Pdi arquitectura basica_de_una_computadora_digital

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Pdi arquitectura basica_de_una_computadora_digital

  1. 1. Nuestros datos.....
  2. 2. •La Computadora•Acciones y Funciones•Arquitectura – Esquema•Arquitectura del Procesador – Arquitectura delSoftware•Soporte lógico de Aplicación – Soporte Lógico de Base•Sistemas Operativos - Introducción•El nivel del Sistema Operativo•Estructura de un SO•Supervisor: Administradores, Procesadores deLenguaje y Utilitarios
  3. 3. La Computadora• Máquina capaz de realizar y controlar a gran velocidad cálculos y procesos complicados que requieren una toma rápida de decisiones mediante la aplicación sistemática de criterios preestablecidos.-
  4. 4. Origen de la Palabra• Computer (inglés) : máquina de computar o calcular• Ordenador (francés) : ordinateur – Poner en orden la informacion
  5. 5. ¿Nos ayudarán las computadoras?, ¿En qué?o Informar o Con datos ordenados, concisos y concretos.o Educar o Lo que implica: guiar, explicar, promover unas ciertas actitudes, inculcar conocimiento.o Evaluar o Con el análisis de los parámetros (orden, dificultad), tiempos, intentos, dudas, etc..o Motivar o .....lo mejor de los computadores....
  6. 6. La computadora ya esta ayudando a:• L@s niñ@s.• Las personas con problemas.• L@s mayores.• L@s ingenier@s.• L@s médic@s.• L@s cientific@s.• L@s .....l@s .....l@s..... ∞
  7. 7. Algunos ejemplos ¡Calor! ¡Los sueños!
  8. 8. ¡La mecánica!¡¡Miau!!
  9. 9. ¡La electrónica, la matemática, el diseño!...
  10. 10. ¡La biología, la física, la química!
  11. 11. ¡Ah! Me olvidaba del 3D y la realidad virtual ....y también....
  12. 12. Del pasado Al Presente ENIAC ASCI White30 toneladas 106 toneladas18000 válvulas 79 Km. De cables300 multiplicaciones por segundo 12,3 TeraflopsCálculo de trayectorias de misiles Simulaciones de explosiones nucleares Universidad de Boston (1er. Usuario Universitario)
  13. 13. Si ahora nos detenemos unpoco, y pensamos en lascomunicaciones, podemos verel número de dispositivos, quehoy en día, dependen de loscomputadores y de laprogramación. ¿cuántas cosaspodemos conectar a nuestrocomputador? , veamos el futuroya presente ... (IEEE)
  14. 14. ...la computaciónTelevisión TV Internet Ubicua.Tele-Cable Pagar por ver .. Audio .. DVD P Internet Celular r Teléfono Tele internet eTel. Celular WWW s Fax Banco en casa e nImpresoras redes tVideo cam. e Video PC conferenciaPalm/Note Tarj. InteligentesTarj Créd/deb.
  15. 15. Cinco pasos para llegar al Petaflop Torre Placa Procesador (Fuente IBM) 1 Gf = 1000000000 = mil millones de operaciones de punto flotante por segundo 1 Tf = 1000 Gf. 1 Pf = 1000 Tf = 1.000.000.000.000.000 flops.
  16. 16. QUE HACEN LAS COMPUTADORAS Y SUS IMPLICACIONES SOCIALES •Velocidad de procesamiento •Grandes cantidades de datos •Procesos rápidos, económicos y libres de errores •Demanda creciente de información
  17. 17. QUE HACEN LAS COMPUTADORAS Y SUS IMPLICACIONES SOCIALES Aplicaciones: •Fuera de línea con procesamiento en lotes •En línea y tiempo real •Uso de Time Sharing o tiempo compartido •Simulación •MIS •Servicios
  18. 18. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE COMPUTACIÓN:•ANALÓGICAS: Procesan informaciones acerca demagnitudes análogas, medir tiempo, longitud, velocidado presión atmosférica. (El hombre fue asimismo la 1ra.C.A., al usar su antebrazo para medir.Resuelven problemas que se presentan como realidadesfísicas, para hallar la solución recurre a relacionessimilares análogas. Los datos que se proporcionan yutilizan son siempre continuos y la forma de medirlosestá sujeta a una forma de proceso de medición. Laaplicación de la computadora analógica tiene lugar enactividades donde el objetivo es ejercer alguna forma decontrol.
  19. 19. •DIGITALES: En los circuitos de lascomputadoras digitales, los datos serepresentan mediante esquemas de impulsoseléctricos. Los datos se representan siempreen forma de cantidades discretas.Las computadoras digitales puedenclasificarse en: - Científicas - De uso general - Comerciales
  20. 20. ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA DIGITAL•Unidad de Entrada: unidades de disco, cinta, Pteclado, lectores, etc. E R•CPU: Sección de Control, Sección I FAritmética Lógica, Memoria Interna, E RMemoria Externa en Línea, Memoria Externa I CFuera de Línea. O S•Unidad de Salida: unidades de disco,unidades de cinta, impresoras, etc.
  21. 21. ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA DIGITALPreparación de los Unidad de Unidad de Datos Entrada Salida Almacenamiento Primario Almacenamiento Unidad Aritmética y Lógica Secundario Externo Control
  22. 22. OTRAS CLASIFICACIONES Según la base de su tamaño (costo): - Grandes - Medianas - Pequeñas - De escritorio Y más recientemente (velocidad y almacenamiento) - Supercomputadores - De gran escala - De escala mediana - Microcomputadoras Microcomputador Minicomputador De escala media De gran escalaPosición relativa de la potencia de procesamiento en los sistemas de computación. Supercomputador
  23. 23. CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO, DESEMPEÑO Y APLICACIÓN Tipo MIPS MB RAM Ejemplo AplicaciónC. Personal 1 1 IBM PS2 Utilitarios Vs.Minicomput. 2 4 PDP-11/84 Traf. AéreoSupermini 10 32 SUN-4 Servidor RedMacro Comp. 30 128 IBM 3098/300 Op. BancariasSupercomp. 125 1024 CRAY-2 Pred. Meteor.
  24. 24. Aspectos a tener en cuenta al adquirir una computadora• Escritorio o Portatil – PCMCIA – Peso – Mouse – Etc.• Plataforma• Gabinete• Dispositivio de visualización• Red?• Microprocesador
  25. 25. Aspectos a Tener en cuenta al adquirir una computadora• Velocidad de Reloj• RAM• CACHE• ISA, Vesa, PCA• SO• Software Horizontal? Vertical?• HD• Floppys
  26. 26. Aspectos a Tener en cuenta al adquirir una computadora• Periféricos – Mouse – Impresoras – Scanners – FAX/Modems......• CDR – CDRW – DVD• Soporte Técnico – Garantía y Reparación
  27. 27. SISTEMA DE PROCESAMIENTO DE DATOS SOPORTE FISICO SOPORTE LOGICOARQUITECTURA ARQUITECTURA DEL DEL PROCESADOR SOFTWARE •CPU •Soporte lógico Aplicación •ALU •Soporte lógico de Base •Registros •Memoria •etc
  28. 28. SOPORTE LOGICO DE APLICACIÓNAporta al usuario una solución a un determinado problema(Ejemplos)SOPORTE LOGICO DE BASEPosibilita la explotación de un equipo de procesamiento de datosde la manera más eficiente posible, sin decir que estas actividadessean transparentes al mismo.-
  29. 29. OBJETIVO DE LOS SISTEMAS DE BASE•Posibilitar que los programas-problemas evolucionenordenadamente en el computador, resolviendo todas lassituaciones que podrían no estar previstas.•Facilitar la explotación del equipo•Independizar a los programadores de tareas rutinarias ycomplejas como administración de unidades periféricas,administración del tiempo de la CPU, etc.
  30. 30. DEFINICION DE SOES UN SISTEMA O CONJUNTO DE PROGRAMAS CONFINES DIVERSOS, AGRUPADOS EN SUBSISTEMAS,CADA UNO DE LOS CUALES CUMPLE CON UNAMISION ESPECIFICA SUPERVISADOS POR UNPROGRAMA QUE CUMPLE LA FUNCION DE CONTROLDE LA ACTIVIDAD DE LA CPU, DENOMINADOSUPERVISOR.-EL SUPERVISOR RESIDE EN MEMORIA CENTRAL Y SINSU PRESENCIA EL EQUIPO SERIA INCAPAZ DEPROCESAR.-
  31. 31. SEGÚN SU ESTRUCTURA EL SO PUEDE CLASIFICARSE EN: MONOPROGRAMACION EJECUTA Y ATIENDE A UN SOLO PROGRAMA- PROBLEMA A LA VEZ.- MULTIPROGRAMACION EJECUTA Y ATIENDE A MAS DE UN PROGRAMA- PROBLEMA A LA VEZ; CADA CIERTO NUMEROS DE CICLOS EJECUTA UNA TAREA ( GRUPO DE INSTRUCCIONES)
  32. 32. ALTERNATIVAS DE CARGA DE SO•SUPERVISOR EN ROM: • LLAMADO SOFTWARE DE ESTADO SOLIDO - FIRMWARE•CARGA AUTOMATICA DEL SO - BOOTING: •UNA RUTINA EN ROM INICIA LA CARGA DESDE UN DISPOSITIVO PERIFIERICO.-•CARGA DE SO DE GRAN MAGNITUD (IPL): •PARA SO DE MAGNITUDES CONSIDERABLES, LA RESIDENCIA DEL SO ESTA EN VARIAS UNIDADES PERIFERICAS DE ACCESO DIRECTO. (SEGURIDAD, FALLAS, ETC) •SU PRINCIPO ES EL BOOTING, PERO CON LA POSIBILIDAD DE SELECCIONAR POR MEDIO DE UNA RUTINA DESDE QUE UP SE CARGARA.-
  33. 33. SE PUEDEN CLASIFICAR TAMBIEN LOS SO, TENDIENDOEN CUENTA SU CARGA EN LA MEMORIA CENTRAL•TOTALMENTE RESIDENTES EN MEMORIA•PAGINABLES-RECURRENTEMENTE TRANSFERIDOS
  34. 34. El SUPERVISOR, analiza en cada instante cuál es la situaciónglobal del procesador, transfiriendo el control a algún programau otro componente del SO.
  35. 35. •RECIBE EL CONTROL DE LA CPU POR •Transferencia de Control desde el SUPERVISOR •Por medio de una llamada desde otro subsistema.•ENTREGA EL CONTROL ACORDE A: •Al SUPERVISOR, si el procedimiento que realizaron fué completo •A otro subsistema, si fuese necesario.
  36. 36. Cumple con 3 actividades básicas•Direccionamiento de la memoria•Asignación de Espacio •Espacio asignado a cada tarea •Qué tarea ocupa cada espacio de memoria•Verificación de autoridad o capacidad de uso •Impedir accesos no autorizados de programas a memoria •Impedir que un programa direccione en espacios que no le pertenecen
  37. 37. •Interrupciones de Entrada/Salida •Solicitud de E/S de datos •Finalización de una operación de E/S de datos•Interrupciones para recuperación de Errores •Ocasionadas por errores en el sistema •Hardware •Analiza el error, determina la falla, tipo de error, posibilidad de recupero y transferencia de control al administrador de errores •Software •Analiza el error para determinar el tipo de error, quien lo produce, si es recuperable y transfiere el control al administrador de errores lógicos•Interrupción por llamada al sistema (system call) o al supervisor•Interrupción incondicional
  38. 38. Interactúa con otros componentes recibiendo y entregando elcontrol, Los errores que se pueden presentar pueden ser : •Errores Lógicos o del Software •Operaciones de Datos (división por cero) •Errores de direccionamiento (direcciones erróneas o inexistentes) •Errores de manejo de datos (archivos/datos incompatibles) •Errores Físicos o del Hardware •Transporte de los datos (lost in bus) •Mal funcionamiento de un componente físico
  39. 39. •Administración del Manipuleo de los datos •Utiliza todas las técnicas de almacenamiento, recuperación y edición de datos en los archivos.•Control de Técnicas de Archivos •Supervisa el manejo de los archivos en si, con un subcomponente especializado en cada tipo de archivo
  40. 40. Realiza funciones de auditoría sobre todo lo que va ejecutándose.También recibe el nombre de Accounting Monitor. Su fin esllevar los registros necesarios para la contabilidad del sistema, encuanto al tiempo de procesamiento de una tarea, recursosutilizados, espacio en memoria auxiliar, cantidad de operación deE/S efectuadas, etc..El objetivo de esta actividad es disponer de elementos no solopara la facturación de los servicios del procesador, sino tambiénpara estadísticas, corrección de procedimientos, etc..
  41. 41. TIENE POR MISION FUNDAMENTALREALIZAR SOBRE UN PROGRAMA-PROBLEMA TODAS LAS ACTIVIDADESNECESARIAS PARA CONVERTIRLO ENUNA TAREA •ENSAMBLADORES •COMPILADORES •ENLAZADORES O LINKEADORES •CARGADOR O LOADER •INTERPRETES
  42. 42. CONVIERTE EN CODIGO OBJETO EL CODIGO FUENTE
  43. 43. TIENE POR MISION TRADUCIR UN PROGRAMAESCRITO EN LENGUAJE FUENTE A INSTRUCCIONESDE CODIGO DE MAQUINA.SUS FUNCIONES SON:•Inspección del Programa Fuente•Traducción del Programa Fuente•Listar el Código Objeto y los Errores (opcional)
  44. 44. CONVIERTE UN PROGRAMA QUE YA SE ENCUENTRAEN CODIGO OBJETO EN UNA UNIDAD COMPLETA ENSI MISMA QUE SEA EJECUTABLE
  45. 45. TIENE LA FUNCION DE TOMAR UN PROGRAMA YATRADUCIDO Y VINCULADO (O SEA UNEJECUTABLE), Y LO CONVIERTE EN UNA TAREAPARA EL SISTEMA, ES DECIR LO EJECUTA.RECIBE ESE NOMBRE POR SU ACTIVIDAD DECARGAR UN EJECUTABLE EN MEMORIA CENTRALY HABILITARLO PARA SU PROCESAMIENTO
  46. 46. COMBINA LAS ACTIVIDADES DE COMPILADOR-ENSAMBLADOR-CARGADOR, CON LA DIFERENCIA DEQUE NO TRABAJA CON PROGRAMAS COMPLETOS, SINOCON UNA SENTENCIA.ACTIVIDADES:•Toma una sentencia del programa fuente•La traduce a código objeto•La ensambla (linker), si fuera necesario•La Ejecuta
  47. 47. Su objetivo es realizar tareas UTILITARIAS , es decirrutinarias y de propósitos específicos, las cuales carecen desentido que cada programador de aplicación las tuviera quecodificar.- •SORT •BACKUP •RESTORE •ETC

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