Estructura funcional de un sistema informático. Sistemas informáticos

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Estructura funcional de un sistema informático

Sistemas informáticos

[pic 3]¿Qué es un ordenador?

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• Es una máquina para procesar información que es capaz de realizar acciones y tomar decisiones.
• Los ordenadores actuales son sistemas electrónicos digitales muy complejos capaces de realizar millones de operaciones por segundo.
• Podemos distinguir en él, dos partes fundamentales:

🞑 Hardware: elementos físicos (tanto electrónicos como mecánicos) que componen un ordenador.

🞑 Software (o programas): elementos lógicos, no físicos del ordenador, dentro del cual están el Sistema Operativo y las aplicaciones.

[pic 4]Evolución en los ordenadores:

Generaciones.

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[pic 5]Historia del ordenador[pic 6]

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[pic 13]Generaciones…

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• Hoy no tiene tanto sentido hablar de generaciones

🞑 No hay cambios tecnológicos “fuertes”.

• ¿Sexta generación?

🞑 Uso de procesadores en paralelo

🞑 Manejo de lenguaje natural y sistemas de inteligencia artificial

• La generalización de la informática es tanta que una generación no reemplazaría a la siguiente.

[pic 15]Actualidad

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• Reducción de tamaño (tablet, smartphone, wearables).
• Redes inalámbricas (IoT, conectividad, almacenamiento en la nube).
• Nuevas formas de interacción (realidad virtual, …).

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[pic 19]Recomendaciones…

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• En 1944, John Von Neumann, ingeniero y matemático húngaro, desarrolló la idea de programa interno o almacenado y describió el fundamento teórico de construcción de un ordenador electrónico, denominado modelo Von Neumann.
• La idea era conectar las unidades del ordenador, de manera que el funcionamiento estuviera coordinado bajo un control central.[pic 22]
• La mayoría de los fabricantes siguen utilizando el mismo modelo.

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• Es el cerebro del ordenador: controla y gobierna todo el sistema.
• Se trata del componente del ordenador que se ocupa del control y el proceso de datos.
• La potencia de un sistema informático se mide principalmente por la potencia de su CPU, que está compuesta por:

🞑 Unidad de control (UC): interpreta y ejecuta instrucciones del programa en lenguaje máquina, almacenadas en memoria y genera señales de control para ejecutarlas.

🞑 Unidad aritmético-lógica (ALU): recibe datos sobre los que efectúa

operaciones de cálculo y comparaciones.

🞑 Registros: almacena información temporal que constituyen el almacenamiento interno de la CPU.

• Son memorias que están integradas en la CPU.[pic 24][pic 25]
• Están formados por un por un conjunto de biestables (elementos electrónicos capaces de almacenar 1 bit) que almacenan bloques de bits. Se manipulan en bloque.
• Este número varía dependiendo de la CPU, pero siempre son múltiplos de 8 (8, 16, 32, …)
• Realizan operaciones a la misma frecuencia que

el procesador y su capacidad es muy pequeña (entre 8 y 128 bits).

• Su tiempo de acceso es menor de 1 nanosegundo, ns (10-9 s).
• Cuanto mayor es el número de bits (tamaño del registro), el procesador deberá ser más potente 🡺 Trabajará con más información a la vez.

• Los primeros PCs disponían de registros de 16 bits. Solo podían

ejecutar software de 16 bits: DOS, Windows 3.X …

• Sólo se podía utilizar un número de 16 bits para direccionar la memoria, lo que limitaba al procesador.
• Con registros de 32 bits se puede utilizar más memoria, y el conjunto de instrucciones de 32 bits incluye algunas características adicionales para la gestión de memoria. Sólo se puede direccionar como máximo 4 GiB (232bits). Nota: cada posición de memoria, a la que apunta una dirección de memoria, aloja un Byte.
• Con una arquitectura de 64 bits se puede direccionar memoria casi infinita (264bits =16 exbibytes).
• El 30386 de Intel fue el primer modelo que incluye registros de 32 bits. MIPS Technologies produjo el primer procesador que empleaba registros de 64 bits en 1991.

• Memoria intermedia entre el procesador y la memoria principal. Formada por circuitos integrados SRAM o RAM estáticos que suelen ser más rápidos que los circuitos DRAM o RAM dinámicos empleados en la memoria principal (más baratos y voluminosos, de menor capacidad y mayor consumo energético). Se emplean para mantener la información comúnmente usada por el procesador, evitando accesos continuos y más lentos a la memoria principal.

🞑 Caché de primer nivel L1 🡪 Integrada en el núcleo (CPU) del procesador, trabaja a la misma velocidad que éste. Su tamaño varía de un procesador a otro (KB). Suele dividirse en una parte para instrucciones y otra para datos.

🞑 Caché de segundo nivel L2 🡪 Integrada en el procesador, NO directamente en el núcleo (la comparten varios núcleos). Igual que la L1 pero más lenta y mayor (MB). No se divide y se utiliza para programas más que para sistema.

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