Módulo I – Práctica II
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Practica II
Arquitectura de una computadora

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Microprocesador
El microprocesador, o simplemente el m...
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* Chips de memoria no volátil (generalmente Flash ROM), q...
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Practica ii

  1. 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. Página 1 de 12
  2. 2. Módulo I – Práctica II Grupo V 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 Página 2 de 12
  3. 3. Módulo I – Práctica II Grupo V 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. Página 3 de 12
  4. 4. Módulo I – Práctica II Grupo V 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 Página 4 de 12
  5. 5. Módulo I – Práctica II Grupo V 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. Página 5 de 12
  6. 6. Módulo I – Práctica II Grupo V * 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 Página 6 de 12
  7. 7. Módulo I – Práctica II Grupo V 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 Página 7 de 12
  8. 8. Módulo I – Práctica II Grupo V 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 Página 8 de 12
  9. 9. Módulo I – Práctica II Grupo V 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 Página 9 de 12
  10. 10. Módulo I – Práctica II Grupo V 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. Página 10 de 12
  11. 11. Módulo I – Práctica II Grupo V 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 Página 11 de 12
  12. 12. Módulo I – Práctica II Grupo V 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 Página 12 de 12

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