Tema 1: El Ordenador y sus componentes.

Tema 1: El Ordenador y sus componentes.
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Guadix
Curso 2013-2014
4º ESO - Informática
1.1. Historia de la Informática ............................................................................................................................................ 2
1.2. Codificación de la información. Sistemas de Numeración .......................................................................................... 5
1.2.1. Sistema Decimal .................................................................................................................................................. 5
1.2.2. Sistema Binario .................................................................................................................................................... 5
1.2.3. Sistema Hexadecimal ........................................................................................................................................... 5
1.3. Unidades de medida de la información ........................................................................................................................ 6
1.4. Código ASCII .............................................................................................................................................................. 7
1.5. El ordenador. Estructura funcional .............................................................................................................................. 7
1.6. El ordenador. Estructura física..................................................................................................................................... 8
1.6.1. Placa Base ............................................................................................................................................................ 8
1.6.2. CPU...................................................................................................................................................................... 9
1.6.3. Memoria ............................................................................................................................................................. 10
1.6.4. Periféricos .......................................................................................................................................................... 12
1.7. Software ..................................................................................................................................................................... 14
1.8. Sistemas Operativos................................................................................................................................................... 14
1.8.1. Archivos y carpetas ............................................................................................................................................ 15
1.9. Redes de ordenadores ................................................................................................................................................ 17
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1.1. Historia de la Informática
La Informática es la ciencia que se ocupa del tratamiento automático de la información usando equipos electrónicos
llamados computadores.
El dispositivo de cálculo más antiguo que se conoce es el ábaco. Su nombre
viene del griego abax que significa “tabla” o “superficie plana”. Se sabe que los
griegos empleaban tablas para contar en el siglo V antes de Cristo o tal vez antes.
Ábaco medieval
Réplica de la máquina multiplicadora
de cilindros de Napier (1617)
La primera aproximación a una máquina mecánica de calcular fue hecha
por el escocés John Napier (1550-1617), el inventor de los logaritmos
neperianos. La máquina de multiplicar de Napier permitía, mediante un
sistema de cubos colocados en columnas, leer el resultado de la
multiplicación de dos números.
En 1623 Wilhelm Schickard construye su reloj calculante,
que realizaba sumas y restas mediante ruedas dentadas y
utilizaba los logaritmos de Napier para hacer multiplicaciones.
También disponía de marcas que hacían el papel de una
primitiva memoria y de una campanilla que advertía del
desbordamiento (overflow) de las operaciones. Schickard murió
víctima de la peste y su máquina fue destruida en un incendio,
posiblemente provocado por los mercenarios que campaban por
sus respetos en la zona durante la guerra de los Treinta Años.
Afortunadamente, una carta dirigida a Kepler conteniendo los
planos de la máquina los salvó para la posteridad.
Réplica del reloj calculante de Schickard (1623)
Pero el primer calculador mecánico propiamente dicho fue construida en 1642
por el francés Blaise Pascal (en cuyo honor se llama Pascal uno de los lenguajes de
programación). A los 18 años Pascal deseaba dar con la forma de reducir el trabajo
de cálculo de su padre que era un funcionario de impuestos. Su principio de
funcionamiento era el mismo que rige los cuentakilómetros de los coches actuales:
una serie de ruedas tales que cada una de las cuales hacía avanzar un paso a la
siguiente al completar una vuelta. Las ruedas estaban marcadas con números del 0 al
9 y había dos para los decimales y 6 para los enteros. Las ruedas giraban mediante
una manivela con lo que para sumar o restar lo que había que hacer era girar la
manivela correspondiente en un sentido o en otro el número de pasos adecuado.
Máquina sumadora de Pascal o Pascalina (1642)
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En 1672 apareció La máquina de Leibnitz. Era un
perfeccionamiento de la máquina de Pascal, e
incluía la mejora de poder multiplicar, dividir y
obtener raíces cuadradas. Leibnitz propuso la idea
de una máquina de cálculo en sistema binario base
de numeración empleada por los modernos
ordenadores actuales.
Máquina de calcular de Leibniz (1694)
Aunque hubo muchos precursores de los actuales sistemas informáticos, podemos considerar a Charles Babbage
(matemático e inventor inglés) como el precursor de las teorías en que se basan los actuales ordenadores. En 1822
diseñó su máquina diferencial para el cálculo de polinomios. Esta máquina se utilizó con éxito para el cálculo de tablas
de navegación y artillería. Mientras que la máquina diferencial era un aparato de proceso único, Babbage decidió
construir una máquina de propósito general que pudiese resolver casi cualquier problema matemático. Todas estas
máquinas eran por supuesto mecánicas movidas por vapor. En 1830 formula las bases de su máquina analítica, aunque
solamente la desarrolló a nivel teórico y no llegó nunca a construirla. La sofisticada organización de esta segunda
máquina es lo que hace que muchos consideren a Babbage padre de la informática actual.
En 1936 Turing propuso un modelo matemático de computadora de
propósito general. Esta computadora se constituiría de una cinta en la que se
puede codificar un símbolo en cada posición. La máquina tiene una cabeza
lectora y la cinta se puede mover hacia adelante y hacia atrás. En cada momento
la máquina puede analizar un símbolo, y dependiendo del estado actual de la
máquina y del símbolo leído sustituirá el símbolo leído por uno nuevo. A
continuación podrá leer un nuevo símbolo moviendo la cinta. Lo importante de
este modelo de Turing es su potencia para realizar demostraciones, no la
posibilidad de construir esta máquina ya que sería muy lenta.
Aspecto de la cinta infinita y el cabezal de una máquina de Turing
De hecho se puede concluir que una máquina de Turing puede hacer cualquier cosa que se pueda realizar mediante
un procedimiento algorítmico, esto lo constituye como el primer modelo de computador de propósito general. El
modelo de Turing dio el empuje definitivo para que comenzara la era de las computadoras.
La II Guerra Mundial proporcionó un estímulo a los gobiernos para que invirtieran en investigación y crear
poderosas computadoras. Las primeras computadoras creadas durante la guerra -como la máquina Robinson que Turing
construye para descifrar mensajes alemanes codificados por la máquina alemana Enigma- eran propiedad exclusiva del
gobierno y de organizaciones militares.
En 1943 Howard Aitken construye para IBM (que cedió a la Universidad de Harvard) la MARK I, una máquina
automática electromecánica (en basé a relés) que podía realizar 5 operaciones aritméticas: suma, resta, multiplicación,
división y referencia a resultados anteriores.
La sustitución de los relés por VÁLVULAS DE
VACÍO dio lugar a la Primera Generación de
ordenadores electrónicos. En 1943 nace el ENIAC
(Electronic Numerical Integrator and Computer,
terminado de construir en 1946). Se construyó por
encargo del ejército de los EEUU para realizar
cálculos balísticos. Estaba compuesta por 70 mil
resistencias, 10 mil condensadores, 1.500 relés, 6 mil
conmutadores manuales y 17.486 válvulas, que debido
a su fragilidad debían cambiarse frecuentemente (19
mil cambios en los nueve años en que la máquina
estuvo en servicio).
ENIAC
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La Segunda Generación de ordenadores (aparecida a mediados de la década de los cincuenta) se caracterizó por la
sustitución de las válvulas de vacío por TRANSISTORES, con lo cual se redujo el tamaño y el coste, y se aumentó la
velocidad de proceso hasta el microsegundo. Ejemplo de esta segunda generación es el UNIVAC.
La Tercera Generación de ordenadores se inicia en 1964 con el modelo IBM 360. La principal característica de
esta generación fue el uso del CIRCUITO INTEGRADO (chip). El modelo IBM 370 (1970) es el producto más famoso
de esta generación. Los avances de esta tercera generación dan paso al multiproceso y a los lenguajes avanzados de
programación: Fortran (1966), Algol (1968) y COBOL (1970). También datan de esta generación el BASIC (1964) y el
Pascal (1971).
IBM 360
IBM 370
En 1971 Intel desarrolla el microprocesador Intel 4004, dando lugar al nacimiento
de la Cuarta Generación. Esta generación se caracteriza por el empleo de
MICROCHIPS, cuya base tecnológica es la misma de la generación anterior, pero de
tamaño mucho más reducido. Es a partir de este momento cuando los ordenadores
empiezan a contemplarse como un posible electrodoméstico más, y aparece el concepto
de Ordenadores Personales (PC), ya que son aparatos cada vez más pequeños y más
accesibles en cuanto a su coste y sencillez de manejo. El primer ordenador personal en
EE.UU. fue el Altair 8800 (1974) de la desaparecida empresa MITS. Microsoft tuvo el
acierto de construir un intérprete BASIC para él, MITS sobrevivió un par de años, pero
Microsoft inició un despegue imparable, dando un gran salto al facilitar a IBM el
sistema operativo MS-DOS para el PC,
Altair 8800
Información en Internet
•
•
•
•
http://diegolevis.com.ar/historia/galeria.html
http://www.compuclasico.com/articulos.php?Enlace=evolucion/evolucion05
http://www.infoamerica.org/teoria/turing1.htm
http://www.thocp.net/timeline/1938.htm
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1.2. Codificación de la información. Sistemas de Numeración
Se llama CÓDIGO al conjunto de reglas seguidas para la representación de unos datos, es decir, a cualquier
representación de unos datos mediante otros. Ejm: Código Morse.
Se llama SISTEMA DE NUMERACIÓN al conjunto de reglas que permiten, con una cantidad finita de símbolos
llamado alfabeto, representar cualquier número. Ejm: Sistema Romano.
1.2.1. Sistema Decimal
Es un sistema de numeración posicional (el valor de cada dígito depende de la posición que ocupa en el número) cuyo
alfabeto está compuesto por diez símbolos:
Alfabeto = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 } (base = 10)
Ejm: 234 = 2·100 + 3·10 + 4·1 = 2·102 + 3·101 + 4·100
1.2.2. Sistema Binario
Es un sistema de numeración posicional cuyo alfabeto está compuesto por dos símbolos:
Alfabeto = { 0,1 }
(base = 2)
Paso Binario ↔ Decimal
Ejm1: Paso Binario ⇒ Decimal:
101112) = 1·24 + 0·23 + 1·22 + 1·21 + 1·20 = 16 + 4 + 2 + 1 = 2310)
Ejm2: Paso Decimal ⇒ Binario:
Dividimos entre 2 y tomamos los
restos de la división empezando por
el último:
2010) = 101002)
1.2.3. Sistema Hexadecimal
Es un sistema de numeración posicional cuyo alfabeto está compuesto por dieciséis símbolos:
Alfabeto = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F }
(base = 16)
Tabla 1: Correspondencia entre distintos sistemas de numeración
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Ejm 1: Paso Hexadecimal ⇒ Decimal:
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2ABH) = 2·162 + 10·161 + 11·160 = 512 + 160 + 11 = 683D)
Ejm2: Paso Decimal ⇒ Hexadecimal:
269D) = 10DH)
Ejm 3: Paso Hexadecimal ⇒ Binario:
1AH) = 0001 1010B)
Se escribe la correspondencia de cada dígito en
el sistema binario según la tabla 1 (grupos de 4)
Ejm 4: Paso Binario ⇒ Hexadecimal:
110 1110B) = 6EH)
Se agrupan los dígitos de 4 en 4 (empezando por
la derecha) y se convierte cada grupo en un
dígito hexadecimal.
1.3. Unidades de medida de la información
Se llama BIT (Binary Digit) a la unidad mínima de información: 0 ó 1.
Medidas de Capacidad:
1 Byte (B) = 8 bits (b)
1 KiloByte (KB) = 1024 B
1 MegaByte (MB) = 1024 KB
1 GigaByte (GB) = 1024 MB
1 TeraByte (TB) = 1024 GB
Para velocidades de transmisión:
1 Kilobit por segundo (Kbps) = 1000 bps
1 Megabit por segundo (Mbps) = 1000 Kbps
Ejm. 1:
Disquette -> 1’44 MB
RAM -> 1 GB – 4 GB
HD -> 500 GB – 1 TB
CDROM -> 600 – 800 MB
DVD -> 4’7 GB
Modem RTB -> 56 kbps
ADSL -> 3 Mbps – 10 Mbps
Ejm. 2:
¿Cuántos KB son 420 MB?
Solución:
420 MB ⋅
1024 KB
= 430.080 MB
1 MB
Ejm. 3:
Hace 7 años un HD de 400 MB costaba 120 €. Hoy, uno de 1 TB cuesta 90 €. Compara el coste por MB en ambos
casos.
Solución:
120 €
1024 GB 1024 MB
90 €
= 0,3 € / MB ;
1 TB ⋅
⋅
= 1.048.576 MB ⇒
= 0,000086 € / MB
400 MB
1.048.576 MB
1 TB
1 GB
Ejm. 4:
Supongamos que tenemos instalada y funcionando una ADSL de 3 Mbps. ¿Cuánto tiempo tardaríamos en bajarnos de
un servidor web un video de 650 MB si en la práctica nuestra ADSL funciona a un 80% de la velocidad teórica?
Solución:
Mb 1 B 80
⋅
⋅
= 0,3 MBps
s 8 b 100
1s
= 2166.7 s = 36,1 minutos
Por lo tanto el tiempo de descarga será: 650 MB ⋅
0,3 MB
Velocidad real de la ADSL, en MB: 3
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1.4. Código ASCII
El Código ASCII (American Estándar Code for Infomation Interchange -> Código americano estándar para el
intercambio de información) es un código de caracteres basado en el alfabeto latino. Fue creado en 1963 por el Comité
Estadounidense de Estándares. Inicialmente utilizaba 7 bits para representar los caracteres, pero posteriormente fue
ampliado a 8 bits para incluir caracteres adicionales, como la ñ.
En este código, cada número, letra o símbolo está representado por un número del 0 al 255. Así pues, se puede
definir 1 Byte como el número de bits necesarios para almacenar un carácter.
Ejm. 1:
¿Cuánto ocupa la frase “Pienso, luego existo”?
1B
Solución:
20 caracteres ⋅
= 20 B
1 caracter
Ejm 2:
Un libro tiene 420 páginas. Supongamos que por término medio cada página tiene 36 líneas y cada línea tiene 65
caracteres. ¿Cuántos libros de éstos podríamos almacenar utilizando el código ASCII en un CD de capacidad 650 MB?
Solución:
36 lineas 65 caracteres
1B
1 KB
1 MB
⋅
⋅
= 982.800 B ⇒ 982800 B ⋅
⋅
= 0,94 MB
1 pagina
1 linea
1 caracter
1024 B 1024 KB
650 MB
Por lo tanto cada libro ocupa 0,94 MB, y en un CD de 650 MB podríamos almacenar:
≈ 691 libros
0,94 MB / libro
420 paginas ⋅
1.5. El ordenador. Estructura funcional
Un ordenador es una máquina capaz de aceptar unos datos de entrada, procesarlos (efectuar con ellos operaciones
lógicas y aritméticas), almacenarlos y proporcionar la información resultante a través de un medio de salida, todo ello
automáticamente bajo el control de un programa de instrucciones previamente almacenado en el propio ordenador.
Un ordenador consta de diversos elementos que constituyen el hardware o componentes físicos y el software o
componentes lógicos, es decir los programas que convierten las instrucciones que se envían al ordenador en un lenguaje
que este pueda comprender.
Para que se produzca el procesamiento y almacenamiento de datos es necesario que el ordenador pueda capturarlos
desde el exterior. Esta labor se realiza a través de las Unidades de Entrada: teclado, ratón, DVD, escáner, …
Una vez recibidos los datos, el ordenador necesita conservarlos en algún tipo de soporte. El sistema capaz de
almacenar datos de forma temporal o permanente se denomina Memoria. Para procesar los datos un ordenador utiliza la
Unidad Central de Proceso = CPU (CPU, en inglés Central Processing Unit). Dentro de la CPU podemos distinguir dos
componentes principales: la ALU y la UC.
Una vez procesados los datos se envían al exterior a través de las Unidades de Salida. También se pueden almacenar
los datos de forma permanente en Unidades de Almacenamiento (discos duros, CDROM, …)
El Ordenador. Estructura funcional.
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1.6. El ordenador. Estructura física.
Todos los elementos físicos o materiales de un ordenador, es decir, todos aquellos elementos que son tangibles,
reciben el nombre global de HARDWARE (soporte físico).
Estos elementos son: la CPU, la memoria, los periféricos de entrada/salida, la placa base, etc. Pasemos a estudiarlos
más detenidamente.
1.6.1. Placa Base
La placa base o placa madre (motherboard) es un circuito impreso que constituye el medio de conexión de los
componentes del ordenador: microprocesador, memoria y periféricos de entrada y salida. Aparte de la función de
interconexión, también se encarga de la sincronización y control entre los distintos componentes. Para realizar estas y
otras tareas, la placa base lleva instalado un software en la BIOS (Basic Input-Output System).
Para designar a la placa madre también se suele emplear el término Chipset: conjunto de circuitos integrados que
actúan conjuntamente. El chipset de la placa base está formado por 2 circuitos auxiliares al procesador principal:
•
El NorthBridge (puente norte) se usa como puente de enlace entre el procesador y la memoria. Controla las
funciones de acceso hacia y entre el microprocesador, la memoria RAM, el puerto gráfico AGP, y las
comunicaciones con el SouthBrigde.
•
El SouthBridge (puente sur) controla otros dispositivos como son la controladora de discos IDE, puertos USB,
Firewire, SATA, RAID, ranuras PCI, ranura AMR, ranura CNR, puertos infrarrojos, disquetera, LAN y una
larga lista de todos los elementos que podamos imaginar integrados en la placa madre. En general, el
SouthBrigde es el encargado de comunicar el procesador con el resto de los periféricos.
Placa base Gigabyte
La comunicación entre los distintos componentes se realiza a través de líneas que transportan información binaria
llamados buses. Hay distintos tipos:
-
ISA (Industry Estándar Architecture): antiguo (menos velocidad). Conecta tarjetas de sonido, red, …
PCI (Peripheral Component Interconnect): más moderno
PCI-Express: el último desarrollo para la transmisión de video
AGP (Acelerated Graphics Port): para conectar la tarjeta de video. Más moderno: PCI Express
USB (Universal Serial Bus): más moderno. Conecta impresoras, llaves de memoria, cámaras, …
IDE (Integrated Drive Electronics): Interfaz para conectar discos duros, CDROM y DVD. En los PC’s hay dos
puertos IDE, y en cada uno de ellos se puede conectar dos dispositovs: uno como Master y el otro como Slave.
S-ATA (Serial Advanced Technology Attachement): Para HD.
La comunicación entre los distintos dispositivos puede llevarse a cabo de dos modos:
a) Comunicación en Serie: la información se transmite un bit tras otro. Ejm: ratón.
b) Comunicación en Paralelo: la información se transmite a través de varias líneas simultáneamente. Ejm:
impresora.
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También podemos agrupar los buses, según el tipo de información que transmiten, de la siguiente forma:
•
•
•
Bus de direcciones: a través del cual la UC determina la dirección de memoria o dispositivo de E/S con el que
se intercambia información.
Bus de datos: por el que se transmiten los datos de los procesos.
Bus de control: transporta información de control para la sincronización de todo el trabajo.
Algunos periféricos disponen de una memoria intermedia llamada buffer, que sirve como almacén temporal de los
datos usado para la comunicación entre dispositivos de distinta velocidad.
1.6.2. CPU
La CPU es el núcleo del ordenador, el cerebro. Básicamente, la función de la CPU consiste en realizar las acciones
indicadas por los programas y controlar todos los dispositivos del ordenador. La CPU realiza dichas acciones
manipulando los datos de la memoria mediante operaciones muy elementales tales como sumas, restas, comparaciones,
etc. (Ejm: Intel Core 2 Duo, Intel Celeron, AMD Athlon, AMD Turion)
De modo convencional, se distinguen las siguientes partes en la CPU:
1.
La Unidad de Control (UC):
Controla la ejecución de las instrucciones especificadas en el programa.
El funcionamiento de la UC está regido por los impulsos de un reloj que sincroniza la realización de las distintas
operaciones y determina la velocidad del procesador. Su frecuencia se mide en MHz (megaherzios, millones de ciclos
por segundo) y GHz.
2.
La Unidad Aritmético-Lógica (ALU):
Es la encargada de llevar a cabo las operaciones aritméticas (sumas, restas, multiplicación, división) y las
operaciones lógicas (comparaciones, OR, NOT,…) y de toma de decisiones ante determinadas situaciones planteadas
por los programas.
3.
Registros:
Son lugares donde se almacenan temporalmente los datos durante la ejecución de la instrucción. Podemos
considerar:
* Registro contador: indica que instrucción sigue.
* Registro de instrucción: tiene la instrucción que se esta ejecutando.
* Registro acumulador: guarda los resultados intermedios.
* Registro de estado: guarda los avisos.
4.
Memoria Caché:
Es una pequeña memoria muy rápida donde se almacenan los datos que se usan frecuentemente. Su objetivo es
evitar tener que pedir dichos datos a la memoria principal y así reducir los estados de espera del micro mientras le sirve
datos la Memoria Principal (más lenta que el micro).
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1.6.3. Memoria
La memoria es el lugar donde se almacenan los datos y los programas. Las características principales de las
memorias son la capacidad, la velocidad y el coste, características reñidas entre sí:
ƒ
ƒ
ƒ
A mayor capacidad menor velocidad.
A mayor capacidad menor coste.
A mayor velocidad mayor coste.
Otra característica importante de una memoria es la latencia, que es el tiempo necesario para acceder a una
determinada posición de dicha memoria.
Una primera clasificación de las memorias es atendiendo al criterio de Nivel Jerárquico: de más rápida y cara (por
lo que suelen tener menor capacidad) a menos rápida y mayor capacidad:
a)
Memoria Principal o central: en ella se guarda el conjunto de instrucciones (programa) que está siendo
ejecutado, junto con los datos de entrada y de salida de la ejecución. Ejm: RAM.
b) Memoria Secundaria, masiva o auxiliar: se usa para guardar los datos de modo permanente. Los SO también la
utilizan como memoria virtual, con el propósito de incrementar “artificialmente” la cantidad de memoria
principal de la que físicamente se dispone. Ejm: HD.
También podemos clasificar las memorias atendiendo a otros criterios, como son la volatilidad o no volatilidad de la
misma, si se puede escribir y/o leer de ellas, si el acceso es secuencial o aleatorio, etc.
NOTA: Acceso aleatorio significa que el tiempo para acceder a cualquier dato almacenado en la memoria es
independiente de la posición que ocupa dicho dato en la memoria (memoria RAM). Acceso secuencial es lo contrario
(cinta VHS).
• TIPOS DE MEMORIAS
•
Memoria ROM (Read Only Memory = Memoria de sólo lectura): el contenido de esta memoria es permanente y no
se puede alterar. Se suele usar para almacenar el programa que controla las rutinas de arranque del ordenador.
También se utiliza en diversos dispositivos electrónicos: lavadoras, etc.
•
Memoria RAM (Random Access Memory = Memoria de acceso aleatorio): es una memoria de lectura y escritura.
La información se almacena de manera temporal y al apagar el ordenador se borra todo su contenido. El acceso
aleatorio significa que el tiempo para acceder a cualquier dato almacenado es independiente de la posición que
ocupe en la memoria (es decir, se puede acceder a cualquier localización de la memoria en cualquier momento en el
mismo intervalo de tiempo).
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•
Memorias de disco óptico: Las memorias en disco óptico almacenan información usando marcas minúsculas
grabadas en la superficie de un disco circular. La información se lee iluminando la superficie con un láser y
observando la reflexión. Los discos ópticos son no volátil y de acceso secuencial. Los formatos de uso más común
son: CDROM, DVD, CD-R, DVD-R, DVD+R, etc.
•
Discos Magnéticos: la información se guarda permanentemente en las superficies magnetizadas de discos o platos
circulares. Son no volátiles y de acceso secuencial.
Las principales partes de un disco magnético son:
o
o
o
o
Pista: cada una de las circunferencias concéntricas (invisibles) en que se divide la superficie del disco
lógicamente.
Sector: cada uno de los arcos iguales en que se subdividen las pistas; porción radial.
Cilindro: conjunto de pistas a las que el sistema operativo puede acceder simultáneamente en cada posición de
las cabezas.
Cluster: es un conjunto de sectores tratados como unidad de asignación por el SO en cada operación de lectura
o escritura.
Ejm 1:
Disquete de 3’5 pulgadas – alta densidad
Capacidad = 1.475.072 Bytes = 1,44 MB
1 sector = 512 Bytes ⇒ 2.881 sectores
2 cabezas y 80 pistas por cada cara ⇒ 160 pistas
1 cluster = 1 sector
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Sector 0: MBR
Sectores 1 al 9: 1 FAT (FAT 12)
Sectores 10 al 18: 2 FAT (copia)
Sectores 19 al 32: directorio raiz
Sectores 32 al final: datos
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Otros conceptos importantes referentes a los discos son:
1.
Tiempo de acceso: es el tiempo que transcurre desde el instante en que se envían los datos a un dispositivo de
almacenamiento y el momento en que éste recibe los primeros datos. El t.a. típico de un HD es de 12 ms.
2.
Formateo: es el proceso mediante el cual se prepara el disco para ser utilizado. Durante el formateo se hacen las
siguientes tares: se le marcan las pistas y sectores al disco, se le define la zona de directorio, se crean la FAT (File
Allocation Table -> Tabla de direcciones de archivos) y el registro de arranque.
3.
Particiones del disco: particionar un HD consiste en dividir el HD en una o mas partes lógicas (particiones) que se
comportan cada una como si fuesen un disco real e independiente del resto. A cada unidad se le identifica con una
letra. Normalmente se designa por C a la unidad que es la partición primaria, y por D, E, F, etc las particiones
extendidas (si las hay).
4.
Registro de arranque (BOOT): contiene las características relacionadas con el disco, como son: versión del sistema
operativo, número de bytes por sector, el número de sectores en el disco, etc. En los discos flexibles, como no hay
particiones, el registro de arranque se localiza en el primer sector físico del disco. En el caso de un disco duro, el
registro de arranque se localiza en el segundo sector de la pista cero, después de la tabla de partición.
Al encender el computador, una rutina de la BIOS busca el registro de arranque del disco duro para proceder a la
carga del SO.
5.
La FAT (File Allocation Table): contiene la información acerca de cada sector del disco, indicándole al sistema
operativo que clusters se encuentran ocupados, cuáles se encuentran disponibles y cuáles se encuentran averiados.
Además, contiene el nombre de los archivos a los que pertenecen los datos almacenados.
Otra información muy importante que contiene la FAT es la tabla donde se indican los sectores que forman un
archivo, pues en el momento de grabar un archivo en el disco, es poco probable que quede ubicado en sectores
consecutivos, a menos de que se trate de un disco vacío.
6.
Directorio raíz: a continuación de la FAT está localizado el directorio raíz, donde se almacena el nombre del
archivo, localización, número de clusters que ocupa, hora y fecha de creación, etc. A continuación del directorio
raíz se encuentra el área de datos, que ocupa hasta el último sector del disco.
Al formatear un disquete con la opción del SO “formateado rápido” lo que se hace es borrar la FAT y los directorios,
pero no los datos.
1.6.4. Periféricos
Podemos distinguir los siguientes tipos:
a)
Dispositivos de entrada: permiten la introducción de datos en el ordenador: teclado, ratón, escáner, lectores
CDROM y DVD.
b) Dispositivos de salida: devuelven los datos una vez procesados por el ordenador: monitor, impresora, altavoces,
grabadora DVD’s, etc.
c)
Dispositvos de entrada y salida: llaves de memoria, MODEM (Modulador-Demodulador; este dispositivo convierte
la señal digital del ordenador en una señal eléctrica (analógica) que puede ser transmitida por la línea telefónica, y
viceversa); tarjetas de red (permiten la interconexión de varios ordenadores), etc.
Para poder comunicarse el SO con un periférico se utiliza un programa informático llamado controlador de
dispositivo (llamado normalmente controlador, o, en inglés, driver), que hace una abstracción del hardware y
proporciona una interfaz -posiblemente estandarizada- para usarlo.
Algunos periféricos disponen de una memoria intermedia llamada buffer, que sirve como almacén temporal de los
datos usado para la comunicación entre dispositivos de distinta velocidad.
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Mención especial cabe hacer de las tarjetas de video y monitores.
• MONITORES
a)
Monitores CRT (Turbo de rayos catódicos): en la parte de atrás del monitor se encuentra un cañón de electrones, el
cual dispara un rayo de electrones a través de una bobina magnética hacia la parte delantera de la pantalla, que está
recubierta de un material fosforescente que brilla cuando se expone al rayo. El haz de electrones se desplaza de
izquierda a derecha, y de arriba abajo, recorriendo una malla de puntos llamados píxeles. La imagen debe ser
repetida o refrescada periódicamente, normalmente al menos unas 60 veces por segundo (60 Hz). Esto es lo que se
conoce como frecuencia de barrido.
b) Monitores de pantalla plana: hoy en día existen diferentes tecnologías. Las más conocidas son:
1.- LCD (Liquid Cristal Display): emplean pantallas de cristal líquido para representar imágenes. El cristal
líquido es transparente pero se opaca cuando está cargado de electricidad. Las mejores pantallas LCD son
las llamadas de matriz activa o TFT (Thin Film Transistor –transistor de película fina-).
2.- Plasma: la imagen se crea por la excitación de fósforo motivada por la descarga de plasma entre dos
pantallas planas de vidrio. Suelen ser más baratos que los LCD y de peor calidad.
• TARJETAS GRÁFICAS
La tarjeta gráfica o tarjeta de vídeo es la encargada de transformar las señales eléctricas que llegan desde el
microprocesador en información comprensible y representable por la pantalla. Sus componentes principales son:
a)
Procesador Gráfico: es el encargado de hacer los cálculos para representar las imágenes. Debe tener suficiente
potencia para procesar los datos con fluidez y que no se produzcan “saltos” en la representación de las imágenes.
b) Memoria de Video: es la que almacena la información de las imágenes que se visualizan en la pantalla. Depende
de la resolución que queramos utilizar y de la cantidad de colores que deseemos presentar en pantalla: a mayor
resolución y mayor número de colores más memoria es necesaria.
c) RAMDAC: conversor analógico-digital (DAC) de la memoria RAM, empleado para transformar la señal digital
con que trabaja el ordenador en una salida analógica que pueda entender el monitor.
Dos características importantes de una tarjeta gráfica son:
1.
Resolución: número de píxeles que forman la imagen, ancho x alto.
2.
Profundidad de color: cantidad de bits necesarios para representar el color de un píxel en una imagen digital
(o bien el número de colores que es capaz de mostrarse simultáneamente):
8 bits por píxel (1 B): 28 = 256 colores, SUPER VGA
16 bits por píxel (2 B): 216 = 65536 colores, HICOLOR (color de alta resolución)
24 bits por píxel (3 B): 224 = 16.777.216 colores, TRUECOLOR (color verdadero)
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Ejm 1:
Una imagen de 640x480 a 256 colores (1 B) ocupa: 640 ⋅ 480 ⋅ 1 B = 307.200 B ⇒ 307200 B ⋅
La misma imagen a 16 bits (2 B) ocupa: 640 ⋅ 480 ⋅ 2 B = 614.400 B ⇒ 614400 B ⋅
1 KB
= 300 KB
1024 B
1 KB
= 600 KB
1024 B
La misma imagen a 24 bits (3 B, True Color) ocupa: 900 KB 3/2·600 = 900 KB
Ejm 2:
Una imagen de 1600x1200 píxeles a Trae Color ocupa:
1 KB
1 MB
1600 ⋅ 1200 ⋅ 3 B = 5.760.000 B ⇒ 5.760.000 B ⋅
⋅
= 5,5 MB
1024 B 1024 KB
Ejm 3:
Una cámara digital puede hacer fotos a una resolución de 1600x1200 píxeles a True Color.
a) En una tarjeta de 256 MB, ¿cuántas fotos caben?
b) Si una impresora es capaz de imprimir a 300 ppp ¿cuál es el tamaño de una foto en cm? (1 pulgada = 2.5 cm)
c) ¿Cuánto tiempo tardaré en mandar por e-mail una foto en una ADSL de 1 Mbps?
1.7. Software
A la parte inmaterial, formada por los programas que dirigen el funcionamiento del ordenador, se le llama
SOFTWARE (soporte lógico). Una clasificación básica del software es:
•
Sistemas Operativos: es el software básico que gestiona el ordenador y se inicia al encenderlo (Windows
XP, Linux, Mac OS X, etc.) Sus funciones principales son:
a) Controlar los dispositivos físicos del ordenador: disco duro, disquetes, ratón, teclado, etc.
b) Gestionar el almacenamiento de la información y el sistema de ficheros.
c) Controlar y ejecutar todo tipo de aplicaciones, así como detectar los errores de ejecución.
•
Programas de Aplicación: son programas diseñados para realizar tareas específicas. En esta categoría están
los procesadores de textos (Word), las hojas de cálculo (Excel), los gestores de bases de datos (Access), los
programas de diseño gráfico (Paint Shop Pro, Photoshop), presentación de diapositivas (PowerPoint),
Navegadores de Internet (IExplorer, Firefox), diseño de páginas web (FrontPage, Dreamweaver),
compresores (WinZip, WinRar).
•
Lenguajes de Programación: permiten crear programas de aplicación: C, C++, Visual Basic, PHP, Java,
Perl, etc.
1.8. Sistemas Operativos
Un Sistema Operativo es el software básico que gestiona el ordenador y se inicia al encenderlo. Sus funciones
principales son:
a) Controlar los dispositivos físicos del ordenador: disco duro, disquetes, ratón, teclado, etc.
b) Gestionar el almacenamiento de la información y el sistema de ficheros.
c) Controlar y ejecutar todo tipo de aplicaciones, así como detectar los errores de ejecución.
Los sistemas operativos actualmente más comunes son: Windows (XP, Vista, 7), Mac OS, Linux (distribuciones
Debian, Ubuntu, Guadalinex,…)
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Un entorno de escritorio es un conjunto de programas que se ocupan de la gestión de la interacción entre el usuario y
el sistema operativo por medio de una interfaz gráfica, que es un conjunto de ventanas, iconos, menús, etc. que permite
la comunicación entre el ordenador y el usuario. Los sistemas operativos modernos disponen de una interfaz gráfica
muy intuitiva, atractiva, amigable y “en teoría” fácil y cómodo de utilizar.
Dentro de la gran variedad de servicios que suele ofrecer un entorno de escritorio, los principales programas son el
administrador de ficheros (o explorador de archivos) y las herramientas de administración del sistema.
1.8.1. Archivos y carpetas
La información se almacena y organiza en el ordenador en una estructura arbórea de carpetas y archivos. Las carpetas
sirven para organizar la información por temas, contenido u otro criterio, y pueden contener otras carpetas o archivos.
Los archivos, documentos o ficheros son los contenedores de una cierta información.
Es importantísimo organizar nuestra información en una buena estructura de carpetas y archivos, sobre todo de cara a
encontrar alguna información en el futuro.
Estructura arbórea de la carpeta “Mis Documentos”
Estructura de un directorio desde la línea de comandos
Los archivos constan de un nombre y una extensión. La extensión tiene 3 o 4 letras e identifica el tipo de archivo del
que se trata.
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Ejemplo: Las extensiones de los archivos más usuales, así como los iconos más comunes (dependientes del programa
asociado a los mismos) son (para sistemas Windows):
Extensión Icono Tipo de Archivo
Otras
Varios
extensiones
.avi, .mpg
video
Programa asociado
Lo que sucede al hacer doble click
Ninguno
Aparece el cuadro de diálogo “Abrir con”
Reproductor multimedia: VLC,
WMP, Winamp
Se reproduce la película
Se ejecuta la secuencia de instrucciones
del archivo
Diseño gráfico (Paint, PSP,
Se muestra la imagen o abre el programa
Archivo de imagen
Photoshop) o visor de imágenes de diseño gráfico asociado
Archivos de
Sistema operativo
Aparece el cuadro de diálogo “Abrir con”
sistema
Archivo de lotes
Sistema operativo
.doc
Archivo de texto
Microsoft Word
Se abre el procesador de textos Word
.exe
Aplicación
Sistema Operativo
Se ejecuta el programa
.gif, .jpg,
.tif
Archivo de imagen
Diseño gráfico (Paint, PSP,
Se muestra la imagen o abre el programa
Photoshop) o visor de imágenes de diseño gráfico asociado
.hlp
Archivo de ayuda
Sistema operativo
.bat
.bmp
.dll, .sys
.htm, .html
.inf, .ini
.mdb
.mp3, .mid,
.wav
.mov
.pdf
.ppt
.pps
.rar
Archivo hipertexto
Navegador web (Firefox, IE,…)
(Internet)
Archivo de sistema
Sistema operativo
(inf -> instalación)
Archivo de base de
Microsoft Access
datos
Reproductor multimedia: VLC,
Archivo de música
WMP, Winamp
Archivo de
Reproductor Quick TimePlayer
película
Archivo de texto
Archivo de
presentación
Archivo de
presentación
Archivo
comprimido
Se reproduce el archivo de música
Se reproduce la película
Se abre el programa de diapositivas
Microsoft Power Point
Se muestra la presentación
WinRar
Se muestra el contenido del archivo
comprimido
Sistema operativo
Aparece el cuadro de diálogo “Abrir con”
Archivo de fuentes Sistema operativo
.zip
Se muestra la base de datos
Microsoft Power Point
.ttf
.xls
Se muestra el contenido del archivo
Se muestra el texto
Archivo temporal
Archivo de texto
sin formato
Archivo de hoja de
cálculo
Archivo
comprimido
Se muestra el archivo de hipertexto
Adobe Acrobat Reader
.tmp
.txt
Se muestra un archivo de ayuda
Se muestra la fuente
Editores de texto (Word, Bloc
de notas)
Se muestra el texto
Microsoft Excel
Se muestra la hoja de cálculo
WinZip
Se muestra el contenido del archivo
comprimido
Los iconos pueden variar dependiendo de los programas instalados en el ordenador. Además, algunos archivos de un
determinado tipo pueden abrirse con diferentes programas. Si queremos usar otro programa para abrir un archivo ya
asociado, seleccionaremos dicho archivo haciendo clic sobre él, y manteniendo pulsada la tecla SHIFT ⇑
haremos
clic con el botón derecho del ratón. Se abrirá un menú contextual con la opción “Abrir con” que ejecutaremos para
elegir el programa deseado.
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1.9. Redes de ordenadores
Una red de ordenadores es un conjunto de ordenadores y/o dispositivos conectados entre sí por medio de cables,
señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que comparten información (archivos), recursos (CDROM, impresoras, etc.) y servicios (acceso a Internet).
Las redes de ordenadores se pueden clasificar atendiendo a varios criterios. Algunos tipos importantes son:
−
−
−
LAN (Local Area Network): su extensión está limitada físicamente a un edificio o edificios próximos.
WAN (Wide Area Network, red de area amplia): su extension es mucho más amplia, hasta miles de Kms.
WLAN (Wireless LAN, LAN inalámbrica): redes comunicadas por un medio de transmisión sin cables. La
transmisión y la recepción se realiza a través de antenas. Una de las tecnologías más usadas es wi-fi (Wireless
Fidelity) (ondas de radio).
Un Protocolo de Red es un conjunto de reglas que especifican el modo de comunicación y la forma de intercambio de
datos.
En una red de ordenadores es muy usual la arquitectura cliente-servidor. Esta arquitectura consiste básicamente en que
un programa -el cliente- realiza peticiones a otro programa -el servidor- que le da respuesta. Hay muchos tipos de
servidores: de archivos, de impresión, servidores web, etc.
Internet es un conjunto descentralizado de redes de comunicación interconectadas, que utilizan la familia de protocolos
TCP/IP, garantizando que las redes físicas heterogéneas que la componen funcionen como una red lógica única, de
alcance mundial. Sus orígenes se remontan a 1969, cuando se estableció la primera conexión de computadoras,
conocida como ARPANET, entre tres universidades en California y una en Utah, EE.UU.
Uno de los servicios que más éxito ha tenido en Internet ha sido la World Wide Web (WWW, o "la Web"), hasta tal
punto que es habitual la confusión entre ambos términos. La WWW es un conjunto de protocolos que permite, de forma
sencilla, la consulta remota de archivos de hipertexto.
Pero existen otros muchos servicios y protocolos en Internet, aparte de la Web:
− el envío de correo electrónico (SMTP),
− la transmisión de archivos (FTP y P2P),
− la transmisión de contenido y comunicación multimedia -telefonía (VoIP),
− televisión (IPTV),
− el acceso remoto a otras máquinas (SSH y Telnet)
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