Tema 38. Informática básica: conceptos fundamentales sobre el hardware y el software. Sistemas de almacenamiento de datos. Sistemas operativos. Nociones básicas de seguridad informática.

1. Informática básica: conceptos fundamentales sobre el hardware y el software

1. Informática básica: conceptos fundamentales sobre el hardware y el software

🎯 Idea clave

• El hardware comprende todos los componentes físicos y tangibles de un sistema informático, como la CPU, la memoria o los periféricos.
• El software incluye los programas, aplicaciones y sistemas operativos que permiten ejecutar tareas en un equipo informático.
• La interacción entre hardware y software es esencial para el funcionamiento de cualquier sistema informático.
• El hardware se clasifica en componentes internos (como la placa base) y externos (como el teclado o el monitor).
• El software se divide en software de sistema (como los sistemas operativos) y software de aplicación (como procesadores de texto).
• La arquitectura de von Neumann es el modelo básico que define la estructura de los ordenadores modernos.

📚 Desarrollo

Definición de hardware. El hardware constituye la parte física de un sistema informático, es decir, todos aquellos elementos que pueden tocarse y que permiten el procesamiento de datos. Incluye componentes internos como la unidad central de procesamiento (CPU), la memoria RAM, la placa base o los discos duros, así como periféricos externos como el ratón, el teclado, la impresora o el monitor. Cada uno de estos elementos cumple una función específica dentro del sistema, desde el procesamiento de información hasta la entrada y salida de datos.

Clasificación del hardware. El hardware se organiza en dos grandes categorías: interno y externo. El hardware interno agrupa los componentes esenciales para el funcionamiento del equipo, como la CPU, que actúa como el "cerebro" del ordenador, o la memoria RAM, que almacena temporalmente los datos en uso. También incluye la placa base, que interconecta todos los componentes, y los dispositivos de almacenamiento, como los discos duros o las unidades SSD. Por su parte, el hardware externo, también llamado periféricos, facilita la interacción del usuario con el sistema e incluye dispositivos de entrada (teclado, ratón), de salida (monitor, impresora) y de entrada/salida (pantallas táctiles).

Definición de software. El software es el conjunto de programas, instrucciones y datos que permiten al hardware realizar tareas específicas. A diferencia del hardware, el software no es tangible, sino que se almacena en soportes físicos como discos duros o memorias USB. Su función principal es gestionar los recursos del sistema y facilitar la ejecución de aplicaciones que resuelvan necesidades concretas de los usuarios. Sin software, el hardware carecería de utilidad, ya que no podría interpretar ni ejecutar ninguna orden.

Tipos de software. El software se clasifica en dos grandes grupos: software de sistema y software de aplicación. El software de sistema incluye los programas necesarios para el funcionamiento básico del equipo, como los sistemas operativos (Windows, Linux), los controladores de dispositivos o las utilidades de gestión del sistema. Por otro lado, el software de aplicación está diseñado para realizar tareas específicas, como procesadores de texto (Word), hojas de cálculo (Excel), navegadores web (Chrome) o programas de diseño gráfico (Photoshop). Ambos tipos de software son complementarios y trabajan de manera conjunta para ofrecer una experiencia informática completa.

Arquitectura de von Neumann. Este modelo, propuesto por el matemático John von Neumann en 1945, es la base de la mayoría de los ordenadores modernos. Establece que un sistema informático debe contar con cinco componentes fundamentales: la unidad central de procesamiento (CPU), la memoria principal, los dispositivos de entrada y salida, y un sistema de almacenamiento secundario. La CPU se divide a su vez en la unidad aritmético-lógica (ALU), que realiza operaciones matemáticas y lógicas, y la unidad de control (UC), que coordina el flujo de datos entre los distintos componentes. Esta arquitectura permite que los programas y los datos se almacenen en la misma memoria, facilitando la ejecución de instrucciones de manera secuencial.

Interacción hardware-software. La relación entre hardware y software es bidireccional y esencial para el funcionamiento de cualquier sistema informático. El hardware proporciona los recursos físicos necesarios para ejecutar el software, mientras que este último gestiona y optimiza el uso de dichos recursos. Por ejemplo, un procesador de texto (software) requiere de la CPU, la memoria RAM y el teclado (hardware) para funcionar correctamente. Del mismo modo, el sistema operativo (software de sistema) actúa como intermediario entre el hardware y las aplicaciones, garantizando que los recursos se utilicen de manera eficiente y segura.

Evolución y tendencias. Tanto el hardware como el software han experimentado una evolución constante desde los primeros ordenadores hasta la actualidad. En el caso del hardware, los avances tecnológicos han permitido reducir el tamaño de los componentes, aumentar su capacidad de procesamiento y mejorar su eficiencia energética. Por su parte, el software ha evolucionado hacia soluciones más intuitivas, seguras y adaptadas a las necesidades de los usuarios, como el desarrollo de aplicaciones en la nube o la inteligencia artificial. Estas mejoras han facilitado la integración de la informática en todos los ámbitos de la vida cotidiana y profesional, incluyendo la Administración Pública.

🧩 Elementos esenciales

• Hardware: Componentes físicos de un sistema informático, como la CPU, la memoria RAM o los periféricos.
• Software: Programas e instrucciones que permiten al hardware ejecutar tareas específicas.
• Hardware interno: Componentes esenciales dentro del equipo, como la placa base, la CPU o los discos duros.
• Hardware externo: Periféricos que facilitan la interacción con el usuario, como el teclado, el ratón o el monitor.
• Software de sistema: Programas necesarios para el funcionamiento básico del equipo, como los sistemas operativos.
• Software de aplicación: Programas diseñados para realizar tareas específicas, como procesadores de texto o navegadores web.
• Arquitectura de von Neumann: Modelo que define la estructura básica de los ordenadores modernos, con CPU, memoria, entrada/salida y almacenamiento.
• Unidad Central de Procesamiento (CPU): Componente que ejecuta instrucciones y procesa datos, dividido en ALU y unidad de control.
• Memoria RAM: Almacenamiento temporal de datos en uso, esencial para la velocidad del sistema.
• Placa base: Componente que interconecta todos los elementos internos del ordenador.
• Periféricos de entrada: Dispositivos como el teclado o el ratón que permiten introducir datos en el sistema.
• Periféricos de salida: Dispositivos como el monitor o la impresora que muestran o reproducen información procesada.

🧠 Recuerda

• El hardware es la parte física del ordenador, mientras que el software es la parte lógica.
• La CPU actúa como el "cerebro" del sistema, procesando instrucciones y datos.
• La memoria RAM almacena temporalmente la información en uso, mejorando la velocidad del equipo.
• Los periféricos permiten la interacción entre el usuario y el sistema informático.
• El software de sistema gestiona los recursos del hardware, mientras que el software de aplicación resuelve necesidades concretas.
• La arquitectura de von Neumann es la base de los ordenadores modernos, con cinco componentes esenciales.
• La interacción entre hardware y software es fundamental para el funcionamiento de cualquier sistema informático.
• Los avances en hardware y software han permitido mejorar la eficiencia, seguridad y accesibilidad de la informática.
• Un sistema operativo es un ejemplo de software de sistema, mientras que un procesador de texto es software de aplicación.
• Sin software, el hardware no podría ejecutar ninguna tarea, y sin hardware, el software no tendría soporte físico.

2. Sistemas de almacenamiento de datos

2. Sistemas de almacenamiento de datos

🎯 Idea clave

• Los sistemas de almacenamiento de datos permiten guardar y recuperar información de manera estructurada y segura.
• Existen dos grandes categorías: almacenamiento primario (volátil y de acceso rápido) y secundario (persistente y de mayor capacidad).
• La elección del sistema depende de factores como velocidad, capacidad, durabilidad y coste.
• Los dispositivos de almacenamiento pueden ser magnéticos, ópticos o de estado sólido, cada uno con características técnicas distintas.
• La organización de los datos en estos sistemas sigue estructuras lógicas como archivos, carpetas y sistemas de ficheros.
• La administración pública utiliza estos sistemas para gestionar grandes volúmenes de información con requisitos de accesibilidad y seguridad.

📚 Desarrollo

Definición y función. Los sistemas de almacenamiento de datos son componentes esenciales de cualquier sistema informático, diseñados para guardar información de forma temporal o permanente. Su función principal es preservar los datos generados o procesados por el hardware y el software, garantizando su disponibilidad cuando sean requeridos. En el ámbito de la Administración General del Estado, estos sistemas soportan bases de datos, documentos administrativos y aplicaciones críticas para el funcionamiento de los servicios públicos.

Clasificación por tipo de acceso. Los sistemas se dividen en dos grandes grupos: almacenamiento primario y secundario. El almacenamiento primario, como la memoria RAM, es volátil y proporciona acceso inmediato a los datos mientras el sistema está en funcionamiento. Por el contrario, el almacenamiento secundario —discos duros, unidades SSD o cintas magnéticas— es no volátil y mantiene la información incluso cuando el equipo se apaga. Esta distinción es fundamental para entender la jerarquía de almacenamiento en entornos administrativos.

Tecnologías de almacenamiento. Las tecnologías más utilizadas en la AGE incluyen dispositivos magnéticos, como los discos duros tradicionales, que emplean campos magnéticos para grabar datos. Los sistemas ópticos, como CDs o DVDs, utilizan láseres para leer y escribir información, aunque su uso ha disminuido en favor de alternativas más eficientes. Los dispositivos de estado sólido (SSD), basados en memoria flash, ofrecen mayor velocidad y resistencia al no contar con partes móviles, siendo cada vez más comunes en equipos de la administración.

Estructura lógica de los datos. Los sistemas de almacenamiento organizan la información mediante estructuras lógicas como archivos, carpetas y sistemas de ficheros. Un archivo es la unidad básica de almacenamiento, mientras que las carpetas permiten agrupar archivos relacionados. Los sistemas de ficheros, como NTFS o FAT32, definen cómo se guardan, nombran y acceden a estos archivos en el dispositivo físico. Esta organización facilita la gestión de grandes volúmenes de datos en entornos administrativos, donde la trazabilidad y el acceso controlado son prioritarios.

Capacidad y escalabilidad. La capacidad de almacenamiento se mide en bytes, con múltiplos como kilobytes (KB), megabytes (MB), gigabytes (GB) o terabytes (TB). En la AGE, la escalabilidad es clave debido al crecimiento constante de datos generados por trámites, registros y bases de datos. Los sistemas deben permitir ampliaciones sin comprometer el rendimiento, ya sea mediante la adición de nuevos dispositivos o la migración a soluciones en la nube, siempre bajo los principios de seguridad y protección de datos establecidos por la normativa vigente.

Seguridad y redundancia. La protección de los datos almacenados es una prioridad en la administración pública. Se emplean técnicas como la redundancia, que consiste en duplicar la información en varios dispositivos para evitar pérdidas por fallos técnicos. Además, se implementan sistemas de copias de seguridad periódicas y protocolos de cifrado para garantizar la confidencialidad e integridad de los datos. Estos mecanismos son esenciales para cumplir con el Esquema Nacional de Seguridad (ENS) y otras normativas aplicables.

Almacenamiento en red y en la nube. En la AGE, el almacenamiento en red (NAS) y en la nube (cloud) ha ganado relevancia por su flexibilidad y accesibilidad. Los sistemas NAS permiten compartir datos entre múltiples usuarios dentro de una red local, mientras que las soluciones en la nube ofrecen escalabilidad y acceso remoto. Sin embargo, su uso debe ajustarse a los requisitos legales de protección de datos, especialmente cuando se manejan información sensible o clasificada.

🧩 Elementos esenciales

• Almacenamiento primario: Memoria volátil (RAM) que proporciona acceso rápido a los datos mientras el sistema está encendido.
• Almacenamiento secundario: Dispositivos no volátiles (discos duros, SSD, cintas) que conservan la información de forma permanente.
• Tecnología magnética: Discos duros tradicionales que graban datos mediante campos magnéticos, con alta capacidad pero menor velocidad.
• Tecnología óptica: CDs, DVDs y Blu-rays que utilizan láser para leer y escribir datos, con menor capacidad y velocidad que otras alternativas.
• Tecnología de estado sólido (SSD): Dispositivos sin partes móviles, basados en memoria flash, que ofrecen mayor velocidad y durabilidad.
• Sistema de ficheros: Estructura lógica (NTFS, FAT32, ext4) que define cómo se organizan y acceden los archivos en un dispositivo de almacenamiento.
• Capacidad de almacenamiento: Medida en bytes (KB, MB, GB, TB), determina el volumen de datos que puede guardar un dispositivo.
• Redundancia: Técnica que consiste en duplicar datos en varios dispositivos para prevenir pérdidas por fallos técnicos.
• Copias de seguridad: Proceso de duplicación periódica de datos para garantizar su recuperación en caso de incidencias.
• Almacenamiento en red (NAS): Sistema que permite compartir datos entre múltiples usuarios dentro de una red local.
• Almacenamiento en la nube: Solución escalable y accesible remotamente, sujeta a normativas de protección de datos.
• Cifrado de datos: Técnica de seguridad que protege la información mediante algoritmos para evitar accesos no autorizados.

🧠 Recuerda

• Los sistemas de almacenamiento se dividen en primario (volátil) y secundario (persistente).
• La memoria RAM es el principal ejemplo de almacenamiento primario, mientras que los discos duros y SSD lo son del secundario.
• Las tecnologías magnéticas, ópticas y de estado sólido tienen características distintas en velocidad, capacidad y durabilidad.
• Los sistemas de ficheros organizan los datos en archivos y carpetas para facilitar su gestión.
• La capacidad de almacenamiento se mide en bytes y sus múltiplos (KB, MB, GB, TB).
• La redundancia y las copias de seguridad son esenciales para proteger los datos en la administración pública.
• El almacenamiento en red y en la nube ofrece flexibilidad, pero debe cumplir con normativas de seguridad.
• Los dispositivos SSD son más rápidos y resistentes que los discos duros tradicionales.
• La elección del sistema de almacenamiento depende de las necesidades de velocidad, capacidad y seguridad.
• La protección de datos es prioritaria en la AGE, especialmente en entornos con información sensible.

3. Sistemas operativos

3. Sistemas operativos

🎯 Idea clave

• El sistema operativo es el software fundamental que gestiona los recursos hardware y permite la ejecución de aplicaciones.
• Actúa como intermediario entre el usuario y el hardware del equipo, facilitando la interacción y el uso eficiente de los componentes físicos.
• Incluye funciones esenciales como la gestión de procesos, memoria, archivos y dispositivos de entrada/salida.
• Existen diferentes tipos de sistemas operativos según su diseño, uso y plataforma, como Windows, Linux o macOS.
• Su correcto funcionamiento es crítico para la estabilidad, seguridad y rendimiento de cualquier sistema informático.
• En la Administración General del Estado, los sistemas operativos más utilizados están estandarizados para garantizar la interoperabilidad y seguridad.

📚 Desarrollo

Definición y función. Un sistema operativo es un conjunto de programas que controla el funcionamiento del hardware y proporciona una interfaz para que los usuarios y las aplicaciones interactúen con el equipo. Su principal objetivo es gestionar los recursos del sistema, como la CPU, la memoria RAM, el almacenamiento y los periféricos, optimizando su uso y evitando conflictos entre procesos.

Gestión de procesos. El sistema operativo se encarga de la creación, ejecución y finalización de los procesos, que son programas en ejecución. Asigna tiempo de CPU a cada proceso, prioriza tareas y garantiza que los recursos se distribuyan de manera equitativa y eficiente. Esta gestión incluye la multitarea, que permite ejecutar varios procesos simultáneamente en sistemas con múltiples núcleos o mediante técnicas de tiempo compartido.

Gestión de memoria. Otra función clave es la administración de la memoria principal (RAM) y secundaria (almacenamiento). El sistema operativo asigna y libera memoria según las necesidades de los procesos, evita solapamientos y gestiona la memoria virtual, que permite ampliar la capacidad disponible utilizando espacio en disco cuando la RAM física es insuficiente.

Sistema de archivos. Los sistemas operativos organizan y controlan el acceso a los datos almacenados en dispositivos como discos duros o unidades SSD. Implementan sistemas de archivos (como NTFS, FAT32 o ext4) que definen la estructura de almacenamiento, los permisos de acceso y las operaciones de lectura/escritura. Esto garantiza la integridad y seguridad de la información.

Interfaz de usuario. Proporciona una interfaz que facilita la comunicación entre el usuario y el equipo. Puede ser gráfica (GUI), como en Windows o macOS, donde se utilizan ventanas, iconos y menús, o de línea de comandos (CLI), como en Linux, donde las instrucciones se introducen mediante texto. En entornos profesionales, como la AGE, ambas interfaces son relevantes según el contexto de uso.

Tipos de sistemas operativos. Se clasifican según su diseño y ámbito de aplicación. Los sistemas operativos de escritorio, como Windows 10/11 o Ubuntu, están orientados a usuarios finales. Los sistemas operativos de servidor, como Windows Server o Red Hat Enterprise Linux, están optimizados para gestionar redes y servicios. También existen sistemas operativos en tiempo real, embebidos o para dispositivos móviles, cada uno con características específicas adaptadas a su entorno.

Seguridad y permisos. Los sistemas operativos incorporan mecanismos de seguridad para proteger los datos y los recursos del sistema. Esto incluye la autenticación de usuarios, la gestión de permisos (lectura, escritura, ejecución) y la protección contra accesos no autorizados. En la AGE, estos mecanismos son críticos para cumplir con los requisitos de confidencialidad, integridad y disponibilidad de la información.

Actualizaciones y mantenimiento. Los sistemas operativos requieren actualizaciones periódicas para corregir vulnerabilidades, mejorar el rendimiento y añadir nuevas funcionalidades. Estas actualizaciones pueden ser automáticas o gestionadas centralizadamente en entornos corporativos, como ocurre en la Administración General del Estado, donde se aplican políticas de mantenimiento para garantizar la seguridad y estabilidad de los sistemas.

🧩 Elementos esenciales

• Kernel: Núcleo del sistema operativo que gestiona los recursos hardware y ejecuta las funciones básicas, como la gestión de procesos y memoria.
• Interfaz de usuario: Medio por el que el usuario interactúa con el sistema, ya sea gráfica (GUI) o de línea de comandos (CLI).
• Gestión de procesos: Mecanismo que permite la ejecución simultánea de múltiples programas, asignando recursos y prioridades.
• Memoria virtual: Técnica que utiliza espacio en disco para ampliar la memoria RAM disponible, mejorando el rendimiento en sistemas con recursos limitados.
• Sistema de archivos: Estructura que organiza y gestiona el almacenamiento de datos en dispositivos, definiendo formatos como NTFS o ext4.
• Multitarea: Capacidad del sistema operativo para ejecutar varios procesos al mismo tiempo, ya sea mediante tiempo compartido o múltiples núcleos.
• Controladores (drivers): Programas que permiten al sistema operativo comunicarse con los dispositivos hardware, como impresoras o tarjetas gráficas.
• Permisos de usuario: Mecanismos que regulan el acceso a archivos y recursos, garantizando la seguridad y privacidad de la información.
• Actualizaciones: Procesos de mejora y corrección de vulnerabilidades que mantienen el sistema operativo seguro y funcional.
• Sistemas operativos en la AGE: Plataformas estandarizadas, como Windows o Linux, que garantizan la interoperabilidad y seguridad en los equipos de la Administración.

🧠 Recuerda

• El sistema operativo es el software base que permite el funcionamiento de cualquier equipo informático.
• Gestiona recursos como la CPU, memoria y almacenamiento, optimizando su uso.
• Proporciona una interfaz para que los usuarios interactúen con el hardware de manera sencilla.
• Incluye sistemas de archivos que organizan y protegen los datos almacenados.
• La gestión de procesos y memoria es esencial para la multitarea y el rendimiento.
• Los permisos y la autenticación son clave para la seguridad en entornos profesionales.
• Las actualizaciones periódicas son necesarias para mantener la estabilidad y seguridad del sistema.
• En la AGE, los sistemas operativos están estandarizados para garantizar compatibilidad y protección de datos.

4. Nociones básicas de seguridad informática

4. Nociones básicas de seguridad informática

🎯 Idea clave

• La seguridad informática protege los sistemas y datos frente a amenazas internas y externas.
• Su objetivo principal es garantizar la confidencialidad, integridad y disponibilidad de la información.
• Incluye medidas técnicas, organizativas y humanas para prevenir riesgos.
• Los usuarios son responsables de aplicar buenas prácticas en su entorno laboral.
• La Administración General del Estado establece protocolos específicos para sus empleados públicos.
• La formación continua es esencial para mantener actualizados los conocimientos en seguridad.

📚 Desarrollo

Concepto fundamental. La seguridad informática comprende el conjunto de medidas destinadas a proteger los sistemas informáticos y la información que manejan. En el ámbito de la Administración General del Estado, su aplicación es obligatoria para todos los empleados públicos, especialmente en el Cuerpo General Administrativo.

Principios básicos. Los tres pilares de la seguridad informática son la confidencialidad (acceso solo a personas autorizadas), la integridad (datos exactos y completos) y la disponibilidad (acceso cuando se necesita). Estos principios guían todas las políticas y procedimientos implementados en la AGE.

Amenazas comunes. Las principales amenazas incluyen virus, malware, phishing, accesos no autorizados y fugas de información. En la Administración, el phishing es especialmente peligroso, ya que puede comprometer credenciales de acceso a sistemas críticos. Los empleados deben estar entrenados para identificar correos o mensajes sospechosos.

Medidas técnicas. La AGE implementa firewalls, antivirus, cifrado de datos y autenticación multifactor para proteger sus sistemas. Los empleados deben utilizar contraseñas robustas, cambiarlas periódicamente y no compartirlas bajo ninguna circunstancia. El uso de redes privadas virtuales (VPN) es obligatorio para el acceso remoto a la red corporativa.

Protocolos organizativos. La Administración establece normas claras sobre el uso de dispositivos, la gestión de información sensible y la notificación de incidentes. Los empleados deben seguir los procedimientos establecidos para reportar cualquier anomalía o brecha de seguridad de forma inmediata.

Responsabilidad individual. Cada funcionario es responsable de aplicar las medidas de seguridad en su puesto de trabajo. Esto incluye bloquear la sesión al ausentarse, no instalar software no autorizado y verificar la autenticidad de los enlaces antes de hacer clic. La negligencia puede derivar en sanciones disciplinarias.

Formación y concienciación. La AGE promueve programas de formación continua en seguridad informática para sus empleados. Estos cursos abordan desde conceptos básicos hasta amenazas específicas, adaptándose a las necesidades del Cuerpo General Administrativo y a la evolución de los riesgos.

Marco normativo. La seguridad informática en la Administración se rige por normativas como el Esquema Nacional de Seguridad (ENS), que establece los principios y requisitos para proteger los sistemas de información. El cumplimiento de estas normas es obligatorio y se audita periódicamente.

🧩 Elementos esenciales

• Confidencialidad: Garantiza que la información solo sea accesible para personas autorizadas.
• Integridad: Asegura que los datos no sean alterados de forma no autorizada.
• Disponibilidad: Garantiza el acceso a la información cuando sea necesario.
• Autenticación multifactor: Método que requiere más de una credencial para verificar la identidad del usuario.
• Phishing: Técnica fraudulenta que intenta obtener información sensible mediante engaño.
• Firewall: Sistema que controla el tráfico de red para bloquear accesos no autorizados.
• Cifrado de datos: Proceso que convierte la información en un formato ilegible para terceros no autorizados.
• VPN: Red privada virtual que permite conexiones seguras a través de internet.
• Contraseñas robustas: Combinación de caracteres que dificulta el acceso no autorizado.
• Esquema Nacional de Seguridad (ENS): Normativa que regula la seguridad de los sistemas de información en la Administración.
• Formación continua: Programas para mantener actualizados los conocimientos en seguridad informática.
• Notificación de incidentes: Obligación de reportar cualquier brecha o anomalía de seguridad.

🧠 Recuerda

• La seguridad informática es responsabilidad de todos los empleados públicos.
• Los tres principios básicos son confidencialidad, integridad y disponibilidad.
• Nunca compartas tus credenciales de acceso con nadie.
• Bloquea siempre tu sesión al ausentarte del puesto de trabajo.
• Verifica la autenticidad de los correos y enlaces antes de interactuar con ellos.
• Utiliza contraseñas robustas y cámbialas periódicamente.
• El phishing es una de las amenazas más comunes en la Administración.
• La formación en seguridad informática es obligatoria y continua.
• Reporta cualquier incidente de seguridad de forma inmediata.
• El Esquema Nacional de Seguridad (ENS) es la normativa de referencia en la AGE.