Plan de estudios de Code Jumper: lecciones, Lección 16 Topologías

Objetivos de la lección

Después de esta lección, los estudiantes conocerán las ventajas y desventajas de las diferentes topologías.

Resultados esperados

Los estudiantes:

• Todos ellos podrán explicar que una topología es una forma de establecer una red.
• La mayoría de ellos podrán nombrar las tres topologías principales y explicar cómo se establecen.
• Algunos de ellos podrán explicar las ventajas y desventajas de cada topología.

Estructura de la lección

• Objetivos de la lección
• Actividad de introducción a la lección
• Actividad de extensión de la lección
• Estándares y comprobación de lo aprendido

Vocabulario

• Topología: forma en que una red está organizada, dispuesta y conectada.
• Red en anillo: topología de red donde los dispositivos están conectados en un círculo.
• Red en bus: topología de red en la que los dispositivos se conectan en una línea.
• Red en estrella: red en la que todos los dispositivos están conectados a un dispositivo central.

Objetivo

Después de esta lección, los estudiantes entenderán lo que es una topología y conocerán los tres tipos diferentes de redes.

Descripción general

En esta lección, los estudiantes participarán en una actividad para simular las topologías en bus, en anillo y en estrella que pueden haber en diferentes redes.

Materiales

Red en bus

• Fragmento largo de cuerda
• Clips
• Un conjunto de tarjetas de topología (con 16 tarjetas en total)
• Recurso para el profesor: Topología en bus

Red en anillo

• Fragmento largo de cuerda
• Clips
• Un conjunto de tarjetas de topología (con 16 tarjetas en total)
• Recurso para el profesor: Topología en anillo

Red en estrella

• Tres fragmentos de cuerda de la misma longitud
• Clips
• Un conjunto de tarjetas de topología (n.º 1-3) (con 16 tarjetas en total)
• Recurso para el profesor: Topología en estrella

Instrucciones

1. Indica a a los estudiantes que recientemente aprendieron sobre las redes, y que ahora tendrán la oportunidad de conocer tres tipos diferentes de redes, denominadas topologías. Explícales que una topología es la forma en que una red está organizada, dispuesta y conectada.
2. Divide la clase en grupos de cuatro y asigna a cada grupo un tipo de topología: red en bus, red en anillo o red en estrella.
3. Proporciona a cada grupo los materiales necesarios en función de su tipo de red.

Red en bus

1. Indica a cada grupo que se pongan en fila y sostengan un fragmento largo de cuerda (que representa un cable de una red informática) entre ellos. Explica que cada miembro del equipo representa a un ordenador en una red en bus, a lo largo de una larga línea denominada «bus».
2. Asigna a los estudiantes de cada grupo un número del 1 al 4 y explica que esa es la dirección de cada uno de ellos.
3. Proporciona a cada grupo varias tarjetas de topología etiquetadas con los números de dirección 1, 2, 3 o 4, que representan paquetes de datos. Pídeles que pongan clips en ellas y las cuelguen en orden aleatorio en el cordón en algún punto de su red.
4. Pide a los estudiantes que transfieran los paquetes por la red deslizando los clips a lo largo de la cuerda, de una persona de su red a otra. Los paquetes pueden desplazarse en cualquier sentido a lo largo de la cuerda. Los estudiantes deberán comprobar la dirección de cada paquete que reciban. Si coincide con la suya, deben quitar el paquete de la cuerda y guardarlo hasta el final de la actividad. El clip debe permanecer en la cuerda. Diles a los estudiantes que si un paquete llega al final de la cuerda, puede dar la vuelta e ir en el sentido opuesto.
5. Antes de que los estudiantes comiencen la actividad, pregúntales qué creen que pasará si dos paquetes chocan. Explica que los paquetes se retirarán de la red y habrá que volver a enviarlos desde el inicio de la misma. Pídeles que si dos paquetes chocan, los quiten de la cuerda y los retiren a un lado.
6. Cuando el estudiante reciba las tarjetas de topología con la dirección correcta, reenviará los paquetes que hayan chocado y se hayan apartado, y la red en bus continuará hasta que todos los paquetes hayan llegado a su destino.
7. Pregunta a los estudiantes qué creen que pasará si una de las conexiones se rompe. Para ilustrarlo, el profesor puede cortar la cuerda entre dos estudiantes con unas tijeras. Eso provocará que toda la red se caiga. Los estudiantes verán que el fragmento de cuerda y los clips caen al suelo. No se pueden enviar paquetes de datos cuando esto ocurre.

Red en anillo

1. Indica a los estudiantes que se coloquen en un círculo sosteniendo un fragmento de cuerda largo entre ellos. Explícales que son ordenadores en una red en anillo, donde los ordenadores o dispositivos están conectados por un círculo.
2. Proporciona a cada grupo varias tarjetas de topología (que representan los paquetes de datos) etiquetadas con los números de dirección 1, 2, 3 o 4. Pídeles que pongan clips en ellas y las cuelguen en orden aleatorio en la cuerda.
3. Diles que transfieran los paquetes por la red. Explica que, en una red en anillo, los paquetes pueden desplazarse en una sola dirección (ya sea a la derecha o a la izquierda), lo que evita que puedan llegar a chocar. Los estudiantes deberán comprobar la dirección de cada paquete que reciban. Si coincide con su número, tendrán que quitar la tarjeta de topología de la cuerda durante el resto de la actividad. Ese paquete se detendrá en ese punto.
4. Pregunta a los estudiantes qué creen que pasará si una de las conexiones se rompe. Pide a un estudiante que deje caer la cuerda. Los estudiantes apreciarán que el resto de la red parece normal, pero en realidad no puede funcionar porque todo se detendrá al llegar al punto que se ha soltado. Eso provoca que toda la red se caiga.

Red en estrella

1. Pide a este grupo de estudiantes que seleccione a un estudiante para que se sitúe en el centro mientras lo demás se colocan formando un círculo alrededor.
2. Asigna a cada uno de los estudiantes externos una dirección: 1, 2 o 3. Indica a cada estudiante del círculo que sujete un fragmento de cuerda hasta el estudiante del centro. Por el momento, no le digas a los estudiantes que están formando una red en estrella. Explica que el estudiante del medio representa un conmutador, un dispositivo que permite comunicarse a los ordenadores. Los estudiantes del círculo representan a los ordenadores.
3. Proporciona a cada uno de los estudiantes del círculo diversas tarjetas de topología que introducirán en la red poniéndolas un clip y colgándolas en orden aleatorio en su fragmento de cuerda.
4. Pide a cada estudiante del círculo que transfiera un paquete de datos hacia el conmutador y, a continuación, dile al conmutador que compruebe el destino de los paquetes y pregunte, por ejemplo, «¿Dónde está el ordenador 1?».
5. Cuando el estudiante a quien corresponde el ordenador responda, dile al estudiante que actúa como conmutador que le transfiera el paquete. Continúa el proceso hasta que todas las tarjetas de topología se hayan transferido al ordenador correcto. Cuando los estudiantes que representan a los ordenadores reciban un paquete de datos, deberán retirarlo del clip.
6. Pregunta a los estudiantes qué creen que pasará si una de las conexiones se rompe. Explica que la conexión a un ordenador se caerá, pero el resto de la red seguirá funcionando. Para ilustrarlo, pide a uno de los estudiantes que deje caer su cuerda y permita que todos los clips caigan al suelo. Aclara que los paquetes seguirán pudiendo transferirse a otros ordenadores de la red.

Cierre

• Pide a los estudiantes que compartan con la clase el tipo de red que representaban y cómo funcionaba ese tipo de topología.
• Diles que discutan lo que salió bien en sus redes y lo que no.
• Después de que cada grupo haya compartido su experiencia, inicia un debate sobre las ventajas y las desventajas de cada tipo de red.
• Pregúntales: «¿Qué topología es más fiable y por qué?». (Respuesta esperada: la red en estrella, porque si una conexión se rompe, el resto de la red seguirá funcionando).
• Pregúntales: «¿Qué topología es más barata y fácil de instalar y por qué?». (Respuesta esperada: la red en bus, porque la cantidad de cable que usa para conectar los ordenadores es menor).

Marco de estándares y planes de estudio para las Ciencias de la Computación en la educación primaria y secundaria (K–12 Computer Science Framework)*

• 1B-NI-04: ejemplificar la forma en que la información se descompone en fragmentos más pequeños, se transmite en forma de paquetes a través de múltiples dispositivos en las redes e internet, y se vuelve a reagrupar en el destino.

Plan de estudios nacional de Inglaterra**

Etapa clave 1:

• Entender qué son los algoritmos, cómo se implementan como programas en los dispositivos digitales y que los programas se ejecutan siguiendo instrucciones precisas e inequívocas.
• Crear y depurar programas simples.
• Aplicar el razonamiento lógico para predecir el comportamiento de programas simples.
• Usar la tecnología deliberadamente para crear, organizar, almacenar, manipular y recuperar contenidos digitales.
• Reconocer usos comunes de la tecnología de la información más allá del centro educativo.
• Usar la tecnología de manera segura y respetuosa, preservando la privacidad de la información personal; identificar a dónde acudir para obtener ayuda y apoyo cuando tengan inquietudes relacionadas con el contenido o los contactos en internet u otras tecnologías en línea.

Etapa clave 2:

• Diseñar, escribir y depurar programas que cumplan objetivos específicos, incluyendo el control o la simulación de sistemas físicos, y resolver problemas descomponiéndolos en partes más pequeñas.
• Utilizar secuencias, selección y repetición en programas; trabajar con variables y varias formas de entrada y salida.
• Aplicar el razonamiento lógico para explicar cómo funcionan algunos algoritmos simples y para detectar y corregir errores en los algoritmos y programas.
• Utilizar las tecnologías de búsqueda de manera eficaz, apreciar cómo se seleccionan y clasifican los resultados y mostrar perspicacia en la evaluación de los contenidos digitales.
• Usar la tecnología de manera segura, respetuosa y responsable; conocer los comportamientos aceptables e inaceptables; identificar diversas formas de transmitir inquietudes acerca del contenido y los contactos.