1. Módulo I – Práctica II
Grupo V
Practica II
Arquitectura de una computadora
Definiciones
Hardware
Componente físico tecnológico, que trabaja o interactúa de algún modo con la
computadora. No sólo incluye elementos internos como el disco duro, CD-
ROM, disquetera, sino que también hace referencia al cableado, circuitos,
gabinete, etc. E incluso hace referencia a elementos externos como la
impresora, el Mouse, el teclado, el monitor y demás periféricos.
Clasificación por la funcionalidad del hardware
* Hardware básico: dispositivos necesarios para iniciar la computadora. Los
más básicos son la placa madre, la fuente de alimentación, el microprocesador
y la memoria. Se podrían incluir componentes como monitor y teclado, aunque
no son estrictamente básicos.
* Hardware complementario: aquellos dispositivos que complementan a la
computadora, pero que no son fundamentales para su funcionamiento, como
ser, impresora, unidades de almacenamiento, etc.
Clasificación por la ubicación del hardware
* Periféricos (componentes externos): dispositivos externos a la computadora.
Ver periférico
* Componentes internos: dispositivos que son internos al gabinete de la
computadora
* Puertos: conectan los periféricos con los componentes internos
Clasificación por el flujo de información del hardware
* Periféricos de salida: monitor, impresora, etc.
* Periféricos de entrada: teclado, Mouse, etc.
* Periféricos/dispositivos de almacenamiento: disco duro, memorias, etc.
* Periféricos de comunicación: módem, puertos, etc.
* Dispositivos de procesamiento: CPU, microprocesador, placa madre, etc.
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Microprocesador
El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del ordenador. Es un
chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o
millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite
realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.
Los micros, como los llamaremos en adelante, suelen tener forma de cuadrado
o rectángulo negro, y van o bien sobre un elemento llamado zócalo (socket en
inglés) o soldados en la placa o, en el caso del Pentium II, metidos dentro de
una especie de cartucho que se conecta a la placa base (aunque el chip en sí
está soldado en el interior de dicho cartucho).
A veces al micro se le denomina "la CPU" (Central Process Unit, Unidad
Central de Proceso), aunque este término tiene cierta ambigüedad, pues
también puede referirse a toda la caja que contiene la placa base, el micro, las
tarjetas y el resto de la circuitería principal del ordenador.
La velocidad de un micro se mide en megahertzios (MHz) o gigahertzios
(1 GHz = 1.000 MHz), aunque esto es sólo una medida de la fuerza bruta del
micro; un micro simple y anticuado a 500 MHz puede ser mucho más lento que
uno más complejo y moderno (con más transistores, mejor organizado...) que
vaya a "sólo" 400 MHz. Es lo mismo que ocurre con los motores de coche: un
motor americano de los años 60 puede tener 5.000 cm3, pero no tiene nada
que hacer contra un multiválvula actual de "sólo" 2.000 cm3.
Debido a la extrema dificultad de fabricar componentes electrónicos que
funcionen a las inmensas velocidades de MHz habituales hoy en día, todos los
micros modernos tienen 2 velocidades:
• Velocidad interna: la velocidad a la que funciona el micro internamente
(200, 333, 450... MHz).
• Velocidad externa o del bus: o también "velocidad del FSB"; la
velocidad a la que se comunican el micro y la placa base, para poder
abaratar el precio de ésta. Típicamente, 33, 60, 66, 100 ó 133 MHz.
La cifra por la que se multiplica la velocidad externa o de la placa para dar la
interna o del micro es el multiplicador; por ejemplo, un Pentium III a 450 MHz
utiliza una velocidad de bus de 100 MHz y un multiplicador 4,5x.
Partes de un microprocesador
En un micro podemos diferenciar diversas partes:
• el encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle
consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo por oxidación con el aire)
y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su
zócalo o a la placa base.
• la memoria caché: una memoria ultrarrápida que emplea el micro para
tener a mano ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las
siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM,
reduciendo el tiempo de espera.
Todos los micros "compatibles PC" desde el 486 poseen al menos la
llamada caché interna de primer nivel o L1; es decir, la que está más
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cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a él. Los micros más
modernos (Pentium III Coppermine, Athlon Thunderbird, etc.) incluyen
también en su interior otro nivel de caché, más grande aunque algo
menos rápida, la caché de segundo nivel o L2.
• el coprocesador matemático: o, más correctamente, la FPU (Floating
Point Unit, Unidad de coma Flotante). Parte del micro especializada en
esa clase de cálculos matemáticos; antiguamente estaba en el exterior
del micro, en otro chip.
• el resto del micro: el cual tiene varias partes (unidad de enteros,
registros, etc.) que no merece la pena detallar aquí.
Memoria ROM
La memoria ROM, también conocida como firmware, es un circuito integrado
programado con unos datos específicos cuando es fabricado. Los chips de
características ROM no solo se usan en ordenadores, sino en muchos otros
componentes electrónicos también. Hay varios tipos de ROM, por lo que lo
mejor es empezar por partes.
Tipos de ROM
Hay 5 tipos básicos de ROM, los cuales se pueden identificar como:
ROM
PROM
EPROM
EEPROM
Memoria Flash
Cada tipo tiene unas características especiales, aunque todas tienen algo en
común:
Los datos que se almacenan en estos chips son no volátiles, lo cual significa
que no se pierden cuando se apaga el equipo.
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Los datos almacenados no pueden ser cambiados o en su defecto necesitan
alguna operación especial para modificarse. Recordemos que la memoria RAM
puede ser cambiada en al momento.
Todo esto significa que quitando la fuente de energía que alimenta el chip no
supondrá que los datos se pierdan irremediablemente.
Funcionamiento ROM
De un modo similar a la memoria RAM, los chips ROM contienen una hilera de
filas y columnas, aunque la manera en que interactúan es bastante diferente.
Mientras que RAM usualmente utiliza transistores para dar paso a un
capacitador en cada intersección, ROM usa un diodo para conectar las líneas si
el valor es igual a 1. Por el contrario, si el valor es 0, las líneas no se conectan
en absoluto.
Memoria RAM
La memoria principal o RAM (Random AccessMemory, Memoria de Acceso
Aleatorio) es donde el computador guarda los datos que está utilizando en el
momento presente. El almacenamiento es considerado temporal por que los
datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este
encendida o no sea reiniciada.
Se le llama RAM por que es posible acceder a cualquier ubicación de ella
aleatoria y rápidamente
Físicamente, están constituidas por un conjunto de chips o módulos de chips
normalmente conectados a la tarjeta madre. Los chips de memoria son
rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con
"pines" o contactos:
La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como
los disquetes o los discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y que se
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borra al apagar el computador, no como los Disquetes o discos duros en donde
la información permanece grabada.
Tipos de RAM
Hay muchos tipos de memorias DRAM, Fast Page, EDO, SDRAM, etc. Y lo que
es peor, varios nombres. Trataremos estos cuatro, que son los principales,
aunque mas adelante en este Informe encontrará prácticamente todos los
demás tipos.
Placa Madre
Tarjeta o placa central de circuitos en un equipo electrónico complejo (como
una computadora personal).
La placa madre también es conocida como motherboard, mainboard,
baseboard, system board, placa/tarjeta base, etc.
El propósito más básico de las placas madres es proveer las conexiones
lógicas y eléctricas entre otros componentes del sistema.
Una placa madre típica de una computadora de escritorio, consta de un
microprocesador, de memoria principal, de puertos y conectores, etc. El resto
de los dispositivos electrónicos como discos duros, tarjeta aceleradora de
gráficos, placa de sonido, etc. son conectados a la placa madre a través de
conectores y/o cables.
Componentes de una placa madre
Una placa madre típica en PCs consiste de un gran circuito impreso que
incluye como mínimo:
* Sockets, en donde uno o más CPUs son instalados.
* Slots, en donde la memoria principal es intalada (generalmente módulos
DIMMs con memoria DRAM).
* Un chipset: Northbridge y Southbridge.
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* Chips de memoria no volátil (generalmente Flash ROM), que contiene la BIOS
o el firmware del sistema.
* Un reloj que produce señales de reloj para sincronizar varios componentes.
* Bahías o zócalos para tarjetas de expansión.
* Conectores de energía para distribuirla entre los distintos dispositivos de la
computadora. La electricidad se recibe desde la fuente eléctrica.
* Puertos de conexión para dispositivos como los PS/2 para el ratón y el
teclado, o puertos USB.
* También algunas placas madres incluyen dispositivos de enfriamiento como
ventiladores.
* Muchas placas madres incluyen dispositivos que antes sólo existían como
placas o tarjetas separadas y debían conectarse a la placa madre empleando
zócalos libres en la misma. Por ejemplo, muchas placas madres vienen
integradas con placa de sonido, de aceleración de video, módem, etc.
Disco Duro
Un disco duro o disco rígido (en inglés hard disk drive) es un dispositivo no
volátil, que conserva la información aun con la pérdida de energía, que emplea
un sistema de grabación magnética digital. Dentro de la carcasa hay una serie
de platos metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre los platos se
sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos.
Hay distintos estándares para comunicar un disco duro con la computadora; las
interfaces más comunes son Integrated Drive Electronics (IDE, también
llamado ATA) , SCSI generalmente usado en servidores, SATA, este último
estandarizado en el año 2004 y FC exclusivo para servidores
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Fuente de Alimentación
En electrónica, una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la
tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones,
prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato
electrónico al que se conecta (ordenador, televisión, impresora, router, etc.).
Las fuentes de alimentación, para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse
básicamente como fuentes de alimentación lineales y conmutadas. Las lineales
tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo
cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, pero sin embargo su
regulación de tensión es poco eficiente. Una fuente conmutada, de las misma
potencia que una lineal, será más pequeña y normalmente más eficiente pero
será más compleja y por tanto más susceptible a averias.
Software
En computación, el software -en sentido estricto- es todo programa o aplicación
programado para realizar tareas específicas. El término "software" fue usado
por primera vez por John W. Tukey en 1957.
Algunos autores prefieren ampliar la definición de software e incluir también en
la definición todo lo que es producido en el desarrollo del mismo.
La palabra "software" es un contraste de "hardware"; el software se ejecuta
dentro del hardware.
El software en sentido amplio
Una definición más amplia de software incluye mucho más que sólo los
programas. Esta definición incluye:
- La representación del software: programas, detalles del diseño escritos en un
lenguaje de descripción de programas, diseño de la arquitectura,
especificaciones escritas en lenguaje formal, requerimientos del sistema, etc.
- El conocimiento de la ingeniería del software: Es toda la información
relacionada al desarrollo de software (por ejemplo, cómo utilizar un método de
diseño específico) o la información relacionada al desarrollo de un software
específico (por ejemplo, el esquema de pruebas en un proyecto). Aquí se
incluye información relacionada al proyecto, información sobre la tecnología de
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software, conocimiento acerca de sistemas similares y la información detallada
relacionada a la identificación y solución de problemas técnicos.
- La información de la aplicación.
El software, como programa, consiste en un código en un lenguaje máquina
específico para un procesador individual. El código es una secuencia de
instrucciones ordenadas que cambian el estado del hardware de una
computadora.
Se suele escribir en un lenguaje de programación de alto nivel, que es más
sencillo de escribir (pues es más cercano al lenguaje natural humano), pero
debe convertirse a lenguaje máquina para ser ejecutado.
El software puede distinguirse en tres categorías: software de sistema, software
de programación y aplicación de software. De todas maneras esta distinción es
arbitraria y muchas veces un software puede caer un varias categorías.
- Software de sistema: ayuda a funcionar al hardware y a la computadora.
Incluye el sistema operativo, controladores de dispositivos, herramientas de
diagnóstico, servidores, sistema de ventanas, utilidades y más. Su propósito es
evitar lo más posible los detalles complejos de la computación, especialmente
la memoria y el hardware.
- Software de programación: provee herramientas de asistencia al
programador. Incluye editores de texto, compiladores, intérprete de
instrucciones, enlazadores, debuggers, etc.
- Software de aplicación: permite a los usuarios finales hacer determinadas
tareas. Algunos software de aplicación son los navegadores, editores de texto,
editores gráficos, antivirus, mensajeros, etc.
Sistema Operativo
Definición de Sistema Operativo
El sistema operativo es el programa (o software) más importante de un
ordenador. Para que funcionen los otros programas, cada ordenador de uso
general debe tener un sistema operativo. Los sistemas operativos realizan
tareas básicas, tales como reconocimiento de la conexión del teclado, enviar la
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información a la pantalla, no perder de vista archivos y directorios en el disco, y
controlar los dispositivos periféricos tales como impresoras, escáner, etc.
En sistemas grandes, el sistema operativo tiene incluso mayor responsabilidad
y poder, es como un policía de tráfico, se asegura de que los programas y
usuarios que están funcionando al mismo tiempo no interfieran entre ellos. El
sistema operativo también es responsable de la seguridad, asegurándose de
que los usuarios no autorizados no tengan acceso al sistema.
Los sistemas operativos pueden ser clasificados de la siguiente forma:
• Multiusuario: Permite que dos o más usuarios utilicen sus programas al
mismo tiempo. Algunos sistemas operativos permiten a centenares o
millares de usuarios al mismo tiempo.
• Multiprocesador: soporta el abrir un mismo programa en más de una
CPU.
• Multitarea: Permite que varios programas se ejecuten al mismo tiempo.
• Multitramo: Permite que diversas partes de un solo programa funcionen
al mismo tiempo.
• Tiempo Real: Responde a las entradas inmediatamente. Los sistemas
operativos como DOS y UNIX, no funcionan en tiempo real.
Los sistemas operativos proporcionan una plataforma de software encima de la
cual otros programas, llamados aplicaciones, puedan funcionar. Las
aplicaciones se programan para que funcionen encima de un sistema operativo
particular, por tanto, la elección del sistema operativo determina en gran
medida las aplicaciones que puedes utilizar.
Los sistemas operativos más utilizados en los PC son DOS, OS/2, y Windows,
pero hay otros que también se utilizan, como por ejemplo Linux.
Un usuario normalmente interactúa con el sistema operativo a través de un
sistema de comandos, por ejemplo, el sistema operativo DOS contiene
comandos como copiar y pegar para copiar y pegar archivos respectivamente.
Los comandos son aceptados y ejecutados por una parte del sistema operativo
llamada procesador de comandos o intérprete de la línea de comandos. Las
interfaces gráficas permiten que utilices los comandos señalando y pinchando
en objetos que aparecen en la pantalla
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Carpeta
El término correcto es "directorio", tal como es usado en todos los demás
sistemas operativos y que incluso era usado en las primeras versiones de los
sistemas operativos de Microsoft. Todavía hoy, en la línea de comandos
puedes escribir "dir" (abreviación de "directorio") para ver la lista de los
archivos.
En breve, una carpeta (directorio) es una organización lógica de archivos, de la
misma manera que un archivo es una organización de octetos (bytes).
Puedes tener directorios dentro de directorios (también llamados
subdirectorios) y los nuevos sistemas operativos te permiten tener también
archivos dentro de otros archivos.
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Archivo
Un archivo informático o fichero es un conjunto de bits almacenado en un
dispositivo periférico. Un archivo es identificado por un nombre y la descripción
de la carpeta o directorio que lo contiene. Los archivos informáticos se llaman
así porque son los equivalentes digitales de los archivos en tarjetas, papel o
microfichas del entorno de oficina tradicional. Los archivos informáticos facilitan
una manera de organizar los recursos usados para almacenar
permanentemente datos en un sistema informático.
Programa
Un programa informático es un conjunto de instrucciones que una vez
ejecutadas realizarán una o varias tareas en una computadora. Sin programas,
estas máquinas no pueden funcionar correctamente.1 2 Al conjunto general de
programas, se lo denomina software y así, se refiere al equipamiento lógico o
soporte lógico de una computadora digital.
En informática, se los denomina comúnmente binarios, (propio en sistemas
unix, donde debido a la estructura de este último, los ficheros no necesitan
hacer uso de extensiones. Posteriormente, los presentaron como ficheros
ejecutables, con extensión .exe, en los sistemas operativos de la familia
Windows) debido a que una vez que han pasado por el proceso de compilación
y han sido creados, las instrucciones que se escribieron en un lenguaje de
programación que los humanos usan para escribirlos con mayor facilidad, se
han traducido al único idioma que la máquina comprende, combinaciones de
ceros y unos llamada código máquina. El mismo término, puede referirse tanto
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a un programa ejecutable, como a su código fuente, el cual es transformado en
un binario cuando es compilado.
Generalmente el código fuente lo escriben profesionales conocidos como
programadores. Se escribe en un lenguaje que sigue uno de los siguientes dos
paradigmas: imperativo o declarativo y que posteriormente puede ser
convertido en una imagen ejecutable por un compilador. Cuando se pide que el
programa sea ejecutado, el procesador ejecuta instrucción por instrucción.
De acuerdo a sus funciones, se clasifican en software de sistema y software de
aplicación. En los computadores actuales, al hecho de ejecutar varios
programas de forma simultánea y eficiente, se le conoce como multitarea.
Integrantes : Ailen Chiesa, Camila Bartolomé Roca y Brenda Schmidt
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