lunes, 3 de noviembre de 2014

Unidades de Medida de Almacenamiento de la Información

Unidades de Medida de Almacenamiento de la Información.


Recientemente se publicó información relacionada con las cualidades que debe poseer un Científico de Datos, en esta oportunidad  vamos a conocer las unidades de medida del almacenamiento de información, las cuales van desde el simple bit (0,1), hasta el gigante e incomprensible Geopbyte  que se representa con una cifra de 31 números decimales.

Como debe ser del conocimiento de la mayoría de las personas, las computadoras y todos los sistemas digitales operan en base al sistema de numeración binario, esto por la facilidad de representar las situaciones o estados dicotómicos mediante ceros y unos, como por ejemplo: encendido y apagado, verdadero y falso, correcto e incorrecto entre otros. Los sistemas digitales convierten los pulsos eléctricos, señales ópticas y ondas electromagnéticas en ceros y unos dependiendo de la intensidad,  la presencia o ausencia de señal.  La siguiente imagen muestra en forma gráfica las unidades de medidas y la estimación actual con la que se le compara.



bit (0,1)

Como ya se dijo anteriormente representa un estado dicotómico mediante un cero o un uno (0,1), en su representación más básica sirve para que los sistemas tomen decisiones como por ejemplo los bit utilizados en las comunicaciones seriales vía módem, para indicar paridad (par, impar) o el bit de parada.

byte (00000000-11111111)

Un byte está conformado por 8 bits, en el Código Americano Estándar para el Intercambio de Información o ASCII por sus siglas en ingles un byte representa cada uno del conjunto de caracteres imprimibles y no imprimibles de este sistema los cuales son 128 en el sistema básico y 256 en el sistema extendido. Para escribir la palabra byte se requieren 4 bytes = 32 bits (b=01100010, y= 01111001, t=01110100, e=01100101). El byte al igual que el bit, si no se le observa en un contexto de sistema no aporta ninguna información relevante.

Kilobyte (1024 bytes)

Lo constituyen 1024 bytes y con esta cantidad si se puede representar uno o dos párrafos de información relevante tal como la que se muestra a continuación:
“Esta información representa un kilobyte (1 Kbyte) de almacenamiento porque contiene 1024 caracteres alfanuméricos incluidos los espacios en blanco, estas representaciones  son utilizadas en la Codificación ASCII extendida para las letras, números y símbolos especiales que en total suman 256, cada carácter es representado por un byte, el cual a su vez se origina de elevar a la potencia ocho la base del sistema de numeración binario es decir 2^8 = 256 combinaciones,  a cada carácter se le da  un número en el sistema decimal, en el caso del circunflejo o sombrerito (^) es el 94, otro muy utilizado es el 64, el cual representa el arroba (@), esta información es útil cuando nuestro teclado no se corresponde con la configuración de la región de nuestro idioma, ya que si se presiona la tecla Alt y el número correspondiente al carácter, lograremos imprimirlo en el texto en pantalla; todo el contenido de este texto representa un Kilobyte de información que es igual a 1024 caracteres incluidos los espacios en blanco”.

Megabyte (1024 kilobytes)

Si se copia y pega el párrafo anterior 1024 veces estaríamos ante un documento de un megabyte, equivalente aproximadamente a 256 páginas, sin incluir imágenes sólo texto. Esta capacidad de almacenamiento podría constituir un pequeño libro en el que se podrían encontrar datos, información y conocimiento. Cuando comenzó la masificación de la computación en el hogar Las unidades de disco flexible (Floppy Disk) podían almacenar hasta 1.44 Megabyte de información.

Gigabyte (1024 megabytes)

Continuando con el ejemplo anterior, con un gigabyte se puede almacenar el equivalente a 1024 libros de aproximadamente 256 páginas, sin incluirle imágenes sólo texto. Si llevamos al contexto del almacenamiento los mensajes de texto enviados en Venezuela en un día los cuales alcanzan la cifra de 319.000.000, si lo promediamos a razón de 70 caracteres por mensajes, entonces diariamente la empresas de telefonía requieren de aproximadamente 20 Gbyte de almacenamiento solamente para los mensajes de texto o SMS. Ahora supongamos que la información de los SMS aporta conocimiento por lo que se puede agrupar para crear libros entonces diariamente en Venezuela se crearían aproximadamente 20.480 libros sólo a través de los servicios de SMS.

Terabyte (1024 gigabytes)

A partir de esta unidad de medida vamos a cambiar de ejemplo, ahora utilizaremos el del servicio de mensajería SMS de Venezuela, si cada día se generan aproximadamente 20 Gbyte de información, al mes se producen 600 Gbytes por lo tanto al año se producen 7200 Gbytes que equivale a 7 Terabyte, para producir información del orden de los terabytes se requieren millones de usuarios, enviando millones de mensajes diarios.

Petabyte (1024 terabytes)

Para el año 2008 la producción de datos a nivel global, se cuantificaba en el orden de los Petabytes, se estimaba que solamente google procesaba 20petabytes diarios de información, sin embargo las organizaciones individuales a nivel global procesaron en promedio 63 terabytes de información al año. Análogamente, los sistemas de monitoreo meteorológicos,  de simulación físico-químicos y otros también producen abundante información en periodos de tiempo relativamente cortos.

Exabyte (1024 petabytes)

Si procesar información por el orden de los petabytes resulta asombroso, entonces que se espera para los que está en la unidad de los exabyte, estas cantidades se lograron alcanzar en los años 2090 y 2010 a nivel global. Toda la información generada en los sistemas en línea como google, YouTube, Facebook y los distintos sectores económicos mundiales lograron producir y/o procesar semejante cantidad de información.

Zetabytes (1024 Exabytes)

La producción y consumo de información a nivel global se encuentra actualmente en la unidad de los Zetabytes, esta tendencia se estima que se va a mantener en lo que resta de esta década, con todas las implicaciones que ello conlleva, por todos los desarrollos realizados en las capacidades de almacenamiento y comunicación la producción y transmisión de información seguirá creciendo a un ritmo vertiginoso.
Ya estamos llegando al nivel en que la comunicación de información supera de forma avasallante el manejo y almacenamiento de la misma, creando nuevos problemas como consecuencia de la inmensa cantidad de información disponible, sobre todo aquella que no se encuentra estructurada o no es fácil de clasificar. 



miércoles, 20 de agosto de 2014

Científico de Datos. ¿Quienes pueden serlo?

Científico de Datos. 

Actualmente es común escuchar esta de esta profesión y más ahora que el programa televisivo “El juego de los números” del canal de televisión por suscripción National Geographic Channel (NAT Geo) utiliza como presentador al científico de datos Jake Porway, para analizar temas relevantes de la vida cotidiana y revelar la ciencia que los sustenta, pero ¿Qué hace realmente un científico de datos?, ¿Qué habilidades, conocimientos y destrezas son necesarias para ejercer esta profesión? para  responder a estas preguntas partamos de las definiciones conceptuales de los elementos que están presentes en esta nueva profesión.
Según el diccionario en línea de la Real Academia Española se definen los siguientes conceptos


Científico: (Del lat. scientifĭcus). adj. Que tiene que ver con las exigencias de precisión y objetividad propias de la metodología de las ciencias.

Dato: (Del lat. datum, lo que se da). m. Inform. Información dispuesta de manera adecuada para su tratamiento por un ordenador.

De los conceptos anteriores  se puede inferir que un Científico de Datos “es aquel que utiliza el método científico para hallar la verdad o la explicación de un fenómeno real, mediante el manejo automatizado de la información”. Aun cuando pudiera parecer algo simplista, establece las bases fundamentales que deben cumplirse para pertenecer a esta categoría. Primero aplicar el método científico y segundo tratar la información de forma automatizada.

El hecho de hacer un manejo automatizado de la información supone que esta debe ser abundante y/o compleja, para descartar de plano el entorno manual. En cualquiera de los dos escenarios hasta hace poco esta labor era realizada mayormente en entornos científicos como por ejemplo en el estudio de los fenómenos meteorológicos, astronómicos, biológicos entre otros. Pero los constantes y continuos avances en Tecnologías de Información, sobre todo en poder de cálculo y capacidad de almacenamiento han creado nuevos escenarios en el que la interpretación y análisis de grandes y complejos volúmenes de información supone una gran ventaja en el mundo de los negocios.

Para poder aprovechar el manejo de grandes y complejos volúmenes de información es necesario tener conocimientos de tres áreas de las ciencias, en particular:

Matemáticas, útil para elaborar formulas capaces de modelar el comportamiento de fenómenos reales.

Estadísticas, para analizar y estudiar datos estructurados o no a fin de encontrar correlaciones entre ellos.

Informática, necesaria para elaborar programas computacionales a la medida que procesen los datos y muestre resultados de fácil manejo e interpretación al personal que lo requiera.

Si usted posee un buen dominio de estas tres áreas de la ciencia es un candidato en potencia a convertirse en un Científico de Datos, profesión por demás muy bien remunera y con un mercado laboral en constante expansión debido a la inmensa cantidad de información que se está generando a diario, de hecho según el sitio web http://noticias.universia.es esta es de 2.5 trillones de bytes y solamente la información que se ha generado en los últimos 2 años representa el 90% de toda la información de nuestra historia.

Referencias Bibliográficas

Real Academia Española (España). RAE [en línea] Diccionario de la Lengua Española (DRAE), [20/08/2014]. Disponible en: < http://www.rae.es/>


Universia (España). [en linea] El científico de datos: una novedosa y necesaria profesión [20/08/2014]. Disponible en <http://noticias.universia.es>

 

Revista MIT (USA). [en linea] El enigma del 'big data': ¿cómo definirlo? [20/08/2014]. Disponible en  <http://www.technologyreview.es/>





jueves, 17 de julio de 2014

IP, subredes (subnetting)

IP, subredes (subnetting) 

Las creación de sub redes lógicas a nivel de la Capa de Red del Modelo OSI, cumple varias funciones entre la que destacan la división de una red con un espacio de direcciones IP bastante grande, en redes mas pequeñas con espacios de direcciones mas reducidos. En virtud de que la clasificación de las redes IP v4, comprenden rangos muy variados desde los 256 nodos de las Clase C, pasando por 65.536 de las Clase B hasta llegar a los 16.777.216 de las Clase A. se hace necesario el máximo aprovechamiento de estos rangos y la solución para ello fue la creación de sub redes.

Tipos de Redes IP.

Privadas
 Según lo enunciado en el RFC 1918.

La "Autoridad de Números Asignados en Internet", Internet Assigned
Numbers Authority (IANA), ha reservado los tres siguientes bloques de
direcciones IP para el uso en internets privadas: 10.0.0.0 - 10.255.255.255 (prefijo 10/8)
172.16.0.0 - 172.31.255.255 (prefijo 172.16/12)
192.168.0.0 - 192.168.255.255 (prefijo 192.168/16) Nos referiremos al primer bloque como "bloque de 24 bits", al segundo
como "bloque de 20 bits" y al tercero como "bloque de 16 bits". Dese
cuenta que (en la notación anterior a CIDR) el primer bloque no es
más que un único número de red de clase A, mientras que el segundo
bloque es un conjunto de 16 números de red de clase B contiguos, y el
tercer bloque es un conjunto de 256 números de red de clase C
contiguos.

Públicas

Todas las que se muestran en la tabla siguiente excepto las privadas.

ClaseRangoRedesEquipos Mascara
A0.0.0.0 - 127.255.255.25512816 777 214255.0.0.0
B128.0.0.0 - 191.255.255.25516 38465 534255.255.0.0
C192.0.0.0 - 223.255.255.2552 097 152254255.255.255.0

Como es bien sabido la dirección IP comprende dos segmento, uno para el nodo como tal y el otro para la red, la mascara de red es la que se encarga de indicarnos cuales y cuantos son los nodos de la red mientras el número IP leido de izquierda a derecha, indica la red en que se encuentra  de acuerdo con lo establecido en los respectivos RFC.

Si no se cuenta con una calculadora IP es preciso conocer un poco del sistema binario de numeración porque es a través de el que se realiza el calculo para la creación de sub redes por ejemplo.

Número Decimal
Número Binario
Cantidad de Subredes
IPs asignables
255
11111111
0
0
254
11111110
128
0
252
11111100
64
2
248
11111000
32
6
240
11110000
16
14
224
11100000
8
30
192
11000000
4
62
128
10000000
2
126
0
00000000
1
254

En la red Clase C 192.168.1.0 con mascara 255.255.255.0 se podrían crear las sub redes que se indican en la tabla anterior, no esta limitada a sub redes del mismo rango, la realidad sugiere que se pueden tener de diferentes rangos de acuerdo con la necesidad de la organización, del departamento de TIC o del administrador de la red. 












miércoles, 9 de julio de 2014

Diseño de Sistemas


Diseño de Sistemas

Para diseñar un sistema es imprescindible saber el concepto del mismo, conocer sus elementos y determinar el tipo o grupo al que pertenece, por ejemplo: suponga que el alcalde de un municipio con una gran densidad poblacional y un parque automotor bastante grande, le solicita a la Gerencia de Transito y Transporte Terrestre sobre la base de los estudios de movilidad vehicular dentro del municipio, que diseñen un sistema de semáforos inteligentes que permitan, realizar ajustes y programaciones automáticas en tiempo real y de forma sincronizada de acuerdo con la cantidad de tráfico que circula en determinado momento por las las calles y avenidas más transitadas de la ciudad, con el fin de aliviar los problemas de congestionamiento que sufre actualmente el municipio.

Es importante notar que en el enunciado anterior, existe una problemática con la circulación de vehículos en la ciudad, adicionalmente se determina que existe un estudio sobre la movilidad vehicular en el municipio, por lo que se puede inferir que ya se ha realizado un análisis de la situación lo que ha generado en la solicitud de una solución a tal situación. Una vez que se ha realizado el análisis de la situación objeto de estudio, presentado en informe correspondiente y seleccionada la alternativa que mejor se adapta a los requerimientos de la organización, en nuestro ejemplo la Alcaldía, le corresponde al equipo de diseño elaborar una propuesta que satisfaga las expectativas y necesidades planteadas.

Siguiendo con el ejemplo anterior, el equipo de diseño debe conocer bien las fuentes de entrada de información al sistema, en virtud que no se trata de un simple semáforo que lleva un control de tiempo para el encendido de las luces, ahora tendrá que contar los vehículos y estar en comunicación constante con los semáforos vecinos para realizar los respectivos ajustes, esto sugiere que tales equipos operaran de forma independiente con muy poca o ninguna intervención humana, para realizar cambios y ajustes.

Que opciones debe tener presente el equipo de diseño a la hora de presentar una propuesta, primero debe considerar que se trata de un sistema de alto impacto en la sociedad, por lo tanto los margenes de error están limitados debido al malestar que podría causar en la población y al coste político que ello significaría. Segundo dado el alcance y amplitud del proyecto es necesario utilizar algunas metodologías que permitan abstraer las dimensiones y complejidad del problema a una escala más manejable.

Si se cuentan con los semáforos inteligentes en el mercado, los diseñadores podrían considerar utilizar un laboratorio de prueba para determinar el funcionamiento y el comportamiento del tráfico antes de instalar los dispositivo en su ubicación real, adicionalmente podrían realizar simulaciones mediante el uso de software diseñado para tal fin, por último si no se cuenta con los equipos será necesario elaborar un prototipo, ponerlo a prueba y evaluar los resultados antes de presentarlo como la solución final.

Haciendo una analogía con el área de la Ingeniería Civil, el diseñador de sistema es el arquitecto que sirve de puente entre los usuarios (clientes) y los desarrolladores (ingenieros civiles) mediante el uso de un lenguaje común y con la ayuda de un modelo (maqueta) que sea entendido por todos.

miércoles, 2 de julio de 2014

Redes y Subredes

Redes y Subredes de Información y Comunicación

Conceptos

Red: en el ámbito de las Tecnologías de Información y Comunicación es un conjunto de dispositivos  tales como: computadores, laptops, impresoras, switches, routers entre otros que se interconectan entre sí, a través de un medio de transmisión común, como el cable de cobre, la fibra óptica o las ondas electromagnéticas, con el propósito de aprovechar los recursos disponibles en la red e intercambiar información.
Subred: Es un subconjunto de una red, que posee todas las características, funciones y elementos de la red a la que pertenece.

Historia

Las redes de comunicación de datos para entornos locales iniciaron su expansión en la década del 70 del siglo XX con la creación de la red ALOHANET por Norman Abramson y sus colegas investigadores en la Universidad de Hawái, posteriormente en el centro de Investigación de Xerox, Bob Metcalfe creo lo que hasta hoy en día se conoce como Ethernet.
 Más tarde a inicios de la década del 80 se publica en 1981 el documento elaborado por la Fuerza de Trabajo en Ingeniería de Internet (Internet Engineering Task Force, IETF) bajo la norma Request for Comment 791 (RFC 791) el cual era una actualización del RFC 760 que se había publicado en 1980.  En este documento se sientan las bases del Protocolo de Internet versión 4 (IP v4).
Se origina así con esta dos líneas de investigación una carrera si se quiere paralela en cuanto al Hardware y Software de las redes de comunicación de datos, el primero representado por los desarrollos en los equipos para las Redes de Área Local y el Segundo enfocado en la Interconexión de tales redes mediante el uso de un protocolo de transferencia de información independiente del hardware de comunicación.

Objetivo

El principal objetivo de una red, es interconectar los dispositivos habilitados para tal fin, con el propósito de compartir recursos e intercambiar información, sin embargo a medida que las redes comienzan  a ser más grandes y complejas, surge la necesidad de establecer un mayor y mejor control sobre tales recursos e información.
La función de una subred es separar física o lógicamente secciones de una red a fin de facilitar la administración de los recursos y el intercambio de información, entre los elementos que conforman la subred, esta visión también proporciona mayor seguridad a la red.

Creación

De acuerdo con el Modelo de Referencia OSI las capas donde se realizan funciones de red son: la Capa Física, la Capa de Enlace de Datos y la Capa de Red, partiendo de esta información entonces se puede hacer la siguiente clasificación para la creación de subredes.
Creadas por Hardware:
·         Físicas: Utiliza Switches para conectar los equipos de una misma sección, cada Switche forma una LAN con topología en estrella.
·         Lógicas: Utiliza Switches con puerto configurados para funcionar y actuar como Redes Virtuales (VLAN) , creando un dominio de colisión común a la VLAN en lugar del Switch
Creadas por Software: Se realiza a nivel de capa 3 del modelo OSI al utilizar el protocolo de Internet versión 4 (IP v4) para crear subredes lógicas a través del uso de máscaras que se adaptan a los requerimientos de la organización.
Mixtas: Utilizan ambas formas de creación de subredes.





jueves, 19 de junio de 2014

Modos de Conexión de Redes

Modos de Interconexión de Redes


El modo de interconexión a la red está estrechamente relacionado con el ámbito en el cual opera la red, sin embargo es posible identificar cinco formas de interconexión a redes las cuales se nombran a continuación.
·         

  •       Ad Hoc. Es un tipo de conexión entre dos equipos que no dependen de un dispositivo de comunicación adicional para establecer la comunicación, los equipos operan de forma descentralizada. Este tipo de conexión se realiza con mucha frecuencia en teléfonos inteligentes para intercambiar, datos de contacto, realizar respaldos, compartir música entre otros, pero no es de su uso exclusivo; dos computadores pueden establecer una conexión Ad Hoc utilizando un cable de red cruzado o mediante el puerto serial si es que disponen de tal puerto.

  •     Punto a punto (P2P): Se utiliza para establecer la comunicación entre pares individuales de nodos o máquinas, aun cuando existan muchas más conexiones entre el emisor y el receptor, este tipo de interconexión es común en las redes área amplia (WAN), el emisor y el receptor pueden intercambiar roles de maestro esclavo y vieceversa durante el periodo de transmisión.

  •     Punto a Multipunto (P2MP): Este modo de conexión es muy comun en los sistemas de televisión por antena o satelital en donde un emisor actuando como maestro transmite la señal a todos los receptores (esclavos) quienes únicamente se comunican con el maestro. 
  •           Multipunto a Multipunto (MP2MP): En una red multipunto todos los dispositivos conectados pueden comunicarse entre si utilizando el mismo cana, este caso se puede observar en la topología de red estrella en la que cada nodo puede establecer una comunicación con todos los nodos restantes.

CLASIFICACIÓN DE LAS REDES DE COMUNICACIÓN DE DATOS

Claisificación de las Redes

Según el ámbito de alcance


  •     Personal Area Network (PAN): Se describe en el conjunto de normas de la IEEE 802.15 para las Redes Inalámbricas de  de Área Personal,  utiliza la tecnología inalámbrica, generalmente en  la banda de acceso público de 2.4 GHz, mediante la tecnología Bluetooth, para permitir la comunicación de equipos (teclados, mouse, audífonos y otros) de uso personal en un área no mayor a un metro cuadro.
  •     Home Area Network (HAN):  Red de Área del Hogar: también descrita en la norma IEEE 802.15: comprende la comunicación e interconexión de dispositivos tales como:  Videoconsolas, SmartTV, Reproductores MP3 y MP4, Smartphones y otros, dentro del rádio de cobertura que delimita el hogar.
  •      Wireless Area Network(WLAN): Red de Área Local Inalámbrica, muy similar a la anterior sin embargo este tipo de red es especificado en la norma IEEE 802.11 y se refiere a las redes que hacen uso de la banda de acceso público de 2.4 y 5 Ghz, para proveer de conexión a los dispositivos en un rango que oscila entre 10 y 30 metros para ambientes internos o cerrados y hasta 100 metros para ambientes externos.

  •      Local Area Network (LAN): Red Área Local describela interconexión de equipos de comunicación y procesamiento de datos generalmente dentro del ámbito de un edificio o conjunto de estos con una distancia máxima no superior  a 5KM. 
  •     Campus Area Network (CAN): Red de Área Universitaria, se refiere  a la red dentro del entorno del espacio que ocupa una Universidad, la cual permite la interconexión de las diferentes LANs de los departamentos, Facultades o Decanatos que hacen vida dentro del Campus.
  •    Metropolitan Area Network (MAN): Es una red de alta velocidad que posibilita la interconexión de redes LAN o CAN dentro de un radio de decenas de kilómetros generalmente el perímetro que ocupa una ciudad. 
  •     Wide Area Network (WAN): Comprende una red de amplio alcance, por lo general se refiere a la interconexión que se estable entre ciudades que se encuentran a cientos de kilómetros de distancias, dentro de un mismo país o incluso hasta en continentes diferentes.
  •     Internet: Es un conjuntos de redes heterogéneas  dispuestas por todo el planeta que se que se comunican e interconectan a través del Protocolo de Internet (Internet Protocol IP) de ahí su nombre, para formar lo que comunmente llamamos la Red de Redes
            Nótese  que el orden en que fue dispuesta la clasificación puede ser utilizado para indicar que la red inmediatamente siguiente, puede estar conformada o contener a todas las anteriores.

Según la tecnología empleada


  • ·         Ethernet IEEE 802.3 y posterior
  • ·         Token Bus IEEE 802.4
  • ·         Token Ring IEEE 802.5
  • ·         WiFi IEEE 802.11 y posterior
  • ·         FDDI
  • ·         ATM
  • ·         Frame Relay
  • ·         Infiniband
  • ·         ISDN (Integrated Services Digital Network)
  • ·         ADSL
  • ·         E1,E2,E3
  • ·         T1,T2,T3,T4,T5
  • ·         vSat IEE 802.20
  • ·         CaTV
  • ·         OC1 .. OC3072

Según el Medio de Transmisión

·         Guiadas o Terrestres: Son todas aquellas redes que transmiten la información mediante la emisión de ondas electromagnéticas o la reflexión y propagación de luz enviadas por medios físicos  tales como cables coaxiales, pares de cobre o fibra óptica.

·         No guiadas o Aéreas: Son todas las redes que utilizan para la transmisión de información la emisión de ondas de radio frecuencias en sus respectivas bandas a través el espacio aéreo.