T1.Introducción a los sistemas Informáticos

Elementos físicos

Subtopic

Subtopic

Se clasifican en

Es la parte de la UCP encargada de realizar operaciones aritméticas y lógicas sobre la información.

Se compone de los siguientes elementos:

Operacional o circuito operacional

Realiza las operaciones con los datos de los registros de entrada

Registros de entrada

Contienen los operandos de la operación

Acumulador

Almacena los resultados de las operaciones

Registros de estado

Registra las condiciones de la operación anterior

Es la parte pensante del ordenador

Se encarga del gobierno y funcionamiento de los aparatos que la componen

Su tarea fundamental es recibir información y procesarla mediante órdenes que envía a los otros componentes del ordenador

Se encarga de traer a la memoria (RAM) las instrucciones necesarias para la ejecución de los programas y el procesamiento de los datos

La UC interpreta y ejecuta las instrucciones en el orden adecuado para que cada una de ellas se procese en el debido instante y de forma correcta.

Para realizar estas operaciones, la UC dispone de algunos aliados ,pequeños espacios de almacenamiento que se denominan registros

Los registros se clasifican en:

Registro de instrucción

Se encarga de almacenar la instrucción que se está ejecutando

Registro Contador de programas

Contiene la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar

Controlador y decodificador

Se encarga de interpretar la instrucción para su posterior proceso

Secuenciador

Genera las microórdenes necesarias para ejecutar la instrucción

Reloj

Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes

El ordenador almacena dentro de su memoria interna todos los programas y datos con los que se va a trabajar y que van a ser procesados

Tipos

Memorias de almacenamiento externo

Son capaces de almacenar información

Son memoras no volátiles, de tal forma que la información permanece en ellas después de quitar el suministro de energía eléctrica al ordenador

La denominación de externas es para diferenciarlas precisamente de la propia RAM.

Tipos

Memoria Interna

La memoria interna, principal o central (MC) es la que está situada físicamente dentro de la carcasa del ordenador

Tipos

RAM (Random Access Memory)

Es posible almacenar y modificar información, y es lo que se conoce como memoria principal, memoria central o memoria de acceso directo

Es una memoria de solo lectura, cuya información no puede ser modificada y que sirve básicamente para poder inicializar el sistema informático.

La memoria RAM es un componente necesario para que se pueda procesar la información. Casi todo lo que tiene que procesar el ordenador tarde o temprano tiene que pasar por la memoria central.

Elementos que la componen:

Registro de dirección

Registro de intercambio

Recibe los datos en operaciones de lectura y almacena los datos en las operaciones de escritura

Selector de memoria

Se activa cada vez que hay que leer o escribir conectando la celda o posición de memoria con el registro de intercambio

Señales de control

Indica si una operación es de lectura o escritura

Tipos:

Memoria caché

Los ordenadores incorporan este tipo de memoria para agilizar los cálculos que realizan los programas.

Son memorias intermedias colocadas entre la RAM y el procesador , que almacenan temporalmente la información a procesar.

No son RAM propiamente dicha, sino otro tipo de memorias internas que almacenan la información que se utiliza con más frecuencia.

Es n tipo de memoria RAM electrónica construida mediante condensadores

Cuando un condensador está cargado se dice que almacena un BIT o uno. Si está descargado, el valor del BIT es cero

Para mantener las celdillas cargadas, este tipo de memoria necesita refrescarse cada cierto tiempo: el refresco de una memoria RAM consiste en recargar nuevamente con energía los condensadores que tienen almacenado un uno para evitar que la información se pierda (de hay lo de Dynamic).

La memoria DRAM es más lenta que la memoria SRAM, pero mucho más barata de fabricar.

Es un tipo de memoria RAM alternativa a la DRAM que no necesita refrescarse.

SRAM y DRAM son memorias volátiles, lo que significa que cuando se corta el suministro de corriente, los datos almacenados se pierden.

Debido al alto coste de fabricación de la SRAM y a su alta velocidad, suele utilizarse como memoria caché.

Es una memoria que incorpora la capacidad de la DRAM y la velocidad de la SRAM; es decir, necesita refresco de sus celdas, pero en un intervalo superior de tiempo.

Esta memoria es la que incorporan en la actualidad la mayoría de los ordenadores personales

Esta compuesta por memorias SDRAM, tiene la característica de que se refresca dos veces por im impulso de reloj.

Es una memoria de funcionamiento muy complejo pero tieneb la ventaja de ser prácticamente el doble de rápida que cualquiera de las anteriores.

La velocidad de las memorias RAM se mide en nanosegundos (60, 70, 80, 100,....)

Cuanto menor sea el tiempo de acceso, más rapido será el acceso que se pueda realizar a cualquier posición de memoria para poder grabar o leer su información.

La memoria central esta formada por componentes electrónicos (biestables) capaces de almacenar información en forma de ceros y unos (sistema binario). Cada información de este tipo recibe el nombre de bit.

Para almacenar información en la memoria esta se suele referenciar por blouues. Estos bloques suelen ser de ocho celdillas; es decir, equivalen a 8 bits y se denominan Byte.

La Memoria ROM o memoria de o de solo lectura contiene programas especiales que sirven para cargar e iniciar el arranque del ordenador.

En ella se encuentra toda la información almacenada referente a los componentes hardware de los que consta nuestro equipo.

El software que integra la ROM forma el BIOS del ordenador o sistema básico de entrada/salida.

El BIOS es un código que localiza y carga el sistema operativo en la RAM; es un software elemental instalado en una pequeña ROM de la placa base que permite que esta comience a funcionar.

Para poder acceder a la BIOS hay que pulsar las teclas F2 o Supr durante el proceso de inicio del equipo.

Tipos

Es la primera memoria sobre el que la BIOS se programaba, lo que implicaba que cualquier modificación en el sistema n podía realizarse a menos que lo hiciese el fabricante. Había que sustituir el componente electrónico para modificar la configuración del BIOS.

Es un tipo de memoria interna del ordenador que se caracteriza por consumir muy poca energía eléctrica, lo que la hace idónea para almacenar datos del BIOS

Otros tipos de memorias

Se utiliza para almacenar las imágenes que se quieren visualizar, en vez de hacerlo directamente sobre la RAM.

Se trata de una memoria de elevada capacidad, que se caracteriza por su alta velocidad y bajo consumo

CDRAM

Es un tipo de memoria que actúa entre el procesador periférico.

En algunos, estas actúan como memorias caché

Suelen ir asociadas a determinados dispositivos, como unidades de CD-ROM y dispositivos de entrada/salida, para liberar a la RAM de operaciones innecesarias.

Estructura de la memoria

Memoria convencional

De 0 a 640 Kb

Memoria superior

De 641 KB hasta 1024 KB

Memoria extendida

De 1025 KB hasta el límite de la placa base del equipo

Para acceder alas celdillas de memoria hay que atender al concepto de dirección de memoria.

Modos de direccionamiento

Direccionamiento inmediato

En la instrucción está incluido directamente el operando o dato

Direccionamiento directo

En a instrucción, el campo del operando contiene la dirección en memoria donde se encuentra el operando

Direccionamiento indirecto

El campo del operando contiene una dirección de memoria en la que se encuentra la dirección efectiva del operando.

Direccionamiento relativo

La dirección del dato que interviene en la instrucción se obtiene sumando a la dirección de la propia instrucción una cantidad fija, que normalmente está contenida en un registro de tipo especial

Es el elemento responsable de establecer una correcta interacción entre los diferentes componentes del ordenador. Por lo tato , el dispositivo principal de comunicación.

En sentido físico, se define como un conjunto de líneas de hardware (metálicas o físicas) utilizadas para la transmisión de datos entre los componentes de un sistema informático.

Tipos

Transmite información entre la CPU y los periféricos

Identifica el dispositivo al que va destinada la información que se transmite por el bus de datos

Organiza y redirige hacia el bus pertinente la información que se tiene que transmitir

1. Procesador

2. Buses

3. Memoria RAM

Los periféricos

Son dispositivos hardware con los cuales el usuario puede interactuar con el ordenador ( teclado,ratón,monitor), almacenar o leer datos y/o programas (dispositivos de almacenamiento o memorias auxiliares), imprimir resultados (impresoras), etc.

Se denominan periféricos a los dispositivos que sirven para introducir datos y programas en el ordenador desde el exterior hacia su memoria central para que puedan ser utilizadas.

También hay periféricos para extraer información desde el ordenador hacia el exterior.

Los periféricos se conectan con el ordenador, es decir, con la UCP y sus componentes, a través de los denominados puertos o conectores externos. Esta gestión la lleva a cabo otra parte esencial del ordenador: la unidad de entrada/salida.

Clasificación

Los periféricos necesitan un tipo de software especial para ser configurados. Después hay que introducir unos programas específicos que permitan al sistema operativo reconocer el periférico y utilizarlo de forma correcta. Estos programas se denominan drivers o controladores.

Procesan Información

Aplicaciones

El conjunto de aplicaciones se denomina aplicación informática

Se compone de dos partes fundamentales

Es aquella parte sin la cual el ordenador no funciona

También se conoce como sistema operativo

Sirve de comunicación entre el usuario y el hardware del ordenador

Controla los recursos hardware del ordenador

Es la parte del software que sirve para procesar la información de forma personalizada

Se compone de

Los programas

Los datos

Componentes lógicos

Datos

Para que el ordenador funcione necesita información con la que trabajar.

Un sistema informático necesita otro tipo de software fundamental. Este software está compuesto de programas y datos que ponen en funcionamiento las aplicaciones informáticas, las cuales procesan a su vez sus propios datos. Nos estamos refiriendo al sistema operativo.

Tipos

Datos de entrada

Son los que se suministran al ordenador desde los periféricos de entrada o desde los diferentes soportes de información. entrada

Datos intermedios

Son aquellos que se obtienen en la segunda fase del tratamiento automático o de la información: proceso.

Datos de salida

También llamados resultados, completan el proceso del tratamiento automático de a información: salida

Otra clasificación:

Datos fijos

Son los que permanecerán constantes durante el proceso o programa que se les aplique. Los datos fijos reciben el nombre de constantes.

Datos variables

Son aquellos que sí modifican a lo largo del proceso según sucedan determinadas condiciones o acciones realizadas por los programas.

Sistemas de codificación

Los sistemas de codificación se utilizan para procesar la información que el usuario entiende y el ordenador no.

Sistemas de numeración

Se define un sistema de numeración como el conjunto de símbolos y reglas que se utilizan para representar cantidades o datos numéricos.

Estos sistemas se caracterizan por la base a la que hacen referencia y que determina el distinto número de símbolos que lo componen.

Binario

Este sistema emplea dos símbolos diferentes: el cero y el uno. Es el sistema que maneja el ordenador internamente. Cada uno de estos símbolos recibe el nombre de bit. Puede representarse con una combinación de 4 bits.

Octal

Es un sistema en base 8 que utiliza los símbolos del 0 al 7 para representar las cantidades, las cuales quedan reproducidas posicionalmente por potencias de 8. Cada símbolo en base 8 puede representarse mediante una combinación de 3 bits.

Hexadecimal

Es un sistema de numeración en base 16. Utiliza 16 símbolos diferentes, del 0 al 9 y los dígitos valores (o letras) A,B,C,D,E,F. Estas letras representan, respectivamente, los dígitos 10,11,12,13,14 y 15 del sistema decimal. Cada símbolo en base 16 se puede representar mediante una combinación de 4 bits.

Codificación alfanumérica

ASCII

Código de 8 bits utilizado hasta hace poco tiempo

Unicode

Nuevo código internacional de codificación alfanumérica de hasta 32 bits

Medidas de la información

Desde los KB hasta los TB como medidas más habituales

Firmware

Es software introducido en componentes electrónicos o hardware