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Mdulo 2Como funcionan las computadoras(IT3-Mod.2)

OBJETIVOComprender el funcionamiento de las computadoras y como operan los recursos internos como las interrupciones y accesos a la memoria.Profesor Jorge Amigo G.

Mdulo 1 Cmo funcionan las computadoras

1.1 Descripcin general del sistema.1.2 El proceso de inicio.1.3 Componentes de hardware.1.4 Componentes de la memoria.1.5 Componentes para la visualizacin.1.6 Componentes conectores.1.7 Componentes de almacenamiento.1.8 Componentes de red.1.9 Recursos del sistema.1.10 Dispositivos porttiles.

Profesor Jorge Amigo G.

Descripcin general del sistemaProfesor Jorge Amigo G.

Descripcin general del sistemaEl sistema operativo (OS) es el software que controla la funcionalidad y proporciona rutinas de bajo nivel para los programas de aplicacin.

La mayora de los sistemas operativos proporcionan funciones necesarias para leer y escribir datos en los archivos.

Un sistema operativo traduce solicitudes de operacin sobre los archivos en operaciones que pueda llevar a cabo el controlador del disco.Profesor Jorge Amigo G.

Descripcin general del sistemaProfesor Jorge Amigo G.

El proceso de InicioProfesor Jorge Amigo G.

El proceso de InicioPara que un sistema operativo pueda ejecutarse, el sistema debe cargarse en la RAM de la computadora.

Cuando una computadora se enciende por primera vez, lanza un programa llamado cargador bootstrap que reside en el chip Sistema Bsico de Entrada y Salida (BIOS) o firmware.

Las funciones principales del cargador bootstrap son probar el hardware de la computadora y localizar y cargar el sistema operativo en la RAM.Profesor Jorge Amigo G.

El proceso de InicioPuesto que el programa bootstrap est incorporado al chip BIOS, tambin se denomina control del BIOS.

Durante la ejecucin de las rutinas de firmware del BIOS, se llevan a cabo tres conjuntos de operaciones:Se ejecutan las Auto-Pruebas de Encendido (POSTs).Se completa la inicializacin.El BIOS desplaza la direccin de inicio y la informacin de modo al controlador DMA, y luego carga el Registro de Inicio Maestro (MBR).

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El proceso de InicioAuto-Prueba de Encendido (POST)Para probar el hardware de la computadora, el programa bootstrap ejecuta un programa llamado auto-prueba de encendido o POST. Durante esta prueba, la CPU de la computadora se verifica a s misma y luego verifica el cronmetro del sistema. La POST verifica la RAM escribiendo datos en cada chip de la misma y luego leyndolos. Cualquier diferencia indica un problema.Profesor Jorge Amigo G.

El proceso de InicioSi la POST encuentra errores, enva un mensaje al monitor de la computadora.

Si la POST encuentra errores que no pueden mostrarse en el monitor, enva los errores en forma de bips.

Si la POST no encuentra errores, enva un bip y la pantalla comienza a mostrar mensajes sobre la carga del OS.Profesor Jorge Amigo G.

El proceso de InicioSon tres los fabricantes ms importantes de chips BIOS:AMIBIOS, American Megatrends, Inc.PhoenixBIOS, Phoenix Technologies Ltd.AwardBIOS, Award Software, Inc., parte de Phoenix Technologies

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El proceso de InicioCarga del S.O.

Profesor Jorge Amigo G.

El proceso de InicioCarga del S.O.

A continuacin, el programa bootstrap necesita localizar y copiar el OS a la RAM de la computadora.

El orden en el cual el programa bootstrap busca el archivo de inicio del OS puede cambiarse en la configuracin del BIOS del sistema.Profesor Jorge Amigo G.

El proceso de InicioCuando el bootstrap encuentra el registro de inicio del OS, el registro se copia a la RAM de la computadora.

Luego el programa bootstrap pasa el control del proceso de inicio al registro de inicio.

El registro de inicio busca archivos en el disco duro que ayuden al disco duro a encontrar y localizar el resto del OS. Profesor Jorge Amigo G.

El proceso de InicioA medida que los archivos se localizan y se cargan en la RAM, el registro de inicio ya no es necesario.

El OS que estaba almacenado en el disco duro se encuentra ahora controlando el proceso de inicio.

El ltimo paso del proceso de inicio es que el OS encuentre los archivos de configuracin del hardware que son especficos de la computadora. Si la computadora posee un mdem o una tarjeta de sonido, el OS encuentra sus archivos de configuracin y los carga.Profesor Jorge Amigo G.

El proceso de InicioLa secuencia de Inicio.

La secuencia de inicio tiene lugar durante un arranque en fro, cuando se enciende el interruptor de energa de la PC.

La secuencia de inicio tambin tiene lugar durante un arranque en caliente, cuando la PC se reinicia o "resetea"Profesor Jorge Amigo G.

El proceso de Inicio Arranque froProfesor Jorge Amigo G.

El proceso de Inicio Arranque froProfesor Jorge Amigo G.

El proceso de Inicio Arranque froProfesor Jorge Amigo G.

Componentes de HardwareProfesor Jorge Amigo G.

El gabineteProfesor Jorge Amigo G.

El gabineteProfesor Jorge Amigo G.

La fuente de poderProfesor Jorge Amigo G.

Sistema de RefrigeracinProfesor Jorge Amigo G.

La Placa MadreProfesor Jorge Amigo G.

La CPUProfesor Jorge Amigo G.

La CPUProfesor Jorge Amigo G.

LA BIOSProfesor Jorge Amigo G.

Tipos de BUSProfesor Jorge Amigo G.Los componentes bsicos de la computadora estn interconectados por medio de rutas de comunicacin, denominadas buses.

El bus del sistema es un conjunto paralelo de conductores que transportan datos y controlan las seales que van de un componente a otro.

Tipos de BUSProfesor Jorge Amigo G.

Componentes de RAMProfesor Jorge Amigo G.

RAMProfesor Jorge Amigo G.La Memoria de Acceso Aleatorio (RAM) es el lugar de una computadora donde se guardan el OS, los programas de aplicacin y los datos en uso actualmente para que el procesador pueda llegar a ellos rpidamente.

La cach es un lugar para almacenar algo temporalmente.

RAMProfesor Jorge Amigo G.La RAM se considera memoria temporaria o voltil. El contenido de la RAM se pierde cuando se apaga la computadora.

Los chips RAM de la placa madre de la computadora contienen los datos que el microprocesador est procesando.

La RAM es la memoria que almacena datos utilizados frecuentemente para que el procesador los recupere rpidamente

Memoria Cach/coastProfesor Jorge Amigo G.La cach es una forma especializada de chip de computadora, o firmware.

La cach est diseada para mejorar el desempeo de la memoria.

La memoria cach almacena informacin utilizada frecuentemente y la transfiere al procesador mucho ms rpido que la RAM.

Memoria Cach/coastProfesor Jorge Amigo G.La cach L1 es ms rpida que la L2 porque est ubicada dentro de la CPU y se ejecuta a la misma velocidad que sta ltima.

Es el primer lugar en el cual la CPU busca sus datos.

Si no se encuentran datos en la cach L1, la bsqueda continuar entonces con la cach L2, y luego con la memoria principal.

Componentes para la visualizacinProfesor Jorge Amigo G.

VisualizacinProfesor Jorge Amigo G.Comprender las caractersticas de un buen monitor ayudar a determinar cul es ms apto para un sistema especfico.

Los siguientes trminos se relacionan con los monitores:Pixeles.Dot pitch.Velocidad de refresco.Profundidad del color (contraste).RAM de Video (VRAM)Resolucin.

Componentes conectoresProfesor Jorge Amigo G.

ConectoresProfesor Jorge Amigo G.

Conectores - IDEProfesor Jorge Amigo G.Electrnica de unidad integrada (IDE) es un tipo de interfaz de hardware ampliamente utilizada para conectar discos duros, CD-ROMs y unidades de cinta a una PC.

IDE es popular porque es una forma econmica de conectar perifricos.

Los discos duros IDE comenzaron con capacidades de 40 MB hace unos aos

Conectores - IDEProfesor Jorge Amigo G.La interfaz IDE es conocida oficialmente como especificacin Conexin AT (ATA). La Interfaz de Paquetes ATA (ATAPI) define el estndar IDE para CD-ROMs y unidades de cinta. ATA-2 (ATA Rpida) defini las velocidades de transferencia ms rpidas utilizadas en IDE Mejorada. ATA-3 agreg mejoras a la interfaz, incluyendo la capacidad para informar acerca de problemas potenciales.

Conectores - IDEProfesor Jorge Amigo G.La interfaz IDE es conocida oficialmente como especificacin Conexin AT (ATA). La Interfaz de Paquetes ATA (ATAPI) define el estndar IDE para CD-ROMs y unidades de cinta. ATA-2 (ATA Rpida) defini las velocidades de transferencia ms rpidas utilizadas en IDE Mejorada. ATA-3 agreg mejoras a la interfaz, incluyendo la capacidad para informar acerca de problemas potenciales.

Conectores - IDEProfesor Jorge Amigo G.Cada socket se conecta a dos dispositivos a travs de un cable plano de 40 pines.

A partir de las unidades ATA-66, el cable utiliza 80 alambres y 39 pines. Se conecta al mismo socket con un pin menos.

Conectores - IDEProfesor Jorge Amigo G.

Las unidades IDE utilizan el modo de Entrada/Salida Programadas (PIO) para la transferencia de datos.

Este modo utiliza los registros de la CPU para la transferencia de datos.

Esto est en contraste con DMA, que transfiere directamente entre la memoria principal y el dispositivo perifrico.

Conectores - SCSIProfesor Jorge Amigo G.

Los dispositivos SCSI se conectan generalmente en serie, formando una cadena que se denomina por lo comn daisy chain.

Los dos dispositivos SCSI en cada extremo de la daisy chain deben terminarse cuando se utiliza un cable externo.

Conectores - SCSIProfesor Jorge Amigo G.

Conectores SCSI Tipos de conectoresProfesor Jorge Amigo G.

Componentes de almacenamientoProfesor Jorge Amigo G.

Componentes de almacenamientoProfesor Jorge Amigo G.

Componentes de almacenamientoProfesor Jorge Amigo G.

Componentes de almacenamientoProfesor Jorge Amigo G.

Componentes de almacenamientoProfesor Jorge Amigo G.BACKUP

Componentes de la redProfesor Jorge Amigo G.

Componentes de Red - MODEMProfesor Jorge Amigo G.

Componentes de Red - LANProfesor Jorge Amigo G.

Recursos del SistemaProfesor Jorge Amigo G.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.

Se refieren a los mecanismos utilizados para la interfaz, comunicacin y control de adaptadores de dispositivos individuales mediante los puertos serie, paralelo y del mouse.

Los recursos del sistema son compartidos por los diferentes componentes de hardware de la computadora que necesitan comunicarse con la CPU..

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.

Se refieren a los mecanismos utilizados para la interfaz, comunicacin y control de adaptadores de dispositivos individuales mediante los puertos serie, paralelo y del mouse.

Los recursos del sistema son compartidos por los diferentes componentes de hardware de la computadora que necesitan comunicarse con la CPU.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.

La CPU no slo controla las funciones de la computadora, sino que tambin maneja solicitudes de muchos dispositivos de entrada y salida.

Las computadoras parecen manipular mltiples solicitudes al mismo tiempo.

No obstante, la CPU slo es capaz de manipular una solicitud a la vez.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.

Los recursos del sistema evitan que dos o ms dispositivos se comuniquen al mismo tiempo.

Tambin habilitan a la CPU para identificar el dispositivo de hardware que est efectuando una solicitud.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.Solicitudes de Interrupcin (IRQ)Las computadoras y sistemas operativos modernos son muy confiables. La confiabilidad proviene de la organizacin de las transacciones internas.

Diversos dispositivos de hardware, por ejemplo, pueden desear indicarle a la CPU que hay informacin disponible lista para su transferencia.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.Solicitudes de Interrupcin (IRQ)Los dispositivos indican esto haciendo una solicitud de interrupcin, o IRQ. Es una regla general que las IRQs no pueden compartirse.

La IRQ de un dispositivo har que el sistema operativo se detenga momentneamente al pedirle a la CPU que sirva a la solicitud. Las IRQs son crticas para el funcionamiento apropiado del sistema.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.Acceso directo a la memoria (DMA)Los canales de Acceso Directo a la Memoria (DMA) permiten a los dispositivos pasar por alto el procesador y acceder directamente a la memoria de la computadora.

Por lo tanto, dispositivos con una asignacin de canal DMA poseen transferencias de datos ms rpidas.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.Acceso directo a la memoria (DMA)Los canales DMA son utilizados por lo general por dispositivos de comunicacin de alta velocidad para transferir grandes cantidades de datos a altas velocidades.

Ejemplos de tales dispositivos incluyen las placas de sonido, algunas placas de red, algunas placas SCSI, algunas unidades de disco y algunas unidades de backup a cinta.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.Acceso directo a la memoria (DMA)Un dispositivo seala su intencin de utilizar el canal DMA. Luego el controlador DMA toma el control del bus de datos y del bus de direcciones del microprocesador o CPU. Los buses de datos y de direcciones son lneas de comunicacin que llevan informacin a la memoria de la computadora.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.Acceso directo a la memoria (DMA)La CPU se desconecta temporalmente de los buses. Se coloca en estado flotante. Una vez completa la transferencia, el controlador DMA libera el bus de datos y el bus de direcciones nuevamente para la CPU.La CPU puede entonces continuar con sus funciones normales. Existe una desventaja del uso de DMA, especialmente en los sistemas ms antiguos

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.Acceso directo a la memoria (DMA)La CPU puede colocarse en espera mientras el dispositivo DMA est funcionando, ralentizando todas las otras funciones hasta que la transferencia DMA est completa.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.Direcciones I/O.A los componentes de una computadora tambin es necesario asignarles un nmero de puerto de I/O.

Un nmero de puerto de I/O es una direccin en la memoria donde se almacenan temporalmente los datos a medida que entran y salen de los dispositivos.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.Direcciones I/O.La direccin de I/O es muy similar a una casilla de correo. A medida que el correo entra, se almacena temporalmente en una casilla de correo. No existen dos casillas con el mismo nmero, de lo contrario el correo podra terminar en la casilla equivocada.

Recursos del sistemaProfesor Jorge Amigo G.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.Los dispositivos porttiles incorporan la unidad del sistema, la unidad de entrada y la unidad de salida en un nico paquete liviano. Los dispositivos porttiles, a diferencia de las towers o de escritorio, pueden ser transportadas por el usuario. Estos dispositivos tambin se denominan computadoras notebook, computadoralaptop, palmtop o asistente digital personal (PDA), dependiendo de su tamao y funcin.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.Las notebooks no poseen un mouse separado, sino que en lugar de ello utilizan uno de los siguientes dispositivos de entrada:Trackball Se trata de una bolilla rotatoria que permite que el cursor se mueva en la pantalla.Trackpoint Desplaza el cursor colocando un dedo sobre el punto.Touchpad Esto permite el movimiento del cursor desplazando el dedo a travs de la almohadilla. Permite al usuario deslizarse a travs de los menes e incluso hacer clic para abrir programas.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.Las baterasLos porttiles utilizaban bateras de Niquel-Cadmio (Ni-Cad). La cantidad promedio de tiempo durante el cual operaban las bateras Ni-Cad era de slo 30-45 minutos. Llegando a la actualidad hasta los 120 minutos.

En el presente se utiliza el Li-Ion (Ion de Litio), teniendo una autonoma de 2 a 8 horas, segn el dispositivo.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.Tarjetas PCMCIALa tarjeta de la Asociacin Internacional de Tarjetas de Memoria para Computadoras Personales (PCMCIA) se introdujo en 1989. La PCMCIA es una tarjeta de expansin especial diseada principalmente para dar lugar a las necesidades del mercado de las computadoras porttiles. Estas tarjetas pueden utilizarse para actualizar una notebook agregando memoria, un mdem, una conexin de red o un dispositivo perifrico.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.Tarjetas PCMCIALas tarjetas Tipo I tienen 3,3 mm de grosor y se las utiliza como unidades de expansin de memoria.

Las tarjetas Tipo II tienen 5 mm de grosor y se las utiliza para cualquier dispositivo de expansin excepto unidades de disco duro.

Las tarjetas Tipo III tienen 10,5 mm de grosor y estn diseadas para ser utilizadas nicamente para unidades de disco duro.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.Tarjetas PCMCIA

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.Tarjetas PCMCIA

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.Replicador de puertos

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.Dispositivos infrarrojos.

Dispositivos PorttilesProfesor Jorge Amigo G.Dispositivos inalmbricos.

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