La arquitectura de computadoras 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 (CPU) 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.
La segmentación de instrucciones es similar al uso de una cadena de montaje en una fábrica de manufacturación. En las cadenas de montaje, el productopasa a través de varias etapas de producción antes de tener el producto terminado. Cada etapa o segmento de la cadena está especializada en un área específica de la línea de producción y lleva a cabo siempre la misma actividad. Esta tecnología es aplicada en el diseño de procesadores eficientes.
A estos procesadores se les conoce como pipeline processors. Estos están compuestos por una lista de segmentos lineales y secuenciales en donde cada segmento lleva a cabo una tarea o un grupo de tareas computacionales. Los datos que provienen del exterior se introducen en el sistema para ser procesados. La computadora realiza operaciones con los datos que tiene almacenados en memoria, produce nuevos datos o información para uso externo.
Las arquitecturas y los conjuntos de instrucciones se pueden clasificar considerando los siguientes aspectos:
- Almacenamiento de operandos en la CPU: dónde se ubican los operandos aparte de la memoria.
- Número de operandos explícitos por instrucción: cuántos operandos se expresan en forma explícita en una instrucción típica. Normalmente son 0, 1, 2 y 3.
- Operaciones: Qué operaciones están disponibles en el conjunto de instrucciones.
- Tipo y tamaño de operandos y cómo se especifican.
Componentes del computador
Antes de enumerar los distintos componentes de una computadora, deberíamos definir qué entendemos por "computadora" (u ordenador). Una computadora es un dispositivo electrónico compuesto básicamente de procesador, memoria y dispositivos de entrada/salida. Los componentes de una computadora pueden clasificarse en dos: Hardware, Software.
Los componentes del soporte físico o hardware mas importantes son los siguientes: Procesador, Memoria RAM, Disco duro, Unidad de CD-ROM, Unidad de CD RW, Módem, Caché secundario, Tarjeta madre, Puertos USB, Unidad de DVD ROM, Teclado, Impresora, Escáner y monitor: ya que ellos nos ayudan a cumplir nuestro propósito.
Funcionamiento interno del computador
Al iniciar el arranque, en la mayoría de computadores, cualquiera sea su tamaño o potencia, el control pasa mediante circuito cableado a unas memorias de tipo ROM, grabadas con información permanente (datos de configuración, fecha y hora, dispositivos, etc.)
Después de la lectura de esta información, el circuito de control mandará a cargar en la memoria principal desde algún soporte externo (disco duro o disquete) los programas del sistema operativo que controlarán las operaciones a seguir, y en pocos segundos aparecerá en pantalla el identificador o interfaz, dando muestra al usuario que ya se está en condiciones de utilización.
Si el usuario carga un programa con sus instrucciones y datos desde cualquier soporte de información, bastará una pequeña orden para que dicho programa comience a procesarse, una instrucción tras otra, a gran velocidad, transfiriendo la información desde y hacia donde esté previsto en el programa con pausas si el programa es inactivo, en las que se pide al usuario entradas de información. Finalizada esta operación de entrada, el ordenador continuará su proceso secuencial hasta culminar la ejecución del programa, presentando sus resultados en pantalla, impresora o cualquier periférico.
Cada una de las instrucciones tiene un código diferente expresado en formato binario. Esta combinación distinta de unos y ceros la interpreta el <<cerebro>> del ordenador, y como está diseñado para que sepa diferenciar lo que tiene que hacer al procesar cada una de ellas, las ejecuta y continúa con la siguiente instrucción, sin necesidad de que intervenga el ordenador.
El proceso de una instrucción se descompone en operaciones muy simples de transferencia de información u operaciones aritméticas y lógicas elementales, que realizadas a gran velocidad le proporcionan una gran potencia que es utilizada en múltiples aplicaciones.
Realmente, esa información digitalizada en binario, a la que se refiere con unos y ceros, el ordenador la diferencia porque se trata de niveles diferentes de voltaje.
Cuando se emplean circuitos integrados, los niveles lógicos bajo y alto, que se representan por ceros y unos, corresponden a valores muy próximos a cero y cinco voltios en la mayoría de los casos.
Cuando las entradas de las puertas lógicas de los circuitos digitales se les aplica el nivel alto o bajo de voltaje, el comportamiento muy diferente. Por ejemplo, si se le aplica nivel alto conducen o cierran el circuito; en cambio si se aplica nivel bajo no conducen o dejan abierto el circuito. Para que esto ocurra, los transistores que constituyen los circuitos integrados trabajan en conmutación, pasando del corte a la saturación.
¿Qué es un computador mainframe?
Ordenador o computadora de gran capacidad, tremendamente rápida y de coste elevado, utilizada en cálculos complejos o tareas muy especiales. Normalmente se trata de una máquina capaz de distribuir el procesamiento de instrucciones y que puede utilizar instrucciones vectoriales. Las supercomputadoras se usan, por ejemplo, para hacer el enorme número de cálculos que se necesitan para dibujar y animar una nave espacial, o para crear un dinosaurio en movimiento para una película. También se utilizan para hacer las previsiones meteorológicas, para construir modelos científicos a gran escala y en los cálculos de las prospecciones petrolíferas.
Este tipo de equipos informáticos lo utilizan principalmente los científicos dedicados a la investigación pura y aplicada, las grandes compañías y el ejército.
¿QUE ES UN MICROCOMPUTADOR?
un ordenador o computadora de nivel medio diseñada para realizar cálculos complejos y gestionar eficientemente una gran cantidad de entradas y salidas de usuarios conectados a través de un terminal. Normalmente, los miniordenadores se conectan mediante una red con otras minicomputadoras, y distribuyen los procesos entre todos los equipos conectados. Las minicomputadoras se utilizan con frecuencia en aplicaciones transaccionales y como interfaces entre sistemas de mainframe y redes de área extensa.
Elementos de un computador
Los elementos del computador son:
Hardware
Equipo utilizado para el funcionamiento de una computadora. El hardware se refiere a los componentes materiales de un sistema informático.
La función de estos componentes suele dividirse en tres categorías principales: entrada, salida y almacenamiento. Los componentes de esas categorías están conectados a través de un conjunto de cables o circuitos llamado bus con la unidad central de proceso (CPU) del ordenador, el microprocesadorque controla la computadora y le proporciona capacidad de cálculo.
El hardware es un conjunto de dispositivos eléctricos y algunos mecánicos. Se compone principalmente de:
* C.P.U. : microprocesador. Sus funciones principales son:
a) Controlar y supervisar el sistema integral del ordenador en base a un programa almacenado en la memoria principal.
b) Desarrollar operaciones lógicas que sean necesarias para procesar las demás y controlar la secuencia. La ejecución de las instrucciones.
c) Controlar el envío y recepción de datos de todas las unidades periféricas a la unidad de memoria.
En función de la cantidad de instrucciones que puede descodificar la C.P.U. se dividen en:
a) CISC: tiene un gran conjunto de instrucciones.
b) RISC: tiene un conjunto regular de instrucciones.
* MEMORIA: dispositivos que permiten almacenar un conjunto de instrucciones. Dos clases principales:
b) ROM solo lectura. De acceso aleatorio y permanentes
* Dispositivos de E/S: Son una serie de dispositivos que permiten al ordenador comunicarse con el exterior. Los principales son:
a) Teclados.
b) Displays.
c) Discos: flexibles, duros...
d) Impresoras.
e) Comunicaciones.
El soporte lógico o software
En cambio, es el conjunto de instrucciones que un ordenador emplea para manipular datos: por ejemplo, un procesador de textos o un videojuego. Estos programas suelen almacenarse y transferirse a la CPU a través del hardware de la computadora. El software también rige la forma en que se utiliza el hardware, como por ejemplo la forma de recuperar información de un dispositivo de almacenamiento. La interacción entre el hardware de entrada y de salida es controlada por un software llamado BIOS (siglas en inglés de 'sistema básico de entrada / salida').
Aunque, técnicamente, los microprocesadores todavía se consideran hardware, partes de su función también están asociadas con el software. Como los microprocesadores tienen tanto aspectos de hardware como de software, a veces se les aplica el término intermedio de microprogramación, o firmware.
Software, programas de computadoras. Son las instrucciones responsables de que el hardware (la máquina) realice su tarea. Como concepto general, el software puede dividirse en varias categorías basadas en el tipo de trabajo realizado. Las dos categorías primarias de software son los sistemas operativos (software del sistema), que controlan los trabajos del ordenador o computadora, y el software de aplicación, que dirige las distintas tareas para las que se utilizan las computadoras. Por lo tanto, el software del sistema procesa tareas tan esenciales, aunque a menudo invisibles, como el mantenimiento de los archivos del disco y la administración de la pantalla, mientras que el software de aplicación lleva a cabo tareas de tratamiento de textos, gestión de bases de datos y similares. Constituyen dos categorías separadas el software de red, que permite comunicarse a grupos de usuarios, y el software de lenguaje utilizado para escribir programas
Además de estas categorías basadas en tareas, varios tipos de software se describen basándose en su método de distribución. Entre estos se encuentran los así llamados programas enlatados, el software desarrollado por compañías y vendido principalmente por distribuidores, el freeware y software de dominio público, que se ofrece sin costo alguno, el shareware, que es similar al freeware, pero suele conllevar una pequeña tasa a pagar por los usuarios que lo utilicen profesionalmente y, por último, el infame vapourware, que es software que no llega a presentarse o que aparece mucho después de lo prometido.
Lenguajes en computación
En informática, cualquier lenguaje artificial puede utilizarse para definir una secuencia de instrucciones para su procesamiento por un ordenador o computadora. Es complicado definir qué es y qué no es un lenguaje. Se asume generalmente que la traducción de las instrucciones a un código que comprende la computadora debe ser completamente sistemática. Normalmente es la computadora la que realiza la traducción.
TIPOS DE LENGUAJES:
Lenguaje Máquina
El lenguaje propio del ordenador, basado en el sistema binario, o código máquina, resulta difícil de utilizar para las personas. El programador debe introducir todos y cada uno de los comandos y datos en forma binaria, y una operación sencilla como comparar el contenido de un registro con los datos situados en una ubicación del chip de memoria puede tener el siguiente formato: 11001010 00010111 11110101 00101011. La programación en lenguaje máquina es una tarea tan tediosa y consume tanto tiempo que muy raras veces lo que se ahorra en la ejecución del programa justifica los días o semanas que se han necesitado para escribir el mismo.
Lenguaje bajo nivel
Vistos a muy bajo nivel, los microprocesadores procesan exclusivamente señales electrónicas binarias. Dar una instrucción a un microprocesador supone en realidad enviar series de unos y ceros espaciadas en el tiempo de una forma determinada. Esta secuencia de señales se denomina código máquina. El código representa normalmente datos y números e instrucciones para manipularlos. Un modo más fácil de comprender el código máquina es dando a cada instrucción un mnemónico, como por ejemplo STORE, ADD o JUMP. Esta abstracción da como resultado el ensamblador, un lenguaje de muy bajo nivel que es específico de cada microprocesador.
Los lenguajes de bajo nivel permiten crear programas muy rápidos, pero que son a menudo difíciles de aprender. Más importante es el hecho de que los programas escritos en un bajo nivel sean altamente específicos de cada procesador. Si se lleva el programa a otra máquina se debe reescribir el programa desde el principio
Lenguaje alto nivel
Los lenguajes de alto nivel sueles utilizar términos ingleses del tipo LIST, PRINT u OPEN como comandos que representan una secuencia de decenas o de centenas de instrucciones en lenguaje máquina. Los comandos se introducen desde el teclado, desde un programa residente en la memoria o desde un dispositivo de almacenamiento, y son interceptados por un programa que los traduce a instrucciones en lenguaje máquina.
Los programas traductores son de dos tipos: interpretes y compiladores. Con un interprete, los programas que repiten un ciclo para volver a ejecutar parte de sus instrucciones, reinterpretan la misma instrucción cada vez que aparece. Por consiguiente, los programas interpretados se ejecutan con mucha mayor lentitud que los programas en lenguaje máquina. Por el contrario, los compiladores traducen un programa integro a lenguaje máquina antes de su ejecución, por lo cual se ejecutan con tanta rapidez como si hubiese sido escrita directamente en lenguaje máquina.
Aunque existen centenares de lenguajes informáticos y de variantes, hay algunos dignos de mención, como el PASCAL, diseñado en un principio como herramienta de enseñanza, hoy es uno de los lenguajes de microordenador más populares; el logro fue desarrollado para que los niños pudieran acceder al mundo de la informática; el C, un lenguaje de Bell Laboratories diseñado en la década de 1970, se utiliza ampliamente en el desarrollo de programas de sistemas, al igual que su sucesor, el C++. El LISP y el PROLOG han alcanzado amplia difusión en el campo de la inteligencia artificial.
ELEMENTOS DE ENTRADA
- También llamados periféricos o unidades de entrada
- Son los encargados de introducir los datos y los programas desde el exterior a la memoria central para su utilización.
- Preparan la información para que el computador la entienda de forma correcta
- Entre ellos se tiene: el teclado, el ratón, scanner, CR-ROM, lectoras de barra, etc.
ELEMENTOS DE SALIDA
- Son aquellos dispositivos cuya misión es recoger y proporcionar al exterior los datos de salida o resultado de los procesos que se ejecutan
- Entre ellos se tiene: Monitor, impresoras, etc.
Medios de almacenamientos
Memoria: es un dispositivo físico, generalmente un circuito electrónico, en el que se almacenan datos e instrucciones para recuperarlos y utilizarlo posteriormente. En un sentido amplio tenemos las siguientes memorias:
Discos Duros ó memoria secundaria: es en esta memoria donde se almacena el sistema operativo, los multimedia, juegos y los programas de aplicación entre otros.
Pen Drive ó Flash Memory: es una memoria bajo un circuito integrado de alta capacidad, velocidad, con un conector para puertos USB, viene en diferentes modelos y versiones con capacidades de mega byte y giga byte, además es cómoda y portátil.
Unidad de Floppy ó Diskette de 31/2: en este dispositivo se utiliza un pequeño disco flexible con alta densidad magnética el cual almacena información, pero en baja calidad de retención ya que esta se borra cuando el disco pierde su magnetismo con el pasar de los tiempos.
UNIDAD CENTRAL DE PROCESOS (CPU, Central Process Unit)
LA MEMORIA PRINCIPAL
Está formada por un conjunto de celdas, posiciones o palabras de memoria. En cada celda se archiva determinada información (datos o instrucciones de programa). La manera de diferenciar unas posiciones de otras es asignando una dirección diferente a cada celda. Para acceder a ella es necesario únicamente referenciar la dirección de memoria que las identifica.
DEFINICIÓN DE HARDWARE
- Palabra compuesta de : Hard (duro) y Ware (equipo)
- Constituye todo el equipo duro del computador, la parte tangible o perceptible.
Unidad Central de Procesos (CPU, Central Process Unit): es el corazón del Computador. Su principal misión consiste en coordinar y realizar todas las operaciones del sistema informático. Consta de:
- Procesador: encargado del control y ejecución de las operaciones; esta formado por:
- Unidad de Control (CU,Control Unit) : es la parte del procesador encargada de gobernar el resto de las unidades, además de interpretar y ejecutar las instrucciones controlando su secuencia.
- Unidad Aritmético Lógica (ALU, Aritmetic logical Unit) : es la parte del procesador encargada de realizar todas las operaciones elementales de tipo aritmético y tipo lógico
UNIDAD CENTRAL DE PROCESOS
- Memoria Central:
- También denominada memoria interna o principal (main memory).
- Es el encargado de almacenar los programas y los datos de estos, necesarios para que el sistema informático realice un determinado trabajo.
- Una característica importante es que es volátil, es decir, al cortar el flujo eléctrico se borra el contenido almacenado en ella
- Memoria RAM (Random Access Memory), memoria de acceso aleatorio
MEMORIA AUXILIAR
- Dispositivos de almacenamiento masivo de información
- Su principal importancia radica en que permite almacenar información a lo largo del tiempo, recuperándola cuando se quiera y sin que se pierda aunque el dispositivo quede desconectado de la red eléctrica.
- Ejemplos: Diskettes, Disco duro, Cintas magnéticas
La secuencia lógica que la unidad de control debe realizar para ejecutar una instrucción es la siguiente:
- Localizar y extraer de la memoria principal la instrucción correspondiente
- Transferir la instrucción de la memoria a la Unidad de control
- Determinar qué tipo de operación se debe ejecutar
- Ejecutar la instrucción, enviando las señales de control u órdenes a los elementos pertinentes
- Supervisar la operación anterior para determinar si ha finalizado correctamente.
- Localizar la siguiente instrucción a ejecutar.
DEFINICIÓN DE SOFTWARE
- Palabra compuesta de : Soft (suave) y Ware (equipo)
- Programas de computadoras. Son las instrucciones responsables de que el hardware (la máquina) realice su tarea.
- Constituye la parte imperceptible o intangible
- Es la parte lógica que le da al equipo físico la capacidad de realizar cualquier tipo de trabajo.
El CPU como corazón de la organización del computador
En su forma más simple, un sistema de computadora cuenta con una unidad que ejecuta instrucciones de programas. Esta unidad se comunica con otros subsistemas dentro de la computadora, y a menudo controla su operación. Debido al papel central de tal unidad se conoce como unidad central de procesamiento, o CPU (Central processing unit). Dentro de muchas computadoras, un subsistema como una unidad de entrada, o un dispositivo de almacenamiento masivo, puede incorporar una unidad de procesamiento propia. Tal unidad de procesamiento, aunque es central para su propio subsistema, resulta claro que no es "central" para el sistema de computadora en su conjunto. Sin embargo, los principios del diseño y operación de una CPU son independientes de su posición en un sistema de computadora. Este trabajo estará dedicado a la organización del hardware que permite a una CPU realizar su función principal: traer instrucciones desde la memoria y ejecutarlas.
El algoritmo de solución de cualquier problema consiste en varios pasos que deben realizarse en una secuencia específica. Para implantar tal algoritmo en una computadora, estos pasos se descomponen en pasos más pequeños, cada uno de los cuales representa una instrucción de máquina. La secuencia de instrucciones resultante es un programa en lenguaje de máquina que representa al algoritmo en cuestión. El mismo enfoque general se utiliza para permitir a la computadora realizar funciones especificadas por instrucciones individuales de máquina. Esto es, cada una de estas instrucciones se ejecuta realizando una secuencia de operaciones más rudimentarias. Estas operaciones, y los medios por los cuales se generan, serán el tema principal de análisis en este trabajo.
PUERTOS EN SERIE
El puerto en serie de un ordenador es un adaptador asíncrono utilizado para poder intercomunicar varios ordenadores entre si. Un puerto serie recibe y envía información fuera del ordenador mediante un determinado software de comunicación o un drive del puerto serie.
El Software envía la información al puerto, carácter a carácter, convirtiendo en una señal que puede ser enviada por cable serie o un módem. Cuando se ha recibido un carácter, el puerto serie envía una señal por medio de una interrupción indicando que el carácter está listo. Cuando el ordenador ve la señal, los servicios del puerto serie leen el carácter.
Ubicación en el sistema informativo
Se ubican en la parte trasera del case, podremos identificar estos puertos por los nombres COM 1, COM 2, COM 3. La cantidad de puertos de serie dependen de la tarjeta, ya que hay algunas tarjetas que son capaces de tener 4 u 8 puertos.
PUERTO PARALELO
Este puerto de E/S envía datos en formato paralelo (donde 8 bits de datos, forman un byte, y se envían simultáneamente sobre ocho líneas individuales en un solo cable.) El puerto paralelo usa un conector tipo D-25 (es de 25 pin) El puerto paralelo se utiliza principalmente para impresoras.
La mayoría de los software usan el termino LPT (impresor en línea) más un número para designar un puerto paralelo (por ejemplo, LPT1). Un ejemplo donde se utiliza la designación del puerto es el procedimiento de instalación de software donde se incluye un paso en que se identifica el puerto al cual se conecta a una impresora.
Ubicación en el sistema informático:
Se encuentra en la parte trasera del case, se pueden identificar fácilmente ya que la mayoría de los software utilizan el termino LPT (que significa impresión en línea por sus siglas en inglés). También en algunos modelos se pueden localizar en la parte inferior al puerto del Mouse.
Recursos del puerto paralelo:
Cada adaptador de puerto paralelo tienes tres direcciones sucesivas que se corresponden con otros tantos registros que sirven para controlar el dispositivo. Son el registro de salida de datos; el registro de estado y el registro de control.
El puerto paralelo está formado por 17 líneas de señales y 8 líneas de tierra. Las líneas de señales están formadas por grupos:
4. Líneas de control.
5. Líneas de estado.
8. Líneas de datos.
En el diseño original las líneas de control son usadas para la interfase, control e intercambio de mensajes al PC (falta papel, impresora ocupada, error en la impresora).
Las líneas de datos suministran los datos de impresora del PC hacia la impresora y solamente en esa dirección. Las nuevas implementaciones del puerto permiten una comunicación bidireccional mediante estas líneas.
Tipos de puerto paralelo:
En la actualidad se conoce cuatro tipos de puerto paralelo:
- Puerto paralelo estándar (Standard Parallel Port SPP).
- Puerto paralelo PS/2 (bidireccional).
- Enhanced Parallel Port (EPP).
- Extended Capability Port (ECP).
En la siguiente tabla se muestra información sintetizada de cada uno de estos tipos de puertos.
PUERTO USB (UNIVERSAL SERIAL BUS)
El puerto USB fue creado a principio de 1996. La sigla USB significa Bus Serie Universal (Universal Serial Bus) Se llama universal, porque todos los dispositivos se conecten al puerto. Conexión que es posible, porque es capaz de hacer conectar hasta un total de 127 dispositivos.
Unas de las razones más importantes dieron origen a este puerto fueron:
- Conexión del PC con el teléfono.
- Fácil uso.
- Expansión del puerto.
Unas de las principales características más importantes de este puerto es que permite la conexión entre l PC y el teléfono, además, nos elimina la incomodidad al momento de ampliar el PC.
Cabe destacar que para hacer esto, se necesita abrir el case e introducir las tarjetas de expansión o cualquier dispositivo deseado y después configurar y reiniciar el PC. Por lo tanto se puede decir que con este puerto tienes la capacidad de almacenar hasta de 127 dispositivos periféricos simultáneamente.
Ubicación en el sistema Informático:
El puerto USB está ubicado en la mayoría de los case en la parte frontal o lateral y en la parte trasera del mismo. Pero hay otros case que poseen este puerto únicamente en la parte trasera del case.
Tipos de transferencia:
El puerto USB permite cuatro tipos de transferencia, que son:
- Transferencias de control:
Es una transferencia no esperada, no se realiza periódicamente, sino que la realiza el software para iniciar una petición/respuesta de comunicación. Normalmente se utiliza para operar operaciones de control o estado.
- Transferencias Isocrónicas:
Es periódica, una comunicación continúa entre el controlador y el dispositivo, se usa normalmente para información.
Este tipo de transferencia envía la señal de reloj encapsulando en los datos, mediante comunicaciones NZRI.
- Transferencias Continúa:
Son datos pequeños no muy frecuentes, que provocan la espera de otras transferencias hasta que son realizadas.
- Transferencias de Volumen:
No son transferencias periódicas. Se trata de paquetes de gran tamaño, usados en aplicaciones donde se utiliza todo el ancho de banda disponible en la comunicación. Estas transferencias pueden quedar a la espera de que el ancho de banda quede disponible.
Conectores RCA:
El conector RCA es un tipo de conector eléctrico común en le mercado audiovisual. El nombre RCA deriva de La Radio Corporation Of America, que introdujo el diseño en 1940.
Ubicación en el sistema informático:
Éste está ubicado en la parte trasera del case, exactamente en la ranura donde fue colocada la tarjeta gráfica o de sonido. El conector RCA de videomayormente está presente en la tarjeta de video y el conector RCA de audio siempre está presente en la tarjeta de sonido.
Conector de video VGA:
El equipo utiliza un conector D subminiatura de alta densidad de 15 patas en el panel posterior para conectar al equipo un monitor compatible con el estándar VGA (Video Graphics Arry {Arreglo de gráficos de videos}). Los circuitos de video en la placa base sincronizan las señales que controlan los cañones de electrones rojo, verde y azul en el monitor.
Ubicación en el sistema informático:
Se encuentran en la parte de atrás del case, no tienen un lugar en especifico pero en algunos modelos se pueden ubicar arriba de los conectores RCA y por un símbolo de red; en la mayoría de los casos solo se encuentra un solo puerto en el case.
Conector PS-2:
Es un conector de clavijas de conexión múltiples, DIN, (acrónimo de Deutsche Industrie Norm) miniatura, su nombre viene del uso que se le daba en los antiguos ordenadores de IBM PS/2 (Personal System/2). Actualmente los teclados y ratones utilizan este tipo de conector y se supone que en unos años casi todo se conectará al USB, en una cadena de periféricos conectados al mismo cable.
Conector RJ-45:
El RJ45 es una interfaz física comúnmente usada para conectar redes de cableado estructurado, (categoría 4, 5, 5e y 6). RJ es un acrónico inglés de Registered que a su vez es parte del código federal de regulaciones de Estados Unidos. Posee ocho pines o conexiones eléctricas.
Ethernet Nació en 1972 ideada por Roberto Metralfe y otros investigadores de Seros, en palo alto, California Research Center Ethernet al que también se le conoce como Ethernet II o IEEE 802.3, es el estándar más popular para las que se usa actualmente.
El estándar 802.3 emplea una topología de bus. Ethernet transmite datos a través de la red a una velocidad de 10 Mbisps por segundo.
Existen cinco estándares de Ethernet: 10Base5, 10Base2, 10BASE-T, Fast Ethernet 100BaseVg y 100BaseX, que define el tipo de cable de red, las especificaciones de longitud y la topología física que debe utilizarse para conectar nudo en la red.
Conector RJ-11
Es el conector modular común del teléfono. Es universal en los teléfonos, los módems, los faxes, y artículos similares y utilizado en receptores de la TV vía satélite
Ubicación en el sistema informático:
El conector del módem RJ-11 se encuentra en la parte posterior del ordenador. La ficha RJ-11 es un enchufe modular con 4 pines.
Recomendaciones
- Tener Cuidado a la hora de enchufar los conectores porque son muy delicados y pueden dañarse los pines.
- Revisar que el CPU no este energizado a la hora de acoplar los conectores al puerto.
- Antes de adquirir o comprar un puerto para tu computador solicita una previa orientación.
- Realizar actualizaciones como instalar puertos USB en el case de su computador ya que estos trabajan a una mayor velocidad.
Buses del sistema
Funciones que realiza
El bus se puede definir como un conjunto de líneas conductoras de hardware utilizadas para la transmisión de datos entre los componentes de un sistema informático. Un bus es en esencia una ruta compartida que conecta diferentes partes del sistema, como el microprocesador, la controladora de unidad de disco, la memoria y los puertos de entrada/salida (E/S), para permitir la transmisión de información.
En el bus se encuentran dos pistas separadas, el bus de datos y el bus de direcciones. La CPU escribe la dirección de la posición deseada de la memoria en el bus de direcciones accediendo a la memoria, teniendo cada una de las líneas carácter binario. Es decir solo pueden representar 0 o 1 y de esta manera forman conjuntamente el número de la posición dentro de la memoria (es decir: la dirección). Cuanto mas líneas haya disponibles, mayor es la dirección máxima y mayor es la memoria a la cual puede dirigirse de esta forma. En el bus de direcciones original habían ya 20 direcciones, ya que con 20 bits se puede dirigir a una memoria de 1 MB y esto era exactamente lo que correspondía a la CPU.
Esto que en le teoría parece tan fácil es bastante mas complicado en la práctica, ya que aparte de los bus de datos y de direcciones existen también casi dos docenas más de líneas de señal en la comunicación entre la CPU y la memoria, a las cuales también se acude. Todas las tarjetas del bus escuchan, y se tendrá que encontrar en primer lugar una tarjeta que mediante el envío de una señal adecuada indique a la CPU que es responsable de la dirección que se ha introducido. Las demás tarjetas se despreocupan del resto de la comunicación y quedan a la espera del próximo ciclo de transporte de datos que quizás les incumba a ellas.
Entrada Y Salida
Funciones que realiza
Vamos a señalar las funciones que debe realizar un computador para ejecutar trabajos de entrada/salida:
Direccionamiento o selección del dispositivo que debe llevar a cabo la operación de E/S. Transferencia de los datos entre el procesador y el dispositivo (en uno u otro sentido).Sincronización y coordinación de las operaciones.
Esta última función es necesaria debido a la deferencia de velocidades entre los dispositivos y la CPU y a la independencia que debe existir entre los periféricos y la CPU (por ejemplo, suelen tener relojes diferentes).
Se define una transferencia elemental de información como la transmisión de una sola unidad de información (normalmente un byte) entre el procesador y el periférico o viceversa. Para efectuar una transferencia elemental de información son precisas las siguientes funciones:
Establecimiento de una comunicación física entre el procesador y el periférico para la transmisión de la unidad de información.
Control de los periféricos, en que se incluyen operaciones como prueba y modificación del estado del periférico.
Para realizar estas funciones la CPU gestionará las líneas de control necesarias.
Definiremos una operación de E/S como el conjunto de acciones necesarias para la transferencia de un conjunto de datos (es decir, una transferencia completa de datos). Para la realización de una operación de E/S se deben efectuar las siguientes funciones:
Recuento de las unidades de información transferidas (normalmente bytes) para reconocer el fin de operación.
Sincronización de velocidad entre la CPU y el periférico.
Detección de errores (e incluso corrección) mediante la utilización de los códigos necesarios (bits de paridad, códigos de redundancia cíclica, etc.)
Almacenamiento temporal de la información. Es más eficiente utilizar un buffer temporal específico para las operaciones de E/S que utilizan el área de datos del programa.Conversión de códigos, conversión serie/paralelo, etc.
Dispositivos externos
Una de las funciones básicas del computador es comunicarse con los dispositivos exteriores, es decir, el computador debe ser capaz de enviar y recibir datos desde estos dispositivos. Sin esta función, el ordenador no sería operativo porque sus cálculos no serían visibles desde el exterior.
Existe una gran variedad de dispositivos que pueden comunicarse con un computador, desde los dispositivos clásicos (terminales, impresoras, discos, cintas, cte.) hasta convertidores A/D y D/A para aplicaciones de medida y control de procesos, De todos los posibles periféricos, algunos son de lectura, otros de escritura y otros de lectura y escritura (es importante resaltar que este hecho siempre se mira desde el punto de vista del proceso). Por otra parte, existen periféricos de almacenamiento también llamados memorias auxiliares o masivas.
La mayoría de los periféricos están compuestos por una parte mecánica y otra parte electrónica. Estas partes suelen separarse claramente para dar una mayor modularidad. A la componente electrónica del periférico se le suele denominar controlador del dispositivo o, también, adaptador del dispositivo. Si el dispositivo no tiene parte mecánica (como, por ejemplo, la pantalla de un terminal), el controlador estará formado por la parte digital del circuito. Frecuentemente los controladores de los dispositivos están alojados en una placa de circuito impreso diferenciada del resto del periférico. En este caso es bastante habitual que un mismo controlador pueda dar servicio a dispositivos de características similares.
El principal problema planteado por los periféricos es su gran variedad que también afecta a las velocidades de transmisión. Por tanto, el mayor inconveniente que encontramos en los periféricos es la diferencia entre sus velocidades de transmisión y la diferencia entre éstas y la velocidad de operación del computador.
Uso de interrupciones
Un computador debe disponer de los elementos suficientes para que el programador tenga un control total sobre todo lo que ocurre durante la ejecución de su programa. La llegada de una interrupción provoca que la CPU suspenda la ejecución de un programa e inicie la de otro (rutina de servicio de interrupción). Como las interrupciones pueden producirse en cualquier momento, es muy probable que se altere la secuencia de sucesos que el programador había previsto inicialmente. Es por ello que las interrupciones deber
Lenguaje binario y sistema de medidas
Lenguaje binario: Para comenzar es muy importante saber, que es un BIT; un Bit, en informática, acrónimo de Binary Digit (dígito binario), que adquiere el valor 1 ó 0 en el sistema numérico binario. En el procesamiento y almacenamiento informático un BIT es la unidad de información más pequeña manipulada por el ordenador, y está representada físicamente por un elemento como un único pulso enviado a través de un circuito, o bien como un pequeño punto en un disco magnético capaz de almacenar un 0 ó un 1. La representación de información se logra mediante la agrupación de bits para lograr un conjunto de valores mayor que permite manejar mayor información. Por ejemplo, la agrupación de ocho bits componen un byte que se utiliza para representar todo tipo de información, incluyendo las letras del alfabeto y los dígitos del 0 al 9. Cuando se trabaja con señales digitales, estos traen asociadas el sistema de numeración binaria y el sistema de numeración hexadecimal. Ambos aparecen en los manuales de configuración de los dispositivos del PC. En dichos manuales el numero binario 1 puede representar el valor de encendido "On", cerrado ó 5 voltios. Un 0 lógico puede representar un apagado "Off", abierto, ó 0 voltios.
En el sistema de numeración tradicional, el decimal, la base de las potencias es el número 10 y los multiplicandos son el 0,1,2,3,4,5,6,7,8 y el 9 y cualquier valor superior se representa en base a estos, ejemplo:237 = 2*10^2 + 3*10^1 + 7*10^0 y En el caso de los números binarios la base de las potencias es el 2 y los multiplicando son el 0 y el 1. En este caso, el numero 237 decimal sería:
237decimal = 1*2^7 + 1*2^6 + 1*2^5 + 0*2^4 + 1*2^3 +1*2^2 + 0*2^1+ 1*2^0
= 11101101 binario
En el sistema hexadecimal la base de las potencias es el número 16 y los multiplicandos posibles son: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A, B, C ,D, E, F.
237 decimal = E*16^1 + D*16^0
Tabla de conversión binaria
Continuación: Este sistema de numeración se emplea en el PC para indicar direcciones y valores diversos en la configuración del mismo.
Es sencillo pasar del sistema binario al hexadecimal y viceversa haciendo uso de la tabla que se presenta a continuación, aquí a la derecha
El sistema de numeración octal es en base a las potencia de 8 y con números multiplicandos que son el 0,1,2,3,4,5,6,7.Estos eran empleados en el pasado por ciertos computadores centrales llamados ( mainframe).
Decimal
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Binario
|
Hexadecimal
|
0
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0000
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0
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1
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0001
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1
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2
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0010
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2
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3
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0011
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3
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4
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0100
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4
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5
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0101
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5
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6
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0110
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6
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7
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0111
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7
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8
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1000
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8
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9
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9
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A
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B
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C
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1101
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D
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14
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1110
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E
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15
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1111
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F
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Conversión de datos en el sistema binario
Convertir de Decimal 5010 a Binario 502
Esto se realiza de la siguiente manera, ejemplo: primero se divide el nº 50 entre 2 hasta que el cociente llegue a la reducción final luego se ordenan, de derecha a izquierda, comenzando desde el ultimo cociente y aunándolo con el resto ó residuo de la división.
Fíjese en la imagen animada, para usted es un divertido payasito...Sin embargo para el computador no es mas que una secuencia de códigos binarios que se repiten una y otra vez., ó señales eléctricas de corriente directa (DC).
Pues, Así es como el computador interpreta las ordenes del usuario, atraviesa una veloz y sorprendente conversión de datos, analizada e interpretada por el procesador (CPU), ya bien sea imágenes animadas, imágenes en 3D, sonidos, colores ó textos.
Conversión de datos en el sistema binario
Convertir de Binario 1100102 a Decimal 5010
Esta conversión se realiza de la siguiente manera, primero se toma el código 110010 binario, se cuenta cuantos dígitos tiene, en este caso tiene 6 dígitos, luego se multiplica por la potencia con base 2 precedido del símbolo + para ser sumados por la otra potencia.
¿Cómo se ordenaran los exponentes?
Después usted contará los exponentes de derecha a izquierda pero contando desde el nº cero (0) hasta el nº xxx es decir, hasta donde termine el conteo, y en este caso termina en el nº 5 como exponentes agregado.
Ejemplo:
D emostración: 1 1 0 0 1 0 Elevar a la potencia de 2n.
(1x 25 ) + (1x 24 ) + (0x 23 ) + (0x 22 ) + (1x 21 ) + (0x 20 ) esto es igual a = 50
Conversión de datos en el sistema binario
Convertir de Binario 1100102 a Hexadecimal ¿ ?16
de Binario 11110111101001012 a Hexadecimal ¿?16
Este procedimiento se realiza agrupando de cuatro en cuatro de derecha a izquierda y recontando los exponentes así : 23222120 _ 23222120 etc.. Luego se busca la letra ó el nº en la tabla a la cual pertenece.
Ejemplo:
sistema de medidas
El bit: Unidad de información mas pequeña manipulada por el ordenador su valor es el (0 y 1).
El byte: Es la unidad de información que consta de 8 bits, representa a una letra y el almacenamiento.
El kilobyte: Equivale a 1.024 bytes, y de posibles almacenaje.
El Megabyte: Equivale a 1.048.576 bytes, es decir 1024 kilobytes.
El Gigabyte: Equivale a 1.073.741.824 bytes, es decir 1.024 megabytes.
Bit, unidad binaria de información. Es la cantidad más pequeña de almacenamiento de un ordenador y también la cantidad más pequeña que se puede procesar. (el bit sólo puede tomar dos valores: el 0 y el 1). dígito en sistema binario (0 o 1) con el que se forma toda la información. Evidentemente esta unidad es demasiado pequeña para poder contener una información diferente a una dualidad (abierto/cerrado, si/no), por lo que se emplea un conjunto de bits (en español el plural de bit NO es bites, sino bits). 8 bits equivalen a 1 byte.
Byte, Formado normalmente por un octeto (8 bits), aunque pueden ser entre 6 y 9 bits. La progresión de esta medida es del tipo B=Ax2, siendo esta del tipo 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512. Se pueden usar capacidades intermedias, pero siempre basadas en esta progresión y siendo mezcla de ellas (24 bytes=16+8). Se describe como la unidad básica de almacenamiento de información, generalmente equivalente a ocho bits (01011101), pero el tamaño del byte depende del código de caracteres o código de información en el que se defina.
Kilobyte, Aunque se utilizan las acepciones utilizadas en el SI, un Kilobyte no son 1.000 bytes. Debido a lo anteriormente expuesto, un KB (Kilobyte) son 1.024 bytes. Debido al mal uso de este prefijo (Kilo, proveniente del griego, que significa mil), se está utilizando cada vez más el término definido por el IEC (Comisión Internacional de Electrónica) Kibi o KiB para designar esta unidad. Un kilobyte (pronunciado /kilobáit/) es una unidad de medida común para la capacidad de memoria o almacenamiento de las computadoras. Es equivalente a 1024 (o 210) bytes. Generalmente se abrevia como KB, K, kB, Kbyte o k-byte. Las PC de IBM más antiguas, por ejemplo, tenían una capacidad máxima de 640 K, o alrededor de 640 000 caracteres de datos.
Megabytes, El MB es la unidad de capacidad más utilizada en Informática. Un MB NO son 1.000 KB, sino 1.024 KB, por lo que un MB son 1.048.576 bytes. Al igual que ocurre con el KB, dado el mal uso del término, cada vez se está empleando más el término MiB. El Megabyte (MB) es una unidad de medida de cantidad de datos informáticos. Es un múltiplo binario del byte, que equivale a 220 (1 048 576) bytes, traducido a efectos prácticos como 106 (1 000 000) bytes.
Gigabyte, Un GB son 1.024 MB (o MiB), por lo tanto 1.048.576 KB. Cada vez se emplea más el término Gibibyte o GiB. Un gigabyte (de símbolo GB ó GiB) es una unidad de medida informática equivalente a mil millones de bytes (no confundir con el billón americano). Dado que los ordenadores trabajan en base binaria, en lugar de que un gigabyte sea 10³ megabytes (1000 MiB), el término gigabyte significa 210 megabytes (1024 MiB). Pero si somos exactos, 1 GB son 1.073.741.824 bytes ó 1.024 MB. En este último caso, puede ser abreviado como GiB (recomendado) ó GB
Terabyte, Aunque es aun una medida poco utilizada, pronto nos tendremos que acostumbrar a ella, ya que por poner un ejemplo la capacidad de los discos duros ya se está aproximando a esta medida. Un Terabyte son 1.024 GB. Aunque poco utilizada aun, al igual que en los casos anteriores se está empezando a utilizar la acepción Tebibyte. Una unidad de almacenamiento tan desorbitada que resulta imposible imaginársela, ya que coincide con algo más de un trillón de bytes. Un uno seguido de dieciocho ceros. Su símbolo es el TB y es equivalente a 240 bytes
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