La asignatura Teoría de la Información y la Comunicación proporciona al estudiante los fundamentos teóricos y prácticos necesarios para comprender cómo se genera, mide, transmite, protege y recupera la información en sistemas de comunicación modernos. Esta asignatura estudia la información como una magnitud cuantificable apoyándose en los aportes de Claude Shannon y el modelo clásico de Shannon–Weaver; modelos matemáticos que determinan la eficiencia de la compresión, la capacidad de transmisión de los canales y la confiabilidad de los sistemas de comunicación.

En el contexto de la ciberseguridad y la gestión de tecnologías de la información, la asignatura adquiere una importancia estratégica, ya que permite analizar el flujo de información sensible, optimizar su transmisión y garantizar su integridad frente a la presencia de ruido, errores y posibles pérdidas durante el proceso de comunicación. Conceptos como entropía, redundancia, codificación de fuente, capacidad de canal y corrección de errores constituyen la base matemática sobre la cual se sustentan sistemas de comunicación seguros y eficientes.

RESULTADOS DE APRENDIZAJE

RDA 1: Explicar los fundamentos teóricos de la información y la comunicación, incluyendo modelos, tipos de comunicación y conceptos de entropía, en el contexto de sistemas de transmisión de datos en ciberseguridad.

• Criterio de evaluación 1: Describe los componentes y características de los modelos de comunicación identificando su función en la transmisión de información.
• Criterio de evaluación 2: Interpreta los conceptos de entropía y medida de la información mediante ejemplos aplicados a conjuntos de datos.

RDA 2: Calcular métricas de contenido informativo, entropía y redundancia en conjuntos de datos, aplicando principios de compresión de datos para optimizar la transmisión en canales de comunicación.

• Criterio evaluación 1: Determina la entropía y el contenido informativo de fuentes de información mediante fórmulas y herramientas computacionales.
• Criterio evaluación 2: Diseña esquemas de compresión sin pérdida justificando la selección del algoritmo según las características de los datos.

RDA 3: Implementar códigos de detección y corrección de errores en un sistema de transmisión de datos, evaluando su efectividad para garantizar la integridad de la información en escenarios de comunicación con ruido.

• Criterio evaluación 1: Construye códigos de detección y corrección de errores (paridad, Hamming) funcionales en un entorno de programación.
• Criterio evaluación 2: Valida la efectividad del sistema de corrección de errores mediante pruebas con diferentes tasas de error simuladas.

El alcance del proyecto integrador es el diseño y validación conceptual y funcional de un sistema integral de comunicación segura para una organización ficticia que maneja información sensible; comprende el análisis del flujo de información organizacional, identificando los tipos de comunicación empleados, las características de las fuentes de información y los posibles efectos del ruido en el proceso de transmisión. A partir de este diagnóstico, se establece un modelo de comunicación fundamentado en el modelo de Shannon–Weaver, incorporando métricas cuantitativas de información tales como entropía, información mutua y redundancia, que permitan caracterizar los datos transmitidos.

Asimismo, el proyecto abarca la evaluación de la eficiencia de transmisión de la información, mediante el análisis de los límites teóricos de compresión y el diseño e implementación de esquemas de compresión sin pérdida, orientados a maximizar el aprovechamiento del canal de comunicación sin comprometer la integridad de los datos.

Finalmente, el proyecto contempla la integración de los módulos desarrollados (modelo de comunicación, sistema de compresión y códigos de corrección de errores) en una solución que represente el flujo completo de una transmisión segura de información. El alcance del proyecto se limita a un prototipo funcional y académico, validado mediante simulaciones y pruebas controladas, excluyendo su implementación en entornos productivos reales. La culminación del proyecto incluye la documentación técnica, así como la presentación y defensa de la solución propuesta ante el docente y los compañeros, justificando las decisiones de diseño adoptadas y demostrando la efectividad del sistema desarrollado.

a) Objetivo General

Diseñar un sistema integral de comunicación segura para una organización ficticia que maneja información sensible, mediante el análisis del flujo de información, la optimización de la transmisión de datos a través de técnicas de compresión, garantizando la integridad y eficiencia de la información transmitida.

b) Objetivos específicos

• Analizar el flujo de información de una organización, identificando los tipos de comunicación utilizados y modelando un sistema de comunicación adecuado basado en los principios de la Teoría de la Información.
• Evaluar la redundancia y las características estadísticas de los datos, calculando métricas de información y determinando los límites teóricos de compresión que permitan optimizar la transmisión de información.
• Diseñar e integrar mecanismos de compresión, logrando un sistema de comunicación confiable que mantenga la integridad de la información en presencia de ruido.

c) Descripción del Proyecto

El proyecto integrador consiste en el diseño de un sistema de comunicación digital segura aplicado a una organización ficticia que maneja información sensible. El proyecto simula un escenario real en el cual los estudiantes deben analizar las necesidades de comunicación de la organización, caracterizar la información transmitida y proponer una solución técnica que optimice la eficiencia y confiabilidad del proceso de transmisión.

El sistema de comunicación digital desarrollado deberá contemplar las siguientes etapas:

• Diagnóstico del flujo de información organizacional
• Modelado del sistema de comunicación
• Análisis de la fuente de información y sus métricas
• Compresión sin pérdida de los datos
• Transmisión por un canal con ruido
• Detección y corrección de errores
• Recuperación confiable de la información

El proyecto se desarrolla en equipos de 3 a 4 estudiantes y se estructura en cuatro retos secuenciales, cada uno con una duración de dos semanas, permitiendo una construcción incremental del sistema de comunicación digital final.

Actividades: Durante el desarrollo del proyecto, los estudiantes deberán:

• Analizar el contexto y necesidades de comunicación de la organización ficticia.
• Identificar y clasificar los tipos de información y comunicación utilizados.
• Modelar el sistema de comunicación digital empleando el modelo de Shannon–Weaver.
• Calcular métricas básicas y avanzadas de información (entropía, información mutua, redundancia).
• Analizar los límites teóricos de compresión de la fuente.
• Diseñar e implementar esquemas de compresión sin pérdida.
• Diseñar e implementar códigos detectores y correctores de errores.
• Simular la transmisión de información a través de un canal con ruido.
• Integrar todos los módulos en un sistema de comunicación digital seguro.
• Documentar el sistema de comunicación digital y defender técnicamente la propuesta desarrollada.

Metodología: El proyecto se desarrolla bajo la metodología de Aprendizaje Basado en Proyectos (ABP) y Aprendizaje Basado en Retos, caracterizada por:

• Resolución de un problema contextualizado en un escenario organizacional realista.
• Trabajo colaborativo en equipos multidisciplinarios.
• Desarrollo incremental mediante retos secuenciales.
• Integración progresiva de teoría y práctica.
• Uso de programación como herramienta de análisis, simulación y validación.
• Retroalimentación continua al finalizar cada reto.

Esta metodología fomenta el pensamiento crítico, la toma de decisiones técnicas fundamentadas y la aplicación práctica del conocimiento.

d) Criterios de Evaluación del proyecto

La evaluación del proyecto integrador será individual por reto en función de los siguientes criterios incluidos en las rúbricas de cada reto:

Rúbrica Reto 1

Valoración: 50 puntos

Criterio	Nivel Alto	Nivel Medio	Nivel Bajo
Criterio 1: Análisis del flujo de información (10 puntos)	Analiza de forma completa y coherente los flujos de información de la organización, identificando actores, tipos de datos y contextos de transmisión. (10 pts)	Analiza los flujos principales, con omisiones menores o escasa contextualización. (6–8 pts)	Análisis incompleto, superficial o poco coherente del flujo de información. (1–5 pts)
Criterio 2: Identificación de tipos de comunicación (10 puntos)	Identifica y clasifica correctamente los tipos de comunicación y procesos asociados, con sustento teórico. (10 pts)	Identificación correcta, pero con justificación limitada. (6–8 pts)	Clasificación incorrecta o poco clara. (1–5 pts)
Criterio 3: Aplicación del modelo Shannon–Weaver (15 puntos)	Aplica correctamente el modelo, identificando todos sus componentes y relaciones en el sistema propuesto. (15 pts)	Aplica el modelo con pequeñas imprecisiones. (9–12 pts)	Aplicación parcial o incorrecta del modelo. (1–8 pts)
Criterio 4: Métricas básicas de información (10 puntos)	Calcula e interpreta adecuadamente métricas básicas de información. (10 pts)	Cálculo correcto con interpretación limitada. (6–8 pts)	Cálculo incompleto o sin interpretación. (1–5 pts)
Criterio 5: Fundamentación teórica (5 puntos)	Uso claro y correcto de conceptos de las Unidades 1–4. (5 pts)	Uso parcial de la teoría. (3–4 pts)	Uso incorrecto o ausencia de teoría. (1–2 pts)

Rúbrica Reto 2

Valoración: 50 puntos

Criterio	Nivel Alto	Nivel Medio	Nivel Bajo
Criterio 1: Cálculo de entropía y métricas (15 puntos)	Calcula correctamente entropía, entropía conjunta, condicional e información mutua, con interpretación clara. (15 pts)	Cálculos correctos con interpretación parcial. (9–12 pts)	Cálculos incompletos o erróneos. (1–8 pts)
Criterio 2: Análisis de redundancia (10 puntos)	Analiza correctamente la redundancia y su impacto en la eficiencia de transmisión. (10 pts)	Análisis general de la redundancia. (6–8 pts)	Análisis superficial o incorrecto. (1–5 pts)
Criterio 3: Aplicación del teorema de Shannon (10 puntos)	Determina y justifica correctamente los límites teóricos de compresión. (10 pts)	Determina los límites con justificación limitada. (6–8 pts)	No aplica correctamente el teorema. (1–5 pts)
Criterio 4: Propuesta de compresión sin pérdida (10 puntos)	Propone un esquema coherente y alineado a los resultados teóricos. (10 pts)	Propuesta válida pero poco optimizada. (6–8 pts)	Propuesta poco clara o no funcional. (1–5 pts)
Criterio 5: Implementación en Python (5 puntos)	Scripts funcionales, claros y documentados. (5 pts)	Scripts funcionales con escasa documentación. (3–4 pts)	Scripts incompletos o no funcionales. (1–2 pts)

e) Cronograma de entregables del Proyecto

Semana	Reto	Actividades principales	Entregable
1	Reto 1	Análisis del flujo de información y tipos de comunicación	Diagnóstico organizacional
2	Reto 1	Modelado del sistema y métricas básicas de información	Informe Reto 1
3	Reto 2	Cálculo de entropía y análisis de redundancia	Scripts y cálculos
4	Reto 2	Propuesta e implementación de compresión sin pérdida	Informe Reto 2
5	Reto 3	Diseño de códigos detectores y correctores de errores	Implementación técnica
6	Reto 3	Simulación de canal con ruido y validación	Informe Reto 3
7	Reto 4	Integración de módulos y pruebas del sistema	Sistema integrado
8	Reto 4	Presentación y defensa técnica del proyecto	Proyecto final

Proyecto que el estudiante deberá entregar de acuerdo con la metodología de Aprendizaje basado en Proyectos y Retos.