Almacenamiento de la Información

1. Estructura Física: Disco Duro

Formados por una aleación de aluminio recubierta de una aleación magnética. Gira a 7200 rpm. Sobre ellos se desplaza el cabezal de lectura-escritura. Sus partes son:

• Plato: cada uno de los discos (entre dos y ocho).
• Cara
• Pista: cada una de las circunferencias concéntricas sobre las que se disponen los datos.
• Sectores: Cada una de las partes de igual tamaño en que se divide la circunferencia de una pista.

Actualmente con capacidades de varios Terabytes. Con conectores IDE, SATA (suele ser así), SCSI y para los externos USB o Firewire. El conector de alimentación sale directamente de la fuente.

2. Estructura Lógica

• Sector de arranque: MBR (master boot record o sector de arranque). Contiene toda la información sobre las particiones presentes en el disco duro y aquellas que preparan el sistema operativo. Al iniciar un ordenador, el MBR lanza el proceso de arranque hacia la partición del disco que contenga el sistema operativo.
• Partición del disco duro: Consiste en dividir el disco en varias partes. Sus tipos pueden ser:
  • Primaria: Divisiones principales del disco. Como máximo un disco puede tener cuatro particiones primarias.
  • Extendida: Forma de partición primaria que permite contener unidades lógicas en su interior. Un disco duro sólo puede tener una partición extendida.
  • Unidades lógicas: Particiones creadas dentro de la partición extendida. No existe un límite de unidades lógicas.
• Sistema de ficheros: Cada sistema operativo organiza su propio sistema de ficheros.
  • Windows: FAT que no admite ficheros mayores de 2Gb, FAT32 no los admite de más de 4 Gb y NTFS que se utiliza en XP y siguientes.
  • Linux: ext2 y ext3.
  • Mac: HFS que no admite ficheros de más de 2 Gb y HFS+ que lo usa a partir de Mac OS X.
• Organización de archivos: Suele ser jerárquica y se conoce como árbol de ficheros.

Sistemas Operativos: Principales Funciones

El sistema operativo posibilita la disposición de un entorno de trabajo para el usuario: Se comunica fácilmente con la máquina, administra los distintos programas y controla todo el hardware.

Los SO no solo se encuentran en los ordenadores, también en todos los dispositivos con microprocesadores como teléfonos móviles, PDA y MP3.

Pueden ser monotarea o multitarea, monousuario o multiusuario y según la cantidad de equipos que son capaces de controlar centralizado o monopuesto o distribuido o multipuesto.

En móviles, MP3 y MP4 se utiliza Windows mobile, Linux y Java. En servidores de grandes empresas UNIX, Linux o Windows server. En PC Windows, MAC OS, y Linux.

El sistema operativo:

• Gestiona los recursos.
• Presenta la interfaz de usuario según los tipos: Gráfico, menú y de comandos.
• Administra los archivos.
• Administra las tareas.

Historia de los Sistemas Operativos

1832 Charles Babbage inventa la máquina diferencial y la máquina analítica. Funcionaba mecánicamente y con vapor. Las instrucciones iban en tarjetas perforadas.

Primera Generación: 1945-55:

• MARK I con funcionamiento electromecánico.
• ENIAC con miles de válvulas de vacío, se programaba en código máquina.
• Computadoras comerciales UNIVAC I e IBM 701 que empiezan a usar transistores.

Segunda Generación: 1955-64:

• 305 RAMAC de IBM fue el primer ordenador con disco duro.
• Se generaliza el uso del transistor por IBM. Programación mediante lenguajes de alto nivel, “más sencillos” para el usuario.

Tercera Generación: 1964-74:

• IBM S360 primer ordenador que utiliza circuitos integrados y trabaja con byte.
• Multitarea.
• Intel desarrolla el primer microprocesador.
• Aparecen el ratón, teclado y pantalla.
• Se crea Arpanet (red militar) en el 73 se divide en red militar Milnet y red académica Internet.
• Se crea UNIX.
• Se crea el SO DOS y se funda Microsoft.
• Intel desarrolla el microprocesador 8080 para el primer PC, Altair 8800.

Cuarta Generación 1974- :

• Construyen el Apple I en un garaje y venden 50000 unidades.
• IBM PC 5150 con microprocesador Intel 8088 y con MS-DOS.
• Richard Stallman comienza el proyecto de software libre GNU.
• Microsoft lanza Windows.
• Surge la primera versión de Linux creada por Linus Torvalds, estaba basada en UNIX pero se integra al proyecto GNU.
• Evolución de los microprocesadores: Desde el Intel 8088 con 30000 transistores y a 8 Mhz, hasta los actuales con más de 400 millones de transistores en el micro y a 2,66 Ghz con cuádruple núcleo.

Linux: Manejo y Principales Utilidades

El sistema operativo GNU/Linux es libre y gratuito; Su código de programación es abierto, pudiendo ser modificado por un programador para crear con él diversas utilidades. GNU es un proyecto que inició Richard Stallman en 1984 y trataba de conseguir con él, software que el usuario pudiera ejecutar, copiar, modificar y distribuir.

Cuando hablamos de Linux, en realidad nos referimos al motor o núcleo del sistema operativo, que se llama también kernel y nos proporciona el intérprete de comandos. Linux por sí solo, no ofrece un entorno gráfico de comunicación con el usuario.

El intérprete de comandos es una aplicación que se utiliza para comunicar al usuario con el sistema operativo mediante la escritura de órdenes que son conocidas por el sistema para la realización de unas tareas. También se le da el nombre de consola o shell.

Si en Windows se accede a la consola mediante el programa CMD y se pueden poner comandos MS-DOS; En Linux se debe ejecutar el shell de Unix, Bash.

Una Distribución de Linux es un conjunto de aplicaciones que facilitan la instalación, actualización, entorno gráfico, aplicaciones ofimáticas, utilidades, etc.

Los entornos gráficos vienen incluidos dentro de la distribución, dándonos el aspecto de escritorio con iconos, tal como lo utilizamos. Por ejemplo son entornos gráficos: Gnome y KDE.

Muchas distribuciones Linux actuales tienen Live DVD, lo que significa que se pueden usar arrancando el ordenador con el Live-DVD sin tener que instalarlas en disco duro y guardar la información en un pendrive.

Hay muchas distribuciones Linux, por ejemplo MAX, que es la que usamos y en realidad es Ubuntu con algunas aplicaciones más incluidas. Otras son Suse, Debian, Fedora,… o de las Comunidades Españolas Linex, Guadalinex,…. todas libres. También hay distribuciones comerciales como Red Hat.

Microprocesador

Procesa los datos y realiza las operaciones aritmético-lógicas. Es un chip con más de 500 millones de transistores, que va montado en un zócalo (socket o slot). Encima lleva un ventilador y un disipador de calor, ya que si se sobrecalienta bloquearía el ordenador.

Los principales fabricantes son Intel y AMD.

Las características de un microprocesador son:

• Velocidad interna: Es el número de instrucciones que puede procesar por segundo. Se mide en hercios (Hz). Una velocidad actual sería de 3 Ghz, si bien cada dos años se duplica.
• Velocidad externa: O velocidad del bus, es a la que el micro se comunica con la placa base.
• Memoria caché: Existe un desajuste entre la velocidad del microprocesador y la velocidad de acceso a la memoria principal. El micro alcanza velocidades muy superiores, por ello se introduce entre micro y memoria principal una memoria pequeña pero muy rápida, que es la memoria caché o L1. Esta memoria, en la actualidad está incluida dentro del microprocesador. Pueden también incorporar otra segunda memoria caché L2, más grande pero menos rápida fuera del micro.
• Sistemas multiprocesador: Varios microprocesadores se comunican a través de la memoria con un único sistema operativo.
• Microprocesadores de doble núcleo: En un mismo chip se colocan dos microprocesadores en su interior. Cada uno posee su memoria caché L2 dentro del chip. Consumen menos y ocupan menos espacio, pero producen más calor que hay que disipar.

Placa Base, Chipset, Memorias, Conectores Internos y Puertos

• Chipset: Auxilia al microprocesador en el control de los componentes de la placa base.
  • Puente norte: Es el que más carga de trabajo soporta (cubierto de un disipador y al lado del socket). Gestiona con el microprocesador la RAM, tarjeta gráfica y el puente sur.
  • Puente sur: Controla el resto de dispositivos (habitualmente cerca de los slot de expansión, y a veces cubierto por un disipador).
• BIOS: Chip de memoria del tipo CMOS que permite modificar parte del contenido. Viene configurada con los valores de la placa por defecto. Esos valores serán modificados por el usuario según sus necesidades. Hay una información que es modificable y se mantiene almacenada gracias a una pila (algunas placas de portátiles no llevan pila). Se resetea mediante un jumper que está al lado para devolver la configuración de fábrica. ROM = read only memory.
• Zócalos de memoria: el formato actual es el DIMM. Cada zócalo dispone de dos lengüetas.
• Buses de expansión: ISA fue el primer bus. PCI es el actual. Hay una variante del PCI que es el AGP dedicado a la tarjeta gráfica (solo hay uno, es marrón). Ha sido relegado por el PCI express
• Conectores internos:
  • de corriente=ATX para ventiladores, para tarjeta grafica
  • PATA=IDE empieza a ausentarse de las placas
  • SATA=ATA serie
  • conectores de extensión:USF o fireware
  • conectores del panel frontal: botón de encendido, LED, altavoz
• Jumpers de configuración: su cometido es conectar de forma no definitiva los pines (por ejemplo para el reseteo de la BIOS)
• RAM: es el dispositivo donde se almacenan los datos e instrucciones para el correcto funcionamiento del equipo.
  • Tipos: Estática:
    • SRAM: su contenido permanece inalterado mientras se suministra corriente eléctrica. Capacidad reducida, pero altas velocidades (cara) – memoria caché en las CPU.
    • DRAM: su lectura es destructiva. Hay que restaurar la información mediante refresco. Es mucho mas lenta pero admite mayores capacidades y es mas barata – memoria principal.
    • SDRAM – SDR: a la velocidad del BUS del sistema. – DDR: al doble de velocidad, son incompatibles entre sí, sólo hay que utilizar un tipo si se usan varios módulos.
    • SODIMM para portátil.
• Puertos:
  • Serie o COM, paralelo o LPT. Para comunicaciones.
  • USB: Para conectar periféricos, alimenta dispositivos de hasta 5 V. Plug and Play. Ahora 2.0 (normal, mini o micro).
  • Firewire, ilink o IEE1394. Puede alimentar hasta 25 V. Muy alta velocidad. Plug and Play.
  • Irda: Infrarrojos, en desuso debido a las ventajas del bluetooth y WIFI.

Hardware, Software y Firmware

Hardware es la parte física del ordenador.

Software son los programas e instrucciones.

Firmware es el software específico con el que está configurado el hardware, por ejemplo el de un router o una memoria ROM.

Arquitectura de Von Neumann

La U.C envía instrucciones desde la memoria hasta la CPU. ALU decodifica e interpreta las instrucciones. Los resultados enviados a los periféricos o desde ellos por el modulo de entrada y salida.

Estos bloques se comunican entre sí mediante los buses que son cables (IDE o SATA) o pistas en paralelo.

Los buses pueden ser:

• De datos: por ellos circula información y es el único bidireccional.
• De dirección: determina donde debe ir la información, a la memoria o en los módulos de entrada y salida.
• De control: proporciona las señales auxiliares de gobierno y sincronización.

Y sus características principales son: el ancho de bus (o número de lineas o bits que es capaz de transmitir en paralelo, 32 ó 64) y su frecuencia de velocidad y transmisión (ejemplo: 1Ghz).