Sistemas Informáticos y Redes

Comprensión duradera (CSN-1): Los sistemas informáticos y las redes facilitan la transferencia de datos.

Objetivo de aprendizaje CSN-1.A: Explicar cómo los dispositivos informáticos trabajan juntos en una red. [Habilidad 5.A]

• CSN-1.A.1 Un dispositivo informático es un artefacto físico que puede ejecutar un programa. Algunos ejemplos incluyen computadoras, tabletas, servidores, routers y sensores inteligentes.
• CSN-1.A.2 Un sistema informático es un grupo de dispositivos informáticos y programas que trabajan juntos para un propósito común.
• CSN-1.A.3 Una red informática es un grupo de dispositivos informáticos interconectados capaces de enviar o recibir datos.
• CSN-1.A.4 Una red informática es un tipo de sistema informático.
• CSN-1.A.5 Un camino entre dos dispositivos informáticos en una red informática (un emisor y un receptor) es una secuencia de dispositivos informáticos directamente conectados que comienza en el emisor y termina en el receptor.
• CSN-1.A.6 El enrutamiento es el proceso de encontrar un camino desde el emisor hasta el receptor.
• CSN-1.A.7 El ancho de banda de una red informática es la cantidad máxima de datos que se pueden enviar en un período de tiempo fijo.
• CSN-1.A.8 El ancho de banda generalmente se mide en bits por segundo.

Objetivo de aprendizaje CSN-1.B: Explicar cómo funciona Internet. [Habilidad 5.A]

• CSN-1.B.1 Internet es una red informática compuesta por redes interconectadas que utilizan protocolos de comunicación estandarizados y abiertos (no propietarios).
• CSN-1.B.2 El acceso a Internet depende de la capacidad de conectar un dispositivo informático a un dispositivo conectado a Internet.
• CSN-1.B.3 Un protocolo es un conjunto de reglas acordadas que especifican el comportamiento de un sistema.
• CSN-1.B.4 Los protocolos utilizados en Internet son abiertos, lo que permite a los usuarios conectar fácilmente más dispositivos informáticos a Internet.
• CSN-1.B.5 El enrutamiento en Internet generalmente es dinámico; no se especifica con anticipación.
• CSN-1.B.6 La escalabilidad de un sistema es la capacidad del mismo para cambiar de tamaño y escala para satisfacer nuevas demandas.
• CSN-1.B.7 Internet fue diseñado para ser escalable.

Objetivo de aprendizaje CSN-1.C: Explicar cómo se envían los datos a través de Internet mediante paquetes. [Habilidad 5.A]

• CSN-1.C.1 La información se transmite a través de Internet como un flujo de datos. Los flujos de datos contienen fragmentos de datos, los cuales están encapsulados en paquetes.
• CSN-1.C.2 Los paquetes contienen un fragmento de datos y metadatos utilizados para enrutarse entre el origen y el destino en Internet, así como para la reensamblaje de datos.
• CSN-1.C.3 Los paquetes pueden llegar al destino en orden, desordenados o no llegar en absoluto.
• CSN-1.C.4 IP, TCP y UDP son protocolos comunes utilizados en Internet.

Objetivo de aprendizaje CSN-1.D: Describir las diferencias entre Internet y la World Wide Web. [Habilidad 5.A]

• CSN-1.D.1 La World Wide Web es un sistema de páginas, programas y archivos vinculados.
• CSN-1.D.2 HTTP es un protocolo utilizado por la World Wide Web.
• CSN-1.D.3 La World Wide Web utiliza Internet.

Comprensión Duradera (CSN-1): Los sistemas informáticos y las redes facilitan la transferencia de datos.

Objetivo de Aprendizaje CSN-1.E: Para los sistemas tolerantes a fallos, como Internet: a. Describir los beneficios de la tolerancia a fallos. [Habilidad 1.D] b. Explicar cómo un sistema dado es tolerante a fallos. [Habilidad 5.A] c. Identificar vulnerabilidades ante fallos en un sistema. [Habilidad 1.D]

• CSN-1.E.1 Internet ha sido diseñado para ser tolerante a fallos, con abstracciones para el enrutamiento y la transmisión de datos.
• CSN-1.E.2 La redundancia es la inclusión de componentes adicionales que pueden utilizarse para mitigar la falla de un sistema si otros componentes fallan.
• CSN-1.E.3 Una forma de lograr la redundancia de red es tener más de una ruta entre cualquier par de dispositivos conectados.
• CSN-1.E.4 Si falla un dispositivo o conexión específico en Internet, los datos subsiguientes se enviarán por una ruta diferente, si es posible.
• CSN-1.E.5 Cuando un sistema puede soportar fallos y continuar funcionando, se denomina tolerante a fallos. Esto es importante porque los elementos de los sistemas complejos fallan en momentos inesperados, a menudo en grupos, y la tolerancia a fallos permite a los usuarios seguir utilizando la red.
• CSN-1.E.6 La redundancia dentro de un sistema suele requerir recursos adicionales, pero puede ofrecer el beneficio de la tolerancia a fallos.
• CSN-1.E.7 La redundancia de las opciones de enrutamiento entre dos puntos aumenta la fiabilidad de Internet y ayuda a escalarlo a más dispositivos y más personas.

Comprensión perdurable (CSN-2): El cómputo paralelo y distribuido aprovecha múltiples computadoras para resolver problemas complejos o procesar grandes conjuntos de datos más rápidamente.

Objetivo de aprendizaje CSN-2.A: Para el cómputo secuencial, paralelo y distribuido: a. Comparar soluciones de problemas. [Habilidad 1.D] b. Determinar la eficiencia de las soluciones. [Habilidad 1.D]

• CSN-2.A.1 El cómputo secuencial es un modelo computacional en el que las operaciones se realizan una a la vez, en orden.
• CSN-2.A.2 El cómputo paralelo es un modelo computacional en el que el programa se divide en múltiples operaciones de cómputo secuencial más pequeñas, algunas de las cuales se ejecutan simultáneamente.
• CSN-2.A.3 El cómputo distribuido es un modelo computacional en el que se utilizan múltiples dispositivos para ejecutar un programa.
• CSN-2.A.4 La comparación de la eficiencia de las soluciones puede realizarse comparando el tiempo que tardan en realizar la misma tarea.
• CSN-2.A.5 Una solución secuencial tarda tanto como la suma de todos sus pasos.
• CSN-2.A.6 Una solución de cómputo paralelo tarda tanto como sus tareas secuenciales más la duración de su tarea paralela más larga.
• CSN-2.A.7 El "aceleramiento" de una solución paralela se mide dividiendo el tiempo que tomó completar la tarea de forma secuencial entre el tiempo que tomó completarla de forma paralela.

Objetivo de aprendizaje CSN-2.B: Describir los beneficios y desafíos del cómputo paralelo y distribuido. [Habilidad 1.D]

• CSN-2.B.1 El cómputo paralelo consiste en una porción paralela y una porción secuencial.
• CSN-2.B.2 Las soluciones que utilizan cómputo paralelo pueden escalar de manera más efectiva que las soluciones que utilizan cómputo secuencial.
• CSN-2.B.3 El cómputo distribuido permite resolver problemas que no podrían resolverse en una sola computadora debido al tiempo de procesamiento o a los requisitos de almacenamiento implicados.
• CSN-2.B.4 El cómputo distribuido permite resolver problemas mucho más grandes más rápido de lo que sería posible con una sola computadora.
• CSN-2.B.5 Al aumentar el uso del cómputo paralelo en una solución, la eficiencia de esta sigue estando limitada por la porción secuencial. Esto significa que, en algún momento, añadir porciones paralelas ya no aumentará significativamente la eficiencia.