Computación

El hardware de una computadora incluye las partes físicas de la misma, como la unidad central de procesamiento , la memoria y la entrada/salida . ^{[ 19 ]} La lógica computacional y la arquitectura de computadoras son temas clave en el campo del hardware. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

El software informático, o simplemente software , es un conjunto de programas informáticos y datos relacionados que proporciona instrucciones a un ordenador. El software se refiere a uno o más programas informáticos y datos almacenados en la memoria del ordenador. Es un conjunto de programas, procedimientos, algoritmos y su documentación , relacionados con el funcionamiento de un sistema de procesamiento de datos. ^{[ 22 ]} El software ejecuta la función del programa que implementa, ya sea proporcionando instrucciones directamente al hardware del ordenador o sirviendo como entrada para otro software. El término se acuñó para contrastar con el antiguo término hardware (que significa dispositivos físicos). A diferencia del hardware, el software es intangible. ^{[ 23 ]}

El término software también se utiliza a veces en un sentido más restringido, refiriéndose únicamente al software de aplicación.

Una red informática, a menudo denominada simplemente red, es un conjunto de componentes de hardware y ordenadores interconectados mediante canales de comunicación que permiten compartir recursos e información. ^{[ 27 ]} Cuando al menos un proceso en un dispositivo puede enviar o recibir datos desde o hacia al menos un proceso en un dispositivo remoto, se dice que ambos dispositivos forman parte de una red. Las redes pueden clasificarse según diversas características, como el medio utilizado para transportar los datos, el protocolo de comunicación , la escala, la topología y el alcance organizativo.

Los protocolos de comunicación definen las reglas y los formatos de datos para el intercambio de información en una red informática y constituyen la base de la programación de redes . Un protocolo de comunicación muy conocido es Ethernet , un estándar de capa de enlace y hardware omnipresente en las redes de área local . Otro protocolo común es el conjunto de protocolos de Internet (IPSP), que define un conjunto de protocolos para la interconexión de redes, es decir, para la comunicación de datos entre múltiples redes, la transferencia de datos entre hosts y los formatos de transmisión de datos específicos de las aplicaciones. ^{[ 28 ]}

Las redes informáticas a veces se consideran una subdisciplina de la ingeniería eléctrica , las telecomunicaciones, la informática , la tecnología de la información o la ingeniería informática , ya que se basan en la aplicación teórica y práctica de estas disciplinas. ^{[ 29 ]}

La programación informática es el proceso de escribir, probar, depurar y mantener el código fuente y la documentación de los programas informáticos. Este código fuente se escribe en un lenguaje de programación , que es un lenguaje artificial que suele ser más restrictivo que los lenguajes naturales , pero que la computadora puede traducir fácilmente. La programación se utiliza para invocar un comportamiento deseado (personalización) de la máquina. ^{[ 31 ]}

Escribir código fuente de alta calidad requiere conocimiento tanto del ámbito de la informática como del ámbito en el que se utilizará la aplicación. Por lo tanto, el software de mayor calidad suele ser desarrollado por un equipo de expertos en el dominio, cada uno especialista en algún área de desarrollo. ^{[ 32 ]} Sin embargo, el término programador puede aplicarse a un rango de calidad de programa, desde hacker hasta colaborador de código abierto o profesional. También es posible que un solo programador realice la mayor parte o la totalidad de la programación informática necesaria para generar la prueba de concepto y lanzar una nueva aplicación revolucionaria . ^{[ 33 ]}

La industria informática está compuesta por empresas dedicadas al desarrollo de software, el diseño de hardware e infraestructuras de redes informáticas , la fabricación de componentes informáticos y la prestación de servicios de tecnología de la información, incluyendo la administración y el mantenimiento de sistemas . ^{[ 36 ]}

La industria del software abarca las empresas dedicadas al desarrollo , mantenimiento y publicación de software. También incluye servicios de software , como capacitación , documentación y consultoría.

La ingeniería informática es una disciplina que integra varios campos de la ingeniería eléctrica y la informática necesarios para desarrollar hardware y software. ^{[ 37 ]} Los ingenieros informáticos suelen tener formación en ingeniería electrónica (o eléctrica), diseño de software e integración de hardware y software, en lugar de solo ingeniería de software o ingeniería electrónica. Los ingenieros informáticos participan en muchos aspectos del hardware y el software de la informática, desde el diseño de microprocesadores individuales , ordenadores personales y superordenadores , hasta el diseño de circuitos . Este campo de la ingeniería incluye no solo el diseño de hardware dentro de su propio dominio, sino también las interacciones entre el hardware y el contexto en el que opera. ^{[ 38 ]}

La ingeniería de software es la aplicación de un enfoque sistemático, disciplinado y cuantificable al diseño, desarrollo, operación y mantenimiento de software, y el estudio de estos enfoques. Es decir, la aplicación de la ingeniería al software. ^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]} Es el acto de utilizar conocimientos para concebir, modelar y escalar una solución a un problema. La primera referencia al término es la Conferencia de Ingeniería de Software de la OTAN de 1968 , y tenía como objetivo provocar la reflexión sobre la crisis de software percibida en ese momento. ^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]} El desarrollo de software , un término más genérico y ampliamente utilizado, no necesariamente engloba el paradigma de la ingeniería. Los conceptos generalmente aceptados de la Ingeniería de Software como disciplina de ingeniería se han especificado en la Guía del Cuerpo de Conocimientos de Ingeniería de Software (SWEBOK). El SWEBOK se ha convertido en un estándar internacionalmente aceptado en ISO/IEC TR 19759:2015. ^{[ 45 ]}

La informática o ciencias de la computación (abreviada CS o Comp Sci) es el enfoque científico y práctico de la computación y sus aplicaciones. Un informático se especializa en la teoría de la computación y el diseño de sistemas computacionales. ^{[ 46 ]}

Sus subcampos se pueden dividir en técnicas prácticas para su implementación y aplicación en sistemas informáticos , y áreas puramente teóricas. Algunas, como la teoría de la complejidad computacional , que estudia las propiedades fundamentales de los problemas computacionales , son altamente abstractas, mientras que otras, como los gráficos por computadora , enfatizan las aplicaciones del mundo real. Otras se centran en los desafíos de la implementación de cálculos. Por ejemplo, la teoría de los lenguajes de programación estudia los enfoques para la descripción de cálculos, mientras que el estudio de la programación informática investiga el uso de lenguajes de programación y sistemas complejos . El campo de la interacción persona-computadora se centra en los desafíos de hacer que las computadoras y los cálculos sean útiles, utilizables y universalmente accesibles para los humanos. ^{[ 47 ]}

El campo de la ciberseguridad se refiere a la protección de sistemas y redes informáticas. Esto incluye la privacidad de la información y los datos , la prevención de la interrupción de los servicios de TI y la prevención del robo y el daño al hardware, el software y los datos. ^{[ 48 ]}

La ciencia de datos es un campo que utiliza herramientas científicas e informáticas para extraer información y conocimientos de los datos, impulsado por el creciente volumen y disponibilidad de los mismos. ^{[ 49 ]} La minería de datos , el big data , la estadística , el aprendizaje automático y el aprendizaje profundo están todos interrelacionados con la ciencia de datos. ^{[ 50 ]}

Los sistemas de información (SI) son el estudio de redes complementarias de hardware y software (véase tecnología de la información) que las personas y las organizaciones utilizan para recopilar, filtrar, procesar, crear y distribuir datos . ^{[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]} La publicación Computing Careers de la ACM describe los SI como:

La mayoría de los programas de grado en Sistemas de Información (SI) se imparten en escuelas de negocios; sin embargo, pueden tener nombres diferentes, como sistemas de información gerencial, sistemas de información computarizados o sistemas de información empresarial. Todos los títulos en SI combinan temas empresariales e informáticos, pero el énfasis entre los aspectos técnicos y organizativos varía entre los programas. Por ejemplo, los programas difieren sustancialmente en la cantidad de programación requerida. ^{[ 54 ]}

El estudio de los SI une los negocios y la informática , utilizando los fundamentos teóricos de la información y la computación para estudiar diversos modelos de negocio y procesos algorítmicos relacionados dentro de una disciplina de la informática. ^{[ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]} El campo de los Sistemas de Información Computarizada (SIC) estudia las computadoras y los procesos algorítmicos, incluyendo sus principios, sus diseños de software y hardware, sus aplicaciones y su impacto en la sociedad ^{[ 58 ] [ 59 ]} mientras que los SI enfatizan la funcionalidad sobre el diseño. ^{[ 60 ]}

La tecnología de la información (TI) es la aplicación de computadoras y equipos de telecomunicaciones para almacenar, recuperar, transmitir y manipular datos, ^{[ 61 ]} a menudo en el contexto de una empresa u otra organización. ^{[ 62 ]} El término se usa comúnmente como sinónimo de computadoras y redes informáticas, pero también abarca otras tecnologías de distribución de información como la televisión y los teléfonos. Varias industrias están asociadas con la tecnología de la información, incluyendo hardware, software, electrónica , semiconductores , internet, equipos de telecomunicaciones, comercio electrónico y servicios informáticos . ^{[ 63 ] [ 64 ]}

La computación en la nube es un modelo que permite el uso de recursos informáticos, como servidores o aplicaciones, sin necesidad de interacción entre el propietario de estos recursos y el usuario final. Generalmente se ofrece como un servicio, lo que la convierte en un ejemplo de software como servicio , plataforma como servicio e infraestructura como servicio , según la funcionalidad ofrecida. Sus características clave incluyen acceso bajo demanda, amplio acceso a la red y capacidad de escalado rápido. ^{[ 77 ]} Permite a los usuarios individuales o a las pequeñas empresas beneficiarse de las economías de escala .

Un área de interés en este campo es su potencial para apoyar la eficiencia energética. Permitir que miles de instancias de computación se realicen en una sola máquina en lugar de miles de máquinas individuales podría ayudar a ahorrar energía. También podría facilitar la transición a fuentes de energía renovables, ya que bastaría con alimentar un centro de datos con energía renovable, en lugar de millones de hogares y oficinas. ^{[ 78 ]}

Sin embargo, este modelo de computación centralizada plantea varios desafíos, especialmente en materia de seguridad y privacidad. La legislación actual no protege suficientemente a los usuarios del mal uso que las empresas hacen de sus datos en sus servidores. Esto sugiere la necesidad de futuras regulaciones legislativas sobre la computación en la nube y las empresas tecnológicas. ^{[ 79 ]}

La computación cuántica es un área de investigación que reúne las disciplinas de la informática, la teoría de la información y la física cuántica . Si bien la idea de la información como parte de la física es relativamente nueva, parece haber un fuerte vínculo entre la teoría de la información y la mecánica cuántica. ^{[ 80 ]} Mientras que la computación tradicional opera en un sistema binario de unos y ceros, la computación cuántica utiliza cúbits . Los cúbits son capaces de estar en superposición, es decir, en ambos estados de uno y cero, simultáneamente. Por lo tanto, el valor del cúbit no está entre 1 y 0, sino que cambia dependiendo de cuándo se mide. Esta característica de los cúbits se conoce como entrelazamiento cuántico , y es la idea central de la computación cuántica que permite a las computadoras cuánticas realizar cálculos a gran escala. ^{[ 81 ]} La computación cuántica se utiliza a menudo para la investigación científica en casos donde las computadoras tradicionales no tienen la potencia de cálculo para realizar los cálculos necesarios, como en el modelado molecular . Las moléculas grandes y sus reacciones son demasiado complejas para que las computadoras tradicionales las calculen, pero la potencia computacional de las computadoras cuánticas podría proporcionar una herramienta para realizar dichos cálculos. ^{[ 82 ]}