webquest de fundamentos de sistemas victor fernández y antonio fernández
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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.