A QUIEN SE LE OCURRA LEER
Empecé con este blog allá por el 2008 con el fin de pasarles apuntes y algunos materiales de estudio a mis alumnos de Física, Química, Tecnología o Matemática.
No lo usé mucho. Pero estos días, mirando que tiene tantas visitas como mi blog personal Los apuntes del oso, me decidí a incorporar información para que pueda ser útil a alguien. Uno, dos o mil, no importa.
Así es que despacito voy a ir incorporando algunos de los materiales de trabajo, reflexiones y chirimbolos varios que fui generando o afanando en mis añares como docente.

domingo, 20 de mayo de 2012

Sistemas de Información


INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE INFORMACIÓN
Algunos sistemas de información (SI)
Entre la gran cantidad de sistemas de información existentes mencionaremos algunos, que caracterizaremos por sus propiedades sistémicas
a.- Sistemas de comunicación: Están diseñados para transmitir información desde un emisor a uno o más receptores. La televisión, la telefonía, las señales de tránsito son sistemas de comunicación.
b.- Sistemas administrativos: Están diseñados para planificar, organizar, dirigir y controlar ciertos recursos. Contienen grandes depósitos de información y, en general, suelen procesar los requerimientos en tiempo diferido. Las oficinas administrativas,  las aseguradoras, los bancos, son sistemas administrativos.
c.- Sistemas de control: Son capaces de regular su propio comportamiento o el de otro sistema. Están diseñados para procesar requerimientos información en tiempo real. Suelen tener pequeños –o ninguno- depósitos de información. Son sistemas de control las botoneras, las puertas automáticas, el control remoto y muchos más.
d.- Sistemas multipropósito: Llamamos así a los que están diseñados para comportarse como uno o más de los tipos anteriores. Las computadoras, los celulares actuales permiten realizar múltiples operaciones con la información, por lo que no es posible encasillarlos en una de estas clases.






Pero… ¿qué es la información?
Aunque el término información es de uso cotidiano, su definición es bastante compleja. A mediados del siglo pasado Claude Shannon y Warren Weaver desarrollaron la Teoría de la Información o Teoría Matemática de la Comunicación (TI) buscando darle validez científica a la transmisión y el procesamiento de la información. La TI se ocupa de la medición de la información y de la representación de la misma así como también de la capacidad de los sistemas de comunicación para transmitir y procesar información.
Para empezar podemos decir que la información…
  • ·         es una entidad intangible, que no es materia ni energía
  • ·         es útil para tomar decisiones
  • ·         se puede generar, destruir, almacenar, transmitir, transformar
  • ·         según Wikipedia: “Los datos sensoriales una vez percibidos y procesados constituyen una información que cambia el estado de conocimiento, eso permite a los individuos o sistemas que poseen dicho estado nuevo de conocimiento tomar decisiones pertinentes acordes a dicho conocimiento.
    Desde el punto de vista de la ciencia de la computación, la información es un
    conocimiento explícito extraído por seres vivos o sistemas expertos como resultado de interacción con el entorno o percepciones sensibles del mismo entorno. En principio la información, a diferencia de los datos o las percepciones sensibles, tienen estructura útil que modificará las sucesivas interacciones del ente que posee dicha información con su entorno”.

ATENCIÓN: Más adelante trataremos de precisar una definición de información, por el momento utilizaremos la conceptualización anterior.

Elementos de la Teoría de la Información (TI)

La TI se desarrolló con la finalidad de que en los sistemas tecnológicos los mensajes generados por una fuente y enviados por un transmisor (emisor) lleguen a un receptor y por éste a un destinatario tratando de evitar que el ruido lo distorsione.

Es importante comprender que una TI tiene importancia si la fuente y el destinatario están mediados, es decir que aparece un medio artificial –por lo tanto, tecnológico- sobre el que pensar y actuar.
Basta hacer una llamada telefónica o llamar al portero eléctrico de una casa para que haya medios y sea necesario hablar de un artefacto transmisor (emisor) y un artefacto receptor.
Por supuesto que también habrá que considerar que esta comunicación puede darse por diferentes canales de información (cables, ondas electromagnéticas, etc.) y que, debe haber un código en común entre el emisor y el destinatario para que sea posible.

Direccionalidad de la comunicación
Los sistemas de comunicación se pueden clasificar de acuerdo a su direccionalidad en simplex, dúplex y múltiplex. Cuando hablamos de direccionalidad nos referimos a los posibles sentidos en que se realiza la comunicación entre emisor y receptor.
SISTEMAS SIMPLEX
Son aquellos en que la comunicación se establece en un solo sentido (uno "habla", el otro "escucha"). También se dice que la comunicación es unidireccional (en un solo sentido).
Ejemplos: el timbre de una casa, una alarma, la radio AM y FM, la televisión abierta, los carteles publicitarios, sistemas micrófono-parlante, etc. Se pueden simbolizar

SISTEMAS DÚPLEX
Son aquellos en que la comunicación se establece en dos sentidos (ambos "hablan" y "escuchan"). También se dice que la comunicación es bidireccional. Existen dos tipos de sistemas dúplex: half-dúplex y full-dúplex.
·         Sistemas half-dúplex: la comunicación es bidireccional, pero no simultáneamente (mientras uno "habla", el otro "escucha"). Ejemplos: teléfono casero, telégrafo, walkie-talkie, sistemas de radio cerrado (como los remises).
·         Sistemas full-dúplex: la comunicación es bidireccional y simultánea (ambos hablan y escuchan a la vez). Ejemplos: teléfono, portero eléctrico, diálogo, lenguaje de señas.

SISTEMAS MÚLTIPLEX
Son aquellos en que la comunicación se establece en muchos sentidos a la vez simultáneamente (varios "hablan" y "escuchan"). Aquí se dice que la comunicación es multidireccional.
Ejemplo: chat (IRC), conversación entre varios, teleconferencias, aula de clases.


Es importante tener en cuenta que recién en la segunda mitad del siglo XX se desarrollaron sistemas multiplexores capaces de establecer una comunicación eficiente entre usuarios de distintos sistemas de comunicación. Lo que hoy nos parece común como publicar en una red social de internet llevó un desarrollo muy trabajoso, que requirió acuerdos globales de los que trataremos oportunamente.

Información analógica y digital
En el ojo humano la luz exterior es el estímulo que atraviesa la córnea y el cristalino para incidir sobre la retina que contiene un conjunto de terminaciones nerviosas llamadas bastones (sensibles a la intensidad luminosa) y conos (sensibles la frecuencia de la luz, o sea al color). Los estímulos son convertidos en pulsos eléctricos que son conducidos al cerebro a través del nervio óptico.

Nuestros sentidos son receptores de información con los que contamos para que la misma atraviese los límites del sistema cuerpo al ingresar al mismo. El sistema nervioso nos provee de diferentes sensores -terminaciones nerviosas que son sensibles a estímulos externos- y canales que llevan este estimulo al cerebro (dolor, aromas, sabores, intensidad luminosa, captación de sonidos) en forma de pulsos eléctricos. Este tipo de información, que se comunica como variaciones continuas de energía a lo largo del tiempo se llama información analógica y es el modo más habitual y conocido a lo largo de la historia de comunicar información.

En cambio, si la información se transmite por medio de valores fijos (discretos) de energía en intervalos regulares de tiempo, se dice que es información digital.  La información digital requiere de procesadores digitales, artefactos que sean capaces de distinguir entre los valores discretos y asignarles un número, mientras van contando intervalos de tiempo regulares.
En el gráfico del ejemplo, la señal es digital ternaria, ya que está formada por tres valores posibles: 0, 1 y 2. Por lo tanto, la información transmitida –siempre contando tiempos regulares- es: 1 0 2 1 1 1 0 1.
Si la información digital está conformada por solo dos valores fijos de energía, se dice que es binaria.
La información digital binaria (formada por ceros y unos) es la más utilizada en los actuales sistemas de información debido a que es más fácil de medir y controlar.
Esto se debe a que es mucho más fácil construir artefactos que tengan dos estados (abierto o cerrado, V o F, pasa corriente o no pasa corriente, prendido o apagado, etc.) que sistemas que tengan muchos estados diferentes.
Es por ello que desde mediados de siglo XX, con la aparición de las primeras computadoras digitales, la tendencia es transformar los sistemas de información en digitales binarios, mientras que la comunicación de esos sistemas con los seres humanos debe continuar siendo analógica para ser captada por los sentidos.

miércoles, 21 de marzo de 2012

Enfoque sistémico en tecnología

¿Por qué hablamos de sistemas?
En la primera mitad del siglo XX surgió la necesidad de diseñar métodos de investigación y estudio de los fenómenos complejos a causa de una acumulación de problemáticas en las que los métodos de investigación de las ciencias particulares se mostraban insuficientes. Por un lado, los nuevos sistemas de producción que incluían varias automatizaciones, el manejo de grandes cantidades de energía (termoeléctrica, nuclear…) que requería de especialistas de variadas ramas, el desarrollo y organización de transporte terrestre, marítimo y aéreo y otros fenómenos. Por otro, los grandes desarrollos científicos en la física (relatividad, estructura atómica, mecánica cuántica), biología (genética, evolución, estudio de poblaciones), química (teoría del enlace de Lewis, tabla periódica, estructura cristalina), matemática (álgebra de Boole, desarrollo del cálculo, problemas de Hilbert). Estas grandes revoluciones en el hacer y el pensar hicieron necesario el desarrollo de un enfoque complejo para la investigación de fenómenos complejos. Así nació el enfoque sistémico, sustentado por la Teoría General de los Sistemas (TGS) formulada por Ludwig von Bertalanffy a mediados del siglo XX.
Bertalanffy se dedicó especialmente a los organismos como sistemas biológicos, pero luego generalizó su estudio a todo tipo de sistemas. De tal manera que hoy se utiliza el término sistema en todas las áreas del conocimiento humano.

Los sistemas
Llamamos sistema a todo conjunto de elementos relacionados entre sí –puede ser por una finalidad en común-, que tienen un cierto orden u organización y que cumplen una función.
Los sistemas tienen composición (los elementos que lo forman), una estructura interna dada por el conjunto de relaciones entre sus componentes. Y también tienen un entorno o ambiente que es el conjunto de cosas que no pertenecen al sistema pero que actúan sobre él o sobre las que él actúa intercambiando materia, energía e información (MEI).


Características de los sistemas
La característica principal de los sistemas es que poseen una propiedad emergente que no poseen sus componentes particulares. Por ejemplo, la vida es la propiedad emergente de un sistema compuesto por huesos, órganos, etc.; marchar es la propiedad emergente del sistema automóvil compuesto por chapas, motor, luces, etc. Este hecho se suele enunciar con la siguiente afirmación
EL TODO ES MÁS QUE LA SUMA DE LAS PARTES
Otras características de los sistemas son:
a.       Límite o frontera: Son demarcaciones que permiten establecer qué elementos pertenecen o no al sistema. Los límites pueden ser:
-          Concretos: los que tienen existencia material (ríos que separan países, paredes que definen aulas, etc.)
-          Simbólicos: los que no tienen existencia material y vienen dados por acuerdos, reglas o normas (un alumno pertenece a un curso porque lo establece la escuela, más allá de que pueda hallarse en otro salón o fuera de la misma)
b.      Depósitos o almacenamientos: son lugares donde se almacena materia, energía o información (MEI). Los depósitos pueden ser:
-          Permanentes: aquellos en que están diseñados para que su contenido no se altere (CD-ROM, libros, carteles fijos, etc.)
-          Transitorios: aquellos diseñados para que su contenido sufra modificaciones (pizarrón, cartuchera, tanques de agua, etc.)
c.       Canales: Son lugares o conductos por donde circula materia, energía o información (MEI). Los canales pueden comunicar dos sistemas entre sí o partes de un mismo sistema (las calles pueden ser canales de materia, los cables pueden ser canales de energía si llevan corriente o de información si son telefónicos o de redes, etc.)
d.      Subsistemas: los sistemas complejos (muchos componentes y relaciones entre ellos) pueden dividirse para su estudio en subsistemas. Esto permite diferentes niveles de estudio de los mismos. Se llama nivel cero al análisis del sistema en su totalidad y su intercambio con el entorno. A partir de allí se define el nivel 1, nivel 2, etc.


Intercambio entre sistemas
Los sistemas intercambian entre sí materia, energía e información (MEI). Para que se dé este intercambio es necesario que MEI atraviese los límites del sistema hacia (o desde) el entorno. Si el sistema intercambia con el medio se dice que es abierto, de lo contrario se considera cerrado.
En sistemas cerrados cualquier estado final está determinado por sus condiciones iniciales, ya que no hay modo de que el entorno actúe sobre él. Si un sistema cerrado tampoco intercambia energía se dice que es aislado. En realidad, el único sistema que se considera absolutamente aislado es el universo. De igual modo, muchos sistemas mecánicos e informáticos pueden considerarse razonablemente cerrados.
Los sistemas abiertos, en cambio, pueden, crecer, cambiar, adaptarse al ambiente, incluso algunos reproducirse. Si un sistema posee la organización necesaria para controlar su propio desarrollo, asegurando la continuidad de su composición y estructura (homeostasis) y la de los flujos y transformaciones con que funciona (homeorresis) –mientras las perturbaciones producidas desde su entorno no superen cierto grado–, entonces el sistema es autopoyético. Los seres vivos, los ecosistemas y organizaciones sociales pueden considerarse sistemas abiertos. 
Estos flujos de MEI se pueden representar en diagramas como el siguiente
Los profesionales en sistemas informáticos (analistas de sistemas, ingenieros en sistemas, etc.) representan sólo los flujos de información. En este caso el diagrama se denomina DFD (diagrama de flujo de datos).
Para clarificar, las líneas de los diferentes flujos pueden representarse por diferentes colores o trazos.
Este es el nivel cero de representación de un sistema, con las entradas y salidas de MEI que atraviesan sus límites. Este tipo de representaciones se denomina diagrama de entrada y salida (E/S o U/O) o diagrama de caja negra, ya que no interesa mostrar qué sucede dentro del sistema.

SISTEMAS TECNOLÓGICOS
En Educación Tecnológica nos interesan sobre todo los sistemas tecnológicos, que son aquellos diseñados por los seres humanos para que cumplan con una finalidad específica. Por eso se dice que son sistemas teleológicos artificiales (del griego telos = fin). La orientación al fin que se busca suele definir la propiedad emergente del sistema tecnológico. En el ejemplo del automóvil, la propiedad emergente de marchar también se busca como finalidad o propósito del sistema.
Es conveniente aclarar que los sistemas son recortes de la realidad que alguien se propone estudiar o considerar. En algunos sistemas tecnológicos como un automóvil es sencillo identificar este recorte. Sin embargo en la red de generación y distribución de energía eléctrica del país no resulta tan sencillo.
Algunos sistemas tecnológicos se caracterizan por procesar materia, los sistemas de procesamiento de materia (SM).  Estos están diseñados para producir, procesar, generar, transformar o distribuir materiales. Las industrias, las huertas, las licuadoras, etc. pueden considerarse SM.
Otros se caracterizan por procesar energía, los sistemas de procesamiento de energía (SE). Estos están diseñados para generar, transformar, distribuir energía. Los ventiladores, automóviles, represas hidroeléctricas, explosivos, etc. pueden considerarse SE.
Los que se caracterizan por procesar información se llaman sistemas de procesamiento de información (SI). Están diseñados con el fin de generar, trasformar y distribuir información entre otras tareas. Los teléfonos, los controles del automóvil y las computadoras son ejemplos de SI.

Para descargar el archivo en formato PDF