres humanos (organización para optimizar la subsistencia).

Existe la clasificación de sistemas, tomada por Peter Checkland, en su libro Pensamiento de Sistemas. Práctica de Sistemas, presentada de una forma resumida contempla los “sistemas trascendentales” (Kenneth E Boulding) como una categoría de supersistema que incluye a los sistemas más allá del conocimiento y que contempla a su vez los sistemas de actividad humana, de diseño abstracto, diseño físico o natural:

Sistemas naturales: origen del universo y del proceso de la evolución. Sistemas de actividad humana: origen la autoconciencia del hombre.

Sistemas diseñados: Físicos y abstractos. Origen un hombre y un propósito.

Sistemas sociales: Incluye al hombre, que puede crear. Establecen relaciones

y estructuras sociales.

Sistemas trascendentales: Más allá del conocimiento.

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Figura 7 Cinco clases de sistema que componen un mapa de sistemas del universo.

Fuente: Peter Checkland Nosotros podríamos –investigar, describir, aprender de, sistemas naturales, crear y utilizar sistemas diseñados – tratar de utilizar la ingeniería en los sistemas de actividad humana9 Niveles de organización de un sistema A medida que el sistema se analice por subsistemas se pasará de una complejidad mayor a una menor; a esto se le denomina integración que representa el enfoque de sistemas. Kenneth E. Boulding formuló 9 niveles de complejidad, partiendo desde los más simples para llegar a los más complejos (recursividad), en su orden son:

Tabla 11. Niveles de organización de los sistemas

NIVEL SISTEMA

Primer nivel Estructuras estáticas. Ejemplo: modelo de electrones dentro del átomo. Segundo nivel Sistemas dinámicos simples. Ejemplo: sistema solar. Tercer nivel Sistemas cibernéticos o de control. Ejemplo: el termostato. Cuarto nivel Sistemas abiertos. Ejemplo: las células. Quinto nivel Sistema genético social. Ejemplo: las plantas. Sexto nivel Sistema con movilidad con propósito y conciencia. Ejemplo: el animal. Séptimo nivel El hombre. Octavo nivel Las estructuras sociales. Ejemplo: una empresa.

9 CHECKLAND, Op.cit p 133.

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Noveno nivel Sistemas trascendentales. Ejemplo: lo absoluto.

Propiedades de sistemas

Stafford Beer define a un sistema viable como aquel que es capaz de adaptarse a las variaciones de un medio en cambio. Para que esto pueda ocurrir, el sistema debe poseer tres propiedades básicas: Ser capaz de autoorganizarse, es decir, mantener una estructura permanente y

modificarla de acuerdo a las exigencias; Ser capaz de autocontrolarse, es decir, mantener sus principales variables

dentro de ciertos límites que forman un área de normalidad y finalmente; Poseer un cierto grado de autonomía; es decir, poseer un suficiente nivel de

libertad determinado por sus recursos para mantener esas variables dentro de su área de normalidad.

Las propiedades de los sistemas dependen de su dominio. El dominio de los sistemas es el campo sobre el cual se extienden. Este puede clasificarse según si:10 Los sistemas son vivientes o no vivientes. Los sistemas son abstractos o concretos. Los sistemas son abiertos o cerrados. Los sistemas muestran un grado elevado o bajo de entropía o desorden. Los sistemas muestran simplicidad organizada, complejidad no organizada o

complejidad organizada. A los sistemas pueden asignárseles un propósito. Existe la realimentación. Los sistemas están ordenados en jerarquías. Los sistemas están organizados.

Las propiedades y supuestos fundamentales del dominio de un sistema determinan el enfoque científico y la metodología que deberán emplearse para su estudio.

Actividad complementaria: El siguiente ejercicio es apropiado para la transferencia de los conceptos revisados. Se plantea para desarrollarlo de manera individual. Tome nuevamente el sistema que ha venido trabajando en el capítulo. Revise lo realizado hasta el momento y complete o mejore el cuadro inicial, evidenciando los conceptos, características y propiedades del sistema, según su nuevo análisis y teniendo en cuenta la conceptualización desarrollada.

10 Van Gigch, Jhon P (1982). Teoría General de Sistemas. México: Editorial Trillas. p 52

49


CAPÍTULO 3 INGENIERÍA DE SISTEMAS

Lección 11 Origen

La primera referencia que describe ampliamente el procedimiento de la Ingeniería de Sistemas fue publicada en 1950 por Melvin J. Kelly, entonces director de los laboratorios de la Bell Telephone, subsidiaria de investigación y desarrollo de la AT&T. Esta compañía jugó un papel importante en el nacimiento de la Ingeniería de Sistemas por tres razones: la acuciante complejidad que planteaba el desarrollo de redes telefónicas, su tradición de investigación relativamente liberal y su salud financiera. Así, en 1943 se fusionaban los departamentos de Ingeniería de Conmutación e Ingeniería de Transmisión bajo la denominación de Ingeniería de Sistemas. A juicio de Arthur D. Hall, "la función de Ingeniería de Sistemas se había practicado durante muchos años, pero su reconocimiento como entidad organizativa generó mayor interés y recursos en la organización". En 1950 se creaba un primer curso de postgrado sobre el tema en el M.I.T. y sería el propio Hall el primer autor de un tratado completo sobre el tema [Hall, 1962]. Para Hall, la Ingeniería de Sistemas es una tecnología por la que el conocimiento de investigación se traslada a aplicaciones que satisfacen necesidades humanas mediante una secuencia de planes, proyectos y programas de proyectos. Hall definiría asimismo un marco para las tareas de esta nueva tecnología, una matriz tridimensional de actividades en la que los ejes representaban respectivamente:

Tabla 6. Dimensiones para las tareas de la Ingeniería de Sistemas

Dimensión Explicación

Temporal Son las fases características del trabajo de sistemas, desde la idea inicial hasta la retirada del sistema.

Lógica Son los pasos que se llevan a cabo en cada una de las demás fases, desde la definición del problema hasta la planificación de acciones.

Conocimiento Se refiere al conocimiento especializado de las diversas profesiones y disciplinas.

Para Wymore, el objeto de la Ingeniería de Sistemas es el "análisis y diseño de sistemas hombre-máquina, complejos y de gran tamaño", incluyendo por tanto los sistemas de actividad humana. En estos casos el inconveniente habitual suele ser la dificultad de expresar los objetivos de manera precisa. Encontramos una definición muy general en el IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronic Terms: "Ingeniería de Sistemas es la aplicación de las ciencias matemáticas y físicas para

desarrollar sistemas que utilicen económicamente los materiales y fuerzas de la naturaleza para el beneficio de la humanidad." Una definición especialmente completa (y que data de 1974) nos la ofrece un estándar militar de las fuerzas aéreas estadounidenses sobre gestión de la ingeniería.

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"Ingeniería de Sistemas es la aplicación de esfuerzos científicos y de ingeniería para: (1) transformar una necesidad de operación en una descripción de parámetros de rendimiento del sistema y una configuración del sistema a través del uso de un proceso iterativo de definición, síntesis, análisis, diseño, prueba y evaluación; (2) integrar parámetros técnicos relacionados para asegurar la compatibilidad de todos los interfaces de programa y funcionales de manera que optimice la definición y diseño del sistema total; (3) integrar factores de fiabilidad, mantenibilidad, seguridad, supervivencia, humanos y otros en el esfuerzo de ingeniería total a fin de cumplir los objetivos de coste, planificación y rendimiento técnico. Como vemos, en la literatura se pueden encontrar tantas definiciones del término como autores se han ocupado del tema. A pesar de ello, podemos dar otra basada en las ideas de Hall, Wymore y M'Pherson: Ingeniería de Sistemas es un conjunto de metodologías para la resolución de problemas mediante el análisis, diseño y gestión de sistemas. Como era de esperar por el amplio espectro de sus intereses, la Ingeniería de Sistemas no puede apoyarse en una metodología monolítica. Cada una de las metodologías que comprende puede ser útil en una fase concreta del proceso o para un tipo concreto de sistemas; lo que todas ellas comparten es su enfoque: el enfoque de sistemas. El interés teórico de este campo se encuentra en el hecho de que aquellas entidades cuyos componentes son heterogéneos (hombres, máquinas, edificios, dinero y otros objetos, flujos de materias primas, flujos de producción, etc) pueden ser analizados como sistemas o se les puede aplicar el análisis de sistemas.

La Ingeniería de Sistemas y el Análisis de Sistemas

La ingeniería de sistemas abarca el grupo de actividades que juntas conducen a la creación de una entidad compleja hecha por el hombre y/o los procedimientos y flujos de información asociados con su operación. El análisis de sistemas es la evaluación sistemática de los costos y otras implicaciones al satisfacer un requerimiento definido en distintas formas. Ambas son “estrategias de investigación” más que métodos o técnicas (Fisher, 1971) y ambos requieren “arte” del practicante cuando éste haga uso de los métodos científicos siempre que sea posible. La ingeniería de sistemas es la totalidad de un proyecto de ingeniería en el sentido más amplio del término (concebir, diseñar, evaluar e implementar un sistema para que satisfaga alguna necesidad definida); el análisis de sistemas es un tipo de evaluación importante, es una parte del proyecto. Para ambas la toma de decisiones debe preceder el establecimiento de cualquier proyecto de ingeniería y para las etapas iniciales de dicho proyecto una vez que este ha comenzado. Ambas actividades utilizan la palabra sistema para indicar su naturaleza. La ingeniería de sistemas para referirse a control y el análisis de sistemas para indicar el desarrollo de pasos razonables y bien ordenados.

51


A continuación se observa la metodología para la solución de problemas de Hall: Hall ve a la ingeniería de sistemas como parte de la “tecnología creativa organizada” en la cual el nuevo conocimiento de investigación se traduce en aplicaciones que satisfagan necesidades humanas mediante una secuencia de planes, proyectos y “programas enteros de proyectos”. Así, la ingeniería de sistemas opera en el espacio entre la investigación y los negocios, y asume la actitud de ambas partes. En aquellos proyectos que la ingeniería de sistemas considera que vale la pena desarrollar, formula los objetivos operacionales, de desempeño, económicos y el plan técnicamente amplio a seguirse. Una vez establecida la fundamentación de la ingeniería de sistemas, podemos observar las siguientes definiciones:

Historia de la ingeniería de sistemas en Colombia (Bautista, 2009)

A finales de los años sesenta muy pocas empresas podían contar con equipos

Definición del problema

Elección de objetivos

Análisis de sistemas

Selección de sistemas

Desarrollo del sistema

Síntesis de sistemas

Ingeniería en curso

(La definición de una necesidad)

(una definición de necesidades físicas

Y del sistema de valor dentro del cual

ellos se deben confrontar)

(creación de sistemas alternativos posibles)

(análisis de los sistemas hipotéticos bajo

la luz de los objetivos)

(selección de la mejor alternativa)

(realización del sistema, incluyendo monitoreo,

Modificaciones y retroalimentación del diseño)

(diseño de prototipos)

“Ingeniería de Sistemas: es un conjunto de metodologías que, aplicadas, permiten la planificación, diseño, implementación y mantenimiento de los sistemas de información que usan las empresas para poder tomar decisiones”

“La ingeniería de sistemas es la encargada de administrar la información para crear y optimizar los sistemas de información, mientras la teoría de sistemas pretende ser una nueva orientación, aplicando y elaborando conceptos cuya validez se da por hecho”

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computacionales, algunas de ellas eran: * Bavaria * Ministerio de Hacienda * Colseguros * Ecopetrol * Coltejer * DANE Esto debido a los altos costos de adquisición y exigentes requerimientos de diseño, espacio, operación y mantenimiento de los equipos.

La aplicación se limitaba a la ejecución de procesos administrativos, el desarrollo

e implantación de aplicativos era realizado por los tres principales proveedores de

equipos de cómputo de aquella época: IBM, NCR y Burroughs.

Los sistemas operacionales eran elementales y los lenguajes de programación limitados.

Con la llegada a nuestro país de estos equipos se capacitó recurso humano a

través de cursos en las casas proveedoras matrices o en centros más avanzados,

de igual forma todos aquellos que realizaron pregrados y posgrados y que

recibieron formación en el uso de computadores en universidades

norteamericanas fueron inmediatamente contratados por usuarios y proveedores.

Con el establecimiento de centros cómputo en las universidades y con el deseo de

tener una compatibilidad entre instituciones, la asociación entre estudiantes

operarios del centro computo y personas interesadas en el avance computacional,

dan lugar al establecimiento de una formación profesional en el uso de los

sistemas computacionales.

Poco a poco se presentaba la necesidad de realizar una capacitación profesional en las instituciones universitarias de nuestro país. En 1968 Las universidades: nacional, Andes, Industrial de Santander, establecen dentro de sus curriculum la carrera de ingeniería de sistemas y computación.

Los Departamentos o Facultades de Ingeniería de Sistemas eran pocos,

pequeños y nuevos. En la mayoría de estos Departamentos los profesores eran

ingenieros civiles, eléctricos o mecánicos, que habían conocido la informática en

sus postgrados en el exterior. La formación de los ingenieros de sistemas estaba

constituida por ciencias básicas (matemáticas, física, química, ...), una formación

ingenieril sólida (estática, dinámica, probabilidad, estadística, investigación

operacional, electrónica, ...), temas computacionales (arquitectura de

computadores, lenguajes de programación, sistema operacional, análisis

numérico, ...), y algunos cursos de enfoque global (cibernética, teoría de sistemas,

modelaje, ...).

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Los primeros profesionales en Ingeniería de Sistemas egresados de las

universidades colombianas hacia los años 1972-1973, eran contratados en su

gran mayoría, por las grandes empresas públicas y privadas, que contaban con

computadores, así como por los proveedores de estos equipos.

Los primeros profesionales iniciaron sus actividades en el área de programación,

desarrollando nuevos aplicativos y manteniendo los existentes, migrando

posteriormente y en algunos casos, a las áreas administrativas. Otros recién

egresados, en un número reducido, se vinculaban a pequeñas empresas

nacientes en el área de consultoría y se apoyaban en los computadores de las

universidades y/o de los nacientes "servicios de procesamiento de datos", para

correr aplicativos orientados a los sectores civil y eléctrico. Otro reducido número

se vinculaba a las universidades apoyándolas en la creación y operación de los

centros de cómputo y en el desarrollo de nuevos aplicativos que soportaran

procesos administrativos de estas instituciones.

Lección 12 Ingenieria de sistemas en la UNAD

El programa Ingeniería de sistemas de la UNAD, se encuentra adscrito a la Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería - ECBTI dirigida por el Ingeniero Gustavo Velásquez Quintana y Coordinado a nivel nacional por la Ingeniera Alexandra Aparicio.

Revisando su historia en el Proyecto Educativo del programa elaborado en Julio del 2011, se encuentra que el programa se creó en 1994 en la entonces UNISUR. En 1997 se gradúo la primera promoción de Ingenieros de sistemas y en el año 2000 la de Ingenieros de sistemas. En el año 2004 se aprueba la estructura curricular por créditos académicos que se encuentra vigente. Actualmente, se encuentra en proceso la obtención de la acreditación de alta Calidad ante el Ministerio de Educación.

La Universidad Nacional Abierta y a Distancia (UNAD), a través del programa de Ingeniería de Sistemas tiene como propósito formar profesionales capaces de planear, asesorar y dirigir proyectos de desarrollo tecnológico relacionados con la implementación de sistemas informáticos en procesos socioeconómicos de producción y servicios.

De acuerdo con la resolución 2773 de 2003 del Ministerio de Educación Nacional, está compuesto por las siguientes áreas de conocimiento (Proyecto educativo de la Escuela, 2009):

Área de las Ciencias Básicas: Está integrado por cursos de ciencias naturales y matemáticas, área sobre la cual radica la formación básica científica del Ingeniero y del tecnólogo. Estas ciencias suministran las herramientas conceptuales que

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explican los fenómenos físicos que rodean el entorno. Este campo es fundamental para interpretar el mundo y la naturaleza, facilitar la realización de modelos abstractos teóricos que le permitan la utilización de estos fenómenos en la tecnología puesta al servicio de la humanidad. Este campo de formación incluye la matemática, la física.

Área de Ciencias Básicas de Ingeniería: Tiene su raíz en la Matemática y en las Ciencias Naturales lo cual conlleva un conocimiento específico para la aplicación creativa en Ingeniería. El estudio de las Ciencias Básicas de Ingeniería provee la conexión entre las Ciencias Naturales y la matemática con la aplicación y la práctica de la Ingeniería.

Las matemáticas pueden cambiar el mundo… o llevar a la luna:

Mark León Director del Centro de Investigación Ames, de la Nasa

Área de ingeniería Aplicada: Esta área específica de cada denominación suministra las herramientas de aplicación profesional del Ingeniero. La utilización de las herramientas conceptuales básicas y profesionales conduce a diseños y desarrollos tecnológicos propios de cada especialidad. En la Ingeniería de sistemas, se enfoca hacia las siguiente áreas, que serán estudiadas a lo largo del presente curso:

1 Sistemas 2 Software 3 Redes y comunicaciones

4 Inteligencia artificial Área de Formación Complementaria: Comprende los componentes en Economía, Administración, Ciencias Sociales y Humanidades. El programa debe desarrollar las competencias comunicativas básicas en una segunda lengua, a través de 2 niveles de inglés para le tecnología y 4 para la ingeniería.

Perfil Profesional:

El profesional egresado del programa de Ingeniería de Sistemas de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia (UNAD), podrá:

Diagnosticar e identificar necesidades y problemas relacionados con el diseño, construcción, evaluación, control y mantenimiento de sistemas o procesos de información en organizaciones del ámbito local, regional o nacional.

Proponer, diseñar, construir, evaluar, y mantener soluciones informáticas en los campos comercial, financiero, industrial, administrativo, técnico, científico, educativo y comunicaciones.

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Planear, ejecutar, dirigir o gerenciar proyectos de desarrollo tecnológico relacionados con la implementación de sistemas informáticos y comunicaciones y con la adaptación y adopción de las nuevas tecnologías.

Planear, realizar y gestionar proyectos de investigación para el desarrollo de nuevos modelos y aplicaciones que tiendan a solucionar problemáticas existentes a nivel local, regional o nacional en informática y comunicaciones.

Asesorar a organizaciones o a usuarios particulares en aspectos como sistematización de la información, creación de ambientes de trabajo en red, producción de software de aplicación, implementación de nuevos métodos y sistemas, planeación y ejecución de programas de control.

Lección 13 Plan de estudios

La Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería (ECBTI) de la UNAD oferta los programas de Tecnología e Ingeniería de sistemas por ciclos (tecnológico y profesional) desde el año 1994. En el año 2000 se rediseña el plan curricular por créditos académicos que se encuentra vigente. El plan de estudios (ver gráficas) de está compuesto de la siguiente forma:

Programa Créditos Básicos *

Créditos Electivos

Total

Tecnología en sistemas

76 24 100

Ingeniería de sistemas

124 43 167

* (obligatorios)

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Figura 8 Plan de estudios Ingeniería de sistemas

Fuente: UNAD

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Lección 14 Opciones de grado

De acuerdo al reglamento académico, una vez que un estudiante haya cursado el 97% de créditos académicos puede iniciar sutrabajo de grado, eligiendo una de las siguientes modalidades: Proyecto de Investigación: es un proceso académico que genera nuevo conocimiento a través de la aaplicación de la metodología científica o disciplinar reconocidas por la comunidad académica. Experiencia profesional dirigida: consiste en el desempeño profesional programado y asesorado por la Universidad y un establecimiento, organización o institución en convecio interinstitucional, con el fin de que el estudiante, desde un cargo o mediante funciones asignadas, tenga la oportunidad de poner en práctica y demostrar las competencias en que ha sido formado, aplicándolas a la solución de un problema específico de la entidad, institución o gremio. Monografía: Investigación de carácter bibliográfico, que a partir de una

indagación crítica del estado del arte, sistematiza soluciones o enfoques para abordar problemas del entorno en áreas temáticas de frontera en el currículo de un programa formal Créditos de posgrado en nivel de especialización: el estudiante podrá cursar y aprobar diez créditos académicos de un programa de posgrado de la UNAD, en el campo disciplinar o profesional afin al programa de pregrado cursado. Curso de profundización: Podrá cursar y aprobar un curso de profundización de

alto nivel con la asignación de 10 créditos académicos diseñado por la Escuela. Actualmente se encuentran ofertados lso siguientes cursos: CISCO (Diseño e implementación de soluciones integradas LAN - WAN) Linux Diseño de páginas web dinámicas Dispositivos móviles

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Lección 15 Investigación

La generación de nuevos conocimientos a través de metodologías científicas debe ser no de los pilares de la Universidad, de sus estudiantes y docentes, para ello cuenta con la siguiente estructura (Velasquez, 2010): Semillero de Investigación: Es el espacio para la formación en investigación y el

cultivo del talento estudiantil y profesoral que permita garantizar el relevo

generacional que la docencia, la investigación y la extensión universitaria

demandan actualmente. Los semilleros de investigación surgen como una

respuesta a la necesidad de introducir a los estudiantes en un proceso de

motivación, participación y aprendizaje continuo de la práctica y la metodología de

la investigación científica.

En un semillero de investigación, los estudiantes de forma voluntaria motivación

personal conforman grupos para estudiar y profundizar en temas de la carrera,

realizar proyectos de investigación, publicar resultados en revistas, asistir a

encuentros de investigación con otras universidades a nivel zonal, nacional e

internacional. Todas la anteriores actividades generar reconocimiento ante la

comunidad investigativa y constituye una oportunidad para acumular experiencia

en la hoja de vida, antes de graduarse.

Vale la pena averiguar en el CEAD donde se encuentra matriculado qué

semilleros y grupos de investigación se encuentran constituídos para integrarse.

Grupo de Investigación: Se define como el conjunto de personas que se reúnen

para formular problemas o desarrollar proyectos sobre una temática en particular

del saber, estableciendo un plan estratégico de largo o mediano plazo para

generar conocimiento. Un grupo de investigación existe siempre y cuando

demuestre producción de resultados tangibles y verificables, fruto de proyectos y

de otras actividades de investigación. Para el caso particular de la UNAD, los

grupos deben estar reconocidos por Colciencias y avalados por el SIUNAD. Red de Investigación: Se entiende como la relación de varios actores,

interesados en desarrollar un determinado objeto de investigación, a fin

deorientar: esfuerzos, intereses y recursos (humanos y financieros); hacia el

desarrollo de una o varias líneas de investigación conjuntas, adscritas a un centro

formal de investigación; en coherencia con una política de desarrollo científico,

social, tecnológico e innovativo en cualquier área del conocimiento.

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Líneas de investigación de Ingeniería de sistemas establecidas por la Escuela de Ciencias básicas tecnología e Ingeniería son: 1. Gestión del Conocimiento, del área de las ciencias de la computación cuyo

objetivo es apoyar el desarrollo productivo, tecnológico y social empresarial a través del análisis, diseño, implementación o administración de sistemas de información y las TIC´s qu estén basados en la planificación, dirección, control y realimentación de actividades procedimentales. Abarcando las siguiente temáticas:

- Gestión del conocimiento - Auditoría de sistemas - Cibernética organizacional - Administración de tecnología

2. Ingeniería del software: también del área de ciencias de la computación,

busca desarrollar experiencias de orden formativo y disciplinar en el campo de la investigación con base a la construcción de software de forma sistémica y estructurada de acuerdo a los principios básicos de la Ingeniería del software. Las temáticas a las que está dirigida la línea, son: Técnicas y metodologías de análisis y diseño Sistemas Inteligentes Desarrollo de soluciones de software de calidad Tecnología para la educación

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BIBLIOGRAFÍA

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http://www.hospitalsannicolas.org/

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UNIDAD DIDÁCTICA 2

DESARROLLO DE LA INGENIERIA DE SISTEMAS

INTRODUCCIÓN

No se puede negar que el hecho de haberse aproximado a la fundamentación de la ingeniería de sistemas constituyó un ejercicio provechoso en todo sentido. Ahora, cuando creemos saber cuál es su esencia, nos acercamos a su desarrollo pasado, presente y futuro, el cual nos ubica frente a lo que pretendemos o decíamos pretender al abordar este curso. A lo largo de esta unidad se realiza una exploración a las tendencias de la ingeniería de sistemas, a los sistemas orientados a las ciencias de la computación, a las ciencias modernas o campos disciplinares de aplicación de la ingeniería de sistemas en la actualidad y por último se establece un panorama general de la evolución, aplicación y proyección de la ingeniería de sistemas, además de la apropiación del papel del ingeniero de sistemas en la sociedad y en la tecnología. El contenido temático permite que el estudiante descubra la ubicación de la ingeniería de sistemas dentro del campo de los sistemas, e identifique su proyección hacia el futuro. En esta parte del módulo se exponen los aportes metodológicos y tecnológicos de la ingeniería de sistemas al avance de la humanidad, así como las herramientas computacionales con las que se pueden contar para aplicar lo visto en la primera parte referente al estudio de los sistemas y la resolución de problemas. Cada uno de los ejercicios planteados tanto al principio como al final de cada capítulo, están pensados para que el aprendiente utilice sus preconceptos para un reconocimiento de lo que “cree saber”, desarrolle los contenidos temáticos y al final construya o reaprenda su propio conocimiento, de acuerdo a sus intereses personales y profesionales.

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OBJETIVOS

1. Identificar las diferentes herramientas computacionales que apoyan el desarrollo del campo de la ingeniería de sistemas.

2. Explorar las ramas generales de las ciencias modernas, que se apoyan en la

ingeniería de sistemas para su desarrollo.

3. Identificar las características y enfoques de las principales tendencias de la ingeniería de sistemas.

4. Desarrollar un sentido de pertenencia hacia la ingeniería de sistemas y

reconocer el papel del ingeniero de sistemas en la sociedad.

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CAPÍTULO 4. SOFTWARE

Lección 16. Programas

Actualmente, la gran mayoría de las empresas cimientan su gestión en sistemas de información, es así como procesos de facturación, créditos, contabilidad, presupuestos, inventario y nóminas, entre otros, se administran con el apoyo de programas o software elaborado para un fin específico

Figura 9 Software Hotelero

Fuente: Ing. Yaneth Flechas

A continuación se abordan conceptos relacionados con el desarrollo de software, con fines básicamente informativos, pues el plan de estudios contempla cursos que profundizan ésta área, como lo son algoritmos, introducción a la programación, estructuras de datos y programación orientada a objetos. Un problema, en el ámbito que nos reúne, se puede describir como:

Una cuestión que se trata de aclarar. Proposición o dificultad de solución dudosa. Conjunto de hechos o circunstancias que dificultan la consecución de

algún fin.

Planteamiento de una situación cuya respuesta desconocida debe obtenerse a través de métodos científicos o sistemáticos.

No puede tener sino una solución, o más de una en número fijo. Puede tener indefinido número de soluciones.

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A la luz de la definición antes vista de informática, el software simplifica el tratamiento de la información. El ingeniero de sistemas crea software o programas para dar solución a problemas presentes en las organizaciones. Para la elaboración de dichos programas se dispone de intermediarios entre el ser humano y el computador denominados lenguajes de programación. La principal razón para que las personas aprendan lenguajes de programación es utilizar la computadora como una herramienta en la resolución de problemas. La resolución de un problema exige al menos los siguientes pasos:

a. Definición o análisis del problema

b. Diseño del algoritmo o método para resolverlo

c. Transformación del algoritmo en un programa

d. Ejecución y validación del programa

Dos fases pueden ser identificadas en el proceso de creación de un programa:

Fase de resolución del problema

Fase de implementación (realización) en un lenguaje de programación

La fase de resolución del problema implica la perfecta comprensión del problema, el diseño de una solución conceptual y la especificación del método de resolución detallando las acciones a realizar mediante un algoritmo. 1. Fase de resolución del problema: Esta fase incluye a su vez, el análisis del

problema así como el diseño y posterior verificación del algoritmo.

1.1 Análisis del problema: El primer paso para encontrar la solución a un

problema es el análisis del mismo. Se debe examinar cuidadosamente el

problema a fin de obtener una idea clara sobre lo que se solicita y determinar

los datos necesarios para conseguirlos.

1.2 Diseño del algoritmo: La palabra algoritmo deriva del nombre famoso

matemático y astrónomo árabe Al-Khowarizmi (siglo IX) que escribió un

conocido tratado sobre manipulación de números y ecuaciones titulado Kitab

al-jabr w’almugabala.

Un algoritmo puede ser definido como la secuencia ordenada de pasos, sin ambigüedades, que conducen a la solución de un problema dado y puede ser expresado en lenguaje natural, por ejemplo el castellano. Todo algoritmo debe ser:

Preciso: Indicando el orden de realización de cada uno de los pasos

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Definido: Si se sigue el algoritmo varias veces proporcionándole los

mismos datos, se deben obtener siempre los mismos resultados.

Finito: Al seguir el algoritmo éste debe terminar en algún momento, es

decir tener un número finito de pasos.

Para diseñar un algoritmo se debe comenzar por identificar las tareas más importantes para resolver el problema y disponerlas en el orden en el que han de ser ejecutadas. Los pasos en esta primera descripción de actividades deberán ser refinados añadiendo más detalles a los mismos e incluso, algunos de ellos, pueden requerir un refinamiento adicional antes de que podamos obtener un algoritmo claro, preciso y completo. En un algoritmo se pueden considerar tres partes:

Entrada: Información dada al algoritmo

Proceso: Operaciones o cálculos necesarios para encontrar la solución del

problema

Salida: Respuestas dadas por el algoritmo o resultados finales de los

cálculos

Ejemplo: Problema: En una droguería se requiere establecer el saldo de caja al final del día, teniendo en cuenta que el cajero recibe un saldo inicial, realiza ventas y pago de proveedores. Para determinar las entradas, proceso y salida, a menudo es necesario apoyarse en las matemáticas, estableciendo la formulación y condiciones que requiere el problema. Entradas: Saldo Inicial, valor ventas, valor pagos Proceso: Saldo final = saldo inicial + valor ventas – valor pagos Salida: Saldo final En la siguiente tabla se da valores a las entradas de la solución planteada a manera de prueba, dicha verificación se denomina: prueba de escritorio. De acuerdo al proceso y valores de entrada calcule el saldo final del tercer y cuarto caso:

Saldo inicial Valor ventas Valor pagos Saldo final

1,000,000 500,000 100,000 1,400,000

250,000 3,500,000 750,000 3,000,000

500,000 2,500,000 1,500,000 ?

850,000 650,000 635,000 ?

Prueba de escritorio

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Ejemplo 2: El almacenista de un restaurante es el encargado de comprar los ingredientes para la preparación de 50 malteadas. Cada malteada requiere inversión de $500 de leche y $700 de Helado. Cuál es el costo de las 50 malteadas?

Entradas Cantidad, Costo Helado, Costo leche

Proceso Total costo= cantidad(costo helado + costo leche)

Salida Total costo

Cantidad Costo helado

Costo leche Total Costo

50 700 500 60,000

30 700 500 36,000

100 700 500 ?

130 700 500 ?

Prueba de escritorio

En el caso anterior se aprecia que por la manera de formular o plantear la solución, aún cuando varíe el costo de alguno de los ingredientes la solución continúa siendo viable. Ejemplo 3: La siguiente imagen corresponde a un software simulador de créditos.

Figura 10 Simulador de crédito Fuente : Yaneth Flechas B

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Entradas Valor prestado, Plazo, Valor cuota

Proceso Intereses= (Plazo * Valor cuota) - Valor prestado

Salida Intereses

Valor prestado Plazo Valor cuota Intereses

10,000,000 36 300,000 800,000

7,000,000 14 600,000 1,400,000

4,500,000 48 150,000 ?

17,000,000 24 1,000,000 ?

1.3 Verificación de algoritmos: Una vez que se ha terminado de escribir un

algoritmo es necesario comprobar que realiza las tareas para las que se han

diseñado y produce el resultado correcto y esperado.

El modo más normal es comprobar un algoritmo es mediante la ejecución manual, usando datos significativos que abarquen todo el posible rango de valores y anotando en una hoja de papel las modificaciones que se producen en las diferentes fases hasta la obtención de los resultados. 2. Fase de Implementación: Una vez el algoritmo está diseñado representado

mediante un método normalizado (diagrama de flujo, diagrama N-S o

pseudocódigo), y verificado se debe pasar a la fase de codificación, traducción

del algoritmo a un determinado lenguaje de programación, que deberá ser

completada con la ejecución y comprobación de un programa en el

computador.

Qué es un programa de cómputo? Un programa de computo es un conjunto de instrucciones o declaraciones (también conocidas como código) que debe ejecutar la Unidad Central de Proceso (CPU) de una computadora. Los programas o software, tienen distintas formas. Estas se dividen en tres categorías principales: Sistemas operativos, Herramientas y aplicaciones. Estructura de un programa El pseudocódigo es la herramienta más adecuada para la representación de algoritmos. El algoritmo en pseudocódigo debe tener una estructura muy clara y similar a un programa, de modo que se facilite al máximo su posterior codificación.

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Interesa por tanto conocer las secciones en las que se divide un programa, que habitualmente son:

La cabecera

El cuerpo del programa

o Bloque de declaraciones

o Bloque de instrucciones

La cabecera contiene el nombre del programa. El cuerpo del programa contiene a su vez otras dos partes: el bloque de declaraciones y el bloque de instrucciones. En el bloque de declaraciones se definen o declaran las constantes con nombre, los tipos de datos definidos por el usuario y también las variables. Suele ser conveniente seguir este orden. El bloque de instrucciones contiene las acciones a ejecutar para la obtención de los resultados. Las instrucciones o acciones básicas a colocar en este bloque se podrían clasificar del siguiente modo:

De inicio/fin: La primera instrucción de este bloque será siempre la de inicio

y la última la de fin

De asignación: Esta instrucción se utiliza para dar valor a una variable en el

interior de un problema,

De lectura: Toma uno o varios valores desde un dispositivo de entrada y los

almacena en memoria en las variables que aparecen listadas en la propia

instrucción

De escritura: Envía datos a un dispositivo de salida

De bifurcación: Estas instrucciones no realizan trabajo efectivo alguno, pero

permiten controlar el que se ejecuten o no otras instrucciones, asi como

alterar el orden en que las acciones son ejecutadas

Lección 17. Paradigmas de programación

Programación Estructurada

La programación estructurada surgió en los años setenta. El nombre se refiere a la práctica de crear programas utilizando módulos, es un conjunto de técnicas para desarrollar algoritmos fáciles de escribir, verificar, leer y modificar. Esta programación utiliza:

70


Diseño descendente: Consiste en diseñar algoritmos en etapas, yendo de

los conceptos generales a los de detalle. El diseño descendente se verá

completado y ampliado con el modular.

Recursos abstractos: En cada descomposición de una acción compleja se

supone que todas las partes resultantes están ya resueltas, posponiendo

su realización para el siguiente refinamiento.

Estructuras básicas: Los algoritmos deberán ser escritos utilizando

únicamente tres tipos de estructuras básicas:

- Secuencias: Instrucciones que se ejecutan una tras otra.

- Alternativas: que corresponden a condicionales que determinar los

posibles “caminos” del programa. Ejemplo:

- Si estudiante = nuevo entonces haga

Inscripción = 80000

Si no Inscripción = 0 Fin si

- Repetitivas

Programación Modular

Figura Programación modular sistema de calificaciones

Fuente:: http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRcNA6L088zM1q9VkymbTjr0C8mSnEcTY8TmIysb2AoLBcb-Pnu

El diseño descendente resuelve un problema efectuando descomposiciones en otros problemas más sencillos a través de distintos niveles de refinamiento. La programación modular consiste en resolver de forma independiente los subproblemas resultantes de una descomposición.

http://t1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRcNA6L088zM1q9VkymbTjr0C8mSnEcTY8TmIysb2AoLBcb-Pnu

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La programación modular completa y amplía el diseño descendente como método de resolución de problemas y permite proteger la estructura de la información asociada a un subproblema. Cuando se trabaja de este modo, existirá un algoritmo principal o conductor que transferirá el control a distintos módulos o subalgoritmos, los cuales, cuando termine su tarea, devolverán el control al algoritmo que los llamo. Los módulos o subalgoritmos deberán ser pequeños, seguirán todas las reglas de la programación estructurada y podrán ser representados con las herramientas de programación habituales. El empleo de esta técnica facilita notoriamente el diseño de los programas. Algunas ventajas significativas son:

Varios programadores podrán trabajar simultáneamente en la confección de

un algoritmo, repartiéndose las distintas partes del mismo, ya que los

módulos son independientes.

Se podrá modificar un modulo sin afectar a los demás

La tareas, subalgoritmos, solo se escribirán una vez aunque se necesiten

en distintas ocasiones en el cuerpo del algoritmo.

PROGRAMACIÓN ORIENTADA A OBJETOS

El término de programación orientada a objetos se puso de moda en la década de 1990, aunque sus orígenes se remontan a los años 70 con los lenguajes Simula 7 y Smalltalk. A grandes rasgos la programación orientada a objetos podría definirse como una filosofía para programar encapsulando datos y código para formar objetos, que interactúan para obtener los resultados esperados, con aplicaciones y programas de una forma que simule como se realiza en la vida real. A diferencia de la programación tradicional (procedural), en la POO solo se puede accesar a los datos que conforman un objeto a través del código asociado al propio objeto. Asimismo posee los mecanismos de herencia y polimorfismo como características que dan mayor poder y flexibilidad a la programación. OBJETO En la programación orientada a objetos es un paquete que contiene datos y el código en forma de subrutinas que operan sobre los datos del propio objeto. Los datos que guarda un objeto se llaman atributos del objeto, mientras que a las subrutinas que operan sobre los datos se les conoce como métodos. Los objetos de un programa se comunican enviándose mensajes, y así se generan los resultados correspondientes.

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Figura 11 Análisis de un carro como un objeto Fuente: Ing. Angela María Gonzalez

HERENCIA Y EL POLIMORFISMO La herencia es el proceso mediante el cual un objeto se define adquiriendo las

propiedades de otro, es decir, hereda atributos y métodos de un objeto superior. Por ejemplo, el objeto león hereda todas las propiedades del objeto mamífero, que a su vez hereda las propiedades del objeto vertebrado, que a su vez hereda los atributos del objeto animal. Si no existiera el mecanismo de herencia, cada objeto tendría que definir sus características; al haber herencia, cada objeto define sólo los atributos adicionales y específicos, y no los comunes al objeto de quien los hereda. El polimorfismo es un mecanismo mediante el cual se puede lograr que una misma operación se realice de diferentes formas, según los objetos sobre los que se aplica. Por ejemplo, el símbolo +, tradicionalmente usado para sumar dos números, puede redefinirse por polimorfismo para que sirva también para concatenar dos strings. QUE ES UNA CLASE

La mayoría de los lenguajes de programación orientada a objetos utilizan el término clase para describir a los objetos de un mismo tipo. Normalmente, la definición de una clase es la declaración de un tipo de dato que involucra la especificación de los atributos y los métodos de un objeto. Cuando se declare una variable del tipo de dato de la clase, se creara un objeto o una instancia que ya contiene físicamente a los atributos y métodos asociados.

73


COMO SE USAN LOS OBJETOS Los objetos sólo pueden utilizarse enviándoles mensajes para que reaccionen con alguna acción que repercuta en el estado de un programa. Puesto que los datos que contiene un objeto sólo pueden utilizarse a través de los métodos del mismo, los mensajes en sí son los nombres de los métodos asociados. El envío de mensajes a los objetos y ente los objetos es lo que dará al final el resultado esperado de un programa. Ejemplos:

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Figura 12 Ejemplo 1 Atributos y métodos

Fuente: Ing. Angela González

Figura 13 Ejemplo 2 Atributos y métodos

Fuente: Ing. Angela Gonzalez A.

Ahora un ejemplo real:

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En un sistema bancario, las cuentas de cheques de los clientes pueden considerarse objetos. Todos ellos pertenecerían a una clase llamada CUENTA_DE_CHEQUES que define, para cada instancia, los siguientes datos:

Número de cuenta

Nombre del cliente

Sucursal donde se abrió la cuenta

Saldo de la cuenta

Entre los métodos que pudieran asociarse a los objetos de la clase CUENTA_DE CHEQUES pueden mencionarse:

ALTA_DE_CUENTA: Este método se ejecutaría al crear un objeto de la

clase CUENTA_DE_CHEQUES, e implica solicitar de teclado los datos

correspondientes para guardarlos en los atributos del objeto y colocar el

valor de cero en el saldo actual.

DEPOSITO: Este método agrega la cantidad especificada al saldo de la

cuenta.

RETIRO: Este método quita al saldo de la cuenta la cantidad especificada,

validando que sea posible retirar esa cantidad.

MUESTRA_SALDO: Este método muestra en pantalla el saldo de la cuenta

correspondiente.

Dada la definición anterior, los objetos de tipo CUENTA_DE_CHEQUES, responderán a mensajes con los nombres: ALTA_DE_CUENTA, DEPOSITO, RETIRO, MUESTRA_SALDO, que corresponden a los nombres de los métodos. Los objetos responderán a los mensajes, ejecutando el código asociado a los métodos correspondientes.

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Clase: CUENTA DE CHEQUES

Figura 14 Relación entre los términos clase, obejto, mensaje y método

Fuente: Ing Angela María Gonzalez A.

Lección 18. Lenguajes de programación

Aunque el código de un computador puede consistir solo en unos y ceros, los programadores no trabajan ni piensan de esa manera. Los programadores utilizan lenguajes de programación en lugar de lenguajes binarios. Un programa se escribe en un lenguaje de programación y los lenguajes utilizados se pueden clasificar en:

Lenguaje máquina

Lenguaje de bajo nivel (ensamblador)

Lenguaje de alto nivel

Los lenguajes máquina proporcionan instrucciones específicas para un determinado tipo de hardware y son directamente intangibles por la máquina

El objeto responderá a los mensajes ejecutando los

métodos correspondientes

Objeto: MI_CUENTA Contiene a los atributos definidos en la clase La ejecución de los métodos afectará sus atributos

Instancia de la Clase

Mensajes

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Código Máquina 10001010101011111000 00011111100001110010 01010101011101000110 00101000001110001111 11111000001010101010 01010101111011101110 01010111111111111100 01010101111100011011

Figura 15 Código máquina


El lenguaje ensamblador se caracteriza porque sus instrucciones son mucho más sencillas de recordar, aunque dependen del tipo de computadora y necesitan ser traducidas a lenguaje máquina por un programa al que también se le denomina ensamblador.

Código Ensamblador ; CLEAR SCREEN USING BIOS CLR; MOV AX, 0600H ;SCROLL SCREEN MOV BH, 30 ;COLOUR MOV CX, 0000 ;FROM MOV DX, 184FH ;TO 24, 79 INT 10H ;CALL BIOS; ; INPUTTING OF A STRING KEY: MOV AH, 0AH ;INPUT REQUEST LEA DX, BUFFER ;POINT TO BUFFER WHERE STRING STORE INT 21H ;CALL DOS RET ;RETURN FROM SUBROUTINE TO MAIN PROGRAM ;DISPLAY STRING TO SCREEN SCR: MOV AH, 09 ;DISPLAY REQUEST LEA DX,STRING ;POINT TO STRING INT 21H ;CALL DOS RET ;RETURN FROM THIS SUBROUTINE;

Figura 16 Lenguaje ensamblador

Fuente: Ing. Angela Gonzalez A. Los lenguajes de alto nivel proporcionan sentencias muy fáciles de recordar, que no dependen del tipo de computadora y han de traducirse a lenguaje máquina por unos programas denominados compiladores o interpretes. Los programas escritos en un lenguaje de alto nivel se llaman programas fuente y el programa traducido

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programa objeto o código objeto. El código objeto queda ligado al hardware y al sistema operativo. Casos especiales en cuanto a esto son java y los lenguajes soportados por .NET Framework. En java el archivo que se genera al compilar se llama bytecode y puede ejecutarse en cualquier plataforma en donde esté instalado un determinado software denominado máquina virtual (Java Virtual Machine). La máquina virtual interpreta el bytecode para la plataforma, hardwsre y sistema operativo, en el que se está ejecutando el programa. Los lenguajes soportados por .NET Framework, como C#, se comportan similar a Java y compilan por defecto a un código intermedio, denominado Intermediate Language (ILCommon Language Runtime, CLR). Los lenguajes de programación son discutidos con frecuencia en términos de generaciones. Las últimas generaciones incluyen lenguajes que son fáciles de usar y más poderosos que las de las generaciones anteriores. Por tanto, los lenguajes máquina se conocen como lenguajes de primera generación y los lenguajes ensamblador son lenguajes de segunda generación. Los lenguajes de alto nivel comenzaron con la tercera generación. Lenguajes de tercera generación: Los lenguajes de tercera generación (3GL, por sus siglas en inglés) hacen que sea más fácil escribir programas estructurados. Debido a que son los primeros lenguajes que utilizaron realmente frases parecidas al idioma inglés, también hacen que sea más fácil que los programadores compartan su trabajo en el desarrollo de programas. En las siguientes figuras se muestra dos fragmentos de código fuente de lenguajes de tercera generación, uno escrito en BASIC y el otro en C. Observe que aunque estos lenguajes de tercera generación son distintos uno del otro en su sintaxis, ambos se parecen bastante al idioma inglés y no son tan difíciles de entender.

Código BASIC IF D& > 15 THEN DO WHILE D& > 1 D& = D& -1 LOOP END IF

Código C If (d > 15) { do { d--; } while (d > 1); }

Figura 17 Lenguajes de tercera generación

Fuente: Ing. Angela Gonzalez A. Otro aspecto importante que hay que recordar sobre los lenguajes de tercera generación es que estos son transportables. Si se tiene un compilador o intérprete para una computadora y sistema operativo en particular, puede utilizar el ensamblador y compilador para crear un archivo ejecutable utilizando el código fuente (este procedimiento se conoce como transportar el código a otro sistema).

79


Existen muchos lenguajes de alto nivel. Algunos de los más populares en la actualidad son los siguientes:

C: A veces se considera como el “pura sangre” de los lenguajes de

programación, c produce programas en código ejecutable rápido y eficiente.

C es un lenguaje poderoso. Con él, puede hacer que una computadora

haga cualquier cosa que le sea posible hacer. Debido a la libertad de esta

programación, C es extremadamente popular entre los desarrolladores

profesionales, aunque actualmente está siendo reemplazado por C++.

C++: Es la implementación orientada a objetos de C. Al igual que C, C++ es

un lenguaje extremadamente poderoso y eficiente. Aprender C++ significa

conocer todo acerca de C y luego aprender sobre la programación

orientada a objetos y su implementación en C++.

Java: Es un entorno de programación orientado a objetos para crear

programas que funcionen en distintas plataformas. Cuando internet se

volvió popular a mediados de los años noventa, el desarrollador de Java

Sun Microsystem, desarrollo Java para que fuera un entorno de desarrollo

para internet. Más tarde, Sun añadió la capacidad de escribir programas

que no se ejecutaran dentro de un navegador. Con Java, los diseñadores

de la web pueden crear programas interactivos y dinámicos (llamados

applets) para páginas Web.

ActiveX: La respuesta de Microsoft a Java ActiveX. Este código crea

funciones autocontenidas similares a los applets de Java que pueden ser

accedidas y ejecutadas por cualquier otro programa compatible con ActiveX

en cualquier sistema o red ActiveX. Esta también puede crear aplicaciones

de firma. Una aplicación de firma es aquella que se ha verificado como

segura para ser ejecutada en una computadora.

Los lenguajes de programación le permiten al programador describir un programa utilizando un variante del idioma inglés básico. Los resultados se guardan en un archivo los cuales reciben el nombre de código fuente. Por ejemplo la siguiente figura muestra el código fuente de un programa realizado e JAVA.

80


Figura 18 Código fuente de un programa realizado e JAVA.

Fuente: Ing. Angela Gonzalez A. Lenguajes de cuarta generación:

Los lenguajes de cuarta generación (4GL, por sus siglas en inglés) son más fáciles que los lenguajes de tercera generación. Generalmente, un 4GL utiliza un entorno de texto, muy parecido al de 3GL o un entorno visual. En el entorno de texto, el programador utiliza palabras del idioma inglés cuando genera código fuente. En un entorno visual 4GL, el programador utiliza una barra de herramientas para arrastrar y soltar distintos elementos como, por ejemplo, botones, etiquetas, cuadros de texto con el fin de crear una definición visual de una aplicación. Una vez el programador ha diseñado la apariencia del programa, puede asignar distintas acciones a los objetos de la pantalla. La mayoría de los 3GL y 4GL permiten que se trabaje en un entorno de desarrollo integrado, o IDE (por sus siglas en inglés). Los IDE proporcionan al programador todas las herramientas necesarias para desarrollar aplicaciones en un programa. Incluyen compiladores y soporte de tiempo de ejecución para sus aplicaciones. Visual Studio de Microsoft y Java Studio de Sun, son dos IDE profesionales. Entre los lenguajes de cuarta generación se incluyen los siguientes:

.NET: Es un producto de Microsoft en el campo de la programación

Combina varios lenguajes de programación en un IDE. Los lenguajes

incluidos son Visual Basic, C++, C# y J#. .NET está incluido como el único

entorno desarrollador. Utilizando .NET, los desarrolladores pueden escribir

81


programas para Windows, la Word Wide Web y PocketPC (Version de

windows diseñada para los PDA).

Entornos de autoría: Los entornos de autoría son herramientas de

programación de propósitos especiales para crear aplicaciones multimedia,

programas de capacitación por computadora, páginas web y otras

aplicaciones. Algunos de estos programas son Microsoft FrontPage,

Netscape Visual java Script y NetObjects Fusion.

Sun Studio One: es un editor visual para los applets Java y Swing. Un

applet es un programa que se ejecuta dentro de una página web. Studio

Web proporciona un IDE completo además de distintos asistentes para

automatizar tareas comunes como crear un applet. Studio One tiene una

ventaja en comparación con otros entornos Java: fue desarrollada por Sun,

los creadores de Java.

Lenguajes de quinta generación: Los lenguajes de quinta generación (5GL, por sus siglas en inglés) Son en realidad un poco misteriosos. En principio un 5GL podría utilizar inteligencia artificial para crear software basándose en la descripción de lo que el software debe realizar. Este tipo de sistema está probando que es más difícil de inventar que el código que se suponía que crearía.

Lenguajes de desarrollo de la world Wide Web:

Las herramientas de desarrollo que se relacionan con la web han evolucionado en poder y capacidades. Por tanto es imposible hablar en un contexto contemporáneo sobre programación y desarrollo sin tomar en cuenta las herramientas que hacen que sea posible el desarrollo de la web.

Lenguaje de marcación de hipertexto HTML: El lenguaje de marcación

de hipertexto es el lenguaje de programación que se utiliza para crear

documentos para la world Wide Web. Utilizando HTML puede definir la

estructura de un documento Web empleando componentes tales como

atributos y etiquetas. Las etiquetas proporcionan vínculos a otros puntos del

documento, a otros documentos del mismo sitio o a documentos de otros

sitios. Las etiquetas HTML también se utilizan para dar formato a la

apariencia de una página Web, insertar imágenes y elementos multimedia e

incorporar componentes que se crean en otros lenguajes de programación

como java o flash. En la siguiente figura muestra un ejemplo de las

etiquetas HTML en un documento de la web.

82


Figura 19 Ejemplo de uso del HTML

Fuente: Ing. Angela Marìa Gonzalez A.

Lenguaje de marcación extensible XML: Un lenguaje de descripción del

contenido de la web de la siguiente generación. Se refiere a un lenguaje de

marcación que permite que los desarrolladores describan una página de

manera que un documento fuente pueda ser presentado en muchos

formatos distintos, por ejemplo, una página Web, un documento que se

pueda imprimir y un archivo PDF. Una estructura XML tiene una apariencia

similar a HTML, pero el desarrollador tiene la libertad de crear nuevas

etiquetas.

HTML extensible: (XHTML) es la nueva versión de HTML es el estándar

para desarrollar páginas Web. Es muy similar en todos los aspectos a

HTML. Sin embargo las reglas son más estrictas. HTML permite una

codificación bastante “Suelta”. XHTML requieren que todos los formatos

estén bien formados. Esto significa que el desarrollador debe escribir

código XHTML perfecto todas las veces.

Lenguaje de hojas de estilo extensible (XSL): Es una de las tecnologías

XML su propósito es desplegar y dar formato a documentos XML para los

navegadores HTML como el Internet Explorer. El documento XSL se

compone de distintas reglas que dictan la manera en que el documento

debe ser formado. Una vez que el documento XML se abre en el

navegador, se aplican las reglas XSL. El usuario solamente puede ver una

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página HTML normal. Utilizando XSL es relativamente sencillo tener un

documento XML con varias vistas distintas.

Lenguaje de marcación extensible de perfil móvil (XHTML MP): En los

años recientes, cada vez más personas han comenzado a utilizar

dispositivos pequeños (por ejemplo, los PDA) para conectarse a internet

utilizando una tecnología inalámbrica, por ejemplo, módems celulares. Esta

demanda ha creado la necesidad de nuevos entornos de desarrollo como el

lenguaje de marcación extensible de perfil móvil (XHTML MP), que

anteriormente se conocía como lenguaje de marcación inalámbrico (WML).

Los diseñadores de la Web pueden utilizar WML para crear documentos

que se pueden ver en dispositivos de bolsillo como los teléfonos celulares

con capacidades para la Web, los PDA e incluso localizadores digitales. A

medida que el hardware miniatura avance enormemente en la calidad de

despliegue y las capacidades del procesamiento del ancho de banda, los

lenguajes como XHTML MP se utilizaran más comúnmente.

Dreamweaver: de Macromedia es un editor HTML que permite que el

desarrollador escriba visualmente páginas Web. Los desarrolladores

pueden utilizar dreamweaver para crear formularios, tablas y otros

componentes de páginas HTML. Sin embargo, Dreamweaver va más allá

de ser un editor HTML estándar al utilizar HTML dinámico (DHTML) para

añadir cierta funcionalidad como las líneas del tiempo para animaciones y el

posicionamiento absoluto de contenido.

Flash: de Macromedia es una herramienta de desarrollo para crear páginas

Web muy sofisticadas, las cuales pueden incluir imágenes en movimiento,

animaciones, sonido e interactividad.

Lenguajes de secuencias de comandos

HTML es adecuado para crear documentos que son visualmente impresionantes en la web. Sin embargo, HTML es una tecnología estática. Esto significa que una vez que una página Web ha sido creada, no cambia sino hasta que alguien edita el código HTML. Esta situación es adecuada para documentos que no cambian casi nunca. Existen distintos lenguajes de secuencias de comandos para la web. La principal característica de estos lenguajes es su capacidad de crear una página Web dinámica. Las páginas dinámicas pueden cambiar de acuerdo con la información que proporciona el usuario. Un ejemplo común son las tiendas en línea. El cliente

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selecciona los tipos deseados d productos y la página Web se despliega. Para las tiendas sería imposible mantener una página estática para todos los productos. En lugar de eso, se escribe una secuencia de comandos que lee una base de datos de productos. Luego, esta secuencia de comandos escribe el HTML necesario para desplegar los productos.

JavaScript: originalmente desarrollado por Netscape, está diseñado para

trabajar dentro de HTML. Permite la verificación de páginas, animaciones

sencillas y cálculos. JavaScript fue llamado inicialmente Livescript y no tiene

ninguna relación con el lenguaje de programación Java excepto por el nombre.

Se puede ejecutar dentro de cualquier navegador.

La páginas de Active Server (ASP): Son producto de Microsoft en el campo

de la secuencia de comandos para la Web. ASP se basa en Visual Basic y es

particularmente bueno para acceder a bases de datos de Microsoft. ASP sólo

puede funcionar cuando el sitio Web está alojado en un servidor Windows. La

versión más actual es ASP:NET

Lenguaje práctico de extracción e informes (PERL): Es uno de los primeros

lenguajes de secuencias de comandos que se originaron en los sistemas UNIX

como una forma de automatizar tareas administrativas. Ha sufrido una

metamorfosis para convertirse en un lenguaje de secuencia de comandos de la

Web. Perl un lenguaje de código abierto, se encuentra en la mayoría de los

proveedores de la Web basados en UNIX / LINUX y también en la mayoría de

los servidores Windows. Debido a que los sitios Web que utiliza Perl pueden

estar alojados en ambas plataformas, Perl es un buen lenguaje que debe

conocer un desarrollador de la Web.

El procesador de Hipertexto PHP: (Acrónimo de php: Hypertext Pre-

Processor) es un lenguaje de programación, su antecesor PHP/FI, data a

finales de 1994, concebido principalmente como herramienta para el desarrollo

de aplicaciones Web, PHP nos permite diseñar páginas dinámicas de servidor,

es decir, generar páginas bajo petición capaces de responder de manera

inteligente a las demandas del cliente y que nos permitan la automatización de

gran cantidad de tareas. Se puede decir que PHP es un lenguaje interpretado

de alto nivel embebido en páginas HTML y ejecutado en el servidor. Se ejecuta

en servidores UNIX / LINUX o Windows. PHP es adecuado especialmente para

leer bases de datos como las de Oracle, Postgres y MySQL.

85


TRADUCCIÓN DEL LENGUAJE Para que el lenguaje de programación sea útil debe tener un traductor, es decir, un programa que acepta otros programas escritos en el lenguaje en cuestión y que, o los ejecuta directamente, o los transforma en una forma adecuada para su ejecución. Un traductor que ejecuta un programa directamente se conoce como intérprete, y un traductor que produce un programa equivalente en una forma adecuada para su ejecución se conoce como compilador.

Figura 20 Proceso de traducción de un programa

Fuente: Ing. Angela Gonzalez A. Un intérprete se puede considerar como un simulador para una máquina cuyo “Lenguaje de máquina” es el lenguaje que está traduciendo. Por otra parte la compilación es por lo menos un proceso que consta de dos pasos: el programa original (o programa fuente) es la entrada al compilador y la salida del compilador es un nuevo programa (o programa Objetivo). Este programa

objetivo puede ser entonces ejecutado, si está en una forma adecuada para una ejecución directa (es decir, en lenguaje máquina). Lo más común es que el programa objetivo sea un lenguaje ensamblador, y el programa objetivo deba ser traducido por un ensamblador en un programa objeto, y posteriormente ligado con otros programas objeto, y cargado en localizaciones de memoria apropiadas antes de que pueda ser ejecutado. Algunas veces el lenguaje objetivo es, incluso otro lenguaje de programación, en cuyo caso deberá utilizarse un compilador para dicho lenguaje que pueda obtener un programa objeto ejecutable.

Código

Fuente

Intérprete Entrada Salida

86


El proceso de compilación se puede visualizar de la siguiente forma:

Figura 21 Proceso de compilación de un programa

Fuente: Ing. Angela Gonzalez A. También es posible tener traductores intermedios entre intérpretes y compiladores: un traductor puede traducir un programa fuente a un lenguaje intermedio y después interpretarlo. Estos traductores podrían llamarse pseudointérpretes, ya que ejecutan el programa sin producir un programa objetivo; más bien procesan la totalidad del programa fuente antes de que se inicie la ejecución. Tanto los compiladores como los intérpretes deben llevar a cabo operaciones similares al traducir un programa fuente. Primero, un analizador léxico, es decir un rastreador, debe convertir la representación textual del programa como una

secuencia de caracteres en una forma más fácil de procesar, usualmente agrupando caracteres en tokens que representan entidades básicas del lenguaje, como palabras clave, identificadores y constantes. Acto seguido, el analizador sintáctico o analizador gramatical debe determinar la estructura de la secuencia de los tokens proporcionados por el rastreador. Finalmente un analizador semántico debe determinar lo suficiente del significado de un programa como para permitir la ejecución o la generación de un programa objetivo. Usualmente estas dos fases de la traducción no ocurren de manera independiente, sino más bien combinadas de diversas maneras. Un traductor de lenguaje también tiene que mantener un entorno de ejecución, en el cual se asigna el espacio adecuado de memoria para los datos del programa y registra el avance de la ejecución del mismo. Generalmente un intérprete mantiene internamente el ambiente de ejecución como parte de su administración de la ejecución de un programa, en tanto que un compilador debe mantener el ambiente de ejecución de manera indirecta, agregando operaciones adecuadas al código objetivo. Finalmente, un lenguaje pudiera también requerir de un preprocesador, que es ejecutado antes de la traducción, para transformar un programa en alguna forma adecuada para su traducción.

Código

fuente

Compilación

Código Objetivo

Traducción Adicional

Código Ejecutable

Entrada Procesador Salida

Código Ejecutable

87


Lección 19. Bases de datos

Para crear conjuntos de datos útiles, las personas y organizaciones utilizan computadoras y un sistema de administración de datos eficiente. Una Base de datos es un conjunto de datos o hechos relacionados. Un sistema de administración de bases de datos (DBMS) es una herramienta de software que permite almacenar, acceder y procesar datos o hechos para convertirlos en información útil. Muchas compañías y organizaciones grandes dependen en gran medida de un DBMS comercial o personalizado para manejar recursos inmensos de datos. A menudo un DBMS está programado de manera personalizada para satisfacer las necesidades de una compañía; puede estar diseñado para ejecutarse en un sistema de computación mainframe o en una red cliente/servidor. Un DBMS permite hacer muchas tareas rutinarias que de otra manera serian tediosas y consumirían tiempo sin una computadora. Por ejemplo una DBMS puede:

Ordenar miles de direcciones por el código postal

Encontrar todos los registros de personas que viven en un estado en

particular

Imprimir una lista de registros seleccionados, como los listados de bienes

raíces que concluyeron su encargo de confianza el mes pasado

En otras palabras, un DBMS no sólo almacena datos, también permite que los usuarios los utilicen fácilmente. El DBMS puede recorrer miles e incluso millones de fragmentos de datos, y recuperar sólo los que usted necesite; puede encontrar relaciones entre ellos, como darle una lista de todas las cuentas con dos meses de vencimiento.

BASES DE DATOS

Una base de datos contiene un conjunto de elementos o hechos relacionados acomodados en una estructura especifica. Es una colección de datos persistentes que pueden compartirse e interrelacionarse. CARACTERTISTICAS DE LAS BASES DE DATOS Como características principales tenemos:

Persistentes: Significa que los datos residen en un almacenamiento

estable, tal como un disco magnético. Las organizaciones necesitan, por

88


ejemplo, conservar los datos de sus clientes, proveedores e inventario en

un almacenamiento estable. Ya que se usan de forma continúa. Una

variable de un programa de computadora no es persistente porque reside

en la memoria principal y desaparece después de que el programa finaliza.

Persistencia no significa que los datos existan eternamente; cuando dejan

de ser relevantes (por ejemplo cuando un proveedor no continua en el

negocio), se eliminan o se archivan.

La persistencia depende del uso deseado. Por ejemplo, es importante

conservar el kilometraje que usted recorre hasta su trabajo en caso de que

sea autoempleado. De igual forma, el monto de sus gastos médicos es

importante si puede deducirlo o si tiene en cuenta los gastos médicos. Ya

que el almacenamiento y mantenimiento de los datos es costoso, sólo

deben almacenarse los que sean relevantes para la toma de decisiones.

Compartir: Significa que una base de datos puede tener múltiples usos y

usuarios. Una base de datos proporciona una memoria común para varias

funciones en una organización. Por ejemplo, una base de datos de

empleados puede servir para calcular la nomina, para hacer evaluaciones

sobre desempeño, para hacer requerimientos de reportes del gobierno,

entre otros. Muchos usuarios pueden acceder a la base de datos al mismo

tiempo; por ejemplo, muchos clientes pueden hacer reservaciones en una

aerolínea de forma simultánea. A menos que dos usuarios intenten

modificar la misma parte de la base de datos al mismo tiempo, ambos

pueden continuar sin tener que esperar al otro.

Interrelación: Significa que los datos almacenados como unidades

separadas se pueden conectar para mostrar un cuadro completo. Por

ejemplo, una base de datos de clientes relaciona los datos de estos

(nombre, dirección, etc.) con los datos de una orden (Número de orden,

Fecha de la orden, etc.) para facilitar su procesamiento. Las bases de datos

contienen tanto entidades como relaciones entre entidades. Una entidad es

un conjunto de datos generalmente sobre un tema, al que puede acceder

de forma conjunta. Una entidad puede representar una persona, un lugar,

cosa o suceso; por ejemplo, una base de datos de empleados contiene

entidades como empleados, departamentos y habilidades, así como las

relaciones que muestran la asignación de los empleados con los

departamentos, las habilidades que poseen y su historia salarial. Una base

de datos típica de un negocio puede tener cientos de entidades y

relaciones.

89


Sistemas de administración de bases de datos Los sistemas de administración de bases de datos (DBMS, por sus siglas en ingles) es un conjunto de componentes que soportan la creación, el uso y el mantenimiento de las bases de datos. Inicialmente, los DBMS proporcionan un eficiente almacenamiento y recuperación de datos. Gracias a la demanda del mercado y a la innovación de productos, los DBMS han evolucionado para proporcionar un amplio rango de características para incorporar, almacenar, diseminar, mantener, recuperar y formatear datos. La evolución de estas funciones ha hecho que los DBMS sean más complejos. Puede tomar años de estudio y uso conocer por completo un DBMS en particular. Ya que los DBMS continúan evolucionando, usted debe actualizarse de forma continua en su conocimiento. A lo largo de los años, los sistemas de administración de bases de datos han aparecido y desaparecido. A comienzos de los ochenta, dBASE fue el sistema de bases de datos comercial dominante, pero actualmente los sistemas empresariales que dominan el mercado son: Oracle Database de Oracle Corp., DB” de IBM Corp., y SQL Server de Microsoft Corp. Cada uno tiene sus ventajas; a continuación conocerá las diferencias principales entre los DBMS tradicionales. Además, se introduce MySQL; es software libre, es popular en el trabajo nuevo de bases de datos de internet.

Oracle: Fue introducido por primera vez hace más de 25 años, el sistema

de base de datos Oracle se ha convertido en el DBMS a nivel empresarial

más popular en el mundo, dominando 40% de este mercado. Oracle ofrece

una suite de aplicaciones grande, herramientas y lenguajes que se pueden

utilizar para resolver problemas empresariales y administrar datos. Sin

embargo, Oracle está perdiendo su parte del mercado ante rivales como

IBM y Microsoft. Oracle tiene la reputación de ser DBMS empresarial más

flexible, pero con esta flexibilidad viene su complejidad que es igualmente

famosa. Oracle es capaz de ser ejecutado en distintos sistemas operativos

(Windows, UNIX, Macintosh y Linux), una capacidad que se conoce a

menudo como independencia de la plataforma.

DB2: DB2 de IBM tiene versiones que se ejecutan en Windows, Linux y

distintas versiones de los sistemas operativos UNIX, además tiene el

segundo lugar en popularidad con 34% de DBMS instalado. IBM es la

compañía de computación mas venerable y ha desarrollado sistemas de

bases de datos relacionales desde 1970, IBM también desarrolló SQL, el

lenguaje que actualmente se utiliza universalmente para las consultas de

bases de datos y, en algunos casos, los comandos que manipulan los

datos.

Al igual que Oracle y Microsoft, IBM ofrece una familia de software DBMS,

llamada DB2 Universal Database y una suite de aplicaciones asociadas

90


para ayudar en la extracción, análisis e integración de datos, además de la

administración empresarial y almacén de datos. DB2 (al igual que Oracle y

SQL Server) ofrece un sistema estable y robusto que es capaz de

volúmenes altos de actividad e incluye la garantía y soporte que puede

esperar de una compañía importante como IBM.

SQL Server: SQL Server de Microsoft es el DBMS que crece más rápido,

aunque sólo cuenta con 11 por ciento del mercado de administración de

bases de datos a nivel empresarial. En muchos sentidos, es similar a

Oracle, aunque una diferencia importante es el requerimiento de SQL

Server de ser ejecutado en sistemas operativos Windows, mientras que

Oracle funciona en distintos sistemas operativos.

No obstante, SQL Server está ganando popularidad debido a que ofrece características avanzadas del lenguaje y más velocidad y eficiencia de acuerdo con algunas pruebas de escritorio. SQL Server 2000 actualmente tiene ocho versiones distintas, ofreciendo varios desempeños y niveles de precios que satisfacen las necesidades de diferentes organizaciones. Algunas versiones están diseñadas para manejar enormes cargas de datos y llegan también hasta lo más básico con una versión que se ejecuta en diversos dispositivos, por ejemplo, las Pocket PC. La capacidad de ajustarse a los cambios de tamaño (Ofrecer estabilidad y eficiencia cuando se extiende desde, digamos, solo cien hasta un millón de transacciones) se conoce como escalabilidad.

MYSQL: MySQL es el DBMS empresarial más popular entre la comunidad

de (código abierto). Algunos cálculos afirman que existen tanto como cuatro

millones de aplicaciones MySQL instaladas. Muchas empresas acogen a

Linux (un sistema operativo de “Código abierto”) y MySQL es el de DBMS

de la plataforma Linux. MySQL Server es generalmente más fácil de usar

pero cuenta con menos características que la competencia, por ejemplo,

DB2 o SQL Server. Además, una razón importante por la que muchas

empresas utilizan MySQL Server es el costo. Sin embargo, MySQL Server

no se ha quedado detenido: ha agregado una interfaz para el sistema. .NET

de Microsoft a demás actualmente ofrece característica de transacciones.

MySQL Server se recomiendo frecuentemente para las aplicaciones de la

Web nuevas, particularmente cuando el costo es un factor importante.

MySQL no funciona tan bien con las bases de datos heredadas (tecnología

anterior). Además MySQL no es una alternativa DBMS escalable.

91


Función Descripción

Definición de la base de datos Lenguaje de herramientas gráficas para definir entidades, relaciones, restricciones de integridad y autorización de privilegios

Acceso no procedural Lenguaje de herramientas gráficas para acceder a los datos sin necesidad de código complicado

Desarrollo de aplicaciones Herramienta gráfica para desarrollar menús, formularios de capturas de datos y reportes; los requerimientos de datos para los formularios y reportes se especifican utilizando un acceso no procedural

Interface del lenguaje procedural Lenguaje que combina el acceso no procedural con las capacidades totales de un lenguaje de programación

Procesamiento de Transacciones Mecanismo de control para prevenir la interferencia de usuarios simultáneos y recuperar datos perdidos en caso de una falla

Ajuste de la base de datos Herramientas para monitorear y mejorar el desempeño de la base de datos

Tabla: Resumen de las funciones generales de los DBMS

El modelo de datos

Para describir una estructura de una base de datos es necesario definir el concepto de modelo de datos. Es una herramienta que se compone, por una parte, de un formalismo que describa los datos y, por otra, de un conjunto de operaciones que permitan manipularlos. Además, se puede adicionar un tercer componente y es el referente al conjunto de reglas que mantienen la integridad de los datos, es decir, que permiten verificar cuales datos son válidos dentro de un sistema y cuáles deben ser rechazados. Se han propuesto varios modelos de datos diferentes, los cuales pueden definirse en tres grupos: los modelos lógicos basados en objetos y en registros y los modelos físicos de datos. Modelos lógicos basados en objetos

Los modelos lógicos basados en objetos se utilizan para describir los datos en los niveles conceptual y de visión. Se caracterizan por el hecho de que permiten una estructuración bastante flexible y hacen posible especificar claramente las limitaciones de los datos. Algunos de los más conocidos son:

92


El modelo entidad – relación

El modelo binario

El modelo semántico de datos

El modelo infológico

El más utilizado por su aceptación y utilizado ampliamente en la práctica es el modelo entidad relación (E-R) se basa en la percepción de un mundo real que consiste en un conjunto de objetos básicos llamados entidades, y de sus relaciones entre estos objetos. Los elementos principales del modelo son los siguientes:

Entidad

Asociación

Atributo

1. Entidad: Es un conjunto de objetos que son agrupados debido a que tienen

características semejantes. Teniendo en cuenta que un objeto es cualquier

cosa concreta o abstracta del mundo real.

Ejemplo: Pepe, María y Juan son objetos de la entidad PERSONA. Según se

aprecia en la figura.

Figura 22 Ejemplo de una entidad


Pepe

María

Juan

PERSONA

93


2. Asociación: Una vez que se cuenta con las entidades es importante

establecer enlace entre ellas. La asociación o relación se puede ver como una

clase genérica de enlace entre objetos pertenecientes a las entidades

involucradas.

Ejemplo: Pedro y María poseen un automóvil.

Juan posee un camión

Son enlaces entre objetos, de los cuales unos pertenecen a una entidad

PERSONA y otros a una entidad VEHICULO. Se puede establecer la

asociación (Posee) entre las entidades PERSONA y VEHICULO, según se

aprecia en la figura:

Figura 23 Ejemplo de una asociación


PERSONA VEHICULO

(Posee)

94


Figura 24 Ejemplo gráfico de una relación


Clases de relaciones: Para implementar una base de datos eficiente y eficazmente, es necesario clasificar las relaciones de acuerdo a cuántas entidades de un conjunto de entidades pueden estar asociadas con cuántas otras entidades de otros conjuntos de entidades. Por tal razón se haya la Cardinalidad máxima y mínima. En la máxima se encuentran las siguientes relaciones:

a. Relación uno a uno (1:1). Es la forma más simple de relación entre dos

conjuntos de entidades. En ella se indica que para cada entidad de un conjunto de entidades E1 existe un miembro asociado a otro conjunto de entidades E2. Ejemplo: 1 Marido ------ 1 Esposa

b. Relación uno a muchos (1:N). En ella se indica que para cada entidad en un conjunto de entidades existen varias entidades en el otro conjunto asociadas a ella.

La relación es una función de un conjunto de entidades E1 a un conjunto de entidades E2, donde una entidad en el conjunto E2 está asociada con cero a más entidades del conjunto E1, pero cada entidad en E1, está asociada a lo sumo con una entidad en E2. Ejemplo: 1 Madre ------ N Hijos

c. Relación muchos a muchos (M:N). En este tipo de relación, no hay

restricciones en los conjuntos de pares de entidades que puedan aparecer en un conjunto de relaciones. Ejemplo: 1 Tío ------ N Sobrinos

1 Sobrino ------ N Tíos

En la Cardinalidad mínima se tiene en cuenta:

0 Partición Opcional

95


>0 Partición Obligatoria 3. Atributo: Es uno de los principales medios usados en los modelos semánticos,

y otros modelos para reunir y caracterizar objetos.

Sirve para representar ciertas características genéricas de una entidad. Es una propiedad distintiva de una entidad o asociación. Definiendo las propiedades de una entidad. Se pueden usar para: Nombrar, Describir, Referenciar, Cada ocurrencia de la entidad tiene un valor para cada atributo

Ejemplo: Si se considera una aplicación sobre las instrucciones de

VEHICULOS, dos entidades pueden ser VEHICULO y PROPIETARIO para el

caso de la entidad propietario puede caracterizarse por medio de los siguientes

atributos:

Nombre del propietario, dirección del propietario, tipo de licencia, etc.

Los atributos que se le asignen a una entidad dependen del contexto de la aplicación. Un atributo de un propietario puede ser su afiliación política o su edad. Sin embargo, en la aplicación anterior estos atributos no son pertinentes.

Figura 25 Entidad con sus atributos


La estructura lógica general de una base de datos puede expresarse gráficamente por medio de un diagrama E-R que consta de los siguientes componentes:

96


Rectángulos, que representan conjuntos de entidades

Elipses, que representan atributos

Rombos, que representan relaciones entre conjuntos de entidades

Líneas, que conectan los atributos a los conjuntos de entidades y los

conjuntos de entidades a las relaciones

Figura 26 Modelo Entidad – Relación (ER)


Modelos lógicos basados en registros Los modelos lógicos basados en registros se utilizan para describir los datos en los niveles conceptual y de visión. A diferencia de los modelos de datos basados en objetos, estos modelos sirven para especificar tanto la estructura lógica general de la base de datos como una descripción en un nivel más alto de una implantación. Se encuentran tres modelos de datos que han tenido la más amplia aceptación:

Modelo relacional: Los datos y las relaciones entre los datos se

representan por medio de una serie de tablas, cada una de las cuales tiene

varias columnas con nombres únicos. Para dar un ejemplo, piense en una

base de datos que incluye a los clientes y sus cuentas. Una muestra de la

base de datos relacional es la siguiente:

97


Figura 27 Tablas con sus atributos y asociación


Figura 28 Tabla clientes Figura 29 Tabla cuentas


Esta indica por ejemplo, que el cliente María vive en la calle 100, en

Medellín, que tiene dos cuentas, la número 647 con un saldo de $105.366 y

la número 801 con un saldo de $10.533. Nótese que los clientes Pedro y

María comparten la cuenta numero 647(posiblemente son socios de la

misma empresa).

Modelo de red: Los datos en el modelo de red se representan por medio

de conjuntos de registros y las relaciones entre los datos se representan

con ligas, que pueden considerarse como apuntadores. Los registros de la

base de datos se organizan en forma de conjuntos de gráficas arbitrarias.

En la siguiente figura muestra la misma información de la figura anterior.

98


Andrés Calle 10 Bogotá

900 55

Pedro Calle 50 Cali

556 100 000

647 105 366

María Calle 30 Medellín

801 10 533

Figura 30 Ejemplo de base de datos de red


Modelo Jerárquico: El modelo jerárquico es similar al modelo de red en

cuanto a los datos y las relaciones entre los datos se representan por medio

de registros y ligas, respectivamente. Este modelo difiere del de red en que

los registros están organizados como conjuntos de arboles en vez de

graficas arbitrarias. Veamos un ejemplo de base de datos jerárquica que

contiene la misma información de la figura anterior.

Andrés Calle 10 Bogotá

Pedro Calle 50 Cali

María Calle 30 Medellín

556 100 000

647 105 366

900 55

647 105 366

801 10 533

Figura 31 Ejemplo de una base de datos jerárquica

Fuente: Ing. Angela Gonzalez A. Modelos físicos de los datos Los modelos físicos de los datos sirven para describir los datos en el nivel más bajo. A diferencia de los modelos lógicos de los datos, son muy poco los modelos físicos utilizados. Algunos de los más conocidos:

99


El modelo unificador

La memoria de cuadros

Los modelos físicos de los datos capturan aspectos de la implantación de los sistemas de bases de datos.

Lección 20. Ingeniería del software

Definición

La ingeniería del software se ocupa del estudio de los problemas relacionados con el desarrollo de software y de sus soluciones.

Revisemos qué plantea el texto de Roger Pressman, Ingeniería de Software. Un enfoque práctico, al respecto:

“La Ingeniería del software es una disciplina o área de la informática o ciencias de la computación, que ofrece métodos y técnicas para desarrollar y mantener software de calidad que resuelven problemas de todo tipo. Hoy día es cada vez más frecuente la consideración de la Ingeniería del software como una nueva área de la ingeniería, y el ingeniero de software comienza a ser profesión implantada en el mundo laboral internacional, con derechos, deberes y responsabilidades que cumplir, junto a una, ya, reconocida consideración social en el mundo empresarial y, por suerte, para esas personas con brillante futuro.

La ingeniería del software trata con áreas muy diversas de la informática y de las ciencias de la computación, tales como construcción de compiladores, sistemas operativos o desarrollos en Intranet/Internet, abordando todas las fases del ciclo de vida del desarrollo de cualquier tipo de sistemas de información y aplicables a una infinidad de áreas tales como: negocios, investigación científica, medicina, producción, logística, banca, control de tráfico, meteorología, el mundo del derecho, las red de redes Internet, redes Intranet y Extranet, etc.

Ingeniería de Software es el estudio de los principios y metodologías para desarrollo y mantenimiento de sistemas de software, también llamados sistemas de Información [Zelkovitz, 1978].

100


Ingeniería del software es la aplicación práctica del conocimiento científico en el diseño y construcción de programas de computadora y la documentación asociada requerida para desarrollar, operar (funcionar) y mantenerlos. Se conoce también como desarrollo de software o producción de software [Bohem, 1976]

Ingeniería de software trata el establecimiento de los principios y métodos de la ingeniería a fin de obtener software de modo rentable que sea fiable y trabaje en máquinas reales [Bauer, 1972].

La aplicación de un enfoque sistemático, disciplinado y cuantificable al desarrollo, operación (funcionamiento) y mantenimiento de software; es decir la aplicación de ingeniería al software. [IEEE, 1993]. ”11

Cuando se desarrolla una aplicación para uso personal, como entretenimiento, el esfuerzo a realizar, el tiempo necesario para concluirlo, o hasta qué punto satisface nuestras expectativas, no son problemas importantes. Cuando, por el contrario, se desarrolla una aplicación (sistema de información) para un cliente que tiene unas necesidades específicas, que necesita el producto en un momento concreto y que va a pagar por su desarrollo, resultan esenciales el coste, el plazo de realización, y el cumplimiento de los requisitos. Este desarrollo es más difícil que el de un programa individual, básicamente por los siguientes motivos:

Volumen. Un proyecto, en la práctica suele ser grande. (Miles de líneas de código).

Evolución. El sistema de información no es estático. Evoluciona con las necesidades del usuario, los cambios del entorno (hardware, legislación, etc).

Complejidad. El sistema de información es complejo. Es difícil que una única persona conozca todos los detalles de una aplicación.

Coordinación. En el desarrollo de un sistema de información intervienen muchas personas. Es difícil coordinar el trabajo de todos, de forma que al final los distintos componentes encajen

Comunicación. Cuando se desarrolla un sistema de información es porque hay alguien interesado en usarlo. Antes de comenzar el desarrollo, habrá que concretar con el usuario (cliente) las características del sistema. Esta

11

PRESSMAN, Roger S (2002). Ingeniería del Software. Un enfoque práctico. Madrid: Mc Graw Hill, p

XXIX prólogo.

101


comunicación con el cliente conlleva serios problemas, pues normalmente el desarrollador no conoce las necesidades del cliente, y el cliente no sabe discernir la información que es útil para el desarrollador de la que no es.

El desarrollo de cualquier sistema de información implica la realización de tres pasos genéricos: definición, construcción y mantenimiento.

Fase de definición. Se intenta caracterizar el sistema que se ha de construir. Esto es, determinar qué información ha de usar el sistema, qué funciones ha de realizar, qué condicionantes existen, cuáles han de ser las interfaces del sistema, y qué criterios de validación se usarán. Se debe contestar a la pregunta ¿qué hay que desarrollar?

Fase de construcción. Se diseñan las estructuras de los datos (bases de datos o archivos) y de los programas, se escriben y documentan éstos y se prueba el software.

Fase de mantenimiento. Comienza una vez construido el sistema, coincidiendo con su vida útil. Durante ella el software es sometido a una serie de modificaciones y reparaciones.

Clasificación

La ingeniería del software se ocupa de la planificación y estimación de proyectos, análisis de requisitos, diseño de software, codificación, prueba y mantenimiento.

Cuando habla de proyectos ó software habla de sistemas de información.

Para realizar esta tarea se propone una serie de métodos. La realización de un proyecto se consigue aplicando los métodos de acuerdo con una determinada secuencia.

102


Tabla 16. Ciclo de vida de un sistema de información

Orden FASES DILIGENCIAS O TAREAS

1. Planeación del sistema Definición del problema Ambiente del sistema Recursos disponibles vs. recursos necesarios. Asignación de presupuesto. Delimitación tiempo y espacio. Estimación costo/beneficio.

2. Análisis del sistema Transacciones a automatizar Análisis de entradas y salidas de datos. Interacción bases de datos. Interfases con otro sistema de información. Flujo de información. Impacto organizacional. Análisis de requerimientos (hardware, software y

recurso humano).

3. Diseño del sistema Codificación estimada. Pruebas prototificadas (prototipos). Adaptación modular.

4. Mantenimiento y control del sistema

Calidad de la programación. Garantía de calidad del nuevo sistema. Calidad total del sistema. Administración del sistema. Gerencia del sistema. Adaptación nuevas herramientas y/o tecnologías.

5. Retiro u obsolescencia Inconsistencia del sistema. Orden de cambio por un nuevo sistema. Reingeniería para el cambio.

CAPÍTULO 5. REDES Y COMUNICACIONES

Lección 21. Generalidades

En este capítulo desarrolla el contenido básico en redes de comunicación para facilitar el análisis y desarrollo de esta temática a lo largo del programa de ingeniería de sistemas. El mundo de la comunicación es un reto constante donde cada minuto está apareciendo una nueva tecnología que permite aumentar la velocidad, la seguridad, acceso, portabilidad y todos los detalles que el estudiante pueda considerar. Las redes de comunicación constituyen un amplio capo de acción para ingenieros inquietos y que les guste investigar, probar y estar siempre a la vanguardia de los avances en el área. El internet es una gran ventana, todo los que podemos ver en la red son aplicativos y una infinidad de páginas donde todos los programadores realizan sus

103


diseños para mostrarlos al mundo, pero en primera medida se deben de contar con un experto en comunicaciones para que las empresas apunten a la gran de redes de redes (internet) y muestren toda la información posible que les permita abrir mercados. Iniciando con la definición de una red de computadoras, también llamada red de ordenadores o red informática: es un conjunto de equipos informáticos conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos permitiendo compartir información y recursos12 . Este término también engloba aquellos medios técnicos que permiten compartir la información.

Tipos de Redes Las redes debemos clasificarlas por el cubrimiento que estas realizan encontrando las siguientes:

Figura 32 Tipos de redes de datos según su cobertura geográfica

Fuente: Ing. Nilson Ferreira

Red de área personal o PAN (personal area network) : Es una red de

ordenadores usada para la comunicación entre los dispositivos de la computadora

cerca de una persona.

12

Tanenbaum. Redes de computadoras. p. 3.

104


Figura 34 Red |de área personal PAN Fuente: http://radikangel.110mb.com/d.htm#punto3

Red de área local o LAN (local área network): Es una red que se limita a un área

especial relativamente pequeña tal como un cuarto, un solo edificio, una nave, o

un avión. Las redes de área local a veces se llaman a red de localización13.

Figura 35 Red de área local LAN

Fuente: http://temasdelprimerperiodo.blogspot.com/2010/04/red-de-area-local.html

Red de área de campus o CAN(campus área network): Es una red de computadoras que conecta

redes de área local a través de un área geográfica limitada, como un campus universitario, o una

base militar.

Figura 36 Red de área de campus CAN Fuente: http://clasificacionderedes77.blogspot.com/2010_09_01_archive.html

Red de área metropolitana (metropolitan área network o MAN, en inglés): Es una red de alta

velocidad (banda ancha) más amplia que una red LAN que da cobertura en un área geográfica

extensa relativamente a una ciudad.

13

http://www.netronycs.com/cuantos_tipos_de_redes_hay.html

http://radikangel.110mb.com/d.htm#punto3

http://www.netronycs.com/cuantos_tipos_de_redes_hay.html

105


Figura 37 Red de área metropolitana MAN

Fuente: http://clasificacionderedes77.blogspot.com/2010_09_01_archive.html

Red de área amplia (wide area network, WAN): Son redes informáticas que se extienden sobre un

área geográfica extensa, departamento, país o continente.

Figura 38 Red de área ampliada WAN

Fuente: http://madhiiandmajomuzhi.blogspot.com/2010/06/clasificacion-de-redes.html

Red de área de almacenamiento: En inglés SAN (storage area network), es una red concebida para

conectar servidores, matrices (arrays) de discos y librerías de soporte.

Figura 39: Servidor de Almacenamiento

Fuente: http://publib.boulder.ibm.com/tividd/td/TSMCW/GC32-0782-02/es_ES/HTML/anrwgd52253.htm

106


Red de área local virtual (Virtual LAN, VLAN): Es un grupo de computadoras con un conjunto

común de recursos a compartir y de requerimientos, que se comunican como si estuvieran

adjuntos a una división lógica de redes de computadoras en la cual todos los nodos pueden

alcanzar a los otros por medio de broadcast (dominio de broadcast14) en la capa de enlace de

datos, a pesar de su diversa localización física.

Redes inalámbricas de área personal (WPAN): Son redes inalámbricas de corto alcance que

abarcan un área de algunas decenas de metros. Este tipo de red se usa generalmente para

conectar dispositivos periféricos (por ejemplo, impresoras, teléfonos móviles y electrodomésticos)

o un asistente personal digital (PDA) a un ordenador sin conexión por cables. También se pueden

conectar de forma inalámbrica dos ordenadores cercanos.

Redes de área local inalámbricas (WLAN): Es una red que cubre un área equivalente a la red local

de una empresa, con un alcance aproximado de cien metros. Permite que las terminales que se

encuentran dentro del área de cobertura puedan conectarse entre sí.

Redes inalámbricas de área metropolitana (WNAM): Se conocen como bucle local inalámbrico

(WLL, Wireless Local Loop). Las WMAN se basan en el estándar IEEE 802.16. Los bucles locales

inalámbricos ofrecen una velocidad total efectiva de 1 a 10 Mbps, con un alcance de 4 a 10

kilómetros, algo muy útil para compañías de telecomunicaciones.

Figura 40: Redes a áreas Inalámbricas

Fuente: http://es.kioskea.net/contents/wireless/wlintro.php3

14

Broadcast, difusión en español, es un modo de transmisión de información donde un nodo emisor envía información a

una multitud de nodos receptores de manera simultánea, sin necesidad de reproducir la misma transmisión nodo por nodo. es.wikipedia.org/wiki/Broadcast_(informática)

http://es.kioskea.net/contents/wireless/wlintro.php3

http://www.google.com.co/url?url=http://es.wikipedia.org/wiki/Broadcast_%28inform%25C3%25A1tica%29&rct=j&sa=X&ei=POQVTvuNG4LGgAeqooEl&ved=0CCcQngkwAA&q=Broadcast&usg=AFQjCNFV59DBi5ZUxI1n1KyUkAy5Kgr9uw

107


Internet

Internet es la red de redes por su cubrimiento global, también se le ha dado el

nombre de “autopista de la información” debido a que es una “ruta” en donde

podemos encontrar casi todo lo que buscamos en diferentes formatos. Esta red

está permitiendo que cualquier dispositivo con conexión pueda establecer una

comunicación inmediata con cualquier parte del mundo para obtener información

que se requiera y ha permitido establecer millones de vínculos de personas de

todo el mundo, bien sea para fines académicos o de investigación o personales

principalmente es usada por las redes sociales como Facebook, Sonico, Hi5 entre

otros. Esta nos permite la interconexión abierta al público la cual es capaz de

conectar tanto a organismos oficiales como educativos y empresariales.

Figura 41 Red de Internet Fuente: http://robin-tecnologiaeletronica.blogspot.com/2010/05/la-internet.html

Lección 22. Componentes de Hardware

Para crear una red de comunicaciones se requiere hardware, software y medios de comunicación que se configuran según protocolos como el TCP/IP, que son consideran como las normas o leyes de las redes y los cuales permiten cada una de las partes cumplan los lineamientos establecidos generándose un estándar de funcionamiento de las partes. Las redes de computadores desde la parte física se instalan o se configuran con ciertos elementos básicos según el diseño y las necesidades que se requieran cubrir con la red.

108


Figura 42: Símbolos comunes de las redes de datos

Fuente: http://ivangeneral.blogspot.com/2011/05/la-vida-centrada-en-un-mundo-de-red.html

Cuando diseñamos una red se debe establecer el objetivo de ésta para determinar que equipos se requieren y de características deben de ser estos, por ejemplo no presenta el mismo diseño de red un café internet que una multinacional, ya que el requerimiento en equipos para el funcionamiento de la red deben de ser más robusto, de mayor durabilidad y confiabilidad. Analizando los requerimientos para una red regular, primer se debe considerar con que equipos de cómputo se cuenta y si cubren las necesidades de la empresa o del lugar donde se instale la red ya que es posible que se decida adquirir más computadores, una vez se tenga este análisis se procede a diseñar la red. Los computadores con los que cuenta la empresa ahora pasan a ser Estaciones de trabajo o terminales como se denomina a todo ordenador o computadorque

se conectan a un servidor, estas estaciones de trabajo pueden ser muy básicas es decir con lo esencial para conectarse al servidor, ejemplo una estación de caja en un supermercado, es solo un monitor un teclado especial y una unidad un dispositivo de arranque y su tarjeta de red. La terminal puede ser más robusta según las aplicaciones que maneje pero nunca su configuración será igual al de un servidor. Cuando ya se tiene un número de computadores, mediante el análisis realizado al sitio o empresa,se procede a determinar la configuración o especificaciones que debe de tener el servidor para dar un buen rendimiento dentro de la red.

http://ivangeneral.blogspot.com/2011/05/la-vida-centrada-en-un-mundo-de-red.html

109


Servidor:

El Servidor se define como un tipo de software que realiza ciertas tareas, también se utiliza para referirse al ordenador físico con una configuración especial para el funcionamiento del software, el propósito de la máquina (servidor) es proveer datos necesarios, de modo que otras máquinas puedan utilizarlos. También hay algunas redes que no requieren de un equipo principal como servidor pues solo utilizan software (Sistemas operativos como Linux, Windows Xp, Vista, Seven) y mediante este software comparten archivos o procesos muy básicos y la cantidad de computadores son pocos. El servidor como parte física es el equipo con una configuración especial una gran cantidad de memoria, un procesador de alto rendimiento y especial para servidores estos equipos pueden contar con varios procesadores que funcionan al mismo tiempo, alto nivel de almacenamiento un servidor puede contar un gran número de discos duros y se habla de terabytes de almacenamiento, el equipo puede contar con varias tarjetas de red según lo requerido, esta tarjeta es la que permite la comunicación con los demás equipos de la red, también debe de contar con un sistema operativo especial que se multitarea, multiproceso y multiusuarios. Podemos encontrar con diferentes tipos de servidores en la actualidad:

Todos estos servidores son software y la parte configuración de la parte física la determinara un ingeniero de sistemas según sea la necesidad del servicio a prestar esto son los diferentes tipos de servidores, que se detallaran en el componente de Sotfware.

Plataformas de Servidor (Server Platforms)

Servidores de Aplicaciones (Application Servers)

Servidores de Audio/Video (Audio/Video Servers)

Servidores de Chat (Chat Servers)

Servidores de Fax (Fax Servers)

Servidores FTP (FTP Servers)

Servidores Groupware (Groupware Servers)

Servidores IRC (IRC Servers)

Servidores de Listas (List Servers)

Servidores de Correo (Mail Servers)

Servidores de Noticias (News Servers)

Servidores Proxy (Proxy Servers)

Servidores Telnet (Telnet Servers)

Servidores Web (Web Servers)

La Tarjeta De Red (NIC)

110


Es la encargada de conectar físicamente a loscomputadoresde una red por medio alámbrico y no alámbrico. Esta se instala en la parte interna del computador y se configura mediante el software operativo configurado en computador. Las tarjetas de red tienen una presentación según el tipo de conexión que maneje por ejemplo, para fibra óptica, cable UTP, Coaxial, Inalámbricos. Concentrador o Hub:

Este dispositivo centraliza todo el cableado de una red local la integración de varios de estos equipos permite la ampliación de la red debido a que recibe una señal y repite emitiéndola por los diferentes puertos que tienen el dispositivo. Un conmutador o switch

Es un dispositivo digital de lógica de interconexión de redes de computadores que opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI15. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC (Media Access Control)16de destino de las tramas en la red. Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una sola. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las redes de área local. Repetidores

Este dispositivo se encarga de aumentar la señal de datos enviados ya que a cierta distancia se pierde la integridad de los datos. En otras palabras, se encarga de impulsar nuevamente los datos y para no perder las conexiones, por ejemplo, cuando se trabaja con un cableado UTP de categoría 5 para un ancho de banda de 100MHz se considera que cada 100 metros debe aplicar un repetidor para ampliar la red Bridges

Dispositivo también llamado puente que se utilizan para segmentar grandes redes en otras más pequeñas o es su defecto unir dos redes haciendo una conexión interna invisible a los usuarios.

15

El modelo de interconexión de sistemas abiertos, también llamado OSI (en inglés Open System Interconnection) es el modelo de red

descriptivo creado por la Organización Internacional para la Estandarización en el año 1984. Es decir, es un marco de referencia para la definición de arquitecturas de interconexión de sistemas de comunicaciones. http://www.expresionbinaria.com/glosario/modelo-osi/ 16

Se conoce también como dirección física, y es única para cada dispositivo de comunicación de datos

http://www.expresionbinaria.com/glosario/modelo-osi/

111


Routers

Este dispositivo se encarga de dirigir el tráfico de una red a otra, el cual se ha vuelto muy común en las casas ya que se adquiere con los servicios de internet de banda ancha, anqué son de baja gama y básicos cumplen las funciones mínimas de conexión entre redes, tenemos los routers de alto nivel que utilizan las empresas para comunicar las sucursales, internet y demás de conexiones que requieran. Cortafuegos o Firewalls

Este dispositivo actúacomo hardware o software, que se conecta entre la red y el cable de la conexión a Internet o un programa que se instala en el computador que tiene el módem que conecta con Internet. Este sistema es un filtro que funciona como un muro o cortafuegos entre las redes, permitiendo o denegando el ingreso o salida de datos de una red a otra, este dispositivo se instala entre la red local y la red virtual y así evitar el ingreso de intrusos a los datos confidenciales.

Figura 43 Gráfico esquemático del funcionamiento básico de un firewall

Fuente: (http://www.alegsa.com.ar/Dic/firewall.php)

Lección 23. Componentes de Software

Actualmente se encuentran diferentes tipos de servidores. Los servidores que se

mencionan a continuación son programas (software) y la parte configuración de la

parte física la determina un ingeniero de sistemas según sea la necesidad del

servicio a prestar:

Plataformas de Servidor (Server Platforms):Un término usado a menudo como

sinónimo de sistema operativo, la plataforma es el hardware o software subyacentes para un sistema, es decir, el motor que dirige el servidor.Los

112


principales sistemas operativos para servidor son: Linux (RedHat, Debian), UNIX (FreeBSD, Solaris) y Windows (Server). Servidores de Aplicaciones (Application Servers): Designados a veces como un tipo de middleware (software que conecta dos aplicaciones), los servidores de aplicaciones ocupan una gran parte del territorio entre los servidores de bases de datos y el usuario, y a menudo los conectan. Servidores de Audio/Video (Audio/Video Servers): Los servidores de

Audio/Video añaden capacidades multimedia a los sitios web permitiéndoles mostrar contenido multimedia en forma de flujo continuo (streaming) desde el servidor. Servidores de Chat (Chat Servers): Los servidores de chat permiten intercambiar información a una gran cantidad de usuarios ofreciendo la posibilidad de llevar a cabo discusiones en tiempo real. Servidores de Fax (Fax Servers): Un servidor de fax es una solución ideal para organizaciones que tratan de reducir el uso del teléfono pero necesitan enviar documentos por fax. Servidores FTP (FTP Servers): Uno de los servicios más antiguos de Internet, File Transfer Protocol permite mover uno o más archivos...Leer más » Servidores Groupware (Groupware Servers): Un servidor groupware es un

software diseñado para permitir colaborar a los usuarios, sin importar la localización, vía Internet o vía Intranet corporativo y trabajar juntos en una atmósfera virtual. Servidores IRC (IRC Servers): Otra opción para usuarios que buscan la discusión en tiempo real, Internet Relay Chat consiste en varias redes de servidores separadas que permiten que los usuarios conecten el uno al otro vía una red IRC. Servidores de Listas (List Servers): Los servidores de listas ofrecen una manera

mejor de manejar listas de correo electrónico, bien sean discusiones interactivas abiertas al público o listas unidireccionales de anuncios, boletines de noticias o publicidad. Servidores de Correo (Mail Servers): Casi tan ubicuos y cruciales como los servidores web, los servidores de correo mueven y almacenan el correo electrónico a través de las redes corporativas (vía LANs y WANs) y a través de Internet. Servidores de Noticias (News Servers): Los servidores de noticias actúan como

fuente de distribución y entrega para los millares de grupos de noticias públicos actualmente accesibles a través de la red de noticias USENET.

113


Servidores Proxy (Proxy Servers): Los servidores proxy se sitúan entre un programa del cliente (típicamente un navegador) y un servidor externo (típicamente otro servidor web) para filtrar peticiones, mejorar el funcionamiento y compartir conexiones. Servidores Telnet (Telnet Servers): Un servidor telnet permite a los usuarios

entrar en un ordenador huésped y realizar tareas como si estuviera trabajando directamente en ese ordenador. Servidores Web (Web Servers): Básicamente, un servidor web sirve contenido

estático a un navegador (Firefox, Explorer, Opera, Safari, otros), carga un archivo y lo sirve a través de la red. Adicionalmente a las aplicaciones que se configuran como servidor, se instalan herramientas y aplicaciones que según el diseño de red se deben utilizar, por ejemplo antivirus server este funciona para toda una red local, aplicativos ofimáticos entre otros, la ventaja de que tienen una empresa en adquirir aplicaciones server es el costo de licenciamiento de las aplicaciones y facilidad de administración de las mismas ya que se encuentre centralizada.

Lección 24. Medios de Comunicación

Tabla 2: Características de los medios de comunicación alámbricos

Especificación Tipo de Cable Long. Máxima

10BaseT UTP 100 metros

10Base2 Thin Coaxial 185 metros

10Base5 Thick Coaxial 500 metros

10BaseF Fibra Óptica 2000 metros

100BaseT UTP 100 metros

100BaseTX UTP 220 metros

Conexión Cable Coaxial.

Tenía una gran utilidad por sus propiedades de transmisión de voz, audio, video, texto e imágenes. Fue muy utilizado en aplicaciones de datos en redes de área local (LAN), así como en redes Token Ring o Ethernet. Está estructurado por los siguientes componentes de adentro hacía fuera:

Un núcleo de cobre sólido, o de acero con capa de cobre.

Una capa aislante que reduce el núcleo o conductor, generalmente de

material de poli vinilo.

114


Una capa de linaje metálico generalmente cobre o aleación de aluminio

entre tejido, cuya función es la de mantenerse la más apretada para

eliminar las interferencias.

Por último tiene una capa final de recubrimiento que normalmente suele ser

de vinilo, xelón y polietileno uniforme para mantener la calidad de las

señales.

Figura 44 Estructura del Cable Coaxial

Fuente: http://keloko03.blogspot.es/1256240280/ Tipos De Cables Coaxiales

Dependiendo de su banda pueden ser de dos tipos:

Tabla 3: Detalles del Cable Coaxial

CABLE CARACTERÍSTICAS

Cable Coaxial Delgado 10-BASE-2 (denominado Thinnet o CheaperNet)

con un diámetro de 6 mm.

Cable coaxial fino (Ethernet fino). Velocidad de transmisión: 10 Mb/seg. Segmentos: máximo de 185 metros.

Cable Coaxial Grueso 10-BASE-5 (Thicknet o Thick Ethernet).

También se denomina Cable Amarillo, ya que, por convención, es de color amarillo

Cable coaxial grueso (Ethernet grueso). Velocidad de transmisión: 10 Mb/seg. Segmentos: máximo de 500 metros.

Conectores BNC para cable coaxial

115


Tanto el coaxial delgado Thinnet como el grueso Thicknet utilizan conectores BNC (Bayonet-Neill-Concelman o British Naval Connector) para conectar los cables a los equipos.

Figura 45 Estructura de los conectores para cable coaxial BNC Fuente: http://es.kioskea.net/contents/transmission/transcabl.php3

Los siguientes conectores pertenecen ala familia BNC: Conector del cable BNC: está soldado o plegado al extremo final del cable. Conector BNC T: conecta una tarjeta de red del ordenador a un cable de red. Prolongador BNC: une dos segmentos del cable coaxial para crear uno más

largo. Terminador BNC: se coloca en cada extremo de un cable en una red Bus para absorber señales de interferencia. Tiene conexión a tierra. Una red bus no puede funcionar sin ellos. Dejaría de funcionar. Conexión Cable Par Trenzado (UTP, STP y FTP)

Es una forma de conexión en la que dos alambres recubiertos por un plástico aislante son trenzado o entrelazados para aumentar la potencia y la diafonía de los cables adyacentes. El entrelazado o trenzado, está definido por el número de vueltas por metro, forma parte de las especificaciones de un tipo concreto de cable. Cuanto menor es el número de vueltas, menor es la atenuación de la diafonía es decir es mayor la interferencia. Donde los pares no están trenzados, como en la mayoría de conexiones telefónicas residenciales, un miembro del par puede estar más cercano a la fuente que el otro y, por tanto, expuesto a niveles ligeramente distintos de IEM (interferencia electromagnética).

116


En una Red Local utilizamos cable UTP, STP o FTP estos cuentan con 4 pares trenzados, podemos encontrar más cables de mayor numero de pares 25, 50, 100, 200 y 300 pero su uso son diferentes. Tipos de Cables que usan par trenzado para redes UTP acrónimo de UnshieldedTwistedPair o Cable trenzado sin apantallar. Son

cables de pares trenzados sin apantallar que se utilizan para diferentes tecnologías de red local. Son de bajo costo y de fácil uso, pero producen más errores que otros tipos de cable y tienen limitaciones para trabajar a grandes distancias sin regeneración de la señal.

Figura 46 Cable UTP Fuente: Ing. Nilson Albeiro Ferreira

STP, acrónimo de ShieldedTwistedPair o Par trenzado apantallado. Se trata de cables cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con un número específico de trenzas por pie. STP se refiere a la cantidad de aislamiento alrededor de un conjunto de cables y, por lo tanto, a su inmunidad al ruido. Se utiliza en redes de ordenadores como Ethernet o Token Ring. Es más caro que la versión no apantallada o UTP.

Figura 48 Cable STP

117


Fuente: Ing. Nilson Albeiro Ferreira

FTP O S/STP, acrónimo de FoiledTwistedPair o Par trenzado con pantalla global.

Figura 49 Cable FTP o S/STP

Fuente: Ing. Nilson Albeiro Ferreira Conectores RJ45 para UTP, STP y FTP

Cuando se instala una red el estándar de cableado estructurado lo más utilizado y conocido en el mundo está definido por la Electronics Industries Association / Telecommunications Industries Association (EIA/TIA), de Estados Unidos. Este estándar la configuración del cableado estructurado sobre el cable de par trenzado UTP teniendo en cuenta la siguiente tabla.

118


Tabla 4: Estándar de configuración RJ45 para cable UTP - T568A y T568B

Pin Cableado RJ45

de T568 A Plug o Conector RJ45 Cableado RJ45 de

T568 B

Pares Color Pares Color

1 3 Blanco –

Verde

2 Blanco – Naranja

2 3 Verde

2 Naranja

3 2 Blanco – Naranja

3 Blanco –

Verde

4 1 Azul

1 Azul

5 1 Blanco –

Azul

1 Blanco –

Azul 6 2

Naranja

3 Verde

7 4 Blanco –

Café

4 Blanco –

Café 8 4

Café 4

Café

Conexión Fibra Óptica

Es un Medio de transmisión compuesto de hilos muy finos de materiales transparentes ya sean de vidrio o plástico por donde se envían los datos en forma de luz a través del núcleo de la fibra, esta luz es emitida por una fuente laser o un LED.

Figura 50 Cable de Fibra Óptica

Fuente: http://www.tynmagazine.com/Note.aspx?Note=357574

Figura 51 Grosor de un Fibra Óptica Fuente: http://www.canariasactual.com/2011/05/16/el-cable-

submarino-de-fibra-optica-aumentara-competencia-la-

calidad-de-servicios-y-el-numero-de-usuarios/

119


Es ampliamente utilizada en telecomunicaciones, como estudiantes han leído o han escuchado que el internet ha mejorado de una manera considerable esto se debe a las valiosas líneas de fibra óptica que utilizan las empresas que venden el servicio, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, a grandes velocidades. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite una alta confiabilidad y fiabilidad.

Figura 53 Estructura de la fibra óptica

Fuente: http://www.mailxmail.com/curso-red-instalacion/fibra-optica-sistemas

Tipos de Fibra

Las diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se denominan modos de propagación. Y según el modo de propagación tendremos dos tipos de fibra óptica: multimodo y monomodo. Fibra multimodo Es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 1 km; es simple de diseñar y económico.Su distancia máxima es de 2 km y usan diodos láser de baja intensidad. Fibra monomodo

Es una fibra óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones) que sólo permite un modo de propagación. Su transmisión es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 300 km máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de información (decenas de Gb/s).

120


Figura 54 Tipos de Fibra Óptica

Fuente: http://internett.galeon.com/REDES.htm

Conectores para fibra óptica

Los tipos de conectores disponibles son muy variados, entre los que podemos encontrar se hallan los siguientes:

FC, que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones.

FDDI, se usa para redes de fibra óptica.

LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos.

SC y SC-Dúplex se utilizan para la transmisión de datos.

ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.

Figura 55 Tipo de Conectores de Fibra Óptica

Fuente: http://www.opcionweb.com/index.php/2007/04/30/medios-de-transmision-la-fibra-optica/

Conexión Por Aire.

Este tipo de configuración se considera no alámbrico ya que utiliza el aire como medio de transmisión también se pueden llamar medios no confinados. Cada uno viene siendo un servicio que utiliza una banda del espectro de frecuencias similar a las que utiliza la televisión y la radio. A todo el rango de frecuencias se le conoce

121


como espectro electromagnético, el cual ha sido un recurso muy apreciado y, como es limitado, tiene que ser bien administrado y regulad. Los administradores del espectro a nivel mundial son los miembros de la WorldRadiocommunicationConference (WRC) de la International TelecommunicationsUnion -Radiocommunications Sector (ITU-R).

Figura 56 Antena Satelital

Fuente:

http://servicios.anuncioneon.com/tv_satelites_y_terrestre/78225.htm

Figura 57 Red Inalámbrica

Fuente: http://www.muycomputer.com/wp-content/uploads/2011/05/Open-

Wireless-Movement.jpg

Figura 58 Conexión de PC a PC Inalámbrico

Fuente:

http://www.articulo.org/articulo/26623/cual_es_la_diferencia_entre_internet_y_conexion_inalambrica

_wifi.html

Lección 25. Topología

Es la disposición física o lógica en la que se conectan los computadores a una

red también podríamos definirla como el diseño que se aplica a una red.

También se debe tener en cuenta quesi una red tiene diversas topologías se la

llama mixta.

Topología de Red en bus: Todas las estaciones están conectadas a una

línea principal de comunicaciones y realizan la transferencia de datos por esta

línea o canal. Este diseño puede afectar toda la red en caso de que la línea

principal sufriera alguna ruptura desconectando todos los computadores.

Figura 59 Topologìa de red en bus Fuente: Nilson Albeiro Ferreira

http://www.muycomputer.com/wp-content/uploads/2011/05/Open-Wireless-Movement.jpg



122


La topología de bus permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, lo que puede ser ventajoso si desea que todos los dispositivos obtengan esta información. Sin embargo, puede representar una desventaja, ya que es común que se produzcan problemas de saturación de datos. Topología de Red en estrella

En esta Red nos conectamos a un computador principal o servidor ya que todas transferencia de datos se realizara únicamente por medio de servidor, proceso que facilita la supervisión y control de toda información al ser la única ruta. Esta red es muy confiable ya que al fallar una estación de trabajo no afecta en nada a la red entera, puesto que cada estación de trabajo se conecta independientemente del concentrador, el costo del cableado puede llegar a ser muy alto. Su desventaja esta en elconcentrador ya que es el único que sostiene la red en unida.

Figura 60 Topología de Red estrella

Fuente: Nilson Albeiro Ferreira

Topología de Red Mixta: Es la combinación de cualquiera de las redes

existentes.

123


Figura 61: Topología de red Mixta Fuente: Nilson Albeiro Ferreira

Topología de Red en anillo: Topología de red en la que las estaciones de trabajo

se conectan en forma de anillo. Cada estación está conectada a la siguiente y la

última está conectada a la primera. Cada estación tiene un receptor y un

transmisor que hace la función de repetidor, pasando la señal a la siguiente

estación del anillo.

En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo. Cabe mencionar que si algún nodo de la red se falla la comunicación en todo el anillo se pierde.

Figura 62 Topología de Red en Anillo


124


Topología de Red de Doble Anillo: Es el mismo procedimiento que el

anterior a diferencia que este sistema tienen un anillo adicional de respaldo en

caso de que uno falle el otros sostienen la red en funcionamiento, este tipo

de diseño de red es costoso pero favorece la seguridad en cuanto a la caída

de un anillo.

Figura 63 Topología de Red de Doble Anillo


Topología de Red en árbol: Topología de red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, la conexión en árbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas también es una variación de la red en bus. La falla de unaestación de trabajo no implica interrupción en las comunicaciones.

Figura 64: Topología de Red en Árbol Fuente: Nilson Albeiro Ferreira

125


Topología de Red en malla: La Red en malla es una topología de red en la que

cada estación de trabajo está conectada a uno o más de las otras estaciones. De

esta manera es posible llevar los mensajes de unaestación a otra por diferentes

rutas.

Si la red de malla está completamente conectada no puede existir absolutamente ninguna interrupción o falla en la transferencia de datos. Si en la red existe más de un servidor cada uno de ellos tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.

Figura 65 Topología de Red en Malla


Topología de Red Totalmente conexa: Cada Estación de trabajo se conectará a

cada estación, por medio de cables y no requiere un servidor.

Anqué es muy Segura y controla mucho mejor la privacidad de nuestros datos, es difícil de instalar ya que representa costos muy altos para las empresas.

Figura 66 Topología de Red Totalmente Conexa

126



Red Inalámbrica Wi-Fi

Los puntos de acceso (abreviado PA y a veces denominados zonas locales de cobertura) pueden permitirles a las estaciones equipadas con WiFi cercanas acceder a una red conectada a la que el punto de acceso se conecta directamente. El estándar 802.11 define dos modos operativos o podemos definirlos como topología de redes inalámbricas:

El modo de infraestructura en el que los clientes de tecnología

inalámbrica se conectan a un punto de acceso. Éste es por lo general el

modo predeterminado para las tarjetas 802.11b.

El modo ad-hoc en el que los clientes se conectan entre sí sin ningún

punto de acceso.

Topología o Modo de infraestructura En el modo de infraestructura, cada estación informática (abreviado EST) se conecta a un punto de acceso a través de un enlace inalámbrico. La configuración formada por el punto de acceso y las estaciones ubicadas dentro del área de cobertura se llama conjunto de servicio básico o BSS. Estos forman una célula. Es posible vincular varios puntos de acceso juntos (o con más exactitud, varios BSS) con una conexión llamada sistema de distribución (o SD) para formar un conjunto de servicio extendido o ESS. El sistema de distribución también puede ser una red conectada, un cable entre dos puntos de acceso o incluso una red inalámbrica como lo se muestra en la siguiente grafica donde se amplía la red inalámbrica.

Figura 67 Red Inalámbrica sin ampliar Fuente:http://es.kioskea.net/contents/wifi/wifimodes.php3

127


En esta Imagen podemos observar cómo se amplía la red inalámbrica incrementando el área de cubrimiento.

Figura 68 Red inalámbrica ampliada Fuente: http://es.kioskea.net/contents/wifi/wifimodes.php3

Topología o Modo ad hoc Este diseño permite a los equipos clientes inalámbricos se conectan entre sí para formar una red punto a punto, es decir, una red en la que cada equipo actúa como cliente y como punto de acceso simultáneamente. La configuración que forman las estaciones se llama conjunto de servicio básico independiente o IBSS.

Figura 69 Topología o Modo Ad Hoc Fuente: http://es.kioskea.net/contents/wifi/wifimodes.php3

Un IBSS es una red inalámbrica que tiene al menos dos estaciones y no usa ningún punto de acceso. Por eso, el IBSS crea una red temporal que le permite a

128


la gente que esté en la misma sala intercambiar datos. Se identifica a través de un SSID de la misma manera en que lo hace un ESS (conjunto de servicio extendido) en el modo infraestructura. En una red ad hoc, el rango del BSS independiente está determinado por el rango de cada estación. Esto significa que si dos estaciones de la red están fuera del rango de la otra, no podrán comunicarse, ni siquiera cuando puedan "ver" otras estaciones. A diferencia del modo infraestructura, el modo ad hoc no tiene un sistema de distribución que pueda enviar tramas de datos desde una estación a la otra. Entonces, por definición, un IBSS es una red inalámbrica restringida.

Red celular

Figura 70: Red de Celular GSM

Fuente: http://es.kioskea.net/contents/telephonie-mobile/gsm.php3

La topología celular (Inalámbrica) está compuesta por áreas circulares o hexagonales, cada una de las cuales tiene un nodo individual en el centro o una antena replicadora en este caso, en este sistema no hay un medio físico directos de comunicación todo es por el aire por medio de frecuencias. La señal de funcionamiento depende de la cantidad de replicadores para que los dispositivos no pierdan comunicación ya que al salir del cubrimiento de la señal el dispositivo se desconecta.

CAPÍTULO 6. TENDENCIAS DE LA INGENIERIA DE SISTEMAS

Lección 26. Inteligencia artificial

129


La investigación en Inteligencia Artificial (IA) ha sido abordada desde dos puntos:

Ingenieril. En lo que se refiere a conseguir que las máquinas realicen tareas para las cuales se supone necesaria la inteligencia y destrezas humanas. Este reto implica la creación de sistemas de computador que puedan operar en el mundo físico y resolver problemas complejos.

Científico. Dentro del cual se plantean desarrollos para simular y comprender los procesos inteligentes del ser humano, como son el razonar, aprender, interpretar voz, sonido y formas y, abstraer y organizar conocimientos.

Atendiendo a los anteriores puntos de vista, diversos autores han clasificado sus conceptos de IA ubicándola como un área de estudio e investigación cuyo objeto son los sistemas que piensan y/o actúan como humanos y sistemas que piensan y/o actúan racionalmente17. Al respecto pueden citarse diversas definiciones de IA expresadas por algunos investigadores:

“La interesante tarea de lograr que las computadoras piensen...máquinas con mente, en su amplio sentido literal” (Haugeland, 1985).

“El estudio de los cálculos que permiten percibir, razonar y actuar” (Winston, 1992)

“El estudio de cómo lograr que las computadoras realicen tareas que, por el momento, los humanos hacen mejor” (Rich y Knight, 1991)

“La rama de la ciencia de la computación que se ocupa de la automatización de la conducta inteligente” (Luger y Stubblefield, 1993)

“Es pensar según la lógica matemática” (McCarthy)

El análisis de las anteriores definiciones de IA permite caracterizar este campo como un área de estudio cuyo objeto de investigación son las técnicas que posibilitan el procesamiento de gran cantidad de datos, información y conocimiento para resolver problemas cuya solución exija cierto grado de experticia o habilidad que son propias de los seres humanos.

17

RUSSEL, Stuart y NORVIG, Peter.(1996). Inteligencia Artificial. Un enfoque moderno. México: Prentice

Hall Hispanoamericana S.A. p. 3

130


Analizando las definiciones y desarrollos de esta área, puede observarse que la característica más importante de los programas que solemos llamar “inteligentes” es el manejo de símbolos agrupados como conceptos e ideas y no como una colección de datos carentes de significado y relación. Estos programas son diseñados para comprender conceptos como casa, sombrilla, gastritis, la relación entre los conceptos e ideas como casa – lugar, sombrilla – objeto, gastritis – enfermedad., y realizar procesos de razonamiento que permitan generar como salida decisiones inteligentes o recomendaciones para el usuario, fundamentados en el uso de conocimientos.

Para lograr la simulación de procesos y habilidades propios de los humanos, en los programas de IA se trabaja con:

Procesamiento simbólico. Los programas inteligentes simulan procesos de razonamiento sobre conceptos, ideas y relaciones entre éstos. Este tipo de acciones hace necesario el estudio de mecanismos de razonamiento deductivo, inductivo y abductivo, procesos cognitivos y cognoscitivos, métodos matemáticos para simular la lógica de los razonamientos y las formas adecuadas de representar el conocimiento de un dominio dentro de una máquina de manera que sea posible simular tareas que exigen cierta experticia.

Algoritmos de búsqueda de soluciones. Basados en conjuntos de reglas y trucos que los expertos han ido construyendo mediante la experiencia. En esta parte es necesario el estudio de procesos cognoscitivos, cognitivos y herramientas matemáticas que permitan simular búsquedas que lleven a soluciones óptimas.

Organización de bases de conocimiento. De forma que sea posible utilizar adecuadamente los conceptos, las teorías, las leyes y las reglas de decisión almacenadas en éstas, para deducir o inferir soluciones o conclusiones dentro del proceso de solución de un problema.

Algoritmos de inferencia y de aprendizaje. Permiten manipular conocimientos e información para obtener soluciones a problemas y/o nuevos conocimientos e informaciones.

Aplicaciones de la Inteligencia artificial

131


De manera general es posible señalar como áreas de investigación propias de la IA. El procesamiento del lenguaje natural, la robótica, los juegos, la visión artificial, los sistemas expertos, simulación y las redes neuronales. 18

1. El procesamiento del lenguaje natural

Se caracteriza porque parte de su información está en el lenguaje propio de cada área de estudio y posee algoritmos para los análisis sintáctico, semántico y pragmático que permitan entender e interpretar el lenguaje y generar respuestas en éste, que puedan ser comprendidas por los usuarios.

Lo anterior requiere que los programas incluyan bases de conocimiento con:

Conocimiento general de trasfondo: diccionario de palabras, modismos y frase hechas, reglas gramaticales, reglas de configuración del diálogo o de la estructura del texto.

Conocimiento específico del dominio. Reglas especiales sobre el campo en cuanto a uso de palabras, sinónimos y antónimos específicos, objetivos del diálogo y modismos.

Conocimiento del diálogo y/o texto. Conocimiento acumulado del diálogo que se esté realizando entre la máquina y el usuario.

Figura 71 Procesamiento del lenguaje natural Fuente: http://www.emezeta.com/weblog/reconocimiento-de-voz.jpg

2. La Robótica

La Asociación de Industrias en Robótica (RIA – Robotic Industries Association), dice: “el robot es un manipulador multifuncional y reprogramable diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, a través de

18 REDDY, Ray (1996). The challenge of Artificial Intelligence. En IEEE Computer.

132


movimientos programados y variables, par la realización de diferentes tareas”. Entre las actividades para que se usan los robots están las desarrolladas en entornos peligrosos y/o no saludables, las repetitivas y monótonas, aquellas en las que exige altísima precisión o respuestas en tiempo real o en las que la manipulación de piezas es difícil.

3. La visión artificial

El objetivo en este campo es la interpretación y comprensión de datos de imágenes que permitan construir modelos de escenas reales en tres dimensiones y ha sido desarrollado especialmente para proveer a los robots de la capacidad de visión, de forma que puedan moverse y trabajar en su entorno de forma inteligente y flexible.

Figura 72 Visión artificial Fuente:

http://4.bp.blogspot.com/__3IduJVdKoY/StY_0C2n1UI/AAAAAAAAABU/my5BuW0bDgg/s320/artficial+vision.jpg

4. Los juegos

Ha sido un campo de investigación clásico desde los comienzos de la IA, dentro del cual se ha trabajado principalmente en algoritmos para los juegos de ajedrez y damas. Los problemas de investigación en el área han permitido ofrecer aportes en estrategias heurísticas y algoritmos que posibilitan la poda y el hallazgo de soluciones en grandes árboles de búsqueda.

133


Figura 73 Juegos Fuente:

http://3.bp.blogspot.com/_EOhssytnKcw/SkLKilVI64I/AAAAAAAAAr8/rxlGe7h1QLk/s400/Video+Exclusivo+del+Juego+God+Of+War+III..jpg

5. Los sistemas expertos

Rama que se ocupa del desarrollo de programas que simulan el proceso de memorización, razonamiento, comunicación, acción y aprendizaje de un experto humano en una determinada rama de la ciencia.

Figura 74 Sistemas expertos

Fuente: http://4.bp.blogspot.com/-SAvq_kTgy4Y/TdQUtUrzQLI/AAAAAAAAABE/Vt6os8kfTzs/s1600/SIST+EXPERTO1.jpg

6. Simulación

Son programas especiales que se encargan de revisar en el ordenador la “simulación” de los fenómenos que esperan contemplar. Estos permiten ahorrar recursos a las organizaciones y/o personas, además de encontrar fallas en un proceso o sistema, antes de realizarlo, con el fin de tomar las medidas necesarias y obtener el resultado lo más óptimo posible.

134


Figura 75 Simulación Fuente:http://4.bp.blogspot.com/__3IduJVdKoY/StY_0C2n1UI/AAAAAAAAABU/my5BuW0bDgg/s3

20/artficial+vision.jpg

7. Redes neuronales

Las redes neuronales intentan reproducir el razonamiento humano desde una perspectiva más biológica, recrean la estructura de un cerebro humano mediante algoritmos genéticos.

Lección 27. Computación en la nube

El outsourcing se define como el proceso económico en el cual una empresa mueve o destina los recursos orientados a cumplir ciertas tareas hacia una empresa externa por medio de un contrato. Esto se da especialmente en el caso de la subcontratación de empresas especializadas siguiendo un modelo outsourcing. La computación en la nube o internet, pretende ofrecer infraestructura tecnológica software y servicios a las empresas evitando el desgaste que implica su adquisición y sostenimiento tanto económico como logístico que pasa a se responsabilidad del proveedor. El modelo funciona como outsourcing permitiendo enfocar los esfuerzos en la actividad económica propia de la organización. La computación en la nube es un concepto joven y aún no hay una empresa que se soporte en la nube, pero ha ganado aceptación a nivel mundial; en dicho modelo han incursionado Google, Amazon, IBM, CISCO y Microsoft, entre otras En Colombia Telmex, ETB, Telefónica, UNE y Diveo ofrecen son proveedores en la nube. (Marín, 2010)

135


Aplicaciones de la computación en la nube: (AnyHelp international, 2011) - Mensajería organizacional - Correo - Intranet (Red corporativa) - Publicación de información - Cronogramas

Ventajas de la computación en la nube:

- Agilidad - Disminuciòn de costos - Independencia de la infraestructura tecnológica - Escalabilidad (capacidad de crecimiento)

Desventajas de la computación en la nube:

- El servicio depende de la conectividad. - Dependencia tecnológica del proveedor. - Limitaciones en los servicios disponibles frente a las necesidades - Dependencia en la seguridad

Una experiencia de usuario en la computación en la nube se puede apreciar con dropbox, un servicio de almcenamiento en línea que ofrece 2 GB en forma gratuita. Al crear una cuenta e instalar el servicio, se crea una carpeta en la cual se localiza la información que se desea resguardar. Si la cuenta se asocia en varios equipos por ejemplo en el trabajo y en el hogar, la información se actualizará automáticamente al conectarse a internet. Asímismo, se podrá acceder a a la información en cualquier equipo, suministrando el usuario y contraseña de la cuenta e incluso se tiene una copia de respaldo. En la dirección https://www.dropbox.com/referrals/NTQ3NTI2NDI5?src=global9, se encuentra màs información para crear la cuenta, descargar e instalar el programa. Si se requiere información adicional puede consultar tutoriales disponibles en internet.

Lección 28. Computación móvil

La computación móvil surge como complemento a la computación tradicional en respuesta a la necesidad de tomar información desde el lugar en el que se origina para agilizar los procesos, evitar errores y reducir costos de transcripción de información. Ejemplo de ello es la facturación de servicios públicos y la toma de pedidos; al retroceder un poco en el tiempo o tal vez al revisar el procedimiento actual, se encuentra al funcionario de la empresa del acueducto tomando nota a

https://www.dropbox.com/referrals/NTQ3NTI2NDI5?src=global9

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mano de las lecturas o del preventista de las empresas cerveceras escribiendo el pedido en un formato de papel. Al finalizar la jornada de trabajo, los dos personajes mencionados se dirigen a las instalaciones de las respectivas empresas para reportar la información recolectada para que otro funcionario la ingresara al sistema. En el proceso de facturación otro funcionario debía regresar al domicilio para entregar el recibo. Con la computación móvil, el panorama cambia tomando la lectura, procesando la información e imprimiendo la factura directamente en el domicilio

Figura 76 Aplicaciones Móviles

Fuente: http://www.intecap.edu.co/images/Pda4.png

Las aplicaciones móviles requieren dos elementos: - La Aplicación central: la cual almacena y procesa los datos transferidos del

dispositivo

- El dispositivo móvil, el cual debe contener una aplicación que permita

recolectar y transferir la información.

La correcta transferencia de la información puede darse a través de un proceso de sincronización, encargado validar y mantener la integridad de la información en ambas aplicaciones. Esta validación también puede darse con un control preventivo implementado en las páginas de ingreso de datos, en el cual se revisa la información ingresada en el dispositivo móvil, de manera que no permita el ingreso de información incorrecta

http://www.intecap.edu.co/images/Pda4.png

137


La computación móvil requiere una aplicación central que administra el proceso y con la cual intercambia información. Esta interacción puede ser de tres tipos (Balanta, 2010):

- Desconectado: Durante la recolección de información no hay comunicación

con la aplicación central. La transferencia de información se realiza al

finalizar la jornada conectado el dispositivo a través de un cable o red

inalámbrica. Como ventaja presenta la independencia de la aplicación

central y como desventaja el tiempo requerido para la recepción de la

información y el riesgo que se corre en caso de perdida, daño o robo del

dispositivo.

- Semidesconectado: el dispositivo tiene la capacidad de conectarse pero a la

vez puede operar desconectado cuando salga del área de cobertura de la

red. Puede presentar problemas en el envío de datos.

- Conectado: el dispositivo no almacena datos o archivos y está

permanentemente conectado con la aplicación central, por lo tanto, nunca

se puede desconectar porque no funcionaría. Las apuestas empresas de

apuestas manejan éste tipo de interacción.

En la actualidad la computación móvil se hace presente en la cotidianidad de muchas personas a través de los teléfonos celulares con videojuegos locales o en red, recepción de información bancaria de retiros o consignaciones, al igual que realización de transacciones tales como transferencias o pagos. Dentro de las tendencias se encuentra la computación (wearable) que se lleva puesta, por ejemplo, en prendas de vestir que regulan la temperatura de acuerdo al clima o cámaras integradas a cascos para la transmisión de imágenes al computador. Por su parte, la realidad aumentada mezcla el entorno real con el mundo digital (Balanta, 2010), Permitiendo la inclusión de pantallas, textos, imágenes y sonido, sobre las imágenes captadas por la cámara. Su aplicación está orientada a publicidad, educación, turismo y entretenimiento.

138


Figura 77 Realidad aumentada

Fuente: http://www.sindikos.com/wp-content/uploads/2011/07/topps-3d.jpg

Lección 29. Seguridad Informática

A lo largo del curso se ha abordado la importancia de la información como activo fundamental para las organizaciones, incluso a nivel personal, es por ello que a partir de la inseguridad informática se da la necesidad de pensar en la seguridad informática que se fundamenta en proteger primero que todo los datos o información y sus medios de acceso, tratamiento o almacenamiento como son el hardware y el software. Colobran define la seguridad informática como “el conjunto de metodologías, documentos, software y hardware que determinan que los accesos a los recursos de un sistema informático sean realizados exclusivamente por los elementos autorizados para hacerlo”. Igualmente, aclara que es imposible garantizar la seguridad total por lo que sugiere utilizar el término fiabilidad.

Para que un sistema se considere fiable, debe cumplir con las siguientes condiciones: Confidencialidad: permitir el acceso a la información, hardware y software por parte de elementos autorizados, contemplando servicios de autenticación. Integridad (consistencia): Modificación (creación, actualización, eliminación) de

los recursos de acuerdo a autorizaciones de manera oportuna. Disponibilidad: los recursos permanecerán accesibles de acuerdo a los permisos

suministrados, contemplando planes de contingencia. Tipos de Ataques Los ataques que se pueden presentar son de 4 tipos:

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Interrupción: Ataque a la disponibilidad de un recurso con la destrucción o corte

de una línea de comunicación o inactivación de un sistema de archivos, por ejemplo. Interceptación: ataque a la confidencialidad mediante el acceso al sistema a un

recurso no autorizado, puede ser externo a la organización o interno. Modificación: pone en riesgo la integridad y la confidencialidad, accede a recursos no autorizados y lo altera (actualiza o elimina) Fabricación: viola la integridad logrando crear o insertar información falsa o

asignar permisos. Gran parte de los ataques provienen de personas que pretenden acceder a la información con diferentes objetivos. Los ataques con origen humano pueden clasificarse, según Colobran en pasivos y activos. Los ataques pasivos consisten en husmear o “escuchar” en búsqueda de información restringida sin realizar modificaciones, estos ataques no se detectan fácilmente porque no dejan rastro, para prevenir éstos ataques se puede encriptar la información. Por su parte los ataques activos, si son nocivos, siendo frecuentes:

- Suplantación de identidad en el envío de mensajes de correos, por

ejemplo, o el famoso phising que consiste en enviar correos a nombre de

una entidad bancaria argumentando procesos de seguridad por lo cual

debe suministrar la información de acceso.

La siguiente imagen un ejemplo de intento de suplantación de un banco, cuyo nombre ha sido reemplazado por XXXXXXXXXXX pues el banco no es responsable de ellos y no es prudente desprestigiar al banco cuando dichos ataques suceden fuera del portal de la entidad.

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Figura 78 Phising

Fuente: Ing. Yaneth Flechas B

- Reactuación: consiste en la interceptación y replicación de mensajes

auténticos con un fin determinado, por ejemplo registrar varios pagos de un

crédito para disminuir un saldo.

- Degradación del servicio: restringe servicios, procesos o elimina

información de ciertos usuarios, distorsionando la confiabilidad del sistema.

- Modificación de mensajes: cambio de sentido a los mensajes emitidos

con intereses particulares.

Generalmente los ataques pueden provenir de empleados o ex - empleados de

la empresa que no necesariamente tiene mala intención; los empleados de las

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organizaciones son los que mejor las conocen por lo que un ataque premeditado puede alcanzar consecuencias muy graves. Los atacantes externos se denominan hackers, si realizan ataques pasivos; si por el contrario los ataques son malintencionados, sus autores se denominan crackers. Seguridad Informática en las organizaciones: Ante la vulnerabilidad, es necesario tomar medidas para contrarrestar los posibles riesgos. Es por esto que en forma similar a los sistemas de gestión de calidad, las empresas implementan el sistema de gestión de seguridad de la información (SGSI), que requiere de la apoyo de toda la organización adoptando la seguridad

como un objetivo global. El sistema de gestión de la seguridad comprende la política, la estructura organizacional, los procedimientos, los procesos y los recursos necesarios. Seguridad Informática Personal A nivel organizacional es muy importante dedicar recursos a la seguridad informática pues un ataque puede implicar un desgaste económico muy grande. A nivel personal, los costos económicos pueden no ser altos pero también es muy importante resguardar nuestra información por lo que es importante conocer y evitar los posibles riesgos, a los que nos exponemos, especialmente al acceder a internet. Una de las dependencias de la UNAD es la Gerencia de Innovación y Desarrollo Tecnológico – GIDT. Dentro del alcance de la GIDT, se encuentra: “Garantizar la calidad, el uso racional, la optimización y la seguridad de las tecnologías de la información y las comunicaciones, en la universidad. (UNAD, 2011)” en cumplimiento de lo anterior, la GIDT, ha dispuesto un espacio en la página de la UNAD donde se encuentran recursos relacionados con el tema como legislación, un validador de contraseñas, y las píldoras informáticas que corresponde a consejos e información para preservar la seguridad de la información. Para acceder al sitio haga click AQUI A continuación se proporcionan links a algunas píldoras interesantes: Creación de contraseñas seguras. Phising o estafas por internet Seguridad Informática en el lugar de trabajo

http://www.unad.edu.co/gerencia-de-innovacion-y-desarrollo-tecnologico/index.php/seguridad

https://sites.google.com/a/unad.edu.co/segurinfo/download/creaci%C3%B3ndecontrase%C3%B1asseguras.pdf?attredirects=0&d=1

https://sites.google.com/a/unad.edu.co/segurinfo/download/Phishingoestafasporinternet.ppsx?attredirects=0

https://sites.google.com/a/unad.edu.co/segurinfo/download/SeguridaddelaInformaci%C3%B3nennuestrolugardetrabajo.ppsx?attredirects=0&d=1

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Lección 30. Software libre

En el curso herramientas informáticas se aborda el tema software libre desde el enfoque de usuario; el presente capítulo se enfoca en la perspectiva del Ingeniero de sistemas frente al software libre, por lo que en caso de no estar cursando herramientas informáticas o no haber revisado el tema, se sugiere revisar los conceptos básicos disponibles en el siguiente link: Introducción al software libre Hablar de software libre requiere recordar que los programas para computador o software son escritos en un lenguaje de programación bajo ciertas convenciones establecidas que son traducidas a lenguaje de máquina por un compilador. El programa original se denomina código fuente, que proviene de la expresión del inglés code source. Del proceso de compilación, se obtiene el código objeto o ejecutable, que viene siendo el producto final. Al comprar un software, se adquiere el derecho a usar el programa a través del ejecutable pero no se tiene la posibilidad de modificarlo. Al adquirir software comercial se obtiene una caja sellada y limitada y las mejoras dependen de lo que el fabricante ofrece y por las cuales hay que pagar. Citando a (Rosa, 2006): para que un programa pueda ser considerado libre, debe darse a conocer cómo funciona, permitir que se adapte o mejore de acuerdo a las necesidades y poder redistribuirse en las mismas condiciones, siendo necesario además de conceder los permisos, suministrar el código fuente, ya que sin disponer de él la libertad se vería limitada. Las implicaciones del software libre no son simplemente económicas aunque si disminuyen los costos; se trata básicamente de un trabajo en equipo orientado hacia la innovación y el mejoramiento de programas útiles a muchas personas ingenieros y no ingenieros de sistemas, en diferentes áreas, entre las que se encuentran: educación, administración pública, empresa privada, etc. El software creado como libre permite al desarrollador acudir a los productos que los demás miembros de la comunidad han ideado con anterioridad sin tener que hacer lo que ya está hecho o incurrir en la ilegalidad. De igual forma es posible aportar a las soluciones propuestas por otros potencializando el resultado que no se puede considerar como “final” porque puede seguirse mejorando. Las comunidades Colombianas más destacadas se encuentran: DragonJAR y la Comunidad de usuarios de Software libre en Colombia- Colibrí. A su vez entre los grupos se encuentran: (DragonJAR, 2010) Abacux, Club de Informática en Lebrija-Santander. Promueve la utilización

de software libre en el municipio de Lebrija-Santander.

Calix, Grupo de Usuarios de Linux de Cajicá.

http://dl.dropbox.com/u/10344971/Introducci%C3%B3n%20SofwareLibre%20_HI.pdf

http://www.dragonjar.org/

http://www.accusor.net/colibri/index.html

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ChampeTUX, Grupo de Usuarios de Software Libre de Cartagena CULT, Comunidad de Usuarios Linux Tula, que tiene como propósito

principal promover el uso y desarrollo de las herramientas de software libre.

Debian Colombia, comunidad que tiene como propósito principal promover

el uso y desarrollo del sistema operativo Debian GNU/Linux en Colombia.

GALLO, Grupo de Arquitecturas Libres de los Llanos Orientales

GIGAX, Grupo de Implementación GNU y Arquitecturas *X, agrupando varias universidades en Medellín (EAFIT, Universidad de Antioquia…).

GLEC, GNU/Linux Eje Cafetero, grupo creado en la Universidad de Manizales.

GLUC, Grupo Linux de la Universidad del Cauca. El grupo surge con el objetivo de difundir la filosofía del Software Libre en Colombia y agrupar a los entusiastas de GNU/Linux existentes en la región.

GLUD, Grupo Linux de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, creado en Bogotá

GLUDEC, Grupo Linux de la Universidad de Cundinamarca

GLUM, Grupo de Usuarios de GNU/Linux de la Universidad del Magdalena, en Santa Marta.

GLUNAD, Grupo de Usuarios de GNU/Linux en la UNAD CEAD Sogamoso.

GLUV, Grupo Linux de la Universidad del Valle en Cali.

GNUCONIX, Grupo de Investigaciones de Software Libre en Colombia y Nuevas Tecnologías Basado en Plataformas UNIX de la Universidad Católica de Oriente.

GNUEVO, Grupo de Investigación y Desarrollo de Software Libre en Colombia de la Universidad Jorge Tadeo Lozano.

GNU/Linux Libre, un grupo de usuarios de software libre de la Universidad Libre (Seccional Bogotá).

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GSL-USC, Grupo de semilleros de investigación y desarrollo en Software Libre de la Facultad de Ingeniería de Sistemas de la Universidad Santiago de Cali.

Iskariote, grupo nacido en la Escuela de Administración de Negocios en Bogotá; se autodenomina El Grupo de Usuarios GNU/Linux diferente.

La Guardia de Tux, grupo de usuarios de GNU/Linux en Pasto que busca difundir el uso del Software Libre en Colombia.

Comunidad Linux EAM, grupo originado en la Escuela de Administración y Mercadotecnia del Quindío.

Linuxbar, grupo dedicado al estudio y desarrollo del Software Libre en Colombia. Tiene como propósito difundir este sistema en toda la costa atlántica, iniciando por Barranquilla a través de universidades y escuelas

LinuxCol, grupo creado en la Universidad de los Andes en Bogotá.

LIUDECX, grupo de la Universidad de Cundinamarca en Ubaté, Cundinamarca. Grupo de implementación e investigación de software libre GNU/LINUX.

Lix S. G., grupo de la Corporación Universitaria del Caribe en Sincelejo, Sucre, con el propósito de familiarizar a la comunidad educativa en el uso de GNU/Linux y software libre.

Lugunar, grupo nacido en la Universidad Nacional en Bogotá.

Merlinux, grupo nacido en la Pontificia Universidad Javeriana en Bogotá.

PIX-UDEC, grupo GNU/Linux de la Universidad de Cundinamarca que trabaja por la difusión e implementación del Software Libre en Colombia.

Polux, grupo GNU/Linux creado por estudiantes de la tecnología en Desarrollo de Software del Colegio Mayor del Cauca.

PULPA, grupo de usuarios Linux de Pereira que busca la difusión del Software Libre en Colombia

SÍSMICA, grupo dedicado al fomento, implantación, adiestramiento y educación en el área de software libre y SO GNU/Linux, sus bondades, aplicaciones, diferencias con otros SO y aplicaciones en las áreas de educación, investigación, desarrollo, seguridad, automatización,

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telemática, y otros

SL Colombia, Grupo de usuarios que promueve el uso de Software Libre en Colombia.

SLEC, Software de Libre Redistribución y Educación en Colombia

TESIS, grupo responsable de la investigación y desarrollo en GNU/Linux del Centro de Investigación y Desarrollo para la Ingeniería del Software Libre en Colombia de la Universidad Industrial de Santander en Bucaramanga.

TuxScunS, Grupo de usuarios e investigadores de Linux de la Universidad CUN – Sincelejo, que busca incentivar el uso de software libre en la región.

UNALIX, Grupo de usuarios de software libre de la Universidad Nacional (sede Medellín). El grupo busca difundir, implementar y desarrollar Software Libre en Colombia dentro de la universidad pero sin limitarse a ella.

USB-Linux, grupo de usuarios de Linux de la Universidad de San Buenaventura, en Cali.

Los eventos se promueve el software libre en Colombia son: FLISOL: Festival de instalación de software libre que se realiza en diferentes ciudades del país simultáneamente. SOFTWARE FREEDOM DAY - SFD o día mundial del software libre, se celebra

el 17 de septiembre desde el año 2004 en diferentes ciudades del mundo, con el objeto de “convocar y educar al mundo sobre los ideales del la libertad de software y el beneficio práctico del software libre”. http://www.enter.co/vida-digital/el-17-de-septiembre-sera-el-dia-de-la-libertad-del-software/ CAMPUS PARTY: Una de las áreas del mayor evento de tecnología, creatividad,

ocio y cultura digital en red del mundo es el software libre; allí se ofrece actualización herramientas, capacitación y noticias. http://www.campus-party.com.co/2011/software-libre.html Congreso internacional de conocimiento libre, Desarrollo Local, Regional y Economía Solidaria: pretende compartir experiencias y conocimientos entorno al

Software Libre y su aplicación en el Sector Solidario. Evento que cuenta con conferencistas de clase mundial. Se ha realizado en Bogotá y en Cali http://www.softwarelibrecolombia.org/

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BIBLIOGRAFÍA

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ntroduccion a la ingenieria de sistemas

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