Fundamentos físicos de la informática Código:  75.611    :  6
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Este es el plan docente de la asignatura para el segundo semestre del curso 2023-2024. Podéis consultar si la asignatura se ofrece este semestre en el espacio del campus Más UOC / La universidad / Planes de estudios). Una vez empiece la docencia, tenéis que consultarlo en el aula. El plan docente puede estar sujeto a cambios.

Esta asignatura es una introducción a varios aspectos fundamentales de la física que pueden ser útiles en la profesión de ingeniería informática. En ella se tratan aspectos fundamentales del análisis de circuitos y del electromagnetismo y el estado sólido; pero también se hace una introducción a la fotónica puesto que ciertos dispositivos fotónicos están llamados a jugar un papel central en el futuro de la informática.

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Esta asignatura da unos fundamentos al estudiantado que le permitirán entender ciertas actitudes y mecanismos que se irá encontrando a lo largo de la titulación. Por otro lado, también le dará las herramientas necesarias para poder afrontar los cambios que pueda haber en la informática en el futuro: desde sistemas de almacenamiento holográficos, hasta computadores cuánticos.

Por otro lado, también permite poner en práctica las competencias matemáticas adquiridas en "Álgebra" y "Análisis matemático".

Cabe decir que los conceptos explicados tendrían que formar parte del bagaje cultural que se espera de cualquier profesional de la ingeniería informática, por lo cual constituye una asignatura fundamental para su vida profesional.

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Esta asignatura es útil para todos aquellos entornos de trabajo en que la innovación juegue un papel central y donde  haya que reciclarse constantemente en las últimas tecnologías.

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Los conocimientos previos que hay que tener son:

  • Vectores
  • Resolución de sistemas de ecuaciones
  • Matrices
  • Números complejos
  • Funciones de una variable
  • Continuidad
  • Derivación
  • Ecuaciones diferenciales ordinarias
  • Integración

Estos conocimientos se imparten en las asignaturas de "Álgebra" y "Análisis matemático".

Sería conveniente también dominar las conversiones de unidades.

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Se recomienda matricularse de "Fundamentos Físicos de la Informática" sólo en caso de que se hayan superado "Álgebra" y "Análisis matemático".

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En esta asignatura se ofrecerá al estudiantado una visión general de la electrónica analógica, el electromagnetismo y el estado sólido.

Las competencias generales del grado en que se enmarca la asignatura son:

  • [11] Capacidad de utilizar los fundamentos matemáticos, estadísticos y físicos para comprender los sistemas TIC.
  • [12] Capacidad de analizar un problema en el nivel de abstracción adecuado a cada situación y aplicar las habilidades y conocimientos adquiridos para abordarlo y resolverlo.

Las competencias específicas de la asignatura son:

  • Ser capaz de analizar un circuito mediante las leyes que rigen un circuito analógico.
  • Comprender como se comportan en un circuito una resistencia, un condensador y una bobina.
  • Ser capaz de analizar un circuito en el dominio del tiempo.
  • Comprender las leyes fundamentales de la electrostática tanto en el vacío como en presencia de materia para ser capaz de comprender los efectos subyacentes a la electrónica, la transmisión de información por medios telemáticos, etc.
  • Interiorizar que el electromagnetismo es una interacción fundamental de la naturaleza para ser consciente de su presencia en nuestro entorno y ser capaz de tener presente sus leyes en los fenómenos en que está implicado.
  • Saber trabajar las expresiones fundamentales de la teoría electromagnética con una base matemática vectorial para ser capaz de llevar a cabo previsiones precisas.
  • Comprender las leyes fundamentales de la magnetostática tanto en el vacío como en presencia de materia para ser capaz de comprender los efectos subyacentes a la electrónica, la transmisión de información por medios telemáticos, etc.
  • Comprender los fundamentos de la inducción electromagnética para poder prevenir y/o aplicar las interacciones relacionadas con la propagación electromagnética.
  • Saber qué son las ondas electromagnéticas para saber trabajar con los dispositivos que las utilizan.
  • Conocer el espectro electromagnético para saber utilizar el rango de frecuencias más adecuado a cada situación.
  • Conocer y comprender los fundamentos  de la fotónica.

Los objetivos fundamentales de la asignatura son:

  • Conocer un circuito analógico y las leyes que lo rigen.
  • Saber  cómo  se  comportan  en un circuito  (sin  analizar  las  características físicas):  una resistencia, un diodo, un condensador, una bobina, un transistor, un amplificador.
  • Aprender a analizar un circuito en el dominio del tiempo.
  • Conocer y comprender las leyes de la electrostática y sus elementos:  campo electrostático, potencial electrostático, ley de Gauss, fuerza y energía electrostática.
  • Conocer y comprender las leyes de la magnetostática y sus elementos:  campo de inducción magnética, ley de Ampère.
  • Conocer y saber aplicar la ley de inducción y saber calcular el voltaje y corriente inducidos.
  • Conocer el fundamento físico del comportamiento del condensador, la bobina y el transformador.
  • Conocer los fundamentos de la óptica, tanto geométrica como ondulatoria.
  • Conocer los fundamentos físicos de la holografía y entender las posibilidades que ofrece de cara al futuro.
  • Conocer los fundamentos de la óptica cuántica y, en particular, el láser.
  • Entender, a nivel cualitativo, las bases de la informática cuántica.

Los conocimientos impartidos en esta asignatura son básicos para entender tanto los fundamentos de la informática presente como la futura.

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MÓDULOS 

Breve descripción

Módulo 1:

Óptica y Fotónica

En este módulo veremos que la luz es un tipo de onda electromagnética, a pesar de que tiene una propiedad que la hace muy especial: nos permite ver. Esto hace que desde siempre se haya estudiado de una forma especial y estudiaremos varios fenómenos que nos traerán a explicar una aplicación que puede ser clave en el futuro: la holografía. Por otro lado, también veremos que, según cómo, la luz también se puede considerar una partícula, es el enfoque de la óptica cuántica. Este comportamiento cuántico nos permitirá estudiar el láser y dar una pincelada en la informática cuántica.

Módulo 2:

Circuitos eléctricos

En  este  primer módulo  de teoría de circuitos,  veremos  el elemento  básico  para modelizar la electrónica, el circuito, y también estudiaremos qué es el que lo hace funcionar: las fuentes. En este primer módulo, nos centraremos en las fuentes de corriente continua,como la pila de una linterna. Introduciremos también el primero de los componentes electrónicos que utilizaremos, la resistencia, y veremos cómo se comporta en un circuito. También aprenderemos las primeras reglas para entender y resolver circuitos: la ley de Ohm y las leyes de Kirchhoff; y como un circuito complejo se puede sustituir por otro de mucho más sencillo.

Módulo 3:

Circuitos RLC

Este es el segundo módulo de teoría de circuitos e introduciremos tres elementos nuevos, el condensador, la bobina y el diodo. Veremos cómo se comportan estos componentes en corriente continua y para hacerlo será  imprescindible  utilizar  ecuaciones  en  derivadas  parciales.  En  este módulo también aprenderemos a resolver circuitos más complejos mediante los métodos de las corrientes de malla y de las tensiones de nodo.

Módulo 4:

Electrostática

Este es el primer módulo de electromagnetismo en sentido estricto y en él estudiaremos la electrostática. Partiremos de las cargas eléctricas y estudiaremos la interacción entre ellas. Veremos el campo y el potencial electrostáticos que son la base de la electrostática. Se estudiará tanto en el vacío como en presencia de materia. También se verán la ley de Gauss y la física que hay detrás de uno de los componentes que habremos visto en el módulo: el condensador de placas paralelas.

Módulo 5:

Magnetostàtica e Inducción electromagnética

En este módulo estudiaremos la magnetostática de manera paralela a cómo habíamos estudiado la electrostática. Veremos las corrientes y la interacción entre ellas y se mostrará qué es el campo de inducción electromagnética. Veremos también la ley de Ampère, que es como el equivalente de la ley de Gauss, pero en la magnetostática. Todo esto se estudiará tanto en el vacío como en presencia de materia. Aprenderemos también cómo funciona otro de los elementos que habremos visto en la parte de teoría de circuitos: la bobina. Gracias a ella y a la ley de Faraday podremos ver cómo funciona un transformador y entender algo mejor qué pasaba en los circuitos de corriente alterna en las bobinas.

Módulo 6:

Materiales y dispositivos semiconductores

Este último módulo del curso se dedica a estudiar los materiales semiconductores y los dispositivos basados en ellos. Estos materiales y dispositivos son la base de las herramientas tecnológicas de la información y la comunicación en que se basa el trabajo de toda persona que se dedique a la Ingeniería Informática. Sin los semiconductores la Informática tal y como se conoce actualmente sería sólamente una disciplina teórica sin apicación práctica. La comprensión de las propiedades físicas de estos materiales y de cómo diferentes tipos de semiconductores combinados dan lugar a dispositivos capaces de tratar y almacenar información puede ser útil en el desempeño profesional de la Ingeniería Informática.

 

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Vídeo. Fundamentos físicos de la informática Audiovisual
Óptica y fotónica. La ciencia de la luz PDF
5. Anexos PDF
2. Circuitos RLC PDF
1. Circuitos eléctricos PDF
Fundamentos físicos de la informática PDF
Materiales y dispositivos semiconductores. La base física de la informática PDF
Electrostática. La base de la electricidad PDF
Magnetostática e inducción electromagnética PDF
Física (Site con vídeos) Web

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En la UOC, la evaluación generalmente es virtual. Se estructura en torno a la evaluación continua, que incluye diferentes actividades o retos; la evaluación final, que se lleva a cabo mediante pruebas o exámenes, y el trabajo final de la titulación.

Las actividades o pruebas de evaluación pueden ser escritas y/o audiovisuales, con preguntas aleatorias, pruebas orales síncronas o asíncronas, etc., de acuerdo con lo que decida cada equipo docente. Los trabajos finales representan el cierre de un proceso formativo que implica la realización de un trabajo original y tutorizado que tiene como objetivo demostrar la adquisición competencial hecha a lo largo del programa.

Para verificar la identidad del estudiante y la autoría de las pruebas de evaluación, la UOC se reserva la potestad de aplicar diferentes sistemas de reconocimiento de la identidad y de detección del plagio. Con este objetivo, la UOC puede llevar a cabo grabación audiovisual o usar métodos o técnicas de supervisión durante la ejecución de cualquier actividad académica.

Asimismo, la UOC puede exigir al estudiante el uso de dispositivos electrónicos (micrófonos, cámaras u otras herramientas) o software específico durante la evaluación. Es responsabilidad del estudiante asegurar que estos dispositivos funcionan correctamente.

El proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de las actividades académicas. La web sobre integridad académica y plagio de la UOC contiene información al respecto.

La falta de autenticidad en la autoría o de originalidad de las pruebas de evaluación; la copia o el plagio; la suplantación de identidad; la aceptación o la obtención de cualquier actividad académica a cambio o no de una contraprestación; la colaboración, el encubrimiento o el favorecimiento de la copia, o el uso de material, software o dispositivos no autorizados en el plan docente o el enunciado de la actividad académica, incluida la inteligencia artificial y la traducción automática, entre otras, son conductas irregulares en la evaluación que pueden tener consecuencias académicas y disciplinarias graves.

Estas conductas irregulares pueden conllevar el suspenso (D/0) en las actividades evaluables definidas en el plan docente -incluidas las pruebas finales- o en la calificación final de la asignatura, ya sea porque se han utilizado materiales, software o dispositivos no autorizados durante las pruebas (como el uso de inteligencia artificial no permitida, redes sociales o buscadores de información en internet), porque se han copiado fragmentos de texto de una fuente externa (internet, apuntes, libros, artículos, trabajos o pruebas de otros estudiantes, etc.) sin la citación correspondiente, por la compraventa de actividades académicas, o porque se ha llevado a cabo cualquier otra conducta irregular.

Asimismo, y de acuerdo con la normativa académica, las conductas irregulares en la evaluación también pueden dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y a la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda, de conformidad con lo establecido en la normativa de convivencia de la UOC.

En el marco del proceso de evaluación, la UOC se reserva la potestad de:

  • Solicitar al estudiante que acredite su identidad según lo establecido en la normativa académica.
  • Solicitar al estudiante que acredite la autoría de su trabajo a lo largo de todo el proceso de evaluación, tanto en la evaluación continua como en la evaluación final, a través de una entrevista oral síncrona, que puede ser objeto de grabación audiovisual, o por los medios establecidos por la UOC. Estos medios tienen el objetivo de verificar los conocimientos y las competencias que garanticen la identidad del estudiante. Si no es posible garantizar que el estudiante es el autor de la prueba, esta puede ser calificada con una D, en el caso de la evaluación continua, o con un suspenso, en el caso de la evaluación final.

Inteligencia artificial en el marco de la evaluación

La UOC reconoce el valor y el potencial de la inteligencia artificial (IA) en el ámbito educativo y, a su vez, pone de manifiesto los riesgos que supone si no se utiliza de forma ética, crítica y responsable. En este sentido, en cada actividad de evaluación se informará al estudiantado sobre las herramientas y los recursos de IA que se pueden utilizar y en qué condiciones. Por su parte, el estudiantado se compromete a seguir las indicaciones de la UOC a la hora de realizar las actividades de evaluación y de citar las herramientas utilizadas y, concretamente, a identificar los textos o imágenes generados por sistemas de IA, los cuales no podrá presentar como si fueran propios.

Respecto a usar o no la IA para resolver una actividad, el enunciado de las actividades de evaluación indica las limitaciones en el uso de estas herramientas. Debe tenerse en cuenta que usarlas de manera inadecuada, como por ejemplo en actividades en las que no están permitidas o no citarlas en las actividades en las que sí lo están, puede considerarse una conducta irregular en la evaluación. En caso de duda, se recomienda que, antes entregar la actividad, se haga llegar una consulta al profesorado colaborador del aula.

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Para superar la asignatura hay que hacer un examen (EX). La nota de la evaluación continua (EC) complementará esta calificación.

  • Si obtienes un No presentado en la evaluación continua, la calificación final de la asignatura será la nota numérica del examen.
  • Si en la evaluación continua obtienes una nota distinta a un No presentado, la calificación final será la más favorable entre la nota numérica del examen y la ponderación de la nota de la evaluación continua con la nota del examen, según lo establecido en el plan docente. Para aplicar este cálculo, es necesario conseguir una nota mínima de 4 en el examen (si es inferior, la nota final de la asignatura será la calificación del examen).
  • Si no te presentas al examen, la calificación final será un No presentado.

 

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