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Introducción a sistemas informáticos

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  • 1. Tema 1. Introducción aSistemas Informáticos Módulo: Sistemas Informáticos (SIF) 1º DAW 1ºDAM
  • 2. Arquitectura de los ordenadores El esquema de funcionamiento básico de un ordenador que se describirá es el establecido por la arquitectura de Von Neumann (Existe también la arquitectura Harvard en la que los datos y las instrucciones se encuentran almacenados en distintos lugares) Debe notarse que esta arquitectura no es exclusiva de lo que conocemos como ordenador personal, sino que otro tipo de dispositivos la posee, como por ejemplo un ipod touch
  • 3. Arquitectura Von Neumann
  • 4. El sistema informático Sistema informático hace referencia a cualquier colección o combinación de programas, datos, procedimientos y equipamiento utilizado en el procesamiento de la información: Sistema de contabilidad, sistema gestor de base de datos, la red usada para transmitir los datos, etc
  • 5. Componentes físicos de un sistemainformático El microprocesador  Los microprocesadores son el núcleo electrónico del ordenador. Para su correcto trabajo constan de distintas partes interconectadas y la forma de comunicarse tanto entre ellas como con el resto del ordenador han determinado las distintas estructuras de ensamblaje de los microprocesadores: CISC, RISC, EPIC o híbridas. También se atiende a características de direccionamiento y encapsulado.
  • 6. Componentes físicos de un sistemainformático El microprocesador  Funciona en base a la repetición de ciclos de instrucciones. El flujo de los procesos elementales que cada ciclo tiene es la base de procesamiento de datos del microprocesador
  • 7. Componentes físicos de un sistemainformático El microprocesador  Las características técnicas comerciales de los procesadores hacen referencia a:  Ancho de bus´(datos y comunicaciones) medido en bits  Frecuencia (Mal llamada velocidad) de proceso interna y externa  Conjunto de palabras que es capaz de reconocer y ejecutar.  Tipo y tamaño de la memoria caché  Tipo, conjunto y número de registros accesibles  Tamaño de palabra de trabajo medida en bits. Procesadores de 32 bits o de 64 bits son los más usados hoy en día.
  • 8. Componentes físicos de un sistemainformático Partes de un microprocesador:  El encapsulado: Es lo que rodea a la óblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir su deterioro y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo en la placa base  La memoria caché: Es una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a mano ciertos datos que predeciblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo el tiempo de espera. Niveles L1 y L2(Más grande, aunque algo menos rápida)  Coprocesador matemático, o más correctamente FPU(Unidad de coma flotante) Es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos
  • 9. Componentes físicos de un sistemainformático Partes de un microprocesador:  Los registros: son básicamente un tipo de memoria pequeña con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares. Hay varios grupos de registros en el procesador. Físicamente el chip del microprocesador está constituido por una pastilla de silicio en la que por distintos procedimientos fotoquímicos se han insertado varios millones de transistores en una óblea de 1,5x1,5 cm, aproximadamente. Para darle un soporte con la rígidez adecuada , la óblea se encapsula en un soporte de cerámica de 6x6x0,5 cm que le da su aspecto externo. La parte inferior de la cápsula está rodeada de los contactos o “pines” que permiten la conectividad del microprocesador con el resto de elementos del sistema.
  • 10. Componentes físicos de un sistemainformático La memoria RAM  Dentro de la placa principal se encuentran distintas unidades de memorias que se adaptan a las determinadas funcionalidades que el ordenador necesita para hacer su correcto trabajo.  Las memorias tienen una jerarquía de acceso y disponibilidad para el procesador y los procesos. Existen distintos tipos de memorias atendiendo a estas características. Las más próximas al procesador son:  Registros  Caché nivel 1  Caché nivel 2 Más costoso Menor tiempo de acceso  Memoria principal(RAM)  Disco duro  Disco óptico  Cinta magnética Menos costoso Mayor tiempo de acceso
  • 11. Componentes físicos de un sistemainformático Memoria de vídeo o gráfica  Es el lugar donde se almacena el resultado del trabajo del procesador gráfico, antes de ser convertido por el DAC en señal RGB representable por los monitores. Suele encontrarse, junto con el procesador gráfico y el convertidor digital-analógico DAC, en la tarjeta aceleradora gráfica
  • 12. Componentes físicos de un sistemainformático Buses y ranuras de expansión  Buses son los canales de comunicación que hay entre los distintos elementos del ordenador: Hay varios estándares: EIDE, ATA, SATA, SCSI, USB y Firewire  Ranuras de expansión: Son elementos que permite introducir otros elementos para expandir la capacidad del ordenador, por ejemplo, introduciendo una tarjeta sintonizadora TDT o una tarjeta de sonido. También es factible añadir una unidad de red
  • 13. Componentes físicos de un sistemainformático Unidades de almacenamiento secundario  Magnéticos  Disco duro  Externo o interno  Fijos los internos  Regrabables  Escritura/ Lectura directa  Organización en pistas concéntricas distribuidas en sectores.  Interfaz: IDE/ATA, SCSI, SATA, USB o Firewire  Ópticos  DVD, Blu-Ray  Removibles  Pueden ser regrabables  Organización en pistas concéntricas distribuidas en sectores  Interfaz: IDE/ATA, SCSI, SATA, USB o Firewire  Discos de estado sólido basados en flash
  • 14. Componentes físicos de un sistemainformático Periféricos de entrada/salida  En sentido amplio, es cualquier dispositivo que se conecte a una unidad de E/S permitiendo el trasiego de datos entre la CPU y el exterior de la misma  De entrada: Teclado, Ratón, Cámara, Escáner, Micrófono, Lector de código de barras  De salida: Impresora, monitor  De entrada/salida: Pantalla táctil, módem, impresora multifunción
  • 15. Componentes físicos de un sistemainformático Redes informáticas creadas para compartir datos, tales como la WAN, MAN o LAN:  Ventajas:  Razones económicas  Compartir datos  Creación de sistemas de información distribuida  Evitar redundancias inútiles de información  Proceso distribuido  Compartir recursos  Simplificación de la gestión de los sistemas  Trabajo corporativo  Centralización de la gestión del almacenamiento y del backup
  • 16. Componentes físicos de un sistemainformático Componentes de una red informática:  La tarjeta de red. Es un interfaz hardware, entre la plataforma o sistema informático y el medio de transmisión físico, por el que se transporta la información de un lugar a otro  Consta de las siguientes partes:  Interfaz de conexión al bus del ordenador  Interfaz de conexión al medio de transmisión  Componentes electrónicos internos, propios de la tarjeta  Elementos de configuración de la tarjeta: puentes, conmutadores, etc.
  • 17. Componentes físicos de un sistemainformático Componentes de una red informática  Medios de transmisión  Cable  Coaxial  UTP  Fibra óptica  Ondas electromagnéticas (Wi-Fi, por ejemplo)
  • 18. Componentes físicos de un sistemainformático Componentes de una red informática  Dispositivos de interconexión  Repetidor. Nivel físico OSI  Concentradores  Un concentrador (hub) funciona como centro de cableado para una red con topología en estrella. Nivel físico OSI  Su función consiste en que el tráfico que llega a cualquiera de los puertos se propague a través de todos los demás.  Puentes. Nivel enlace OSI. Almacena y reexpide las tramas que le llegan por sus puertos en función del contenido de las mismas tramas. Puede conectar redes remotas  Conmutador (switch) Existen conmutadores de nivel 3 del protocolo OSI, pero aún no están maduros. La mayor parte de ellos. Siempre local. Más veloz que el anterior. Puede repartir el ancho de banda. Los hay apilables  Router. Nivel de Red modelo OSI. Realiza enrutamiento  Pasarela: Cualquier dispositivo de interconexión por encima de los niveles anteriores en el modelo OSI
  • 19. Componentes físicos de un sistemainformático Topologías de red  Topología en malla.  Cada ordenador se encuentra conectado directamente con todos los demás.  Topología en bus  Los puestos se conectan a una única línea de transmisión que recorre la ubicación física de todos los ordenadores. Es muy sensible a problemas de tráfico o a las roturas de los cables
  • 20. Componentes físicos de un sistemainformático Topologías de red  Topología en estrella  Todos los puestos se conectan a un puesto central a través de líneas de transmisión individuales  Topología en anillo.  Conecta todos sus equipos en torno a un anillo físico. Una rotura del anillo provoca el fallo general de la red
  • 21. Componentes físicos de un sistemainformático Topología de red  Topología en árbol:  Es aquella que cuenta con un cable principal (backbone) al que hay conectadas redes individuales en bus  Topología híbrida  Cada topología presenta ventajas e inconvenientes. Esto hace que frecuentemente las redes en explotación tengan elementos de otras topologías mezclados entre sí
  • 22. Componentes físicos de un sistemainformático Arquitectura de red  Es el conjunto organizado de capas y protocolos de la misma. Esta organización debe estar suficientemente clara como para que los fabricantes de software o hardware puedan fabricar sus productos  Modelos OSI y TCP/IP
  • 23. Componentes físicos de un sistemainformático
  • 24. Componentes lógicos de un sistemainformático Sistema operativo:  El SO se plantea como el interfaz básico intermedio máquina/hombre y tiene un conjunto de funcionalidades para conectar los procesos diseñados por el hombre en términos de accesibilidad  Es el primer software que vemos-salvo por la BIOS- cuando encendemos el ordenador y el último que vemos cuando lo apagamos  Es el software que maneja todos los programas que usamos  Organiza y controla nuestro hardware
  • 25. Componentes lógicos de un sistemainformáticoFunciones de un sistema operativo:En su nivel más básico, un sistema operativo hace dos cosas 1. Manejar los recursos Hardware y Software del Sistema Informático 2. Proporciona una forma estable y consistente para tratar con el hardware sin tener que saber los detalles del Hardware  Programas y métodos de acceso compiten por tiempo de CPU y piden memoria, almacenaje y ancho de banda para Entrada/Salida para sus propósitos  El S.O, juega el papel de Administrador de Recursos, asegurándose de que cada aplicación consiga los recursos necesarios a través de las necesidades de todos los usuarios y todas las aplicaciones La segunda tarea un API o interfaz de Programa de Aplicación, permite a un Desarrollador de Software escribir una aplicación en un ordenador y tener un alto nivel de confianza en que se ejecutará en un ordenador del mismo tipo sin problemas
  • 26. Componentes lógicos de un sistemainformático Clasificaciones de sistemas operativos  Por arquitectura: Monolíticos, por capas, microkernel o máquina virtual  Por número de tareas: Monotarea o multitarea  Por número de usuarios: Monousuario o multiusuario  Monopuesto, de red o distribuidos
  • 27. Componentes lógicos de un sistemainformático Tipos de software  Lenguajes de programación  Bajo nivel  Ensamblador  Alto nivel  Sistemas Gestores de Bases de Datos.  Lenguaje de Definición de Datos  Lenguaje de Manipulación de Datos  Interfaz de alto nivel con el sistema gestor  Independencia lógica y física de los datos.
  • 28. Componentes lógicos de un sistemainformático Tipos de software  Aplicaciones informáticas. Los distintos programas que nos permiten procesar la información, entre ellos, el procesador de texto, la hoja de cálculo, la hoja de presentaciones, el cliente de correo electrónico, programas de tratamiento de imagen como GIMP, etc. La unión de varias aplicaciones puede dar lugar a una suite, por ejemplo la suite ofimática OpenOffice  Las aplicaciones pueden ser propietarias o de código abierto
  • 29. Bibliografía Guía práctica de actualización y mantenimiento del PC, Javier Baños, ed Anaya Sistemas Operativos monopuesto, Ed McGraw- Hill Redes de Área Local, de Alfredo Abad, Ed. McGraw-Hill Guía práctica para usuarios, Redes Locales, de J. Félix Rábago, ed Anaya Sistemas Gestores de Bases de Datos, de Gregorio Cabrera, Ed. Paraninfo