Sistemas Informáticos: Historia, tipos y piezas

¿Qué es un sistema informático?

La definición de computadora y sistema informático ha cambiado a lo largo de los años. Hubo un tiempo en que el término computadora era una descripción del trabajo de un humano que realizaba cálculos. Una definición minimalista de computadora en los tiempos modernos es cualquier dispositivo electrónico que incluya un contador de programas. Un contador de programa es una dirección de memoria para la siguiente instrucción a realizar. Si existe un contador de programa, entonces la “siguiente instrucción” no es fija pero puede modificarse y, por lo tanto, el dispositivo es programable. Los contadores de programas están integrados en las CPU (Unidad Central de Procesamiento), microcontroladores y muchos microchips. Existen en dispositivos electrónicos muy simples como despertadores y mandos a distancia.

Lo que generalmente se considera un sistema informático probablemente incluye muchos componentes electrónicos lo suficientemente sofisticados como para incluir un contador de programa propio, que trabajan juntos hacia un propósito común. Los sistemas informáticos, entonces, son una colección de sistemas que están diseñados para trabajar juntos para recibir datos, realizar algunos cálculos sobre esos datos y generar datos transformados de una manera significativa.

Historia de los sistemas informáticos

Hay muchos ejemplos de sistemas más antiguos que están diseñados como ayudas mecánicas para el cálculo y la computación. Sin embargo, a Charles Babbage se le atribuye el primer diseño de lo que es lo suficientemente sofisticado como para ser llamado computadora según los estándares modernos. En 1833 propuso el diseño de su máquina analítica. Se trataba de un dispositivo mecánico que podía reprogramarse para resolver diferentes problemas computacionales. Charles Babbage incluso contrató a la primera programadora profesional del mundo, Ada Lovelace. Desafortunadamente, el motor analítico nunca estuvo completamente construido. La precisión requerida de los engranajes involucrados requirió una artesanía personalizada y, finalmente, el proyecto se volvió demasiado complejo y costoso para continuar.

En las décadas de 1930 y 1940, la transición de una “calculadora muy compleja” a una verdadera computadora se produjo de forma independiente en todo el mundo en varios casos. Varios de estos proyectos fueron clasificados como desarrollos dentro de los esfuerzos de guerra y, por lo tanto, no se difundieron ampliamente hasta más tarde. En diversas fuentes, se atribuye a Alan Turing, Max Von Neumann y Konrad Zuse el mérito de ser los inventores de las computadoras modernas.

Durante varias décadas, el sistema informático estuvo confinado a grandes organizaciones e instituciones de investigación. Sin embargo, en la década de 1970, se comercializaron las primeras computadoras lo suficientemente pequeñas como para estar dirigidas a un usuario final individual. A medida que avanzaba la tecnología, las computadoras continuaron reduciéndose, dando lugar a computadoras de escritorio, portátiles y dispositivos móviles como tabletas y teléfonos.

Hoy en día, el hecho de que las conexiones a Internet sean omnipresentes está provocando una revolución diferente en los sistemas informáticos. Las conexiones de red son lo suficientemente confiables como para que los usuarios descarguen gran parte del cálculo y almacenamiento de datos a la “nube”. Esto significa que los datos se almacenan, los cálculos se realizan en una computadora lejana y el dispositivo al que accede el usuario es simplemente una interfaz. Sin embargo, la potencia computacional de esos dispositivos de interfaz eclipsa la potencia de aquellos primeros sistemas mainframe de las décadas de 1950 y 1960.

Tipos de sistemas informáticos

El factor de forma y las capacidades de procesamiento de los sistemas informáticos han cambiado significativamente a lo largo de los años. El avance de la tecnología y sus principales aplicaciones han impulsado gran parte del cambio. A continuación se muestran algunos ejemplos de diferentes tipos de sistemas informáticos. Algunos de ellos todavía están en uso, otros ahora se han convertido en históricos.

Microordenador

Las microcomputadoras tienen un factor de forma lo suficientemente pequeño como para estar destinadas a un solo usuario. Las computadoras de escritorio, portátiles y dispositivos móviles entran en esta categoría más amplia.

Miniordenador

Los miniordenadores son pequeños en comparación con las tecnologías más antiguas. Estas computadoras eran lo suficientemente pequeñas como para servir como computadoras departamentales o para pequeñas empresas. Eran unidades autónomas que no requerían un entorno especializado pero que podían instalarse y utilizarse en una oficina típica.

Computadora central

Las computadoras centrales eran computadoras grandes utilizadas por corporaciones y centros de investigación. Fueron diseñados para ser sistemas multiusuario. Estos sistemas a menudo residían en espacios exclusivos con clima controlado o incluso en edificios exclusivos.

Supercomputadora

Las supercomputadoras son los tipos de computadoras más grandes y poderosos. Las supercomputadoras fueron originalmente proyectos del tamaño de un edificio en computación especializada. A diferencia del mainframe, generalmente no se utilizan para manejar muchas tareas de muchos usuarios. En cambio, se dedican a algunos problemas informáticos especialmente complejos, como la modelización del cambio climático o la física de partículas. Este término ha cambiado a lo largo de los años. En lenguaje común, las supercomputadoras son las computadoras más poderosas disponibles en el mercado. Y, por supuesto, la medida de los “más” poderosos siempre está cambiando.

Computadora analógica

Las computadoras analógicas no tradujeron las mediciones a sistemas numéricos o binarios antes de realizar los cálculos. En cambio, realizaron cálculos en tiempo real basados ​​en alguna entrada continua de una medición física. Las computadoras analógicas eran relativamente fáciles de diseñar para problemas de un solo propósito y podían ser muy rápidas y proporcionar salidas en tiempo real que coincidieran con las entradas en tiempo real. Sin embargo, no eran muy flexibles en diseño y había un límite superior en la precisión con la que podían funcionar. Las últimas computadoras analógicas dejaron de utilizarse en la década de 1960.

Computadoras digitales

Las computadoras digitales descomponen todas las entradas en un sistema binario de 0 y 1 para realizar cálculos y funciones. Todos los sistemas informáticos de producción que se utilizan hoy en día son ordenadores digitales. Sin embargo, existen sistemas de investigación experimental en computación cuántica que podrían quedar fuera de la definición de computadoras digitales.

Procesador integrado

Un procesador integrado es un pequeño sistema informático que se incluye en un dispositivo más grande para algún propósito específico. Un automóvil típico tiene cientos de sistemas integrados para medir, monitorear y controlar diversas partes del desempeño del automóvil. La mayoría de la electrónica moderna tiene uno o más sistemas integrados. Cada dispositivo de Internet de las cosas (IoT) tiene al menos un sistema integrado dedicado a la comunicación en red.

Partes de un sistema informático

Los sistemas informáticos realizan entradas, cálculos y salidas. Incluso con microcontroladores y sistemas de computadora en un chip, varios sistemas distintos están trabajando en conjunto para lograr esos objetivos.

Hardware en informática

Un dispositivo físico que realiza una tarea informática como entrada, salida o cálculo se conoce en informática como hardware. El hardware tiende a caer en las categorías amplias de entrada, salida, computación, almacenamiento y comunicación.

Categoría	Ejemplos
Entrada: existen dispositivos de entrada para transportar instrucciones o datos al hardware de cómputo y control de la computadora. Los dispositivos de almacenamiento y comunicación también se utilizan a menudo como entrada, pero son lo suficientemente únicos como para tener categorías separadas.	teclado, ratón, micrófono, cámaras, tarjetas perforadas, escáneres
Salida: estos dispositivos existen para transportar instrucciones o datos desde el sistema informático a los usuarios. Nuevamente, los dispositivos de almacenamiento y de red también sirven para este propósito.	monitores, GPU, impresoras, parlantes, dispositivos hápticos
Computación: esta categoría realiza los cálculos de la computadora y transforma la entrada en salida. Dado que las computadoras reciben como entrada no sólo datos sino también instrucciones de programación, el sistema computacional es también el sistema de control. Dirige el tráfico entre todos los demás sistemas.	CPU, microcontroladores, GPU, RAM, memoria caché, controladores de E/S, sistemas de energía, puertos de interfaz
Almacenamiento: una de las ventajas de las computadoras modernas es que no necesitan funcionar en tiempo real. Tanto los datos como los programas pueden almacenarse y accederse en cualquier momento, repetidamente, y modificarse el contenido. Esto permite el cálculo bajo demanda. Esto también significa que el almacenamiento es una parte importante tanto de la entrada como de la salida.	Discos duros, SSD, unidades flash, unidades ópticas, discos magnéticos, cintas magnéticas
Comunicación: los dispositivos de comunicación son cada vez más importantes en los sistemas informáticos. Transferir información de manera confiable y rápida tiene un valor tremendo. Se vuelve aún más importante con la llegada de la computación en la nube.	Controladores de interfaz de red, módems, controladores Bluetooth, comunicaciones de campo cercano (NFC), enrutadores, conmutadores, firewalls, módems celulares

Software

El hardware es insuficiente para constituir por sí solo un sistema informático. Las instrucciones existen en forma de software y son vitales para la tarea esencial de un sistema informático. El software generalmente se divide en dos categorías amplias.

El software del sistema es necesario para controlar todos los dispositivos de hardware y coordinar el paso de datos entre sistemas. Un disco duro generalmente no incluye instrucciones sobre cómo enviar un programa a la CPU. En lugar de ello, se inicializa un programa básico que puede controlar el resto del hardware. Esto se conoce como sistema operativo. El sistema operativo funciona con algunos componentes de software adicionales, como utilidades, interfaces de lenguajes de programación y bibliotecas de software para presentar una plataforma de software en la que se pueden ejecutar aplicaciones.

Las aplicaciones son programas que realizan tareas útiles para los usuarios. Una aplicación puede ser aplicaciones de oficina, bases de datos, entretenimiento, comunicaciones, simulaciones e incluso inteligencia artificial.

Datos

Si bien un sistema informático puede existir sin datos, tiene muy poca utilidad. Hasta que se le asigna alguna tarea, un sistema informático es un ejercicio académico muy complejo. Sin embargo, a medida que los usuarios ingresan datos, se realiza el valor del sistema. Los usuarios ingresan datos, se actúa sobre esos datos y se produce la salida. El resultado puede tomar la forma de más datos, acciones controladas por el sistema informático o comunicaciones con computadoras y usuarios lejanos. En la mayoría de los sistemas informáticos, el valor de los datos supera ampliamente el valor del hardware y el software combinados.

Usuarios

La utilidad de cualquier sistema informático se define por qué tan bien sirve al propósito de sus usuarios. Los usuarios asignan tareas informáticas que consumen la potencia de procesamiento y memoria de los sistemas informáticos. A pesar de lo poderosas que se han vuelto las computadoras, los humanos siguen siendo la fuerza impulsora creativa esencial detrás de los sistemas informáticos.

Resumen de la lección

Los sistemas informáticos son una colección de sistemas que están diseñados para trabajar juntos para recibir datos, actuar sobre ellos y producir resultados útiles. Varían en tamaño, desde dispositivos portátiles hasta sistemas que ocupan edificios enteros. Los sistemas informáticos vienen en todas las formas, tamaños y propósitos. Los sistemas informáticos modernos comenzaron como un concepto teórico en 1883, se hicieron realidad en la década de 1940 y hoy son una parte integral de la vida cotidiana. Los sistemas informáticos se componen de hardware, software, datos y usuarios. El hardware en informática es un dispositivo físico que realiza las tareas de entrada, salida y/o computación. El hardware de un sistema informático generalmente se clasifica en subsistemas de entrada, salida, computacional, de almacenamiento y de comunicaciones. El software son los datos que contienen las instrucciones operativas de la máquina. El software se compone de software y aplicaciones del sistema.