Tema 51. Arquitecturas básicas de los sistemas informáticos. La planificación de los sistemas informáticos. Capacidad, rendimiento, flexibilidad, escalabilidad y alta disponibilidad. Conceptos y funcionalidades básicas de las unidades centrales multiusuario. Evolución y tendencia de las unidades centrales multiusuario. Sistemas departamentales y grandes sistemas centrales.

OPE 2025. TFA INFORMÁTICA

Resumen del Tema 51: Arquitecturas Básicas de los Sistemas Informáticos


1. Arquitecturas Básicas de los Sistemas Informáticos

Las arquitecturas de los sistemas informáticos definen cómo se estructuran y organizan los componentes dentro de un sistema, como el hardware, el software y las interacciones entre ellos. Estas arquitecturas son clave para determinar cómo un sistema maneja y procesa la información de manera eficiente.

  • Arquitectura monolítica: En este tipo de arquitectura, todos los componentes del sistema están integrados en una única unidad. Aunque este enfoque es más sencillo, puede presentar limitaciones en términos de escalabilidad y flexibilidad.
  • Arquitectura distribuida: Los sistemas están divididos en múltiples unidades que trabajan de manera coordinada, lo que permite una mayor flexibilidad y capacidad de adaptación. Se emplea en sistemas más complejos que requieren alta disponibilidad y un alto rendimiento.
  • Arquitectura cliente-servidor: En este modelo, los sistemas se dividen en clientes, que hacen peticiones de servicio, y servidores, que las procesan. Es una de las arquitecturas más comunes en la red, especialmente para aplicaciones empresariales.

2. Planificación de los Sistemas Informáticos

La planificación de un sistema informático es un proceso estratégico que incluye la evaluación y proyección de las necesidades de hardware, software y recursos humanos en el futuro. Las consideraciones clave en la planificación de un sistema incluyen:

  • Capacidad: Es la habilidad del sistema para manejar una cantidad determinada de trabajo o usuarios simultáneos sin perder rendimiento. Se debe evaluar la capacidad en términos de la cantidad de datos procesados y el número de usuarios concurrentes.
  • Rendimiento: Se refiere a la velocidad con la que el sistema realiza las tareas y responde a las solicitudes de los usuarios. Un sistema con buen rendimiento ofrece tiempos de respuesta rápidos y procesos eficientes.
  • Flexibilidad: La flexibilidad de un sistema informático se refiere a su capacidad para adaptarse a nuevas demandas o cambios en los requisitos sin necesidad de rediseñar la infraestructura desde cero. Los sistemas deben ser modulares y fáciles de actualizar.
  • Escalabilidad: La escalabilidad es la capacidad de un sistema para aumentar su capacidad a medida que crece la carga de trabajo o el número de usuarios. Un sistema escalable puede crecer sin perder eficiencia ni rendimiento.
  • Alta disponibilidad: Los sistemas deben ser diseñados para funcionar sin interrupciones. La alta disponibilidad se logra a través de técnicas de redundancia, como servidores de respaldo y sistemas de conmutación por error, que permiten que el servicio continúe incluso si un componente falla.

3. Unidades Centrales Multiusuario

Las unidades centrales multiusuario son aquellas que permiten que varios usuarios accedan y utilicen los recursos del sistema simultáneamente. Estas unidades centrales son fundamentales en entornos de trabajo compartidos, como los servidores y mainframes en empresas u organizaciones grandes.

  • Conceptos y funcionalidades básicas: Las unidades centrales multiusuario están diseñadas para gestionar múltiples procesos o aplicaciones de manera eficiente. Esto incluye la asignación de recursos (como tiempo de CPU, memoria, almacenamiento) a los usuarios según sea necesario.
  • Evolución y tendencias: Tradicionalmente, las unidades centrales multiusuario eran grandes máquinas físicas, como mainframes. Sin embargo, la evolución hacia la computación en la nube y las unidades virtualizadas ha permitido que estas máquinas se distribuyan y sean más accesibles, aumentando su flexibilidad y eficiencia.

4. Sistemas Departamentales y Grandes Sistemas Centrales

  • Sistemas departamentales: Son sistemas informáticos diseñados para dar soporte a un solo departamento o unidad dentro de una organización. Estos sistemas suelen ser más pequeños y especializados en comparación con los grandes sistemas centrales, pero aún requieren capacidades de procesamiento adecuadas para manejar las tareas del departamento.
  • Grandes sistemas centrales (Mainframes): Los mainframes son sistemas informáticos de gran tamaño que se utilizan para procesar grandes volúmenes de datos a una velocidad extremadamente alta. Estos sistemas son típicamente utilizados por grandes organizaciones que necesitan procesar transacciones en tiempo real, como en la banca, la salud o la administración pública.

Cuestionario Tipo Test: Arquitecturas Básicas de los Sistemas Informáticos


1. ¿Qué característica se refiere a la capacidad de un sistema informático para manejar una mayor carga de trabajo sin afectar su rendimiento?

a) Escalabilidad
b) Flexibilidad
c) Alta disponibilidad
d) Rendimiento

Respuesta correcta: a) Escalabilidad

Argumento:

  • Respuesta correcta (a): Escalabilidad es la capacidad de un sistema para adaptarse al crecimiento de la carga de trabajo, ya sea aumentando los recursos del sistema o distribuyendo las cargas de manera más eficiente.
  • Respuesta incorrecta (b): La flexibilidad hace referencia a la capacidad de un sistema para adaptarse a cambios sin un rediseño completo, pero no está relacionada directamente con la carga de trabajo.
  • Respuesta incorrecta (c): Alta disponibilidad está relacionada con la capacidad de mantener el servicio activo, incluso en caso de fallos, pero no aborda directamente la capacidad de manejar más carga de trabajo.
  • Respuesta incorrecta (d): Rendimiento se refiere a la velocidad y eficiencia con que un sistema procesa las tareas, pero no necesariamente está relacionado con su capacidad para manejar más carga de trabajo.

2. ¿Cuál de los siguientes elementos se utiliza para permitir que múltiples usuarios utilicen un sistema informático de manera simultánea?

a) Unidades centrales multiusuario
b) Unidades de almacenamiento
c) Red de área local (LAN)
d) Protocolo TCP/IP

Respuesta correcta: a) Unidades centrales multiusuario

Argumento:

  • Respuesta correcta (a): Las unidades centrales multiusuario son sistemas diseñados para gestionar y distribuir recursos a múltiples usuarios al mismo tiempo, permitiendo que se conecten y trabajen simultáneamente.
  • Respuesta incorrecta (b): Las unidades de almacenamiento se encargan de guardar datos, pero no permiten directamente el acceso simultáneo de varios usuarios.
  • Respuesta incorrecta (c): Una LAN es una red de comunicación, pero no es un componente del sistema informático que permita a los usuarios compartir recursos simultáneamente.
  • Respuesta incorrecta (d): TCP/IP es un conjunto de protocolos de comunicación en red, no un sistema para gestionar el acceso de múltiples usuarios.

3. ¿Cuál es la principal ventaja de los sistemas distribuidos sobre las arquitecturas monolíticas?

a) Mayor facilidad para realizar mantenimiento de hardware
b) Mejor rendimiento en sistemas pequeños
c) Mayor flexibilidad y escalabilidad
d) Menor coste de implementación inicial

Respuesta correcta: c) Mayor flexibilidad y escalabilidad

Argumento:

  • Respuesta correcta (c): Los sistemas distribuidos permiten distribuir la carga de trabajo entre varias máquinas, lo que facilita la escalabilidad (aumento de capacidad) y la flexibilidad (adaptación a cambios de requisitos).
  • Respuesta incorrecta (a): Aunque los sistemas distribuidos pueden ser más fáciles de mantener debido a la redundancia, no es la ventaja principal en comparación con las arquitecturas monolíticas.
  • Respuesta incorrecta (b): Los sistemas monolíticos a menudo tienen un mejor rendimiento en sistemas pequeños, ya que no requieren la complejidad de la distribución de tareas.
  • Respuesta incorrecta (d): Los sistemas distribuidos pueden ser más caros de implementar debido a la necesidad de infraestructuras más complejas.

4. ¿Qué es la alta disponibilidad en los sistemas informáticos?

a) La capacidad de aumentar la carga de trabajo de manera eficiente.
b) La capacidad de asegurar que un sistema esté en funcionamiento la mayor parte del tiempo posible.
c) La capacidad de adaptarse a nuevas tecnologías sin grandes cambios.
d) La capacidad de reducir el uso de recursos físicos.

Respuesta correcta: b) La capacidad de asegurar que un sistema esté en funcionamiento la mayor parte del tiempo posible.

Argumento:

  • Respuesta correcta (b): La alta disponibilidad garantiza que el sistema siga funcionando incluso si algunos de sus componentes fallan, mediante la redundancia y la conmutación por error.
  • Respuesta incorrecta (a): Escalabilidad está más relacionada con la capacidad de manejar cargas de trabajo mayores, no con la disponibilidad del sistema.
  • Respuesta incorrecta (c): La adaptabilidad a nuevas tecnologías está más relacionada con la flexibilidad de un sistema, no con la alta disponibilidad.
  • Respuesta incorrecta (d): La reducción del uso de recursos físicos se refiere a la eficiencia energética y no a la alta disponibilidad.

5. ¿Cuál es la principal diferencia entre sistemas departamentales y grandes sistemas centrales (mainframes)?

a) Los sistemas departamentales son más escalables.
b) Los sistemas departamentales son más pequeños y especializados.
c) Los sistemas departamentales permiten más usuarios simultáneos.
d) Los sistemas departamentales requieren menos recursos de mantenimiento.

Respuesta correcta: b) Los sistemas departamentales son más pequeños y especializados.

Argumento:

  • Respuesta correcta (b): Los sistemas departamentales están diseñados para dar soporte a un solo departamento o unidad de trabajo, por lo que son más pequeños y se especializan en tareas limitadas.
  • Respuesta incorrecta (a):

Los sistemas centrales suelen ser más escalables, ya que pueden manejar grandes cantidades de usuarios y tareas simultáneamente.

  • Respuesta incorrecta (c): Los sistemas centrales son los que permiten más usuarios simultáneos, no los departamentales.
  • Respuesta incorrecta (d): Aunque los sistemas departamentales suelen ser más pequeños, el coste de mantenimiento depende de otros factores, como la complejidad del sistema.

Claro, aquí te paso más preguntas relacionadas con el tema 51, cubriendo distintos aspectos de la arquitectura de sistemas informáticos, su planificación y la evolución de las unidades centrales multiusuario. Cada pregunta incluye una explicación detallada.


6. ¿Qué factor es clave para asegurar que un sistema informático pueda manejar un aumento en la carga de trabajo sin perder rendimiento?

a) Capacidad
b) Flexibilidad
c) Escalabilidad
d) Alta disponibilidad

Respuesta correcta: c) Escalabilidad

Argumento:

  • Respuesta correcta (c): La escalabilidad se refiere a la capacidad del sistema para ajustarse a un aumento en la carga de trabajo o número de usuarios sin comprometer su rendimiento.
  • Respuesta incorrecta (a): Capacidad hace referencia a los recursos disponibles en el sistema, pero no se enfoca en la adaptación del sistema a aumentos de carga.
  • Respuesta incorrecta (b): Flexibilidad permite adaptarse a nuevas necesidades, pero no está directamente relacionada con la capacidad de gestionar aumentos en la carga de trabajo.
  • Respuesta incorrecta (d): Alta disponibilidad asegura que el sistema siga funcionando, pero no se refiere específicamente a cómo gestionar una mayor carga de trabajo.

7. ¿Cuál de las siguientes arquitecturas se basa en la comunicación entre un servidor central y múltiples clientes?

a) Arquitectura monolítica
b) Arquitectura cliente-servidor
c) Arquitectura distribuida
d) Arquitectura en la nube

Respuesta correcta: b) Arquitectura cliente-servidor

Argumento:

  • Respuesta correcta (b): En la arquitectura cliente-servidor, los clientes hacen solicitudes al servidor, que procesa las solicitudes y responde, de manera centralizada.
  • Respuesta incorrecta (a): La arquitectura monolítica implica que todos los componentes están integrados en una sola unidad, sin una estructura cliente-servidor.
  • Respuesta incorrecta (c): En una arquitectura distribuida, los componentes del sistema están distribuidos entre varias máquinas, no se basa exclusivamente en un modelo cliente-servidor.
  • Respuesta incorrecta (d): La arquitectura en la nube implica la provisión de recursos informáticos a través de la red, pero no se refiere a la estructura cliente-servidor.

8. En un sistema multiusuario, ¿qué componente es el responsable de gestionar las solicitudes y asignar recursos a los usuarios de manera eficiente?

a) Sistema operativo
b) Procesador
c) Red de área local (LAN)
d) Unidad central de procesamiento (CPU)

Respuesta correcta: a) Sistema operativo

Argumento:

  • Respuesta correcta (a): El sistema operativo es el encargado de gestionar las solicitudes de los usuarios, asignando los recursos de forma eficiente y garantizando la ejecución de múltiples procesos simultáneamente.
  • Respuesta incorrecta (b): El procesador ejecuta las instrucciones de los programas, pero no gestiona las solicitudes de los usuarios.
  • Respuesta incorrecta (c): La LAN es una red de comunicación entre dispositivos, pero no es responsable de gestionar recursos o solicitudes.
  • Respuesta incorrecta (d): La CPU realiza los cálculos y procesa las instrucciones, pero no se encarga de gestionar las solicitudes de los usuarios.

9. ¿Qué tipo de sistemas son adecuados para entornos que requieren procesar grandes volúmenes de datos en tiempo real, como la banca o la administración pública?

a) Sistemas departamentales
b) Mainframes
c) Sistemas cliente-servidor
d) Sistemas distribuidos

Respuesta correcta: b) Mainframes

Argumento:

  • Respuesta correcta (b): Los mainframes son capaces de manejar grandes volúmenes de datos y transacciones en tiempo real, lo que los hace ideales para entornos que requieren alta capacidad y fiabilidad, como en la banca y administración pública.
  • Respuesta incorrecta (a): Los sistemas departamentales son más pequeños y especializados, diseñados para un único departamento o unidad.
  • Respuesta incorrecta (c): Los sistemas cliente-servidor pueden ser adecuados para aplicaciones distribuidas, pero no tienen la capacidad de procesar grandes volúmenes de datos en tiempo real como los mainframes.
  • Respuesta incorrecta (d): Los sistemas distribuidos son flexibles y escalables, pero no están diseñados específicamente para procesar grandes volúmenes de datos en tiempo real.

10. ¿Qué tecnología está asociada a la gestión de múltiples servidores interconectados para garantizar la alta disponibilidad de los servicios?

a) Virtualización
b) Conmutación por error
c) Balanceo de carga
d) Cloud computing

Respuesta correcta: b) Conmutación por error

Argumento:

  • Respuesta correcta (b): La conmutación por error (failover) es una técnica que asegura la alta disponibilidad del sistema, permitiendo que otro servidor tome el control en caso de fallo del principal, garantizando que el servicio siga operativo.
  • Respuesta incorrecta (a): La virtualización permite crear máquinas virtuales para optimizar recursos, pero no es una técnica que garantice alta disponibilidad por sí sola.
  • Respuesta incorrecta (c): El balanceo de carga distribuye el tráfico entre varios servidores, pero no garantiza la alta disponibilidad por sí mismo; es más una técnica de optimización.
  • Respuesta incorrecta (d): Cloud computing permite alojar servicios de forma flexible, pero la conmutación por error es la técnica específica para garantizar la disponibilidad continua del servicio.

11. ¿Cuál es la principal ventaja de la arquitectura distribuida sobre la monolítica?

a) Menor complejidad
b) Mayor flexibilidad y escalabilidad
c) Mayor rendimiento
d) Menor coste de implementación

Respuesta correcta: b) Mayor flexibilidad y escalabilidad

Argumento:

  • Respuesta correcta (b): Los sistemas distribuidos permiten una mayor flexibilidad y escalabilidad, ya que los recursos y el procesamiento se distribuyen entre múltiples unidades, lo que facilita el crecimiento del sistema.
  • Respuesta incorrecta (a): La arquitectura monolítica es más sencilla en términos de diseño, pero no ofrece las ventajas de flexibilidad y escalabilidad de los sistemas distribuidos.
  • Respuesta incorrecta (c): Los sistemas distribuidos pueden ser más complejos de gestionar, por lo que no necesariamente tienen mejor rendimiento que una arquitectura monolítica en todos los casos.
  • Respuesta incorrecta (d): Los sistemas distribuidos suelen ser más costosos de implementar y mantener debido a la complejidad que introducen.

12. ¿Qué característica de los sistemas informáticos es crucial para garantizar que el servicio siga activo incluso si uno de sus componentes falla?

a) Flexibilidad
b) Alta disponibilidad
c) Rendimiento
d) Escalabilidad

Respuesta correcta: b) Alta disponibilidad

Argumento:

  • Respuesta correcta (b): La alta disponibilidad asegura que el sistema siga funcionando a pesar de fallos, mediante redundancia y mecanismos de conmutación por error.
  • Respuesta incorrecta (a): La flexibilidad hace que el sistema se adapte a nuevos requisitos, pero no garantiza que el sistema siga funcionando en caso de fallos.
  • Respuesta incorrecta (c): El rendimiento se refiere a la eficiencia del sistema, pero no garantiza que siga funcionando si un componente falla.
  • Respuesta incorrecta (d): La escalabilidad permite aumentar la capacidad del sistema, pero no garantiza que el servicio permanezca disponible si se produce una interrupción.

13. ¿Qué tipo de arquitectura es más adecuada para entornos en los que las tareas deben ser gestionadas de manera centralizada?

a) Arquitectura distribuida
b) Arquitectura cliente-servidor
c) Arquitectura monolítica
d) Arquitectura en la nube

Respuesta correcta: c) Arquitectura monolítica

Argumento:

  • Respuesta correcta (c): La arquitectura monolítica implica que todos los componentes del sistema están integrados en una única unidad, lo que facilita la gestión centralizada de las tareas.
  • Respuesta incorrecta (a): La arquitectura distribuida está diseñada para dividir las tareas entre varios sistemas, lo que no favorece la gestión centralizada.
  • Respuesta incorrecta (b): En la arquitectura cliente-servidor, aunque hay un servidor central, las tareas no siempre se gestionan de manera completamente centralizada.
  • Respuesta incorrecta (d): La arquitectura en la nube se basa en la provisión de servicios a través de la red, pero no implica necesariamente una gestión centralizada de las tareas.

Este conjunto de preguntas proporciona una visión profunda sobre las arquitecturas básicas de los sistemas informáticos, sus ventajas y desventajas, así como la planificación y características críticas en su diseño. Si necesitas más preguntas o un enfoque diferente, no dudes en pedírmelo.

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