Arquitectura Von Neumann, Sistemes Operatius i Xarxes Informàtiques
Clasificado en Informática
Escrito el en catalán con un tamaño de 8,97 KB
Arquitectura Von Neumann: Components Essencials
La màquina de Von Neumann consta de tres parts fonamentals:
- Processador (CPU): Anomenat també CPU, és el cervell de l'ordinador, la unitat que s'encarrega dels càlculs i el processament de dades.
- Memòria Principal: És on s'emmagatzemen temporalment les instruccions i les dades que la CPU necessita per operar.
- Unitat d'Entrada i Sortida (E/S): Són les unitats on es connecten els dispositius que permeten que el microprocessador enviï i rebi informació de l'exterior, com ara teclats, pantalles o impressores.
Sistemes Operatius: Intermediari i Gestor
Un Sistema Operatiu (SO) actua com a intermediari entre l'usuari i l'ordinador, proporcionant una interfície perquè es pugui utilitzar l'ordinador de manera eficient. Hi ha dues interfícies principals:
- Interfície per línia de comandes: Basada en text, on l'usuari introdueix ordres directament.
- Interfície gràfica (GUI): Basada en elements visuals com finestres, icones i menús, facilitant la interacció.
Classificació dels Sistemes Operatius
Els Sistemes Operatius es classifiquen segons diversos criteris:
- Nombre d'Usuaris:
- Monousuaris: Permeten que un sol usuari interactuï amb l'ordinador a la vegada.
- Multiusuaris: Permeten que diversos usuaris interactuïn simultàniament amb el mateix ordinador, ja sigui directament o a través de la xarxa.
- Nombre de Tasques:
- Monotasca: Només pot executar un programa o procés a la vegada.
- Multitasca: Permet executar múltiples programes o processos de manera concurrent.
- Nombre de Processadors:
- Monoprocessador: Dissenyat per funcionar amb un únic processador per placa base.
- Multiprocessador: Dissenyat per gestionar i aprofitar la potència de diversos processadors.
Funcions Clau dels Sistemes Operatius
Els Sistemes Operatius ens permeten comunicar-nos amb l'ordinador i realitzen diverses funcions essencials per al seu correcte funcionament:
- Funció de Gestió de Processos: Permet que es puguin emprar diversos programes de manera simultània, gestionant els recursos de la CPU. No tots els processos són visibles per l'usuari, i el seu rendiment pot dependre de la velocitat del disc dur.
- Funció de Gestió de Memòria: Cada procés en execució té assignada una zona de memòria. És responsabilitat del SO assignar i alliberar aquests blocs de memòria de manera eficient.
- Funció de Gestió d'Arxius: Els arxius i els programes dels usuaris es guarden en dispositius d'emmagatzematge. Un cop guardats, el SO permet realitzar operacions com esborrar, obrir, copiar o moure arxius.
- Interfície d'Usuari: La interfície que proporcionen els sistemes operatius és diferent segons el tipus de SO. En alguns casos, alguns SO proporcionen en la seva interfície un programa per executar ordres, coneguts com a intèrprets de comandes.
- Administració de Recursos: Aquesta és una funció específica dels sistemes multitasca i multiusuari. Si molts usuaris estan connectats al mateix ordinador i volen simultàniament gravar fitxers o imprimir, el SO haurà de decidir en cada instant qui ho farà primer i qui el darrer, prioritzant les tasques.
- Accés als Perifèrics: Els SO, juntament amb els drivers (controladors de dispositius), permeten configurar i fer ús dels perifèrics connectats a l'ordinador.
Requisits Mínims dels Sistemes Operatius
Cada Sistema Operatiu té un conjunt de requisits mínims que l'ordinador haurà de complir per al seu funcionament òptim. Aquests requisits solen incloure:
- Capacitat del disc dur.
- Mida de la memòria RAM.
- Tipus de microprocessador.
- Tipus de targeta gràfica.
Xarxes Informàtiques: Connectivitat i Comunicació
Una xarxa informàtica està constituïda per un conjunt d'ordinadors i altres dispositius interconnectats que comparteixen recursos i informació.
Classificació de les Xarxes per Dimensió
Segons la seva dimensió, les xarxes es classifiquen en:
- Xarxa Local (LAN): Cobreix àrees geogràfiques reduïdes, com una oficina, una casa o un edifici.
- Xarxa Estesa (WAN): Cobreix àrees geogràfiques extenses, connectant xarxes LAN a través de grans distàncies.
Classificació de les Xarxes per Relació entre Ordinadors
Segons la relació que s'estableix entre els ordinadors de la xarxa, es divideixen en:
- Xarxes amb Servidors (Client-Servidor): Els recursos compartits es troben en un sol ordinador central, anomenat servidor, que gestiona l'ús dels recursos i proporciona serveis als clients.
- Xarxes Igualitàries (Peer-to-Peer): Tots els ordinadors de la xarxa poden compartir recursos i actuar tant com a clients com a servidors, sense una entitat centralitzada.
Estructura i Elements d'una LAN
Les estructures (topologies) més utilitzades en una LAN són estrella i arbre.
Elements Clau d'una Xarxa Local (LAN)
- Targeta de Xarxa (NIC): També anomenada NIC (Network Interface Card), és la interfície que permet connectar el nostre equip a la xarxa, convertint les dades de l'ordinador en senyals que poden viatjar per la xarxa.
- Dispositius Electrònics d'Interconnexió: Són els dispositius que centralitzen tot el cablejat d'una xarxa. De cada equip surt un cable que es connecta a aquests dispositius. Per tant, han de tenir com a mínim tants ports com equips connectem. Hi ha dos tipus principals:
- Concentrador (Hub): Quan rep un paquet de dades, el retransmet a tots els dispositius connectats, cosa que pot provocar saturació de la xarxa.
- Commutador (Switch): Emmagatzema les adreces MAC dels dispositius connectats i, quan rep un paquet, revisa l'adreça de destinació i l'envia només al dispositiu corresponent, permetent un trànsit de dades més fluid i eficient.
- Encaminador (Router): És un dispositiu destinat a interconnectar diferents xarxes entre si, dirigint els paquets de dades entre elles.
Cablejat Estructurat i Protocols de Xarxa
El cablejat estructurat és el suport físic per on viatja la informació dels equips fins als concentradors o commutadors. La informació es transmet a través de senyals elèctrics o òptics.
Tipus de Cablejat
- Fibra Òptica: Formada per filaments transparents de vidre o plàstic, pot transportar paquets d'informació com a feixos de llum produïts per un làser, oferint alta velocitat i gran distància.
- Cable de Parells Trenats: És el cable més utilitzat per a xarxes locals. Els problemes que pot presentar són l'atenuació, que és la pèrdua de senyal produïda en la propagació del senyal a través del cable, i les interferències.
Protocols de Xarxa
Els Protocols de Xarxa són les regles i les especificacions tècniques que han de seguir els dispositius en xarxa per poder comunicar-se i intercanviar informació de manera efectiva.
Protocol TCP/IP
El Protocol TCP/IP és un conjunt de protocols fonamental encarregat de controlar la comunicació entre els diferents equips connectats a una xarxa.
- Protocol IP (Internet Protocol): S'encarrega de la transmissió d'informació. Cada paquet de dades es comporta com un element independent de la resta i cadascun d'ells pot viatjar per camins diferents fins a la seva destinació.
- Protocol TCP (Transmission Control Protocol): Actua com a complement de l'IP i s'encarrega de garantir la fiabilitat de la transmissió. Les seves funcions principals són:
- A l'emissor: Divideix la informació en paquets, afegeix un codi d'errors per comprovar que s'ha rebut correctament i passa el paquet al protocol IP perquè el gestioni.
- Al receptor: Rep els paquets, els reordena si cal, comprova la integritat de les dades i n'extreu la informació original.
Adreça IP
L'Adreça IP és l'identificador únic i numèric assignat a cada dispositiu connectat a una xarxa que utilitza el protocol IP. Permet saber a qui va adreçat cada paquet de dades, assegurant que la informació arribi al seu destí correcte" e.