Resumen del Tema 1

1. El sistema informático: software y hardware
   

Máquina compuesta de elementos físicos (hardware). Los programas nos servirán para nuestro fin de procesar datos (información).

Los componentes electrónicos necesitan de otros componentes no físicos (software)

Instrucciones, ordenadas y agrupadas de forma adecuada, constituyen un programa. El conjunto de varios programas se denomina aplicación informática.

El sistema operativo es el componente software capaz de que los programas (software) procesen información (datos) sobre los componentes electrónicos (hardware).

Instrucciones, programas y aplicaciones informáticas, en general, quedan definidos bajo el término software.

Un sistema informático es el conjunto de elementos físicos o hardware que son necesarios para la de las aplicaciones informáticas o software.

Entre software y hardware existe otro concepto: el firmware. Es software con el que están programados las memorias ROM. El firmware no es fácilmente modificable, queda prácticamente invariable a lo largo de su vida. Por lo tanto es software introducido en componentes electrónicos o hardware.

2. Componentes software: sistema operativo y aplicaciones

El software se compone de dos partes fundamentales:

• El software básico

• El software de aplicaciones

Se define software básico al sistema operativo.

Sirve de comunicación entre el usuario y el hardware. Controla los recursos hardware según las necesidades.

El software de aplicaciones es la parte del software que sirve para procesar la información de forma personalizada.

3. Componentes físicos: el hardware

Los componentes físicos de un ordenador son:

1. Unidad central de procesos (UCP). Consta de:

• Unidad aritmética-lógica (UAL).

• Unidad de control (UC). 

2. Memoria central (MC). o RAM

3. Controladores.

4. Unidad de entrada/salida (E/S)

5. Buses.



6. Unidad periféricos o periféricos de entrada/salida.

3.1 Unidad Central de Procesos. Funciones, componentes, tipos y características.

Unidad central de procesos o UCP, también denominada procesador, es el encargado del control y ejecución de las operaciones que se efectúan.

Es fundamental para el ordenador.Encargado de controlar todas las tareas y procesos que se realizan dentro de él. Formado por unidad de control (UC), la unidad aritmética-lógica (UAL) y su propia memoria, que no es RAM. Se encarga de todo.

Consta de 2 partes:

• Unidad de control (UC)
• Unidad aritmética-lógica(UAL)
  

A. Unidad de control (UC)

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 se procese en el debido instante y de forma correcta.

Para realizar todas estas operaciones, la UC dispone de algunos aliados, pequeños espacios de almacenamiento que son su esencia y se denominan registros.

1. Registros de instrucción:  Encargado de almacenar la instrucción que se está ejecutando.
   
2. Registro contador de programas: Contiene la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar.
3. Controlador y decodificador: Encargado de interpretar la instrucción para su posterior proceso.
4. Secuenciador: Genera las microordenes necesarias para ejecutar la instrucción.
   
5. Reloj: Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes.
   

B. Unidad aritmética-lógica (UAL)

Encargado de realizar operaciones aritméticas y logicas sobre información. Las operaciones aritméticas pueden ser sumo, resta, multiplicacion, division, potenciacion, etc. Las logicas son normalmente de comparación, para las que se emplean los operadores de álgebra de Boole.
Los elementos más importantes que componen la UAL son:

1. Operacional o circuito operacional: Realiza operaciones con los datos de los registros de entrada.
2. Registros de entrada: Contiene los operandos de la operación.
3. Acumulador: Almacena los resultados de las operaciones.
4. Registro de estado: Registra las operaciones de la operación anterior.

3.2. La memoria. Funciones, tipos y características

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. Los dos tipos de memoria esenciales son:

• Memorias de almacenamiento externo: Se les da esta denominación a los soportes de almacenamiento, ya que son capaces de almacenar información. Son memorias externas: discos, disquetes, discos duros, pen drives, etc.

• Memoria interna: Dentro del ordenador existen varios tipos de memorias que no son consideradas externas. Son las siguientes:

1. RAM -> En ella es posible almacenar y modificar información y es lo que se conoce como memoria principal o memoria central.
2. ROM-> Es una memoria de sólo lectura, cuya información no puede ser modificado y que sirve básicamente para poder iniciar el sistema informático. 

Memoria interna, principal o central (MC)

A. Memoria RAM

Memoria RAM puede procesar la informacion. 

1. Registro de direcciones: contiene la direccion de la celda o psicion de memoria a la que se va a acceder.
2. Registro de intercambio: Recibe los datos en operacionesde lectura y almacena los datos las operaciones de escritura.
3. Selector de memoria: Se activa cada vez que hay que leer o escrbir conectando la celda o posicion de memoria con el registro de intercambio.
4. Señales de control: Indica si una operacion es de lectura o escritura.

La memoria central esta formada por biestables capaces de almacenar informacion en forma de ceros y unos. Cada infromacion de este tipo recibe el nombre de bit.

En la RAM tienen que estar fisicamente ubicadas los programas y los datos que se tienen que procesar.

Hay otro tipo de memoria para agilizar los calculos que realizan los programas. Estan entre colocadas entre la RAM y el procesador, almacenan temporalmente la informacion a procesar. Llamado memoria cache.

Lo que forman la MC son las celdillas o biestables funcionando con energia dentre de ellos.

Para almacenar la informacion en la memoria se suele referenciar por bloques. Suelen ser de ocho celdillas, 8 bits y se denomina Byte. Cada conjunto de ellos de ellos es un caracter.

Para no perder informacion tendra que recargarlos antes de que se descarguen definitivamente. Este proceso es conocido como refresco de memoria.

• DRAM (Dynamic RAM) la memoria DRAM es mas lenta que la SRAM, pero mucho mas barata.
• SRAM (Static RAM) No necesita refrescarse. SRAM y DRAM son memorias volatiles, lo que se refiere que cuando no hay corriente, los datos almacenados se pierden. Debido al alto coste y su alta velocidad, suele utilizarse como memoria cache.
• SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) memoria que incorpora la capacidad de DRAM y la velocidad de la SRAM. Necesita refresco de sus celdas, pero un intervalo superior de tiempo. Esta memoria esta en la actualidad de los ordenadores personales.
• DDRAM (Double Data Rate) de doble recarga o memoria de doble tasa de transferencia. Compuesta por SDRAM. 

B. Memoria ROM

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

Elsoftware que integra la ROM forma el BIOS (Basic Input Output System)

Antes, los BIOS se programaban sobre memoria de tipo ROM, lo que implicaba que cualquier modificacion en el sistema no podia realizarse a menos que lo hiciese el fabricante. 

• PROM (Programable Read Only Memory) programables una sola vez y despues de haber sido montadas en la placa.
•  EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory). Permite cambiar la configuración asignada.
• CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Es un tipo de memoria interna del ordenador que se caracteriza por consumir muy poca energía eléctrica.

Para que la información no se pierda, obtiene energía de una pequeña pila o batería ubicada en la placa base.

Adaptador gráfico llamado SGDRAM (Super Graphics Dynamic Random Acces Memory)

memoria de elevada capacidad.

La memoria se ha estructurado en varios niveles:

1. Memoria convencional de 0 a 640KB
2. Memoria superior de 641KB hasta 1024KB
3. Memoria extendida de 1025KB hasta el límite de la placa base.

Para acceder a las celdillas de memoria está en el concepto de dirección de memoria.

El direccionamiento es una operacion que se realiza cuando el procesador ejcuta o interpreta una instruccion. Toda instruccion esta compuesta por un codigo de operacion y un operando. Los llamados modos de direccionamiento son diferentes formas de acceder a los operandos en cada instruccion:

1. Direccionamiento inmediato: en la instruccion esta incluida directamente el operando o dato.
2. Direccionamiento directo: en la instruccion, el campo del operando contiene la direccion en memoria donde se encuentra el operando.
3. Direccionamiento indirecto: el campo del operando contiene una direccion de memoria en la que se encuentra la direccion efectiva del operando.
4. Direccionamiento relativo: la direccion del dato que interviene en la instruccion se obtiene sumando a la direccion de la propira instruccion una cantidad fija.

3.3. Unidades de entrada/salida y buses

 

La unidad de entrada/salida sirve para comunicar el procesador y el resto de componentes internos del ordenador.

 

El bus: elemto responsable de establecer una correcta interaccion entre los diferentes componentes del ordenador. Por lo tanto, el dispositivo principal de comunicacion.

 

• Bus de datos: transmite informacion entre la UCP y los perifericos.
• Bus de direcciones: identifica el dispositivo al que va destinada la informacion que se transmite.
• Bus de control o de sistema: organiza y dirige hacia el bus pertinente la informacion que se tiene que transmitir.

 La capacidad operativa del bus depende del propio sistema, de la velocidad de este, y la <<anchura>> del bus, segun el tipo de procesador.

 

El bus se caracteriza por el numero y la disposicion de sus lienas

 

El numero de bits que circulan define el numero de lienas de que se dispone para realizar el paso de informacion de un componente a otro.

 

La siguiente estructura es: 1.  Procesador. 2. Buses. 3. Memoria RAM.

 

La velocidad con la que los bits circulan se mide en megahercios, dependiendo del rendimiento global del equipo. La frecuencia en Mhz, mas rapida es la circulacion de bits por las lineas del bus.

 

1. Datos de entrada: son los perifericos de entrada. Forman la primera fase del tratamiento automatico de la informacion: entrada.
2. Datos intermedios: son aquellos que se obtiebe en segunda fase del tratamiento automatico o informacion: proceso.
3. Datos de salida: completan el proceso del tratamiento automatico de la informacion salida.

 

• Datos fijos: permaneceran constantes durante el proceso o programa que les aplique.
• Datos variables: se modifican a lo largo del proceso segun sucedan determinadas condiciones o acciones.

4.2. Los sistemas de codificacion
  
A. Instroduccion a los sistemas de codificacion

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

La memoria del ordenador no entiende de letras o numeros. Solamente entiende de corriente electrica. Sabiendo que 8 bits, se lee 1 byte o caracter como cualquier conjunto de 8 bits.

Cada posicion magnetizada se convierte en un 1 y cada posicion no magnetizada se convierte en un 0.

B: Sistemas de numeracion

Conjunto de simbolos y reglas que se utilizan para representar cantidades o datos numericos.

Este sistema se caracteriza por la base. 

3.4. Los perifericos

Los dispositivos que sirven para introducir datos y programas en el ordenador el exterior hacia su memoria central. Llamados perifericos de entrada.

Tambien en el sentido contrario, como impresoras o monitores.

Los hay que sirven para ambas cosas, como discos duros, CD-ROM regrabables, disquetes.

Se conectan a traves de puertos.

Hay que transmiten la informacion en un solo sentido (simplex), los que lo hacen en dos sentidos pero no simultaneamente (halfduplex o semiduplex) y los que transmiten informacion en ambos sentidos y simultaneamente (full duplex o duplex)

Necesitaras un tipo software especial para ser configurado: se denomina drivers o controladores.

4.1. Los datos: tipo de datos

El ordenador tambien maneja informacion que servira para procesar esos datos. Nos refiriendo a programas o aplicaciones informaticas.

Necesitaremos otro tipo de software fundamental. Software compuesto de programas y datos que ponen en funcionamiento las aplicaciones, nos referimos al sistemas operativos, sirve para que la informacion pueda ser procesada por las aplicaciones informaticas. El sistema operativo consta de programas propios que sirven para realizar otras funciones.

Todos los sistemas posicionales estan basados en el Teorema Fundamental de la Numeracion (TFN), sirve para relacionar una cantidad expresada en cualquier sistema de numeracion con la misma cantidad expresada en el sistema decimal.

C. Codificacion numerica

• Binario: emplea el o y el 1. El que utiliza el ordenador y los componentes electronicos.

 Reciben el nombre de bit cada uno de los simbolos.

• Octal: en base 8 que utiliza los simbolos del 0 al 7 para representar cantidades. Del octal a binario es una combinaion de 3 bits.

• Hexadecimal: En base 16. Utiliza 16 simbolos diferentes, del 0 al 9 y los digitos, valores (o letras) A; B; C; D; E y F. Representan los digitos 10, 11, 12, 13, 14 y 15 del sistema decimal. De hexadecimal a binario es una combinacion de 4 bits.

El que maneja un ordenador es el binario, y por comodidad en el manejo de los datos, se suele utilizar octal y el hexadecimal. como direcciones de memoria estan expresadas en hexadecimal.

D. Cambio de base de numeracion

E. La codificacion alfanumerica

Los datos alfanumericos podemos construir instrucciones y programas

Los sistemas de codificacion alfanumerica mas importantes son:

• ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Sistema que utiliza una combinacion de 7 u 8 bits. El mas empleado. Sepueden representar digitos del 0 al 9, letras mayusculas de la A a la Z, letras minusculas, caracteres especiales y algunos otro denominados de control.
• EBCDIC (Extended BCD Interchange Code) cada simbolo se representa por una combinacion de 8 bits agrupados en dos bloques de cuatro. Formato extendido del BCD.

• UNICODE: codigo internacional utilizado hoy en dia en la mayoria de los sistemas operativos. ASCII tiene una tabla especifica para cada pais.

 4.3. Medidas de la informacion

Bit minima unidad de informacion

El byte se suele emplear para representar un caracter alfanumerico.

La capacidad de la memoria RAM se mide en MB o GB, y la capacidad de los discos duros de GB a TB.

 
 (Dato) Es habitual encontrar escrito Kb o KB de forma indistinta, pero tenemos que diferenciar entre mabas escrituras. La B referencia Bytes y la b representa bits. Solamente se utilizara la b minusula para representar medidas de transferencia de informacion como Kbps (Kilobits por segundo)