GAMBOA CRUZADO, JAVIER / NOLASCO VALENZUELA, JORGE / NOLASCO VALENZUELA, LUZ / DEXTRE, JYMMY STUWART
Introducción..........................................................................................................17
1 Big data........................................................................................................23
1.1 Información.......................................................................................................................................................23
1.2 Qué es big data................................................................................................................................................24
1.3 Otros conceptos de big data........................................................................................................................25
1.4 Generación de datos en Internet en tiempo real...................................................................................25
1.5 Tipos de datos..................................................................................................................................................26
1.6 Fuentes del big data.......................................................................................................................................27
1.7 Las V en big data.............................................................................................................................................27
1.8 Las V a lo largo del tiempo...........................................................................................................................29
1.9 Aplicaciones del big data en general.........................................................................................................29
1.10 Patrones de arquitectura de software...................................................................................................30
1.10.1 Algunas afirmaciones importantes............................................................................................................ 30
1.10.2 Conclusiones..................................................................................................................................................... 30
1.11 Tipos de aplicaciones..................................................................................................................................30
1.11.1 Aplicaciones monolíticas............................................................................................................................... 30
1.11.2 Aplicaciones cliente-servidor....................................................................................................................... 31
1.11.3 Aplicaciones web............................................................................................................................................. 31
1.11.4 Aplicaciones peer-to-peer............................................................................................................................ 32
1.11.5 Aplicaciones de data compartida................................................................................................................ 33
1.11.6 Aplicaciones MapReduce ............................................................................................................................. 34
1.11.7 Aplicaciones heterogéneas........................................................................................................................... 34
1.12 Aplicaciones del big data en el Perú y el mundo ................................................................................35
1.13 Seguridad y big data....................................................................................................................................37
1.13.1 Retos de seguridad en el big data..............................................................................................................38
1.13.2 Medidas de seguridad básicas ....................................................................................................................38
1.13.3 Uso del big data en la ciberseguridad........................................................................................................39
1.14 Hadoop............................................................................................................................................................40
1.14.1 Características básicas..................................................................................................................................40
1.14.2 ¿Por qué Hadoop?...........................................................................................................................................41
1.14.3 ¿Cómo surge Hadoop?...................................................................................................................................41
1.14.4 Historia de Hadoop ........................................................................................................................................41
1.15 ¿Qué atributos tiene Hadoop?..................................................................................................................42
1.15.1 HDFS...................................................................................................................................................................42
1.15.2 YARN...................................................................................................................................................................47
1.15.3 MapReduce .....................................................................................................................................................48
2 Introducción al análisis de datos............................................................49
2.1 SciPy...................................................................................................................................................................49
2.1.1 Creando arreglos................................................................................................................................................49
2.1.2 Operaciones básicas.........................................................................................................................................52
2.1.3 Arreglos.................................................................................................................................................................52
2.1.4 Barras, histogramas y gráficos......................................................................................................................54
2.1.5 Diagrama de dispersión...................................................................................................................................58
2.1.6 Gráficos circulares..............................................................................................................................................59
3 Pandas.........................................................................................................63
3.1 Pandas y NumPy.............................................................................................................................................63
3.2 Primer ejemplo................................................................................................................................................64
3.3 Segundo ejemplo ...........................................................................................................................................66
3.4 Análisis del bitcoin..........................................................................................................................................69
3.5 Análisis coronavirus 1....................................................................................................................................75
3.6 Análisis coronavirus 2....................................................................................................................................77
4 Procesamiento de lenguaje natural.......................................................87
4.1 NLP......................................................................................................................................................................87
4.1.1 NLP, NLU y NLG...................................................................................................................................................88
4.1.2 Evolución del NLP..............................................................................................................................................88
4.1.3 Aplicaciones del NLP.........................................................................................................................................89
4.1.4 Problemas de ambigüedades.........................................................................................................................89
4.1.5 Instalando TextBlob y NLTK en Anaconda..................................................................................................90
4.1.6 Tokenización........................................................................................................................................................92
4.1.7 Lematización.......................................................................................................................................................93
4.1.8 Stop words...........................................................................................................................................................94
4.1.9 ¿Cuándo se deben eliminar las stop words?..............................................................................................94
4.1.10 Algunos puntos que tener en cuenta........................................................................................................95
4.1.11 Ejemplo de análisis de texto.........................................................................................................................95
4.1.12 Ejemplo de traducción de texto...................................................................................................................100
4.1.13 Ejemplo de análisis de sentimiento...........................................................................................................103
4.1.14 Stanza.................................................................................................................................................................106
4.1.15 Modelos ocultos de Markov para etiquetar texto..................................................................................109
4.1.16 Modelos markovianos de máxima entropía............................................................................................112
5 Robótica.......................................................................................................117
5.1 Historia de la robótica....................................................................................................................................117
5.2 ¿Qué es un robot?...........................................................................................................................................121
5.3 Tipos de robot..................................................................................................................................................121
5.3.1 Manipuladores....................................................................................................................................................121
5.3.2 Móviles..................................................................................................................................................................122
5.4 Arduino...............................................................................................................................................................123
5.5 ¿Cómo funciona Arduino, el cerebro digital? ..........................................................................................124
5.6 Entradas y salidas del Arduino ...................................................................................................................124
5.7 Diferentes placas de Arduino......................................................................................................................125
5.8 Alimentación de energía al Arduino...........................................................................................................126
5.9 Chip ATmega328.............................................................................................................................................127
5.10 Tipos de chip ATmega328..........................................................................................................................127
5.11 Descargando el intérprete de Arduino...................................................................................................128
5.12 Primeros pasos.............................................................................................................................................129
5.13 Constantes.....................................................................................................................................................129
5.13.1 Definiendo el nivel del pin: HIGH y LOW...................................................................................................129
5.13.2 Definiendo el modo de los pines digitales: INPUT, INPUT_PULLUP y OUTPUT...........................130
5.14 Lectura y escritura de señales digitales.................................................................................................131
5.15 Lectura y escritura de señales analógicas (analogRead) .................................................................132
5.16 Lectura y escritura de señales analógicas (analogWrite).................................................................133
5.17 Utilizar Python en Arduino.........................................................................................................................134
5.17.1 PySerial...............................................................................................................................................................134
5.17.2 Firmata...............................................................................................................................................................135
5.17.3 pyFirmata...........................................................................................................................................................135
5.17.4 Arduino-Python...............................................................................................................................................136
6 Inteligencia artificial Data Science.........................................................137
6.1 Machine learning ...........................................................................................................................................137
6.1.1 Librerías utilizadas.............................................................................................................................................137
6.1.2 Algoritmos de machine learning ...................................................................................................................140
6.1.3 Aprendizaje supervisado.................................................................................................................................144
6.1.4 Caso Iris................................................................................................................................................................145
6.1.5 Clasificación y regresión..................................................................................................................................149
6.1.6 Máquina de soporte vectorial.........................................................................................................................155
6.1.7 TensorFlow...........................................................................................................................................................162
6.1.8 Aprendizaje no supervisado...........................................................................................................................174
6.1.9 Aprendizaje por refuerzo.................................................................................................................................180
6.1.10 Aprendizaje evolutivo.....................................................................................................................................180
6.2 Deep learning ..................................................................................................................................................180
6.2.1 Historia de deep learning.................................................................................................................................180
6.2.2 Redes neuronales artificiales.........................................................................................................................181
6.2.3 Aplicaciones de redes neuronales.................................................................................................................182
6.2.4 Perceptrón...........................................................................................................................................................182
6.2.5 Tipos de arquitecturas de deep learning.....................................................................................................184
6.2.6 Implementación del primer modelo.............................................................................................................185
6.2.7 Implementación del segundo modelo.........................................................................................................190
6.2.8 Implementación del tercer modelo...............................................................................................................196
7 Web scraping..............................................................................................205
7.1 Web scraping....................................................................................................................................................205
7.2 Obteniendo el contenido de una página web.........................................................................................205
7.3 Obteniendo una imagen de una web.........................................................................................................208
7.4 Obteniendo páginas.......................................................................................................................................211
7.5 Obteniendo caracteres..................................................................................................................................212
8 Procesamiento de imágenes...................................................................213
8.1 OpenCV..............................................................................................................................................................213
8.2 Funciones importantes.................................................................................................................................214
8.2.1 imread.....................................................................................................................................................................214
8.2.2 imshow...................................................................................................................................................................214
8.3 Leer imágenes.................................................................................................................................................215
8.4 Escribir imágenes............................................................................................................................................215
8.5 Cambiando el formato de una imagen.....................................................................................................216
8.6 Modelo de color YUV......................................................................................................................................216
8.7 Modelo de color YUV (división de colores)...............................................................................................217
8.8 Traslación de imágenes.................................................................................................................................219
8.9 Rotación de imágenes...................................................................................................................................221
8.10 Utilizando la cámara....................................................................................................................................222
8.11 Histograma de imagen...............................................................................................................................223
8.12 Ecualización de histogramas....................................................................................................................226
8.13 Convolución de imágenes..........................................................................................................................228
8.14 Detección de rostros usando Haar Cascades......................................................................................229
8.15 Detección de Haar-Cascade en OpenCV ...............................................................................................231
9 Criptografía.................................................................................................235
9.1 Criptografía ......................................................................................................................................................235
9.2 Cronología de la criptología .........................................................................................................................235
9.3 Cifrado Julio César ..........................................................................................................................................240
9.4 Algoritmos disponibles..................................................................................................................................241
9.4.1 MD5........................................................................................................................................................................242
9.4.2 SHA1......................................................................................................................................................................243
9.4.3 SHA512.................................................................................................................................................................243
9.4.4 Diferentes algoritmos.......................................................................................................................................244
9.5 Cifrado homomórfico.....................................................................................................................................250
9.5.1 Lista archivos.......................................................................................................................................................251
9.5.2 Plataforma (platform).......................................................................................................................................252
9.5.3 Socket....................................................................................................................................................................252
9.5.4 Obtener la dirección IP .....................................................................................................................................255
9.5.5 Listar direcciones IP .........................................................................................................................................255
9.5.6 Búsqueda e indexación.....................................................................................................................................258
9.5.7 Recolección de información............................................................................................................................261
10 Deep web y redes Tor................................................................................265
10.1 Redes Tor........................................................................................................................................................265
10.2 Utilidad de las redes Tor.............................................................................................................................266
10.3 Deep Web.......................................................................................................................................................269
10.4 Mantenerse anónimo..................................................................................................................................270
10.5 El futuro de Tor..............................................................................................................................................270
10.6 Tor Browser....................................................................................................................................................271
10.6.1 Instalación ........................................................................................................................................................271
10.6.2 Uso.......................................................................................................................................................................273
10.6.3 Recomendaciones de uso de la red Tor....................................................................................................275
10.6.4 Comprobación de la privacidad....................................................................................................................276
10.7 Control de una instancia local Tor............................................................................................................277
10.8 Información de repetidores disponibles................................................................................................277
10.9 Información de autoridades de directorio.............................................................................................279
11 Tails...............................................................................................................281
11.1 Tails...................................................................................................................................................................281
11.2 Requerimientos............................................................................................................................................281
11.3 Aplicación de anonimato............................................................................................................................281
11.4 Usuario base..................................................................................................................................................282
11.5 Méritos técnicos y reconocimiento.........................................................................................................282
11.6 Relación entre Tor y Tails............................................................................................................................282
11.7 Confiabilidad de Tails...................................................................................................................................282
11.8 Software libre y escrutinio público..........................................................................................................283
11.9 Confiando en Debian GNU/Linux.............................................................................................................283
11.10 Confiando en Tor .......................................................................................................................................283
11.11 Confiando en Tails......................................................................................................................................284
11.12 Instalación de Tails ...................................................................................................................................284
11.13 ¿Qué es el spoofing de direcciones MAC?..........................................................................................289
11.14 Circuitos Onion ..........................................................................................................................................291
11.15 Listado de códigos de países..................................................................................................................293
11.16 Observando los Onion Circuits...............................................................................................................294
11.17 Anonimización en el mundo...................................................................................................................297
11.18 Posibilidad de romper TOR.....................................................................................................................297
11.19 Mejores buscadores en Tor.....................................................................................................................297
11.19.1 DuckDuckGo...................................................................................................................................................297
11.19.2 Wayback Machine.........................................................................................................................................298
11.19.3 SurfWax.............................................................................................................................................................298
11.19.4 Torch.................................................................................................................................................................299
11.20 Tráfico de la red Tor...................................................................................................................................299
11.21 Electrum Bitcoin Wallet...........................................................................................................................300
12 Blockchain...................................................................................................305
12.1 Blockchain......................................................................................................................................................305
12.2 Evolución de blockchain.............................................................................................................................306
12.3 Arquitectura de blockchain........................................................................................................................307
12.4 Características de blockchain...................................................................................................................308
12.5 Tipos de blockchain......................................................................................................................................308
12.5.1 Blockchain pública...........................................................................................................................................309
12.5.2 Blockchain privada..........................................................................................................................................309
12.5.3 Consorcio o blockchain federada..............................................................................
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