ACTIVIDAD 3
1.16. Comunicación de datos.
Comunicación de Datos. Es el proceso de
comunicar información en
forma binaria entre dos o más puntos. Requiere cuatro elementos básicos que
son:
Emisor: Dispositivo que transmite los datos
Mensaje: lo conforman los datos a ser transmitidos
Medio : consiste en el recorrido de los datos desde
el origen hasta su destino
Receptor: dispositivo de destino de los datos
BYTE: conjunto de bits continuos mínimos que hacen posible, un
direccionamiento de información en un sistema computarizado.
Está formado por 8 bits.
Paquete : fracciones de un mensaje de tamaño
predefinido, donde cada fracción o paquete contiene información de procedencia
y de destino, así como información requerida para el reensamblado del mensaje.
Códigos: acuerdo previo sobre un conjunto de
significados que definen una serie de símbolos y
caracteres. Toda combinación de bits representa un carácter dentro
de la tabla de códigos. las tablas de códigos más reconocidas son las del código ASCII y
la del código EBCDIC.
Paridad: técnica que consiste en la adición de un bit
a un carácter o a un bloque de caracteres para forzar al conjunto de unos (1) a
ser par o impar. Se utiliza para el chequeo de errores en la validación de los
datos. El bit de paridad será cero (0=SPACE) o uno (1=MARK).
Modulación: proceso de manipular de manera controlada las
propiedades de una señal portadora para que contenga la información que se va a
transmitir
DTE (Data Terminal Equipment): equipos que son la fuente y destino de los
datos. comprenden equipos de computación (Host,
Microcomputadores y Terminales).
DCE (Data Communications Equipment): equipos de conversión entre el DTE y el canal
de transmisión, es decir, los equipos a través de los cuales conectamos los DTE
a las líneas de comunicación.
Aéreos: basados en señales radio-eléctricas
(utilizan la atmósfera como
medio de transmisión), en señales de rayos láser o
rayos infrarrojos.
Transmisión en Serie: los bits se transmiten de uno a uno sobre una
línea única. Se utiliza para transmitir a larga distancia.
Transmisión en Paralelo: los bits se transmiten en grupo sobre
varias líneas al mismo tiempo.
Es utilizada dentro del computador.
La transmisión en paralela es más rápida que la
transmisión en serie pero en la medida que la distancia entre equipos se
incrementa (no debe sobrepasarse la distancia de 100 pies), no solo se encarecen
los cables sino que además aumenta la complejidad de los transmisores y los
receptores de la línea a causa de la dificultad de transmitir y recibir señales
de pulsos a través de cables largos.
Transmisión Simplex: la transmisión de datos se produce en un solo
sentido. siempre existen un nodo emisor y un nodo receptor que no cambian
sus funciones.
Transmisión Half-Duplex: la transmisión de los datos se produce en
ambos sentidos pero alternativamente, en un solo sentido a la vez. Si se está
recibiendo datos no se puede transmitir.
Transmisión Full-Duplex: la transmisión de los datos se produce en
ambos sentidos al mismo tiempo. un extremo que esta recibiendo datos puede, al
mismo tiempo, estar transmitiendo otros datos.
1.17. Modos de transmisión.
Modos de transmisión
El modo de transmisión se refiere
al número de unidades de información (bits) elementales que se pueden traducir
simultáneamente a través de los canales de comunicación. De hecho, los
procesadores (y por lo tanto, los equipos en general) nunca procesan (en el
caso de los procesadores actuales) un solo bit al mismo tiempo. Generalmente
son capaces de procesar varios (la mayoría de las veces 8 bits: un byte) y por
este motivo, las conexiones básicas en un equipo son conexiones paralelas.
Conexión paralela
Las conexiones paralelas consisten en transmisiones
simultáneas de N cantidad de bits. Estos bits se envían
simultáneamente a través de diferentes canales N (un canal
puede ser, por ejemplo, unalambre, un cable o cualquier otro medio
físico). La conexión paralela en equipos
del tipo PC generalmente requiere 10 alambres.
Estos canales pueden ser:
·
N líneas
físicas: en cuyo caso cada bit se envía en una línea física (motivo por el cual
un cable paralelo está compuesto por varios alambres dentro de un cable cinta)
·
una línea física dividida en varios
subcanales, resultante de la división del ancho de banda. En este caso, cada
bit se envía en una frecuencia diferente...
Debido a que los alambres conductores están uno muy
cerca del otro en el cable cinta, puede haber interferencias (particularmente
en altas velocidades) y degradación de la calidad en la señal...
Conexión en serie
En una conexión en serie, los datos se transmiten
de a un bit por vez a través del canal de transmisión. Sin embargo, ya que
muchos procesadores procesan los datos en paralelo, el transmisor necesita
transformar los datos paralelos entrantes en datos seriales y el receptor
necesita hacer lo contrario.
Estas operaciones son realizadas por un controlador
de comunicaciones (normalmente un chipUART, Universal
Asynchronous Receiver Transmitter (Transmisor Receptor Asincrónico Universal)).
El controlador de comunicaciones trabaja de la siguiente manera:
·
La transformación paralela-en serie se realiza
utilizando un registro de desplazamiento. El registro de desplazamiento, que
trabaja conjuntamente con un reloj, desplazará el registro (que contiene todos
los datos presentados en paralelo) hacia la izquierda y luego, transmitirá el
bit más significativo (el que se encuentra más a la izquierda) y así
sucesivamente:
·
La transformación en serie-paralela se realiza
casi de la misma manera utilizando un registro de desplazamiento. El registro
de desplazamiento desplaza el registro hacia la izquierda cada vez que recibe
un bit, y luego, transmite el registro entero en paralelo cuando está completo:
Debido a los problemas que surgen con una conexión
de tipo paralela, es muy común que se utilicen conexiones en serie. Sin
embargo, ya que es un solo cable el que transporta la información, el problema
es cómo sincronizar al transmisor y al receptor. En otras palabras, el receptor
no necesariamente distingue los caracteres (o más generalmente, las secuencias
de bits) ya que los bits se envían uno después del otro. Existen dos tipos de
transmisiones que tratan este problema:
·
La conexión asincrónica, en la que cada
carácter se envía en intervalos de tiempo irregulares (por ejemplo, un usuario
enviando caracteres que se introducen en el teclado en tiempo real). Así, por
ejemplo, imagine que se transmite un solo bit durante un largo período de
silencio... el receptor no será capaz de darse cuenta si esto es 00010000,
10000000 ó 00000100...
Para remediar este problema, cada carácter es precedido por información que indica el inicio de la transmisión del carácter (el inicio de la transmisión de información se denomina bit de INICIO) y finaliza enviando información acerca de la finalización de la transmisión (denominadabit de FINALIZACIÓN, en la que incluso puede haber varios bits de FINALIZACIÓN).
Para remediar este problema, cada carácter es precedido por información que indica el inicio de la transmisión del carácter (el inicio de la transmisión de información se denomina bit de INICIO) y finaliza enviando información acerca de la finalización de la transmisión (denominadabit de FINALIZACIÓN, en la que incluso puede haber varios bits de FINALIZACIÓN).
·
En una conexión sincrónica,
el transmisor y el receptor están sincronizados con el mismo reloj. El receptor
recibe continuamente (incluso hasta cuando no hay transmisión de bits) la
información a la misma velocidad que el transmisor la envía. Es por este motivo
que el receptor y el transmisor están sincronizados a la misma velocidad. Además,
se inserta información suplementaria para garantizar que no se produzcan
errores durante la transmisión.
En el transcurso de la transmisión sincrónica, los
bits se envían sucesivamente sin que exista una separación entre cada carácter,
por eso es necesario insertar elementos de sincronización; esto se
denomina sincronización al nivel de los caracteres.
En la fibra
multimodo de índice escalonado, la densidad del núcleo permanece constante
desde el centro hasta los bordes, el rayo de luz se mueve a través de esta
densidad constante en línea recta hasta que alcanza la interfaz del núcleo y la
cubierta, en esa interfaz hay un cambio abrupto a una densidad más baja que
altera el ángulo de movimiento del rayo. El término escalonado se refiere a la
rapidez de este cambio.
La señal consiste en
un haz de rayos que recorren diversos caminos, reflejándose de formas diversas
e incluso perdiéndose en la cubierta. En el destino los distintos rayos de luz
se recombinan en el receptor, por lo que la señal queda distorsionada por la
pérdida de luz. Esta distorsión limita la tasa de datos disponibles.
Fuentes de luz para
cables ópticos. La señal por la fibra óptica es transportada por un rayo de
luz, para que haya transmisión, el emisor debe contar con una fuente de luz, y
el receptor con una célula fotosensible. El receptor más usual es un fotodiodo,
dispositivo que transforma la luz recibida en corriente eléctrica, mientras que
para la emisión se usa un diodo LED o un diodo láser, siendo el primero más
barato pero que produce una luz desenfocada y con un rango de ángulos muy
elevado.
Los medios no guiados o comunicación sin cable
transportan ondas electromagnéticas sin usar un conductor físico, sino que se
radian a través del aire, por lo que están disponibles para cualquiera que
tenga un dispositivo capaz de aceptarlas.
1.19. Dispositivos.
Dispositivo de
almacenamiento es todo aparato que se utilice para grabar los datos de la
computadora de forma permanente o temporal. Una unidad de disco, junto con los
discos que graba, es un dispositivo de almacenamiento. A veces se dice que una
computadora tiene dispositivos de almacenamiento primarios (o principales) y
secundarios (o auxiliares). Cuando se hace esta distinción, el dispositivo de
almacenamiento primario es la memoria de acceso aleatorio (RAM) de la
computadora, un dispositivo de almacenamiento permanente pero cuyo contenido es
temporal. El almacenamiento secundario incluye los dispositivos de
almacenamiento más permanentes, como unidades de disco y de cinta.
La velocidad de un
dispositivo se mide por varios parámetros: la velocidad máxima que es capaz de
soportar, que suele ser relativa, en un breve espacio de tiempo y en las
mejores condiciones; la velocidad media, que es la que puede mantener de forma
constante en un cierto período de tiempo, y, por último, el tiempo medio de
acceso que tarda el dispositivo en responder a una petición de información
debido a que debe empezar a mover sus piezas, a girar y buscar el dato
solicitado. Este tiempo se mide en milisegundos (ms), y cuanto menor sea esta
cifra más rápido será el acceso a los datos son Unidades de información.
1.20. Procesamiento distribuido
Un sistema de procesamiento distribuido se define como:
Una colección de
computadores conectados por una red de comunicaciones, que el usuario percibe
como un solo sistema, el usuario accesa los recursos remotos de la misma manera
en que accesa recursos locales.
Los sistemas distribuidos deben de ser muy confiables, ya que si un componente del sistema se descompone en otro componente y debe de ser capaz de reemplazarlo, El tamaño de un sistema distribuido puede ser muy variado, ya sean decenas de hosts, centenas de hosts, y miles o millones de hosts.
Los sistemas distribuidos deben de ser muy confiables, ya que si un componente del sistema se descompone en otro componente y debe de ser capaz de reemplazarlo, El tamaño de un sistema distribuido puede ser muy variado, ya sean decenas de hosts, centenas de hosts, y miles o millones de hosts.
Características de los sistemas de procesamiento
distribuidos:
- Colección
de sistemas autónomos capaces de comunicación y cooperación mediante
interconexiones hardware y software.
- Proporciona
abstracción de máquina virtual a los usuarios.
- Un
objetivo clave es la transparencia.
- Generalmente
proporcionan medios para compartir de manera global los recursos:
denominación global, sistemas de archivos distribuidos, facilidades para
distribución de cálculos.
Modelos de procesamiento distribuido:
- Procesamiento
distribuido basado en entrada y salida.
- Comunicarse
con un proceso remoto es similar a escribir un archivo.
- La
biblioteca de sockets usa este modelo.
- Enviar
y recibir mensajes es realmente entrada/salida.
- Es
un enfoque de nivel relativamente bajo.
Procesamiento distribuido
basado en llamadas a procedimientos remotos:
- Comunicar procesos remotos es similar a
invocar procedimientos.
- El procedimiento invocado no reside en el que
invoca sino en otro.
- Los procedimientos reciben parámetros y
devuelven resultados.
- Es un enfoque de nivel más alto que el
orientado a entrada/salida.
- El sistema de comunicación
subyacente se encarga de duplicar el bloque de memoria común en las
diferentes computadoras que forman parte del sistema.
|
Procesamiento distribuido basado en objetos distribuidos:
Procesamiento distribuido basado en memoria
compartida:
|
El sistema de comunicación
subyacente se encarga de duplicar el bloque de memoria común en las diferentes
computadoras que forman parte del sistema.
1.21. Multiprocesamiento.
Los sistemas de multiprocesamiento tienen
procesadores múltiples corriendo al mismo tiempo. Los sistemas de
multiprocesamiento tradicionales tienen de 2 a 128 procesadores. Más allá de
ese número (y este límite superior sigue aumentando) de sistemas de
multiprocesamiento se convierten en procesadores paralelos. Los sistemas de
multiprocesamiento permiten que diferentes hilos funcionen en diferentes
procesadores. Esta capacidad acelera considerablemente el funcionamiento de
programa. Ahora dos hilos pueden funcionar más o menos independientemente uno
de otro sin requerir que el hilo intercambia para conseguir los recursos del
procesador. Los sistemas operativos de multiprocesador son en sí mismos con
hilos múltiples y generan también hilos que pueden funcionar en los
procesadores separados para mejor provecho.
Un sistema operativo multiproceso se refiere al número de procesadores del sistema, que es más de uno y éste es capaz de usarlos todos para distribuir su carga de trabajo. Generalmente estos sistemas trabajan de dos formas: simétrica asimétricamente.
Cuando se trabaja de manera asimétrica, el sistema operativo selecciona a uno de los procesadores el cual jugará el papel de procesador maestro y servirá como pivote para distribuir la carga a los demás procesadores, que reciben el nombre de esclavos.
Cuando se trabaja de manera simétrica, los procesos o partes de ellos (threads) son enviados indistintamente a cualesquira de los procesadores disponibles, teniendo, teóricamente, una mejor distribución y equilibrio en la carga de trabajo bajo este esquema. Se dice que un thread es la parte activa en memoria y corriendo de un proceso, lo cual puede consistir de un área de memoria, un conjunto de registros con valores específicos, la pila y otros valores de contexto. Us aspecto importante a considerar en estos sistemas es la forma de crear aplicaciones para aprovechar los varios procesadores.
Existen aplicaciones que fueron hechas para correr en sistemas monoproceso que no toman ninguna ventaja a menos que el sistema operativo o el compilador detecte secciones de código paralelizable, los cuales son ejecutados al mismo tiempo en procesadores diferentes. Por otro lado, el programador puede modificar sus algoritmos y aprovechar por sí mismo esta facilidad, pero esta última opción las más de las veces es costosa en horas hombre y muy tediosa, obligando al programador a ocupar tanto o más tiempo a la paralelización que a elaborar el algoritmo inicial.
A medida que crece el número de usuarios de un sistema de computación, o bien las necesidades de los mismos, crece también el número de procesos a ejecutar. Así las cosas pueden llegar un momento en que un sistema operativo monoprocesador pueda verse desbordado en su labor. Lo que podemos es en primer lugar, y a nivel de hardware, incorporar más y mejores procesadores. En segundo lugar, vestir al sistema físico con un sistema operativo multiprocesador que sea verdaderamente capaz de aprovechar todos los procesadores instalados.
Un sistema operativo multiproceso se refiere al número de procesadores del sistema, que es más de uno y éste es capaz de usarlos todos para distribuir su carga de trabajo. Generalmente estos sistemas trabajan de dos formas: simétrica asimétricamente.
Cuando se trabaja de manera asimétrica, el sistema operativo selecciona a uno de los procesadores el cual jugará el papel de procesador maestro y servirá como pivote para distribuir la carga a los demás procesadores, que reciben el nombre de esclavos.
Cuando se trabaja de manera simétrica, los procesos o partes de ellos (threads) son enviados indistintamente a cualesquira de los procesadores disponibles, teniendo, teóricamente, una mejor distribución y equilibrio en la carga de trabajo bajo este esquema. Se dice que un thread es la parte activa en memoria y corriendo de un proceso, lo cual puede consistir de un área de memoria, un conjunto de registros con valores específicos, la pila y otros valores de contexto. Us aspecto importante a considerar en estos sistemas es la forma de crear aplicaciones para aprovechar los varios procesadores.
Existen aplicaciones que fueron hechas para correr en sistemas monoproceso que no toman ninguna ventaja a menos que el sistema operativo o el compilador detecte secciones de código paralelizable, los cuales son ejecutados al mismo tiempo en procesadores diferentes. Por otro lado, el programador puede modificar sus algoritmos y aprovechar por sí mismo esta facilidad, pero esta última opción las más de las veces es costosa en horas hombre y muy tediosa, obligando al programador a ocupar tanto o más tiempo a la paralelización que a elaborar el algoritmo inicial.
A medida que crece el número de usuarios de un sistema de computación, o bien las necesidades de los mismos, crece también el número de procesos a ejecutar. Así las cosas pueden llegar un momento en que un sistema operativo monoprocesador pueda verse desbordado en su labor. Lo que podemos es en primer lugar, y a nivel de hardware, incorporar más y mejores procesadores. En segundo lugar, vestir al sistema físico con un sistema operativo multiprocesador que sea verdaderamente capaz de aprovechar todos los procesadores instalados.
1.22.REDES
Una
red informática es un conjunto de dispositivos interconectados entre sí a
través de un medio, que intercambian información y comparten recursos.
Básicamente, la comunicación dentro de una red informática es un proceso en el
que existen dos roles bien definidos para los dispositivos conectados, emisor y
receptor, que se van asumiendo y alternando en distintos instantes de tiempo.
También
hay mensajes, que es lo que estos roles intercambian. La estructura y el modo
de funcionamiento de las redes informáticas actuales están definidos en varios
estándares, siendo el más extendido de todos el modelo TCP/IP, basado en el
modelo de referencia o teórico OSI.
De
la definición anterior podemos identificar los actores principales en toda red
informática, que veremos a continuación.
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