C A PA S D E A B S T R A C C I Ó N D E L A

A R Q U I T E C T U R A D E

O R D E N A D O R E S

INTEGRANTES

• Charro Walter

• Chicaiza Luis

• Guerra Michelle

• Naranjo Frans

• Tipas Alicia

• Torres Luis

CONTENIDOS:

• Definición de las capas de Abstracción

• Concepto de Arquitectura de Ordenadores

• Sistemas Operativos

• Kernel

• Ensamblador

• Firmware

• Hardware

CAPAS DE ABSTRACCIÓN

DEFINICIÓN

La arquitectura de computadoras es el diseño

conceptual y la estructura operacional fundamental

de un sistema de computadora.

También suele definirse como la forma de seleccionar

e interconectar componentes de hardware para

crear computadoras según los requerimientos de

funcionalidad, rendimiento y costo.

DEFINICIÓN

Un sistema operativo (SO) es un programa que en un sistema

informático gestiona los recursos de hardware y provee

servicios a los programas de aplicación, ejecutándose en

modo privilegiado respecto de los restantes

Fueron desarrollados sobre todo para coordinar y trasladar estos

flujos de datos que procedían de fuentes distintas, como las

unidades de disco o los coprocesadores. Coprocesador, en

informática, procesador, diferente del microprocesador

principal, que ejecuta funciones adicionales o que ayuda al

microprocesador principal

CLASIFICACIÓN

Administración de tareas

Monotarea: Solamente permite ejecutar un proceso (aparte de

los procesos del propio SO) en un momento dado.

Multitarea: Es capaz de ejecutar varios procesos al mismo

tiempo.

Administración de usuarios

Monousuario: Si sólo permite ejecutar los programas de un

usuario al mismo tiempo.

Multiusuario: Si permite que varios usuarios ejecuten

simultáneamente sus programas.

Manejo de recursos

Centralizado: Si permite usar los recursos de una sola computadora.

Distribuido: Si permite utilizar los recursos (memoria, CPU, disco,

periféricos...) de más de una computadora al mismo tiempo.

COMO FUNCIONA UN SISTEMA OPERATIVO

Los sistemas operativos controlan diferentes procesos de la

computadora. Un proceso importante es la interpretación de los

comandos que permiten al usuario comunicarse con el ordenador..

Gestor de recursos

Como gestor de recursos, el sistema operativo administra:

• La unidad central de procesamiento (donde está alojado el

microprocesador).

• Los dispositivos de entrada y salida.

• La memoria principal (o de acceso directo).

• Los discos (o memoria secundaria).

EJEMPLOS

DEFINICIÓN:

• Núcleo o Kernel es un software que constituye la parte

más importante del Sistema operativo .

• Es el principal responsable de facilitar a los distintos

programas acceso seguro al hardware en forma básica.

• Es el encargado de gestionar recursos a través de

servicios de llamada al sistema.

• El núcleo proporciona una interfaz limpia y uniforme al

hardware.

TÉCNICA

Cuando se aplica un voltaje al procesador de un dispositivo electrónico ,

este ejecuta un reducido código en lenguaje ensamblador localizado en

la memoria ROM conocido como reset code con la que inicializa el

hardware que acompaña al procesador

También el código en lenguaje ensamblador, cuya tarea más importante

es ejecutar el programa principal (main()) del software de la aplicación.

GENERALIDADES

El núcleo es el programa informático que se asegura de:

•La comunicación entre los programas que solicitan recurso y

el hardware.

•Gestión de los distintos programas informáticos (tareas) de

una máquina.

•Gestión del hardware (memoria, procesador, periférico forma

de almacenamiento, etc.)

FUNCIONES GENERALMENTE EJERCIDAS POR UN

NÚCLEO

•Los núcleos tienen como funciones básicas garantizar la

carga y la ejecución de los procesos.

•Las entradas/salidas y proponer una interfaz entre el

espacio núcleo y los programas del espacio del usuario.

Hay cuatro grandes tipos de

núcleos:1)Núcleos monolíticos.

2)Micronucleos

3)Núcleos Hibridos.

4)Exonúcleos

DEFINICIÓN

Implementa una representación simbólica de los códigos de

máquina binarios y otras constantes necesaria para

programar una arquitectura dada de la CPU

Constituye la representación más directa del código máquina

específico para cada arquitectura legible por un programador.

Esta representación es usualmente definida por el fabricante

de hardware.

IMPORTANCIA

Radica principalmente que se trabaja directamente con el

microprocesador por lo cual se debe de conocer el

funcionamiento interno de este.

Tiene la ventaja de que en el se puede realizar cualquier tipo de

programas que en los lenguajes de alto nivel no lo pueden

realizar.

Otro punto sería que los programas en ensamblador ocupan

menos espacio en memoria.

FUNCIONAMIENTO:

El programa lee el fichero escrito en lenguaje ensamblador y

sustituye cada uno de los códigos nemotécnicos que

aparecen por su código de operación correspondiente en

sistema binario para la plataforma que se eligió como destino

en las opciones específicas del ensamblador.

TIPOS:

Ensambladores básicos. Son de muy bajo nivel, y su tarea

consiste básicamente en ofrecer nombres simbólicos a las

distintas instrucciones, parámetros y cosas tales como los

modos

Ensambladores modulares 32-bits o de alto nivel. Son

ensambladores que aparecieron como respuesta a una nueva

arquitectura de procesadores de 32 bits, muchos de ellos

teniendo compatibilidad hacia atrás pudiendo trabajar con

programas con estructuras de 16 bits. Además de realizar la

misma tarea que los anteriores, permitiendo también el uso

de macros, permiten utilizar estructuras de programación más

complejas propias de los lenguajes de alto nivel.

DEFINICIÓN

El firmware es un bloque de instrucciones de máquina para

propósitos específicos, grabado en una memoria de tipo de

solo lectura (ROM, EEPROM,flash, etc), que establece la

lógica de más bajo nivel que controla

los circuitos electrónicos de un dispositivo de cualquier tipo.

El programa BIOS de una computadora es un firmware cuyo

propósito es activar una máquina desde su encendido y

preparar el entorno para cargar un sistema operativo en

la memoria RAM

EN LA ACTUALIDAD:

El firmware ha evolucionado para significar casi cualquier contenido programable de un dispositivo de hardware, no sólo código de máquina para un procesador, sino también configuraciones y datos para los circuitos integrados para aplicaciones específicas (ASIC), dispositivos de lógica programable, etc.

Los varios componentes del firmware son tan importantes como el sistema operativo en un computador. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de los sistemas operativos modernos, el firmware tiene raramente un mecanismo automático bien desarrollado para actualizarse a sí mismo para corregir los problemas de funcionalidad que son detectados después de que la unidad es despachada.

REPRODUCTORES MUSICALES Y TELÉFONOS MÓVILES

Algunas compañías usan actualizaciones del firmware para agregar

nuevos formatos de archivos de reproducción de sonido (codecs)

Otras características que pueden cambiar con las actualizaciones del

firmware son el GUI e incluso la vida de la batería.

La mayoría de los teléfonos celulares tienen una capacidad de firmware

actualizable por muchas de las mismas razones que arriba, pero

algunos incluso pueden ser actualizados para mejorar la recepción o

la calidad de sonido

EJEMPLOS

• Sistemas de temporización y control para las lavadoras

• El BIOS encontrado en computadores personales compatibles con el IBM PC;

• Open Firmware, usado en computadores de Sun Microsystems, Apple Computer, y de Genesi;

• ARCS, usado en computadores de Silicon Graphics;

• RTAS (Run Time Abstraction Services), usado en computadoras de IBM;

• Chips de EPROM usados en la serie Eventide H-3000 de procesadores digitales de música.

• El Common Firmware Environment (CFE)

• Controlando los atributos del sonido y video tanto como la lista de canales en los televisores modernos.

DEFINICIÓN

La capa de abstracción de hardware(en inglés, Hardware

Abstraction Layer o HAL) es un elemento del sistema

operativo que funciona como una interfaz entre el software y

el hardware del sistema, proveyendo una plataforma de

hardware consistente sobre la cual corren las aplicaciones.

Hardware corresponde a todas las partes tangibles de un

sistema informático; sus componentes son: eléctricos,

electrónicos, electromecánicos y mecánicos.

FUNCIONES

• Procesamiento: Unidad Central de Proceso o CPU

• Almacenamiento: Memorias

• Entrada: Periféricos de entrada (E)

• Salida: Periféricos de salida (S)

• Entrada/Salida: Periféricos mixtos (E/S)

UNIDAD CENTRAL DE PROCESOS

La CPU, siglas en inglés de Unidad Central de Procesamiento,

es el componente fundamental del computador, encargado de

interpretar y ejecutar instrucciones y de procesar datos. En

los 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.

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.

PERIFERICOS

RELACIONES

• El firmware es el software que interactúa entre el hardware y el sistema operativo

• Firmware son el nivel más bajo de software en la computadora que proveen de un conjunto de pequeños programas o rutinas de software que permiten que el hardware de una computadora pueda interactuar con el sistema operativo por un conjunto de llamadas estándar.

• El firmware es el intermediario (interfaz) entre las órdenes externas que recibe el dispositivo y su electrónica, ya que es el encargado de controlar a ésta última para ejecutar correctamente dichas órdenes externas.

• El lenguaje ensamblador radica principalmente que se trabaja directamente con el microprocesador

• El kernel forma parte del sistema operativo, para ser más

claros es el núcleo, la parte más importante. Cuando arrancas

un ordenador con cualquier sistema operativo, el Kernel se

carga en memoria y permanece allí hasta que apagas el

equipo

• El sistema operativo es el que se comunica con el usuario, a

su vez el sistema operativo se comunica con el kernel del

sistema, y el kernel directamente con el hardware.

EJEMPLO

• Cuando encendemos el ordenador se activa la fuente de alimentación de corriente que da energía a los componentes.

• El ordenador ejecuta la secuencia de operaciones de la Memoria ROM (BIOS) y chequea los componentes instalados. Posteriormente, ejecuta instrucciones del SO trasladándolas a la RAM y aparece la primera pantalla (en Windows la denominada escritorio)

• Podemos activar cualquier programa (lo llevamos a la memoria RAM) e introducir datos mediante periféricos de entrada. La CPU está mientras esto ocurre procesando las instrucciones y los datos, que están almacenados de forma temporal en la RAM.

• Finalmente podemos dirigir los datos hacia un dispositivo de salida (p. ej.: impresora) o almacenarlos en un periférico de almacenamiento. Posteriormente podemos volver al paso 2 (abandonando antes o no de la Memoria RAM los programas y datos con los que hemos trabajado o no).

• Cuando hemos finalizado, y una vez guardada la información introducida si así lo queremos, desactivamos todos los programas de la RAM y apagamos el ordenador.

GRACIAS POR SU ATENCIÓN