TEMA 1: Informática básica: conceptos fundamentales sobre el hardware y el software. Sistemas de almacenamiento de datos. Sistemas operativos. Nociones básicas de seguridad informática.

1. Marco Normativo e Introducción

El presente tema desarrolla los pilares de la informática aplicada a la gestión administrativa del Estado, estructurado conforme al modelo de Von Neumann, la clasificación del software y las directrices normativas vigentes en seguridad informática de la Administración Pública, articuladas principalmente mediante el Real Decreto 311/2022 por el que se regula el Esquema Nacional de Seguridad (ENS), el Reglamento General de Protección de Datos (RGPD UE 2016/679) y la Ley Orgánica 3/2018 (LOPDGDD).

2. Conceptos fundamentales sobre el hardware y el software

Arquitectura de ordenadores y componentes de hardware

El hardware comprende el soporte físico, tangible y electrónico del sistema informático, estructurado universalmente bajo el modelo de la arquitectura de Von Neumann.

• Unidad Central de Proceso (CPU / Procesador): Cerebro del ordenador encargado de ejecutar instrucciones y procesar datos.
• Unidad de Control (UC): Coordina, dirige y sincroniza todas las operaciones de los componentes mediante ciclos de reloj medidos en Hertzios (GHz).
• Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Realiza operaciones matemáticas elementales (suma, resta) y operaciones lógicas booleanas (AND, OR, NOT).
• Registros de memoria interna: Espacios de almacenamiento ultra rápidos y reducidos integrados directamente en el procesador (contador de programa, registro de instrucción, acumulador).
• Placa base (Motherboard): Placa de circuito impreso donde se interconectan el procesador, las memorias y las ranuras de expansión mediante buses.
• Buses del sistema: Líneas físicas compartidas de comunicación que transmiten información. Bus de datos (bidireccional, transporta información), bus de direcciones (unidireccional, especifica la posición de memoria o periférico) y bus de control (transporta órdenes y señales de sincronización).

Memorias del sistema: RAM, ROM y Caché

La memoria principal o interna almacena programas y datos de forma inmediata para que la CPU pueda operar con fluidez durante la ejecución de tareas.

• Memoria RAM (Random Access Memory): Memoria principal de lectura y escritura, de acceso directo y estrictamente volátil (pierde su contenido ante la ausencia de corriente eléctrica).
• Tipos de RAM: DRAM (dinámica, requiere refresco periódico, usada como memoria principal del sistema) y SRAM (estática, más rápida y costosa, no requiere refresco, empleada en memorias caché).
• Memoria ROM (Read Only Memory): Memoria no volátil de solo lectura que conserva de fábrica las instrucciones de arranque básico e inicialización de hardware.
• Firmware y BIOS/UEFI: Software fundamental embebido en memorias de tipo EEPROM/Flash ROM que realiza la prueba inicial POST (Power-On Self-Test) y carga el sistema operativo.
• Memoria Caché: Memoria intermedia ultrarrápida (SRAM) situada entre la CPU y la memoria RAM para optimizar tiempos de acceso a datos repetitivos; estructurada en niveles L1 (interna a la CPU), L2 y L3 (generalmente compartida).

Periféricos de entrada, salida y mixtos

Los periféricos son dispositivos de hardware externos o auxiliares que permiten la comunicación bidireccional entre el usuario o entorno y la CPU.

• Periféricos de entrada: Introducen datos e instrucciones al sistema desde el exterior. Ejemplos: teclado, ratón, escáner, micrófono, lector de código de barras, cámara web, lector de DNI electrónico.
• Periféricos de salida: Extraen, reproducen o visualizan los resultados procesados por la CPU. Ejemplos: monitor o pantalla, impresora, altavoces, trazador gráfico (plotter).
• Periféricos mixtos (Entrada/Salida): Transfieren información en ambos sentidos de forma simultánea o alternativa. Ejemplos: pantallas táctiles, módems/routers, tarjetas de red (NIC), gafas de realidad virtual, dispositivos multifunción (impresora con escáner).

Concepto y tipología de software y licencias

El software constituye el componente intangible, lógico y programable que permite al hardware ejecutar tareas orientadas al usuario o al propio sistema.

• Software de sistema o de base: Programas que gestionan los recursos hardware y proporcionan una plataforma para otros programas. Incluye sistemas operativos, controladores de dispositivos (drivers) y utilidades de diagnóstico.
• Software de aplicación: Programas diseñados para permitir al usuario final desarrollar una o varias tareas específicas. Incluye suites ofimáticas (procesador de textos, hojas de cálculo), bases de datos y navegadores web.
• Software de programación o desarrollo: Herramientas empleadas por desarrolladores para crear nuevos programas (compiladores, intérpretes, enlazadores, entornos IDE).
• Software propietario o privativo: Aquel cuyo código fuente no está disponible para el usuario; su uso, redistribución o modificación está restringido por copyright.
• Software libre (Free Software): Otorga 4 libertades esenciales: usar el programa con cualquier propósito (libertad 0), estudiar cómo funciona y adaptarlo (libertad 1), distribuir copias (libertad 2) y mejorar el programa haciendo públicas las mejoras (libertad 3).
• Licencia GNU/GPL (General Public License): Modelo de software libre con copyleft, obligando a que cualquier software derivado mantenga la misma licencia y libertades.
• Freeware vs Shareware: El freeware es gratuito pero habitualmente de código cerrado; el shareware permite evaluación gratuita durante un tiempo o funcionalidad limitada exigiendo pago posterior.

3. Sistemas de almacenamiento de datos

Unidades de medida de la información y jerarquía

La información digital se codifica en formato binario mediante ceros y unos, estructurándose en magnitudes estandarizadas de capacidad exponencial.

• Bit (b): Unidad mínima de información informática, valor lógico 0 o 1.
• Byte (B): Conjunto indivisible de 8 bits, capaz de representar un carácter alfanumérico.
• Kilobyte (KB): Equivalente a 1.024 Bytes (en base binaria, 2 elevado a 10) o 1.000 Bytes (en sistema decimal estándar internacional).
• Megabyte (MB): 1.024 KB (2 elevado a 20 Bytes).
• Gigabyte (GB): 1.024 MB (2 elevado a 30 Bytes).
• Terabyte (TB): 1.024 GB (2 elevado a 40 Bytes).
• Petabyte (PB): 1.024 TB (2 elevado a 50 Bytes).
• Exabyte (EB): 1.024 PB (2 elevado a 60 Bytes).

Tecnologías de almacenamiento: Magnético, Óptico, Flash y en Red

Los sistemas de almacenamiento secundario conservan la información de manera permanente y no volátil mediante diversas propiedades físicas.

• Almacenamiento magnético (HDD): Discos rígidos que emplean cabezales electromagnéticos para polarizar pistas en platos giratorios. Mayor capacidad a menor coste, pero susceptibles a daños mecánicos por golpes.
• Almacenamiento en estado sólido (SSD): Dispositivos que utilizan memoria flash de puertas lógicas NAND no volátil. Carecen de piezas móviles, reducen tiempos de acceso y consumo energético, y emplean interfaces SATA o buses ultrarrápidos NVMe a través de ranuras PCIe.
• Almacenamiento óptico: Lectura y escritura mediante rayos láser en surcos microscópicos (pits y lands). CD (capacidad de 700 MB), DVD (capacidad estándar monocapa de 4,7 GB y doble capa de 8,5 GB) y Blu-ray (capacidad de 25 GB monocapa y 50 GB doble capa).
• Almacenamiento en red local (NAS): Servidor de almacenamiento dedicado conectado a una red TCP/IP que ofrece servicios de compartición de archivos a nivel de fichero.
• Red de área de almacenamiento (SAN): Red de alta velocidad independiente que interconecta matrices de discos y servidores a nivel de bloques de datos, comúnmente mediante Fiber Channel.
• Almacenamiento en la nube (Cloud Storage): Modelo de datos externalizado accesible mediante Internet, clasificado en IaaS (Infraestructura), PaaS (Plataforma) y SaaS (Software como servicio).

4. Sistemas operativos

Definición, funciones y arquitectura del sistema operativo

El sistema operativo (SO) es el software fundamental de base que actúa como intermediario imprescindible entre los programas de aplicación, el hardware de la máquina y el usuario.

• Gestión del procesador: Planificación de la CPU y reparto equitativo del tiempo de ejecución entre hilos y procesos activos.
• Gestión de la memoria principal: Asignación y liberación dinámica de bloques de RAM, controlando la memoria virtual (archivo de paginación) cuando la RAM física se agota.
• Gestión de entrada/salida: Abstracción del hardware a través de controladores de dispositivos específicos (drivers) gestionando las interrupciones.
• Gestión del sistema de archivos: Estructuración, asignación de permisos, lectura, escritura y almacenamiento lógico de datos en los dispositivos secundarios.
• Componentes nucleares: Núcleo (Kernel), responsable de la comunicación directa con el hardware y la asignación de recursos; e Intérprete de comandos / Interfaz gráfica (Shell / GUI), que posibilita la interacción directa con el usuario.

Clasificación de los sistemas operativos

Los sistemas operativos se catalogan atendiendo al número de usuarios concurrentes, las tareas simultáneas que pueden gestionar y la cantidad de procesadores coordinados.

• Por número de usuarios: Monousuario (un único usuario dispone de todos los recursos del sistema; ej. MS-DOS) y Multiusuario (múltiples usuarios ejecutan programas y acceden a recursos simultáneamente; ej. Linux, Windows Server).
• Por número de tareas: Monotarea (solo puede ejecutar un proceso a la vez en primer plano; ej. MS-DOS) y Multitarea (permite la ejecución concurrente o intercalada de varios programas; ej. Windows 10/11, distribuciones GNU/Linux, macOS).
• Por número de procesadores: Monoprocesador (un único chip CPU central) y Multiprocesador (coordina dos o más procesadores en paralelo, de forma asimétrica o simétrica SMP).

Principales familias de sistemas operativos y sistemas de ficheros

En el entorno de la Administración Pública coexisten entornos de escritorio y servidor dominados por Windows y Linux, administrando datos mediante sistemas de ficheros especializados.

• Familia Microsoft Windows: Software privativo dominante en puestos de trabajo de ofimática pública (Windows 10, Windows 11).
• Familia GNU/Linux: Sistema libre y de código abierto basado en núcleo Linux, ampliamente utilizado en servidores públicos y administraciones con distribuciones como Debian, Ubuntu o Red Hat.
• Sistema de archivos FAT32: Sistema tradicional con alta compatibilidad entre plataformas, pero limitado a un tamaño máximo por archivo de 4 GB y partición de 2 TB; no admite permisos de seguridad avanzados.
• Sistema de archivos NTFS: Sistema de archivos nativo y estándar de Windows; soporta ficheros de gran tamaño, journaling (registro de transacciones para evitar corrupción tras apagones inesperados), encriptación EFS y compresión nativa.
• Sistemas de archivos ext4: Formato estándar en sistemas GNU/Linux con registro de transacciones (journaling), gestión avanzada de permisos POSIX y alto rendimiento.
• Sistema de archivos exFAT: Diseñado para memorias extraíbles y pendrives USB, eliminando el límite de 4 GB de FAT32 sin la sobrecarga transaccional de NTFS.

5. Nociones básicas de seguridad informática

Principios y dimensiones de la seguridad (ENS RD 311/2022)

La seguridad de la información en el sector público se rige por el Esquema Nacional de Seguridad (ENS), articulado mediante el Real Decreto 311/2022 en desarrollo del artículo 156 de la Ley 40/2015.

• Confidencialidad: Garantía de que la información solo sea accesible y conocida por personas, entidades o procesos debidamente autorizados.
• Integridad: Certeza de que los datos y los sistemas de información no han sido alterados, modificados o destruidos de forma no autorizada o accidental.
• Disponibilidad: Propiedad de que los servicios y la información se encuentren accesibles y utilizables por los usuarios autorizados cuando estos lo requieran.
• Autenticidad: Propiedad que permite asegurar de forma unívoca la identidad de un usuario, dispositivo o emisor de un mensaje o documento.
• Trazabilidad: Capacidad de rastrear y reconstruir el historial cronológico de accesos, modificaciones y acciones llevadas a cabo sobre la información en el sistema.

Amenazas informáticas y tipología de malware

El malware o software malicioso agrupa a todo programa concebido deliberadamente para infiltrarse, sustraer información o causar daños en un sistema informático.

• Virus: Código malicioso que se adjunta a un archivo o programa anfitrión legítimo y requiere de la intervención humana (ejecución del usuario) para activarse y propagarse.
• Gusano (Worm): Programa malicioso capaz de autoreplicarse de forma totalmente autónoma por la red, sin requerir archivo portador ni intervención directa del usuario, saturando anchos de banda.
• Troyano: Software aparentemente inocuo o útil que esconde código dañino para abrir puertas traseras (backdoors) y permitir el acceso y control remoto del equipo.
• Ransomware: Malware que cifra y secuestra los archivos del equipo atacado o bloquea el acceso al sistema, exigiendo el pago de un rescate económico para su supuesta liberación.
• Spyware: Programa espía que recopila de manera oculta información personal, hábitos de navegación y credenciales del usuario, transmitiéndolos a servidores externos.
• Keylogger: Modalidad de spyware que registra mecánicamente todas las pulsaciones de teclado efectuadas por el usuario para robar contraseñas bancarias o administrativas.
• Phishing: Técnica de ingeniería social que suplanta la identidad de organismos oficiales, bancarios o corporativos para engañar al usuario y conseguir que facilite credenciales o claves confidenciales.
• Adware: Software malicioso que muestra de forma masiva e intrusiva anuncios y ventanas emergentes no solicitadas.

Medidas de seguridad, prevención y criptografía

La defensa informática combina medidas preventivas de naturaleza lógica, física y de contingencia para mitigar los riesgos y restablecer servicios.

• Antivirus y antimalware: Herramientas de software que monitorizan, detectan y neutralizan código malicioso mediante firmas de patrones y análisis heurístico de comportamiento.
• Cortafuegos (Firewall): Barrera de filtrado que analiza el tráfico de paquetes de red entrante y saliente, permitiendo o denegando conexiones en base a un conjunto de reglas y puertos (TCP/UDP).
• Copias de seguridad (Backup): Mecanismo de contingencia para salvaguardar la disponibilidad. Tipos: Completa (copia todos los datos), Incremental (copia solo los datos modificados desde la última copia de cualquier tipo) y Diferencial (copia los datos modificados desde la última copia completa).
• Regla 3-2-1 de respaldo: Mantener 3 copias de los datos, en 2 soportes de almacenamiento diferentes, con al menos 1 copia ubicada fuera de las instalaciones físicas principales.
• Criptografía simétrica (clave secreta): Utiliza una única clave compartida tanto para cifrar como para descifrar el mensaje; algoritmos rápidos pero con dificultad para distribuir la clave con seguridad (ej. AES, DES).
• Criptografía asimétrica (clave pública): Utiliza un par de claves matemáticamente enlazadas: una clave pública (distribuible libremente para cifrar) y una clave privada (custodiada por el titular para descifrar y firmar; ej. RSA).
• Firma electrónica: Mecanismo criptográfico asimétrico que garantiza tres pilares esenciales: autenticidad del firmante, integridad total del documento y el no repudio formal.

6. Claves para el Examen

Análisis de trampas, plazos críticos y distinciones jurídicas determinantes para las pruebas de selección:

Trampas habituales de los tribunales

• Confundir memoria volátil con permanente: los tribunales afirman falsamente que la memoria RAM conserva los datos tras el apagado o que la memoria ROM se borra al cortar el suministro.
• Alterar el requisito de ejecución del virus: indicar erróneamente que el virus se expande de forma autónoma por la red sin interacción del usuario (eso corresponde al gusano).
• Intercambiar los tipos de copias de seguridad: presentar la copia diferencial como aquella que copia datos desde la última copia de cualquier tipo (definición exacta de la copia incremental).
• Confusión de claves criptográficas: afirmar erróneamente que para firmar un documento se usa la clave pública del firmante, cuando la firma se efectúa estrictamente con la clave privada del autor.

Plazos críticos de obligada memorización

• 72 horas: Plazo legal máximo improrrogable establecido en el artículo 33 del RGPD para que el responsable notifique una brecha de seguridad a la Agencia Española de Protección de Datos (AEPD) desde que tenga constancia de la misma.
• 1.024 Bytes: Valor binario exacto de un Kilobyte utilizado en el cálculo computacional frente a los 1.000 Bytes del sistema métrico decimal.
• 4 Gigabytes (4 GB): Límite físico máximo absoluto de tamaño para un archivo individual almacenado bajo el sistema de ficheros FAT32.
• Regla 3-2-1: 3 copias de seguridad, en 2 soportes o medios tecnológicos distintos, con 1 copia almacenada en una ubicación externa física o nube.

Artículos clave y preguntas frecuentes

• Real Decreto 311/2022, artículo 12: Establece las dimensiones de seguridad que deben contemplarse en las decisiones de categorización del ENS (Confidencialidad, Integridad, Trazabilidad, Autenticidad y Disponibilidad).
• Reglamento General de Protección de Datos (UE 2016/679), artículo 33: Regula la notificación obligatoria a la autoridad de control de una violación de seguridad de los datos personales en un plazo máximo de 72 horas.
• Ley 40/2015, de Régimen Jurídico del Sector Público, artículo 156: Fija el mandato de cumplimiento obligatorio del Esquema Nacional de Seguridad (ENS) para toda la Administración Pública.
• Ley Orgánica 3/2018 (LOPDGDD), artículo 32: Bloqueo obligatorio de datos que impide su acceso o tratamiento ordinario salvo para puesta a disposición de jueces y tribunales.

Distinciones conceptuales finas

• Memoria RAM vs Memoria Virtual: La RAM es soporte físico semiconductor de alta velocidad; la memoria virtual es un archivo lógico de intercambio (pagefile) alojado en el disco de almacenamiento secundario para aliviar la memoria física.
• Phishing vs Pharming: El phishing utiliza correos electrónicos o enlaces falsos que simulan una identidad; el pharming altera directamente los ficheros de resolución de nombres o servidores DNS para redirigir al usuario a una web falsa aunque teclee la URL correcta.
• Copia de seguridad Incremental vs Diferencial: La incremental copia lo modificado desde la última copia (sea completa o incremental) y requiere restaurar todas las copias previas; la diferencial copia lo modificado desde la última copia completa y para restaurar solo requiere la completa y la última diferencial.
• Software Libre vs Freeware: El software libre garantiza el acceso al código fuente y la libertad de modificación; el freeware es gratuito pero habitualmente con código cerrado e intransferible.

7. Cuadro Resumen Esquemático