miércoles, 25 de agosto de 2010

DISEÑANDO TAREAS EFECTIVAS DE DESEMPEÑO

Muchos profesores a menudo reflexionan acerca de sus primeros años de enseñanza y recuerdan tiempos divertidos, excitantes y normalmente, frustrantes, como aprender cómo diseñar una “lección divertida” que mantenga a sus alumnos comprometidos. Mientras los profesores se tornan más cómodos con sus capacidades de enseñanza, menor tiempo será dedicado al manejo del aula y diseño de la lección, y una exploración más profunda será usada para la alineación de la currícula que vaya más allá de las “actividades” de lección y tareas del libro. Grant Wiggins y Jay McTighe, los fundadores del modelo Entendiendo por Diseño, apoyan aquel proceso que se enfoca en el diseño de la instrucción curricular basada en estándares y enfocada en el dominio del alumno.


Esto es algunas veces considerado como “una mirada atrás” ya que los profesores deben pensar primero en las evaluaciones, antes de las actividades de lección. Además, el planear hacia atrás para obtener los resultados deseados no es nuevo. Más recientemente, Stephen Covey (1989), en el libro de gran éxito, Seven Habits of Highly Effective People (Siete Hábitos de Personas Altamente Efectivas), informa que las personas efectivas de varias profesiones son más exitosas cuando son orientadas hacia una meta y planean visualizando el resultado en sus mentes (como fue citado por Tomlinson y McTighe, 2006). De manera similar, Entendiendo por Diseño consiste de tres componentes:
 
1.      Resultados Deseados: El dominio de conceptos clave/estándares de estado/habilidades
2.      Evidencia de Evaluación: Evidencia para evaluar el dominio de los “Resultados Deseados”
3.      Plan de Aprendizaje: Actividades de lección

Consecuentemente, cuando los profesores usan el enfoque “Entendiendo por Diseño”, deben identificar primero qué estándares (o conceptos/habilidades claves) serán el enfoque para la instrucción, y luego determinar cuales son las evaluaciones auténticas, cuáles son evaluaciones significativas, y cual es el desempeño basado en las evaluaciones seleccionadas que permitirán a los alumnos demostrar su comprensión. Una vez que estos componentes sean tratados, luego y solo luego, los profesores podrán apuntar a detalles particular de las ideas y actividades de la lección.

El proveer un panorama de Entendiendo por Diseño como un modelo de currícula instructivo ha sido provisto inicialmente, para demostrar cómo las evaluaciones alternativas, como las evaluaciones basadas en el desempeño, diarios reflexivos, autoevaluaciones del alumno, y revisiones por pares se están tornando más y más importantes en el diseño de la currícula a lo largo de la nación, en las escuelas y distritos similares en los Estados Unidos. Los distritos están comúnmente ordenando estos tipos de evaluaciones dentro del diseño de la currícula, sin importar si el enfoque Entendiendo por Diseño sea usado, u otro similar.

Evaluaciones Basadas en el Desempeño
Para entender lo que está detrás de una tarea de desempeño, se debe entender primero qué implica el término “evaluación basada en el desempeño”. En pocas palabras, una evaluación basada en el desempeño se refiere a cualquier proceso de evaluación que implica la simulación de una actividad de la vida real, y en la cual los profesores evalúen el desempeño de los alumnos. (Bachman, 2002; Norris, Brown, Hudson, & Yoshioka, 1998; Norris, Hudson, & Bonk, 2002; Weigle, 2002). Consecuentemente, al considerar las técnicas de evaluaciones tradicionales y estandarizadas, como una práctica de verdadero o falso, un examen de opción múltiple u otra evaluación estandarizada, las evaluaciones de desempeño son muy diferentes. Específicamente, el primer propósito de una evaluación basada en el desempeño y de entender mejor cómo los alumnos se desempeñan más allá de un ambiente de examinación tradicional. Una evaluación basada en el desempeño dependerá entonces altamente en las habilidades de comunicación de los alumnos e implicará comúnmente una tarea abierta (como citado por Calhoun-Deville, 2001). En pocas palabras, una tarea de desempeño es solo un ejemplo de evaluación basada en el desempeño que requiera que los alumnos completen, típicamente, una actividad de la vida real para demostrar sus conocimientos, como en un juego de roles, en el cual se representa al cajero de una tienda para demostrar la habilidad de dar cambio de forma rápida y precisa.

Componentes de una Tarea de Desempeño
Como un medio de crear “desempeños de entendimiento” más auténticos, como definido por Wiggins y McTighe, ellos recomiendan que los profesores elaboren tareas de evaluación usando el acrónimo GRASPS (General Responsibility Assignment Software Patterns o Patrones Generales de Software para Asignación de Responsabilidades). Esto incluirá:
1) una meta de la vida real
2) un rol significativo para el alumno
3) audiencia de la vida real auténtica (o simulada)
4) una situación contextualizada que implique una aplicación al mundo real
5) productos y desempeños generados por el alumno
6) estándares y evidencia / o criterio para juzgar el éxito

Un Ejemplo de Tarea de Desempeño usando GRASPS Adaptado de Tomlinson y McTighe (2006). Los alumnos de un clase de escuela primaria completarán la siguiente tarea de desempeño:

La TareaEl director del campamento en el Centro Educativo al Aire Libre le ha pedido a alumnos de una escuela primaria que diseñen un menú balanceado nutritivo para un viaje de estudio de tres días que los alumnos hacen anualmente cada primavera. El menú incluirá tres comidas principales y tres tentempiés (mañana, tarde, y fogata). Adicionalmente al menú, preparen estos para el director explicándole cómo el menú va acorde a las guías de nutrición de USDA (Departamento de Agricultura de los Estados Unidos). Incluir un cuadro mostrando el análisis de la grasa, proteína, contenido de carbohidratos y calorías. Finalmente, explicar cómo se ha tratado de hacer un menú apetitoso para los alumnos participantes.

1) Metal: Diseñar un menú saludable y apetitoso usando las Guías de la Pirámide Nutricional USDA.

2) Rol: Los alumnos serán los expertos en organizar y planear comidas saludables para los alumnos durante 3 días.

3) Audiencia: El campamento dirigido en el Centro Educativo al Aire Libre.

4) Situación: Como alimentar a los niños con una comida saludable y balanceada durante tres días mientras están en un viaje de estudios en el Centro Educativo al Aire Libre.

5) Producto/Desempeño: Crear un menú para 3 días. Diseñar un cuadro que muestre el análisis de los ítems nutritivos, como las calorías.

6) Estándares/Criterio: Un matriz de evaluación creado por un profesor y presentado a los alumnos antes de tiempo puede crear expectativas, como un matriz de evaluación para evaluar los productos de alumno, incluyendo el menú, el cuadro y la respuesta de explicación del alumno. Los alumnos serán responsables por el criterio del contenido relacionado además a las guías de nutrición de la USDA.

Las tareas de desempeño son diseñadas para apoyar el aprendizaje del alumno que sea auténtico. Sin embargo, se debe notar que las tareas de desempeño están diseñadas para respaldar evaluaciones por culminar. En otras palabras, estas evaluaciones no deberán ser hechas basadas en “nueva información”, pero en conceptos, habilidades y conocimiento que haya sido enseñada previamente y que el propósito de una tarea de desempeño no es evaluar el “dominio”.

Beneficios de las Tareas de Desempeño
Los beneficios de implementar tareas de desempeño son enormes. Las tareas de desempeño pueden ser diseñadas para casi todos los niveles y no están limitadas para los niveles superiores. Además, ya que las tareas de desempeño pueden ser diseñadas para cada área de contenido y especialidad de currícula, pueden ser encontrados en casi cualquier asignatura, incluyendo artes finas, música, drama, además de las asignaturas esenciales.

Otros Beneficios incluídos:  
Oportunidades para Retroalimentación: Todos los tipos de aprendizaje, así sean prácticas o en la clase necesitan retroalimentación. Los resultados de las tareas de desempeño pueden proveer retroalimentación efectiva para el aprendizaje del alumno. La retroalimentación que sea oportuna, específica, entendible para el receptor y permite la mejora es la más efectiva (Tomlinson & McTighe, 2006).
 Oportunidades para un Entendimiento más Profundo: McTighe and Wiggins (2006) hablan acerca de cómo las tareas de desempeño promueven facetas más profundas de entendimiento, por encima y más allá del conocimiento declarativo y de procedimiento. Las seis facetas de entendimiento, como la aplicación y empatía pueden ser incorporadas fácilmente en las tareas de desempeño. Véanse las Técnicas de Cuestionamiento Eficaz para mayor información sobre estas facetas.
 
 Aprendizaje Auténtico: El trabajo no auténtico, como llenar espacios en blanco, resolver problemas artificiales y seleccionar una respuesta de opciones múltiples son típicas expectativas de evaluaciones tradicionales. Sin embargo, las tareas de desempeño pueden promover actividades auténticas, como resolver problemas “de la vida real” o debatir un tema controversial.
 
Habilidades de Pensamiento Crítico: Las tareas de desempeño pueden ayudar a los alumnos a afinar sus habilidades de pensamiento crítico, así sea analizando datos, haciendo inferencias, sintetizando información o evaluando distintos escenarios.
 
Evaluaciones Alternativas: Uno de los más grandes beneficios de las tareas basadas en el desempeño es que estas evaluaciones sirven como alternativa al formato tradicional de examinación estandarizada. Esto puede ser extremadamente beneficioso para los alumnos con distintos estilos de aprendizaje que podrían no desempeñarse bien con otras evaluaciones estandarizadas.
 
PUNTO CLAVE:
Las tareas de desempeño respaldan a las evaluaciones alternativas para el aprendizaje de los alumnos, representando un ejemplo de un tipo de evaluación basada en el desempeño; los alumnos necesitan aprender mediante sus manos y demostraciones. Las evaluaciones de desempeño han sido integradas en varias currícula de estados/distritos/locales. Por ejemplo, las evaluaciones de desempeño (y específicamente las tareas de desempeño) están respaldadas por el modelo Entendiendo por Diseño, desarrollado por Grant Wiggins y Jay McTighe. Ellos también han designado a la GRASPS, como una forma de ayudar a definir la calidad de las tareas de desempeño, lo que implica que una tarea de desempeño debe incluir una meta, un rol para los alumnos, una audiencia, una situación para proveer un contexto, un producto/o desempeño por completar y estándares o criterios. Las tareas de desempeño pueden ser una manera divertida de comprometer a los alumnos con sus experiencias de aprendizaje más allá de los formatos tradicionales de evaluación. Esto es particularmente beneficioso para los alumnos que podría no irles bien con evaluaciones estandarizadas.
Tareas de Desempeño en el Aula
Las tareas de desempeño pueden ser aplicadas a casi todos los niveles y asignaturas.
 
El estado de Connecticut tiene una base de datos llamada ctcurriculum.org que incluye tareas de desempeño (K-12) disponibles para buscar para varias asignaturas.
 
 
Ejemplares - Muestras y descargas gratis. Este es un recurso excelente con ejemplos prácticos de tareas de desempeño para los niveles K-12 en la áreas de Matemática, Ciencia, Artes Lingüísticas.

Pasos para Usar una Tarea de Desempeño:
1.      Los profesores deben explorar e investigar ejemplos de tareas de desempeño para ver una variedad de distintos modelos.
 
2.      Al diseñar una tarea de desempeño por primera vez, los conceptos clave, habilidades, conocimiento y estándares de estado/distritos apropiados deben ser identificados primero para evaluar.


Por ejemplo considere los siguientes estándares de 4to grado NCTM: Evidencia NCTM: Describir, extender y hacer generalizaciones acerca de patrones numéricos.
 
3.      Cuando los estándares y conceptos/habilidades hayan sido identificados, la consideración por cómo y qué alumnos harán para demostrar su dominio será el siguiente paso. Considerando los GRASPS ayudará a darle forma a la tarea de desempeño. Por ejemplo, revise la siguiente tarea de desempeño adaptada de Ejemplares (2004).
 
La Sra. Forest quería planear cómo contactar a sus alumnos por teléfono en caso de que el viaje de estudios al que iban al siguiente día fuera cancelado. Ella decidió llamar a un alumno que tuviera que llamar a otros 2 alumnos. Cada uno de estos alumnos tendría que llamar a otros 2. Esto continuaría hasta que todos los alumnos hayan sido llamados. La Sra. Forest tiene 31 alumnos. ¿Cuántos alumnos necesitarían hacer llamadas si la Sra. Forest llama al primero?


4.      Al examinar esta tarea de desempeño, analizándola con GRASPS, la siguiente información es revelada:


Meta: Describir, extender y hacer generalizaciones acerca de los patrones numéricos.


Rol: Para asistir a la Sra. Forest y ayudarla a planear un “plan de contingencia” para el viaje de estudios.


Audiencia: La Sra. Forest, la profesora.


Situación: Determinar cuántos alumnos necesitarán hacer llamadas, si cada alumno es responsable de llamar a 2 personas, y hay un total de 31 alumnos


Producto/Desempeño: Los alumnos usarán un diagrama de árbol para resolver esta tarea.


Estándares/Criterio: Un matriz de evaluación, de novato a excelente, provee a los alumnos guía:


·         Novato: El novato no tendrá un enfoque que servirá.


·         Aprendiz: El aprendiz intentará un diagrama de árbol, pero estará incorrecto e incompleto.


·         Practicante: El practicante tendrá un enfoque sistemático y correcto para resolver la tarea. El practicante tendrá una solución correcta y podría hacer observaciones acerca de los patrones en la solución.


·         Experto: El experto analizará la situación en términos matemáticos, logrando una correcta solución que sea correctamente comunicada.

Consejos Adicionales de Tareas de Desempeño

 
1.      Es importante recordar que las tareas de desempeño deben ser completadas como tareas por culminar, en lugar de simples evaluaciones.

2.      Podría parecer extraño que una tarea por culminar basada en desempeño necesite una matriz de evaluación (otra evaluación), pero las matrices de evaluación son importantes para asegurar que la tarea en mano haya sido completada correctamente. Además, las matrices de evaluación, cuando son presentadas a los alumnos antes de completar la tarea de desempeño proveerá criterio a los alumnos más allá del tiempo y para ayudar a establecer expectativas claramente. El diseñar matrices de evaluación eficaces será muy importante, para mayor información revisar el mini-curso EdK-12 sobre el desarrollo de Matrices de Evaluación Eficaces.

Los sitios Web adicionales que tienen recursos en relación a las matrices de evaluación son estos:

·         Rubistar
·         Teachnology
·         Tech4Learning

3.      Explorar una variedad de tareas de desempeño en distintas asignaturas:

o        El estado de Connecticut tiene una base de datos llamada ctcurriculum.org que incluye tareas de desempeño (K-12) disponibles para buscar a lo largo de varias asignaturas.

o        Tareas de Desempeño de Ciencia - PALS es una fuente actualizada continuamente de banco en línea y basada en estándares, de tareas de evaluación científica de desempeño indexada vía los Estándares Nacionales Educativos de Ciencia (NSES) y otros varios esquemas de estándares. Las tareas, recolectadas de numerosas fuentes, incluyen formas de direcciones y respuestas de los alumnos, procedimientos administrativos, matrices de evaluación de puntajes, ejemplos del trabajo de los alumnos, y datos de calidad técnica calculados de pruebas de campo.

4.      Diferenciar tareas de desempeño cuanto sea necesario. Las tareas de desempeño podría tener la misma meta inicial, pero el producto/desempeño podría ser diferente para distintos alumnos. Por ejemplo, para crear un patrón utilizando formas geométricas, algunos alumnos podrían escribir un poema, otros alumnos podrían usar manipuladores, y otros alumnos podrían dibujar una figura, todo para ilustrar cómo crear un patrón.

Pensamientos Concluyentes acerca del Uso de las Tareas de Desempeño

Usando las tareas de desempeño con instrucción puede perfeccionar las experiencias de aprendizaje valiosas para los alumnos. Los profesores deben continuar reflejando y refinando los procesos que usan para diseñar y usar las tareas de desempeño. Jay McTighe y Grant Wiggins han establecida un formato excelente (GRASPS) para diseñar tareas de desempeño y/o evaluar la calidad de las tareas de desempeño. Las evaluaciones basadas en el desempeño son excelentes ya que requieren que los alumnos demuestren entendimiento y aplicación de conocimiento más allá de los formatos tradicionales de evaluación. Desde un punto crítico, las tareas de desempeño deben ser realistas con aplicación del mundo real y deben tener una forma de evaluación para la tarea en sí, normalmente una matriz de evaluación. Además, las tareas de desempeño son beneficiosas ya que pueden tratar múltiples estándares, pueden ser interdisciplinarias, y permiten que los alumnos demuestren entendimiento de múltiples maneras.

jueves, 12 de agosto de 2010

CREAR UN AULA DE CLASE CENTRADA EN PROBLEMAS MATEMATICOS

1. ¿Qué es un aula centrada en un problema matematico?
En su versión más simple, una clase centrada en un problema matematico se puede definir como aquella que sigue un enfoque centrado en la instrucción del estudiante en la cual el aprendizaje es función de los retos, de los problema matematicos abiertos que requieren un alto nivel de demanda cognitiva. Si bien esta es una definición muy común, aún deja a muchas personas pensando,”'¿qué significa esto exactamente? " o, " ¿qué es esto en acción?”

Una lección centrada en un problema matematico matematico, muy a menudo comienza con el maestro introduciendo un nuevo concepto - problema matematico, simplemente para tener a los estudiantes pensando acerca de un concepto-problema matematico pasado que ya han dominado. Por ejemplo, si el nuevo problema matematico va a requerir la división y esto no es algo que los estudiantes han trabajado antes, el profesor puede tenerlos pensando en un problema matematico que requiere la multiplicación. El docente entonces introduce el nuevo problema matematico siendo muy cuidadoso de no dar ningún tipo de métodos de solución posible, ni dar alguna "sugerencia" que ayude a resolver el problema matematico. El objetivo de la introducción, es activar el conocimiento previo y asegurarse que todos los componentes del problema matematico están claros de manera que no haya obstáculos debido a las expectativas, vocabulario, etc. Una vez que el problema matematico y / o la tarea está claro se le pide a los estudiantes que trabajen solos durante varios minutos antes de ser colocado en un grupo o con un compañero.

Este “tiempo de trabajo a solas "es importante porque ayuda a mantener el aspecto de la responsabilidad individual para el aprendizaje. Durante este tiempo el maestro simplemente camina a través de la sala tal vez haciendo preguntas de sondeo de los estudiantes que no se atreven a empezar, pero nunca da pistas explícitas, sugerencias o correcciones. Una vez que el maestro siente que los alumnos tienen un buen comienzo o al menos una idea de por dónde empezar, se le pide a los estudiantes que se pongan en grupos o en parejas.

Durante este tiempo los estudiantes hablan de lo que cada uno ha hecho y decide en qué dirección desean ir para solucionar el problema matematico. Si los grupos aún no están seguros el papel del profesor consiste en hacer de nuevo un sondeo adicional y aclarar preguntas para ayudarlos a pensar sobre lo que saben y saber cómo hacerlo y así proporcionarles orientación hacia una estrategia. Después de que cada grupo ha tenido tiempo para llegar a una solución, debe presentarla a la clase con una explicación de los métodos utilizados. Durante este tiempo, el maestro tiene un papel muy importante.

El maestro debe estar seguro que las matemáticas detrás de los métodos de solución son llevados a la superficie para todos los estudiantes las vean y debe hacer conexiones entre diferentes piezas de trabajo de los estudiantes de manera que mientras cada método de solución podría no ser el mismo, los estudiantes son capaces de ver realmente cómo cada uno está conectado matemáticamente.

Durante este tiempo, el profesor también puede optimizar los momentos de aprendizaje introduciendo un nuevo vocabulario de manera que éste se enseñe en el contexto de lo que los estudiantes ya han hecho, resaltar conceptos y / o procedimientos que no se han utilizado todavía, junto con aquellos que han sido enseñado previamente para que los estudiantes entiendan las conexiones entre los conceptos y asi establecer el tono del ambiente de manera que incluso si la respuesta no es correcta o una aproximación a una solución no es apropiada para el problema matematico, el estudiante aprende de la situación y continúa sintiéndose cómodo haciendo preguntas y presentando sus ideas. Una nota de precaución para este enfoque es que los profesores deben tener cuidado de no aludir a una manera correcta o mejor manera, o incluso a la forma más eficaz para resolver un problema matematico ya que es contrario al objetivo de un aula centrada en un problema matematico.

2. ¿Cómo se van a beneficiar mis alumnos de la enseñanza y el aprendizaje que tiene lugar en un aula centrada en problema matematicos?
Si bien es cierto que el cambio de un enfoque tradicional de la enseñanza de las matemáticas a un enfoque centrado en problema matematicos puede causarle a muchos profesores salir de su propia zona de confort; los beneficios que reciben los estudiantes al aprender en este entorno, hace que valga la pena la incomodidad que pueden sentir durante el período de transición. Estos beneficios incluyen, sin estar limitados:
1. Conocimiento conceptual mejorado y comprensión conceptual más profunda. Debido a que los estudiantes están trabajando con las matemáticas y no procedimientos y algoritmos, su comprensión matemática es llevada a un nivel mucho más profundo. Los estudiantes están creando sentido en lugar de recolectar hechos.
2. Fomenta la comunicación matemática y mantiene un flujo constante de diálogo entre profesor y alumno. Como los estudiantes trabajan entre ellos, presentar sus conclusiones y responden a las preguntas del(la) maestro(a); se están comunicando, tanto por escrito como oralmente utilizando el vocabulario y los conceptos matemáticos. Ya no es sólo dar una respuesta final lo único que debe ser comunicado.
3. Aumento de los requerimientos de pertenencia de los estudiantes por el Trabajo. En un aula centrada en problema matematicos los estudiantes están haciendo el trabajo y participando en una lucha estudiantil positiva, ya que trabajan en perfeccionar sus habilidades para resolver problema matematicos. Ya no es el maestro quien lucha para  facilitar el aprendizaje de cada estudiante.
4. Aumento de la retención y motivación. El trabajo realizado en un aula centrada en problema matematicos "refleja la forma en que la mente de los estudiantes funciona realmente, no un conjunto de procedimientos de juegos de salón para manipular el aprendizaje de los estudiantes " (Foro nacional para la Enseñanza y el Aprendizaje, 1998). Debido a que los estudiantes gozan de cierta libertad en la selección de una estrategia de solución en vez de ser forzados a un procedimiento que no tiene sentido para ellos, las matemáticas se hacen menos desalentadoras lo cual conduce a una mayor motivación para muchos estudiantes, así como mayores niveles de retención porque el trabajo para cada estudiante tiene sentido.
5. Aumento de las conexiones entre conceptos y destrezas. : Debido a que el conocimiento previo entra en juego más rápidamente en un aula centrada en problema matematicos, los estudiantes son capaces de ver y entender con más facilidad las conexiones entre múltiples conceptos y procedimientos.
Como se dijo anteriormente, son numerosos los beneficios tanto para el maestro como para el estudiante de la transición a un aula centrada en problema matematicos y los profesores al hacer este cambio comenzarán a ver los beneficios personales para ellos mismos.

En esta sección del curso usted verá recursos en cuatro áreas diferentes diseñados para ayudarle en la transición y la enseñanza en un aula centrada en problema matematicos.

Creación de Medio Ambiente: El éxito de un aula centrada en problema matematicos depende en gran medida de la interacción y la comunicación entre estudiantes y de la interacción y la comunicación con el profesor. Para que la comunicación e interacción tengan lugar, los estudiantes necesitan sentir que el medio ambiente en sí es seguro para que ellos expresen sus pensamientos e ideas sin juicio y / o miedo a hacer el ridículo si se equivocan. Para ayudar a crear este ambiente, sugerimos por encima de todo, el establecimiento de directrices personales y de toda la clase. Los siguientes son cinco puntos a tener en cuenta al crear estas directrices.

Cada uno tiene algo digno de escuchar.
En cualquier salón de clases lograr que los estudiantes expresen sus pensamientos e ideas será un proceso fácil para algunos estudiantes y un reto incómodo para otros. Esto también es cierto cuando se desea lograr que los estudiantes escuchen lo que sus compañeros están diciendo. Algunos de estos desafíos vienen del ambiente de aprendizaje pasado en el cual la respuesta de un estudiante fue la preferida, dejándole saber a los otros estudiantes que su manera de pensar era errónea y que no debían ser escuchados. En un aula centrada en problema matematicos usted desea acabar con estos estigmas del pasado y dejar saber que la expectativa es que todos los estudiantes hablen y presenten sus ideas a su grupo y las expectativas para los miembros de cada grupo es que escuchen las ideas de todos los demás. Cuando los estudiantes comienzan a sentirse cómodos, expresan abiertamente sus ideas y continúan haciéndolo cuando sienten que sus ideas son bienvenidas y valoradas. En este momento es crucial que se asegure que los estudiantes y profesores practiquen buenos hábitos de escucha. Explique a los estudiantes que escuchar a los demás es importante porque:

  • Llegan a ver varias maneras de solucionar el mismo problema matematico.
  • A menudo, cuando se escucha a alguien explicando, vemos un error en nuestro propio pensamiento si estamos teniendo dificultades para encontrar una solución.
  • A veces es el caso de un compañero que puede explicar algo de una manera que tenga sentido, cuando la explicación de los profesores es confuso.
Recuerde, escuchar requiere práctica, pero es vital para la validación de los estudiantes.
Elija cuidadosamente sus palabras.

Todo los estudiante desean y merecen un elogio, y es la inclinación natural de un educador alabar a los estudiantes cuando hacen las cosas” bien" y para corregirlos cuando hacen algo" equivocado”. Si bien es cierto que nadie va a sugerir el poner fin a esta práctica, si se sugiere y recomienda que los términos utilizados en este tipo de realimentación sea elegida sabiamente para que las observaciones de ninguna manera lleguen a los estudiantes como de juicio. Cuando se eligen las palabras, los maestros pueden considerar los dos puntos siguientes:
  • No hacer uso excesivo de frases tales como "Me gusta...". Evite esto porque le dice a los estudiantes que esta es la forma en que algo se debe hacer y todos los demás aspectos están "mal". Este sentimiento es contrario a la filosofía del aula centrada en problema matematicos.
  • No critique la solución de un estudiante, porque es diferente, menos eficiente, menos sofisticado, o tiene un enfoque menos tradicional del que usted utilizaría. Es una solución que funciona, no está mal. Por  otro lado, no alabe o destaque una solución porque es la misma, más eficiente, más sofisticados o con un enfoque más tradicional que habría utilizado o preferido. Recuerde, no hay una sola manera de resolver un problema matematico.
Los errores son una vía válida para el aprendizaje.
Henry Ford dijo,” Incluso un error puede llegar a ser la única cosa necesaria para un logro que vale la pena” Esto es muy cierto para las matemáticas. Algunas veces los estudiantes cometen un error y entonces, y esto es muy importante, saber por qué ese enfoque no funciona es exactamente lo que necesitan para encontrar una solución satisfactoria a un problema matematico y profundizar en su comprensión conceptual. Es el papel del profesor, no sólo marcar la solución a un problema matematico como bien o mal, sino proporcionar información sobre los errores de manera que haya entendimiento.
Pregunte, No diga
Hasta la fecha y en varias ocasiones, el papel del maestro en un aula centrada en problema matematicos, se ha señalado y también se ha planteado la prevención de dar demasiada información. El papel de los docentes no es explícitamente dar respuestas, estrategias, consejos y / o sugerencias. El papel del profesor durante el tiempo que los estudiantes están trabajando y presentando sus soluciones es hacer preguntas de sondeo a fin de que las matemáticas y su comprensión sean traídas a la superficie. Sin embargo una cosa de la cual los maestros son responsables es de hacer conexiones matemáticas explícitas entre el trabajo del estudiante, si estas conexiones no se plantearon inicialmente por los mismos estudiantes.
La transición a un aula centrada en problema matematicos requiere paciencia, compromiso y entusiasmo.
La transición no siempre es fácil para las partes involucradas; en este caso los docentes, estudiantes e incluso algunos padres. Los estudiantes y padres de familia verán en el maestro a la persona para dirigir este proceso. Si el maestro no está plenamente comprometido con el proceso, los estudiantes y los padres no lo estarán tampoco.. Si el profesor no es entusiasta, los estudiantes y los padres no serán entusiastas. Si el maestro no es paciente, los estudiantes y los padres se sentirán frustrados por lo cual se impide el progreso. Aunque la responsabilidad del éxito recae en el maestro, vale la pena que al final los estudiantes se instalen en el proceso y así habrá un aprendizaje profundo y de larga duración.
Ejemplo de un marco para la aplicación: Para facilitar la transición a un aula centrada en problema matematicos, el siguiente es un marco que puede ser utilizado durante las clases. Estos pasos se puede escribir de nuevo en su nivel de grado, en palabras amigables para los estudiantes y publicados en el salón de clases para que los estudiantes los sigan.


Paso 1: Lea todo el problema matematico
Es importante leer todo el problema matematico antes de intentar llegar a una solución. Los estudiantes y los profesores deben tomar este tiempo para aclarar vocabulario ambiguo y hacer preguntas para aclarar el contexto del problema matematico.


Paso 2: Organice la información
Se recomienda que los estudiantes creen el hábito de la disección de la información dentro de un problema matematico y organicen la información de una manera significativa. Esto podría significar hacer una lista para algunos estudiantes, o podría significar simplemente reescribir el problema matematico en sus propias palabras, o excluir información ajena a los demás. Para llegar a este proceso de organización necesita práctica, que al largo plazo ayudará a asegurar que los estudiantes analizan de manera crítico cada pieza de información.               
                                 
Paso 3: Lista de preguntas
En este paso, los estudiantes recompilan una lista de preguntas sobre el contenido que les ayude a elaborar una estrategia de solución. Estas son también las preguntas que los estudiantes pueden utilizar para ayudarles a iniciar sus debates cuando se trabaja en parejas o en grupos.
Paso 4: Experimento 
Debido a que los estudiantes, en las matemáticas han sido típicamente condicionados para funcionar en un mundo de respuestas correctas o incorrectas, a menudo son reacios a probar una estrategia si no están seguros de que darán respuesta "correcta". Lamentablemente, este es un modo de pensar que los profesores tendrán que trabajar para revertirlo. Los estudiantes deben entender que, como se señaló anteriormente, cometer errores y determinar dónde y por qué salió mal, es una parte vital del proceso de aprendizaje.


Paso 5: Discutir ideas con los compañeros
Una preocupación válida que surge cuando el grupo o parejas comienzan el debate es "¿cómo mantener a los estudiantes que hacen bien las matemáticas para que hagan todo el trabajo y mantener a los estudiantes que luchan para no hacer nada del trabajo?. Esta es una preocupación real y proviene de los resultados del trabajo de grupos tradicionales. Una verdadera aula   centrada en problema matematicos, promueve el aprendizaje de las discusiones entre compañeros, de todos hablando, de las presentaciones del trabajo del problema matematico y de la responsabilidad conjunta e individual. La aplicación de estas filosofías debería ayudar a evitar la preocupación de todos o de ninguno.


Paso 6: Tomar Acción
En pocas palabras, este paso implica que los estudiantes apliquen sus acuerdos sobre la estrategia para la solución al problema matematico. Esto puede tomar más tiempo para unos que para otros, pero es perfectamente aceptable.


Paso 7: Escribir la solución
Completar la escritura de la solución va mas allá de que los estudiantes muestren su trabajo. Debe incluir una sección que por qué que ayude a explicar y también ayudará en la presentación y defensa. Los estudiantes que saben por qué realizaron determinadas operaciones, etc., también aumentarán su nivel de confianza para resolver problema matematicos matemáticos complejos.

Paso 8: Presente y Defienda las soluciones.
Después de los estudiantes resuelvan sus problema matematicos deben estar     obligados a presentar y defender su estrategia. Esto debe incluir, con el tiempo, las discusiones de toda la clase y / o grupo. Los objetivos a lograr en este tiempo incluyen:
§          Todo el mundo participa en la defensa.
§          Los estudiantes comunican oralmente el qué, cómo y por qué de su solución.
§         Las conexiones matemáticas que se han hecho entre las soluciones de los estudiantes.
§          Los estudiantes aprenden de múltiples maneras de resolver el mismo problema matematico.

Paso 9: Reflexionar sobre su trabajo
Hacer que los estudiantes reflexionen sobre su aprendizaje requiere que ellos sinteticen la información y la repitan en sus propias palabras, lo cual los puede conducir a una mayor comprensión. Esta reflexión puede tomar la forma de entradas de diario, boletas de salida, tarea de escritos, respuestas orales, etc. La creatividad funciona bien aquí y mantiene la monotonía al mínimo mediante la utilización de diferentes modos de reflexión.


Paso 10: Celebra el éxito
Los estudiantes deben estar orgullosos de sus esfuerzos en las matemáticas y de sus éxitos. Después de todo, un aula centrada en problema matematicos está basada sobre lo que los estudiantes han aprendido y cómo han aplicado lo que han aprendido y no sobre lo que el maestro ha enseñado.

Encontrar, modificar y crear problema matematicos: El corazón de un aula centrada en problema matematicos es el problema matematico en sí. A menudo los profesores se encuentran en la situación de tener que buscar fuera de su texto para encontrar, modificar o incluso crear ellos mismos los problema matematicos Para ayudarles con esto, además de los que se han discutido a lo largo de este curso, hay algunas características clave de un problema matematico apropiado que pueden ser útiles para los maestros.
1. Dentro de la tarea en sí, o dentro de las instrucciones, no hay ninguna estrategia de solución declarada de forma explícita o predecible.
2. La tarea requiere que los estudiantes hagan uso de los procedimientos previamente aprendidos y la comprensión conceptual.
3. Los estudiantes deben analizar todos los aspectos de la tarea a fin de determinar una estrategia de solución adecuada.
4. La tarea tiene múltiples puntos de entrada para permitir una diferenciación.
Con el tiempo la selección de problema matematicos apropiados para incluir en las lecciones centradas en problema matematicos, se convertirá en una parte natural del proceso de planificación de las lecciones.

Preguntas frecuentes: En este punto, todos los profesores suelen tener varias preguntas sin respuesta acerca de la enseñanza en un aula centrada en problema matematicos Las siguientes son algunas de las preguntas más frecuentes.
§          ¿Tengo que enseñar todos los días una lección centrada en problema matematicos?

No, no todos los días. Para empezar puede que desee elegir conceptos clave fundamentales que son enseñados en su nivel de grado y trabajar la lección centrada en el problema matematico dentro de la instrucción. En el transcurso de un año escolar, naturalmente, encontrara áreas adicionales en su currículo de estudios en donde los estudiantes están mejor servidos por lecciones centradas en problema matematicos que en las lecciones tradicionales de tipo exploratorio. En la medida en que usted va implementando lecciones centradas en problema matematicos, su propia biblioteca de problema matematicos crecerá, permitiendo así un aumento automático del número de lecciones centradas en problema matematicos que usted implementa cada año escolar.
§         ¿Qué sucede si los estudiantes no resuelven el problema matematico de la manera correcta?
La respuesta a esta pregunta es realmente mejor contestada con una pregunta adicional. ¿Hay una sola manera correcta de resolver un problema matematico en un aula centrada en problema matematicos? Si se ha utilizado un buen problema matematico, de alta calidad, con exigencia cognitiva, la respuesta será casi siempre no. Debe haber múltiples caminos para resolver el problema matematico, como se ha indicado anteriormente. Si la estrategia elegida para el problema matematico funciona entonces es una manera "correcta". Por otra parte, si un estudiante va por un camino de solución que no es adecuado para el problema matematico, el profesor debe hacer preguntas que prueben y aclaren las preguntas de los estudiantes acerca de su pensamiento y enfoque para ayudarles así a estar de nuevo en el camino.

§         ¿Qué sucede si los estudiantes presentan una estrategia que nunca he visto?

Si un estudiante presenta una estrategia con la cual el profesor no está familiarizado, puede al comienzo, resultar incómoda para algunos; pero realmente es bueno por un par de razones. En primer lugar, proporciona a los estudiantes la oportunidad de mostrar realmente su pensamiento único y el razonamiento matemático. En segundo lugar, el profesor obtiene una mejor idea de cómo presentar los contenidos a los estudiantes en función de su forma de pensar. En tercer lugar, para algunos, el desarrollo de una solución que el profesor no ha visto nunca anteriormente, se convertirá en un reto divertido que les obligan a trabajar más efectivamente y entender los conceptos a un nivel mucho más profundo. En cuarto lugar, como se comentó anteriormente, otros estudiantes se benefician enormemente de ver las estrategias de solución múltiples, especialmente las estrategias únicas. Una nota final sobre esto, los maestros no deben tener miedo a decir que nunca han visto una estrategia particular y debe aceptar el diálogo que tendrá lugar mientras que el estudiante ayuda al maestro a comprender lo que han hecho.

§         ¿Debo permitir que un estudiante o grupo de estudiantes que no han encontrado una estrategia de solución adecuada , presente/n a la clase?
Si, ya que se ha establecido que mientras el entorno no sea crítico en absoluto, como a menudo es, es muy beneficioso tener compañeros que se ayudarán mutuamente en el esclarecimiento de las ideas y el pensamiento.

§          ¿Cómo puedo lidiar con los estudiantes que se sienten frustrados por este proceso?

Hable con ellos, anímelos y lo más importante es que utilice sus técnicas efectivas de preguntas para llegar a la raíz de su frustración. Usted debe tratar de determinar si la frustración viene del vocabulario confuso, la falta de saber por dónde empezar, etc. Como una nota de precaución, tenga en cuenta la búsqueda de la "frustración" del estudiante que simplemente quiere que alguien les diga cómo resolver el problema matematico en lugar de trabajar para resolver el problema matematico el mismo.
§          ¿Qué pasa con las competencias básicas?


La comprensión y el conocimiento que los estudiantes tienen de los datos básicos son una parte importante de la solución de problema matematicos y no debe pasarse por alto. Un enfoque equilibrado del currículo deberían incluir la instrucción sobre los datos básicos para que el alumno llegue a dominar las habilidades aritméticas como parte del proceso de desarrollo. 
  
§          Deben los estudiantes trabajar siempre en grupos?
No siempre, pero el trabajo en grupo es una parte importante para que los estudiantes practiquen la comunicación en dos direcciones de las ideas matemáticas y la comprensión. Así que, si bien es necesario que los estudiantes sean evaluados individualmente a fin de medir el progreso personal, asegúrese de proporcionar oportunidades para trabajar en parejas y en grupo.

Glosario de términos:
Tareas con alta demanda cognitiva: problema matematicos y tareas que requieren que los estudiantes piensen y luchen con las matemáticas importantes.

Conexiones conceptuales: la combinación de todas las características de las ideas y los significados y la conexión con los que tienen otra idea similar.


Aula centrada en Problema matematicos: la instrucción en la que el aprendizaje está en función de los retos, de problema matematicos abiertos que requieren un alto nivel de demanda cognitiva. 

jueves, 20 de mayo de 2010

Kseniya Simonova - Sand Animation (Ukraine's Got Talent) II

miércoles, 17 de marzo de 2010

Arquitectura RISC vs CISC

José Ignacio Vega Luna
Profesor Investigador de la UAM / Azcapotzalco
DCBI / Departamento de Electrónica
Roberto Sánchez González
Profesor Investigador de la UAM / Azcapotzalco
DCBI / Departamento de Electrónica
Gerardo Salgado Guzmán
Profesor Investigador de la UAM / Azcapotzalco
DCBI / Departamento de Electrónica
Luis Andrés Sánchez González
Hewlett Packard de México

INTRODUCCION

Veamos primero cual es el significado de los términos CISC y RISC:
  • CISC (complex instruction set computer) Computadoras con un conjunto de instrucciones complejo.
  • RISC (reduced instruction set computer) Computadoras con un conjunto de instrucciones reducido.
Los atributos complejo y reducido describen las diferencias entre los dos modelos de arquitectura para microprocesadores solo de forma superficial. Se requiere de muchas otras características esenciales para definir los RISC y los CISC típicos. Aun más, existen diversos procesadores que no se pueden asignar con facilidad a ninguna categoría determinada.
Así, los términos complejo y reducido, expresan muy bien una importante característica definitiva, siempre que no se tomen solo como referencia las instrucciones, sino que se considere también la complejidad del hardware del procesador.
Con tecnologías de semiconductores comparables e igual frecuencia de reloj, un procesador RISC típico tiene una capacidad de procesamiento de dos a cuatro veces mayor que la de un CISC, pero su estructura de hardware es tan simple, que se puede realizar en una fracción de la superficie ocupada por el circuito integrado de un procesador CISC.
Esto hace suponer que RISC reemplazará al CISC, pero la respuesta a esta cuestión no es tan simple ya que:
  • Para aplicar una determinada arquitectura de microprocesador son decisivas las condiciones de realización técnica y sobre todo la rentabilidad, incluyendo los costos de software.
  • Existían y existen razones de compatibilidad para desarrollar y utilizar procesadores de estructura compleja así como un extenso conjunto de instrucciones.
La meta principal es incrementar el rendimiento del procesador, ya sea optimizando alguno existente o se desee crear uno nuevo. Para esto se deben considerar tres áreas principales a cubrir en el diseño del procesador y estas son:
  • La arquitectura.
  • La tecnología de proceso.
  • El encapsulado.
La tecnología de proceso, se refiere a los materiales y técnicas utilizadas en la fabricación del circuito integrado, el encapsulado se refiere a cómo se integra un procesador con lo que lo rodea en un sistema funcional, que de alguna manera determina la velocidad total del sistema.
Aunque la tecnología de proceso y de encapsulado son vitales en la elaboración de procesadores más rápidos, es la arquitectura del procesador lo que hace la diferencia entre el rendimiento de una CPU (Control Process Unit) y otra. Y es en la evaluación de las arquítecturas RISC y CISC donde centraremos nuestra atención.
Dependiendo de cómo el procesador almacena los operandos de las instrucciones de la CPU, existen tres tipos de juegos de instrucciones:

  1. Juego de instrucciones para arquitecturas basadas en pilas.
  2. Juego de instrucciones para arquitecturas basadas en acumulador.
  3. Juego de instrucciones para arquitecturas basadas en registros.
Las arquítecturas RISC y CISC son ejemplos de CPU con un conjunto de instrucciones para arquítecturas basadas en registros.

ARQUITECTURAS CISC

La microprogramación es una característica importante y esencial de casi todas las arquítecturas CISC.
Como por ejemplo:
Intel 8086, 8088, 80286, 80386, 80486.
Motorola 68000, 68010, 68020, 68030, 6840.
La microprogramación significa que cada instrucción de máquina es interpretada por un microprograma localizado en una memoria en el circuito integrado del procesador.
En la década de los sesentas la micropramación, por sus características, era la técnica más apropiada para las tecnologías de memorias existentes en esa época y permitía desarrollar también procesadores con compatibilidad ascendente. En consecuencia, los procesadores se dotaron de poderosos conjuntos de instrucciones.
Las instrucciones compuestas son decodificadas internamente y ejecutadas con una serie de microinstrucciones almacenadas en una ROM interna. Para esto se requieren de varios ciclos de reloj (al menos uno por microinstrucción).

ARQUITECTURAS RISC

Buscando aumentar la velocidad del procesamiento se descubrió en base a experimentos que, con una determinada arquitectura de base, la ejecución de programas compilados directamente con microinstrucciones y residentes en memoria externa al circuito integrado resultaban ser mas eficientes, gracias a que el tiempo de acceso de las memorias se fue decrementando conforme se mejoraba su tecnología de encapsulado.
Debido a que se tiene un conjunto de instrucciones simplificado, éstas se pueden implantar por hardware directamente en la CPU, lo cual elimina el microcódigo y la necesidad de decodificar instrucciones complejas.
En investigaciones hechas a mediados de la década de los setentas, con respecto a la frecuencia de utilización de una instrucción en un CISC y al tiempo para su ejecución, se observó lo siguiente:
- Alrededor del 20% de las instrucciones ocupa el 80% del tiempo total de ejecución de un programa.
- Existen secuencias de instrucciones simples que obtienen el mismo resultado que secuencias complejas predeterminadas, pero requieren tiempos de ejecución más cortos.
Las características esenciales de una arquitectura RISC pueden resumirse como sigue:
  • Estos microprocesadores siguen tomando como base el esquema moderno de Von Neumann.
  • Las instrucciones, aunque con otras características, siguen divididas en tres grupos: a) Transferencia.
    b) Operaciones.
    c) Control de flujo.
  • Reducción del conjunto de instrucciones a instrucciones básicas simples, con la que pueden implantarse todas las operaciones complejas.
  • Arquitectura del tipo load-store (carga y almacena). Las únicas instrucciones que tienen acceso a la memoria son 'load' y 'store'; registro a registro, con un menor número de acceso a memoria.
  • Casi todas las instrucciones pueden ejecutarse dentro de un ciclo de reloj. Con un control implantado por hardware (con un diseño del tipo load-store), casi todas las instrucciones se pueden ejecutar cada ciclo de reloj, base importante para la reorganización de la ejecución de instrucciones por medio de un compilador.
  • Pipeline (ejecución simultánea de varias instrucciones). Posibilidad de reducir el número de ciclos de máquina necesarios para la ejecución de la instrucción, ya que esta técnica permite que una instrucción puede empezar a ejecutarse antes de que haya terminado la anterior.
El hecho de que la estructura simple de un procesador RISC conduzca a una notable reducción de la superficie del circuito integrado, se aprovecha con frecuencia para ubicar en el mismo, funciones adicionales:
  • Unidad para el procesamiento aritmético de punto flotante.
  • Unidad de administración de memoria.
  • Funciones de control de memoria cache.
  • Implantación de un conjunto de registros múltiples.
La relativa sencillez de la arquitectura de los procesadores RISC conduce a ciclos de diseño más cortos cuando se desarrollan nuevas versiones, lo que posibilita siempre la aplicación de las más recientes tecnologías de semiconductores. Por ello, los procesadores RISC no solo tienden a ofrecer una capacidad de procesamiento del sistema de 2 a 4 veces mayor, sino que los saltos de capacidad que se producen de generación en generación son mucho mayores que en los CISC.
Por otra parte, es necesario considerar también que:
  • La disponibilidad de memorias grandes, baratas y con tiempos de acceso menores de 60 ns en tecnologías CMOS.
  • Módulos SRAM (Memoria de acceso aleatorio estática) para memorias cache con tiempos de acceso menores a los 15 ns.
  • Tecnologías de encapsulado que permiten realizar más de 120 terminales.
Esto ha hecho cambiar, en la segunda mitad de la década de los ochentas, esencialmente las condiciones técnicas para arquítecturas RISC.
La siguiente tabla esquematiza algunas de las principales características de las arquítecturas RISC Y CISC.



PRINCIPIOS DE DISEÑO DE LAS MAQUINAS RISC

Resulta un tanto ingenuo querer abarcar completamente los principios de diseño de las máquinas RISC, sin embargo, se intentará presentar de una manera general la filosofía básica de diseño de estas maquinas, teniendo en cuenta que dicha filosofía puede presentar variantes. Es muy importante conocer estos principios básicos, pues de éstos se desprenden algunas características importantes de los sistemas basados en microprocesadores RISC.
En el diseño de una máquina RISC se tienen cinco pasos:
  1. Analizar las aplicaciones para encontrar las operaciones clave.
  2. Diseñar un bus de datos que sea óptimo para las operaciones clave.
  3. Diseñar instrucciones que realicen las operaciones clave utilizando el bus de datos.
  4. Agregar nuevas instrucciones sólo si no hacen más lenta a la máquina.
  5. Repetir este proceso para otros recursos.
El primer punto se refiere a que el diseñador deberá encontrar qué es lo que hacen en realidad los programas que se pretenden ejecutar. Ya sea que los programas a ejecutar sean del tipo algorítmicos tradicionales, o estén dirigidos a robótica o al diseño asistido por computadora.
La parte medular de cualquier sistema es la que contiene los registros, el ALU y los 'buses' que los conectan. Se debe optimar este circuito para el lenguaje o aplicación en cuestión. El tiempo requerido, (denominado tiempo del ciclo del bus de datos) para extraer los operandos de sus registros, mover los datos a través del ALU y almacenar el resultado de nuevo en un registro, deberá hacerse en el tiempo mas corto posible.
El siguiente punto a cubrir es diseñar instrucciones de máquina que hagan un buen uso del bus de datos. Por lo general se necesitan solo unas cuantas instrucciones y modos de direccionamiento; sólo se deben colocar instrucciones adicionales si serán usadas con frecuencia y no reducen el desempeño de las más importantes.
Siempre que aparezca una nueva y atractiva característica, deberá analizarse y ver la forma en que se afecta al ciclo de bus. Si se incrementa el tiempo del ciclo, probablemente no vale la pena tenerla.
Por último, el proceso anterior debe repetirse para otros recursos dentro del sistema, tales como memoria cache, administración de memoria, coprocesadores de punto flotante, etcétera.
Una vez planteadas las características principales de la arquitectura RISC así como la filosofía de su diseño, podríamos extender el análisis y estudio de cada una de las características importantes de las arquítecturas RISC y las implicaciones que estas tienen.

PAPEL DE LOS COMPILADORES EN UN SISTEMA RISC

El compilador juega un papel clave para un sistema RISC equilibrado.
Todas las operaciones complejas se trasladan al microprocesador por medio de conexiones fijas en el circuito integrado para agilizar las instrucciones básicas más importantes. De esta manera, el compilador asume la función de un mediador inteligente entre el programa de aplicación y el microprocesador. Es decir, se hace un gran esfuerzo para mantener al hardware tan simple como sea posible, aún a costa de hacer al compilador considerablemente más complicado. Esta estrategia se encuentra en clara contra posición con las máquinas CISC que tienen modos de direccionamiento muy complicados. En la práctica, la existencia en algunos modos de direccionamiento complicados en los microprocesadores CISC, hacen que tanto el compilador como el microprograma sean muy complicados.
No obstante, las máquinas CISC no tienen características complicadas como carga, almacenamiento y salto que consumen mucho tiempo, las cuales en efecto aumentan la complejidad del compilador.
Para suministrar datos al microprocesador de tal forma que siempre esté trabajando en forma eficiente, se aplican diferentes técnicas de optimización en distintos niveles jerárquicos del software.
Los diseñadores de RISC en la empresa MIP y en Hewlett Packard trabajan según la regla siguiente:
Una instrucción ingresa en forma fija en el circuito integrado del procesador (es decir, se alambra físicamente en el procesador) si se ha demostrado que la capacidad total del sistema se incrementa en por lo menos un 1%.
En cambio, los procesadores CISC, han sido desarrollados por equipos especializados de las empresas productoras de semiconductores y con frecuencia el desarrollo de compiladores se sigue por separado. Por consiguiente, los diseñadores de los compiladores se encuentran con una interfaz hacia el procesador ya definido y no pueden influir sobre la distribución óptima de las funciones entre el procesador y compilador.
Las empresas de software que desarrollan compiladores y programas de aplicación, tienden por razones de rentabilidad, a utilizar diferentes procesadores como usuarios de su software en lugar de realizar una optimización completa, y aprovechar así las respectivas características de cada uno. Lo cual también genera otros factores negativos de eficiencia. Esta limitación de las posibilidades de optimización del sistema, que viene dada a menudo por una obligada compatibilidad, se superó con los modernos desarrollos RISC.

CAPACIDAD DE PROCESAMIENTO DE LOS SISTEMAS DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL USUARIO

Aparte de la base conceptual para el desarrollo de un sistema de computación de alta calidad, se requieren técnicas especiales para optimizar cada uno de los factores que determinan la capacidad de procesamiento, la cual, solo puede definirse con el programa de aplicación.
La información suministrada por un fabricante, sobre la velocidad en mips (millones de Instrucciones por segundo) que una arquitectura es capaz de realizar, carece de relevancia hasta que el usuario sepa cuantas instrucciones genera el respectivo compilador, al traducir su programa de aplicación y cuánto tiempo tarda la ejecución de estas instrucciones, y solo el análisis de diferentes pruebas y comparaciones de rendimiento ("benchmarks) da una idea aproximada, que el usuario puede aplicar para delimitar las arquítecturas adecuadas.
Dos diferentes puntos de vista acerca de capacidad de procesamiento del sistema.

  • Sistema reprogramable. Un usuario que necesite desarrollar un sistema reprogramable, no está interesado en obtener una alta capacidad de procesamiento.
  • Sistema incluido o dedicado. En estos sistemas el principal objetivo es procesar en forma repetitiva una serie de aplicaciones o funciones determinadas, y es de suma importancia la mayor cantidad posible de pruebas y comparaciones de rendimiento ("benchmarks" ) diferentes.
Así, estas pruebas y comparaciones sirven para determinar la capacidad de procesamiento de los sistemas, pero solo el análisis de varios resultados de diferentes programas da una idea aproximada de la capacidad de procesamiento real.

APLICACIONES DE LOS PROCESADORES RISC

Las arquitecturas CISC utilizadas desde hace 15 años han permitido desarrollar un gran número de productos de software. Ello representa una considerable inversión y asegura a estas familias de procesadores un mercado creciente. Sin embargo, simultáneamente aumentan las aplicaciones en las cuales la capacidad de procesamiento que se pueda obtener del sistema es más importante que la compatibilidad con el hardware y el software anteriores, lo cual no solo es válido en los subsistemas de alta capacidad en el campo de los sistemas llamados "embedded", en los que siempre dominaron las soluciones especiales de alta capacidad de procesamiento sino también para las estaciones de trabajo ("workstations"). Esta clase de equipos se han introducido poco a poco en oficinas, en la medicina y en bancos, debido a los cada vez mas voluminosos y complejos paquetes de software que con sus crecientes requerimientos de reproducción visual, que antes se encontraban solo en el campo técnico de la investigación y desarrollo.
En este tipo de equipos, el software de aplicación, se ejecuta bajo el sistema operativo UNIX, el cual es escrito en lenguaje C, por lo que las arquítecturas RISC actuales están adaptadas y optimizadas para este lenguaje de alto nivel. Por ello, todos los productores de estaciones de trabajo de renombre, han pasado en pocos años, de los procesadores CISC a los RISC, lo cual se refleja en el fuerte incremento anual del número de procesadores RISC, (los procesadores RISC de 32 bits han visto crecer su mercado hasta en un 150% anual). En pocos años, el RISC conquistará de 25 al 30% del mercado de los 32 bits, pese al aparentemente abrumador volumen de software basado en procesadores con el estándar CISC que se ha comercializado en todo el mundo.
La arquitectura MIPS-RISC ha encontrado, en el sector de estaciones de trabajo, la mayor aceptación. Los procesadores MIPS son fabricados y comercializados por cinco empresas productoras de semiconductores, entre las que figuran NEC y Siemens. Los procesadores de los cinco proveedores son compatibles en cuanto a las terminales, las funciones y los bits.

CONCLUSIONES

Cada usuario debe decidirse a favor o en contra de determinada arquitectura de procesador en función de la aplicación concreta que quiera realizar. Esto vale tanto para la decisión por una determinada arquitectura CISC o RISC, como para determinar si RISC puede emplearse en forma rentable para una aplicación concreta.
  • Nunca será decisiva únicamente la capacidad de procesamiento del microprocesador, y sí la capacidad real que puede alcanzar el sistema en su conjunto.
  • Los costos, por su parte, también serán evaluados.
Supongamos por ejemplo, que el precio de un procesador sea de $500.00 USD, éste será secundario para un usuario que diseña una estación de trabajo para venderla después a un precio de $100 000.00 USD. Su decisión se orientará exclusivamente por la potencialidad de este procesador.
RISC ofrece soluciones atractivas donde se requiere una elevada capacidad de procesamiento y se presente una orientación hacia los lenguajes de alto nivel.
En el campo industrial existe un gran número de aplicaciones que ni siquiera agotan las posibilidades de los controladores CISC de 8 bits actuales.
Si bién el campo de aplicaciones de las arquítecturas RISC de alta capacidad crece con fuerza, esto no equivale al fin de otras arquítecturas de procesadores y controladores acreditadas que también seguirán perfeccionándose, lo que si resulta dudoso es la creación de familias CISC completamente nuevas.
Adoptando técnicas típicas de los procesadores RISC en las nuevas versiones de procesadores CISC, se intenta encontrar nuevas rutas para el incremento de la capacidad de las familias CISC ya establecidas.
Entre tanto, los procesadores RISC han conquistado el sector de las estaciones de trabajo, dominado antes por los procesadores Motorola 68 000, y es muy probable que acosen la arquitectura Intel en el sector superior de las PC's.
Las decisiones en el mercado las toman los usuarios, y aquí, el software o la aplicación concreta juega un papel mucho más importante que las diferencias entre las estructuras que son inapreciables para el usuario final.

viernes, 5 de febrero de 2010

El nuevo Disco Duro de Western Digital


My Passport Elite
Discos duros ultraportátiles
640 GB; USB 2.0

Respaldo y almacenamiento de primera.

Esta unidad ultraportátil es más inteligente que nunca, con características tales como el respaldo automático, continuo, medidor de capacidad iluminado y un módulo de acoplamiento USB sencillo y conveniente para almacenamiento sobre la marcha.

Colores:
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Capacidades:

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Práctico módulo de acoplamiento USB incluido.
Su conveniente módulo de acoplamiento USB facilita la conexión de la unidad a su computadora.
Vea su vida segura, en un lugar.
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Seguridad de la unidad y medidor de capacidad iluminado.
Disfrute de la seguridad de la protección con contraseña y de la encriptación basada en hardware de 256 bits. Puede ver de un vistazo el estado de seguridad y la capacidad disponible.

lunes, 18 de enero de 2010

Introducción al Teleproceso.


Contenido:
·  Generalidades del Teleproceso
·  Transmisión de Datos 
·  Modulación en la Transmisión de Señales 
Generalidades del Teleproceso
Teleproceso.- Es el procesamiento de datos usando las telecomunicaciones (transmisión de señales a grandes o pequeñas distancias).- El teleproceso puede ejecutarse de dos maneras diferentes:
  • ON LINE.- Un servidor controla la transmisión y se procesa los datos inmediatamente después de haber sido recibidas.
  • OFF LINE.-Cuando la transmisión de datos es recibida por un dispositivo externo para posteriormente ser procesada.
Proceso Distribuido y Centralizado.
Distribuido.- Este se da cuando varios equipos (servidores) ejecutan varias tareas, su pro el procesamiento rápido y su contra la falta de seguridad y el incremento de costos.
Centralizado.- Este se da cuando un solo equipo (servidor) ejecuta varias tareas, sus pro mayor seguridad y la reducción de costos y su contra el procesamiento lento.
Sistemas de Comunicación de Datos.
Comunicación de Datos.- es el desplazamiento de información de un lugar a otro utilizando para ello un medio de transmisión.
Elemento de un Sistema de Comunicación de Datos.
  • FUENTE.- La fuente es el dispositivo que obtiene datos y los envía codificados al destino.
  • CANAL DE COMUNICACIÓN.- El canal es el medio por el cual se transfieren los datos.
  • DESTINO.- El destino es el dispositivo que recibe los datos codificados y los interpreta.

Transmisión de Datos

Antes del desarrollo de este tema es necesario recordar que los computadores trabajan con un sistema digital en donde la presencia o ausencia de señal eléctrica pueden representar un 1 o un 0 respectivamente.


Transmisión Paralela / Serial.- Para realizar una transmisión de datos se necesita convertir la transmisión paralela en serial y para la recepción de datos se necesita convertir la transmisión serial en paralela.


Esto, porque los datos dentro del computador son almacenados y procesados en forma de bytes (8 bits) mediante buses de datos (8 o mas canales) y estos datos para ser transmitidos al exterior de un computador necesitarían al menos de 8 cables lo cual no es posible ya que los canales de comunicación externos como la línea telefónica utilizan un solo canal por lo que se debe hacer bit * bit en forma simultanea (transmisión serial).


Esta conversión la realiza el adaptador de comunicaciones de un computador, el cual también ajusta la velocidad del procesador con la velocidad baja del equipo de comunicaciones.


Transmisión Analógica y Digital.- Al transmitir datos también se requiere de una conversión digital / analógica y al recibir datos de una conversión analógica / digital.


Esto, porque al establecer la comunicación entre CPUs distantes mediante una línea telefónica, existe el problema de que esta hace uso de señales analógicas y los CPUs utilizan señales digitales, por lo que es necesario la utilización de un MODEM (modulador / demodulador).


Tasa Bit y Tasa Baudio. Para establecer una diferencia entre estos dos términos se debe recordar que un bit es una unidad de información mientras que un baudio es una unidad de velocidad de transmisión de señales.


·         TASA BIT.- Se puede definir como el numero de bits que se envía por segundo.
·         TASA BAUDIO.- Se puede expresar como la cantidad de señales que se transmiten por segundo.
Modulación en la Transmisión de Señales
Modulación.- Es la modificación de la frecuencia o la amplitud de las ondas eléctricas para la transmisión de señales y por ende de datos. Por lo que existe tres tipos de modulación:
  • MODULACIÓN EN AMPLITUD.- La amplitud se refiere a la fuerza de la señal, así la modulación en amplitud es el cambio de la fuerza de la señal.
+ Amplitud
=
1
- Amplitud
=
0
  • MODULACIÓN EN FRECUENCIA.- La frecuencia se refiere a la oscilación de la señal, así la modulación en frecuencia es el cambio de la oscilación de la señal.
+ Frecuencia
=
1
- Frecuencia
=
0
  • MODULACIÓN EN FASE.- la modulación en fase se puede realizar de diferentes maneras:
PSK (Phase Shift Keying) (Manipulación por Cambio de Fase).-
Cada vez que hay un cambio de estado (0 o 1) ocurre un cambio de 180 °.- Se realiza en dos fases (0° y 180°) podemos obtener hasta 2 señales.
DPSK (Differential Phase Shift Keying) (Manipulación por Cambio de Fase Diferenciada).-
Ocurre un cambio de fase cada vez que se transmite un 1, caso contrario la fase permanece constante.- Se realiza en dos fases (0° y 180°)podemos obtener hasta dos señales.
QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) Manipulación por Cambio de Fase en Cuadratura).-
Implica la división de la señal en 4 fases de manera que una sola frecuencia puede tomar cualquiera de los cuatro valores de cambio de fase (90°, 180°, 270°, 360°).- Se obtiene hasta 4 señales y por cada una representaríamos 2 bits de información.
00
=>
90°
01
=>
180°
10
=>
270°
11
=>
360°
QAM (Quadrature Amplitud Modulation) (Modulación por Amplitud en Cuadratura).-
Implica la división de la señal en 4 fases diferentes (0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°) podemos obtener hasta 8 señales y por cada una representaríamos 3 bits de información.
000
=>

001
=>
45°
010
=>
90°
011
=>
135°
100
=>
180°
101
=>
225°
110
=>
270°
111
=>
315°