Informatica arquitectura de computadoras

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  • 1. UNIVERSIDAD TCNICA DE MACHALA FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS Y DE LA SALUDCARRERA DE ENFERMERAPRIMERA UNIDAD ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS EL SISTEMA OPERATIVO Un sistema operativo es un programa que acta como intermediario entre el usuario y el hardware de una computadora. El propsito de un sistema operativo es ofrecer un ambiente en el que el usuario pueda ejecutar programas. El objetivo principal de un sistema operativo es, por lo tanto, hacer que el sistema de cmputo se pueda utilizar de manera cmoda. Un sistema operativo es una parte importante de casi todo el sistema de cmputo. De manera general, un sistema de cmputo puede dividirse en cuatro componentes: el hardware, el sistema operativo, los programas de aplicacin y los usuarios.COMPONENTES DE LA COMPUTADORA Hay dos partes bsicas para entender la computadora, estas partes son: el software y el hardware.La interaccin entre el Software y el Hardware hace operativa la mquina, es decir, el Software enva instrucciones al Hardware haciendo posible su funcionamiento. HARDWARE Es la parte tangible, es decir todo lo que podemos ver y tocar, como el CPU o el monitor, teclado, mouse, etc. SOFTWARE Es todo el conjunto intangible, es decir lo que no podemos tocar como datos y programas de la computadora.DOCENTE: ING. SIST. KARINA E. GARCA G.2

2. UNIVERSIDAD TCNICA DE MACHALA FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS Y DE LA SALUDCARRERA DE ENFERMERA ORGANIZACIN FSICA DEL COMPUTADOR El computador, habiendo sido diseado para el procesamiento de datos, su organizacin es similar a la de cualquier otro proceso. Indiferente de lo que se desee procesar, siempre se tendrn tres elementos importantes, la materia prima, la transformacin que es el proceso en s, y el producto final, es decir la materia prima transformada en un nuevo producto. As, el computador est conformado por dispositivos de entrada, unidad central de procesamiento, dispositivos de salida y adicionalmente memoria externa o dispositivos de almacenamiento.DISPOSITIVOS DE ENTRADA Estos son, teclado, ratn, escner, micrfono, cmara digital entre muchos otros, todos ellos permiten entrar datos al sistema. DISPOSITIVOS DE SALIDA Permiten presentar los resultados del procesamiento de datos, son el medio por el cual el computador presenta informacin a los usuarios. Los ms comunes son la pantalla (monitor), impresora, parlantes, etc. DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO Son los componentes tpicos empleados para el almacenamiento en una computadora, como disco duro, CDs, DVDs, memorias flash, etc. LA MEMORIA CENTRAL La memoria principal o RAM (Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el computador guarda los datos que est utilizando en el momento presente. El almacenamiento es considerado temporal por que los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida o no sea reiniciada.Se le llama RAM porque es posible acceder a cualquier ubicacin de ella aleatoria y rpidamente. Fsicamente, estn constituidas por un conjunto de chips o mdulos de chips normalmente conectados a la tarjeta madre. Los chips de memoria son rectngulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos: DOCENTE: ING. SIST. KARINA E. GARCA G.3 3. UNIVERSIDAD TCNICA DE MACHALA FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS Y DE LA SALUDCARRERA DE ENFERMERALa diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o los discos duros, es que la RAM es mucho ms rpida, y que se borra al apagar el computador, no como los Disquetes o discos duros en donde la informacin permanece grabada. Su capacidad de almacenamiento se mide en gigabytes (Gb). La unidad elemental de memoria se llama byte (octeto). Un byte tiene la capacidad de almacenar un carcter de informacin, y est formado por un conjunto de unidades ms pequeas de almacenamiento denominadas bits, que son dgitos binarios (0 , 1). Si se desea almacenar la frase: Hola Mortimer todo va bien. La computadora utilizar exactamente 27 bytes consecutivos de memoria. Obsrvese que, adems de las letras, existen cuatro espacios en blanco y un punto (un espacio es un carcter que emplea tambin un byte). De modo similar, el ncleo del pasaporte: P57487891 Ocupar 9 bytes, pero si se almacena como P5-748-7891 Ocupar 11 bytes. Estos datos se llaman alfanumricos, y pueden constar de letras del alfabeto, dgitos o incluso caracteres especiales (smbolos: $,#,*,etc). Mientras que cada carcter de un dato alfanumrico se almacena en un byte, la informacin numrica se almacena de un modo diferente. Los datos numricos ocupan 2,4 e incluso 8 bytes consecutivos, dependiendo del tipo de dato numrico.Existen dos conceptos importantes asociados a cada celda o posicin de memoria: su direccin y su contenido. UNIDADES DE MEDIDA DE ALMACENAMIENTO Las unidades de medida que se utilizan para el almacenamiento de datos en computacin son los siguientes: Byte Kilobyte Megabyte Gigabyte Terabyte Petabyte Exabyte Zettabyte Yottabite Brontobyte Geopbyte(B) (Kb) (Mb) (Gb) (Tb) (Pb) (Eb) (Zb) (Yb) (Bb) (Geb)equivalea equivale a equivale a equivale a equivale a equivale a equivale a equivale a equivale a equivale a equivale aDOCENTE: ING. SIST. KARINA E. GARCA G.8 bits 1024 bytes 1024 Kb 1024 Mb 1024 Gb 1024 Tb 1024 Pb 1024 Eb 1024 Zb 1024 Yb 1024 Bb 4 4. UNIVERSIDAD TCNICA DE MACHALA FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS Y DE LA SALUDCARRERA DE ENFERMERA PROCESAMIENTO FRECUENCIA DE TRANSMISION: La velocidad de procesamiento de un procesador se mide en gigahercios. Un megahercio es igual a un milln de hercios. Un hercio (o herzio o herz) es una unidad de frecuencia que equivale a un ciclo o repeticin de un evento por segundo. Esto, en palabras simples, significa que un procesador que trabaje a una velocidad de 500 megahercios es capaz de repetir 500 millones de ciclos por segundo. En la actualidad, dada la gran velocidad de los procesadores, la unidad ms frecuente es el gigahercio, que corresponde a 1.000 millones de hercios por segundo. Sobre esto hay que aclarar un concepto. Si bien en teora a mayor frecuencia de reloj (ms megahercios) su supone una mayor velocidad de procesamiento, eso es solo cierto a medias, ya que en la velocidad de un equipo no solo depende de la capacidad de procesamiento del procesador. Estas unidades de medida se utilizan tambin para medir la frecuencia de comunicacin entre los diferentes elementos del ordenador. VELOCIDAD TRANSMISION DE DATOS En el caso de definir las velocidades de transmisin se suele usar como base el bit, y ms concretamente el bit por segundo, o bps. Los mltiplos de estos si que utilizan el SI o Sistema Internacional de medidas. Los ms utilizados sin el Kilobit, Megabit y Gigabit, siempre expresado en el trmino por segundo (ps). Las abreviaturas se diferencian de los trminos de almacenamiento en que se expresan con b minscula. Estas abreviaturas son: Kbps.- = 1.000 bits por segundo. Mbps.- = 1.000 Kbits por segundo. Gbps.- = 1.000 Mbits por segundo. En este sentido hay que tener en cuenta que las velocidades que en la mayora de las ocasiones se muestran en Internet estn expresadas en KB/s (Kilobyte por segundo), lo que realmente supone que nos dice la cantidad de bytes (unidad de almacenamiento) que hemos recibido en un segundo, NO la velocidad de trasmisin. Podemos calcular esa velocidad de transmisin (para pasarla a Kbps o Kilobits por segundo) simplemente multiplicando el dato que se nos muestra por 8, por lo que una trasmisin que se nos indica como de 308 KB/s corresponde a una velocidad de transmisin de 2.464 Kbps, a lo que es lo mismo, 2.64 Mbps. Esta conversin nos es muy til para comprobar la velocidad real de nuestra lnea ADSL, por ejemplo, ya que la velocidad de esta si que se expresa en Kbps o en Mbps.DOCENTE: ING. SIST. KARINA E. GARCA G.5 5. UNIVERSIDAD TCNICA DE MACHALA FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS Y DE LA SALUDCARRERA DE ENFERMERAEn la imagen superior podemos ver un ejemplo de lo anteriormente comentado. Se muestra una velocidad de transferencia de 331 KB/s, lo que corresponde (multiplicando este dato por 8) a una velocidad de transmisin de 2.648 Kbps, o lo que es lo mismo, 2.65 Mbps (Megabits por segundo).LA UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU) La Unidad Central De Proceso, CPU dirige y controla el proceso de informacin realizado por la computadora. La CPU procesa o manipula la informacin almacenada en memoria; puede recuperar informacin desde memoria. Tambin puede almacenar los resultados de estos procesos en memoria para su uso posterior. La CPU consta de dos componentes: Unidad de Control (UC) y Unidad Aritmtica Lgica (ALU). La UC coordina las actividades de la computadora y determina qu operaciones se deben realizar y en qu orden; as mismo controla y sincroniza todo el proceso de la computadora. La ALU realiza operaciones aritmticas y lgicas, tales como suma, resta, multiplicacin, divisin y comparaciones. Los datos en la memoria central se pueden leer (recuperar) o escribir (cambiar) por la CPU.CPU ALURAMUCProgramaDatos de EntradaDOCENTE: ING. SIST. KARINA E. GARCA G.Datos de Salida6 6. UNIVERSIDAD TCNICA DE MACHALA FACULTAD DE CIENCIAS QUMICAS Y DE LA SALUDCARRERA DE ENFERMERA PROCESOS Los primeros sistemas de cmputo solo permitan la ejecucin de un programa a la vez. Este programa tena el control absoluto del sistema y el acceso a todos sus recursos. Los sistemas de hoy en da permiten cargar varios programas en la memoria y ejecutarlos de manera concurrente. Esta evolucin requiri de un control ms firme y una mayor divisin de los diferentes programas. Estas necesidades dieron por resultado el concepto de proceso, el cual es un programa en ejecucin. Un proceso es la unidad de trabajo de un sistema moderno de tiempo compartido. Por lo tanto, un sistema consiste en una coleccin de procesos: procesos del sistema operativo ejecutando cdigo del sistema y procesos de usuario ejecutando cdigo de usuario. Potencialmente todos estos procesos pueden ejecutarse de manera concurrente, multiplexando el o los