plan de habilitacion

El Hardware

La historia del hardware del computador se puede clasificar en cuatro generaciones, cada una caracterizada por un cambio tecnológico de importancia.

Este hardware se puede clasificar en: básico, el estrictamente necesario para el funcionamiento normal del equipo; y complementario, el que realiza funciones específicas.

Tipos de hardware

Una de las formas de clasificar el Hardware es en dos categorías: por un lado, el "básico", que abarca el conjunto de componentes indispensables necesarios para otorgar la funcionalidad mínima a una computadora, y por otro lado, el Hardware "complementario", que, como su nombre lo indica, es el utilizado para realizar funciones específicas (más allá de las básicas), no estrictamente necesarias para el funcionamiento de la computadora.

Unidad central de procesamiento

La CPU, siglas en inglés de Unidad Central de Procesamiento, es la componente fundamental del computador, encargada de interpretar y ejecutar instrucciones y de procesar datos. En los computadores modernos, la función de la CPU la realiza uno o más microprocesadores. Se conoce como microprocesador a un CPU que es manufacturado como un único circuito integrado.

Memoria RAM

La RAM es la memoria utilizada en una computadora para el almacenamiento transitorio y de trabajo (no masivo). En la RAM se almacena temporalmente la información, datos y programas que la Unidad de Procesamiento (CPU) lee, procesa y ejecuta. La memoria RAM es conocida como Memoria principal de la computadora, también como "Central o de Trabajo"; a diferencia de las llamadas memorias auxiliares, secundarias o de almacenamiento masivo (como discos duros, unidades de estado sólido, cintas magnéticas u otras memorias).
Las memorias RAM son, comúnmente, volátiles; lo cual significa que pierden rápidamente su contenido al interrumpir su alimentación eléctrica.

Micropocesador

El microprocesador se monta en la llamada placa base, sobre el un zócalo conocido como zócalo de CPU, que permite las conexiones eléctricas entre los circuitos de la placa y el procesador. Sobre el procesador ajustado a la placa base se fija un disipador térmico de un material con elevada conductividad térmica, que por lo general es de aluminio, en algunos casos de cobre; éste es indispensable en los microprocesadores que consumen bastante energía, la cual, en gran parte, es emitida en forma de calor: En algunos casos pueden consumir tanta energía como una lámpara incandescente (de 40 a 130 vatios).

Memoria RAM dinámica

Es la presentación más común en computadores modernos (computador personal, servidor); son tarjetas de circuito impreso que tienen soldados circuitos integrados de memoria por una o ambas caras, además de otros elementos, tales como resistencias y capacitores. Esta tarjeta posee una serie de contactos metálicos (con un recubrimiento de oro) que permite hacer la conexión eléctrica con el bus de memoria del controlador de memoria en la placa base.
Los integrados son de tipo DRAM, memoria denominada "dinámica", en la cual las celdas de memoria son muy sencillas (un transistor y un condensador), permitiendo la fabricación de memorias con gran capacidad (algunos cientos de Megabytes) a un costo relativamente bajo.

Hardware gráfico

El hardware gráfico lo constituyen básicamente las tarjetas gráficas. Dichos componentes disponen de su propia memoria y unidad de procesamiento, esta última llamada unidad de procesamiento gráfico (o GPU, siglas en inglés de Graphics Processing Unit). El objetivo básico de la GPU es realizar los cálculos asociados a operaciones gráficas, fundamentalmente en coma flotante, liberando así al procesador principal (CPU) de esa costosa tarea (en tiempo) para que éste pueda efectuar otras funciones en forma más eficiente. Antes de esas tarjetas de vídeo con aceleradores por hardware, era el procesador principal el encargado de construir la imagen mientras la sección de vídeo (sea tarjeta o de la placa base) era simplemente un traductor de las señales binarias a las señales requeridas por el monitor; y buena parte de la memoria principal (RAM) de la computadora también era utilizada para estos fines.

El Software

El software es una producción inmaterial del cerebro humano y tal vez una de las estructuras más complicadas que la humanidad conoce. De hecho, los expertos en computación aún no entienden del todo cómo funciona, su comportamiento, sus paradojas y sus límites.1 Básicamente, el software es un plan de funcionamiento para un tipo especial de máquina, una máquina ``virtual'' o ``abstracta''. Una vez escrito mediante algún lenguaje de programación, el software se hace funcionar en ordenadores, que temporalmente se convierten en esa máquina para la que el programa sirve de plan. El software permite poner en relación al ser humano y a la máquina y también a las máquinas entre sí. Sin ese conjunto de instrucciones programadas, los ordenadores serían objetos inertes, como cajas de zapatos, sin capacidad siquiera para mostrar algo en la pantalla.

Tipos de software

Software de traducción: Con el que los programadores pueden crear otro software. Software de uso general: Ofrece la estructura para un gran número de aplicaciones empresariales, científicas y personales. La mayoría del software de este tipo se vende como paquete, es decir, con software y documentación orientada al usuario. La creación de la aplicación depende del usuario, del uso que le dé. Software de aplicación: Sirve como herramienta para elevar la productividad de los usuarios en la resolución de problemas. Está diseñado y escrito para realizar tareas específicas personales, empresariales o científicas. El software de este tipo procesa datos y genera información. Software del sistema: Coordina las operaciones de hardware y lleva a cabo las tareas ocultas que el usuario rara vez observa. Controla o respalda a los otros tipos de software.

el sistema operativo: es el núcleo de cualquier sistema de computación; supervisa y controla todas las actividades de I/O (input - ouput, entrada-salida) y procesamiento de un sistema de computación. Todo el hardware y el software se controla por medio del sistema operativo.
la interfaz gráfica para usuario (GUI, Grafical user interface): Cuando se usa software con base en texto y controlado por comandos (v.g.: MS-DOS) se debe ser explícito; si se omite información necesaria en un comando o el formato del comando es incorrecto, aparece un mensaje de error y/o un indicador en pantalla que solicitará que se vuelva a escribir el comando. Una interfaz es una capa opcional de software amigable entre el usuario y una interfaz controlada por comandos Las GUI depende de software con base en gráficos y permite la integración de texto con imágenes gráficas de alta resolución. Los usuarios de la GUI interactúan con el sistema operativo y otro software usando un dispositivo de indicación y un teclado para dar comandos.

El usuario selecciona de las opciones que se presentan en la pantalla, ya sea en los menúes o por medio de un ícono (representación gráfica que simboliza una actividad de procesamiento). Las GUI han eliminado la necesidad de memorizar y escribir comandos complicados.
Software multiuso: Los paquetes de software integrado cuentan con varias aplicaciones diseñadas para trabajar en conjunto; estos paquetes suelen incluir como mínimo, 5 tipos de aplicaciones: procesador de textos, base de datos, planilla de cálculo, gráficos y telecomunicaciones. Los paquetes integrados ofrecen varias ventajas.

Proceso de creación del software

El proceso de creación de software puede llegar a ser muy complejo, dependiendo de su porte, características y criticidad del mismo. Por ejemplo la creación de un sistema operativo es una tarea que requiere proyecto, gestión, numerosos recursos y todo un equipo disciplinado de trabajo. En el otro extremo, si se trata de un sencillo programa (por ejemplo, la resolución de una ecuación de segundo orden), éste puede ser realizado por un solo programador (incluso aficionado) fácilmente. Es así que normalmente se dividen en tres categorías según su tamaño (líneas de código) o costo: de Pequeño, Mediano y Gran porte. Existen varias metodologías para estimarlo, una de las más populares es el sistema COCOMO que provee métodos y un software (programa) que calcula y provee una estimación de todos los costos de producción en un "proyecto software" (relación horas/hombre, costo monetario, cantidad de líneas fuente de acuerdo a lenguaje usado, etc.).

Codificación del software

Durante esta etapa se realizan las tareas que comúnmente se conocen como programación; que consiste, esencialmente, en llevar a código fuente, en el lenguaje de programación elegido, todo lo diseñado en la fase anterior. Esta tarea la realiza el programador, siguiendo por completo los lineamientos impuestos en el diseño y en consideración siempre a los requisitos funcionales y no funcionales (ERS) especificados en la primera etapa.

Las Nuevas Tendencias De La Tecnologia

La planificación de recursos hidrológicos en la Cuenca del Segura es una ardua tarea con la que se enfrentan a diario los servicios técnicos de la Confederación Hidrográfica. En efecto, las características climáticas de la zona hacen que coexistan tanto extremas sequías, agravadas por cultivos muy exigentes en agua como desastrosas inundaciones debidas a lluvias torrenciales, cuyos efectos deben ser previstos y paliados en la medida de lo posible.
En estas circunstancias, el disponer de información buena y actualizada se presenta como un tema critico para desarrollar una buena planificación de recursos hidráulicos. Desde 1986 los servicios técnicos de la CH del Segura han venido desarrollando un SIG hidrológico basado en los siguientes elementos:
- Base de datos Geográfica que incluye tanto datos vecto¬riales como raster. En este concepto se incluyen las bases de datos no graficas, algunas de las cuales estarán enlaza¬das con la información grafica.
- Integración entre el SIG hidrológico y las entradas propor¬cionadas por sensores de calidad de agua (SAICA) como de información hidrológica (SAIH).
- Herramientas hidrológicas que permiten explotar toda la información de modo óptimo. En esta categoría se incluyen el tratamiento de imágenes asi como una herramienta específicamente desarrollada con el objeto de conocer la respuesta de una Cuenca o Subcuenca ante una variación brusca del flujo de agua.
Para su realización y explotación se utilizan técnicas de vanguardia en el tratamiento de la información que serán descri¬tas detalladamente en este artículo.

Descripción del SIG del Segura

El SIG de CH del Segura comprende un importante conjunto de datos, que constituye la Base de Datos Geográfica, explotada a través del entorno MGE de Intergraph. La Base de Datos Geográfica se organiza en base a mapas 1:50.000. El diccionario (datos y sus relaciones) se puede observar en el esquema de la figura 1. Este diccionario incluye tanto datos específicamente hidrológicos tales como sondeos, estaciones de medida o acuíferos, con representación grafica directa o que no la tienen pero que pueden enlazar con la posición geográfica a través de las rela¬ciones que hemos mencionado (series de valores, censo). Se incluye en la Base de Datos información cartográfica de propósi¬to general que sirve como referencia.

Otro tipo de información que se incluye en la Base de Datos Geográfica, sin enlaces a RDBS(*), son las imágenes LANDSAT TM (figura 2). Estas imágenes son tratadas a través del módulo de imágenes de MGE para hacer mapas temáticos multitempo¬rales de los que CH del Segura puede extraer información para la planificación (UDAS, etc).
Los modelos digitales del terreno (DTM), cuyo uso propor¬ciona la base de la herramienta hidrológica que se verá más adelante, están asimismo incluidos como elementos imprescin¬dibles cara a obtener un producto completo. El origen de estos modelos son las curvas de nivel, escala 1:50.000, del Servicio Geográfico del Ejército. Se ha utilizado el módulo de MGE especializado en el tratamiento de DTM para triangular y obtener el formato raster o rejilla que es la base de los cálculos hidrológicos.

La referencia bibliográfica (1) detalla los aspectos relacio¬nados con el conjunto de CH del Segura. De todos modos creemos interesante ofrecer datos que dan idea del volumen total de información que actualmente se está manejando:
- 200 Mb de información geográfica vectorial.
- 3 Gb de información con soporte raster.
- Se manejan 12 Categorías Temáticas en base a las cuales se realiza la planificación.
- 228 Entidades (66 con representación grafica) se han de¬finido en el diccionario de datos. Los enlaces entre Enti¬dades graficas y Entidades no graficas (como series) se efectúa a través de enlaces de tablas (joins) y vistas.

Se está ampliando esta información con una Base de Datos de Ortofotos que cubrirá a diversas escalas el territorio que corresponde a la CH del Segura.
La figura 3 resume el flujo de la información que se utiliza en CH del Segura. En ella se puede ver el esquema de datos, ya reflejado en la figura 1, la información geográfica con base vector y RDBS, la información raster que incluye tanto las imágenes como los temáticos basados en este tipo de formatos y los modelos digitales del terreno. MGE como entorno de trata¬miento de datos integrado permite unificar todas estas fuentes de información, aunque los tratamientos para obtener resultados de validación y analizas sigan caminos diferentes.

- La información vectorial debe ser geométricamente depu¬rada y los enlaces con RDBS corregidos y confirmados. Una vez realizada esta operación se dota a los sistemas de nivel 3 de topología (full topology) para continuar valida¬ciones de alto nivel (topológicas) y se realizan complejos análisis territoriales en tiempo real, usando la herramienta de MGE denominada Dynamo.
- La información raster se obtiene desde una imagen, por clasificación, a partir de otras informaciones vectoriales, escaner, etc. Su valor no sólo es el grafico; existen trata¬mientos directos sobre formato raster a través de algebra de rejillas que dotan este tipo de análisis de una gran potencia. CH del Segura usa el Mapalgebra de Dana Tom¬lin (2) para realizar análisis como el indicado en la figura 3 donde se calcula un camino óptimo entre dos puntos. Este tipo de análisis unido al de las series temporales LAND¬SAT se emplean para mejorar el cálculo de los valores asignados a la demanda, coeficientes de rotación y super¬ficies.
- El DTM es el elemento básico de cualquier calculo hidro¬lógico. En la figura 3 se representa el tree que se obtiene con la herramienta hidrológica a partir del DTM.
La integración de estos tres flujos se produce en la repre¬sentación conjunta y/o en las transformaciones entre raster y vector y viceversa.

La Herramienta hidrológica de CH del Segura.

Para realizar los cálculos hidrológicos se ha desarrollado una herramienta a medida cuyos principios teóricos están explicados en la referencia (3) y sobre todo en la (4).
La base de este algoritmo, definido sobre un DTM en modo rejilla, es el comportamiento de una celdilla respecto a sus ocho vecinas. Este comportamiento sigue el principio de que un único flujo sale de cada celdilla a su vecina más baja, considerando los aspectos (orientaciones) para resolver indeterminaciones.
La resolución de estas indeterminaciones y la eliminación de hoyos es una primera validación que se realiza. Sin embargo esto no es suficiente. Del mismo modo que al mezclarse un gran volumen de hilos finos aparecen nudos de modo espontáneo, en estos modelos aparecen bucles de realimentación. La explicación es confusa. La calidad del modelo digital del terreno influye, pero no de modo definitivo.
Quizás se podría aventurar una explicación en el campo de lo fractal. El terreno responde a este tipo de modelos y al realizar un DTM estamos filtrando ese efecto. Una red de drenaje es un fractal por lo que se pretende desde un DTM, que simula una realidad fractal que es el terreno, obtener otra realidad fractal filtrada. Evidentemente esto produce anomalías, tal y como se conoce desde siempre en la ejecución manual de trees y que se han resuelto en la práctica utilizando las habilidades hidrológicas del operario. Este toma las decisiones hidrológicamente coheren¬tes en los lugares donde la aplicación mecánica de la metodología fallaba.
Un enfoque práctico de este hecho nos ha llevado a propor¬cionar a la herramienta potencia y facilidad de edición que permiten al operador reflejar su habilidad hidrológica resolvien¬do los bucles de modo adecuado. Hasta ahora nuestra experiencia de uso nos ha confirmado que esta es la vía adecuada.
A continuación hablaremos de los productos que se pueden obtener con esta herramienta.
El primer producto que se obtiene de la explotación de la herramienta es el valor acumulado en cada celdilla de la rejilla de las celdillas que aportan flujo aguas arriba (figura 4). Este producto es útil tanto como producto final y como producto intermedio que ayuda a la depuración del tree.
El segundo producto es el orden fluvial, tomando como partida un numero mínimo de celdillas acumulado (figura 5).
El último grupo de productos se refiere al cálculo de cuencas vertientes. El sistema permite señalar un punto y conocer la cuenca que vierte, junto a las curvas isocronas (tiempo que tarda una gota que cae en una celdilla de la cuenca e llegar al punto de vertido) obtenidas desde el conocimiento de la velocidad de flujo en cada celdilla. Mediciones sobre el área total o conversiones a vector son resultados inmediatos. La figura 6 representa la ca¬becera del Guadalentin y su cuenca vertiente proyectada en el relieve. Un histograma de dichas isocronas nos proporciona la curva de respuesta de la cuenca.

Explotación de la Información del SIG

Las posibilidades técnicas y el abaratamiento de la tecnología permiten pensar hoy en puestos de consulta de un SIG que han de ser por definición baratos, muy fáciles de usar, capaces de soportar sistemas de seguridad y de interactuar con aplicaciones de propósito general tales como procesadores de textos, hojas de cálculo, etc.
La generalización del mundo Windows ha facilitado enor¬memente la aparición de productos que atienden esta función. Dentro del mundo MGE, VISTAMAP permite la explotación controlada de los datos raster y vectoriales enlazados con base de datos (figura 7) y es un producto Windows con lo implica en cuanto al intercambio de datos. El uso de un índice geográfi¬camente referenciado, continuó y sensible a la escala de visuali¬zación facilitará enormemente el uso de información voluminosa y compleja a un usuario final sin necesidad de un conocimiento específico a mayores. Este índice geográfico basado en Ortofotos se está realizando y se espera que pueda estar operativo en breve. (*) RDBS ... Base de Datos Relacional.