Fundamentos de Almacenamiento Digital, Sistemas Operativos y Software

Dispositivos de Almacenamiento Magnético

Estos dispositivos utilizan medios magnéticos tanto para escribir como para leer información, empleando técnicas específicas para la escritura. La superficie de los disquetes, discos rígidos, etc., contiene material magnéticamente sensible que reacciona ante un campo magnético. Este campo magnético se crea al someter dicho material a una carga eléctrica.

Para realizar estas operaciones, cuentan con un brazo actuador en cuyo extremo se encuentran las cabezas de lectura y escritura. Es aquí donde se aloja el electroimán que graba los datos, alterando la dirección de la corriente eléctrica para magnetizar selectivamente la superficie del disco.

Disco Rígido (HDD)

Un disco rígido contiene un motor que hace girar los discos (platos) sobre un eje. La velocidad de giro depende de las revoluciones del motor, típicamente entre 3200 a 7200 revoluciones por minuto (RPM) o más. Los cabezales de lectura y escritura pueden moverse rápidamente a cualquier punto de la superficie de los discos, permitiendo un acceso aleatorio a los datos.

Formateo y Organización de Datos en un Disco

Para que un disco pueda almacenar datos de forma organizada, necesita ser formateado. El formateo crea una estructura, un mapa, para que la computadora pueda localizar la información directamente.

Pasos del Formateo y Organización:

• Creación de Pistas: Se definen círculos concéntricos en la superficie del disco, llamados pistas.
• Numeración de Pistas: Se numeran comenzando desde la pista 0 en el borde exterior y avanzando hacia el interior. La pista 0 es fundamental para el arranque del sistema y la interacción con la memoria RAM.
• Creación y Numeración de Sectores: Cada pista se divide en segmentos llamados sectores, que son la unidad mínima de almacenamiento direccionable.
• Creación del Directorio Raíz: Al instalar un sistema operativo, se crea un directorio raíz (como C:\ en Windows o / en Linux/Unix) que sirve como punto de partida para organizar archivos y carpetas.

Dispositivos de Almacenamiento Óptico

A diferencia de los magnéticos, los dispositivos ópticos utilizan un rayo láser para leer y escribir datos. La unidad óptica enfoca un rayo láser sobre la superficie del disco. Esta luz se refleja de manera diferente según la superficie:

• Si la superficie es plana (land), la luz se refleja intensamente, interpretándose como un cero (0) binario.
• Si la superficie tiene un pequeño hoyo o marca (pit), la luz se dispersa y refleja débilmente, interpretándose como un uno (1) binario.

En muchos formatos ópticos (como CD y DVD), los datos se graban en una espiral que comienza cerca del centro y avanza hacia el borde exterior.

Sistema Operativo (SO)

El Sistema Operativo es un conjunto fundamental de programas que administra los recursos físicos (hardware) y lógicos (software) de una computadora. El SO se asegura de que todos los componentes de la computadora funcionen correctamente y se comuniquen entre sí. Permite al usuario interactuar con la computadora a través de dispositivos como el teclado o el ratón. Se considera el software base del sistema.

Internamente, un SO suele estar compuesto por un núcleo (kernel) y diversas bibliotecas (a menudo archivos como las DLL - Dynamic Link Libraries en Windows) que trabajan conjuntamente.

Tipos de Sistemas Operativos según los Usuarios:

• Monousuario: Permiten que solo un usuario trabaje en la computadora a la vez, ejecutando sus programas y realizando sus tareas.
• Multiusuario: Permiten que varios usuarios ejecuten programas y realicen tareas simultáneamente, a menudo desde diferentes terminales o sesiones. El SO se encarga de gestionar los recursos para evitar conflictos entre usuarios y proteger la información de cada uno.

Tipos de Sistemas Operativos según las Tareas:

• Monotarea: Solo permiten al usuario ejecutar una tarea (programa) a la vez. No se puede iniciar una nueva tarea hasta que la anterior haya finalizado.
• Multitarea: Permiten que el sistema operativo ejecute varias tareas o procesos concurrentemente, repartiendo el tiempo del procesador entre ellas para dar la ilusión de simultaneidad, sin que surjan problemas de interferencia.

Software

El software es la parte lógica de una computadora, es decir, los programas, instrucciones y datos. A diferencia del hardware (la parte física), el software no se puede tocar.

Tipos de Software:

• Software de Base (o de Sistema): Programas esenciales para que una computadora funcione y gestione sus recursos. El ejemplo principal es el Sistema Operativo, pero también incluye controladores de dispositivos y utilidades del sistema.
• Software de Aplicación: Programas diseñados para ayudar al usuario a realizar tareas específicas. Ejemplos: procesadores de texto, hojas de cálculo, navegadores web, videojuegos.
• Software de Desarrollo: Herramientas que permiten a los programadores crear, depurar y mantener otros programas (software de base o de aplicación). Ejemplos: compiladores, intérpretes, entornos de desarrollo integrado (IDE), sistemas de gestión de bases de datos (como los utilizados para análisis y programación), lenguajes como Java.

Evolución del Software

El desarrollo de software ha pasado por varias etapas:

1. Primera Etapa (aprox. 1950-1965): El desarrollo se centraba en escribir código directamente en lenguaje de máquina o ensamblador. La codificación y la corrección de errores (debugging) eran las actividades principales. Prácticamente no existía planificación formal ni documentación.
2. Segunda Etapa (aprox. 1967-1972): Aparecen los primeros lenguajes de alto nivel, reduciendo la cantidad de código necesario. Surgen conceptos como los sistemas multiusuario, sistemas en tiempo real y bases de datos. Se empieza a considerar el software como un producto que requiere gestión. Nace la "crisis del software" debido a la dificultad de manejar proyectos cada vez más complejos.
3. Tercera Etapa (aprox. 1972-1989): Se popularizan los sistemas operativos de distribución masiva (como UNIX, MS-DOS, MacOS). Se desarrollan sistemas operativos para redes de computadoras y aparecen las microcomputadoras. La ingeniería de software empieza a establecer metodologías.
4. Cuarta Etapa (aprox. 1989-2010 y más allá): Se desarrollan sistemas expertos, software orientado a objetos, interfaces gráficas de usuario avanzadas, software para entornos distribuidos (Internet), sistemas relacionados con la inteligencia artificial y redes neuronales. El desarrollo se vuelve más colaborativo y globalizado.