introducción a sistemas informáticos

Tema 1. Introducción a Sistemas Informáticos

Módulo: Sistemas Informáticos (SIF) 1º DAW1ºDAM

Arquitectura de los ordenadores

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

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

Arquitectura Von Neumann

El sistema informático

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

Componentes físicos de un sistema informático

El microprocesador Los microprocesadores son el núcleo

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


El microprocesador Funciona en base a la repetición de

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


El microprocesador Las características técnicas comerciales de los

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

medido en bits Frecuencia (Mal llamada velocidad) de

proceso interna y externa Conjunto de palabras que es capaz de

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

accesibles Tamaño de palabra de trabajo medida en bits.

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


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

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

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

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


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

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

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


La memoria RAM Dentro de la placa principal se encuentran distintas

unidades de memorias que se adaptan a las determinadas funcionalidades que el ordenador necesita para hacer su correcto trabajo.

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

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

Más costoso

Menos costoso

Menor tiempo de acceso

Mayor tiempo de acceso


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

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


Buses y ranuras de expansión Buses son los canales de comunicación

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

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


Unidades de almacenamiento secundario Magnéticos

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

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

Ópticos DVD, Blu-Ray

Removibles Pueden ser regrabables Organización en pistas concéntricas distribuidas en

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

Discos de estado sólido basados en flash


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

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

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

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

impresora multifunción


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

Razones económicas Compartir datos Creación de sistemas de información distribuida Evitar redundancias inútiles de información Proceso distribuido Compartir recursos Simplificación de la gestión de los sistemas Trabajo corporativo Centralización de la gestión del almacenamiento

y del backup


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

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

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

de la tarjeta Elementos de configuración de la tarjeta:

puentes, conmutadores, etc.


Componentes de una red informática Medios de transmisión

Cable Coaxial UTP Fibra óptica

Ondas electromagnéticas (Wi-Fi, por ejemplo)


Componentes de una red informática Dispositivos de interconexión

Repetidor. Nivel físico OSI Concentradores

Un concentrador (hub) funciona como centro de cableado para una red con topología en estrella. Nivel físico OSI

Su función consiste en que el tráfico que llega a cualquiera de los puertos se propague a través de todos los demás.

Puentes. Nivel enlace OSI. Almacena y reexpide las tramas que le llegan por sus puertos en función del contenido de las mismas tramas. Puede conectar redes remotas

Conmutador (switch) Existen conmutadores de nivel 3 del protocolo OSI, pero aún no están maduros. La mayor parte de ellos. Siempre local. Más veloz que el anterior. Puede repartir el ancho de banda. Los hay apilables

Router. Nivel de Red modelo OSI. Realiza enrutamiento Pasarela: Cualquier dispositivo de interconexión por encima

de los niveles anteriores en el modelo OSI


Topologías de red Topología en malla.

Cada ordenador se encuentra conectado directamente con todos los demás.

Topología en bus Los puestos se conectan a una única línea

de transmisión que recorre la ubicación física de todos los ordenadores. Es muy sensible a problemas de tráfico o a las roturas de los cables


Topologías de red Topología en estrella

Todos los puestos se conectan a un puesto central a través de líneas de transmisión individuales

Topología en anillo. Conecta todos sus equipos en torno a un

anillo físico. Una rotura del anillo provoca el fallo general de la red


Topología de red Topología en árbol:

Es aquella que cuenta con un cable principal (backbone) al que hay conectadas redes individuales en bus

Topología híbrida Cada topología presenta ventajas e

inconvenientes. Esto hace que frecuentemente las redes en explotación tengan elementos de otras topologías mezclados entre sí


Arquitectura de red Es el conjunto organizado de capas y

protocolos de la misma. Esta organización debe estar suficientemente clara como para que los fabricantes de software o hardware puedan fabricar sus productos

Modelos OSI y TCP/IP

Componentes lógicos de un sistema informático

Sistema operativo: El SO se plantea como el interfaz básico

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

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

Es el software que maneja todos los programas que usamos

Organiza y controla nuestro hardware


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

Informático 2. Proporciona una forma estable y consistente para tratar

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

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

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

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


Clasificaciones de sistemas operativos Por arquitectura: Monolíticos, por

capas, microkernel o máquina virtual Por número de tareas: Monotarea o

multitarea Por número de usuarios: Monousuario

o multiusuario Monopuesto, de red o distribuidos


Tipos de software Lenguajes de programación

Bajo nivel Ensamblador Alto nivel

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

gestor Independencia lógica y física de los datos.


Tipos de software Aplicaciones informáticas. Los distintos

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

Las aplicaciones pueden ser propietarias o de código abierto

Bibliografía

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

Sistemas Operativos monopuesto, Ed McGraw-Hill

Redes de Área Local, de Alfredo Abad, Ed. McGraw-Hill

Guía práctica para usuarios, Redes Locales, de J. Félix Rábago, ed Anaya

Sistemas Gestores de Bases de Datos, de Gregorio Cabrera, Ed. Paraninfo

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