Sistemas Informáticos.

Estructura Funcional

TEMA 1

Módulo: Fundamentos del Hardware

Editorial: RA-MA

Autores: Juan Carlos Moreno y Juan Serrano

INDICE

1.1. Introducción a los Sistemas Informáticos1.1.1. Definición de un SI

1.1.2. Evolución histórica de los SI

1.1.3. Estructura básica de un SI

1.1.4. Funcionamiento básico de un SI

1.2. Estructura Funcional de un Sistema

Informático1.2.1. Arquitectura Von Neumann. Elementos físicos de un SI

1.2.2. Unidad central de proceso

1.2.3. La memoria. Funciones y tipos

1.2.4. Buses: arquitecturas y funcionamiento

1.2.5. Subsistema de E/S. Controladores y periféricos

En este tema:

• Aprenderás a valorar y debatirás sobre la importancia

de los sistemas informáticos en la actualidad.

•Conocerás los pasos que se han dado en la evolución

de la informática hasta llegar al momento actual.

• Podrás identificar y caracterizar los elementos que

constituyen los bloques funcionales de un equipo

microinformático.

• Tendrás capacidad de describir el papel de los

diferentes elementos físicos y lógicos que constituyen

un sistema informático.

•Analizarás la arquitectura general de un equipo y los

mecanismos de conexión entre dispositivos.

•Explicarás el funcionamiento interno de un ordenador

y conocer cómo se almacena y usa la información.

1.1. Introducción a los

Sistemas Informáticos

1.1.1. Definición de un SI (i)

• Sistema = conjunto ordenador de elementos que se relacionan

entre sí y contribuyen a un determinado objetivo

• Sistema de comunicación = Conjunto de elementos que emiten,

reciben e interpretan información.

1.1.1. Definición de un SI (ii)

• Un ejemplo más complejo.

1.1.1. Definición de un SI (iii)

• Sistema Informático = conjunto de

dispositivos, con al menos una CPU que estarán

física y lógicamente conectados entre sí a través

de canales (modo local) o por medio de

dispositivos o medios de transporte (modo

remoto)

• Objetivo del SI Dar soporte al procesado,

almacenamiento, entrada y salida de datos.

1.1.1. Definición de un SI (iv)

• Elementos de un Sistema Informático

1.1.1. Definición de un SI (v)

• Estructura funcional de un SI Aquella

asociada al soporte físico o hardware que se encarga de

estudiar las arquitecturas de organización y

funcionamiento de los componentes.

• Estructura física de un SI Asociada también al

hardware, se encarga de ver cómo son los componentes

físicamente, para qué sirven y qué características tienen

dichos componentes. A dichos componentes se les

denomina hardware comercial

1.1.2. Evolución histórica de los SI (i)

• Evolución histórica desde un punto de vista físico.

1.1.2. Evolución histórica de los SI (ii)

• Ábaco

1.1.2. Evolución histórica de los SI (iii)

• Telar de Jacquard

1.1.2. Evolución histórica de los SI (iv)

• El ENIAC (1º Generación)

1.1.2. Evolución histórica de los SI (v)

• Evolución histórica desde un punto de vista funcional:

• Sistemas centralizados

• Sistemas distribuidos

- En horizontal

- En vertical

1.1.3. Estructura básica de un SI

1.1.4. Funcionamiento básico de un SI (i)

• Uso de información binaria. Sistema Binario (0,1)

• Otras: Terabyte (TB), Petabyte (PB), Exabyte (EB)

1.1.4. Funcionamiento básico de un SI (ii)

• Tipos de información almacenada

1.1.4. Funcionamiento básico de un SI (iii)

• Código ASCII

1.1.4. Funcionamiento básico de un SI (iv)

• Código ASCII y Código UNICODE

1.1.4. Funcionamiento básico de un SI (v)

• Almacenamiento de imágenesImágenes rasterizadas, matriciales o de mapa de bits

00 =blanco

01 = rojo

10= amarillo

11= negro

1.1.4. Funcionamiento básico de un SI (vi)

• Almacenamiento de audio

1.2. Estructura funcional

de un SI.

1.2.1. Arquitectura Von Neumann. Elementos

funcionales de un SI (i)

• Modelo de Von Neumann (1946)

1.2.1. Arquitectura Von Neumann. Elementos

funcionales de un SI (ii)

• Memoria del ordenador. Punto de memoria

1.2.2. Unidad Central de Proceso (i)

• Componente central del ordenador, encargado de procesar la

información y de dirigir la actividad de todo el sistema informático

• Formada por: Unidad de control, unidad aritmético-lógica y zona

de registros.

• Elementos característicos: frecuencia del reloj, longitud de palabra

y tecnología empleada (RISC/CISC)

1.2.2. Unidad Central de Proceso (ii)

• Ejecución de instrucciones.

FASES:

Carga, búsqueda o lectura (fetch)

Decodificación

Ejecución

Incremento del contador de programa (PC)

1.2.2. Unidad Central

de Proceso (iii)• Ejemplo de secuencia de acciones

en la ejecución de una instrucción

1.2.2. Unidad Central de Proceso (iv)

• Existen en la actualidad algunos simuladores de la

arquitectura Von Neumann

1.2.2. Unidad Central de Proceso (v)

• Características de una CPU:

Velocidad del procesador (Mhz)

Juego de instrucciones

Tamaño del bus de datos y

direcciones

Número de registros

Líneas y señales de interrupción

1.2.2. Unidad Central de Proceso (vi)

• El juego de instrucciones.

Direccionamiento

1.2.2. Unidad Central de Proceso (vii)

• Arquitecturas de procesador RISC y CISC

1.2.3. La memoria. Funciones y tipos (i)

• Se encuentra dividida en celdas o palabras.

• El elemento básico es el biestable.

• Jerarquía de memorias

1.2.3. La memoria. Funciones y tipos (ii)

• Memoria principal o interna. Formada por el conjunto

de registros, la memoria caché y la memoria principal.

• Memoria caché: SRAM o RAM estática, DRAM o RAM

dinámica.

Tipos: Caché de primer nivel o L1, de segundo nivel o

L2, de tercer nivel o L3.

• Memoria secundaria o auxiliar. Tipos: Tecnología

magnética, tecnología óptica, tecnología magneto-

óptica, tecnología Flash-USB

1.2.4. Buses: Arquitecturas y funcionamiento

• Tipos: Bus de datos, bus de direcciones,

bus de control.

1.2.5. Subsistema de E/S. Controladores

y periféricos (i)

• El ordenador se comunica con dispositivos externos

(periféricos).

• La parte del equipo que permite esta comunicación es la

unidad de entrada-salida.

1.2.5. Subsistema de E/S. Controladores

y periféricos (ii)

• Arquitecturas de ordenador según el

direccionamiento en dispositivos de E/S