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Fundamentos de la Computación Licenciatura en Ciencias de la Informática Academias de Tecnología Informática Instituto Politécnico Nacional Unidad Profesional.

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1 Fundamentos de la Computación Licenciatura en Ciencias de la Informática Academias de Tecnología Informática Instituto Politécnico Nacional Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas M. en C. Ángel Gutiérrez González Departamento de Estudios Profesionales Genéricos

2 Fundamentos de la Computación Objetivos: Al término de este curso el alumno: Habrá adquirido los conocimientos generales acerca de la computación, así como la arquitectura y funcionamiento de la computadora digital además de sus periféricos. Se aplicaran los conceptos de forma práctica.

3 Contenido: UNIDAD I. Introducción UNIDAD II. Componentes Principales de una Computadora UNIDAD III. Conceptos de Programación UNIDAD IV. Ambientes de Procesamiento de Datos UNIDAD V. Sistema Operativo UNIDAD VI. Tópicos Bibliografía Fundamentos de la Computación

4 Objetivos particulares: Identificará los diferentes modos de procesamientos de datos de un sistema de cómputo Distinguirá las diferentes fases por las que atraviesa una aplicación Definirá el tipo de proceso más adecuado a las exigencias de un sistema de información a operar Unidad IV: Ambientes de procesamiento de datos

5 Unidad IV. Modos de procesamiento Conceptos de programación 4.1. PROCESAMIENTO EN BATCH 4.2. PROCESAMIENTO EN LINEA 4.3. PROCESAMIENTO EN TIEMPO REAL 4.4. PROCESAMIENTO EN PARALELO 4.5. PROCESAMIENTO DISTRIBUIDO 4.6. FASES PARA EL PROCESAMIENTO DE UNA APLICACIÓN Bibliografía (Unidad IV) Al término de La unidad se incluye una lista de actividades de aprendizaje a para ser realizadas por los alumnos participantes.

6 4.1. Procesamiento en batch ( por lotes) Ambientes de Procesamiento de Datos Es la ejecución de un programa sin el control o supervisión directa del usuario. Se utiliza en tareas repetitivas sobre grandes conjuntos de información, ya que sería propenso a errores realizarlo manualmente. Se caracterizan por que su ejecución no precisa ningún tipo de interacción con el usuario. Los programas que ejecutan por lotes suelen especificar su funcionamiento mediante scripts o procedimientos en los que se indica qué se quiere ejecutar y, posiblemente, qué tipo de recursos necesita reservar Descripción

7 4.1. Procesamiento en batch ( por lotes) Evolución Durante mucho tiempo se ha utilizado este tipo de procesamiento de datos por lo que es muy completo Significa que muchas empresas basan sus transacciones en este tipo de procesamiento Lo cual es indispensable contar con un buen programa de organización para que el ciclo de información sea eficiente y satisfactorio Características Ciertos datos resultan innecesarios para procesarlos inmediatamente, por lo cual la mejor manera de procesarlos es ir guardándolos. Los informes no aparecen con frecuencia hasta obtener toda la información necesaria. Las solicitudes de información se dan hasta que el ciclo de registros quede completado. La entrada de datos t de los demás archivos se mantienen en secuencia. Ambientes de Procesamiento de Datos

8 Ventajas No se tendrá que revisar una por una la información individual. Minimiza el tiempo de revisión, por lo tanto, su salida será una sola, así generando una sola transacción. Almacena los datos de manera consecuente así la información guardara un orden y no se alterara. Desventajas La desventaja mas notable físicamente es en cuanto al tiempo y dinero ya que la entrada de datos y todos los archivos se mantienen en secuencia y por lo tanto genera más gasto Procesamiento en batch ( por lotes) Ambientes de Procesamiento de Datos Archivo Maestro Archivo de transacciones Procesamiento Batch Archivo maestro actualizado Ventajas y desventajas

9 4.2. Procesamiento en línea Procesamiento de Transacciones con equipos y sistemas interconectados entre si y pueden estar distribuidos geográficamente. Es un tipo de sistemas que facilitan y administran aplicaciones transaccionales manteniendo siempre una conexión con todas las entidades involucradas. Usualmente sirve como entrada de datos, recuperación y procesamiento de transacciones con cualquier entidad con las que este conectada. Normalmente se basa en la arquitectura cliente/servidor ya que suele ser utilizada en redes informáticas distribuidas Descripción Ambientes de Procesamiento de Datos

10 Los sistemas en línea no eran tan sofisticados y en muchas ocasiones se perdía la comunicación entre. Cuando el procesamiento en línea se estaba llevando a cabo y ocurría alguna falla, se tenía que repetir el todo proceso. En grandes aplicaciones, la eficiencia disminuía debido a la lentitud de las línea de comunicación. Como el procesamiento de lote requiere que la entrada de datos y todos los archivos se mantenga en secuencia, la distribución de los datos cuesta mucho tiempo y dinero Evolución 4.2. Procesamiento en línea Ambientes de Procesamiento de Datos

11 Necesita más recursos para las transacciones que se propagan por una red y que pueden integrar a más de una empresa o entidad. Utiliza procesamiento cliente-servidor y software de intermediación que permite a las transacciones correr en diferentes plataformas en una red. En grandes aplicaciones, la eficiencia puede depender de lo sofisticado que sea el software de gestión de transacciones Características 4.2. Procesamiento en línea Ambientes de Procesamiento de Datos

12 Ventajas Mayor interacción entre el usuario y los diferentes equipos y sistemas conectados a la red. Flexibilidad en la distribución de equipos, sistemas y información 4.2. Procesamiento en línea Ventajas y desventajas Ambientes de Procesamiento de Datos Desventajas El procesamiento en lotes requiere que los datos se acumulen antes de ser procesados; hay, pues, un retraso entre la transacción y su registro en la computadora. Estos equipos en línea permiten la comunicación directa con la computadora y un flujo de datos ininterrumpido. Aumento de la complejidad del software que controla el ambiente.

13 4.3. Procesamiento en tiempo real El proceso se ejecuta durante un largo periodo de tiempo, y durante ese tiempo realiza alguna función repetitiva en respuesta a algún evento de tiempo real. Las tareas intentan controlar o reaccionar ante sucesos que tienen lugar en mundo exterior, es posible asociar un plazo a una tarea en particular, donde el plazo especifica tanto un instante de comienzo como de final Descripción Ambientes de Procesamiento de Datos

14 4.3. Procesamiento en tiempo real La demanda del procesamiento de tiempo real ha aumentado porque algunos trabajos no se presentan muy bien al procesamiento. En muchos casos se han hecho evidentes otros muchos problemas de la acumulación: Ciertos datos resultan anticuados aun antes de que se procesen. Los informes no aparecen con frecuencia, y a veces resulta demasiado atrasados para que la administración pueda tomar las decisiones y acciones necesarias. Las solicitudes de información, tales como situación de partidas para balance de cuentas, a veces son muy difíciles de contestar. A menudo es imposible localizar los registros de datos durante el ciclo de procesamiento y una solicitud puede quedar sin respuesta hasta que se complete el ciclo Evolución Ambientes de Procesamiento de Datos

15 4.3. Procesamiento en tiempo real Características La capacidad de procesar las transacciones en línea, a medida que se reciben, ha sido muy interesante para los fabricantes de computadoras y para los usuarios. Hasta el reciente desarrollo de mecanismos de acceso directo más rápidos y menos costosos, muy rara vez había resultado práctica para los usuarios de pequeña y mediana escala. Plazo, se refiere al hecho de terminar una tarea, trabajo o ejecución a un tiempo pre-determinado o pre-acordado. Por ejemplo, un sistema multimedia en el cual una imagen se debe poner al día cada trigésimo de un segundo, imprimir una página cada 10 segundos. Resolución de tiempo: Resolución de tiempo se refiere a la unidad mínima de tiempo que el sistema es capaz de registrar para medir un plazo, es decir que podemos fijar un plazo en términos de centésimas de segundo. En cambio en un reloj de pulso comúnmente la máxima resolución de tiempo es de un segundo, haciendo una analogía con el sistema postal, la mejor resolución que tiene es día laboral o en algunos casos horas. Ambientes de Procesamiento de Datos

16 4.3. Procesamiento en tiempo real Ventajas y desventajas Ventajas La computadora puede obtener directamente todos los datos necesarios para procesar una transacción, los datos pueden procesarse eficientemente cualquier secuencia a medida que queden disponibles. Las tareas quedan más integradas, y la intervención manual no es un factor tan importante en el procesamiento de una aplicación. Desventajas. La presentación de problemas de control de exactitud, que no son típicos de los sistemas de procesamiento en lote. Ambientes de Procesamiento de Datos

17 4.4. Procesamiento en paralelo Descripción El procesamiento paralelo ofrece una gran ventaja en cuanto a costos. Sin embargo, su principal beneficio, la escalabilidad (crecer hacia arquitecturas de mayor capacidad), puede ser difícil de alcanzar aún. Esto se debe a que conforme se añaden procesadores, las disputas por los recursos compartidos se intensifican. Ambientes de Procesamiento de Datos

18 4.4. Procesamiento en paralelo Evolución Multiprocesamiento simétrico Procesamiento masivamente en paralelo Procesamiento paralelo escalable Ambientes de Procesamiento de Datos

19 4.4. Procesamiento en paralelo Características El Multiprocesamiento simétrico (symmetric multiprocessing / SMP) tiene un diseño simple pero aún así efectivo. En SMP, múltiples procesadores comparten la memoria RAM y el bus del sistema. Este diseño es también conocido como estrechamente acoplado. El Procesamiento masivamente paralelo (Massively parallel processing / MPP) es otro diseño de procesamiento paralelo. Para evitar los cuellos de botella en el bus de memoria, MPP no utiliza memoria compartida. Ambientes de Procesamiento de Datos

20 Introducción 4.4. Procesamiento en paralelo Ventajas y desventajas Ventajas SMP es uno de los diseños de procesamiento paralelo más maduro. Apareció en las supercomputadores Cray X-MP. Para tener acceso a la memoria fuera de su propia RAM, los procesadores utilizan un esquema de paso de mensajes análogo a los paquetes de datos en redes, este sistema reduce el tráfico del bus, debido a que cada sección de memoria observa únicamente aquellos accesos que le están destinados, en lugar de observar todos los accesos, como ocurre en un sistema SMP. Únicamente cuando un procesador no dispone de la memoria RAM suficiente, utiliza la memoria RAM sobrante de los otros procesadores. Esto permite sistemas MPP de gran tamaño con cientos y aún miles de procesadores. MPP es una tecnología escalable. La parte negativa de MPP es que la programación se vuelve difícil, debido a que la memoria se rompe en pequeños espacios separados. Desventajas

21 Introducción 4.5. Procesamiento distribuido Descripción El procesamiento distribuido esta caracterizado por el uso de aplicaciones construidas en base a componentes distribuidos en distintos equipos Es el software el que convierte a un sistema en distribuido Tiene la Necesidad de un Sistema Operativo común Los sistemas en red no tienen un esquema de nombramiento común No tienen asignación dinámica de procesos

22 Introducción 4.5. Procesamiento distribuido Evolución Es el más común en la actualidad, a cada usuario, se le asigna una estación de trabajo. Las estaciones de trabajo : ejecutan las aplicaciones. Los servidores dan acceso a información compartida (servicio de acceso a información) Dispositivos compartidos (impresoras, escáner y otros equipos periféricos más) Sistema Operativo(con autenticación) Estaciones y servidores

23 4.5. Procesamiento distribuido Características Ambientes de Procesamiento de Datos Economía: Los microprocesadores ofrecen una mejor proporción precio/rendimiento. Velocidad: Un sistema distribuido puede tener un mayor poder de cómputo que un mainframe. Distribución Inherente: Algunas aplicaciones utilizan máquinas que están distantes. Confiabilidad: Si una máquina se descompone, el sistema sobrevive como un todo. Crecimiento por incrementos: Se puede añadir poder de cómputo en pequeños incrementos.

24 4.5. Procesamiento distribuido Características Ambientes de Procesamiento de Datos Datos compartidos: Permiten que varios usuarios tengan acceso a una base de datos común. Dispositivos compartidos: Permiten que varios usuarios compartan periféricos caros, como impresoras a color. Comunicación: Facilita la comunicación de persona a persona; por ejemplo, mediante correo electrónico Flexibilidad: Difunde la carga de trabajo entre las máquinas disponibles en la forma más eficaz en cuanto a costos

25 4.5. Procesamiento distribuido Ventajas y desventajas Permite la utilización de equipos y el balanceo de procesamiento. Nuevo en muchos sectores, pero aplicaciones científicas extremadamente complejas lo vienen usando desde hace años. Trata a los usuarios como un Sistema Operativo convencional, se ejecuta sobre múltiples CPU Es transparente: el usuario no ve las múltiples CPU's el usuario ve un monoprocesador virtual. Ventajas Ambientes de Procesamiento de Datos

26 4.6. Fases para el procesamiento de una aplicación Ambientes de Procesamiento de Datos

27 4.6. Fases para el procesamiento de una aplicación Ambientes de Procesamiento de Datos

28 Actividades de autoaprendizaje a)Realizar dos ejemplos en computadora que muestren un proceso en Batch, bajo los sistemas operativos MS-DOS y bajo algún ambiente en UNIX (investigar aplicaciones bajo este ambiente de procesamiento). b)Realizar dos ejemplos en computadora que muestre un proceso en línea, bajo los sistemas operativos MS-DOS y bajo algún ambiente en UNIX. (investigar aplicaciones bajo este ambiente de procesamiento). c)Investigar aplicaciones bajo el ambiente de tiempo real d)Investigar aplicaciones bajo el ambiente paralelo e)Investigar aplicaciones bajo el ambiente distribuidos f)Desarrollar caso práctico en el que se utilicen las fases por las que pasa una aplicación para su procesamiento. Ambientes de Procesamiento de Datos

29 Bibliografía (Unidad IV) Ambientes de Procesamiento de Datos Aceituno Canal, Vicente Seguridad de la información, expectativas, riesgos y técnicas de protección Limusa/Noriega, p. Cisco Systems, Inc. HP Fundamentos de tecnología de la información hardware y software para PC José Manuel Díaz. Madrid, España : Pearson educación, p. Liu, M.L., Computación distribuida fundamentos y aplicaciones /M.L. Liu ; tr. José María Peña Sánchez...[et al]. Madrid: Pearson educación Addison-Wesley, c2004. XV, 406 p.

30 Fundamentos de la Computación Licenciatura en Ciencias de la Informática Academias de Tecnología Informática M. en C. Ángel Gutiérrez González !Gracias por su atención¡ Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas Instituto Politécnico Nacional Fin de la Unidad IV: Ambientes de procesamiento de datos Ambientes de Procesamiento de Datos Departamento de Estudios Profesionales Genéricos


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