- Arquitectura General del Computador: Hardware y Software. - Sistemas: Definición, Características y Clasificación.

1. Luis F. Rojas. S.
C.I.: 27.736.554
INI 221 – SAIA E
Universidad Fermín Toro
Departamento de Formación General
Escuela de Ingeniera Mecánica
Cabudare, Estado Lara.

2. SISTEMAS
 Definición:
Un sistema es un conjunto de partes o elementos organizadas y relacionadas
que interactúan entre sí para lograr un objetivo. Los sistemas reciben
(entrada) datos, energía o materia del ambiente y proveen (salida)
información, energía o materia. Un sistema puede ser físico o concreto (una
computadora, un televisor, un humano) o puede ser abstracto o conceptual
(un software). Cada sistema existe dentro de otro más grande, por lo tanto un
sistema puede estar formado por subsistemas y partes, y a la vez puede ser
parte de un súper sistema. Los sistemas tienen límites o fronteras, que los
diferencian del ambiente. Ese límite puede ser físico (el gabinete de una
computadora) o conceptual. Si hay algún intercambio entre el sistema y el
ambiente a través de ese límite, el sistema es abierto, de lo contrario, el
sistema es cerrado.

3.  Características de un Sistema:
Sistema es un todo organizado y complejo; es un
conjunto de objetos unidos por alguna forma de
interacción o interdependencia. Los límites o
fronteras entre el sistema y su ambiente.
 Propósito u Objetivo:
Todo sistema tiene uno o algunos propósitos. Los
elementos (u objetos), como también las relaciones,
definen una distribución que trata siempre de
alcanzar un objetivo

4.  Globalismo o Totalidad:
Un cambio en una de las unidades del sistema, con
probabilidad producirá cambios en las otras. El efecto
total se presenta como un ajuste a todo el sistema. Hay
una relación de causa / efecto.

5.  Entropía:
Es la tendencia de los sistemas a desgastarse, a
desintegrarse, para el relajamiento de los estándares y un
aumento de la aleatoriedad. La entropía aumenta con el
correr del tiempo. Si aumenta la información, disminuye la
entropía, pues la información es la base de la configuración
y del orden. De aquí nace la negentropía, o sea, la
información como medio o instrumento de ordenación del
sistema. La segunda ley de la termodinámica explica que la
entropía en los sistemas aumenta con el correr del tiempo,
como ya se vio en el capítulo sobre cibernética.

6.  Homeostasis:
Es el equilibrio dinámico entre las partes del sistema.
Homeostasis es el componente que mantiene regulados
todas las unidades de el sistema, para que este no sufra
ningún inconveniente y pueda llegar a cumplir sus
objetivos. Este componente es muy parecido al de
adaptación.

7.  Clasificación de los Sistemas:
La clasificación de un sistema al igual que el análisis de
los aspectos del mismo es un proceso relativo; depende
del individuo que lo hace, del objetivo que se persigue y
de las circunstancias particulares en las cuales se
desarrolla. Los sistemas se clasifican así:
• Abiertos: Sistemas que intercambian materia, energía o
información con el ambiente. Ejemplo: célula.
• Cerrados: No presentan intercambio con el medio ambiente
que los rodea, son herméticos a cualquier influencia
ambiental. No reciben ningún recurso externo. Se aplica el
término a los sistemas completamente estructurados, donde
los elementos y relaciones se combinan de una manera
peculiar y rígida produciendo una salida invariable, como las
máquinas.

8. • Físicos o concretos: Compuestos por equipos, maquinaria,
objetos y cosas reales. El hardware.
• Abstractos: Compuestos por conceptos, planes, hipótesis e
ideas. Muchas veces solo existen en el pensamiento de las
personas. Es el software.
• Sistemas aislados: Son aquellos sistemas en los que no se
produce intercambio de materia ni energía.

9. ARQUITECTURA GENERAL DEL COMPUTADOR
 La arquitectura de ordenadores es el diseño conceptual y la
estructura operacional fundamental de un sistema de
computadoras. La computadora recibe y envía la información
a través de los periféricos, por medio de los canales. La CPU
es la encargada de procesar la información que le llega a la
computadora. El intercambio de información se tiene que
hacer con los periféricos y la CPU.

10.  Las arquitecturas y los conjuntos de instrucciones se pueden
clasificar considerando los siguientes aspectos:
- Almacenamiento de operandos en la CPU: dónde se
ubican los operadores aparte de la substractora informativa
(SI).
- Cantidad 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: ¿cualquier operando puede 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.

11.  Puertas Lógicas:

12. HARDWARE
 La palabra hardware se refiere a las partes físicas
tangibles de un sistema informático; sus componentes
eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos.1
Cables, gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y
cualquier otro elemento físico involucrado componen el
hardware.

13.  Clasificación de Hardware:
Una de las formas de clasificar el hardware es en dos
categorías: por un lado, el básico, que abarca el conjunto
de componentes indispensables necesarios para otorgar
la funcionalidad mínima a una computadora; y por otro
lado, el hardware complementario, que, como su nombre
indica, es el utilizado para realizar funciones específicas
(más allá de las básicas), no estrictamente necesarias
para el funcionamiento de la computadora.

14.  Unidad central de procesamiento:
La Unidad Central de Procesamiento, conocida por las
siglas en inglés CPU, es el componente fundamental de
la computadora, encargado de interpretar y ejecutar
instrucciones y de procesar datos. En computadores
modernos, la función de la CPU la realiza uno o más
microprocesadores. Se conoce como microprocesador a
una CPU que es manufacturada como un único circuito
integrado.

15.  Placa madre:
Es un gran circuito impreso sobre el que se suelda el chipset, las ranuras
de expansión (slots), los zócalos, conectores, diversos integrados, etc. Es
el soporte fundamental que aloja y comunica a todos los demás
componentes: Procesador, módulos de memoria RAM, tarjetas gráficas,
tarjetas de expansión, periféricos de entrada y salida. Para comunicar
esos componentes, la placa base posee una serie de buses mediante los
cuales se trasmiten los datos dentro y hacia afuera del sistema. Las
principales funciones que presenta una placa base son:
-Conexión física
-Administración, control y distribución de energía eléctrica
-Comunicación de datos
-Temporización
-Sincronismo
-Control y monitoreo

16.  Memoria Ram:
La RAM es la memoria utilizada en una computadora para el
almacenamiento transitorio y de trabajo (no masivo). En la
RAM se almacena temporalmente la información, datos y
programas que la Unidad de Procesamiento (CPU) lee, procesa
y ejecuta. La memoria RAM es conocida como Memoria
principal de la computadora, también como "Central o de
Trabajo"; a diferencia de las llamadas memorias auxiliares,
secundarias o de almacenamiento masivo (como discos duros,
unidades de estado sólido, cintas magnéticas u otras memorias).
Las memorias RAM son, comúnmente, volátiles; lo cual
significa que pierden rápidamente su contenido al interrumpir
su alimentación eléctrica.

17.  Memoria RAM dinámica:
Es la presentación más común en computadores modernos
(computador personal, servidor); son tarjetas de circuito impreso
que tienen soldados circuitos integrados de memoria por una o
ambas caras, además de otros elementos, tales como resistores y
condensadores. Esta tarjeta posee una serie de contactos metálicos
(con un recubrimiento de oro) que permite hacer la conexión
eléctrica con el bus de memoria del controlador de memoria en la
placa base. Entre las tecnologías recientes para integrados de
memoria DRAM usados en los módulos RAM se encuentran:
-SDR SDRAM: Memoria con un ciclo sencillo de acceso por ciclo
de reloj. Actualmente en desuso, fue popular en los equipos basados
en el Pentium III y los primeros Pentium 4.
-DDR SDRAM: Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a
dos posiciones de memoria consecutivas. Fue popular en equipos
basados en los procesadores Pentium 4 y Athlon 64.
-DDR2 SDRAM: Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a
cuatro posiciones de memoria consecutivas.

18. -DDR2 SDRAM: Memoria con un ciclo doble y acceso
anticipado a cuatro posiciones de memoria consecutivas.
-DDR3 SDRAM: Memoria con un ciclo doble y acceso
anticipado a ocho posiciones de memoria consecutivas. Es
el tipo de memoria más actual, está reemplazando
rápidamente a su predecesora, la DDR2.
-DDR4 SDRAM: Los módulos de memoria DDR4 SDRAM
tienen un total de 288 pines DIMM. La velocidad de datos
por pin, va de un mínimo de 1,6 GT/s hasta un objetivo
máximo inicial de 3,2 GT/s. Las memorias DDR4 SDRAM
tienen un mayor rendimiento y menor consumo que las
memorias DDR predecesoras. Tienen un gran ancho de
banda en comparación con sus versiones anteriores.

19.  Periféricos:
Se entiende por periférico a las unidades o dispositivos
que permiten a la computadora comunicarse con el
exterior, esto es, tanto ingresar como exteriorizar
información y datos. Los periféricos son los que
permiten realizar las operaciones conocidas como de
entrada/salida (E/S).

20.  Dispositivos de entrada de información:
De esta categoría son aquellos que permiten el ingreso de
información, en general desde alguna fuente externa o por
parte del usuario. Los dispositivos de entrada proveen el
medio fundamental para transferir hacia la computadora (más
propiamente al procesador) información desde alguna fuente,
sea local o remota. También permiten cumplir la esencial
tarea de leer y cargar en memoria el sistema operativo y las
aplicaciones o programas informáticos, los que a su vez
ponen operativa la computadora y hacen posible realizar las
más diversas tareas. Entre los periféricos de entrada se puede
mencionar: teclado, mouse o ratón, escáner, micrófono,
cámara web, lectores ópticos de código de barras, Joystick,
lectora de CD, DVD o BluRay (solo lectoras), placas de
adquisición/conversión de datos, etc.

21.  Dispositivo de Entrada:

22.  Dispositivos de salida de información:
Son aquellos que permiten emitir o dar salida a la
información resultante de las operaciones realizadas por
la CPU (procesamiento). Los dispositivos de salida
aportan el medio fundamental para exteriorizar y
comunicar la información y datos procesados; ya sea al
usuario o bien a otra fuente externa, local o remota. Los
dispositivos más comunes de este grupo son los
monitores clásicos (no de pantalla táctil), las impresoras,
las consolas. y los altavoces.

23.  Dispositivo de Salida:

24.  Dispositivos mixtos:
Son aquellos dispositivos que pueden operar de ambas
formas: tanto de entrada como de salida. Típicamente, se
puede mencionar como periféricos mixtos o de
entrada/salida a: discos rígidos, disquetes, unidades de
cinta magnética, lecto-grabadoras de CD/DVD, discos
ZIP, etc. También entran en este rango, con sutil
diferencia, otras unidades, tales como: Tarjetas de
Memoria flash o unidad de estado sólido, tarjetas de red,
módems, tarjetas de captura/salida de vídeo, etc.

25.  Hardware gráfico:
El hardware gráfico lo constituyen básicamente las
tarjetas gráficas. Dichos componentes disponen de su
propia memoria y unidad de procesamiento, esta última
llamada unidad de procesamiento gráfico (o GPU, siglas
en inglés de Graphics Processing Unit). El objetivo
básico de la GPU es realizar los cálculos asociados a
operaciones gráficas, fundamentalmente en coma
flotante, liberando así al procesador principal (CPU) de
esa costosa tarea (en tiempo) para que éste pueda
efectuar otras funciones en forma más eficiente.

26. SOFTWARE
 Se conoce como software al equipo lógico o soporte
lógico de un sistema informático, que comprende el
conjunto de los componentes lógicos necesarios que
hacen posible la realización de tareas específicas

27.  Clasificación del software:
Se puede clasificar al software en tres tipos:
-Software de sistema: Su objetivo es desvincular adecuadamente al
usuario y al programador de los detalles del sistema informático en
particular que se use, aislándolo especialmente del procesamiento
referido a las características internas de: memoria, discos, puertos y
dispositivos de comunicaciones, impresoras, pantallas, teclados, etc. El
software de sistema le procura al usuario y programador adecuadas
interfaces de alto nivel, controladores, herramientas y utilidades de
apoyo que permiten el mantenimiento del sistema global.
-Software de programación: Es el conjunto de herramientas que
permiten al programador desarrollar programas de informática, usando
diferentes alternativas y lenguajes de programación, de una manera
práctica.
-Software de aplicación: Es aquel que permite a los usuarios llevar a
cabo una o varias tareas específicas, en cualquier campo de actividad
susceptible de ser automatizado o asistido, con especial énfasis en los
negocios.

28.  Caracteres Evolutivos del software:
El software es el producto derivado del proceso de
desarrollo, según la ingeniería de software. Este
producto es intrínsecamente evolutivo durante su ciclo
de vida. El software evoluciona, en general, generando
versiones cada vez más completas, complejas,
mejoradas, optimizadas en algún aspecto, adecuadas a
nuevas plataformas (sean de hardware o sistemas
operativos), etc. Cuando un sistema deja de evolucionar,
eventualmente cumplirá con su ciclo de vida, entrará en
obsolescencia e inevitablemente, tarde o temprano, será
reemplazado por un producto nuevo. El software
evoluciona sencillamente por que se debe adaptar a los
cambios del entorno, sean funcionales (exigencias de
usuarios), operativos, de plataforma o arquitectura
hardware.