Arquitectura y Componentes Fundamentales de los Sistemas Informáticos

Fundamentos de la Informática

La Informática es la ciencia encargada del estudio y desarrollo de la información automática.

El Ordenador y sus Tipos

El ordenador es un dispositivo electrónico capaz de procesar datos a gran velocidad.

Clasificación de Ordenadores

• Superordenador: El CM-5 es equivalente a 1024 ordenadores personales.
• Mainframe: Se trata de un ordenador especializado en gestión de grandes volúmenes de datos.
• Microordenador: Incluye PC de torre y los de sobremesa.
• Ordenadores portátiles: Funcionan también mediante batería.
• PC-web: No tienen dispositivos de almacenamiento local.

Estructura General de un Ordenador: Hardware, Software y Elemento Humano

La estructura de un sistema informático se divide en tres elementos esenciales:

• El Software: Es la parte lógica, lo que no podemos tocar físicamente (programas e instrucciones).
• El Hardware: Es la parte física, lo que podemos tocar (componentes electrónicos).
• El Elemento Humano: Son los usuarios y operadores de los ordenadores.

La Unidad Central de Procesamiento (CPU)

La CPU (Central Processing Unit) está formada por:

• Unidad Aritmético Lógica (UAL): Se encarga de realizar operaciones matemáticas y lógicas.
• Unidad de Control (UC): Se encarga de enviar señales y coordinar las operaciones del sistema.
• Memoria: Sirve para almacenar datos e instrucciones temporales y resultados.

Componentes Esenciales del Hardware

Los principales componentes físicos de un ordenador son:

• Microprocesador
• Memoria RAM
• Disco duro (HD)
• Placa base
• Tarjeta gráfica
• Tarjeta de sonido
• Tarjeta de red

Arquitectura Interna: Los Buses

Los Buses son un conjunto de líneas paralelas de conductores eléctricos que interconectan los distintos elementos de un ordenador, permitiendo la transferencia de información.

Tipos de Buses

• Buses de direcciones: Son empleados por la Unidad de Control para indicar a la memoria la dirección de los datos que se van a emplear.
• Buses de datos: Se emplean para la transmisión de datos entre el procesador y la memoria, o entre el procesador y los periféricos.
• Buses de control: Transportan señales de control que informan sobre la conexión de los periféricos, el estado de los puertos, y las órdenes desde el procesador a los periféricos.

Se distingue entre bus interno (dentro del procesador) y bus externo (empleado para conectar elementos del hardware distintos y separados).

La Memoria Informática

La finalidad de la memoria es recibir información, almacenarla y posteriormente suministrarla.

Tipos de Memoria Principal

• Memoria RAM (Random Access Memory): Permite acceder en todo momento a cualquiera de sus datos, haciendo posibles tanto su lectura como su escritura. Su principal ventaja es la rapidez, pero su inconveniente es su volatilidad (los datos se pierden al apagar el equipo).
• Memoria ROM (Read Only Memory): En ella están almacenados los datos de configuración del sistema. Contiene pequeños programas, denominados BIOS, que contienen la información necesaria para que el PC arranque. No es una memoria volátil.

Sistemas Operativos (SO)

Un ordenador tan solo entiende lenguaje binario o hexadecimal. Para abstraer esta complejidad, existen los sistemas operativos. Se puede decir que el SO proporciona una interfaz o punto de comunicación entre el resto del software y el hardware.

Funciones Clave del Sistema Operativo

• Gestión de procesos
• Gestión de archivos
• Gestión de memoria
• Gestión de entrada y salida

Los Tipos de sistemas operativos se clasifican según diversas características (texto vs. gráficos, monotarea vs. multitarea, monousuario vs. multiusuario, etc.). Ejemplos comunes incluyen MS-Dos, Windows, Linux, Mac-OS y UNIX.

Representación de la Información

La mínima unidad de información que se utiliza en un sistema informático es el bit (b), que consiste en un dígito binario (0 o 1).

Unidades de Almacenamiento

• Se llama byte (B) a un grupo de 8 bits.
• El Kilobyte (KByte) equivale a 1024 bytes.
• El Gigabyte (GByte) equivale a 1024 x 1024 bytes.

El Software Libre

El Software Libre es aquel que respeta la libertad de los usuarios. Esto significa que cualquier persona puede estudiar el código fuente (como el de Ubuntu), reprogramar algunas de sus características y redistribuirlo a otras personas.

Periféricos del Ordenador

Los periféricos son dispositivos que permiten la comunicación del ordenador con el exterior.

Clasificación de Periféricos

• Periféricos de entrada: El teclado, el ratón, el escáner y el micrófono.
• Periféricos de salida: Pantalla o monitor, impresora y módem.
• Periféricos de almacenamiento: CD-ROM, DVD, Discos duros y Memoria USB.