WEBQUEST DE FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DE VICTOR

FERNANDEZ y ANTONIO FERNANDEZ

Arquitectura de los ordenadores

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 (UCP) trabaja internamente y accede a las

direcciones de memoria.

El ordenador recibe y envía la información a través de los periféricos

por medio de los canales. La UCP es la encargada de procesar la

información que le llega al ordenador. El intercambio de información

se tiene que hacer con los periféricos y la UCP. Todas aquellas

unidades de un sistema exceptuando la UCP se denomina periférico,

por lo que el ordenador tiene dos partes bien diferenciadas, que son:

la UCP (encargada de ejecutar programas y que está compuesta por

la memoria principal, la Unidad aritmético lógica (UAL) y la Unidad de

Control) y los periféricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada-

salida y comunicaciones).

Arquitectura Von Neumann

Sistema Informatico

Un sistema informático como todo sistema, es el conjunto de partes

interrelacionadas, hardware, software y de recurso humano que

permite almacenar y procesar información. El hardware incluye

computadoras o cualquier tipo de dispositivo electrónico inteligente,

que consisten en procesadores, memoria, sistemas de

almacenamiento externo, etc. El software incluye al sistema

operativo, firmware y aplicaciones, siendo especialmente importante

los sistemas de gestión de bases de datos. Por último el soporte

humano incluye al personal técnico que crean y mantienen el sistema

(analistas, programadores, operarios, etc.) y a los usuarios que lo

utilizan.

Componentes físicos de un Sistema Informatico

o El Microprocesador

El microprocesador (o simplemente procesador) es

el circuito integrado central y más complejo de

un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele

llamar por analogía el «cerebro» de un computador. Es

un circuito integrado conformado por millones de

componentes electrónicos. Constituye la unidad central de

procesamiento (CPU) de un PC catalogado como

microcomputador.

Es el encargado de ejecutar los programas, desde

el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario;

sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de

bajo nivel, realizando

operaciones aritméticas y lógicas simples, tales

como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas

binarias y accesos a memoria.

Esta unidad central de procesamiento está constituida,

esencialmente, por registros, una unidad de control,

una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de

cálculo en coma flotante(conocida antiguamente como

«co-procesador matemático»).

Partes de un Microprocesador.

o Encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en

si, para darle consistencia, impedir su deterioro

(por ejemplo, por oxidación por el aire) y permitir el

enlace con los conectores externos que lo acoplaran

a su zócalo a su placa base.

o Memoria caché: es una memoria ultrarrápida que

emplea el procesador para tener alcance directo a

ciertos datos que «predeciblemente» serán

utilizados en las siguientes operaciones, sin tener

que acudir a la memoria RAM, reduciendo así el

tiempo de espera para adquisición de datos. Todos

los micros compatibles con PC poseen la llamada

caché interna de primer nivel o L1; es decir, la que

está dentro del micro, encapsulada junto a él. Los

micros más modernos (Core i3,Core i5 ,core i7,etc)

incluyen también en su interior otro nivel de caché,

más grande, aunque algo menos rápida, es la caché

de segundo nivel o L2 e incluso los hay con

memoria caché de nivel 3, o L3.

o Coprocesador matemático: unidad de coma

flotante. Es la parte del micro especializada en esa

clase de cálculos matemáticos, antiguamente

estaba en el exterior del procesador en otro chip.

Esta parte está considerada como una parte

«lógica» junto con los registros, la unidad de

control, memoria y bus de datos.

o 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 cada procesador. Un

grupo de registros está diseñado para control del

programador y hay otros que no son diseñados para

ser controlados por el procesador pero que la CPU

los utiliza en algunas operaciones, en total son

treinta y dos registros.

o Memoria: es el lugar donde el procesador encuentra

las instrucciones de los programas y sus datos.

Tanto los datos como las instrucciones están

almacenados en memoria, y el procesador las

accede desde allí. La memoria es una parte interna

de la computadora y su función esencial es

proporcionar un espacio de almacenamiento para el

trabajo en curso.

o Puertos: es la manera en que el procesador se

comunica con el mundo externo. Un puerto es

análogo a una línea de teléfono. Cualquier parte de

la circuitería de la computadora con la cual el

procesador necesita comunicarse, tiene asignado un

«número de puerto» que el procesador utiliza como

si fuera un número de teléfono para llamar circuitos

o a partes especiales.

Físicamente es un circuito integrado o chip situado sobre

una pequeña placa de silicio que contiene millones de

transistores.

¿Qué es CISC?

Complex Instruction Set Computer, en español Computador con

Conjunto de Instrucciones Complejas) es un modelo de arquitectura

de computadores. Los microprocesadores CISC tienen un conjunto de

instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir

operaciones complejas entre operandos situados en la memoria o en

los registros internos, en contraposición a la arquitectura RISC.

Este tipo de arquitectura dificulta el paralelismo entre instrucciones,

por lo que, en la actualidad, la mayoría de los sistemas CISC de alto

rendimiento implementan un sistema que convierte dichas

instrucciones complejas en varias instrucciones simples del tipo RISC,

llamadas generalmente microinstrucciones.

¿Qué es RISC?

En arquitectura computacional, RISC (del inglés Reduced Instruction

Set Computer, en español Computador con Conjunto de Instrucciones

Reducidas) es un tipo de diseño de CPU generalmente utilizado en

microprocesadores o microcontroladores con las siguientes

características fundamentales:

1. Instrucciones de tamaño fijo y presentadas en un reducido

número de formatos.

2. Sólo las instrucciones de carga y almacenamiento acceden a la

memoria de datos.

¿Qué es un registro?

Es una memoria de alta velocidad y poca capacidad, integrada en el

microprocesador, que permite guardar transitoriamente y acceder a

valores muy usados, generalmente en operaciones matemáticas.

¿Cómo son fiísicamente los microprocesadores y donde se insertan?

(en comparación con ZIF)

Físicamente es un circuito integrado o chip situado sobre una

pequeña placa de silicio que contiene millones de transistores. El

microprocesador está envuelto en una cápsula plástica que le da

consistencia, impide su deterioro (por ejemplo, por oxidación con el

aire) y permite mediante unos conectores externos "pincharlo" en la

placa base. El lugar de la placa en el que se "pincha" el micro se

conoce como zócalo. El zocalo “ZIF” (Zero Intertion Force) esta

provisto de una palanca lateral que permite insertar el procesador por

desplazamiento de una plataforma que evita ejercer presión sobre el

micro.

Realice una comparación entre intel i3, i5, i7 y los ARM

Los procesadores intel I3, son procesadores de doble núcleo con

procesador gráfico integrado, la GPU, denominada Intel HD que

funciona a 733 MHz. Poseen 4 MiB de caché de nivel 2, y controlador

de memoria para DDR3 hasta 1,33 GHz. La microarquitectura

utilizada es la Intel Nehalem. Utiliza de 2 a 4 nucleos

Los microprocesadores I5 tienen una frecuencia de reloj de CPU de

3,6 GHz y una velocidad DMI de 2,5 GT/s. Su microarquitectura

utilizada es la Nehalem y el número de núcleos es de 2 a 4

Los Core i7 son los primeros procesadores que usan la

microarquitectura Nehalem de Intel. Su frecuencia de reloj de la CPU

es de 2,66 GHz a 3,33 GHz y el numero de núcleos que utiliza son 4.

Los procesadores ARM se basan en el modelo RISC, utilizan una

arquitectura de 32 bits.

¿Qué significa ZIF? ¿A que hace referencia? Incluya alguna imagen

para ilustrarlo

Un ZIF, del inglés Zero Insertion Force, es un tipo de zócalo que

permite insertar y quitar componentes sin hacer fuerza y de una

forma fácil, ya que lleva una palanca que impulsa todos los pines con

la misma presión, por lo que también evita que se dañen.

¿Por qué son importantes los procesadores ARM?

Con la arquitectura ARM y los procesadores creados a su alrededor,

como Cortex-A5 o Cortex-A9, se proporciona a los usuarios de

dispositivos móviles toda la potencia necesaria para poder usar sus

terminales. Navegar por la red disponiendo de un rendimiento rápido

y de alta compatibilidad, dar soporte a la tecnología Adobe Flash o

hacerse cargo de la seguridad en diversos sistemas, como el bloqueo

de SIM o el uso de sistemas de pago DRM, son algunas de las

funciones en las que ARM juega un papel especial. Un ejemplo de

sistema informático que haga uso de los procesadores ARM es

Android.

Componentes Físicos de un Sistema Informático

o La Memoria Ram

o La memoria de acceso aleatorio (en inglés: random-

access memory) se utiliza como memoria de trabajo para

el sistema operativo, los programas y la mayoría del

software. Es allí donde se cargan todas las instrucciones

que ejecutan el procesador y otras unidades de cómputo.

Se denominan «de acceso aleatorio» porque se puede

leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo

de espera igual para cualquier posición, no siendo

necesario seguir un orden para acceder a la información

de la manera más rápida posible.

o En informática, la memoria (también llamada

almacenamiento) se refiere a parte de los componentes

que integran una computadora. Son dispositivos que

retienen datos informáticos durante algún intervalo de

tiempo. Las memorias de computadora proporcionan una

de las principales funciones de la computación moderna,

la retención o almacenamiento de información. Es uno de

los componentes fundamentales de todas las

computadoras modernas que, acoplados a una unidad

central de procesamiento (CPU por su sigla en inglés,

central processing unit).

Suele referirse a una forma de almacenamiento de estado

sólido conocido como memoria RAM (memoria de acceso

aleatorio, RAM por sus siglas en inglés random access

memory) y otras veces se refiere a otras formas de

almacenamiento rápido pero temporal. De forma similar,

se refiere a formas de almacenamiento masivo como

discos ópticos y tipos de almacenamiento magnético

como discos duros y otros tipos de almacenamiento más

lentos que las memorias RAM, pero de naturaleza más

permanente.

Memoria cache

MEMORIA RAM

Inserccion de memoria en la placa

Investigue y exponga los diferentes tipos de memoria RAM que

existen

SDR SDRAM

Memoria síncrona, con tiempos de acceso de entre 25 y 10 ns y que

se presentan en módulos DIMM de 168 contactos.

RDRAM

Se presentan en módulos RIMM de 184 contactos. Fue utilizada en

los Pentium IV . Era la memoria más rápida en su tiempo.

DDR SDRAM

Memoria síncrona, envía los datos dos veces por cada ciclo de reloj.

De este modo trabaja al doble de velocidad del bus del sistema, sin

necesidad de aumentar la frecuencia de reloj. Se presenta en

módulos DIMM de 184 contactos en el caso de ordenador de

escritorio

DDR2 SDRAM

Las memorias DDR 2 son una mejora de las memorias DDR (Double

Data Rate), que permiten que los búferes de entrada/salida trabajen

al doble de la frecuencia del núcleo, permitiendo que durante cada

ciclo de reloj se realicen cuatro transferencias.

DDR3 SDRAM

Las memorias DDR 3 son una mejora de las memorias DDR 2,

proporcionan significantes mejoras en el rendimiento en niveles de

bajo voltaje.

Los módulos DIMM DDR 3 tienen 240 pines, el mismo número que

DDR 2; sin embargo, los DIMMs son físicamente incompatibles,

debido a una ubicación diferente de la muesca

¿Qué tipos de encapsulamiento utilizan las memorias RAM en los

portátiles?

Módulos SO-DIM y Micro-DIMM: memoria para portátiles.

¿Qué tipos de memoria ram existen para Smartphones?

LPDDR3

o Memoria de video o grafica

o Una tarjeta gráfica, tarjeta de vídeo, placa de vídeo,

tarjeta aceleradora de gráficos o adaptador de pantalla,

es una tarjeta de expansión para una computadora u

ordenador, encargada de procesar los datos provenientes

de la CPU y transformarlos en información comprensible y

representable en un dispositivo de salida, como un

monitor o televisor.

Buses y ranuras de expansión

o Una ranura de expansión (también llamada slot de

expansión) es un elemento de la placa base de un

computador que permite conectar a esta una tarjeta

adicional o de expansión, la cual suele realizar funciones

de control de dispositivos periféricos adicionales, tales

como monitores, impresoras o unidades de disco.

o En arquitectura de computadores, el bus (o canal) es un

sistema digital que transfiere datos entre los

componentes de una computadora o entre computadoras.

Hay varios tipos de buses como EIDE, ATA, SATA, USB,

SCSI y Firewire.

o Unidades de almacenamiento secundario.

o El almacenamiento secundario (memoria secundaria,

memoria auxiliar o memoria externa) es el conjunto de

dispositivos y medios de almacenamiento, que

conforman el subsistema de memoria de una

computadora, junto a la memoria principal.

Almacenamiento magnético

Es una técnica que consiste en la aplicación de campos magnéticos a

ciertos materiales capaces de reaccionar frente a esta influencia y

orientarse en unas determinadas posiciones manteniéndolas hasta

después de dejar de aplicar el campo magnético. Ejemplo: disco

duro, cinta magnética.

Almacenamiento óptico

En los discos ópticos la información se guarda de una forma

secuencial en una espira que comienza en el centro del disco. Además

de la capacidad, estos discos presentan ventajas como la fiabilidad,

resistencia a los arañazos, la suciedad y a los efectos de los campos

magnéticos. Ejemplo, el CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD +/-R, DVD+/-

RW y BluRay.

Disco Duro

CD-ROM

Perifericos de entrada/salida

o Se entenderá por periférico al conjunto de dispositivos que, sin

pertenecer al núcleo fundamental de la computadora, formado

por la CPU y la memoria central, permitan realizar operaciones

de entrada/salida (E/S) complementarias al proceso de datos

que realiza la CPU.

o Periféricos de entrada:

o Teclado

o Micrófono

o Escáner

o Ratón o mouse

o Palanca de mando (Joystick)

o Gamepad

o Escáner de código de barras

o Cámara web

o Lápiz óptico

o Cámara digital

o Perifericos de salida:

o Visualizador

o Monitor

o Impresora

o Fax

o Tarjeta de sonido

o Altavoz

o Proyector digital

o Auriculares.

Explicar cuál es la distribución estándar de las teclas en el teclado

español.

Existen distintas disposiciones de teclado, para que se puedan utilizar

en diversos lenguajes. El tipo estándar de teclado inglés se conoce

como QWERTY. Denominación de los teclados de computadora y

máquinas de escribir que se utilizan habitualmente en los países

occidentales, con alfabeto latino. Las siglas corresponden a las

primeras letras del teclado, comenzando por la izquierda en la fila

superior. El teclado en español o su variante latinoamericana son

teclados QWERTY que se diferencian del inglés por presentar la letra

"Ñ" en su distribución de teclas.

Encontrar periféricos señalizadores distintos del raton, por ejemplo

para mejora de la accesibilidadpor parte de gente con discapacidades.

¿Qué es un trackball?

Un trackball es un dispositivo apuntador estacionario compuesto por

una bola incrustada en un receptáculo que contiene sensores que

detectan la rotación de la bola en dos ejes —como si fuera un ratón

de computadora boca arriba, pero con la bola sobresaliendo más. El

usuario hace girar la bola con el pulgar, los dedos, o la palma de la

mano para mover el cursor.

Una red de computadoras, también llamada red de

ordenadores, red de comunicaciones de datos o red

informática, es un conjunto de equipos informáticos y software

conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían

y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o

cualquier otro medio para el transporte de datos, con la

finalidad de compartir información, recursos y ofrecer servicios.

Las hay de varios tipos clasificadas según su extensión

geográfica: PAN, LAN, WAN, MAN

o Ventajas:

Posibilidad de compartir e intercambiar archivos.

Posibilidad de conexión entre dos o más

computadoras.

Comunicación rápida y eficiente.

Ahorro de costos y tiempo.

Posibilidad de compartir, software y hardware.

Posibilidad de manejo y control de otras pc.

Mejora la forma de trabajo.

Ayuda al crecimiento de la globalización.

Una red de computadoras esta compuesta por:

o Tarjetas de Red: Toda computadora que se conecta a una

red necesita de una tarjeta de interfaz de red que soporte

un esquema de red especifico, como Ethernet, ArcNet o

Token Ring. El cable de red se conectara a la parte

trasera de la tarjeta.

o Medios de transmisión: Hay diferentes medios de

transmisión por los que enviar datos en una red:

Cables:

Coaxial

UTP

Fibra optica

Ondas electromagnéticas, que, obviamente no se

ven.

o Dispositivos intermedios

dispositivos de acceso a la red (hubs, switches y

puntos de acceso inalámbricos)

Dispositivos de internetworking (routers)

servidores de comunicación y módems

dispositivos de seguridad (firewalls).

Topologias de red:

o Topologia en Malla:

La topología de red mallada es una topología de red

en la que cada nodo está conectado a todos los

nodos. De esta manera es posible llevar los

mensajes de un nodo a otro por distintos caminos.

Si la red de malla está completamente conectada,

no puede existir absolutamente ninguna

interrupción en las comunicaciones.

o Topologia en Bus:

Una red en bus es aquella topología que se

caracteriza por tener un único canal de

comunicaciones (denominado bus, troncal o

backbone) al cual se conectan los diferentes

dispositivos. De esta forma todos los dispositivos

comparten el mismo canal para comunicarse entre

sí.

o Topologia en estrella:

Una red en estrella es una red en la cual las

estaciones están conectadas directamente a un

punto central y todas las comunicaciones se han de

hacer necesariamente a través de este. Los

dispositivos no están directamente conectados entre

sí, además de que no se permite tanto tráfico de

información.

o Topologia en anillo:

Una red en anillo es una topología de red en la que

cada estación tiene una única conexión de entrada y

otra de salida. Cada estación tiene un receptor y un

transmisor que hace la función de traductor,

pasando la señal a la siguiente estación.

o Topologia en árbol:

La red en árbol es una topología de red en la que

los nodos están colocados en forma de árbol. Desde

una visión topológica, es parecida a una serie de

redes en estrella interconectadas salvo en que no

tiene un nodo central. En cambio, tiene un nodo de

enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o

switch, desde el que se ramifican los demás nodos.

o Topologia Hibrida:

Topología híbrida, las redes pueden utilizar diversas

tipologías para conectarse, como por ejemplo en

estrella.

Arquitectura de red:

o Es un sistema funcional compuesto de equipos de

transmisión, de programas y protocolos de comunicación

y de una de la infraestructura alámbrica o radioeléctrica

que permite la transmisión de datos entre los diferentes

componentes. Hay dos modelos: el modelo OSI (mas

teorico) y el TCP/IP (mas practico y es el que usan todos

los sistemas)

Dispositivos de Interconexión

o Switch

o Hubs

o Puntos de acceso

o Router.