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Guía de Estudio Completamente Integrada y Limpia:
Teoría de Informática para Arquitectura V
Este documento constituye el compendio teórico absoluto y optimizado para la preparación en exclusiva del Bloque I (Preguntas de Verdadero / Falso) de la asignatura. Se han eliminado por completo todas las fechas y años históricos innecesarios para el examen, integrando de forma directa todas las clasificaciones complejas, escenarios extremos y trampas conceptuales del departamento de la Universidad de Zaragoza.
Tema 1: Historia de la Informática e Inteligencia Artificial
La informática estudia el tratamiento automático de la información mediante sistemas que procesan datos de entrada para generar datos de salida que son consecuencia lógica de las operaciones.
● Algoritmizar frente a Programar: Algoritmizar es el proceso conceptual y abstracto de razonamiento necesario para diseñar y plantear la solución estructurada a un problema. Programar es la aplicación práctica de herramientas técnicas concretas para traducir e implementar dicho razonamiento en un lenguaje ejecutable. ● Alan Turing y el modelado de IA: Diseñó la Máquina de Turing , que es un modelo abstracto de cálculo capaz de procesar cualquier algoritmo. Postuló el Test de Turing para evaluar la IA: si un evaluador humano se comunica a ciegas (vía teclado y pantalla en salas separadas) con un interlocutor oculto y es totalmente incapaz de distinguir si habla con un humano o con una máquina, el sistema se considera inteligente.
Hito / Elemento de Estudio Conceptos y Propiedades Estrictas para el Examen (Sin Fechas)
Pascalina Primera máquina calculadora mecánica basada en ruedas dentadas y engranajes. Únicamente tenía capacidad para sumar y restar.
Máquina de Leibniz Evolución mecánica que sustituyó las ruedas por cilindros dentados, permitiendo realizar multiplicaciones y divisiones.
Hito / Elemento de Estudio Conceptos y Propiedades Estrictas para el Examen (Sin Fechas)
Máquina Analítica de Babbage Primer diseño teórico de un computador digital de propósito general. Nunca se llegó a construir físicamente. Su software fue diseñado por Ada Byron (primera programadora).
Generaciones de Ordenadores Se clasifican estrictamente por su componente físico crítico. 1ª Gen: Tubos de vacío. 2ª Gen: Transistores. 3ª Gen: Circuitos integrados. 4ª Gen: Microprocesadores.
Sistemas de Ajedrez (IA) Deep Blue derrotó al campeón mundial basándose en la fuerza bruta y la potencia de cálculo masiva de su hardware. En contraste, AlphaZero emplea aprendizaje automático puro mediante algoritmos basados en jugar de forma autónoma contra sí mismo.
Tema 2: Hardware y Arquitectura de Computadores
● Arquitectura de Von Neumann: Estructura estándar de los ordenadores actuales. Su pilar fundamental establece que la memoria principal almacena de forma conjunta tanto los datos como las instrucciones de control del programa. ● Ciclo de Ejecución de la CPU: Secuencia nativa del procesador: 1) Leer de la memoria la instrucción apuntada por el contador de programa; 2) Incrementar el contador de programa;
- Decodificar la instrucción; 4) Ejecutar la acción. ● Ley de Moore: Observación empírica que indica que cada dos años un microprocesador duplica su número de transistores, reduciendo el tamaño físico e incrementando exponencialmente las prestaciones. ● GPU (Unidad de Procesamiento Gráfico): Coprocesador especializado optimizado para el cálculo matemático, matricial y geométrico en paralelo. Su única función es liberar al procesador central (CPU) de la carga de renderizado y gráficos. ● Puertos y Periféricos: El puerto HDMI transmite vídeo digital y también audio digital de forma simultánea. Thunderbolt 3 unifica vídeo y datos compartiendo el mismo conector físico que el USB tipo C. El anclaje Kensington es un mecanismo de seguridad física
discos duros magnéticos, asignando sectores continuos a los archivos dispersos para optimizar los tiempos de lectura física.
Criterio de Clasificación Categorías y Definiciones Conceptuales Estrictas
Sistemas Operativos: Por Interacción - Proceso por lotes: No interactivo. Ejecuta secuencias cerradas de comandos sin intervención del usuario (como el MS-DOS original).
- Interactivos: Respuesta dinámica continua en tiempo real con el usuario (Windows, macOS).
- De tiempo real: Respuesta inmediata estricta para sistemas críticos.
Sistemas Operativos: Por Recursos - Tareas: Monotarea (una sola a la vez) o Multitarea (simultáneas).
- Usuarios: Monousuario o Multiusuario (distingue usuarios estándar del superusuario / administrador / root con plenos privilegios).
Sistemas Operativos: Por Infraestructura - Centralizado: Un único nodo gestiona todos los recursos físicos.
- Distribuido: Múltiples ordenadores independientes actúan como una única infraestructura lógica.
Licencias Propietarias Especiales - Freeware: Software informático gratuito bajo los términos del autor.
- Shareware y Demo: Sujeto a derechos de autor, distribuido gratis únicamente como versión de evaluación temporal con límites de tiempo o funciones.
- Abandonware: Retiene derechos de autor vigentes pero ya no se comercializa en el mercado.
Criterio de Clasificación Categorías y Definiciones Conceptuales Estrictas
Fases de Versión de Software - Alfa: Primera versión de testeo interno en desarrollo.
- Beta: Versión funcional externa expuesta a usuarios para localizar errores latentes.
- RC (Candidata): Versión depurada previa a la liberación de la versión Estable (final).
Tema 4: Algoritmia y Programación en Java
Un algoritmo válido debe ser finito, preciso en sus pasos, eficaz y determinista (ante los mismos datos de entrada proporciona exactamente el mismo resultado siempre).
● Compresión sin pérdida: RLE sustituye cadenas de caracteres idénticos repetidos consecutivamente por un marcador, el número de repeticiones y el carácter. Los Códigos de Huffman construyen una codificación de longitud variable óptima basada en la frecuencia estadística de aparición de los caracteres. ● Compilador frente a Intérprete: El compilador traduce el bloque íntegro de código fuente de una vez y genera un archivo ejecutable binario, detectando errores léxicos y sintácticos en la fase previa (compilación). El intérprete traduce y ejecuta las instrucciones línea a línea en tiempo real; los errores de lógica o semánticos se manifiestan durante la ejecución. ● Estructuras Iterativas (Bucles): El bucle while evalúa su condición lógica a la entrada ; si es falsa inicialmente, el cuerpo interno se ejecuta exactamente cero veces. El bucle do-while evalúa la condición a la salida , garantizando que el cuerpo interno se ejecute al menos una vez. ● Estructura Switch: Si se omite la instrucción break; al concluir un caso, se produce un efecto de arrastre secuencial (fall-through), ejecutándose los casos inferiores de forma sucesiva aunque sus condiciones no coincidan con el valor de la variable. ● Arrays y Matrices: Colecciones homogéneas estáticas cuyas posiciones empiezan estrictamente en el índice 0. En una matriz bidimensional m, la propiedad m.length devuelve el número de filas, y m[0].length el número de columnas de la primera fila. ● Programación Orientada a Objetos: La clase es la plantilla abstracta; el objeto es la instancia real en memoria. El modificador static define que un atributo o método pertenece a la clase global en común , lo que permite su uso directo sin necesidad de instanciar o crear objetos previamente (ej. Math.sqrt).
en cálculos matemáticos de coma flotante.
Tema 6: Informática Gráfica y Aplicaciones Arquitectónicas
● Modelos de Representación Gráfica: ○ Representación Vectorial (Continua): Definida mediante ecuaciones y fórmulas matemáticas. Ofrece precisión espacial y resolución infinitas, posibilitando niveles ilimitados de zoom sin pixelación ni pérdida de nitidez geométrica (ej. planos en formato SVG o entornos CAD). ○ Representación Matricial o Raster (Discreta): Organizada como una rejilla fija de píxeles digitales indexados por coordenadas enteras. Su resolución es finita; ampliar la imagen obliga al software a aplicar algoritmos de interpolación visual (ej. Adobe Photoshop o imágenes en formato JPG). ● Compresión y Color Real: El formato JPG constituye una codificación de compresión con pérdida, puesto que descarta de forma definitiva información cromática redundante sutil apenas perceptible por el ojo humano para reducir el peso del archivo. El estándar de "Color Real" requiere de una profundidad de 24 bits por píxel para abarcar más de 16 millones de colores. ● Modelado Arquitectónico BIM e IFC: La metodología BIM (Building Information Model) es un proceso colaborativo digital que gestiona todos los datos técnicos e infraestructuras de una obra durante la totalidad de su ciclo de vida útil. Su uso es obligatorio por ley en España. El formato IFC (Industry Foundation Classes) constituye el estándar de datos abierto y neutral basado en objetos empleado internacionalmente para garantizar el intercambio limpio de modelos BIM entre diferentes softwares de arquitectura del mercado. ● BIM Semántico y Ontologías: La integración de ontologías lógicas en ficheros BIM faculta al ordenador para aplicar razonamiento automático y detectar inconsistencias de diseño o incumplimientos normativos de forma automatizada, eliminando los costes y fallos de la revisión manual lenta. La aplicación de la lógica difusa (fuzzy logic) permite procesar consultas elásticas y flexibles sobre la base de datos de la edificación sin verse restringido por los límites rígidos booleanos convencionales. ● Coordenadas Homogéneas en 3D: Sistema matemático que pasa de un espacio de n dimensiones a uno de n+1 dimensiones (añadiendo el factor de escala w=1). Permite representar coordenadas en el infinito mediante magnitudes finitas y unifica transformaciones geométricas en matrices homogéneas de tamaño 4x4. Gracias a esto, la operación de traslación tridimensional se computa mediante multiplicaciones matriciales directas del mismo modo que las operaciones de rotación y escalado. ● Cámara Virtual (Render Pipeline): La orientación de la cámara requiere definir tres variables vectoriales:
- VRP (View Reference Point): Punto geométrico de posición en el espacio 3D donde se
sitúa el observador.
- VPN (View Plane Normal): Vector normal perpendicular al plano de proyección; apunta en sentido estrictamente opuesto hacia donde mira la cámara.
- VUP (View Up Vector): Vector de verticalidad que marca la dirección "hacia arriba" de la escena. Bajo ninguna circunstancia puede ser paralelo al vector VPN. ● Algoritmos de Rasterizado y Ocultación: El Algoritmo de Bresenham es un método optimizado de error incremental empleado para calcular qué píxeles de la pantalla deben activarse para trazar una recta continua (cuando su pendiente m está comprendida estrictamente en el intervalo [0, 1]). Para circunferencias se calcula un único octante de 45º y se completa el resto por simetría. El algoritmo de Z-Búfer almacena el valor de profundidad (coordenada z) de cada píxel para comparar profundidades en tiempo real y determinar qué superficies quedan visibles u ocultas.
Modelo Cromático Naturaleza Lógica y Propiedades Conceptuales de Examen
Modelo RGB Modelo aditivo y orientado estrictamente al hardware. Adiciona intensidades de luz de tres colores básicos (Rojo, Verde, Azul) sobre un fondo negro absoluto.
Modelo CMY / CMYK Modelo sustractivo y orientado estrictamente al hardware. Se basa en pigmentos físicos (Cian, Magenta, Amarillo, Negro) que absorben luz sobre un fondo blanco inicial (común en impresión).
Modelo HSV Modelo cromático estructurado en una pirámide hexagonal y orientado estrictamente al usuario. Define el color según los parámetros de percepción humana: Color / Tono (Hue), Saturación (Saturation) y Brillo (Value). Si el Brillo es 0 se obtiene negro; si la Saturación es 0 se obtienen exclusivamente tonos grises.
Tema 7: Redes de Comunicación, Internet e Internet de las Cosas
(IoT)
● Seguridad WiFi: El protocolo antiguo de cifrado WEP carece de robustez actual y es factible romperlo por fuerza bruta en pocos minutos. Bajo el estándar WPA2, el protocolo de cifrado interno que ofrece las máximas garantías de seguridad criptográfica es AES. ● Ingeniería Social y Estafas: Un Hoax es un bulo o noticia falsa diseñada con redacción atemporal para lograr su difusión masiva en red de forma altruista. El Phishing es una suplantación de identidad psicológica para capturar contraseñas. Los códigos QR (Quick Response) representan una matriz de puntos binaria opaca al ojo humano; un QR malicioso puede programarse para forzar al terminal a ejecutar tareas de riesgo de forma automática sin intervención del usuario (transferencias de pago, enviar mensajes SMS premium automatizados o inyectar malware aprovechando fallos del navegador web). ● Criptografía Asimétrica y Algoritmo RSA: Basada en una pareja de claves: una clave pública (empleada para encriptar el mensaje dirigido al usuario) y una clave privada (custodiada en secreto por el receptor para descifrar el contenido). El Algoritmo RSA fundamenta su solidez en la asimetría del coste computacional de las operaciones matemáticas con números primos grandes: es sumamente sencillo y rápido calcular el producto exacto de dos números primos extremadamente grandes, pero no se conocen algoritmos matemáticos eficientes capaces de realizar la operación inversa (factorizar el número compuesto resultante de vuelta en sus componentes primos originales).
Variante de Software Malicioso (Malware) Definición Conceptual y Comportamiento Técnico Estricto de Examen
Virus Código dañino con capacidad de propagación infectando y modificando otros archivos físicos del sistema. Requiere de forma obligatoria la intervención y ejecución del usuario humano para propagarse.
Gusano (Worm) Malware independiente alojado de forma autónoma en la memoria RAM del ordenador. Tiene la capacidad de autoduplicarse y propagarse de forma automatizada a través de la red sin necesidad de intervención humana alguna ni de alterar ficheros en disco.
Troyano Código malicioso que se oculta bajo la apariencia de un software legítimo, inofensivo y
Variante de Software Malicioso (Malware) Definición Conceptual y Comportamiento Técnico Estricto de Examen
útil para engañar al usuario y forzar su instalación.
Ransomware Malware de extorsión económica mediante criptovirus. Su función NO es borrar los archivos del dispositivo , sino bloquear por completo el acceso a la información cifrándolos de forma compleja, exigiendo el pago de un rescate financiero a cambio de la contraseña de descifrado.
Puertas Traseras (Backdoors) Software malicioso diseñado específicamente para abrir y permitir un acceso remoto total y de control oculto al dispositivo a un atacante externo.
Spyware Malware dedicado de forma exclusiva a recopilar información privada sobre la actividad, hábitos de navegación y datos del usuario para distribuirlos a entidades externas sin autorización.
Adware Software malicioso programado única y exclusivamente para bombardear y mostrar al usuario publicidad intrusiva y ventanas emergentes no solicitadas.
Hijackers Secuestradores que modifican de forma forzada la configuración del navegador web del usuario, alterando la página de inicio predeterminada y redireccionando de forma fraudulenta los resultados de los buscadores.
