Unidad Introducci³n a los sistemas informticos

1Unidad

•Analizarlascaracterísticasdeunsistemainformático.

•Diferenciarentrehardwareysoftware.•Identificarydescribirloselementosfuncionalesdeunsistemainformático.

•Conocerlosdatosquemanejaunsistemainformático.

•Conocerlossistemasdenumeraciónutilizadosporunsistemainformático.

•Codificaryrelacionarlainformaciónenlosdiferentessistemasderepresentación.

En esta Unidad aprenderemos a:

•Elhardware.•Elsoftware.•Elprocesador,lamemoriaylosdispositivosdeentrada/salida.

•Datosnuméricos,alfabéticosyalfanuméricos.

•Elcódigobinario,octalyhexadecimal.

•Loscódigosalfanuméricos.•Lasmedidasdelainformación.

Y estudiaremos:

Introducciónalossistemasinformáticos

1. IntroducciónLavidaensociedaddelserhumanohaoriginadolanecesidaddetransmitirytratarlainformacióndeunaformacontinuada.Conestefin,alolargodeltiemposehanidoperfeccionandodiferentestécnicasymedios.Elgranavancetecnológicoenlasdosúltimasdécadasdelsigloxxyenlaprimeradelsigloxxihadesarrolladoherramien-tascadavezmáscomplejascapacesdecubrirestanecesidadcongranprecisiónyrapidez.

Eselordenadorlaherramientaqueactualmentenospermiteeltratamientoautomáticodelainformación,facilitándonosengranmedidasuorganización,proceso, transmi-siónyalmacenamiento.

Eltérminoinformáticahaidoevolucionandoalolargodeltiempo,peroenlaactuali-dadseconsideralacienciaqueestudiaeltratamientoautomáticodelainformación.Procededelafusióndedospalabras:informaciónyautomática.

Sudesarrollohasidoespectacularenlasdosúltimasdécadasdelsigloxx,siendounaherramientaimprescindibleencomunicaciones,telefonía,medicina,aeronáutica,vigi-lancia,controldetráfico,etc.

2. El sistema informático, software y hardware

Elordenadorsepuededefinircomounamáquinacompuestadeelementosfísicos(hard-ware),ensumayoríadeorigeneléctrico-electrónico,capazderealizarunagranvarie-daddetrabajosagranvelocidadycongranprecisión.

Unordenadorestáformadoporunconjuntodecomponenteselectrónicosqueporsímismosnosoncapacesderealizardemasiadasfunciones.Estoscomponenteselectróni-cosnecesitandeotroscomponentesnofísicosquelosponganenfuncionamiento;nosestamosrefiriendoaprogramas(software).Losprogramasnosserviránparanuestrofin:procesardatos(información).

Paraqueloscomponenteselectrónicosdeunordenadorseancapacesdefuncionary realizarunprocesodeterminado,esnecesarioejecutarunconjuntodeórdeneso instrucciones.Estas instrucciones,ordenadasyagrupadasde formaadecuada,constituyenun programa.Elconjuntodevariosprogramassedenominaaplicación informática.

Perounprogramanofuncionaporsísolo.Esdecir,tenemosloscomponenteselectróni-cos;tenemoslosprogramasqueincluyenlosdatosnecesariosquesetienenqueproce-sar,perosiguefaltandoalgo.Elcomponentequefalta,quetambiénesuncomponentesoftwareyeselobjetodelpresentelibro,eselsistema operativo.Elsistemaoperativoeselcomponentesoftwaredeunsistemainformáticocapazdehacerquelosprogra-mas(software)proceseninformación(datos)sobreloscomponenteselectrónicosdeunordenadorosistemainformático(hardware).

Veamosunejemplo.Elegimosuncoche;elmotor,lasruedas,laamortiguación,lagasolina, los cilindros, etc., constituirían el hardware.Como un coche nopuedecircularporsímismo,hacefaltaalguienquelopongaenmarcha,queloarranque,quepiseelacelerador,etc.Pongamosporcasoquelapersonasentadaalvolanteeselequivalenteaunprogramainformático,yaquedisponedetodalainformaciónnecesariaparahacerfuncionarelvehículo.Tieneórdenesprecisasdecómoarran-car,decómocircular,etc.,peroesevidentequelefaltalaformadeinteractuarconelvehículo.Esporelloporloquelosfabricantesdevehículosponenadisposición

Introducciónalossistemasinformáticos1

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Un programa, también llamadoprograma informático, progra-madecomputaciónoprogramade ordenador, es simplemen-te un conjunto de instruccionesparaunordenador.

VocabularioA

Analiza el significado de lapalabra informática a lo largodeltiempo.

Ampliación

del usuario una serie de instrumentos, como palancas de intermitentes, llave decontacto,palancasdecambios,pedales,etc.Comparemosestoselementosconelsistemaoperativoomediodecomunicacióndelsoftware(conductor)conelhard-ware(vehículo).

Cuandounprogramaestácompuestoporvariosformaloquesedenominaunaapli-cación informática.Perounaaplicacióninformáticapuedeestarformadaporunúnicoprograma.Enestecasonosellamaríaaplicacióninformáticasinosimplementeprogra-ma.Sinembargo,unprogramabancario,porejemplo,esnormalqueconstedevariosprogramas.Cadaprogramaqueformaelcomplejoprogramabancariotieneunafina-lidadconcreta;unprogramasirveparahacernóminas,otroparagestionarpréstamoshipotecarios,otropararealizarlacontabilidad,etc.Enestecaso,elprogramabancarionoesunsimpleprograma,esunaaplicacióninformática.Endefinitiva,unaaplicaciónesunmacroprogramaqueconstadevariosprogramasindependientesaunqueinterre-lacionados;esdecir,programasquefuncionandeformaautónoma,peroquepuedennecesitarinformaciónprocesadaporotrosprogramasdentrodelmacroprograma.

Instrucciones, programas y aplicaciones informáticas, en general, quedan definidosbajoeltérminosoftware.

Unsistemainformáticoeselconjuntodeelementosfísicosohardwarequesonnecesa-riosparalaexplotacióndelasaplicacionesinformáticasosoftware.

Elsistemainformáticoohardwareestangible,esdecir,sepuedeverytocar(monitor,teclado,procesador,memoria).Losprogramasoaplicacionesinformáticas,asícomoelpropiosistemaoperativo,sonintangibles;sonsoftware,peronosepuedetocarniverelconjuntodeinstruccionesdelqueestánformados.

Entresoftwareyhardwareexisteotroconceptoimportantedentrodeunsistemainfor-mático:elfi rmware. Eslaparteintangible(software)decomponentesdelhardware.EselcasodelsoftwareconelqueestánprogramadaslasmemoriasROM,quesonhard-ware.Sirvadeejemploelsoftwarepregrabadoqueincorporanlosteléfonosmóvilespararealizartodaslasfuncionesalasqueestándestinados.Elfi rmwarenoesfácil-mentemodificable.Unavezqueseintroduceosegrabaenuncomponentehardware,quedaprácticamenteinvariablealolargodelavidadelordenador.Elfi rmwarees,portanto,softwareintroducidoencomponenteselectrónicosohardware.

11

1Introducciónalossistemasinformáticos

El fi rmware es un bloque deinstruccionesdeprogramaparapropósitos específicos,grabadoenunamemoriatipoROM,queestablecelalógicademásbajonivel que controla los circuitoselectrónicosdeundispositivodecualquiertipo.

Vocabulario A

1. ¿Todos los programas están formados por ins-trucciones?

2. ¿Hay programas que es-tán formados por otros programas?

3. ¿El firmware es hard-ware o software?

Act iv idades

Fig. 1.1. Firmware:ROM-BIOS.

3. Componentes software. Sistema operativo y aplicaciones

Elsoftwaresecomponededospartesfundamentales:

•Elsoftwarebásico.

•Elsoftwaredeaplicaciones.

Sedefinecomosoftwarebásicoaquellapartedelsoftwaresinlacualelordenadornopuedefuncionar.Tambiénrecibeelnombredesistema operativo.

Elsistemaoperativoeselalmadelordenador.Sirvedecomunicaciónentreelusuarioyelhardwarede lamáquina.Controla los recursoshardwarede lamáquinasegúnlasnecesidades,losprogramasdeaplicación,ellugardondesealmacenanlosdatos,elmomentoenquehayqueimprimir,elmomentoenquesepulsaunbotóndelratón,etcétera.

Elsoftware de aplicaciones es lapartedelsoftwarequesirveparaprocesar lainfor-macióndeformapersonalizada.Lointegranlosprogramasylosdatos.Losprogramaspermiteneditartextos,extraerinformación,editargráficos,realizarcálculosnuméricos,etcétera.

Otraclasificacióndelsoftwaredeaplicaciónsehacesegúnesteseaestándaroa me-dida.Elestándareselqueencontramosenelmercadoyestáadisposicióndelusuarioconunascaracterísticaspredeterminadas.Estesoftwareloutilizaelusuarioadaptadoasuformadetrabajoyalascaracterísticasdelpropiosoftware.Porelcontrario,elsoftwareamedidaeselquediseñananalistaseimplementan(codificanenunlenguajede programación) programadores atendiendo a las necesidades concretas de cadausuario.Enestecaso,elsoftwareseadaptaalusuario.

4. Componentes físicos. El hardware

Yasabemosqueelhardwareeslapartefísicadelordenador.Sonelementostangibles.Algunoscomponenteshardwaresonlamemoria,lafuentedealimentación,loscables,latarjetagráfica,etcétera.

Loscomponentesfísicosdelordenadorsepuedenclasificarenlossiguientes:

1 Unidad central de proceso(UCP).Constade:

•Unidad aritmético-lógica(UAL).

•Unidad de control(UC).

2 Memoria central(MC)oRAM.

3 Controladores.

4 Unidad de entrada/salida(E/S).

5 Buses.

6 Unidades periféricasoperiféricosdeentrada/salida.

La Figura1.2 recoge la integraciónglobaldeestos componentes, interconectadosentresí.


12

El software se clasifica en soft-ware básico (el sistema opera-tivo)ysoftwaredeaplicaciones(los programas estándar o amedida).

Ten en cuenta

4.1. Unidad Central de Proceso. Funciones, componentes, tiposy características

LaunidadcentraldeprocesooUCP,tambiéndenominadaprocesador,eselelementoencargadodelcontrolyejecucióndelasoperacionesqueseefectúandentrodelorde-nadorconelfinderealizareltratamientoautomáticodelainformación.

Es la parte fundamental del ordenador. Se encarga de controlar todas las tareas yprocesosqueserealizandentrodeél.Estáformadoporlaunidad de control(UC),launidad aritmético-lógica(UAL)ysupropiamemoria,quenoeslaRAM.Elprocesadores lapartepensantedelordenador; seencargade todo:controla losperiféricos, lamemoria,lainformaciónquesevaaprocesar,etc.

Comoyahemosanticipado,elprocesadorconstadedospartesfundamentales:

•Unidaddecontrol(UC).

•Unidadaritmético-lógica(UAL).

Paraqueelprocesadorpuedatrabajarnecesita,además,otroscomponenteshardwaredelsistemainformático:lamemoriaprincipalocentraldelordenador(RAM),launidaddeentrada/salida,losperiféricosdeentrada/salida,loscontroladoresylosbuses.

Elprocesadorgestionaloquehayenmemoriadesdeohacialosperiféricosgraciasa launidaddeentradasalida,busesycontroladoresdel sistema.Recordemos laFigura1.2.

VeamosloscomponentesdelaUCP:

13


La unidad central de procesogestionaycontrola todoloqueocurredentrodeunordenador.

Ten en cuenta

Fig. 1.2. Componentes de un ordenador.

1 2 3 4

5

6 6

BUS DEL SISTEMA (BUS DE DATOS, DIRECCIONES Y CONTROL)

PERIFÉRICOS DE ENTRADA / SALIDA

MEMORIA CONTROLADORES UNIDAD DE E/SUC UAL

MEMORIAS AUXILIARES

UNIDAD DE E/S

A. Unidad de control (UC)

Launidad de controloUCeslapartepensantedelordenador;escomoeldirectordeunaorquesta,yaqueseencargadelgobiernoyfuncionamientodelosaparatosquelacomponen.LatareafundamentaldelaUCesrecibirinformaciónparainterpretarlayprocesarladespuésmediantelasórdenesqueenvíaalosotroscomponentesdelorde-nador(véaseFig.1.3).

Seencargadetraeralamemoriainternaocentraldelordenador(RAM)lasinstruccio-nesnecesariaspara laejecuciónde losprogramasyelprocesamientode losdatos.Estasinstruccionesydatosseextraen,normalmente,delossoportesdealmacenamientoexterno.Además, laUC interpretayejecuta las instruccionesenelordenadecuadoparaquecadaunadeellasseproceseeneldebidoinstanteydeformacorrecta.

Pararealizar todasestasoperaciones, laUCdisponedealgunosaliados,pequeñosespaciosdealmacenamientoquesonsuesencia.Estosespaciosdealmacenamientosedenominanregistros. Ademásdelosregistros,tieneotroscomponentes.Todosellossedetallanacontinuación:

1 Registro de instrucción.Eselencargadodealmacenar la instrucciónqueseestáejecutando.

2 Registro contador de programas.Contieneladireccióndememoriadelasiguienteinstrucciónaejecutar.

3 Controlador y decodifi cador.Seencargadeinterpretarlainstrucciónparasupos-teriorproceso.Eselencargadodeextraerelcódigodeoperacióndelainstrucciónencurso.

4 Secuenciador.Generalasmicroórdenesnecesariasparaejecutarlainstrucción.

5 Reloj.Proporcionaunasucesióndeimpulsoseléctricosaintervalosconstantes.


14

Fig. 1.3. La unidad de control o UC.

REGISTRO DEINSTRUCCIÓN

CONTROLADORDECODIFICADOR

SECUENCIADOR

REGISTROCONTADOR DEPROGRAMAS

RELOJ

BUS DEDIRECCIONES

BUS DE DATOSE INSTRUCCIONES

REGISTRO DE SECUENCIADORCONTROLADOR

REGISTROCONTADOR DE

REGISTRO

1

2

3 4 5

B. Unidad aritmético-lógica (UAL)

Launidad aritmético-lógicaoUALeslapartedelaUCPencargadaderealizaropera-cionesaritméticasylógicassobrelainformación.Lasoperacionesaritméticaspuedensersuma,resta,multiplicación,división,potenciación,etc.Laslógicassonnormalmentedecomparación,paralasqueseempleanlosoperadoresdelálgebradeBoole.Algu-nasdeestasoperacionessedetallanenlaTabla1.1.

LoselementosmásimportantesquecomponenlaUAL,cuyadisposiciónpuedeobservar-seenlaFigura1.4,sonlossiguientes:

1 Operacional o circuito operacional.Realiza lasoperacionescon losdatosde losregistrosdeentrada.

2 Registros de entrada.Contienenlosoperandosdelaoperación.

3 Acumulador.Almacenalosresultadosdelasoperaciones.

4 Registro de estado. Registralascondicionesdelaoperaciónanterior.

4.2. La memoria. Funciones, tipos y características

Elordenadoralmacenadentrodesumemoriainternatodoslosprogramasydatosconlosquesevaatrabajaryquevanaserprocesados.Losdostiposdememoriaesencia-lesconlosquepuedetrabajarelordenadorson:

•Memorias de almacenamiento externo.Selesdaestadenominaciónalossoportesdealmacenamiento,yaquesoncapacesdealmacenarinformación.Sonmemo-riasexternas:discosduros,disquetes,cintasDAT,pen drives,etc.,yaunqueesténfísicamentedentrodelacarcasadelordenador,comoeselcasodelosdiscosdu-ros,ladenominacióndeexternasesparadiferenciarlasprecisamentedelapropiaRAM.

15


Fig. 1.4. La unidad aritmético-lógica.

REGISTRODE ESTADO

SEÑALESDE CONTROL

CIRCUITO OPERACIONAL

ACUMULADOR

REGISTRO DEENTRADA 2


BU

S D

EL

SIS

TE

MA

REGISTRODE ESTADO



ACUMULADOR

1 2

3

4

Lamemoria RAM, tambiénllama-damemoriadeaccesoaleatorioomemoriadeaccesodirecto,secomponedeunoomáschipsyse utiliza comomemoria princi-palparaprogramasydatos.

Vocabulario A

4. ¿Qué componente de la UCP es el que indicala instrucción que hay que procesar?

5. ¿Qué componente la pro-cesa?

6. ¿Tiene memoria la UC?

Act iv idades

Operación Operador

Mayorque >

Menorque <

Mayoroigual >=

Nomayor NOT > (<=)

Ylógico AND

Ológico OR

Tabla1.1. Álgebra de Boole.

Estasmemoriassonmás lentasque lapropiamemoriaprincipal,yaqueconstandecomponenteselectrónicosymecánicos.Sonnovolátiles,detalformaquelainforma-ciónpermaneceenellasinclusodespuésdequitarelsuministrodeenergíaeléctricaalordenador.

•Memoria interna.Dentrodelordenadorexistenvariostiposdememoriasquenosonconsideradasexternas.Sonlassiguientes:

—RAM(Random Access Memory).Enellaesposiblealmacenarymodificarinforma-ciónyesloqueseconocecomomemoriaprincipal,memoriacentralomemoriadeaccesodirecto.

— ROM(Read Only Memory).Esunamemoriadesololectura,cuyainformaciónnopuedesermodificadayquesirvebásicamenteparapoderinicializarelsistemainformático.

Lamemoriainterna,principalocentral(MC)eslaqueestásituadafísicamentedentrodelacarcasadelordenador.

A. Memoria RAM

Lamemoria RAMesuncomponentenecesarioparaquesepuedaprocesarlainforma-ción.Casitodo,pornodecirtodo,loquesetienequeprocesardentrodelordenadordebepasartardeotempranoporlamemoriacentral.

Loselementosquecomponen lamemoriacentraloprincipal,comoseapreciaen laFigura1.5,sonlossiguientes:

1 Registro de direcciones.Contieneladireccióndelaceldaoposicióndememoriaalaquesevaaacceder.

2 Registro de intercambio.Recibelosdatosenoperacionesdelecturayalmacenalosdatosenlasoperacionesdeescritura.

3 Selector de memoria. Seactivacadavezquehayqueleeroescribirconectandolaceldaoposicióndememoriaconelregistrodeintercambio.

4 Señales de control.Indicasiunaoperaciónesdelecturaoescritura.


16

Analiza en la Web los dostipos de memoria caché máscomunes.

Invest igación@

Fig. 1.5. La memoria central.

MEMORIACENTRAL

REGISTRO DEDIRECCIONES

SELECTORDE MEMORIA

REGISTRO DEINTERCAMBIO

BUS DE DATOS

BUS DE CONTROL

DATO

SEÑALESDE

CONTROL

DIRECCIÓN

BUS DE DIRECCIONES

SELECTORDE MEMORIA

REGISTRO DEINTERCAMBIO

REGISTRO DEDIRECCIONES

2

1

3

4

Lamemoriacentralestáformadaporcomponenteselectrónicos (biestables)capa-cesdealmacenarinformaciónenformadecerosyunos(sistemabinario).Cadainformacióndeestetiporecibeelnombredebit.

EnlaRAMtienenqueestarfísicamenteubicadoslosprogramasylosdatosquesetienenqueprocesar.Cuandoejecutamosunprograma,comoporejemploWord,Writer,etc.,estepasadel soportedealmacenamientoomemoriaexternaenelqueestáalmacenadodeformapermanente,acargarseenmemoriacentral(ope-racióndelectura).

Ademásdelamemoriacentral,lonormalesquelosordenadoresincorporenotrotipodememoriaparaagilizarloscálculosquerealizanlosprogramas.Suelensermemorias intermedias colocadasentre laRAMyelprocesador,quealmacenantemporalmentelainformaciónaprocesar.Estetipodememoriasrecibenelnombredememoria cachéynosonRAMpropiamentedicha,sinootrotipodememoriasinternasquealmacenanlainformaciónqueseutilizaconmásfrecuencia.

Por otro lado, no hay que confundir los soportes de almacenamiento con lamemoria interna;esdecir,undiscoduronoesmemoria interna.Eldiscodurose consideramemoria externa o auxiliar. Los disquetes, CD-ROM, cintas,pen drives,etc.,sonsoportesdealmacenamiento.Sedenominanmemoriasexternasy,aligualquelamemoriainterna,todasalmacenaninformación.Loqueocurreesque lamemoria internaalmacena la información solo temporalmente,paraprocesarla,mientrasquelossoportesdealmacena-mientoexternotienenlafunciónprincipaldealma-cenarlainformacióndeformapermanente.

Físicamente hablando, los componentes electrónicosque forman laMC son las denominadas celdillas obiestables,queactúancomopequeñoscondensado-res,detalformaquelapresenciadeenergíadentrodeellaspuedetraducirsecomoununo(1)lógicoylaausenciade energía comoun cero (0) lógico (Figu-ra1.6).

La información enmemoria se suele almacenar enbloques.Estosbloquessuelenserdeochoceldillas;esdecir,equivalena8bitsysedenominanbyte(combinacióndecerosyunos).Cadaconjuntodeellosrepresentauncarácter,esdecir,cualquierletraonúmerocomocombinaciónde8bits.

Estoscondensadores,comotales,transcurridociertotiempo,sevandescargando.Evidentemente,paranoperder la informaciónde lamemoria,elpropiosistemainformáticotendráqueprocederarecargarlosantesdequesedescarguendefini-tivamente.Esteprocesoesconocidocomorefresco de memoria.

•DRAM (Dynamic RAM).EsuntipodememoriaRAMelectrónicaconstruidame-diantecondensadores.Cuandouncondensadorestácargadosedicequealma-cenaunBIT a uno.Siestádescargado,elvalordelBIT es cero.Paramantenerlas celdillas cargadas, este tipo de memoria necesita refrescarse cada ciertotiempo:elrefrescodeunamemoriaRAMconsisteenrecargarnuevamenteconenergía los condensadores que tienenalmacenado un unopara evitar que lainformaciónsepierda(deahílodeDynamic).LamemoriaDRAMesmáslentaquelamemoriaSRAM,peromuchomásbaratadefabricar.

•SRAM(Static RAM).EsuntipodememoriaRAMalternativaalaDRAMquenonecesitarefrescarse.SRAMyDRAMsonmemoriasvolátiles,loquesignificaquecuandosecortael suministrodecorriente, losdatosalmacenadossepierden.DebidoalaltocostedefabricacióndelaSRAMyasualtavelocidad,sueleuti-lizarsecomomemoria caché.

17


Fig. 1.6. Esquema de las celdillas de memoria.

1 1 0 0 1 0 1 0

7. ¿Qué memoria pierde la información cuando se deja de suministrar corriente al equipo?

8. ¿Qué memoria es más rápida, la RAM o la caché?

Act iv idades

•SDRAM(Synchronous Dynamic RAM).EsunamemoriaqueincorporalacapacidaddelaDRAMylavelocidaddelaSRAM;esdecir,necesitarefrescodesusceldas,peroenunintervalosuperiordetiempo.Estamemoriaeslaqueincorporanenlaactualidadlamayoríadelosordenadorespersonales.

•DDRAM(Double Data Rate)omemoriadedoblerecargaomemoriadedobletasadetransferencia.CompuestapormemoriasSDRAM,tienelacaracterísticadequese refrescados vecespor impulsode reloj. Es unamemoriade funcionamientomuycomplejo,perotienelaventajadeserprácticamenteeldoblederápidaquecualquieradelasanteriores.

Enlaactualidad,unadelascaracterísticasfundamentalesdelasmemoriasRAMeslavelocidadconquelainformaciónsepuedealmacenarenellas.Estavelocidadesmayorcuantomenossetardeenaccederalaposicióndememoriarequeridaencadainstante.Lavelocidadsemideennanosegundos(60,70,80,100,…).Cuantomenorseaeltiempodeacceso,másrápidoseráelaccesoquesepuedarealizaracualquierposicióndememoriaparapodergrabaroleersuinformación.

B. Memoria ROM

Lamemoria ROM omemoria de solo lectura contiene programas especiales quesirvenparacargareiniciarelarranquedelordenador.Enellaseencuentraalmace-nadatodalainformaciónreferentealoscomponenteshardwaredelosqueconstanuestroequipo.

Posteriormente, será labor del sistemaoperativo realizar el resto de operacionesparapoderempezarautilizarelordenador.

El softwareque integra laROMformaelBIOSdelordenador (Basic Input Output System) osistemabásicodeentrada/salida.

ElBIOSseencuentrafísicamenteenvariaspartesdelordenador.Elcomponenteprincipalestáenlaplacabase.Inicialmente,losBIOSseprogramabansobreme-moriasdetipoROM,loqueimplicabaquecualquiermodificaciónenelsistemanopodía realizarseamenosque lohicieseel fabricante.HabíaquesustituirelcomponenteelectrónicoparamodificarlaconfiguracióndelBIOS.Poreso,poste-riormente,elBIOSsemontóenmemoriasdetipoPROM(Programmable Read Only Memory),quesonprogramablesunasolavezydespuésdehabersidomontadasenlaplaca.

ElBIOSesuncódigoquelocalizaycargaelsistemaoperativoenlaRAM;esunsoftwareelemental instaladoenunapequeñaROMdelaplacabasequepermiteque esta comience a funcionar. Proporciona las órdenes básicas para poner enfuncionamientoelhardwareindispensableparaempezaratrabajar.Comomínimo,manejaeltecladoyproporcionasalidabásica(emitiendopitidosnormalizadosporelaltavozdelordenadorsiseproducenfallos)duranteelarranque.

Enlaactualidad,seutilizanlasmemoriasdetipoEPROM(Erasable Programmable Read Only Memory),quepermitencambiarlaconfiguraciónasignada.Esteprocesoes complejo,perono implica realizaroperaciones físicas sobre los componentesqueestánmontados.

Todasestasmemoriassonnovolátiles,ylainformaciónquecontienennodesapare-cenuncadebidoaqueestánprogramadasdefábrica.Nonecesitanningúnsumi-nistrodeenergíaparamantenersuconfiguración.

LaCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)esuntipodememoriainter-nadelordenadorquesecaracterizaporconsumirmuypocaenergíaeléctrica,loquelahaceidóneaparaalmacenardatosdelBIOS.


18

9. ¿Todas las memorias ROM son de solo lectura?

10. ¿Cómo se accede al BIOS del equipo?

Act iv idades

Analizaen laWeb los tiposdeBIOSmáscomercializadas.

Invest igación@

En la Web del Centro deEnseñanza Online encontrarásmás información de configura-ción de los diferentes tipos deBIOSmáscomunes.

CEO

ElBIOSesuntipodememoriaqueenlosordenadoresseutilizaparaguardarlosdatos básicos de hardware y de configuración. Por ejemplo, en él se guarda lainformaciónsobrelosdiscosduros(cuántosydequécaracterísticas)yotrasinfor-macionescomolafechaylahora.Paraquetodalainformaciónquemantienenoseborre,esnecesarioquelaCMOSsiempretengacorrienteeléctrica.Cuandoelordenadorestáapagado,obtieneenergíadeunapequeñapilaobateríaubicadaenlaplacabase.

LaconfiguracióndelBIOSsepuedemodificarsiinstalamosunnuevodiscoduro,siqueremoscambiarlafecha,lahoradelsistema,etc.ParaaccederalBIOSypodermodificarsusvalores,hayquepulsarlasteclasF2oSuprduranteelprocesodeini-ciodelequipo,dependiendodelBIOSdecadaequipo.AsíseaccedealSETUPdelequipo,enelqueseconfiguranlasopcionesdeiniciobásicasdelordenador.

Otros tiposdememorias internasqueno sonRAMcomo tal, pueden ser lasme-moriasqueincorporanlastarjetasgráficas,queliberanalaRAMdelastareasdeprocesamientográfico.Así,lamemoriaVRAMomemoriadevídeoseutilizaparaalmacenarlasimágenesquesequierenvisualizar,envezdehacerlodirectamentesobrelaRAM.Actualmente,estetipodememoriaesfundamentaldebidoalaevo-lucióndelatecnologíamultimedia.

Enlaactualidad,lamayoríadelosordenadoresincorporanenlapropiatarjetaoadaptadorgráfico la llamadaSGDRAM (Super Graphics Dynamic Random Access Memory). Setratadeunamemoriadeelevadacapacidad,avecesverdaderamenteelevada,quesecaracterizaporsualtavelocidadybajoconsumo.

LaCDRAM,porejemplo,esuntipodememoriaqueactúaentreelprocesadoryelperiféricocorrespondiente.Enalgunoscasos,estasmemoriasactúancomomemo-riascaché(memoriaintermediadealtavelocidad).Suelenirasociadasadetermina-dosdispositivos,comounidadesdeCD-ROMydispositivosdeentrada/salida,paraliberaralaRAMdeoperacionesinnecesarias.

Encuantoalaestructuradelamemoria,desdeunprincipio,eindependientementedelsistemaoperativo,lamemoriasehaestructuradoenvariosniveles(véaseFig.1.7).

1 Memoria convencional.De0a640Kb.

2 Memoria superior.De641Kbhasta1024Kb(1Mb).

3 Memoria extendida.De1025Kbhastaellímitedelaplacabasedelequipo.

Los fabricantes de ordenadores han dividido desde unprincipiolaestructuraenesastrespartesfundamentales,quesongestionadasdeformadiferenteporcadasistemaoperativo.Así,porejemplo,MS-DOSgestionalamemo-riadividiéndolarealmenteenestastrescapas.Windows9X, XP, Vista 2003 Server, 2008 Server, UNIX o Linuxgestionan la memoria de forma diferente, olvidándosecasiporcompletodeestaestructura.Yaveremosquéges-tiónsehacedelamemoriaencadaunodelossistemasoperativos.

Encualquiercaso,estacuestiónesfundamental,puesunacosaeselmodoenquelosordenadoresreconocenlame-moriadespuésde ser fabricados (tres capas) yotramuydistintaelmodoenqueelsistemaoperativogestiona lasdiferentescapasdelaRAM.

19


Fig. 1.7. Esquema de la estructura de la memoria.

............................

...............................

.....................

Memoria

Extendida

ROM-BIOS

Memoria Vídeo

MemoriaConvencional

Marco de Página EMS

4 096 Mb 386 /486

1 088 Kb

1 024 Kb 8088

640 Kb

0 Kb

6 Mb 286

Memoria Alta (HMA)

3

2

1

Mem

ori

a C

onv

enci

on

alM

emo

ria

Su

per

ior

Mem

ori

a E

xten

did

a

Paraaccederalasceldillasdememoriahayqueatenderalconceptodedirección de memoria. Estadirecciónes lasituacióndelcomponenteelectrónicodentrodelconjuntodecomponentesdelamemoria.Deestaforma,cuandoseaccedeaunadireccióndememoria,loquesehaceesaccederaunconjuntodebiestables(con-densadores).Cadaunodeestosbiestablesfísicosreferenciaunbitlógico(0,1).Elbitsedefinecomolamínimaunidaddeinformación.

Elconjuntode8bitsalosqueseaccedesedenominabyte,carácteropalabra.Apartirdeaquí,lainformaciónsemidecomoconjuntodebytes,esdecir,bloquesde8bits.

Eldireccionamientoesunaoperaciónqueserealizacuandoelprocesadorejecutaointerpretaunainstrucción.Todainstrucciónestácompuestaporuncódigo de ope-raciónyun operando.Elcódigodeoperacióneslainstrucciónensí(suma,resta,multiplicación,etc.)yeloperandoeseldatooinformaciónquesevaaprocesar.Segúnelmétodoutilizado,larapidezdeejecucióndeunprogramaserámayoromenor.Losllamadosmodos de direccionamientosonlasdiferentesformasdeaccedera los operandos en cada instrucción. La Figura1.8muestra losmodosdedireccio-namiento:

1 Direccionamiento inmediato.Enlainstrucciónestáincluidodirectamenteelope-randoodato.

2 Direccionamiento directo.Enlainstrucción,elcampodeloperandocontieneladirecciónenmemoriadondeseencuentraeloperando.

3 Direccionamiento indirecto.Elcampodeloperandocontieneunadireccióndememoriaenlaqueseencuentraladirecciónefectivadeloperando.

4 Direccionamiento relativo.Ladireccióndeldatoqueintervieneenlainstrucciónseobtienesumandoa ladirecciónde lapropiainstrucciónunacantidadfija,quenormalmenteestácontenidaenunregistrodetipoespecial.


20

Alainformaciónquehayen lamemoriaseaccedea travésdesudirección,queeslaposiciónqueocupadentrodelamisma.

Ten en cuenta

Fig. 1.8. Esquema de los diferentes direccionamientos.

DIRECCIONAMIENTO INMEDIATO

DIRECCIONAMIENTO DIRECTO

DIRECCIONAMIENTO INDIRECTO

DIRECCIONAMIENTO RELATIVO

1

2

3

4

Código de Operación Dato

Dirección «A»

Dirección «A»

Dirección «A»

Registro Especial

Código de Operación



«A»

«A»

«B»

«A» + «K» Dato

Dato

Dato

Dirección “B”

+

K

4.3. Unidades de entrada/salida y buses

Launidad de entrada/salidasirveparacomunicarelprocesadoryelrestodecompo-nentesinternosdelordenadorconlosperiféricosdeentrada/salidaylasmemoriasdealmacenamientoexternooauxiliares.

RecordemosqueactualmentelasdenominacionesUCyUALhandejadodetenerimpor-tanciaaisladamente.Hoyendía,elconjuntodeestosdoscomponentessedenominaprocesador.LamemoriaRAMylaunidaddeentrada/salidanoformanparte,comotales,delprocesador,sinoquesonpartedelhardwaresinlasqueestenoescapazderealizarprácticamenteningunaoperación.

Hayotrocomponenteimportantedentrodelordenadorqueestárelacionadodirecta-menteconelprocesador:el bus.

Elbuseselelementoresponsabledeestablecerunacorrectainteracciónentrelosdi-ferentes componentesdelordenador.Es,por lo tanto,eldispositivoprincipaldeco-municación.Enunsentidofísico,sedefinecomounconjuntode líneasdehardware(metálicasofísicas)utilizadasparalatransmisióndedatosentreloscomponentesdeunsistemainformático.Encambio,ensentidofiguradoesunarutacompartidaqueconec-tadiferentespartesdelsistema.

Laevolucióndelosbusesalolargodelahistoriahasidodeterminanteparalaevo-lucióndelossistemasoperativos.Al fabricarsebusesmuchomásrápidosyconmáslíneas,lossistemasoperativoshanidomejorandoyaportandonuevasfuncionalidadesqueantiguamentenopodíanserimplementadasporfaltadevelocidadenlosbuses.Hoyporhoy,elbussiguedeterminandoengranmedidalavelocidaddeprocesodeunequipo,yaquesiguesiendounodeloscomponenteshardwarequemayoreslimita-cionestiene.

21


11. ¿Cómo se accede al con-tenido de una celda de memoria?

12. ¿Se puede modificar el contenido de una celda o posición de memoria?

Act iv idades

Tipo de direccionamiento que se utiliza según la instruc-ción a ejecutar:

a) SilainstrucciónaejecutaresSUMA 56,elprocesa-doraccededirectamentealdato,enestecaso,alaposición56dememoria en laque se encuentra eldato,y realiza laoperación.El resultadodesumarse queda en lamisma posición dememoria. Es loqueenprogramación sedenominaunacumulador.Sien laposición56dememoriahay,porejemplo,un8,elresultadodelaoperaciónSUMA 56generaun valor de16, que se almacena en lamisma po-sicióndememoria,esdecir,en la56.Ahoraen laposición56hayun16.

b) SilaoperaciónaejecutaresSUMA 10 20,elproce-sadoraccedealaposición10yalaposición20dememoriaparaextraereldatoquehayencadaunadeellasyalmacenaelresultadoenlaposición20dememoria.Silaposición10dememoriacontieneun3ylaposición20un2, elresultadoeslasumade2

y3,ysealmacenaenlasegundaposicióndememo-ria.Deestaforma,laposición10seguiráteniendoun3yenla20habráun5ynoel2quehabíaalprincipio.

c) Si la operación a ejecutar es RESTA 32 12 45, elprocesadorrestaelcontenidodelaposición32dememoria y el contenido de la posición 12, y dejael resultado en la posición 45. Si, por ejemplo, laposición 32 contiene un 5 y la posición 12 un 3, independientementedeloquecontengalaposición45,elresultadoquedaráasí:

• Laposición32contieneun5.

• Laposición12contieneun3.

• Laposición45contendráelresultadodelaresta,esdecir,2.

En los tres casos el direccionamiento utilizado es eldirecto,queeselmáshabitualeneste tipodeopera-cionesaritméticas.

Ejemplo

Enloreferentealaestructuradeinterconexiónmediantelosbuses,existendedostipos:

•Bus único. Consideraalamemoriayalosperiféricoscomoposicionesdeme-moria,yhaceunsímilde lasoperacionesE/Scon lasdeescritura/lecturaenmemoria.EstasequivalenciasconsideradasporestebushacenquenopermitacontroladoresDMA(Direct Access Memory)deaccesodirectoamemoria.

•Bus dedicado.Este,encambio,alconsiderarlamemoriayperiféricoscomodoscomponentesdiferentes,permitecontroladoresDMA.

Elbusdedicado(véanseFigs.1.2,1.3,1.4y1.5)contienevariassubcategoríasmásquesonlassiguientes:

•Bus de datos.TransmiteinformaciónentrelaCPUylosperiféricos.

•Bus de direcciones. Identificaeldispositivoalquevadestinadalainformaciónquesetransmiteporelbusdedatos.

•Bus de control o de sistema.Organizayredirigehaciaelbuspertinentelainfor-maciónquesetienequetransmitir.

Lacapacidadoperativadelbusdependedelpropiosistema,delavelocidaddeeste,yla«anchura»delbus(númerodeconductosdedatosqueoperanenpara-lelo)dependedelosbitsquesepuedentransmitirsimultáneamente,segúneltipodeprocesadorqueincorporeelequipo.

Elbusescomounaautopistaenlaqueeltráficoesmuyintenso.Poreso,eltipodebusque incorporeelordenadordeterminaráqueesteseamásrápidoomáslento.

Elbussecaracterizaporelnúmeroyladisposicióndesuslíneas(cadaunadeellasescapazdetransmitirunbit,queeslaunidadmínimadetransmisióndelainforma-ción).Concretamente,enlosprimerosPCerade8bits;esdecir,solocontabancon

ocholíneasdedatos.Enlaactualidad,losmásextendidossonlosde16,32,64,128bitsosuperiores(véaseTabla1.2).

Elnúmerodebitsquecirculandefineelnúmerodelíneasdequesedisponepararealizarelpasodeinformacióndeuncomponenteaotro.Soncomo loscarrilesdeunaautopista:cuantosmáscarrileshaya,másvehículospodráncircularporella.

LaFigura1.9 ilustracómopodríarepresentarse físicamenteelbusdelsistema,relacionandoelprocesadorylamemoria,aunquehayquetenerencuentaqueelbusrelacionabásicamentetodosloscom-ponentesdelordenador.

Laestructuraeslasiguiente:

1 Procesador.

2 Buses.

3 Memoria RAM.

Tambiénesmuy importante la velocidadcon laque losbits circu-lanpor el bus. Esta velocidad semide enmegahercios, y de ellodepende el rendimientoglobal del equipo.Haybuses a66Mhz,pasandopor todaunagamaquevahastamásde1066Mhzenlos ordenadores que montan procesadores de última generación.Comparémosloconunaautopistaocarretera:noes lomismoqueexistaunalimitaciónde90km/hqueotrade130km/h.Siunbustienemuchas líneasysonmuyrápidas,mejorparaelrendimientodelordenador.


22

AnalizaenlaWeblostiposdepro-cesadoresdeúltimageneración.

Invest igación@

ProcesadorBUS

datos/BUSdirecciones

8086 16/8

8088 16/8

80286 16/16

80386 32/16

80486 32/66

PENTIUM 50/66

AMDK-62 32/100

PENTIUMII 32/100

CELERON 32/66

PENTIUMIII 32/100

AMDATHLON 32/100

PENTIUMIV 32/64

PENTIUMCOREDUO 64/133

Tabla 1.2. Características del bus de datos y direcciones.

Lafrecuenciaovelocidaddelbusquedadeterminadaporlosimpulsosdereloj.Elrelojes,portanto,elcomponentequedeterminalavelocidad,yaqueamayorfrecuenciaenMhz,másrápidaeslacirculacióndebitsporlaslíneasdelbus.

Ynosoloeso.Elbusdeterminalaarquitecturay,portanto,sutamañodeterminaeldelregistrodeinstrucción.Así,elcódigodeoperaciónpuedesermayor,siendoposibleejecutarunmayornúmerodeoperaciones.Estoproduceunaumentodepotencia,nopormayorrapidez,sinopormayorcomplejidaddelasinstrucciones.

4.4. Los periféricos

Losperiféricos sondispositivoshardwarecon loscualeselusuariopuede interactuarconelordenador(teclado,ratón,monitor),almacenaroleerdatosy/oprogramas(dis-positivosdealmacenamientoomemoriasauxiliares),imprimirresultados(impresoras),etcétera.

Sedenominanperiféricos,porejemplo,losdispositivosquesirvenparaintroducirdatosyprogramasenelordenadordesdeelexteriorhaciasumemoriacentralparaquepuedanserutilizados.Sonlosllamadosperiféricosdeentrada:teclados,ratones,etc.

Tambiénhayperiféricosquesirvenparaextraerinformacióndesdeelordenadorhaciaelexterior,comoimpresorasomonitores.

Loshayquesirvenparaambascosas,comodiscosduros,CD-ROMregrabables,dis-quetes,etc.

Losperiféricosseconectanconelordenador,esdecir,conlaUCPysuscomponentes,atravésdelosdenominadospuertosoconectoresexternos.Estagestiónlallevaacabootraparteesencialdelordenador:launidad de entrada/salida,componentehardwareusadoparalagestióndeperiféricos.

Enunaprimeraaproximaciónpodemoshacerunaclasificacióndelosperiféricostenien-doencuentadesdeohaciadóndeenvíaninformación.Esdecir,laclasificaciónsehaceatendiendoaquelainformaciónquecirculaatravésdelbusdedatoslohagadesdeelperiféricoalamemoriacentral(periférico de entrada)oviceversa(periférico de salida).

Conectadoelperiféricoalordenadoratravésdelcableoconectorcorrespondiente,lainformaciónqueseenvíaotransmitecirculadentrodelordenadoratravésdelosbusesvistosanteriormente.

23


Fig. 1.9. Esquema del bus del sistema.

1

1 3

2

1 0 0 1 0 1 0

MICROPROCESADORMICROPROCESADOR

13. ¿Puede ser más rápido un equipo con un bus de 16 bits que otro con un bus de 32 bits?

14. El bus de direcciones de un equipo, ¿qué indica exactamente?

Act iv idades

Paradiferenciarsiunperiféricoesdeentrada,salidaodeentra-da/salida,solamentetienesquefijarte en si el periférico envíainformación a la memoria delordenador, en cuyocasoesdeentrada.Sieslamemorialaqueenvía información al periférico,entonces es de salida. Si seenvíaorecibeinformaciónsimul-táneamentedesdelamemoria,elperiféricoesdeentrada/salida.

Truco

Muchosdelosperiféricosdeentrada/salidanecesitanuntipodesoftwareespe-cial para ser configurados; enotraspalabras, para utilizar una impresora, porejemplo, primero hay que instalarla. Esto significa que es necesario introducirdentrode laconfiguracióndelordenadoryacordeconnuestrosoftwarebásicounos programas específicos quepermitanal sistemaoperativo reconocer el pe-riférico y utilizarlo de forma correcta. Estos programas se denominandrivers ocontroladores.

5. Componentes lógicos. El software

Unavezvistosloscomponenteshardwaredeunsistemainformático,hayquetenerencuentaqueparaqueunsistema informáticoseaútilesnecesarioqueproceseinformación.

Lainformaciónqueseprocesaenunsistemainformáticopuedeserdediferentestipos:textos,gráficos,música,etc.

Acontinuaciónexploraremosdeformagenerallostiposdedatosqueprocesaunsiste-mainformático.

5.1. Los datos. Tipos de datos

Por sentidocomún,paraqueelordenador funcione,necesita informacióncon laquetrabajar.Estainformaciónesdevariostiposdependiendodesufunción.Bási-camente,elordenadorsirveparaprocesar informaciónen formadedatos,datosquepuedensertextos,imágenes,tablasdehojasdecálculo,etc.

Elordenadortambiénmanejainformaciónqueserviráparaprocesaresosdatos.Enestecaso,nosestamosrefiriendoaprogramasoaplicaciones informáticas,comolosprocesadoresde textos,queseutilizanparaprocesardatosen formato texto,lasherramientasdediseñográficoqueseutilizanparaprocesardatosenformatodeimagen,etc.

Porúltimo,unsistemainformáticonecesitaotrotipodesoftwarefundamental.Estesoftwareestácompuestodeprogramasydatosqueponenen funcionamiento lasaplicacionesinformáticas,lascualesprocesanasuvezsuspropiosdatos.Enestecasonosreferimosalsistema operativo,definidocomoelcomponentesoftwarequesirveparaque la informaciónpuedaserprocesadapor lasaplicaciones informá-ticasmediantelautilizacióndetodosloscomponenteshardwaredelsistemainfor-mático.Elsistemaoperativoconstadeprogramaspropiosquesirvenpararealizarotrasfunciones.

LaprimeraclasificaciónquepodemoshacerdelostiposdedatoslaobservamosenlaFigura1.10yeslasiguiente:

1 Datos de entrada.Sonlosquesesuministranalordenadordesdelosperiféricosdeentrada(teclado,ratón,módem,escáner,etc.)odesdelosdiferentessopor-tesdeinformación(disquetes,discosduros,CD-ROM,etc.).Formanlaprimerafasedeltratamientoautomáticodelainformación:entrada.

2 Datos intermedios.Sonaquellosqueseobtienenenlasegundafasedeltrata-mientoautomáticoodelainformación:proceso.

3 Datos de salida.Tambiénllamadosresultados,completanelprocesodeltratamientoautomáticodelainformación:salida.


24

15. ¿Cuántos tipos de dri-vers puede tener un dis-positivo periférico?

16. ¿Puede funcionar un peri-férico sin driver?

Act iv idades

Puedeobservarseatravésdelasdiferentesunidadesperiféricasdesalida(monitor,im-presora,plotter,etc.),queconsuposteriordistribuciónyanálisis,completanelproceso.

Otraclasificaciónquepodemoshacerdelosdatos,segúnvaríenonoduranteelpro-ceso,eslasiguiente:

•Datos fi jos. Son los quepermanecerán constantes durante el proceso o programaqueselesaplique.Losdatosfijosrecibenelnombredeconstantes.Unejemploesunprogramaqueemitafacturaseneurosypesetas;esevidentequeelcambiodeleuroseráelmismoentodoelproceso.

•Datos variables.Sonaquellosquesísemodificanalolargodelprocesosegúnsuce-dandeterminadascondicionesoaccionesrealizadasporlosprogramas.

Segúnlaformadeserutilizadosporelordenador,otraclasificaciónes:

•Datos numéricos.Sonlosdígitosdel0al9.

•Datos alfabéticos.SonlasletrasmayúsculasyminúsculasdelaAhastalaZ.

•Datos alfanuméricos.Sonunacombinacióndelosanteriores,másunaseriedecarac-teresespeciales(*,/,-,%,etc.).

Engeneral,todoslossistemasoperativos,salvoalgunosdelosconsideradosantiguos,trabajanconlosdatosdelamismaformayconlosmismostiposdedatos.

Losdatossonprocesadosporlosdiferentesprogramasquemanejaelsistemaoperativooporlosprogramasqueejecutanlosusuarios.Comoveremosacontinuación,losda-tosqueseprocesanenunsistemainformáticoseimplementanencódigosnuméricosoalfanuméricosparapoderutilizarlos.

25


Fig. 1.10. Tratamiento automático de la información. Tipos de datos.

Datos de entrada:

Hola...

Pedro Martín...

12 200 * 2...

PROCESO:

111 0 01 01

01 011 0 0 0

Datos de salida:

Adiós...

Redactor Jefe...

24 400...

1 3

2

Lasceldillas de memoriapuedentomarlosdosestadossiguientes:

Indica ausencia decorrienteeléctrica.

Indica presencia decorrienteeléctrica.

Ten en cuenta

5.2. Los sistemas de codificación

A. Introducción a los sistemas de codificación

Los sistemasdecodificación seutilizanparaprocesar la informaciónqueelusuarioentiendeyelordenadorno.Esevidentequeelusuarioyelsistemainformáticotrabajanenlenguajesdiferentes.

Centrémonosenlamemoriaporunmomento.LamemorianopuedealmacenarlaletraAoelcarácter*.

Lamemoriadelordenador,yporextensiónelrestodecomponentesinternos,noentien-dedeletrasonúmeros.Solamenteentiendedecorrienteeléctrica.

Poreso,cuandoelusuarioquierealmacenaruna letraenmemoria,porejemplo, laprimeraletradesudocumentodetexto,elordenador,graciasalsistemaoperativoyaloscomponentesdehardware,seencargadetransformarlaletraydealmacenarlaenunconjunto(normalmente8bits)deimpulsoseléctricos.

Si,porelcontrario,leemosdeunaposicióndememoria,primeroseanalizanlasceldi-llascorrespondientes.Cuandosehananalizadoochodeellas,sesabe,pordiseñodelpropiosistemaoperativoygraciasalaequivalenciadelcódigo,quesehaleídounbyteocaráctercomoconjuntodeochobits.

Cadaposiciónmagnetizadaseconvierteenununoycadaposiciónnomagnetizadaenuncero.Sebuscaenlatabladecódigosysecomparalacombinacióndeesosochobits,obteniendolaequivalenciaconelcarácterconcreto.

Enesecasosevisualiza,porejemplo,elcarácterequivalentealbyteleídoynosevi-sualizanlosochobits.


26

Cómo se almacena el carácter \ en memoria

El sistema operativo y el resto de componentes hard-ware tienen que transformar ese carácter en algunacombinaciónválidade impulsoseléctricosparaalma-cenarlo. En este caso, las ocho celdillas dememoriacorrespondientessemagnetizaránonodelasiguienteforma(Fig.1.11):

Podemosmeditar en qué se basa el sistema informáticoparasaberquéceldillatienequemagnetizarono.Sencillayllanamente,sebasaenunCÓDIGO.Cuandotecleamoselcarácter,sebuscadentrodeunatabla(códigoASCIIoUNICODEqueveremosmásadelante)lacorrespondenciaadecuada.

Estatabladecódigoslaintroduceelfabricantedelsiste-maoperativodentrodelconjuntodeinstruccionesydatosqueloforman.

Esunestándarinternacionalytodoslosfabricantesdesoftwareyhardwareloconocenyloutilizan.

Deestaforma,todosellostienenlasmismasequivalen-ciasyacadaunodeellosleresultafácilinterpretarlainformaciónqueprocesanotrosprogramasocomponen-teshardware.

En el ejemplo anterior, el conjunto de ocho celdillas dememoriasehanmagnetizadoal introducirelcarácter\,yaqueelsistemaoperativohaleídoensutabladecódigoselsiguientevalor:

01011100

Lohainterpretadoyhamagnetizadolaceldilla(1)deme-moriaono(0)posicionalmente,paraobtenerlacombina-cióndeesosochovalores,dígitosbinariosobits.

Ejemplo

Fig. 1.11. Ejemplo de magnetización eléctrica.

0 1 1 1 10 0 0

B. Sistemas de numeración

Sedefineunsistema de numeracióncomoelconjuntodesímbolosyreglasqueseutili-zanpararepresentarcantidadesodatosnuméricos.

Estossistemassecaracterizanporlabasealaquehacenreferenciayquedeterminaeldistintonúmerodesímbolosquelocomponen.Nosotrosutilizamoselsistemadenume-raciónenbase10,compuestopor10símbolosdiferentes(del0al9).

Lossistemasdenumeraciónqueutilizamossonsistemasposicionales,esdecir,elvalorrelativoquecadasímbolorepresentaquedadeterminadoporsuvalorabsolutoyporlaposiciónqueocupedichosímboloenunconjunto.

TodoslossistemasposicionalesestánbasadosenelTeorema Fundamental de la Nume-ración (TFN),quesirvepararelacionarunacantidadexpresadaencualquiersistemadenumeraciónconlamismacantidadexpresadaenelsistemadecimal.

Enél,Xeselvalorabsolutodeldígitoencuestión,ieslaposiciónqueocupaeldígitoconrespectoalpuntodecimalyBeslabase.ElsímboloΣ(sumatorio)indicaqueparaobtenerelvalordelnúmero(NÚM),seránecesariosumartodoslosproductos.

Estamismafórmulatambiénsepuedeexpresardelasiguienteforma:

C. Codificación numérica

Sontreslossistemasdecodificaciónqueutilizahabitualmenteunsiste-mainformático:

•Binario.Estesistemautilizadossímbolosdiferentes:elceroyeluno(0,1).Eselsistemaquemanejaelordenadorinternamente,yaqueloutilizansuscomponenteselectrónicos.

Cadaunodeestossímbolosrecibeelnombredebit, entendiendoportallamínimaunidaddeinformaciónposible.

Lossímbolosdelsistemadecimalpuedenrepresentarse(codificarse)enbinariomedianteelTFN.Cadasímbolodecimalpuederepresentarseconunacombinacióndecuatrobits.

•Octal.Esunsistemaenbase8queutilizalossímbolosdel0al7para representar las cantidades, las cuales quedan reproducidasposicionalmenteporpotenciasde8.Elsistemadenumeraciónenbase8 tieneunacorrespondenciadirecta conelbinario, yaquecadasímboloenbase8puederepresentarsemedianteunacombi-naciónde3bits.

•Hexadecimal.Esunsistemadenumeraciónenbase16.Utiliza16símbolosdiferentes,del0al9ylosdígitosvalores(oletras)A,B,C,D, E y F. Estas letras representan, respectivamente, losdígitos10,11,12,13,14y15delsistemadecimal.Estesistematambiéntieneunacorrespondenciadirectaconel sistemabinario,yaquecadasímboloenbase16sepuederepresentarmedianteunacom-binaciónde4bits.

27


283=2·102+8·101+3·100=200+80+3

NÚM=Xn·10n+...+X2·10

2+X1·101+X0·10

0+X–1·10–1+X–2·10

–2...+X–N·10–N

El Teorema Fundamental de la Numeración (TFN) queda deter-minadoporlafórmulasiguiente:

Ten en cuenta

NÚM=ΣXi·Bi

Decimal Binario Base 8 Base 16 0 00000 0 0

1 00001 1 1

2 00010 2 2

3 00011 3 3

4 00100 4 4

5 00101 5 5

6 00110 6 6

7 00111 7 7

8 01000 10 8

9 01001 11 9

10 01010 12 A

11 01011 13 B

12 01100 14 C

13 01101 15 D

14 01110 16 E

15 01111 17 F

16 10000 20 10

17 10001 21 11

18 10010 22 12

19 10011 23 13

Tabla 1.3. Sistemas decimal, binario, octal y hexadecimal.

Elsistemaquemanejainternamenteunordenadoreselbinario,pero,enocasiones,porcomodidadenelmanejodelosdatos,sesueleutilizareloctalyelhexadecimal,yaquemuchadelainformaciónquenosmuestraelsistemaoperativo,comodireccionesdememoria,estáexpresadaenhexadecimal.

Elsistemadenumeraciónbinariotieneunagranimportanciaenelfuncionamientodelordenador.Yasehaseñaladoquelamemoriadelordenadoresunconjuntodebiesta-bles.Enellospuedehaberonocorrienteeléctrica.

EnlaTabla1.3podemosverlosprimeros20símbolosdecimalesysuscorresponden-ciasenbinario,base8ybase16.

D. Cambios de base de numeración

El sistema informático trabaja en el sistemade numeraciónbinario.Nosotros traba-jamosenelsistemadenumeracióndecimal.Elordenadornoentiendeelsistemadenumeracióndecimalpararealizarsuscálculos,peronosotrosnoentendemoselbinariopararealizarlosnuestros.

Esnecesariosaberinterpretarelcódigobinarioparapoderentenderlasoperacionesqueenmuchasocasionesserealizandentrodelordenador.Paraello,debemosapren-derapasarnúmerosbinariosadecimalesyalainversa.Porextensión,elordenadorutilizalossistemasdenumeracióndebase8ybase16(porsermúltiplosdelsistemabinario)paramostrarnosinformaciónrelativaaalgunosprocesosquerealiza.

Enprimerlugar,veamoscómosepasaunnúmerodebase10abase2.Estaoperaciónserealizadividiendoelnúmerodebase10(dividendo)por2(divisor).Elcocienteob-tenidodeladivisiónseconvertiráendividendo,paravolveradividirlopor2(divisor).Alnuevococienteobtenidoseleaplicalamismaoperación,yasísucesivamentehastaqueaparezcauncocienteiguala0.

Enresumen,tendremosquedividirsucesivamenteentre2elnúmeroenbase10,hastaqueresulteuncociente0.Elnúmeroenbinarioseobtieneuniendotodoslosrestosenordeninversodeaparición.


28

Pasar a base 2 el número 90 que está en base 10

Primerodividimoselnúmeropor2(basedestino)yelco-cientequeobtenemoslodividimosdenuevopor2.Elnue-vococientelovolvemosadividirpor2,yasísucesivamen-tehastaqueaparezcauncocienteiguala0.90:2=45.Resto0.45:2=22.Resto1.22:2=11.Resto0.11:2=5.Resto1.5:2=2.Resto1.2:2=1.Resto0.1:2=0.Resto1.Ordenamoslosrestossucesivosqueaparecenenlasdivi-siones,peroenordeninverso,yobtenemoslanuevacodi-ficaciónenbase2:Resultado:90(10 = 1011010(2

Si queremos pasar elmismo número a base8 y16, laformadeprocederseríalamisma,teniendoencuentaqueahoraeldivisoresel8oel16,respectivamente.

Pasoabase8:

90:8=11.Resto2.

11:8=1.Resto3.

1:8=0.Resto1.

Resultado:90(10 = 132(8

Pasoabase16:

90:16=5.Resto10(A).

5:16=0.Resto5.

Resultado: 90(10 = 5A(16

Comosepuedeverenesteúltimocaso,elprimerrestohasido10.Peroestesímboloenhexadecimalnoexiste;exis-telaAcomosímbolodécimodelabase.

Caso práct ico 1

Siloquequeremoshacereslaoperacióncontraria,esdecir,pasardebase2abase10, procederemosmultiplicando por potencias sucesivas de 2, empezando por 20cadadígitobinariodeizquierdaaderecha.Sumaremoslosvaloresobtenidosytendre-mospasadoelnúmero.

Loscambiosdebaseentrebasesequivalentes,comosonlasbases2,8y16,sepuedenrealizardeformadirecta,teniendoencuentalaequivalenciadebitsconlaquesepue-derepresentarcadadígitodeestasbasesenbinario.Enbase8,undígitooctalquedarepresentadoporunacombinaciónde3bits(23=8,siendo3elnúmerodebits).Enhexadecimal,laasociaciónesde4bits(24=16).

Comocadanúmeroenbase8yenbase16tieneunacorrespondenciadirectaconelnúmeroenbinariomedianteunconjuntode3y4bitsrespectivamente,siqueremostrans-formarunnúmeroenbase8oenbase16aunnúmeroenbase2oviceversa,bastaráconformargruposde3o4bitsrespectivamente.Estatransformaciónsellamadirecta.

29


Pasar el número 1001 de binario a base 10

Primerosetomanlosdígitosbinarios,4entotal,ysevanmultiplicandoporpoten-ciasde2deizquierdaaderecha.Elúltimoexponentequepondremosenbase2yconelquemultiplicaremoselúltimodígitoseráeln–1,siendonelnúmerodedígitosquetienelacifradebase2.

1001(2=1·23+0·22+0·21+1·20=8+0+0+1=9(10

Pasar el número 132 de base 8 a base 16

Enprimer lugar,pasamosel132queestáenoctalabinariode formadirecta.Comocadadígitooctalsepuedeexpresarcon3dígitosbinarios,tenemos:

132(8=001011010(2=001011010(2

Así,transformamosdirectamenteeldígito1en001,el3en011yel2en010.MirandolaequivalenciadelaTabla1.3,vemosquecadadígitoenbase8tienesucorrespondenciacon3dígitosbinarios.

Ahora,parapasarabase16,bastaconhacergruposde4bitsempezandoporladerecha.Sifaltandígitosporlaizquierda,loscompletamoscon0,aunqueennuestrocasonosonsignificativos,yaquecomoencualquiersistemadenumera-ción,los0alaizquierdanotienenvalor.

001011010(2=000001011010(2=5A(16

Elbloquede4bitsdemásaladerechatienesuequivalenciaconeldígito10enhexadecimal,perocomoestesímbolonoexisteenestesistemadenumeración,lo hacemos corresponder con su símbolo correspondiente que es la letraA. Elbloquedelcentrosecorrespondeconeldígito5y,evidentemente,loscuatro0delaizquierdarepresentanun0,ycomotal,notienevalorprecisamenteporestaralaizquierda.Enestecaso,elresultadoseríaelsiguiente:

Resultado:132(8 = 5A(16

Elmismocasoseríaelpasodebase16abase8.Paraellobastaríapasarabina-rioelnúmeroenhexadecimalyhacerbloquesde3bits.

Cuando pasemos de base 10a cualquier base, nuncapodre-mosobtenerunrestodedivisiónsuperioro iguala labasea laqueestamospasando.

Truco

Para saber si varios sistemasdenumeraciónsonequivalentes,solotienesqueanalizarsitodosellossepuedenrepresentarcomopotenciadelmáspequeño.

Truco

Caso práct ico 2

Caso práct ico 3

Tambiénpodemosrealizaruncambiodebaseporelmétodo indirecto,queconsisteenpasarelnúmerodebasenabase10,yposteriormentepasarloabasem.Ennuestroejemplo,n=8ym=16.Estemétodoseutilizasiemprequelasbasesdenumeraciónnotengancorrespondenciaposicional.Así,siqueremostransformarunnúmerodebase6abase5,esevidentequesiemprenecesitaremospasarporbase10.Ahorabien,silasbasessonbinario,octalyhexadecimal,alserpotenciasde2yserequivalentes,elpasopuedeserdirecto.


30

Pasar el número 132 en octal a base 16, pasando por base 10

Laformadeconvertirunnúmerodebasenabase10consisteenutilizarelTeore-maFundamentaldelaNumeración.

132(8=1·82+3·81+2·80=1·64+3·8+2·1=64+24+2=90

Apartirdeaquíseprocedecomosedijoantesparatransformarelnúmero90enbase10abase16.

90:16=5.Resto10(A).

5:16=0.Resto5.

Resultado:132(8 = 5A(16

Realizar los siguientes cambios de base:

a) Pasar el número 0111 1011 1010 0011 que está en binario a base 16 y base 8.b) Pasar el número 100 101 100 que está en binario a base 8 y base 16.c) Pasar el número 1274 de base 8 a base 2 y a base 16.d) Pasar el número ABF de base 16 a base 8 y base 2.

a) Primero,hacemoselcambiodebase16.Agrupamos losbitsde4en4em-pezandoporladerecha.Elresultadoeselsiguiente: 0111 1011 1010 0011(2.Localizamoslosdígitosequivalentesenbase16yelresultadoqueobtenemoseselsiguiente: 7 B A 3(16

Delmismomodo,perorealizandoagrupacionesde3en3bits,obtendremoselnúmeroequivalenteenbase8.

000111101110100011(2=75643(8

b) Procediendode forma similaral casoa), los resultadosobtenidos son lossiguientes:

100101100(2=454(8

000100101100(2=12C(16

c) Aquí,elprocedimientoesalainversa.Tomamosdederechaaizquierdacadadígitodelnúmerodebase8yescribimossusequivalentesenbinario.Cadadígitoenbase8correspondea3dígitosbinarios.Esteeselresultado:

1274(8=001010111100(2

(Continúa)

Caso práct ico 4

Caso práct ico 5

Los símbolos del sistema hexa-decimal,apartirdeldécimo,serepresentan con las letrasA, B,C,DyF.

Ten en cuenta

E. Otros tipos de codificación numérica

Coma o punto fijo. Elpuntofijoseusaparalarepresentacióndenúmerosenteros.Haytresformasderepresentarlosnúmerosencomafija:binario puro, decimal desempa-quetadoydecimal empaquetado.

Paraelbinariopuroseutilizaunacombinaciónde32bitsenlaqueelbitdelaiz-quierdasirvepararepresentarelsigno:0paraelsigno+y1paraelsigno–.Losrestantes31bitssirvenpararepresentarelvalordelnúmero.

Eldecimaldesempaquetadorepresentacadanúmerodecimaldeformaquecadaunadesuscifrasocupaunbyteuocteto.

Enprimerlugar,parahablardelacodificaciónendecimaldesempaque-tado,hayquevercómoserepresentanlosnúmerosdecimalesenDCB(DecimalCodificadoenBinario)oBCD(Binary Coded Decimal).

Enestesistema,cadadígitodecimalserepresentaconunacombinaciónde4bits.LaTabla1.4muestracómoserepresentanenBCDlascifrasdecimalesdel0al9.

Cadanúmeroendecimaldesempaquetadollevaenlos4bitsdelaizquierdacuatro1denominadosbits de zona. Elcuartetodeladerechaseutilizaparacodificarelnú-meroenDCB.Elsignoserepresentaenelcuartetodebitsdelaizquierdacorrespon-dientealúltimoocteto:1100paraelsignopositivoy1101paraelsignonegativo.

Eldecimalempaquetadorepresentacadacifraconunconjuntode4bits.Elconjuntode4bitsdeladerechaseusapararepresentarelsignoconlamismacombinaciónqueenelcasoanterior.

Coma flotante.Seutilizapararepresentarnúmerosrealesyenterosconunrangoderepresentaciónmayorqueelqueofreceelpuntofijo.Conesoconseguimosqueelordenadorpuedatratarnúmerosmuygrandesomuypequeños.

Larepresentacióndenúmerosencomaflotantesepuedehacerdedosformas:

•Simple precisión.Seutilizan32bitspararepresentarcualquiercantidadnumérica.

•Doble precisión. Se utiliza una combinación de 64 bits para representar unacifra.

31


Obtenidoelnúmeroenbinario,podremosagrupar losdígitosde4en4dederechaaizquierdaparaobtenerasíelcorrespondientenúmeroenbase16.

001010111100(2=2BA(16

d) Deformasimilar,loprimeroespasarelnúmerodebase16abinario,buscan-dosuequivalenciade4bitsporcadadígitohexadecimal.

ABF(16=101010111111(2

Luego,seagrupanlosdígitosbinariosde3en3dederechaaizquierdaparaobtenerelequivalenteenbase8.Así:

101010111111(2=5277(8

Caso práct ico 5

17. ¿Se puede pasar direc-tamente un número de base 3 a base 5?

18. Si existiera el sistema de numeración de base 32, ¿se podría pasar un número de base 8 a 32 de forma directa?

Act iv idades

Decimal DCB

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

Tabla 1.4. Esquema del código DCB o BCD.

Así se representa el número –10 en coma opuntofijo.

10000000000000000000000000001010

Ejemplo

F. La codificación alfanumérica

Ya sabemos que los datos, además de numéricos, pueden ser alfabéticos o alfanu-méricos.Normalmente,conlosdatosalfanuméricospodemosconstruirinstruccionesyprogramas.Porotrolado,eslógicopensarqueelordenadornosolamenteprocesarádatos numéricos, sino también datos alfabéticos y combinaciones de los anteriores,comodatosalfanuméricos.

Lossistemasdecodificaciónalfanuméricasirvenpararepresentarunacantidaddeter-minadadesímbolosenbinario.Acadasímbololecorresponderáunacombinacióndeunnúmerodebits.

Lossistemasdecodificación alfanuméricamásimportantesson:

• ASCII(American Standard Code for Information Interchange).Estesistemautilizaunacombinaciónde7u8bits,dependiendodelfabricante,pararepresentarcadasím-bolo.Eselmásutilizadoyelqueempleasímbolosdiferentes(28).Conestecódigosepuedenrepresentardígitosdel0al9,letrasmayúsculasdelaAalaZ,letrasminús-culas,caracteresespecialesyalgunosotrosdenominadosdecontrol.

EnlaTabla1.5serecogen128delos256símbolosdiferentesquesepuedenrepre-sentarconelcódigoASCIIde8bits.

•EBCDIC(Extended BCD Interchange Code).Cadasímboloserepresentaporunacom-binaciónde8bitsagrupadosendosbloquesdecuatro.EselformatoextendidodelBCD.

•UNICODE.Esuncódigointernacionalutilizadohoyporhoyenlamayoríadelossiste-masoperativos.PermitequeunproductosoftwareopáginaWebespecíficaseorienteamúltiplesplataformas,idiomasopaísessinnecesidadderediseño.Concretamente,elcódigoASCIItieneunatablaespecíficaparacadapaís,yaquelosdiferentessím-bolosdetodoslospaísesnocabríanenunatabla.

UNICODEdefinelacodificacióndecaracteres,asícomolaspropiedadesy losal-goritmosqueseutilizanensuaplicación.Proporcionaunnúmeroúnicoparacadacarácter,sinimportarlaplataforma(hardware),elprograma(software)oelidioma.

LamayoríadelíderesdelmercadocomoApple,HP,IBM,Microsoft,Oracle,Sun,Unisysyotros,hanadoptadolanormaUNICODE,permitiendocrearaplicacionesyhardwareestándarconXML,Java,etc.Escompatibleconmuchossistemasoperativosactuales,asícomoconlamayoríadelosexploradoresdeInternet,permitiendoqueunproductosoftwareseorienteavariasplataformasoidiomassinnecesidadderediseño.


32

19. ¿Por qué la palabra Es-paña se escribe Espana en muchas facturas y jus-tificantes bancarios?

Act iv idades

Así se representa el número 2 371 decimal en decimal desempaquetado:

11110010111100111111011111000001

signo+

Ysisetratadel–2371:

11110010111100111111011111010001

signo–

Elnúmero2371endecimalempaquetadoserepresentaríadelasiguienteforma:

00100011011100011100

signo+

Ejemplo

33


Caracteres no imprimibles Caracteres imprimibles

Nombre Dec Hex Car. Dec Hex Car. Dec Hex Car. Dec Hex Car.

Nulo 0 00 NUL 32 20 Espacio 64 40 @ 96 60 `

Iniciodecabecera 1 01 SOH 33 21 ! 65 41 A 97 61 a

Iniciodetexto 2 02 STX 34 22 “ 66 42 B 98 62 b

Findetexto 3 03 ETX 35 23 # 67 43 C 99 63 c

Findetransmisión 4 04 EOT 36 24 $ 68 44 D 100 64 d

enquiry 5 05 ENQ 37 25 % 69 45 E 101 65 e

acknowledge 6 06 ACK 38 26 & 70 46 F 102 66 f

Campanilla(beep) 7 07 BEL 39 27 ‘ 71 47 G 103 67 g

backspace 8 08 BS 40 28 ( 72 48 H 104 68 h

Tabuladorhorizontal 9 09 HT 41 29 ) 73 49 I 105 69 i

Saltodelínea 10 0A LF 42 2A * 74 4A J 106 6A j

Tabuladorvertical 11 0B VT 43 2B + 75 4B K 107 6B k

Saltodepágina 12 0C FF 44 2C , 76 4C L 108 6C l

Retornodecarro 13 0D CR 45 2D - 77 4D M 109 6D m

Shiftfuera 14 0E SO 46 2E . 78 4E N 110 6E n

Shiftdentro 15 0F SI 47 2F / 79 4F O 111 6F o

Escapelíneadedatos 16 10 DLE 48 30 0 80 50 P 112 70 p

Controldispositivo1 17 11 DC1 49 31 1 81 51 Q 113 71 q

Controldispositivo2 18 12 DC2 50 32 2 82 52 R 114 72 r

Controldispositivo3 19 13 DC3 51 33 3 83 53 S 115 73 s

Controldispositivo4 20 14 DC4 52 34 4 84 54 T 116 74 t

negacknowledge 21 15 NAK 53 35 5 85 55 U 117 75 u

Sincronismo 22 16 SYN 54 36 6 86 56 V 118 76 v

Finbloquetransmitido 23 17 ETB 55 37 7 87 57 W 119 77 w

Cancelar 24 18 CAN 56 38 8 88 58 X 120 78 x

Finmedio 25 19 EM 57 39 9 89 59 Y 121 79 y

Sustituto 26 1A SUB 58 3A : 90 5A Z 122 7A z

Escape 27 1B ESC 59 3B ; 91 5B [ 123 7B {

Separadorarchivos 28 1C FS 60 3C < 92 5C \ 124 7C |

Separadorgrupos 29 1D GS 61 3D = 93 5D ] 125 7D }

Separadorregistros 30 1E RS 62 3E > 94 5E ^ 126 7E ~

Separadorunidades 31 1F US 63 3F ? 95 5F _ 127 7F DEL

Tabla1.5. Esquema de la tabla de código ASCII de 8 bits hasta el carácter 127.

5.3. Medidas de la información

Yasabemosqueelbiteslamínimaunidaddeinformación.Estequedarepresentadoporun0oun1.

En este sentido, se puede establecer una equivalencia demedidas enmúltiplosdebitsutilizadosparadesignarcadamedida.

Deestaforma,porejemplo,unTbsecorrespondecon240bytes.

Veamosalgunasdeestas equivalenciasde formamásdetalladaen laTabla1.6.

Elnúmero1024esunapotenciade2(210).Suusoestájustificado,yaqueelordenadorutilizainternamenteelsistemadecodificaciónbinarioparatodassusoperaciones.

Elbytesesueleemplearparareasentaruncarácteralfanumérico.

AntesvimoslascodificacionesASCIIyEBCDIC,queusaban8bitspararepresentarcadasímbolo.

Actualmente,lacapacidaddelamemoriaRAMsemideenMboGb,ylacapacidaddelosdiscosdurosenGboTb.


34

Unidad Abreviatura Se habla de Representa

1Kilobyte Kb kas 1024bytes

1Megabyte Mb megas 1024Kb(1048576bytes)

1Gigabyte Gb gigas 1024Mb(1073741824bytes)

1Terabyte Tb teras 1024Gb(unbillóndebytes)

Tabla 1.6. Equivalencias de medidas de información.

Bit=mínimaunidaddeinformación.

4Bits=Nibbleocuarteto.

8Bits=1Byte.

1024Bytes=1Kilobyte.

1024Kilobytes=1Megabyte(Mb).

1024Megabytes=1Gigabyte(Gb).

1024Gigabytes=1Terabyte(Tb).

1024Terabytes=1Petabyte(Pb).

1024Petabytes=1Exabyte(Eb).

1024Exabytes=1Zettabyte(Zb).

1024Zettabytes=1Yottabyte(Yb).

1024Yottabytes=1Brontobyte(Bb).

1024Brontobytes=1Geopbyte(Geb).

Ampliación

Pararealizarlaequivalenciadeunasmedidasdeinforma-ciónconotras,tendremossiempreencuentalamedidaalaquequeremosllegarylamedidadelaquepartimos.

Enlasiguientetablapodemosveralgunastransformacio-nesyarealizadas.

Ejemplo

Cantidad a transformar Kb Mb Gb Tb

160 000 Kb 160 000 Kb 160000Kb/1024=156,25 Mb

160000Kb/1024/1024=156,25Mb/1024=

0,152587 Gb

160000Kb/1024/1024/1024=156,25Mb/1024/1024=

0,152587Gb/1024=0,000149 Tb

2 000 Mb 2000Mb·1024=2 048 000 Kb 2 000 Mb 2000Mb/1024=

1,953125 Gb

2000Mb/1024/1024=1,953125Gb/1024

0,001907 Tb

550 Gb550Gb/1024/1024=563200Mb/1024=

576 716 800 Kb

550Gb/1024=563 200 Mb 550 Gb 550Gb/1024=

0,537109 Tb

0,1 Tb0,1Tb·1024·1024·1024=102,4Gb·1024·1024=104857,6Mb·1024=

107 374 182,4 Kb

0,1Tb·1024·1024=102,4Gb·1024=

104 857,6 Mb

0,1Tb·1024=102,4 Gb 0,1 Tb

35


Comprueba tu aprendizaje

1. La información contenida en disquete y discos duros, ¿es software o hardware?

2. Dibuja un esquema de cómo se representaría la pala-bra HOLA en las celdillas de memoria.

3. Clasifica los siguientes periféricos y soportes según su tipo: impresora, escáner, módem, monitor, disco duro, pen drive, tarjeta de sonido.

4. Indica las partes y funciones de un sistema informá-tico.

5. Completa las siguientes tablas de códigos:

6. En el ejercicio anterior se han manejado códigos numéricos que pueden corresponder, por ejemplo, a una dirección de memoria, etc. Pero en el ordenador se maneja todo tipo de información, no únicamente numérica. No sólo existen códigos numéricos como BCD (4 bits), sino que, como sabemos, existen códigos alfanuméricos, ASCII (7 u 8 bits), EBCDIC (8 bits), FIEL-DATA (6 bits), que hacen corresponder cada carácter con una cadena binaria de un número de bits.

a) UsandoASCIIde8bitsyEBCDIC,transcribeaunacadenabinarialapalabraCADENA.

b) UsandoASCIIde8bitsyEBCDIC,transcribeaunacadenabinarialafrase«HOYes3-10-01».

c) ¿Tiene alguna ventaja o inconveniente usar uncódigouotro?

d) ¿Cuántos caracteres distintos pueden represen-tarseconestoscódigos:BCD,FIELDATA,ASCII,EBCDIC?

7. ¿Puede funcionar un ordenador sin software básico? ¿Y sin unidad de disco duro?

8. Explica qué tipo de método de direccionamiento siguen las siguientes instrucciones para ejecutarse:

SUMA 45

RESTA 34 12

PROD 32 12 45

9. Realiza el seguimiento del siguiente programa infor-mático y especifica qué resultados se obtienen al final del mismo:

SUMA 20 12 15

RESTA 15 14 13

SUMA 13 17

MOVER 17 18

Contesta las siguientes preguntas:

a) ¿Cuáleselcontenidodelaposición18dememo-ria?¿Ydelaposición13?

b) ¿Enquéposiciónsealmacenaelresultadofinaldelaoperación?

c) Realizatodoelseguimientodelaejecucióndelprogramasuponiendoqueentodaslasposicionesdememoriahayun1.

Nota. En los ejercicios 8 y 9, los números indicados son posiciones de memoria.

Binario 11111111

Decimal 123

Octal 16

Hexadecimal CAE

Binario 10101001

Decimal 987

Octal 701

Hexadecimal FEA

Binario 111001001

Decimal 110

Octal 621

Hexadecimal ADAD


36

Comprueba tu aprendizaje

10. Explica cada uno de los componentes del siguiente esquema:

• Registrodeinstrucción.

• Registrocontadordeprogramas.

• Controladorydecodificador.

• Secuenciador.

• Reloj.


• Operacionalocircuitooperacional.

• Registrosdeentrada.

• Registroacumulador.

• Registrodeestado.


• Registrodedirecciones.

• Registrodeintercambio.

• Selectordememoria.

• Señaldecontrol.

13. Teniendo en cuenta la siguiente tabla, sigue la repre-sentación de los números hasta el 31 decimal:

Registro deinstrucciones

Bus de datos einstrucciones

Bus deDirecciones

Decodificador Secuenciador

Contador deprograma

Reloj

CIRCUITOOPERACIONAL

Registrosde estado

Señalesde control

Registro deentrada 1

BUS DEL SISTEMA

Acumulador

Registro deentrada 2

Selector

Registro dedirecciones

MEMORIACENTRAL

Registro deintercambio

Bus de direcciones

Dirección Dato

Señ

ales

de

con

tro

l

Bus de datos

Bus decontrol

Decimal Binario Base 8 Base 160 00000 0 01 00001 1 12 00010 2 23 00011 3 34 00100 4 45 00101 5 56 00110 6 67 00111 7 78 01000 10 89 01001 11 910 01010 12 A11 01011 13 B12 01100 14 C13 01101 15 D14 01110 16 E15 01111 17 F16 10000 20 1017 10001 21 1118 10010 22 1219 10011 23 13

Unidad Introducci³n a los sistemas informticos

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