23 Mar
INFORMÁTICA: La ciencia que estudia el tratamiento automático de la información.
ORDENADOR: Máquina que permite realizar el tratamiento automático de la información.
SISTEMA INFORMÁTICO: Conjunto de elementos de hardware y software interconectados para el tratamiento automático de la información.
Elementos Principales de un Sistema Informático:
- Hardware: Componentes físicos del sistema informático, como el monitor y el teclado.
- Sistema Operativo: Conjunto de programas que permiten la comunicación y manejo del hardware.
- Aplicaciones y Programas: Programas que utilizan el sistema operativo para operar con el ordenador.
- Usuarios: Personas que interactúan con el sistema informático.
Objetivos de un Sistema Informático:
- Rapidez: Reducir los tiempos necesarios para realizar tareas.
- Eficiencia: Disminuir costos y esfuerzo en la realización de tareas.
- Precisión: Minimizar la cantidad de errores en el proceso.
Clasificación de los Datos Según su Forma de Uso:
- Datos Numéricos: Los dígitos utilizados para realizar cálculos matemáticos.
- Datos Alfabéticos: Las letras utilizadas en el sistema de numeración.
- Datos Alfanuméricos: Una combinación de dígitos y letras, incluyendo caracteres especiales.
Clasificación de los Datos Según su Variabilidad:
- Datos Fijos: Los datos que permanecen constantes durante el proceso o programa.
- Datos Variables: Los datos que se modifican durante el proceso según ciertas condiciones o acciones realizadas por los programas.
Clasificación de los Datos:
- Datos de Entrada: Los datos que se suministran al ordenador desde los periféricos de entrada o desde diferentes soportes de información.
- Datos Intermedios: Los datos que se obtienen en la segunda fase del tratamiento automático de la información.
- Datos de Salida: Los resultados obtenidos a través de las unidades periféricas de salida y que completan el proceso del tratamiento de la información.
Componentes del Hardware
- CPU (Unidad Central de Proceso):
- Unidades de entrada y salida
- Memoria central
- Buses
- Controladores
- Periféricos
Unidad Central de Proceso (CPU):
Es responsable de interpretar y procesar las instrucciones, enviando órdenes a otros componentes del ordenador para su ejecución. El procesador está formado por la unidad de control, la unidad aritmético-lógica y la memoria interna.
Etapas de la Ejecución de una Instrucción:
- Búsqueda: Durante la búsqueda, la CPU extrae la siguiente instrucción de la memoria y la almacena en el registro de instrucción.
- Descodificación: La UC analiza el código de operación de la instrucción.
- Lectura de Operandos: Implica identificar los datos necesarios en la memoria y el modo de direccionamiento para acceder a ellos.
- Operación: La ALU aplica la operación correspondiente sobre los operandos almacenados y el resultado se almacena en el acumulador de la ALU.
- Almacenamiento de Resultados: Los resultados obtenidos de la operación pasan a través del bus de datos y se guardan en la memoria RAM.
Unidad de Entrada y Salida. Buses
La unidad de entrada y salida conecta el procesador con los componentes internos del ordenador y los dispositivos externos.
Buses:
Son conjuntos de hilos físicos que permiten la transmisión de datos entre los diferentes componentes del sistema informático.
Tipos de Buses:
- Bus de Datos: Transmite información entre la CPU y los periféricos.
- Bus de Direcciones: Identifica el dispositivo al que va destinada la información.
- Bus de Control o del Sistema: Organiza y redirige la información hacia el bus pertinente según la información que desea transmitir.
La velocidad del bus, medida en megahercios, influye directamente en el rendimiento global del ordenador al permitir una circulación más rápida de bits.
Cuello de Botella: El cuello de botella se produce cuando, a pesar de tener un procesador más rápido, la transferencia de datos a través del bus no mejora, limitando el rendimiento.
Memoria RAM
La memoria RAM almacena temporalmente los programas y datos que se están procesando en el ordenador, permitiendo que el sistema acceda rápidamente a la información necesaria.
Memoria Caché:
Actúa como un intermediario entre la memoria RAM y el procesador, almacenando temporalmente la información que se utiliza con más frecuencia para agilizar los cálculos.
Funcionamiento de la Memoria RAM:
- Almacenamiento de la Información: La información en la memoria se almacena en forma de bits, donde cada combinación de ceros y unos representan datos específicos.
- Operación Lectura: Implica cargar un programa desde el almacenamiento masivo a la memoria principal para su ejecución.
- Operación de Escritura: Proceso de almacenar un programa o documento en el soporte de almacenamiento externo después de ser procesado.
- Celdas Biestables: Son componentes electrónicos que almacenan información en forma de bits, representando la presencia o ausencia de energía como un 1 o un 0.
- Refresco de Memoria: Es el proceso mediante el cual el sistema informático actualiza constantemente el contenido de las celdas biestables para evitar la pérdida de información.
Según el Refresco de Memoria, la Memoria Interna se Puede Clasificar en:
- DRAM: Es un tipo de memoria de gran capacidad que requiere actualización periódica para mantener la información almacenada.
- SDRAM: Es una memoria que requiere actualización de sus celdas en intervalos de tiempo superiores a la DRAM, utilizada en ordenadores personales hasta la llegada de las DDR.
- DDRAM: Permite la transferencia de datos por dos canales simultáneamente en un mismo ciclo de reloj, mejorando la eficiencia en comparación con la SDRAM.
- DDR2/3/4/5: Son iguales que las DDR, pero con técnicas mejoradas que consiguen aumentar la velocidad de transferencia de datos, aunque suele ser a costa de subir el tiempo mínimo entre usos de la memoria.
- Ancho de Banda: Tasa de transferencia de datos que puede manejar, lo que afecta el rendimiento general del sistema.
Tipos de Memorias
Según la Persistencia de la Información Encontramos:
- Memorias Volátiles: Son aquellas que almacenan información temporalmente y requieren un suministro continuo de energía para mantener los datos.
- Memorias No Volátiles: Permiten el almacenamiento permanente de información, datos y programas, incluso cuando el ordenador está apagado.
Según las Propiedades de Lectura y Escritura Encontramos:
- Memorias de Acceso Aleatorio (RAM): Permite tanto la lectura como la escritura por parte del procesador, siendo posible escribir y leer de ellas millones de veces.
- Memorias de Solo Lectura (ROM): Una vez que han sido programadas en su fabricación, no pueden volver a ser escritas nunca más.
- Memorias de Lectura Preferente: Están diseñadas para ser leídas, pero pueden ser grabadas más de una vez.
- Memoria Externa o Secundaria: Incluye soportes de almacenamiento masivo que son capaces de almacenar grandes cantidades de información de manera permanente. Ejemplo: discos duros, DVD, pendrive…
- Memoria Interna o Principal: Se divide en RAM y ROM. La RAM permite la lectura y escritura de datos, mientras que la ROM contiene información que no se puede modificar. La memoria externa es más lenta que la memoria interna debido a su composición de componentes electrónicos de baja velocidad y mecánicos.
Memoria ROM
Almacena programas esenciales para cargar e iniciar el ordenador, incluyendo la información sobre los componentes de hardware.
BIOS:
El software que integra la ROM forma el BIOS, que es responsable de realizar las operaciones iniciales necesarias para que el sistema operativo funcione.
Memoria CMOS:
Almacena configuraciones lógicas del sistema y se mantiene almacenada por una pequeña pila para evitar la pérdida de datos.
Direccionamiento de la Memoria
La memoria está compuesta por celdas, cada una con una dirección única que permite acceder a la información almacenada. Para acceder a la información, se debe referenciar la dirección de la celda de memoria deseada, permitiendo operaciones de lectura y escritura. Cada celda de memoria representa un bit lógico que puede ser cero o uno y se utiliza para almacenar información digital.
Direccionamiento:
Es el método que utiliza el procesador para acceder a la memoria y puede ser inmediato, directo, indirecto o relativo.
- Direccionamiento Inmediato: Se produce cuando las instrucciones contienen dentro sus propios datos, de modo que no necesita acceder a la memoria para leerlo.
- Direccionamiento Directo: Se produce cuando la instrucción contiene la dirección real del objeto.
- Direccionamiento Indirecto: Se produce cuando la dirección obtenida no es el objeto deseado, sino la dirección donde se guarda la dirección. Por tanto, para obtener el objeto deseado se requiere un acceso adicional a la memoria.
- Direccionamiento Relativo: Se llama relativo cuando la dirección del dato que interviene en la instrucción se obtiene sumando a la dirección de la propia instrucción una cantidad fija.
Periféricos
Los periféricos se clasifican en dispositivos de entrada y salida que permiten la interacción del usuario con el ordenador. Los periféricos se conectan al ordenador a través de conectores externos o puertos que facilitan el envío y recepción de información. En los periféricos de entrada, la información circula por el bus de datos desde el periférico al procesador; en los periféricos de salida, la información circula por el bus de datos desde el procesador al periférico.
Partes de un Periférico:
- Parte Mecánica: La parte mecánica de un periférico está compuesta por dispositivos electromecánicos que determinan la velocidad de funcionamiento.
- Parte Electrónica: La parte electrónica controla los dispositivos mecánicos y permite la comunicación con el ordenador.
Características de los Periféricos:
- Fiabilidad: Es la probabilidad de que se produzca un error en la entrada y salida de datos.
- Tipo de Acceso: Los dispositivos pueden ser de acceso secuencial, donde se accede a los datos en orden específico, o de acceso directo, permitiendo el acceso inmediato a cualquier otro.
- Velocidad de Transferencia: Mide la cantidad de información que un dispositivo puede leer o grabar por unidad de tiempo.
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