Introducción a los Sistemas Informáticos: Hardware, Memoria y Periféricos

1. Introducción a los Sistemas Informáticos

1.1 Introducción

La vida en sociedad genera la constante necesidad de tratar y transmitir información. Antiguamente se utilizaban métodos como señales de humo, el telégrafo o canales ordinarios. ¿Cómo lo hacemos actualmente? Mediante el uso del ordenador.

Definición de Informática: Ciencia que estudia el tratamiento automático de la información. Su evolución y desarrollo han sido espectaculares. ¿Esta actividad es buena o es mala?

1.2 El Sistema Informático: Software y Hardware

Definición de Ordenador: Máquina (electrodoméstico) compuesta de elementos eléctricos (hardware) con gran capacidad y velocidad de cálculo.

Para que funcione, necesitamos el software:

• Sistema Operativo: Libre o propietario.
• Aplicaciones: Freeware, shareware, propietario.

¿Qué define a una aplicación?

• a) Tipo de licencia.
• b) Lenguaje de desarrollo (Visual Basic, Java, etc.).
• c) Plataforma (Sistema operativo donde se puede ejecutar).
• d) Requerimientos:
  • Hardware: Tarjeta gráfica.
  • Software: JVM (Java Virtual Machine), Framework 2.0.
• e) Versiones.
• f) Estándar o a medida.

Tipología especial: Firmware

Definición: Es un bloque de instrucciones de programa para propósitos específicos, grabado en una memoria tipo ROM, que establece la lógica de más bajo nivel que controla los circuitos electrónicos de un dispositivo de cualquier tipo.

Ejemplos:

• Aplicación que gestiona electrodomésticos.
• Aplicativo que gestiona móviles.
• Aplicativo que gestiona PCs.
• Aplicativo que gestiona consolas de juegos.
• Aplicativo que gestiona receptores TDT.
• Aplicativo que gestiona dispositivos informáticos.

1.3 Componentes Físicos (Hardware)

Los componentes principales de la arquitectura son:

1. CPU (Unidad Central de Proceso):
   • ALU (Unidad Aritmético-Lógica)
   • Unidad de Control
2. Memoria RAM
3. Controladores
4. Unidad de E/S (Entrada/Salida)
5. Buses
6. Unidades Periféricas

1.3.1 Componentes del Procesador

• a) Unidad de Control: El cerebro. Recibe información, la interpreta y la procesa (envía órdenes a otros componentes del ordenador).
• b) UAL (Unidad Aritmético-Lógica):
  • Realiza operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación, división, potenciación, módulo).
  • Operaciones lógicas (Álgebra de Boole):
    • Mayor que: >
    • Menor que: <
    • Mayor o igual: >=
    • No mayor: NOT > (<=)
    • Y lógico: AND
    • O lógico: OR

2. Memoria: Funciones, Tipos y Características

Permite almacenar programas y datos. Se divide en dos grandes tipos:

2.1 Almacenamiento Externo

• Más lentos que la memoria interna.
• Discos duros (externos e internos).
• No volátiles: disquetes, cintas DAT, pen drives, almacenamiento web (RapidShare, MegaUpload).

2.2 Memoria Interna

Se divide principalmente en:

• RAM (Random Access Memory)
• ROM (Read Only Memory)

Memoria RAM

La memoria se compone de elementos electrónicos llamados biestables.

• Un biestable puede almacenar 1 bit.
• Si tiene carga es 1, si no tiene es 0.
• Se organizan en bloques de 8 bits formando 1 byte.
• Se descargan con el tiempo, por lo que deben ser recargados (refrescarse).

Tipos de Memoria RAM

1. DRAM (Dynamic RAM): Tiene las 5 características anteriores.
2. SRAM (Static RAM): No necesita refrescos (sin luz mantiene el contenido), es más rápida y más cara que la DRAM, y se utiliza en la memoria caché.
3. SDRAM (Synchronous Dynamic RAM): Mezcla de DRAM y SRAM.
4. DDR-RAM (Double Data Rate): Se refresca 2 veces por ciclo de reloj.

Memoria ROM

ROM (Read Only Memory): Solo contiene programas para iniciar el equipo. Estos programas se denominan BIOS.

• Inicialmente guardada en PROM.
• Actualmente guardada en EPROM.
• Se guardan configuraciones en la memoria CMOS.
• La CMOS dispone de una pila de botón para no borrarse.
• Podemos acceder a la BIOS al arrancar pulsando Supr, F2, etc., para cambiar el orden de arranque de las unidades.

Otras Memorias

• VRAM: Memoria de vídeo.
• CDRAM: Memoria caché dinámica, situada entre periférico y procesador (discos duros, CD-ROM, impresora, etc.).

2.3 Arquitectura de 32 y 64 bits

• Sistema de 32 bits: Procesador de 32 bits, Sistema Operativo acorde.
• Sistema de 64 bits: AMD Athlon 64 bits, etc.

3. Los Periféricos

Un periférico son dispositivos hardware que permiten:

• Interactuar con el PC (ratón, teclado, monitor).
• Almacenar y leer datos.
• Imprimir (impresora, terminal punto de venta).
• Digitalizar (escáner).
• Transmitir y recibir (módem, router, tecnología VoIP).

Clasificación de Periféricos

• De entrada.
• Mixtos (Entrada/Salida).
• De salida.

Se conectan a través de puertos externos:

• Paralelo (LPT1) de 25 pines.
• COM1 / COM2.
• PS/2.
• USB.
• HDMI.
• FireWire.

El sistema operativo reconoce el periférico al conectarlo gracias a la tecnología Plug & Play. No obstante, normalmente requiere instalar un controlador de dispositivos (device driver), el cual suele incluirse en CD/DVD, descargarse de la web del fabricante o requerir su instalación previa en determinados dispositivos como las impresoras.

4. Componentes Lógicos (Software)

4.1 Los Datos y sus Tipos

Dato: Representación abstracta de la información (ej. nombre y apellidos, nota media de clase, foto, canción, vídeo, conversación).

Clasificación de los datos

• a) De entrada: Desde el ratón, teclado, etc.
• b) De salida: Monitor, impresora, etc.
• c) Intermedios: Ficheros swap, cola de impresión, etc.

Clasificación según su variación

• a) Fijos (Constantes): Ej. IVA, cambio de moneda, tablas de retención, IRPF.
• b) Variables: Cambian de valor continuamente. Ej. Posición de un cursor, memoria libre, segundos transcurridos.

Clasificación según su forma de uso

• a) Numéricos: 0, ..., 9
• b) Alfabéticos: a...z, A...Z
• c) Alfanuméricos: 0...9, caracteres especiales (@, %, etc.), a...z, A...Z
• d) Otros:
  • Fecha / Hora
  • Lógicos: Sí / No