Procesamiento de señales

El procesamiento de señales: es el procesamiento, amplificación e interpretación de señales. Las señales pueden proceder de diversas fuentes. Hay varios tipos de procesamiento de señales, dependiendo de la naturaleza de las mismas.

Señales Análogas

Son variables eléctricas que evolucionan en el tiempo en forma análoga a alguna

variable física. Estas variables pueden presentarse en la forma de una corriente, una

tensión o una carga eléctrica. Varían en forma continua entre un límite inferior y un

límite superior.

Señales Digitales

Son variables eléctricas con dos niveles bien diferenciados que se alternan en el

tiempo transmitiendo información según un código previamente acordado. Cada nivel

eléctrico representa uno de dos símbolos: 0 ó 1, V o F, etc. Los niveles específicos dependen

del tipo de dispositivos utilizado.

Ventajas de la señal digital frente a la analógica

•    Cuando una señal digital es atenuada o experimenta perturbaciones leves, puede ser reconstruida y amplificada mediante sistemas de regeneración de señales.

•    Cuenta con sistemas de detección y corrección de errores, que se utilizan cuando la señal llega al receptor; entonces comprueban (uso de redundancia) la señal, primero para detectar algún error, y, algunos sistemas, pueden luego corregir alguno o todos los errores detectados previamente.

•    Facilidad para el procesamiento de la señal. Cualquier operación es fácilmente realizable a través de cualquier software de edición o procesamiento de señal.

•    La señal digital permite la multigeneración infinita sin pérdidas de calidad. Esta ventaja sólo es aplicable a los formatos de disco óptico; la cinta magnética digital, aunque en menor medida que la analógica (que sólo soporta como mucho 4 o 5 generaciones), también va perdiendo información con la multigeneración.

Inconvenientes

•    Se necesita una conversión analógica-digital previa y una decodificación posterior, en el momento de la recepción.

•    La transmisión de señales digitales requiere una sincronización precisa entre los tiempos del reloj del transmisor, con respecto a los del receptor. Un desfase cambia la señal recibida con respecto a la que fue transmitida.

Si se utiliza compresión con pérdida, será imposible reconstruir la señal original idéntica, pero si una parecida dependiendo del muestreo tomado en la conversión de analógico a digital.

SISTEMAS DISTRIBUIDOS

*BANCOS
Los bancos son entidades que necesitan del uso de sistemas distribuidos por la caracteristicas de sus operaciones, las distintas transacciones de las diversas sucursales afectan una a la otra en el status de sus clientes, además de que debe haber una interconexión con otros banco, por lo tanto son una pieza clave en el funcionamiento moderno de los bancos.

*ÁREAS LOCALES
Para así obtener más provecho de los distintos equipos, y estar interconectados unos con otros, lo que ahorra tiempo y esfuerzo a las personas que necesitan la información generada por alguien más para poder cumplir con su trabajo y sus deberes.

*DESARROLLOS CIENTIFICOS
Para un progreso mayor es necesario una gran capacidad de procesamiento, datos que viajan grandes distancias, y que deben ser almacenados y analizados, esto se logra de manera más fácil con el uso de sistemas distribuidos dentro de las organizaciones científicas.

Tecnología de configuración jerárquica.

Las redes jerárquicas se administran y se expanden con más facilidad (escalabilidad) que otras arquitecturas.

Además los problemas se resuelven con mayor rapidez.

El modelo de diseño jerárquico típico se separa en tres capas con funciones específicas: capa de acceso, capa de distribución y capa núcleo.

FUENTES:
http://blogxdextecnologia.blogspot.mx/2009/07/modelo-de-redes-jerarquicas.html

Tecnología de estrella

Una red en estrella es una red en la cual las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de éste. Los dispositivos no están directamente conectados entre sí, además de que no se permite tanto tráfico de información. Dada su transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco.

Se utiliza sobre todo para redes locales. La mayoría de las redes de área local que tienen un enrutador (router), un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta topología. El nodo central en éstas sería el enrutador, el conmutador o el concentrador, por el que pasan todos los paquetes de usuarios.

Actualmente es usada por la famosa plataforma Google.

VENTAJAS 

Posee un sistema que permite agregar nuevos equipos fácilmente.

Reconfiguración rápida.

Fácil de prevenir daños y/o conflictos.

Centralización de la red.

Es simple de conectar

FUENTES:

http://es.wikipedia.org/wiki/Red_en_estrella

Evaluación de topología

El término topología se refiere a la forma en que está diseñada la red, bien físicamente (rigiéndose de algunas características en su hardware) o bien lógicamente (basándose en las características internas de su software).

La topología de red es la representación geométrica de la relación entre todos los enlaces y los dispositivos que los enlazan entre sí (habitualmente denominados nodos)

 

Evaluación de 

- ethernet:

 Todos los equipos de una red Ethernet están conectados a la misma línea de transmisión y la comunicación se lleva a cabo por medio de la utilización un protocolo denominado CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect que significa que es un protocolo de acceso múltiple que monitorea la portadora: detección de portadora y detección de colisiones).

Con este protocolo cualquier equipo está autorizado a transmitir a través de la línea en cualquier momento y sin ninguna prioridad entre ellos.

- ARCNET:  

Es conocida como un arreglo de redes estrella, es decir una serie de redes estrella se comunican entre sí.

ARCNET se introdujo al mercado de redes como la solución a los problemas presentados por la red tipo estrella, como son la limitación de estaciones de trabajo, separación entre las estaciones de trabajo y el servidor, etc.

ARCNET tiene la facilidad de instalar estaciones de trabajo sin preocuparnos por la degradación de la velocidad del sistema, ya que para tal caso se cuenta con más de un servidor de red.

Con las tarjetas de interfase es posible instalar hasta 128 estaciones de trabajo por cada servidor que se conecte a la red.

Cada una de las estaciones de trabajo puede estar conectada a una distancia máxima de 1200 metros con respecto al servidor de la red, esta distancia equivale a casi el triple de la permitida por la red tipo estrella.

El cable para esta conexión es mucho más caro porque se trata de un RG-62 coaxial que es usado no sólo para conectar esta red entre sí, también utilizado por IBM para la conexión de sus computadoras 3270, esta es otra ventaja, ya que si se cuenta con una instalación de este tipo se puede aprovechar para instalar una red Novell ARCNET.

Una de las grandes ventajas de Novell es el uso de dos tipos de repetidores, el activo y el pasivo, ambas unidades sirven para distribuir la señal de la red entera, de tal forma que una señal determinada llega fácilmente a una estación de trabajo en particular. 

- Tokenring:

 

Las redes TOKEN RING ESTÁN IMPLEMENTADAS EN UNA TOPOLOGÍA EN ANILLO. La topología física de una red Token Ring es la topología en estrella, en la que todos los equipos de la red están físicamente conectados a un concentrador o elemento central.

El ANILLO FÍSICO está cableado mediante un concentrador o switch denominado unidad de acceso multiestación (multistation access unit, MSAU). La topología lógica representa la ruta del testigo entre equipos, que es similar a un anillo.

 

Tarjetas de interfase

Las tarjetas o placas de interfaces son todas aquellas  tarjetas o placas de expansión (“esto significa que logran incrementar la capacidad de almacenamiento o lectura de cualquier contenido”), en las cuales se envía información de un sistema o subsistema a otro logrando que el calculo que se logra ver en el aumento de la capacidad de la interfaz de la información, controladoras entre otras tengan una capacidad máxima de rendimiento.

 Entre las diferentes interfaces de una computadora podemos observar:

Tarjetas de interfaces de red.

Tarjetas de interfaces gráficas.

Tarjetas de interfaces de audio.

 

FUENTES:

http://es.kioskea.net/contents/672-ethernet

https://hardwaremanual.wordpress.com/4-1-4-tarjetas-de-interfaces/

http://homejq.tripod.com/redes/arcnet.htm

Métodos de interconexión

Repetidores

Un repetidor es un dispositivo sencillo utilizado para regenerar una señal entre dos nodos de una red. De esta manera, se extiende el alcance de la red. El repetidor funciona solamente en elnivel físico (capa 1 del modelo OSI), es decir que sólo actúa sobre la información binaria que viaja en la línea de transmisión y que no puede interpretar los paquetes de información.

 

Puentes

Un puente es un dispositivo de hardware utilizado para conectar dos redes que funcionan con el mismo protocolo. A diferencia de un repetidor, que funciona en elnivel físico, el puente funciona en el nivel lógico (en la capa 2 del modelo OSI). Esto significa que puede filtrar tramas para permitir sólo el paso de aquellas cuyas direcciones de destino se correspondan con un equipo ubicado del otro lado del puente.

 

Routers

Router traducido significa ruteador lo que podemos interpretar como simplemente guía, también se le llama Router Industrial. Se trata de un dispositivo utilizado en redes de área local (LAN - Local Area Network), una red local es aquella que cuenta con una interconexión de computadoras relativamente cercanas, por medio de cables. El Router permite la interconexión de redes LAN y su función es la de guiar los paquetes de datos para que fluyen hacia la red correcta e ir determinando que caminos debe seguir para llegar a su destino, básicamente para los servicios de Internet, los cuáles recibe de otro dispositivo como un módem del proveedor de Internet de banda ancha.

 

Brouters

Término resultante de abreviar bridge y router que hace referencia a los dispositivos de comunicaciones que engloban características de ambos tipos de productos.

 

Backbones

  

El backbone es el enlace principal de una red, es el cableado que comunica todos los Cuartos de telecomunicaciones con el cuarto de equipos. Si se te llega a caer o romper el backbone, ten por seguro que toda tu red fallara.

Gateways

Dispositivo dedicado a intercomunicar sistemas con protocolos incompatibles. Se trata de un intermediario entre ambos para poder comunicarlos. 

FUENTES:

http://www.informaticamoderna.com/Router.htm

http://es.kioskea.net/contents/298-equipos-de-red-repetidor

http://es.kioskea.net/contents/296-equipos-de-red-puentes#q=puente&cur=1&url=%2F

https://www.google.com.mx/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&cad=rja&uact=8&ved=0CCcQFjAB&url=http%3A%2F%2Ffibremex.com%2Ffibraoptica%2Findex.php%3Fmod%3Dcontenido%26id%3D57%26t%3D3%26st%3D40&ei=nC6CVLimN8_2yQSHrYH4Bw&usg=AFQjCNHYGvrAn5q2bO5WYUHWFKi5-UrcTA&bvm=bv.80642063,d.aWw

http://www.alegsa.com.ar/Dic/gateway.php

http://www.mastermagazine.info/termino/4096.php

Bus compartido

Un bus es un medio compartido de comunicación constituido por un conjunto de líneas
(conductores) que conecta las diferentes unidades de un computador. La principal función de un
bus será, pues, servir de soporte para la realización de transferencias de información entre dichas
unidades. La unidad que inicia y controla la transferencia se conoce como master del bus para
dicha transferencia, y la unidad sobre la que se realiza la transferencia se conoce como slave. Los
papeles de master y slave son dinámicos, de manera que una misma unidad puede realizar ambas
funciones en transferencias diferentes. Por ejemplo, una unidad de DMA hace de slave en la
inicialización que realiza el master, la CPU, para una operación de E/S. Sin embargo, cuando
comienza la operación, la unidad de DMA juega el papel de master frente a la memoria, que en
esta ocasión hace de slave.

Centralmente controlado

transporta las órdenes y las señales de sincronización que provienen de la unidad de control y viajan hacia los distintos componentes de hardware. Se trata de un bus bidireccional en la medida en que también transmite señales de respuesta del hardware.

Manejador de interrupciones controladas centralmente

Elimina bucles de sondeo, de forma que entre CPU y unidad de E/S existe una línea de comunicación HARDWARE
que provoca que cuando un periférico precisa de la atención de la CPU la unidad de E/S envía un nivel o flanco de
tensión que provoca una interrupción en la CPU. Esta deja de hacer lo que estaba haciendo y salta a una subrutina
(vector interrupción) de respuesta a dicho periférico.
A fin de cuentas tiene exactamente la misma función que una llamada a una subrutina, pero en lugar de efectuar dicha
llamada vía instrucción recogida en el código del programa, dicha llamada se efectúa al activar un nivel de tensión en
una determinada patilla.
Si se analiza el código del programa almacenado en la memoria de una aplicación se puede ver que están las dos
partes, la correspondiente a la aplicación y a la interrupción, pero entre ambos códigos no se ve una relación software.

Bus multiplexado por división en frecuencia

Cada señal de entrada se modula con una frecuencia portadora distinta. El conjunto de todas las señales de entrada se transmite por un enlace radio. Necesidad de establecer bandas de guarda para evitar interferencias. Ancho de banda útil (medio) mayor que el ancho de banda necesario para transmitir las señales de entrada. La señal de entrada es analógica o digital, la señal de salida es analógica.

Bus multiplexado por división en tiempo

Asignación fija de ranuras de tiempo a cada señal de entrada. Ancho de banda útil (medio) mayor que ancho de banda de las señales a transmitir. Si no hay información que transmitir, se transmiten “blancos”.

Bus de acceso múltiple global 

Utiliza en CSMA/CD, que es un protocolo de acceso al medio compartido. 

FUENTES:
 http://www.fdi.ucm.es/profesor/jjruz/WEB2/Temas/EC10.pdf
http://es.kioskea.net/contents/364-que-es-un-bus-informatico
http://www.uned.es/ca-bergara/ppropias/Morillo/web_etc_II/03_entra_salida/transp_ent_sal.pdf
http://ocw.uc3m.es/ingenieria-telematica/arquitectura-de-redes-de-acceso-y-medio-compartido/material-de-clase-1/tecnicas-de-multiplexacion

Memoria compartida

Memoria compartida:

Es aquel tipo de memoria que puede ser accedida por múltiples programas, ya sea para comunicarse entre ellos o para evitar copias redundantes. La memoria compartida es un modo eficaz de pasar datos entre aplicaciones.

Tiempo Compartido:

Se dice que un sistema distribuido es trasparente cuando es visto tanto por el usuario como por el programador como un sistema convencional de tiempo compartido.

Bus común:

Se denomina bus, en informática, al conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware para que se comuniquen entre sí.

El propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal de datos. Ésta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora "autopista de datos".

Selector cruzado de memoria compartida

Una red de barra cruzada se puede visualizar como una red de una sola etapa de conmutación. Los conmutadores de cada cruce dan las conexiones dinámicas entre cada par destino-fuente, es decir, cada conmutador de cruce puede ofrecer un camino de conexión dedicado entre un par. Los conmutadores se pueden encender o apagar (on/off) desde el programa.

Memoria virtual compartida

Los procesos leen y escriben en una “memoria virtual compartida”. Utiliza las primitivas read y write. El SO asegura que todos los procesos vean todas las actualizaciones (es transparente a los procesos)

Memoria virtual compartida

Zonas de memoria con la característica de poder ser direccionadas por varios procesos simultáneamente.

Fuente:

http://marcosventuraosorio261v.blogspot.mx/2009/03/sistemas-operativos-de-red-y-sistemas.html

http://sistemas-distribuidos.wikispaces.com/4.1.+Administraci%C3%B3n+de+memoria+compartida+distribuida.

http://informatica.uv.es/guia/asignatu/AAC/AA/apuntes/aa.pdf

https://www.google.com.mx/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CB4QFjAA&url=http%3A%2F%2Ftrevinca.ei.uvigo.es%2F~nrufino%2Fep%2FMemoria.doc&ei=nCmCVPu4DImPyAS_s4HYBg&usg=AFQjCNGyia_0IMesjnejS6-Mz8JrrQil0Q&bvm=bv.80642063,d.aWw&cad=rja

Tecnologías de interconexión

La interconexión constituye una técnica que responde a la necesidad de hacer interactuar las distintas infraestructuras (redes) con tecnologías y diseños diferentes, con la finalidad que los usuarios conectados perciban el servicio como si se tratara de una sola red

Fuente: http://www.observatel.org/telecomunicaciones/Qu_es_interconexi_n.php

Costeabilidad de sistemas distribuidos

La costeabilidad se tiene que medir desde el diseño del sistema, ya que es en primera instancia donde se determina el equipo necesario y por ende el costo total del equipo, además en su diseño los clientes pueden evaluar que es lo que en verdad necesitan para crear algo que vaya mas a sus necesidades reales y su poder adquisitivo.

Necesidad de sistemas distribuidos

Necesidad de sistemas distribuidos

En un sistema operativo distribuido se cumplen todas los criterios de transparencia, con todas las ventajas que esto supone. Aparte también se deben tener en consideración las siguientes características:

1. Economía: la relación precio-rendimiento es mayor que en los sistemas centralizados sobretodo cuando lo que se busca son altas prestaciones.
2. Velocidad: llega un momento en el que no se puede encontrar un sistema centralizado suficientemente potente, con los sistemas distribuidos siempre se podrá encontrar un sistema más potente uniendo más nodos. Se han hecho comparativas y los sistemas distribuidos especializados en cómputo han ganado a los mayores mainframes.
3. Distribución de máquinas: podemos tener unas máquinas inherentemente distribuidas por el tipo de trabajo que realizan.
4. Alta disponibilidad: cuando una máquina falla no tiene que caer todo el sistema sino que este se recupera de las caídas y sigue funcionando con quizás algo menos de velocidad.
5. Escalabilidad: puede empezarse un cluster con unas pocas máquinas y según la carga aumenta, añadir más nodos. No hace falta tirar las máquinas antiguas ni inversiones iniciales elevadas para tener máquinas suficientemente potentes.

Figura: Sistemas distribuidos. Escalabilidad de servicios en una empresa

6. Comunicación: los ordenadores necesariamente estarán comunicados, para el correcto y eficaz funcionamiento del cluster se crean unas nuevas funcionalidades avanzadas de comunicación. Estas nuevas primitivas de comunicación pueden ser usadas por los programas y por los usuarios para mejorar sus comunicaciones con otras máquinas.
7. Sistema de ficheros con raíz única: este sistema de ficheros hace que la administración sea más sencilla (no hay que administrar varios discos independientemente) y deja a cargo del sistema varias de las tareas.
8. Capacidad de comunicación de procesos y de intercambio de datos universal: permite enviar señales a cualquier proceso del cluster, asimismo permite trabajar conjuntamente con cualquier proceso e intercambiar datos. Por lo tanto será posible tener todos los procesos trabajando en un mismo trabajo.

Fuente: http://www.ibiblio.org/pub/linux/docs/LuCaS/Manuales-LuCAS/doc-manual-openMosix-1.0/doc-manual-openMosix_html-1.0/node11_ct.html

Variaciones en la interconexión

Memoria compartida:

Es aquel tipo de memoria que puede ser accedida por múltiples programas, ya sea para comunicarse entre ellos o para evitar copias redundantes. La memoria compartida es un modo eficaz de pasar datos entre aplicaciones.

Bus común:

Se denomina bus, en informática, al conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware para que se comuniquen entre sí.

El propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal de datos. Ésta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora "autopista de datos".

Lineas punto a punto:

Las Líneas Punto a Punto permiten disponer de una arquitectura tecnológica destinada a suministrar servicios de conectividad WAN de alta velocidad entre puntos remotos, proporcionando así un servicio de elevada calidad y fiabilidad con caudales garantizados desde 2 Mbps hasta 155 Mbps.

Características

Caudales simétricos garantizados para envío y recepción.

Posibilidad de crear túneles VPN basados en MPLS.

Capacidad de enrutamiento BGP4.

Interface de entrega de 2 Mbps o 155 Mbps.

Posibilidad de líneas de backup para respaldo.

Caudal garantizado extremo a extremo.

Servicio de soporte 24x7.

Fuente: http://www.ibercom.com/srv/srv_seccion.php?sid=46

Sistemas distribuidos de propósito especial y de propósito general

SISTEMA DISTRIBUIDOS DE PROPÓSITO ESPECIAL

Son aquellos que solamente funcionan para una entidad, organismo o individuo por ejemplo el sistema de inscripciones de ULSA, pago de OOMAPAS, etc.

SISTEMA DISTRIBUIDOS DE PROPÓSITO GENERAL

Son aquellos que funcionan para cualquier entidad, organismo o individuo por ejemplo sistema de registro de reservas (televisiones, vuelos, transporte terrestre, etc).

Diferencia entre el proceso centralizado y distribuido.

En los entornos con grandes computadoras y minicomputadoras, el procesamiento y la memoria se encuentran centralizados. Hay varias razones para ello, incluyendo el costo, la seguridad y la gestión.

La computadora central se convierte en el núcleo de la organización de proceso de datos, habiendo un equipo de profesionales que tienen como única tarea el trabajar y administrar el sistema.

Los terminales conectados al ordenador central permiten que otros usuarios puedan compartir las posibilidades de cálculo y la memoria de las computadoras centrales.

Este tipo de proceso centralizado se diferencia del sistema de proceso distribuído utilizado por las LAN.

En un sistema de proceso distribuído, la mayor parte de los procesos se lleva a cabo en la memoria individual de las computadoras personales, a las que denomina estaciones de trabajo.

El servidor de archivos o sistema central se convierte en un lugar para almacenar los archivos y para gestionar la red, además de ser el lugar al que se conectan las impresoras y otros recursos compartidos.

Terminal Terminal

Mainframe

Servidor

Fuente: https://aryolisabreu.wordpress.com/2011/04/02/diferencia-entre-sistemas-distribuidos-y-sistemas-centralizados/

Definición de Sistema de Distribuidos:

Un sistema distribuido se define como una colección de computadores autónomos conectados por una red, y con el software distribuido adecuado para que el sistema sea visto por los usuarios como una única entidad capaz de proporcionar facilidades de computación.

Fuente: http://augcyl.org/?page_id=231