Sistemas Microinformáticos

Área de la ciencia informática basada en la arquitectura, lógica y mantenimiento de ordenadores personales.

Subsistemas que componen los Sistemas Microinformáticos

Procesamiento datos, almacenamiento de datos, transferencia de datos.

Componentes Hardware

Componentes físicos.

Componentes Software

Componentes lógicos. No tangibles.

Unidad de Almacenamiento

La unidad mínima de almacenamiento es el byte.

Unidad de Velocidad

La unidad mínima de velocidad es el bit.

Partes de la CPU:

1. Unidad de Control (UC)

• Recibe la información.
• Transforma la información.
• Interpreta la información.
• Envía órdenes a los elementos necesarios para procesar los datos.

2. Unidad Aritmética Lógica (ALU)

Parte de la CPU encargada de realizar las transformaciones de los datos. Gobernada por la UC, la ALU consta de una serie de módulos que realizan operaciones aritméticas y lógicas.

La ALU se compone básicamente de: Circuito Operacional, Registros de Entradas, Registro Acumulador y un Registro de Estados

• Registro acumulador: registro de almacenamiento temporal, donde se depositan los resultados obtenidos de las operaciones.
• Registro de estado: informa sobre el resultado que se obtuvo al ejecutar la última instrucción y que se tendrá que tener en cuenta en otras operaciones posteriores.
• Registro de entrada (R1 y R2): almacenan los datos que intervienen en la operación a realizar por la A.L.U.

3. Registros Internos

El almacenamiento de los resultados, la recolección de datos, debe ser lo más rápido posible, al menos, al mismo ritmo que la ALU sea capaz de procesar.

Tipos de Almacenamiento:

Volátil:

• DRAM
• RAM
• SRAM
• Caché

No Volátil

• CD-ROM
• Disco Duro
• USB
• EPROM

Tiempo de Acceso:

Tiempo necesario para poder recuperar el/los datos de la memoria.

Modelo Arquitectura de Von Neuman:

Este describe una arquitectura de diseño para un computador digital electrónico con partes que constan de una unidad de procesamiento que contiene una unidad aritmético lógica y registros del procesador, una unidad de control que contiene un registro de instrucciones y un contador de programa, una memoria para almacenar tanto datos como instrucciones, almacenamiento masivo externo, y mecanismos de entrada y salida.

Memoria RAM también llamada Memoria Principal:

Random Access Memory. Almacena datos e instrucciones para que puedan ser accedidos por otros componentes básicos, de manera que evita que tengan que volver a pasar por el procesador o en ocasiones por la tarjeta gráfica.

Memoria Caché:

Se precarga el dato para el micro y las instrucciones más utilizadas. Mejora el rendimiento del sistema.

Latencia:

Tiempo que tarda la memoria en devolver un dato desde que fue solicitado.

Ancho de Banda:

Cantidad de información que pasa por un punto por segundo.

Sistema de Interconexión-Buses de Datos:

Transfiere datos entre el entorno exterior y el computador. En él se encuentran los controladores de periféricos que forman la interfaz entre los periféricos, la memoria y el procesador.

Unidad de Entradas y Salidas:

Donde conectan los periféricos para que el microprocesador los detecte y pueda trabajar con ellos.

ROM (Read Only Memory)

Permite lectura. Memoria no volátil. También denominada BIOS. Es el contenedor de los datos de arranque para que el microprocesador pueda comunicarse con el resto del sistema.

Unidades de Entrada/Salida:

Son las encargadas de comunicar el mundo ‘sistema’ con el mundo ‘exterior’. Registro de entrada. Registro de salida. Bus de datos.

Bus del Sistema:

Encargado de unir todos los elementos que conforman el sistema informático. Están formados por un número determinado de hilos eléctricos, estos, indican el ancho de banda. La velocidad del bus se mide en Hertzios. El tamaño del bus o ancho de bus se mide en bits.

Tipos de bus:

• Bus de direcciones. Encargados de seleccionar la posición de memoria. Transmite direcciones entre la CPU y la memoria. Tamaño máximo de memoria accesible por la CPU = 2^n bits del bus de direcciones
• Bus de datos. Encargados de transmitir los datos/información binaria.
• Bus de control. Encargados de transmitir órdenes.

Arquitectura CISC (Complex Instruction Set Computer) Intel

Arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer) Apple

Discos Duros Mecánicos:

Longitudinal Magnetic Recording (LMR)

• Problemas por imanes adyacentes repulsivos.
• Rotación de magnetización.
• Almacenamiento inestable.
• Necesidad de mayor espacio entre celdas

Perpendicular Magnetic Recording (PMR)

• Alineación perpendicular a la superficie.
• Mayor densidad.
• Almacenamiento estable.
• Fuerzas atractivas entre los ‘imanes’.
• Requiere capa extra.

Shingled Magnetic Recording (SMR)

• Objetivo: incrementar la densidad que se puede grabar por unidad de almacenamiento.
• Trata de eliminar el espacio vacío existente entre pistas.
• Superponer pistas.
• El cabezal de lectura es más estrecho que el de escritura.

Solid State Drive – SSD

• Memoria NAND Flash + Controlador + Caché + Condensadores.

Solid State Drive – SSD- con NOR y NAND

• Bits por celda.
• NOR: celdas flash con puertas NOR.
• NAND: funcionan como una SRAM, se fabrican a través de transistores de puerta flotante.

Solid State Drive – SSD- con NAND

SLC: Gestionan un bit por cada celda y se caracteriza por su dureza.

MLC: Gestionan 2 bits por celda, aumentando la densidad de almacenamiento por celda.

TLC: Es uno de los más comunes, pero el rendimiento es inferior. 3 bits por celda.

QLC: Gestionan 4 bits por celda y es la evolución de TLC.

NAS (Network Attached Storage): Mueve archivos pequeños

SAN (Storage Area Network): Red dedicada de alto rendimiento.

Calcular los pixels conociendo el tamaño final y los puntos por pulgada

Ejemplo: Tenemos que presentar una imagen de 50x70cm, a 200 puntos por pulgada (un caso real), necesitamos:

Lado mayor: 70*200/2,54 = 5512 pixels

Lado menor: 50*200/2,54 = 3937 pixels

Es decir, 21 Mpixels y pico.

Etiquetas: componentes hardware, CPU, informática, sistemas microinformáticos, unidad de almacenamiento