Tema 1. Unidades Funcionales de un ordenador digital

Módulo: Montaje y Mantenimiento de Equipos1º SMR

Arquitectura de los ordenadores

El esquema de funcionamiento básico de un ordenador que se describirá es el establecido por la arquitectura de Von Neumann (Existe también la arquitectura Harvard en la que los datos y las instrucciones se encuentran almacenados en distintos lugares)

Debe notarse que esta arquitectura no es exclusiva de lo que conocemos como ordenador personal, sino que otro tipo de dispositivos la posee, como por ejemplo un ipod touch

Arquitectura Von Neumann

El sistema informático

Sistema informático hace referencia a cualquier colección o combinación de programas, datos, procedimientos y equipamiento utilizado en el procesamiento de la información: Sistema de contabilidad, sistema gestor de base de datos, la red usada para transmitir los datos, etc

Componentes físicos de un sistema informático

El microprocesador Los microprocesadores son el núcleo

electrónico del ordenador. Para su correcto trabajo constan de distintas partes interconectadas y la forma de comunicarse tanto entre ellas como con el resto del ordenador han determinado las distintas estructuras de ensamblaje de los microprocesadores: CISC, RISC, EPIC o híbridas. También se atiende a características de direccionamiento y encapsulado.

Imagen de microprocesador

https://www.youtube.com/watch?v=FRNL1VLIKws&feature=relatedhttps://www.youtube.com/watch?v=IG-qGZDFjJA

Componentes físicos de un sistema informático

El microprocesador Funciona en base a la repetición de

ciclos de instrucciones. El flujo de los procesos elementales que cada ciclo tiene es la base de procesamiento de datos del microprocesador

Componentes físicos de un sistema informático

El microprocesador Las características técnicas comerciales de los

procesadores hacen referencia a: Ancho de bus (datos y comunicaciones)

medido en bits Frecuencia (Mal llamada velocidad) de

proceso interna y externa Conjunto de palabras que es capaz de

reconocer y ejecutar. Tipo y tamaño de la memoria caché Tipo, conjunto y número de registros

accesibles Tamaño de palabra de trabajo medida en bits.

Procesadores de 32 bits o de 64 bits son los más usados hoy en día.

Componentes físicos de un sistema informático

Partes de un microprocesador: El encapsulado: Es lo que rodea a la óblea de

silicio en sí, para darle consistencia, impedir su deterioro y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo en la placa base

La memoria caché: Es una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a mano ciertos datos que predeciblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo el tiempo de espera. Niveles L1 y L2(Más grande, aunque algo menos rápida)

Coprocesador matemático, o más correctamente FPU(Unidad de coma flotante) Es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos

Componentes físicos de un sistema informático

Partes de un microprocesador: Los registros: son básicamente un tipo de memoria

pequeña con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares. Hay varios grupos de registros en el procesador.

Físicamente el chip del microprocesador está constituido por una pastilla de silicio en la que por distintos procedimientos fotoquímicos se han insertado varios millones de transistores en una óblea de 1,5x1,5 cm, aproximadamente. Para darle un soporte con la rígidez adecuada , la óblea se encapsula en un soporte de cerámica de 6x6x0,5 cm que le da su aspecto externo. La parte inferior de la cápsula está rodeada de los contactos o “pines” que permiten la conectividad del microprocesador con el resto de elementos del sistema.

Componentes físicos de un sistema informático

La memoria RAM https://www.youtube.com/watch?v=V2RdrWnHXYI

Dentro de la placa principal se encuentran distintas unidades de memorias que se adaptan a las determinadas funcionalidades que el ordenador necesita para hacer su correcto trabajo.

Las memorias tienen una jerarquía de acceso y disponibilidad para el procesador y los procesos. Existen distintos tipos de memorias atendiendo a estas características. Las más próximas al procesador son:

Registros Caché nivel 1 Caché nivel 2 Memoria principal(RAM) Disco duro Disco óptico Cinta magnética

Más costoso

Menos costoso

Menor tiempo de acceso

Mayor tiempo de acceso

Memoria Caché

Memorias RAM

Inserción de memoria en la placa

Componentes físicos de un sistema informático

Memoria de vídeo o gráfica Es el lugar donde se almacena el

resultado del trabajo del procesador gráfico, antes de ser convertido por el DAC en señal RGB representable por los monitores. Suele encontrarse, junto con el procesador gráfico y el convertidor digital-analógico DAC, en la tarjeta aceleradora gráfica

Tarjeta Gráfica

Componentes físicos de un sistema informático

Buses y ranuras de expansión Buses son los canales de comunicación

que hay entre los distintos elementos del ordenador: Hay varios estándares: EIDE, ATA, SATA, SCSI, USB y Firewire

Ranuras de expansión: Son elementos que permite introducir otros elementos para expandir la capacidad del ordenador, por ejemplo, introduciendo una tarjeta sintonizadora TDT o una tarjeta de sonido. También es factible añadir una unidad de red

Componentes físicos de un sistema informático

Unidades de almacenamiento secundario Magnéticos

Disco duro Externo o interno Fijos los internos Regrabables Escritura/ Lectura directa Organización en pistas concéntricas distribuidas en

sectores. Interfaz: IDE/ATA, SCSI, SATA, USB o Firewire

Ópticos DVD, Blu-Ray

Removibles Pueden ser regrabables Organización en pistas concéntricas distribuidas en

sectores Interfaz: IDE/ATA, SCSI, SATA, USB o Firewire

Discos de estado sólido basados en flash

Unidad de Estado Sólido

Componentes físicos de un sistema informático

Periféricos de entrada/salida En sentido amplio, es cualquier dispositivo

que se conecte a una unidad de E/S permitiendo el trasiego de datos entre la CPU y el exterior de la misma

De entrada: Teclado, Ratón, Cámara, Escáner, Micrófono, Lector de código de barras

De salida: Impresora, monitor De entrada/salida: Pantalla táctil, módem,

impresora multifunción

Componentes físicos de un sistema informático

Redes informáticas creadas para compartir datos, tales como la WAN, MAN o LAN: Ventajas:

Razones económicas Compartir datos Creación de sistemas de información

distribuida Evitar redundancias inútiles de información Proceso distribuido Compartir recursos Simplificación de la gestión de los sistemas Trabajo corporativo Centralización de la gestión del

almacenamiento y del backup

Componentes físicos de un sistema informático

Componentes de una red informática: La tarjeta de red. Es un interfaz hardware,

entre la plataforma o sistema informático y el medio de transmisión físico, por el que se transporta la información de un lugar a otro

Consta de las siguientes partes: Interfaz de conexión al bus del ordenador Interfaz de conexión al medio de transmisión Componentes electrónicos internos, propios

de la tarjeta Elementos de configuración de la tarjeta:

puentes, conmutadores, etc.

Tarjeta de Red

Componentes lógicos de un sistema informático

Sistema operativo: El SO se plantea como el interfaz básico

intermedio máquina/hombre y tiene un conjunto de funcionalidades para conectar los procesos diseñados por el hombre en términos de accesibilidad

Es el primer software que vemos-salvo por la BIOS-cuando encendemos el ordenador y el último que vemos cuando lo apagamos

Es el software que maneja todos los programas que usamos

Organiza y controla nuestro hardware

Componentes lógicos de un sistema informático

Componentes lógicos de un sistema informático

Funciones de un sistema operativo:En su nivel más básico, un sistema operativo hace dos cosas 1. Manejar los recursos Hardware y Software del Sistema

Informático 2. Proporciona una forma estable y consistente para tratar

con el hardware sin tener que saber los detalles del Hardware Programas y métodos de acceso compiten por tiempo de CPU y piden

memoria, almacenaje y ancho de banda para Entrada/Salida para sus propósitos

El S.O, juega el papel de Administrador de Recursos, asegurándose de que cada aplicación consiga los recursos necesarios a través de las necesidades de todos los usuarios y todas las aplicaciones

La segunda tarea un API o interfaz de Programa de Aplicación, permite a un Desarrollador de Software escribir una aplicación en un ordenador y tener un alto nivel de confianza en que se ejecutará en un ordenador del mismo tipo sin problemas

Componentes lógicos de un sistema informático

Clasificaciones de sistemas operativos Por arquitectura: Monolíticos, por capas, microkernel o

máquina virtual El núcleo monolítico realiza todas las funciones con

un solo programa. Esto hace más trabajoso arreglar los errores, pero el rendimiento es mucho mejor que el de otro tipo de núcleo.

El micro-kernel es un montón de programas juntos que realizan una tarea diferente cada uno. Esto hace más fácil la detección y corrección de errores y el mantenimiento

Por número de tareas: Monotarea o multitarea Por número de usuarios: Monousuario o multiusuario Monopuesto, de red o distribuidos

Componentes lógicos de un sistema informático

Tipos de software Lenguajes de programación

Bajo nivel Ensamblador Alto nivel

Sistemas Gestores de Bases de Datos. Lenguaje de Definición de Datos Lenguaje de Manipulación de Datos Interfaz de alto nivel con el sistema

gestor Independencia lógica y física de los datos.

Componentes lógicos de un sistema informático

Componentes lógicos de un sistema informático

Componentes lógicos de un sistema informático

Tipos de software Aplicaciones informáticas. Los distintos

programas que nos permiten procesar la información, entre ellos, el procesador de texto, la hoja de cálculo, la hoja de presentaciones, el cliente de correo electrónico, programas de tratamiento de imagen como GIMP, etc. La unión de varias aplicaciones puede dar lugar a una suite, por ejemplo la suite ofimática OpenOffice

Las aplicaciones pueden ser propietarias o de código abierto

Componentes lógicos de un sistema informático

Bibliografía

Guía práctica de actualización y mantenimiento del PC, Javier Baños, ed Anaya

http://dc343.4shared.com/doc/s4VfvEoz/preview.html

https://www.youtube.com/watch?v=IG-qGZDFjJA

https://www.youtube.com/watch?v=znv_2VUoQP0#t=23