El Sistema Informàtic: Hardware i Software

Introducció

Informàtica: Prové de les paraules "informació" i "automàtica". És la ciència que estudia el tractament automàtic de la informació.

Ordinador: És una màquina composta per elements físics d'origen elèctric i electrònic. Necessita software (programes = conjunt d'ordres agrupades i ordenades).

Aplicació informàtica: Conjunt de programes que necessita un software anomenat sistema operatiu per processar la informació.

• Software
• Aplicacions informàtiques
• Sistema operatiu

Sistema informàtic: Conjunt d'elements físics (hardware) necessaris per a l'execució d'aplicacions informàtiques o software.

Firmware: És el software de fàbrica del hardware, integrat en aquest.

Classificació del Software

• Software bàsic
• Software estàndard
• Software d'aplicacions
• Software a mida

Components Físics (Hardware)

1. UCP - Unitat Central de Procés (CPU, Processador)
2. RAM - Memòria central
3. Controladors
4. Unitats d'entrada i sortida
5. Buses (direcció, ordres, dades)
6. Unitats perifèriques / perifèrics (d'entrada / de sortida)
7. Sistema d'emmagatzematge

1. UCP (Unitat Central de Procés)

Controla i executa les operacions de l'ordinador per al tractament automàtic de la informació.

UC (Unitat Central): Rep, interpreta i processa la informació. Disposa de:

• Registres d'emmagatzematge
• Registre d'instrucció: Conté la instrucció que s'està executant
• Registre controlador de programes: Conté l'adreça de la següent instrucció
• Controlador i descodificador
• Seqüenciador: Genera les microordres per executar la instrucció
• Rellotge: Proporciona els impulsos

UAL (Unitat Aritmètico-Lògica): Realitza operacions aritmètiques (+, -, *, /) i lògiques (>, <, AND, OR).

• Circuits operacionals: Realitzen les operacions
• Registre d'entrada: Conté els operands
• Acumulador: Emmagatzema els resultats
• Registre d'estat: Guarda les condicions de l'operació anterior

2. Memòries

Memòria externa: USB, CD-ROM, Disc dur...

Memòria interna: Integrada en la placa base (RAM = Random Access Memory)

Memòria RAM:

• Registre d'adreces: Posició de memòria
• Registre d'intercanvi: Dades per llegir/escriure
• Selector de memòria: Connecta amb la posició de memòria
• Senyals de control: Controlen si l'operació és de lectura o escriptura

Necessita refrescar-se per funcionar correctament.

Memòria CACHÉ: Entre la RAM i el processador.

Tipus de RAM

DRAM (Dynamic RAM): Econòmica, necessita refrescar-se.

SRAM (Static RAM): Cara, ràpida, no necessita refrescar-se.

SDRAM (Synchronous DRAM): Capacitat de DRAM, velocitat de SRAM, necessita refrescar-se menys que la DRAM.

DDRAM (Double Data Rate): Composta per SDRAM, es refresca dues vegades per impuls, velocitat d'accés 60-70 nanosegons.

Memòria ROM: Conté la informació bàsica (SW) per inicialitzar l'ordinador.

• BIOS (Basic Input Output System)
• ROM (Read Only Memory)
• PROM (Programmable ROM)
• EPROM (Erasable PROM)
• CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)

4. Unitats d'Entrada/Sortida

Connecten el processador i altres elements interns amb els perifèrics.

5. Bus del Sistema

Principal component de comunicació, format per línies metàl·liques que transmeten bits d'informació. La velocitat es mesura en nanosegons.

3. Components Lògics (Software)

Dades (segons la seva transformació)

• Entrada (perifèrics/memòries externes)
• Procés
• Sortida (resultats)

Dades (segons la seva variabilitat)

• Fixes
• Variables

Dades (segons el seu tipus)

• Numèriques (0-9)
• Alfabètiques (A-Z)
• Alfanumèriques (+, -, *, /, ...)

Sistemes de codificació:

• Binari pur
• Decimal desempaquetat
• Decimal empaquetat
• Coma flotant

Sistemes de codificació no numèrica:

• ASCII
• EBCDIC
• UNICODE

Sistemes Operatius

Gestionen i coordinen el funcionament del hardware i software.

Classificació

Monousuari (SOMO): Recursos per a un usuari.

Multiusuari (SOMU): Recursos per a múltiples usuaris.

Evolució històrica

• 1a Generació (1945-1955): Vàlvules de buit
• 2a Generació (1955-1965): Transistors
• 3a Generació (1965-1980): Circuits integrats
• 4a Generació (1980-...): Integració i miniaturització

Funcions del SO

• Accés controlat als recursos
• Informació estadística
• Utilització de recursos

Gestió de recursos

• Memòria
• Processador
• Dispositius E/S

Arquitectura d'un SO

• Capa usuari
• Capa supervisor
• Capa executiu
• Capa nucli

Formes d'explotar un SO

• Monousuari/Multiusuari
• Monotasca/Multitasca
• Monoprocessador/Multiprocessador
• Temps real/Temps compartit