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  • 1. ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
  • 2. Se puede definir la arquitectura de computadores como el estudio de la estructura, funcionamiento y diseño de computadores. Esto incluye, sobre todo a aspectos de hardware pero también afecta a cuestiones de software de bajo nivel
    Es el diseño conceptual y la estructura operacional fundamental de un sistema de computadora. Es decir, es un modelo y una descripción funcional de los requerimientos y las implementaciones de diseño para varias partes de una computadora, con especial interés en la forma en que la unidad central de proceso (UCP) trabaja internamente y accede a las direcciones de memoria.
    También suele definirse como la forma de seleccionar e interconectar componentes de hardware para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo.
    El ordenador recibe y envía la información a través de los periféricos por medio de los canales. La UCP es la encargada de procesar la información que le llega al ordenador. El intercambio de información se tiene que hacer con los periféricos y la UCP. Todas aquellas unidades de un sistema exceptuando la UCP se denomina periférico, por lo que el ordenador tiene dos partes bien diferenciadas, que son: la UCP (encargada de ejecutar programas y que esta compuesta por la memoria principal, la UAL y la UC) y los periféricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada-salida y comunicaciones).
  • 3. Las arquitecturas y los conjuntos de instrucciones se pueden clasificar considerando los siguientes aspectos:
    Almacenamiento de operativos en la CPU: dónde se ubican los operadores aparte de la substractora informativa (SI)
    Número de operandos explícitos por instrucción: cuántos operandos se expresan en forma explícita en una instrucción típica. Normalmente son 0, 1, 2 y 3.
    Posición del operando: ¿Puede cualquier operando estar en memoria?, o deben estar algunos o todos en los registros internos de la CPU. Cómo se especifica la dirección de memoria (modos de direccionamiento disponibles).
    Operaciones: Qué operaciones están disponibles en el conjunto de instrucciones.
    Tipo y tamaño de operandos y cómo se especifican.
  • 4. PROCESADORES
  • 5. Soncircuitos integradosque contienen todos los elementos de la CPU. Dentro de los cuales tenemos:
  • 6.
  • 7.
  • 8.
  • 9. MEMORIAS
  • 10. El propósito del almacenamiento es guardar datos que la computadora no esté usando. El almacenamiento tiene tres ventajas sobre la memoria:
    Hay más espacio en almacenamiento que en memoria.
    El almacenamiento retiene su contenido cuando se apaga el computador
    El almacenamiento es más barato que la memoria.
    El medio de almacenamiento más común es el disco magnético. El dispositivo que contiene al disco se llama unidad de disco (drive). La mayoría de las computadoras personales tienen un disco duro no removible. Además usualmente hay una o dos unidades de disco flexible, las cuales le permiten usar discos flexibles removibles. El disco duro normalmente puede guardar muchos más datos que un disco flexible y por eso se usa disco duro como el archivero principal de la computadora. Los discos flexibles se usan para cargar programas nuevos, o datos al disco duro, intercambiar datos con otros usuarios o hacer una copia de respaldo de los datos que están en el disco duro.
    Una computadora puede leer y escribir información en un disco duro mucho más rápido que en el disco flexible. La diferencia de velocidad se debe a que un disco duro está construido con materiales más pesados, gira mucho más rápido que un disco flexible y está sellado dentro de una cámara de aire, las partículas de polvo no pueden entrar en contacto con las cabezas.
    La memorización consiste en la capacidad de registrar sea una cadena de caracteres o de instrucciones (programa) y tanto volver a incorporarlo en determinado proceso como ejecutarlo bajo ciertas circunstancias.
  • 11. El computadordispone de varios dispositivos de memorización:
    La memoria ROM
    La memoria RAM
    Las memorias externas. Un aspecto importante de la memorización es la capacidad de hacer ese registro en medios permanentes, básicamente los llamados "archivos" grabados en disco.
    El acumulador
    La principal memoria externa es el llamado "disco duro", que está conformado por un aparato independiente, que contiene un conjunto de placas de plástico magnetizado apto para registrar la "grabación" de los datos que constituyen los "archivos" y sistemas de programas. Ese conjunto de discos gira a gran velocidad impulsado por un motor, y es recorrido también en forma muy veloz por un conjunto de brazos que "leen" sus registros. También contiene un circuito electrónico propio, que recepciona y graba, como también lee y dirige hacia otros componentes del computador la información registrada.
    Indudablemente, la memoria externa contenida en el disco duro es la principal fuente del material de información (data) utilizado para la operación del computador, pues es en él que se registran el sistema de programas que dirige su funcionamiento general (sistema operativo), los programas que se utilizan para diversas formas de uso (programas de utilidad) y los elementos que se producen mediante ellos (archivos de texto, bases de datos, etc.).
  • 12. Unidades de Memoria
    BIT: puede tener valore de 0 y 1, es decir sistema binario
    BYTE: son 8 Bits.
    KILOBYTE (KB) = 2 **10 bytes
    MEGABYTE (MB) = 2 ** 10 Kilobyte = 2 ** 20 Bytes
    GIGABYTE (GB) = 2** 10 Megabyte = 2** 30 Bytes
    TERABYTE (TB) =2**10 Gigabyte = 2**40 Bytes
    Es necesario aclarar que las unidades son infinitas, pero las antes nombradas son las usadas.
    BIT: su nombre se debe a la contracción de BinaryDigit, es la mínima unidad de información y puede ser un cero o un uno
    BYTE: es la también conocida como el octeto, formada por ocho bits, que es la unidad básica, las capacidades de almacenamiento en las computadoras se organiza en potencias de dos, 16, 32, 64.
    Las demás unidades son solo múltiplos de las anteriores, por ello cada una de
    ellas están formadas por un determinado numero de Bits.
    A finales de los 80 el aumento en la velocidad de los procesadores y el aumento en el ancho de banda requerido, dejaron rezagadas a las memorias DRAM con el esquema original MOSTEK, de manera que se realizaron una serie de mejoras en el direccionamiento.
  • 13. La memoria principal o RAM
    Es un tipo de módulo usado frecuentemente en servidores y equipos especiales. Poseen circuitos integrados que se encargan de repetir las señales de control y direcciones. Las señales de reloj son reconstruidas con ayuda del PLL que está ubicado en el módulo mismo. Las señales de datos pasan directamente del bus de memoria a los CI de memoria DRAM.
    Estas características permiten conectar múltiples módulos de memoria (más de 4) de alta capacidad sin que haya perturbaciones en las señales del controlador de memoria, haciendo posible sistemas con gran cantidad de memoria principal (8 a 16 GiB). Con memorias no registradas, no es posible, debido a los problemas surgen de sobrecarga eléctrica a las señales enviadas por el controlador, fenómeno que no sucede con las registradas por estar de algún modo aisladas.
    Entre las desventajas de estos módulos están el hecho de que se agrega un ciclo de retardo para cada solicitud de acceso a una posición no consecutiva y por supuesto el precio, que suele ser mucho más alto que el de las memorias de PC. Este tipo de módulos es incompatible con los controladores de memoria que no soportan el modo registrado, a pesar de que se pueden instalar físicamente en el zócalo. Se pueden reconocer visualmente porque tienen un integrado mediano, cerca del centro geométrico del circuito impreso, además de que estos módulos suelen ser algo más altos.[]
  • 14. DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA
  • 15. Los dispositivos de E/S los usa una persona u otro sistema para comunicarse con una computadora. De hecho, a los teclados y ratones se los considera dispositivos de entrada de una computadora, mientras que los monitores e impresoras son vistos como dispositivos de salida de una computadora. Los dispositivos típicos para la comunicación entre computadoras realizan las dos operaciones, tanto entrada como salida, y entre otros se encuentran los módems y tarjetas de red.
    Entrada:
    Teclado
    Ratón
    Joystick
    Lápiz óptico
    Micrófono
    Webcam
    Escáner
    Escáner de código de barras
    Salida:
    Monitor
    Altavoz
    Auriculares
    Impresora
    Plotter
    Proyector
    Entrada/salida:
    Unidades de almacenamiento
    CD
    DVD
    Módem
    Fax
    Memorycards
    USB
    Router
  • 16. REDES DE COMPUTADORES
  • 17. también llamada red de ordenadores o red informática, es un conjunto de equipos conectados por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que comparten información (archivos), recursos (CD-ROM, impresoras, etc.), servicios (acceso a internet, e-mail, chat, juegos), etc.
    Una red de comunicaciones es, también, un conjunto de medios técnicos que permiten la comunicación a distancia entre equipos autónomos (no jerárquica -master/slave-). Normalmente se trata de transmitir datos, audio y video por ondas electromagnéticas a través de diversos medios (aire, vacío, cable de cobre, cable de fibra óptica, etc.).
    Para simplificar la comunicación entre programas (aplicaciones) de distintos equipos, se definió el Modelo OSI(Open SystemInterconnection) por la ISO, el cual especifica 7 distintas capas de abstracción. Con ello, cada capa desarrolla una función específica con un alcance definido.
  • 18. CLASIFICACION DE REDES
    Red de área personal (PAN)
    Red de área local (LAN)
    Red de área de campus (CAN)
    Red de área metropolitana (MAN)
    Red de área amplia (WAN)
    Red de área de almacenamiento (SAN)
     
    Red de área Personal (PAN): (Personal Área Network) es una red de ordenadores usada para la comunicación entre los dispositivos de la computadora (teléfonos incluyendo las ayudantes digitales personales) cerca de una persona. Los dispositivos pueden o no pueden pertenecer a la persona en cuestión. El alcance de una PAN es típicamente algunos metros. Las PAN se pueden utilizar para la comunicación entre los dispositivos personales de ellos mismos (comunicación intrapersonal), o para conectar con una red de alto nivel e Internet (un up link). Las redes personales del área se pueden conectar con cables con los buses de la computadora tales como USB y FireWire. Una red personal sin hilos del área (WPAN) se puede también hacer posible con tecnologías de red tales como IrDA y Bluetooth.
     
    Red de área local (LAN): una red que se limita a un área especial relativamente pequeña tal como un cuarto, un solo edificio, una nave, o un avión. Las redes de área local a veces se llaman una sola red de localización. Nota: Para los propósitos administrativos, las LANs grandes se dividen generalmente en segmentos lógicos más pequeños llamados los Workgroups. Un Workgroups es un grupo de computadoras que comparten un sistema común de recursos dentro de una LAN.
  • 19. Red del área del campus (CAN): Se deriva a una red que conecta dos o más LANs los cuales deben estar conectados en un área geográfica específica tal como un campus de universidad, un complejo industrial o una base militar.
    Red de área metropolitana (MAN): una red que conecta las redes de un área (dos o más redes locales juntas) pero que no se extiende más allá de los límites de la ciudad inmediata, o del área metropolitana. Los enrutadores (routers) múltiples, los interruptores (switch) y los cubos están conectados para crear una MAN.
    Red de área amplia (WAN): es una red de comunicaciones de datos que cubre un área geográfica relativamente amplia y que utiliza a menudo las instalaciones de transmisión proporcionadas por los portadores comunes, tales como compañías del teléfono. Las tecnologías WAN funcionan generalmente en las tres capas más bajas del Modelo de referencia OSI: la capa física, la capa de enlace de datos, y la capa de red.
     
    Red de área de almacenamiento (SAN): Es una red concebida para conectar servidores, matrices (arrays) de discos y librerías de soporte. Principalmente, está basada en tecnología de fibra ó iSCSI. Su función es la de conectar de manera rápida, segura y fiable los distintos elementos de almacenamiento que la conforman.
  • 20. INTERNET
    Una red interna específica, esta basada en una interconexión mundial de las redes gubernamentales, académicas, públicas, y privadas basadas sobre el AdvancedResearchProjectsAgency Network (ARPANET) desarrollado por WARRA del departamento de la defensa de los EE.UU. también al WorldWide Web (WWW) y designando el “Internet” con una “I” mayúscula para distinguirlo de otros internetworks genéricos.
    INTRANET Y EXTRANET
    Una red interna que se limitan en alcance a una sola organización o entidad y que utilicen el TCP/IP Protocol Suite, el HTTP, el FTP, y los otros protocolos y software de red de uso general en el Internet. Nota: Intranets se puede también categorizar como el LAN, CAN, MAN, WAN.
    Una configuración común de una LAN es una intranet. Los servidores web intranet difieren de los servidores web públicos en que estos últimos no tienen acceso a la infraestructura de una empresa sin los permisos y las contraseñas adecuadas. En una Intranet, los servidores web están instalados en la red y la tecnología de navegador se utiliza como frontal común para acceder a información de tipo financiero o datos basados en texto o gráficos almacenados en esos servidores.
  • 21. Una Extranet es una Intranet parcialmente accesible para los foráneos autorizados. Mientras que una Intranet reside dentro de un firewall y es accesible solo para las personas que son miembros de la misma empresa u organización, una Extranet proporciona varios niveles de accesibilidad a los foráneos. Puede acceder a una Extranet sólo si dispone de un nombre de usuario y contraseña validos y de acuerdo a esta información, se decide que partes de la Intranet puede ver. Las Extranets ayudan a extender el alcance de las aplicaciones y los servicios basados en Intranet, asegurando el acceso a empresas y usuarios externos.
    Las Extranets enlazan clientes, proveedores, socios o comunidades de interés a una intranet corporativa sobre una infraestructura compartida utilizando conexiones dedicadas.
  • 22. APLICACIONES
    Las Redes Metropolitanas, permiten la transmision de traficos de voz, datos y video con garantias de baja latencia, razones por las cuales se hace necesaria la instalación de una red de área metropolitana a nivel corporativo, para corporaciones que cuentas con multiples dependencias en la misma área metropolitana.
    *Nodos de red
    Las redes de área ciudadana permiten ejecutar superar los 600 nodos de acceso a la red, por lo que se hace muy eficaz para entornos públicos y privados con un gran número de puestos de trabajo.
    *Extensión de red
    Las redes de área metropolitana permiten alcanzar un diámetro en torno a los 50 km, dependiendo el alcance entre nodos de red del tipo de cable utilizado, así como de la tecnología empleada. Este diámetro se considera suficiente para abarcar un área metropolitana. Abarcan una ciudad y se pueden conectar muchas entre sí, formando mas redes.
    *Distancia entre nodos
    Las redes de área metropolitana permiten distancias entre nodos de acceso de varios kilómetros, dependiendo del tipo de cable. Estas distancias se consideran suficientes para conectar diferentes edificios en un área metropolitana o campus privado.
  • 23. *Tráfico en tiempo real
    Las redes de área metropolitana garantizan unos tiempos de acceso a la red mínimos, lo cual permite la inclusión de servicios síncronos necesarios para aplicaciones en tiempo real, donde es importante que ciertos mensajes atraviesen la red sin retraso incluso cuando la carga de red es elevada.
    Entre nodo y nodo no se puede tener, por ejemplo más de 100 kilómetros de cable. Se puede tener en aproximación límite unos 20 km de cable, pero no se sabe en que momento se puede perder la información o los datos mandados.
    *Integración voz/datos/vídeo
    Los servicios síncronos requieren una reserva de ancho de banda; tal es el caso del tráfico de voz y vídeo. Por este motivo las redes de área metropolitana son redes óptimas para entornos de tráfico multimedia, si bien no todas las redes metropolitanas soportan tráficos isócronos (transmisión de información a intervalos constantes).
    *Alta disponibilidad
    Disponibilidad referida al porcentaje de tiempo en el cual la red trabaja sin fallos. Las redes de área metropolitana tienen mecanismos automáticos de recuperación frente a fallos, en el caso del cable de cobre se utiliza el bonding EFM, permitiendo la agregación de caudal en multiples cables. El bonding EFM permite a la red recuperar la operación normal, ante la rotura de uno de los cables. Cualquier fallo en un nodo de acceso o cable es detectado rápidamente y aislado. Las redes MAN son apropiadas para entornos como control de tráfico aéreo, aprovisionamiento de almacenes, bancos y otras aplicaciones comerciales donde la indisponibilidad de la red tiene graves consecuencias.
  • 24. *Alta fiabilidad
    Fiabilidad referida a la tasa de error de la red mientras se encuentra en operación. Se entiende por tasa de error el número de bits erróneos que se transmiten por la red. En general la tasa de error para fibra óptica es menor que la del cable de cobre a igualdad de longitud. La tasa de error no detectada por los mecanismos de detección de errores es del orden de 10-20. Esta característica permite a la redes de área metropolitana trabajar en entornos donde los errores pueden resultar desastrosos como es el caso del control de tráfico aéreo. La creación de redes metropolitanas municipales, permitira a los Ayuntamientos contar con una infraestructura de altas prestaciones, se trata de construir una infraestructura, parecida a la de los operadores de la localidad, para "autoprestacion", de esta forma el ayuntamiento puede conectar nuevas sedes, usuarios remotos, videocamaras en la via publica y un largo etc.en la vida de las tic
    *Alta seguridad
    La fibra óptica y el cable, son un medio seguro, porque no es posible leer o cambiar la señal sin interrumpir físicamente el enlace. La rotura de un cable y la inserción de mecanismos ajenos a la red implica una caída del enlace de forma temporal, además se requiere acceso y actuacion sobre el cable fisico, aun que este tipo de actuaciones pasen facilmente desapercibidas.