Mdulo 1

Mdulo 1Sistemas Operativos y Aplicaciones InformticasUF1465COMPUTADORES PARA BASES DE DATOSCaptulo 1Definicin e Identificacin de la estructura y componentes principales de un ordenador de propsito general atendiendo a su funcin y utilidadComponentes de un ordenadorCPUMEMORIA PRINCIPALPERIFRICOS

PROCESADORRealiza y controla todas las operaciones del sistema.Se compone de circuitos integradosDos constructores: INTEL y AMDDos arquitecturas: CISC y RISK

Componentes de la CPUUC: Unidad de ControlALU: Unidad Aritmtico Lgica

Tipos de ProcesadoresCISC: Instrucciones complejasIntel, MotorolaRISC: Instrucciones reducidas y simplesPowerPc, AMD

CISCLas principales ventajas del modelo CISC son:Reduce los costos del sistema y de creacin de software.Disminuye la dificultad de traducir un lenguaje de alto nivel.La longitud del cdigo es ms corta.Es necesaria poca memoria RAM para almacenar instrucciones.Algunos de los inconvenientes del modelo CISC son:Costo elevado debido a funciones impresas en silicona.Procesan una instruccin a la vez.Dificultad de crear instrucciones complejas en hardware.

RISCVentajas del modelo RISC:Coste de produccin ms reducido.Menor tiempo de ejecucin del programa.Procesamiento en paralelo de mltiples instruccionesLa capacidad de trabajo del procesador es superior a la de un procesador CISC, por lo que es ms rpido.Emplean instrucciones sencillas que pueden ejecutarse con rapidez por lo que se necesita menos hardware.Inconvenientes del modelo RISC son los siguientes:Procesador potente.Dificultad al traducir programas en instrucciones sencillas.Se necesita ms RAM para almacenar las instrucciones ya que hay ms lneas de cdigo.

Modelos de Procesadores

Ejercicio: Averigua el modelo de procesador de un PcInicio, botn derecho en Equipo, Propiedades

La pantalla con las propiedades del sistema muestra, entre otra informacin, el tipo de procesador y el tipo de sistema.Averiguar el modelo de procesador de un Pc (segunda forma)Inicio, botn derecho en Equipo, Propiedades:

Pulsamos en Configuracin avanzada del sistema:

A continuacin, clic en Variables de entorno

Vemos informacin referente a las variables del sistema, entre las que se encuentra la Arquitectura del Procesador.

Unidad de ControlControla el funcionamiento del Procesador.Recibe las instrucciones de la memoria.Transforma las instrucciones en rdenes y las interpreta.Enva rdenes precisas al resto de componentes para el procesamiento de los datos.Contiene el Registro CP o Contador de Programa:Contiene la direccin de la posicin de memoria donde se encuentra la siguiente instruccin a ejecutar.Se incrementa automticamente.Contiene decodificador de instrucciones (DI), dispositivo que traduce las instrucciones del programa a micro-rdenes. Unidad de Control. RegistrosRegistros internos. Son de uso exclusivo del procesador. Registro de Instrucciones (RI). Almacenan los cdigos de las instrucciones a decodificar.Registro de Direcciones (RDIR). Almacenan las direcciones que se envan por el bus de direcciones a la memoria y de sta a la Unidad de Control.Registro de Datos (RDAT). Almacenan los datos que llegan al procesador o que parten de l a travs del bus de datos.Registros auxiliares. Son registros de uso general utilizados para almacenar datos intermedios. El nmero de estos registros depende del microprocesador.

Unidad Aritmtico LgicaEs la parte operativa del procesador. Se compone de circuitos que realizan las operaciones aritmticas y lgicas.Los resultados se devuelven a la memoria principal.Registro Acumulador. Es una pequea memoria interna donde se almacenan temporalmente los resultados intermedios de las operaciones.Registros de Estado. Son elementos biestables. Cambian de estado como consecuencia del resultado de la ltima operacin efectuada sobre el registro acumulador. Procesadores: 32 bits32 bits es un adjetivo usado en:Microarquitectura de CPU y ALU para describir registros, bus de direcciones, bus de datos, o instrucciones de 32 bits (4 octetos).Arquitectura de computadoras para describir enteros, direcciones de memoria, sistemas operativos, u otras unidades de datos de 32 bits (4 Octetos).Procesadores de 64 bits64 bits es un adjetivo usado en:Micro arquitectura de CPU y ALU para describir anchura de registros, bus de direcciones, bus de datos, o instrucciones de 64 bits (8 Octetos).Arquitectura de computadoras para describir enteros, direcciones de memoria, u otras unidades de datos de 64 bits (8 Octetos).Desde la perspectiva de software, la computacin de 64 bits significa el uso de cdigo con direcciones de memoria virtuales de 64-bits.Familias y tipos de procesadoresPor su compatibilidad con 8086 de Intel y arquitectura CISC o RISC

X86IntelAMDCISC286386486PENTIUMPENTIUM IICELERONPENTIUM IIIPENTIUM 4XEONPENTIUM DATHLONDURONOPTERONSEMPRONRISKPENTIUM PROK5K6EjercicioElabora un informe con las caractersticas de los procesadores siguientes, atendiendo a 64 o 32 bits, tipo de cach, velocidad, ncleos del procesador, etc.ItaniumPentium 4AthlonDuronI3SempronI5OpteronPowerPc

Familias y tipos de procesadoresProcesadores de 64 bits de IntelItanium e Itanium 2. Fueron los primeros procesadores de 64 bits, utilizados en servidores. Tienen 3 niveles de cach integrada.Pentium 4 (64 bits). Alcanzan velocidades de ms de 3 GHz y 2 MB de cach. Incluyen tecnologa de ahorro de energa similar a la de los porttiles.Xeon (64 bits). Su principal caracterstica es su memoria cach L 3 de 8 MB.Pentium Xtreme Edition y Dual-Core Pentium D. Procesadores de doble ncleo.Core 2 Duo. Procesador de doble ncleo que surge en 2006. Su tecnologa permite un mayor rendimiento multimedia.I3. Consta de dos ncleos. Y cach compartida L3 de 3 MB.I5. Procesador de 2 o 4 ncleos y cach compartida L3 de hasta 8 MB.I7. Puede tener dos, cuatro o seis ncleos de procesamiento. Memoria cach L3 de hasta 12 MB.Familias y tipos de procesadoresProcesadores de 64 bits de AMDATHLON. AMD DURON. AMD SEMPRON.OPTERON

PROCESADOR POWER.Procesador de tipo RISC, que fue desarrollada por IBM, Motorola, y Apple.Los procesadores de esta familia fueron utilizados principalmente en ordenadores Macintosh de Apple Computer hasta el ao 2006 y en varios modelos IBM.El PowerPC ha sido una de las arquitecturas ms extendidas gracias a su alto rendimiento y su implementacin tecnolgica.

Plataformas compatibles con PowerPc

Distribuciones Linux compatibles con PowerPc

Memorias RAM y XPROMLa memoria es el componente del ordenador que almacena la informacin del mismo, es decir, los datos y los programas. Las operaciones bsicas que permite son dos: escritura o almacenamiento y lectura o recuperacin de informacin.En la escritura o almacenamiento la memoria necesita que le suministren una informacin y una direccin. La operacin consiste en grabar la informacin en la direccin especificada.En la lectura, la memoria recibe la direccin de la informacin La operacin consiste en suministrar la informacin previamente escrita en esa direccin.Se distinguen bsicamente dos tipos de memoria segn la tecnologa empleada: RAM y ROM.Tipos de MemoriaRAM. (Random Access Memory). Contiene los datos y las instrucciones del programa que utilizar el procesador para trabajar. Al apagar el ordenador, su contenido se pierde por lo que son memorias voltiles. Memoria de lectura y escritura.ROM (Read Only Memory). Los datos no se pierden al apagar el equipo.Son memorias de solo lectura o permanentes.Contiene una serie de programas, previamente grabados que permiten que el procesador se comunique con los distintos perifricos.Estos programas se conocen como BIOS o Sistema Bsico de Entrada y Salida. Tipos de RAM por su construccinMdulo SIMM: son placas de circuito impresas que tienen chips de memoria en uno de los lados. Los de 72 conectores pueden tener hasta 32 bits de longitud de palabra y se encuentran en ordenadores que van desde el 386 DX a los primeros Pentium.Mdulos DIMM: tienen chips de memoria en ambos lados de la placa de circuito impresa, con conectores a cada lado y dos muescas de posicin para evitar confusiones. Mdulos RIMM: son mdulos de 184 clavijas con una pelcula trmica y dos muescas de posicin. Son memorias de 64 bits.

Clasificacin de las memorias RAMDRAM. Memoria RAM dinmica. Tecnologa basada en condensadores que van perdiendo su carga.Necesitan de unos circuitos de refresco.Se usa principalmente como mdulos de memoria principal RAM de ordenadores SRAM. RAM Esttica. Se utiliza en la memoria cach del procesador.Basada en semiconductoresEsta es una memoria muy rpida que no necesita refresco. La informacin perdura hasta que se pierde la tensin.Clasificacin de las memorias RAMSDRAM (de las siglas en Ingls Synchronous Dynamic Random-Access Memory) Memorias dinmicas de acceso aleatorio (DRAM.Las memorias SDRAM son ampliamente utilizadas en los ordenadores actualesTambin estn disponibles en sistemas como servidores y estaciones de trabajo.

Memoria sncrona: Est conectada al reloj del sistema de forma que lee y escribe a un ciclo de reloj por acceso, sin estados de esperaClasificacin de las memorias RAMDDR SDRAM. Tipo de memoria SDRAM pero mejorada.En un mismo ciclo de reloj duplican la transferencia de informacin. Se fabrica en mdulos DIMM de 184 terminales. Los tipos disponibles son:DDR2 SDRAM. Velocidades de proceso dos veces superiores y menor consumo elctrico.DDR3 SDRAM. Aumenta la transferencia de datos. Mdulos DIMM de 240 pines.DDR4 SDRAM. De reciente creacin en entornos empresariales

Memoria RDRAMRambus DRAM.Ms que una memoria, es una tecnologa para aumentar la velocidad de la memoria.Utiliza mdulos RIMM conectados a la placa base.Se utiliza como memoria de vdeo en algunas tarjetas aceleradoras de grficosMemorias ROMSon memorias de slo lectura.Su contenido es permanente. Segn la forma empleada para grabarla se pueden clasificar en:ROM. Los datos se graban durante el proceso de fabricacin.PROM. (Programable ROM). Pueden ser grabadas por el usuario una nica vez y su contenido permanece inalterable. Tras la grabacin, se comportan como ROM.EPROM. (Erasable PROM). Son memorias similares a las anteriores pero con la peculiaridad de que se pueden borrar y volver a programar, pero por rayos ultravioleta, por lo que dichas memorias son identificables al poseer una ventanita por la que se realiza la programacin.EEPROM. (Electrically Erasable PROM). Son memorias anlogas a las anteriores pero con la ventaja de poder ser programadas por medios elctricos. Se emplean para almacenar las BIOS de los ordenadores, aunque se tiende a hacer esto con las memorias FLASH que tienen mejores prestaciones.

Memoria CachSon memorias auxiliares de gran velocidad.Memorias del tipo SRAM.Es una memoria voltil.Tiene un tamao que oscila entre unos pocos Kbytes hasta varios Mbytes.Es usada por el microprocesador para reducir el tiempo de acceso a datos ubicados en la memoria principal que se utilizan con ms frecuencia.Su principal objetivo es disminuir el tiempo de acceso a memoria principalNiveles de cachDependiendo de su localizacin la memoria cach se clasifica en distintos niveles:L1 o Nivel 1. L2 o Nivel 2.L3 o Nivel 3.Cach de Nivel 1Cach interna, integrada en el procesador por lo que funciona a mxima velocidad. Se divide en cach de datos y cach de instrucciones.Tamao pequeo, entre 8 y 128 Kb

Cach de Nivel 2Inicialmente se conectada al procesador mediante un bus.Actualmente est integrada en el chip.Es de menor velocidad que la de Nivel .Tamao entre 256 Kb y 4 MbCach de Nivel 3Mayor tamao y menor velocidad que la L2.Segn el tipo de procesador, puede encontrarse o no en la placa base.Hace de intermediaria entre la memoria principal y la cach L2.Se utiliza en servidores y estaciones de trabajo.AMD Phenom II tiene integrada una cach L3 de 6 Mb.

Niveles de Cach en la placa baseCACH L1CACH L2CACH L3MEMORIA RAMJerarqua de Memoria

Interfaces de Entrada y SalidaLos perifricos son los dispositivos encargados de la transferencia de informacin entre el ordenador y el medio exterior.Un interfaz de E/S es un circuito Hardware ubicado entre los puertos de E/S y los controladores en el dispositivo y permite la transferencia de informacin desde los dispositivos de almacenamiento interno y los dispositivos externos.

Funciones del interfaz E/STransmite las rdenes que recibe del procesador al perifrico.Controla la transferencia de informacin entre el perifrico y la CPU realizando en caso necesario la conversin de los diferentes formatos y adaptando las velocidades entre ambos mediante buffers de almacenamiento.Notifica al procesador los cambios que se produzcan en el estado del perifrico.Enlace Procesador PerifricoRegistros del Interfaz E/SRegistro de datos de salida: Para enviar datos al perifrico, el procesador los escribe en este registro.Registro de datos de entrada: Para recibir datos del perifrico, el procesador los lee de este registro.Registro de estado: para conocer el estado del perifrico, el procesador lee este registro.Registro de control: para transmitir una orden al perifrico, el procesador escribe en este registro.La conexin de los perifricos al ordenador se realiza a travs de los buses que transmiten la informacin en paralelo o en serie, en funcin de la arquitectura del sistema.La conexin con la CPU se realiza mediante el bus del sistema o Bus de E/STIPOS DE INTERFACES de ENTRADA/SALIDA MS COMUNES.Segn el flujo de la informacinEntrada. Su misin es recoger la informacin introducida al ordenador y enviarla al procesador. Teclado, Ratn.Salida. Envan la informacin procesada por la CPU y la hacen legible al usuario. Monitor, ImpresoraEntrada/Salida. Dispositivos que cumplen las dos misiones anteriores. Discos.

Segn su modo de accesoSecuencial. Son los dispositivos que, para acceder a una informacin determinada, antes deben leer todo el contenido anterior a la misma hasta localizar dicha informacin. Ejemplo: cinta magntica.De acceso directo. Se puede acceder a la informacin sin tener que leer todo el contenido previo. Ejemplo los discos magnticos.

Segn su ubicacin Locales. Estn prximos a la CPU.Remotos. Estn alejados de la CPU que los controla, normalmente en edificios o salas distintas.

Dispositivos de almacenamientoSon dispositivos externos los cuales permiten que se guarden datos y programas de forma permanente. Algunos dispositivos de este tipo son:Disco DuroPendrive. Memorias no voltiles que se conectan al ordenador mediante puertos USB. Son memorias FLASH de hasta 64 Gb de capacidad.CD-ROM, DVD. Son discos pticos de almacenamiento de datos. La diferencia entre ambos es u capacidad de almacenamiento, mayor en los DVD Permiten la grabacin de audio, vdeo y datos.Blu-Ray Disc. Es un disco ptico utilizado en vdeo de alta definicin y para almacenamiento de datos de alta densidad, con una capacidad mayor a la del DVD.Tarjetas de memoria. Memoria no voltil de pequeo tamao.

Dispositivos de Comunicacin. Permiten la comunicacin entre ordenadores, independientemente de su ubicacin.Mdem. Dispositivo que emplea la lnea telefnica para la transferencia de datos, transformando las seales digitales del ordenador a seales analgicas. La velocidad de transmisin se mide en bits por segundo. Actualmente se encuentra integrado en un router, lo cual permite el acceso a Internet por parte de ms de un ordenador.Router. Permite el enrutamiento de paquetes para la interconexin de redes de ordenadores con acceso a Internet.

Dispositivos multimedia. Capturan diferentes tipos de contenido: texto, sonido, imgenes y vdeo, para su posterior tratamiento y almacenamiento en el ordenador.Webcam. Cmara digital conectada al ordenador mediante la cual se capturan imgenes en movimiento.Micrfono. Convierte el sonido en una seal elctrica que puede almacenarse.Altavoces. Dispositivos que reproducen la informacin del ordenador convirtiendo las seales elctricas en sonido.Cmara digital. Captura de imgenes que se almacenan en formato digital en tarjetas de memoria para su posterior procesamiento en el ordenador.

INTERFACES MS COMUNESUn interfaz permite la conexin de dispositivos de distinto tipo. Estn integrados en una placa de circuitos electrnicos o en la misma placa base del ordenador. Los tipos ms comunes son:Serie / COM x / RS-32Se utilizaban en los primeros equipos. El envo de datos se realiza bit a bit. La distancia de conexin puede llegar hasta los 40 metros pero la velocidad va decreciendo proporcionalmente.Contaban con puertos de 25 y de 9 pines. Se utilizaban para el ratn y el teclado (los serie), mdem(COM) generalmente.

ParaleloEs un puerto de 25 pines en el que se envan a la vez, por diferentes hilos, un byte o ms de datos, junto con unos bits de control formando un bus de datos. Su uso ms extendido ha sido para la conexin de impresoras. Otros puertos paralelos son los IDE o PATA y el SCSI.

USBAparece en 1996. Significa Universal Serial Bus con mayores prestaciones en cuanto a velocidad y al nmero de perifricos que se pueden conectar. Existen diferentes puertos USB con velocidades de transmisin diferentes.

Firewire / IEEE 1394Creado por Apple surge en los aos 90, siendo compatible con otros fabricantes. Est destinado a la entrada y salida de datos en serie a gran velocidad. Suele utilizarse para la interconexin de dispositivos digitales como cmaras digitales y videocmaras a computadoras. Existen cuatro versiones de 4, 6, 9 y 12 pines.Su escasa popularidad entre los fabricantes ha dado lugar a que los dispositivos perifricos, como los ya mencionados e impresoras, entre otros, vengan provistos actualmente tan solo de puertos USB en sus versiones 2.0 y 3.0.

InalmbricosWiFi, Infrarrojos, BluetoothLa conexin se realiza mediante ondas electromagnticas. Se utilizan para comunicar equipos en redes y para la transmisin de datos entre equipos. Bluetooth es una especificacin industrial para Redes Inalmbricas de rea Personal (WPAN) que posibilita la transmisin de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz. Los principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son:Facilitar las comunicaciones entre equipos mviles.Eliminar los cables y conectores entre stos.Ofrecer la posibilidad de crear pequeas redes inalmbricas y facilitar la sincronizacin de datos entre equipos personales.

Ethernet o LAN.

Se emplea en las conexiones de red.

DISCOS

Son dispositivos de entrada y salida. Tambin se les denomina dispositivos de almacenamiento o memorias auxiliares. En el disco residen los programas del Sistema Operativo junto con otros programas de aplicaciones de usuario y datos.El acceso a la informacin se realiza de forma directa.Dentro del disco se encuentran:El Master Boot Record (MBR), en el sector de arranque, que contiene la tabla de particiones.Las particiones, necesarias para poder colocar los sistemas de archivos.

PARTES DE UN DISCOPlato: cada uno de los discos que hay dentro de la unidad de disco duro.Cara: cada uno de los dos lados de un plato.Motor: Permite el giro simultneo de las superficies a una velocidad constante.Cabezal: Conjunto de brazos alineados en vertical en cuyo extremo estn las cabezas de lectura/escritura. Cada plato o disco consta de dos cabezas, una en cada cara, que no llegan a tocar la superficie. stas generan seales elctricas que alteran los campos magnticos del disco.Pista: una circunferencia dentro de una cara; la pista cero (0) est en el borde exterior.Cilindro: conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que estn alineadas verticalmente (una de cada cara).Sector : cada una de las divisiones de una pista. El tamao del sector no es fijo, siendo el estndar actual 512 bytes. Clster: es un conjunto de sectores.Clasificacin de los discos por su interfaz Entrada/SalidaIDE/ATA/EIDE o PATASATASCSIFCExternosIDE/ATA/EIDE o PATALa conexin se realiza mediante un cable conectado a la interfaz IDE de la placa base. Si la placa base tiene dos canales IDE, uno ser el primario, que se conecta la unidad de arranque del sistema. El otro ser el secundario.Cada conector IDE soporta dos dispositivos, uno actuar como maestro y el otro como esclavo, en el mismo cable.Tienen una capacidad que oscila entre los 10 Mb y 750 Gb.ATAPI hace referencia a la interfaz que interconecta otros perifricos de almacenamiento CD-ROM, DVD

SATASerial ATA.Se impuso por sus altas velocidades de transferencia.El conector SATA est compuesto por un conector de datos de 7 hilos y uno elctrico de 15 conectores.Tiene una capacidad de almacenamiento desde los 40 GB a los 3 y 4 Tb

SCSISon interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotacin. Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 perifricos SCSI). Se emplean en servidores de red y soportan varios dispositivos. Como no suele integrarse en la placa base, es necesaria una tarjeta adaptadora que se inserta en una ranura PCI.

FC (Fibre Channel)Interfaz serie que no requiere conexiones de fibra ptica.Es un disco hbrido, puesto que combina Canal de Fibra y tecnologa ATA.Se utilizan en servidores de red o NASExternosUtilizan el puerto USB, el FireWire o el eSATA (SATA externo).Son portables y aumentan la capacidad de almacenamiento.EJERCICIO PRCTICO 3:

Realiza un anlisis del Hardware de tu equipo informtico:Tipos y nmero de puertos.Procesador.Memoria, cantidad de la misma, tipo de memoria.Disco Duro: nmero de ellos, tipo. Espacio disponible y espacio utilizado.Cantidad de espacio que podra liberarse.Enva el ejercicio a: profebasedatos@Outlook.es