Ejecución de una instrucción

La CPU ejecuta los programas que se encuentran cargados en la memoria principal; estos están formados por un conjunto de instrucciones que, a la hora de ejecutar una, se distinguen 2 fases:

• Fase de búsqueda: Consiste en localizar la instrucción a ejecutar dentro de la memoria principal y llevarla a la UC (unidad de control) para procesarla.
• Fase de ejecución: Es la realización de las acciones que llevan asociadas a las instrucciones. Por ejemplo, una suma, etc.

Ejemplo: pasos que hay que seguir para ejecutar un programa que sume dos números y visualice la suma. En esta operación, la UC establece las conexiones con el dispositivo de salida para visualizar el dato C.

Jerarquía de las memorias

La memoria se organiza en niveles dependiendo de la capacidad, la velocidad de acceso y el coste. El nivel superior estará constituido por memorias muy rápidas, de menor capacidad y tiempo de acceso mínimo, con un coste alto. Cuanto más pequeño sea el hardware, este será más rápido y más caro. Cada nivel es más pequeño, más caro y más rápido que el siguiente.

Registros de la CPU: Son memorias de baja capacidad pero de alta velocidad integradas en el procesador que permiten guardar y acceder a valores muy usados, generalmente en operaciones matemáticas. El tiempo de acceso es inferior al nanosegundo.

Memoria caché o tampón: de baja capacidad, muy rápidas, con tiempos de acceso inferiores a los 5 nanosegundos. Se interponen entre el procesador y la memoria principal. La memoria caché permite acelerar el acceso a los datos, trasladándolos a un medio más rápido cuando se supone que van a leerse o modificarse pronto. Cuando se accede por primera vez a un dato, se hace una copia en la caché; los accesos posteriores se realizan a dicha copia, logrando que el tiempo de acceso medio al dato sea menor.

Memoria principal (RAM): Es más lenta y de mayor capacidad, y oscilan entre varios GB o TB. El tiempo de acceso se mide en nanosegundos (10^-9 seg). La forman los discos duros del ordenador, tanto internos como externos, donde se almacenan todos los programas y archivos para un uso posterior. En caso de que la memoria principal sea insuficiente, utiliza espacio de los discos duros como apoyo; a esta memoria se le llama virtual.

Soportes magnéticos: dispositivos para el almacenamiento de la información, consistentes en una base de plástico recubierta por una capa magnética sobre la que se sitúan las cabezas de lectura y escritura, que lo que hacen es modificar la corriente eléctrica de manera que la grabación se produce gracias a pequeños puntos magnetizados.

El tipo más común es el disco duro, aunque se iniciaron con las cintas magnéticas (primera grabación de ordenadores) que duraron poco.

Disco compacto: conocido popularmente como CD (Compact Disc) es un soporte digital óptico utilizado para almacenar cualquier tipo de información (audio, vídeo, documentos y otros datos). Tiene una capacidad de 700-800 MB.

DVD (Digital Versatile Disc): es un formato de almacenamiento óptico que puede ser usado para guardar datos.

Blu-ray: Conocido como Blu-Ray Disc o BD es un formato de disco óptico de nueva generación de 12 cm de diámetro (igual que el CD o DVD) para vídeo de alta definición y almacenamiento de datos de alta densidad. Su capacidad de almacenamiento actualmente llega a 50 GB a doble capa y a 25 GB a una capa.

Periféricos de entrada y salida

Los periféricos son dispositivos que se conectan al ordenador y permiten almacenar información y comunicar al ordenador con el mundo exterior.

Periféricos de entrada

Son los que introducen datos externos al ordenador para su tratamiento posterior por parte de la CPU. Los más habituales son:

• Teclado
• Ratón
• Cámara web
• Escáner
• Micrófono
• Escáner de código de barras
• Joystick
• Pantalla táctil

Periféricos de salida

Son los que reciben información procesada por la CPU y la reproducen para que sea perceptible para el usuario. Por ejemplo:

• Monitor
• Impresora
• Altavoces
• Auriculares
• Fax

Periféricos de almacenamiento

Se encargan de guardar los datos, de forma que permanezcan para usos posteriores. Pueden ser internos, como el disco duro, o externos como un CD. Los más comunes son:

• Disco duro
• Grabadora/lectora de CD/DVD
• Blu-ray, HD-DVD
• Memoria flash
• Lectora/grabadora de cintas magnéticas
• Lector/grabador de disquetes
• Discos portátiles

El software del ordenador

Es el conjunto de programas, instrucciones y reglas informáticas para ejecutar ciertas tareas en un ordenador (IEEE 729).

Es todo lo lógico, lo que no podemos tocar, lo intangible.

El software se divide en dos categorías: según el tipo de trabajo que realiza y según el método de distribución.

Software basado en el tipo de trabajo que realiza

• Software de sistema: permite que el hardware funcione. Lo forman programas que permiten la administración de la parte física o los recursos del ordenador e interactúa entre el usuario y los componentes hardware del ordenador.
• Software de aplicación: lo forman los programas que nos ayudan a realizar tareas específicas en cualquier campo de actividad susceptible de ser automatizado o asistido.
• Software de programación o desarrollo: es el que proporciona al programador herramientas para ayudarle a escribir programas informáticos y a usar diferentes lenguajes de programación de forma práctica. Entre ellos se encuentran los entornos de desarrollo integrados (IDE) que habitualmente cuentan con una avanzada interfaz gráfica de usuario (GUI).
• Software multimedia: se refiere a los programas utilizados para presentar de una forma integrada, gráficos, sonidos y animaciones.
• Software de uso específico: es el que se desarrolla especialmente para resolver un problema determinado de alguna organización o persona.

Software según el método de distribución

• Shareware: es una modalidad de distribución de software, tanto juegos como programas utilitarios, para que el usuario pueda evaluar de forma gratuita el producto por un tiempo específico. Para adquirir una licencia que permita el uso del software de manera completa se requiere un pago.
• Freeware: es un software que se distribuye sin cargo. A veces se incluye el código fuente, pero no es lo usual. Suele incluir una licencia de uso, que permite su redistribución pero con algunas restricciones, como no modificar la aplicación en sí. Contrariamente a lo que se cree, los programas de software libre no necesariamente son freeware.

El sistema operativo

Es el programa o conjunto de programas que controla el funcionamiento del hardware, ofrece al usuario un modo sencillo de acceso al ordenador, coordina y jerarquiza todos los procesos que se llevan a cabo en un ordenador y los periféricos (operaciones de escritura y lectura – entrada y salida).

Se denomina proceso o tarea a un instante de un programa en ejecución.

El sistema operativo está compuesto por un conjunto de programas. Estos programas se incluyen por lo general en este conjunto de software:

• El núcleo o kernel: representa las funciones básicas del sistema operativo, se encarga de la carga inicial (programa de arranque), planifica el trabajo de la CPU (planifica procesos y tareas), administra los periféricos, la comunicación entre procesos, administra la memoria y administra los archivos.
• El Shell o intérprete de comandos: posibilita la comunicación con el sistema operativo a través de un lenguaje de control, permitiendo al usuario controlar los periféricos sin conocer las características del hardware utilizado. Es una interfaz entre la CPU y el usuario. El sistema de archivos: permite que los archivos se registren en una estructura arbórea.

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