Nivel ejecutivo de un sistema operativo

-¿Qué es la informática?

El término Informática procede de la uníón de dos términos:
información y automática. Se define la Informática como la ciencia que estudia el procesamiento automático de la información mediante computadoras

-El código binario

Los sistemas informáticos para procesar la información utilizan un código que solo utiliza dos símbolos, 0 y 1. Se llama código binario. Toda la información que contiene un ordenador (fotos, textos, etc.) se guarda en forma de unos y ceros

-Cantidad de información

• bit (b minúscula): es la mínima cantidad de información en informática, es una cifra y puede valer 0 o 1. • byte (B mayúscula): es un conjunto de 8 bits.

Los múltiplos en sistema decimal se hacen en base 10 (kilo = 103 = 1000; mega = 106 = 1.000.000, etc.) pero en sistema binario se hacen en base 2, y se pueden aplicar a bits o a bytes. • Kilobyte:
210 = 1024 bytes • Megabyte:
210 = 1024 Kilobytes • Gigabyte:
210 = 1024 Megabytes • Terabyte:
210 = 1024 Gigabyte

-Ejercicio

Calcula cuántos bits hay en 2 Kilobytes.

Solución: 2 kilobytes = 2 * 1024 bytes = 2048 bytes 2048 bytes = 2048 * 8 bits = 16384 bits

-Ejercicio

Si las fotos que saca un teléfono pesan 5MB (megabytes) y el espacio que tiene para almacenarlas es de 40GB (gigabytes), ¿cuántas fotos puede almacenar? Solución: 40 GB = 40 * 1024 MB = 40960 MB 40960 MB / 5 = 8192 fotos.

-Ejercicio

Si tienes una conexión de Internet de “300 megas”; a) ¿cuántos megabytes puedes descargar por segundo?; b) ¿cuántos minutos tarda en descargarse una película que pesa 12GB? Solución: a) Cuando las compañías ISP (proveedoras de servicios de Internet) ofrecen una conexión de “300 megas” en realidad lo que significa es 300 Mbps = 300 Mega bits por segundo. Es decir, tu conexión a Internet puede transmitir como máximo 300 Mb cada segundo. Como 1 byte = 8 bits -> 300 Mbps = 300 / 8 MBps = 37,5 MBps. B) Pasamos GB a MB: 12 GB = 12 * 1024 MB = 12288 MB La conexión de que disponemos puede descargar 37,5 MB cada segundo. Por lo tanto el tiempo para descargar 12288 MB será: 12288 / 37,5 = 327,68 s = 5,46 minuto

-Hardware y software

En los sistemas informáticos existen dos componentes claramente diferenciables:

A) Hardware La parte física o material (chips, circuitos...)

B) Software:

la parte lógica, intangible (programas, sistemas operativos, instrucciones...

-Esquema de funcionamiento de una computadora

El siguiente diagrama explica como funciona, de manera simplificada, un ordenador. Hay una parte central, formada sobre todo por el procesador y la memoria, donde se realizan los cálculos, y alrededor de ella hay una serie de dispositivos que sirven para el intercambio de información con el exterior y el almacenamiento de datos

-Principales componentes de un ordenador

Se podría decir que el hardware de un ordenador está constituido, básicamente, por el microprocesador que se encarga de procesar los datos;
la memoria principal, que almacena la información que se está procesando y los resultados;
los periféricos, que permiten el intercambio de datos o información con el exterior, y los dispositivos de almacenamiento masivo (que a veces se consideran dentro de los periféricos), que guardan la información de forma permanente. Todos estos dispositivos se conectan mediante la placa base.
Los canales (cables, circuitos impresos, etc.) a través de los cuales fluye la información entre los elementos de un ordenador son los buses

LA PLACA BASE

Al abrir un ordenador se puede ver una amplia placa, denominada placa base o placa madre, que interconecta todos los componentes esenciales del ordenador

-Chipset

El chipset (o conjunto de chips) consta de varios chips cuya función principal consiste en coordinar la transferencia de datos entre los distintos componentes del ordenador. Pueden incluir un chip de gráficos o de audio, con lo cual no sería necesario instalar una tarjeta gráfica o de sonido.

-RAM-CMOS

Es una pequeña memoria que almacena datos de la configuración del ordenador, como puede ser la fecha, la hora, el tipo de hardware instalado, la secuencia de arranque, etc.

-Pila de la RAM-CMOS

La RAM-CMOSse borra si no tiene alimentación eléctrica. Esta pila de botón alimenta permanentemente a la CMOS-RAM para que nunca pierda su información, incluso con el ordenador apagado. Cuando la pila se gasta (dura varios años) el ordenador presenta problemas al arrancar

-ROM-BIOS

El BIOS (Basic Input-Output System)

es un software que contiene las instrucciones básicas para que el ordenador pueda arrancar. Está almacenado en un chip de tipo ROM (Read Only Memory, memoria solo de lectura) que no se borra nunca, aunque el ordenador esté apagado. El BIOS se puede configurar por medio de una interfaz llamada Configuración o Setup del BIOS, a la que se puede acceder al iniciarse el ordenador presionando una tecla (por lo general, la tecla Suprimir)

El BIOS arranca el ordenador en dos fases

1) POST (Power On Self Test)

El BIOS lee en la CMOS RAM la configuración de la computadora y a continuación realiza un chequeo para determinar cuál es el hardware que está presente y si todo funciona correctamente.

2) BOOT (Arranque):

el BIOS lee un registro de arranque BR (Boot Récord) del disco duro (o de otra unidad como CD, USB, etc.), donde hay un programa que carga el sistema operativo a la RAM. A continuación cede el control a dicho sistema operativo y el computador queda listo para trabajar

-El socket o zócalo del microprocesador

La placa base posee un conector o socket en la cual se inserta el procesador. Solo podemos utilizar procesadores que sean compatibles con ese socket

-Conectores de la placa base

A) Conectores internos

Se utilizan para conectar a la placa base dispositivos que están dentro de la caja del ordenador. Son los conectores para el microprocesador, la RAM, el disco duro, el lector de DVD, las tarjetas de expansión, etc.

B) Conectores externos o puertos Sirven para conectar dispositivos que se encuentran fuera de la caja del ordenador

Puertos más comunes Número Nombre Utilidad 1 USB 2.0
Multitud de periféricos 2 PS/2
Ratón y teclado 3 VGA
Vídeo (antiguo) 4 DVI
Vídeo 5 Óptico Audio digital 6 HDMI
Vídeo y audio 7 RJ45
Conexión de red 8 USB 3.0
Multitud de periféricos 9 Jack 3,5 mm Audio analógic

-Bus

El bus es el conjunto de cables, pistas de circuitos impresos y otros elementos que transmiten la información entre los distintos elementos de la computadora. Hai diferentes tipos de buses, como PCI-Express, SATA, USB, etc.

MICROPROCESADOR

El microprocesador es el circuito integrado más complejo de un ordenador. Está compuesto por millones de transistores miniaturizados y es el encargado de ejecutar los programas, realizando millones de operaciones matemáticas cada segundo. El microprocesador consta de, entre otras cosas, una CPU (unidad de control y proceso) y una memoria caché. La CPU realiza cálculos y la caché es una memoria muy rápida (más que la RAM) y pequeña que almacena la información que utiliza frecuentemente la CPU. A veces se le llama CPU a todo microprocesador (o incluso a toda la caja del ordenador), pero es un error, de hecho en un microprocesador con varios núcleos pueden existir varias CPU

.RAM (Random Access Memory, memoria de acceso aleatorio)

La RAM almacena el programa, los datos y los resultados que están siendo usados por el microprocesador. Es volátil, es decir, se borra cuando se apaga el computador. Cuando el ordenador está procesando mucha información es posible que la RAM “física” se llene por completo, en ese caso se pasa a utilizar la RAM “virtual”, que es creada por el sistema operativo en una parte del disco duro, así la computadora puede seguir trabajando, pero más lentamente.

TARJETAS DE EXPANSIÓN

Sirven para ampliar las capacidades de un ordenador. Pueden ser, entre otras, gráficas, de red, de sonido, o añadir puertos como USB. Así, podemos adaptar un ordenador a nuestras necesidades: editar música, jugar a videojuegos, conectar varias pantallas, etc.

FUENTE DE ALIMENTACIÓN

La fuente de alimentación convierte la corriente alterna de 230V de la red eléctrica en corriente continua de 12V, 5V y 3,3V, que es la que puede usar el ordenador. Su potencia puede variar mucho, entre 400W y 1000W. Posee un ventilador para refrigerarse

TAMAÑO DEL ORDENADOR

El tamaño de la caja del ordenador normalmente viene dado por el formato de la placa base. Las placas y cajas pequeñas se usan en equipos que ocupan menos espacio, son más ligeros y pueden ser más decorativos, pero las grandes permiten instalar más componentes y facilitan la refrigeración.

Formatos de placas base E-ATX Torre Servidores. ATX Semi torre El más común en casas y oficinas. Micro ATX Mini torre Ordenadores compactos Mini-ITX Factor de forma pequeña Mini PC y HTPC (home theater personal computer)

REFRIGERACIÓN

Todas las máquinas se calientan cuando realizan un trabajo, y los ordenadores no son una excepción. Es necesario expulsar el calor de la máquina para evitar que suba mucho la temperatura y dañe los componentes. Se puede hacer de dos maneras:

A) Refrigeración pasiva

Se usan piezas metálicas que conducen el calor y lo emiten al exterior. Suelen ser de cobre o aluminio y tener aletas para tener más superficie de contacto con el aire.

B) Refrigeración activa Se fuerza el paso del aire mediante ventiladores

La refrigeración activa es mucho más rápida que la pasiva, pero ocupa más espacio, consume energía y produce ruido. Normalmente se combinan las dos maneras de refrigerar. El tamaño de los ventiladores es muy importante. Los ventiladores pequeños deben girar muy rápido para evacuar el aire caliente, con lo que hacen mucho ruido. Los ventiladores grandes hacen el mismo trabajo a menor velocidad y son más silenciosos. La refrigeración es tan importante que un mismo tipo de microprocesador funciona mejor en un ordenador de sobremesa que en un portátil, y mejor en un portátil que en un smartphone. Al estar mejor refrigerado se pueden ajustar para funcionar más rápido

PERIFÉRICOS

Un periférico es un dispositivo de hardware que comunica al ordenador con el exterior, permitiendo la entrada y/o salida de datos. Los periféricos no forman parte del núcleo básico del ordenador (CPU, memoria, placa base y alimentación eléctrica) y se pueden colocar unos u otros dependiendo de la tarea que se desee realizar. Los dispositivos de almacenamiento masivo, como el disco duro, la memoria USB o el DVD, también pueden ser considerados periféricos, aunque se suelen poner en una clasificación aparte

-Teclado

Periférico de entrada que posee una serie de teclas que se pueden utilizar para ingresar cualquier carácter lingüístico a un ordenador, o hacer un llamamiento a una función particular de la computadora. El teclado QWERTY es el más común.

-Ratón

Periférico de entrada que cuyo movimiento sobre una superficie horizontal se representa en la pantalla mediante un cursor. También posee uno o varios botones o ruedas que permiten ejecutar ciertos comandos como seleccionar, abrir un menú, etc. Antiguamente eran mecánicos (tenían una bola), actualmente son ópticos

Otros periféricos de entrada son la webcam, que permite capturar vídeo;
el micrófono, que captura sonido;
el escáner, que digitaliza documentos impresos; la tableta digitalizadora, que permite trazar dibujos a mano, tal como se haría con lápiz y papel

-Monitor

Periférico de salida que muestra de manera gráfica la información en una pantalla. Si la pantalla es táctil es un periférico de entrada y salida. Los monitores CRT (tubo de rayos catódicos) han caído en desuso frente a las pantallas planas, más ligeras y delgadas, en sus diferentes versiones: LCD, LED, etc. El formato puede ser 4:3 o 16:9.

-Impresora

Periférico de salida que imprime textos o gráficos en medios físicos, normalmente en papel, utilizando, mayoritariamente, tecnología de inyección de tinta (que utiliza cartuchos de tinta) o láser (que utiliza tóner).

-Otros periféricos de salida son los altavoces y auriculares, que emiten sonido; el proyector de vídeo, que proyecta imágenes, fijas o en movimiento, sobre una pantalla.

Router

Periférico de entrada y salida que interconecta redes informáticas. El router se suele utilizar para conectar una red de área local (hogar u oficina) a la red de Internet. El acceso a Internet se realiza a través de la línea de un ISP (proveedor de servicio de Internet) que es una empresa a la que hay que pagar por el servicio. El router suele tener un switch para conectar varios ordenadores por cable y un punto de acceso inalámbrico por wifi de 2.4 GHz y 5 GHz.

-Dispositivos de almacenamiento masivo

Son periféricos de entrada y salida que almacenan datos a largo plazo. Pueden funcionar con tecnología magnética (disco duro)
, óptica (CD, DVD, Blu Ray)
O con semiconductores (memoria flash).

Disco duro

La información se almacena en la superficie magnética de discos de metal. Los discos giran y son leídos o escritos mediante un cabezal móvil.

CD, DVD, Blu Ray:

son discos de 12 cm de diámetro que almacenan la información en pequeñas ranuras microscópicas grabadas por medio de un láser en una lámina metálica que va protegida por plástico transparente

Memorias flash:

están constituidas por minúsculas puertas lógicas, fabricadas con semiconductores. Con esta tecnología se fabrican memorias USB, unidades de estado sólido (SSD) o tarjetas de memoria