UNIDAD 8 TOLERANCIA A FALLAS

8.1. FUENTES DE PODER

8.2. PROCESADORES

8.3. MEMORIAS

8.4. EFECTOS Y CONTROL DE LA TEMPERATURA

8.5. ENTRADA SALIDA

8.6. REDUNDANCIA

8.1. FUENTES DE PODER: Diferencias entre tipos de fuentes de alimentación, instalación paso a paso de fuentes ATX y consejos para su correcto funcionamiento.
En este tutorial, intentaremos explicaros lo que es una Fuente de Alimentación, para que sirve cada cable que sale de ella, tipos y características, y finalmente como instalar una fuente ATX
La Fuente de Alimentación, es un montaje eléctrico/electrónico capaz de transformar la corriente de la red electrica en una corriente que el pc pueda soportar.
Esto se consigue a través de unos procesos electrónicos los cuales explicaremos brevemente.

8.2. PROCESADORES: Están formados por componentes extremadamente pequeños formados en una única pieza plana de poco espesor. Su componente principal son los semiconductores, principalmente silicio y germanio. Pueden llegar a tener varias decenas de millones transistores, además de otros componentes electrónicos como diodos, resistencias, condensadores… ¡todo ello en varios milímetros cuadrados!
En un microprocesador se pueden distinguir varias secciones diferentes. La unidad aritmético-lógica, llamada “ALU” en inglés, es la responsable del cálculo con números y la de tomar las decisiones lógicas (dentro de ella destaca la FPU “Floating Point Unit” que se encarga solamente de las operaciones matemáticas). Desde hace unos años, se están incluyendo nuevas instrucciones para que los programas multimedia y de internet se ejecuten de una manera más rápida, estas son las MMX, SSE o SSE 2 de Intel o las 3Dnow! de AMD. Algunos programas no se pueden ejecutar si nuestro procesador no las tiene, otros solo las utilizan si están disponibles.

8.3. MEMORIAS: Hemos de distinguir entre la memoria principal, la memoria caché, y la memoria de video.
La primera se emplea para poder ejecutar mayores y más programas al mismo tiempo, la segunda para acelerar los procesos de la C.P.U, y la tercera nos permite visualizar modos de mayor resolución y con más colores en el monitor, así como almacenar más texturas en tarjetas 3D.

Memoria principal:

La primera distinción que debemos realizar es el formato físico, cuyo parámetro más importante es el número de contactos (ó pins).
Hoy en día podemos encontrarlas de 30 contactos (8 bits) y que miden unos 9 cm., 72 (32 bits) y con una longitud de casi 11cm., y 168 (64 bits) y casi 13 cm. Las dos primeras reciben el nombre de SIMM y funcionan a 5V, y la última es conocida como DIMM y puede trabajar a 3,3V ó a 5V, dependiendo del tipo.

8.4. EFECTOS Y CONTROL DE LA TEMPERATURA: Entendemos como entorno físico del hardware el entorno en el que está situado nuestro hardware, dispositivos de red y centros de computación. Es el paso siguiente en el estudio de la seguridad física al estudio del edificio. Supone el estudio de la localización del hardware, el acceso físico que las personas puedan tener a este, todo el cableado que interconecta el hardware o que le provee de energía, el control de la temperatura y demás condiciones climáticas del entorno donde se encuentra el hardware, el estudio del tipo de montaje de este hardware dentro de nuestra infraestructura y los métodos de administración y gestión del hardware y de su entorno.

8.5. ENTRADA SALIDA: Señal de Corriente de Entrada: Considerada como estímulo aplicado a un sistema desde una fuente de energía externa con el propósito de que el sistema produzca una respuesta específica.
Señal de Corriente de Salida: Respuesta obtenida por el sistema que puede o no relacionarse con la respuesta que implicaba la entrada.

8.6. REDUNDANCIA: Redundancia El método general para la tolerancia de fallas es el uso de redundancia. Hay tres tipos posibles de redundancia:

De información: podemos agregar código de Hamming para transmitir los datos y recuperarse del ruido en la línea por ejemplo. También en sistemas distribuidos, surge la replicación de datos. Esto trae aparejado varios problemas, ya que administrar los datos replicados no es fácil, las soluciones simplistas no funcionan, y hay que pagar un precio por el acceso y disponibilidad de los datos. No vamos a ahondar en este tema, que es complejo y representa un caso de estudio en sí mismo
Del tiempo: aquí se realiza una acción, y de ser necesario, se vuelve a realizar. Es de particular utilidad cuando las fallas son transitorias o intermitentes.

UNIDAD 7 INTERFACES DE ENTRADA SALIDA

7.1. DEFINICION DE INTERFAZ

7.2. INTERFACES DE ES

7.3. EQUIPO PERIFERICO

7.4. COMUNICACION DE DATOS

7.5. ARREGLO DE DISCOS

7.1. DEFINICION DE INTERFAZ: Una interfaz define el limite de comunicación entre 2 elementos, tales como software, hardware o un usuario.
Generalmente se refiere a una abstracción que un elemento provee de si mismo al exterior.
Esto separa los métodos de comunicacion externa de los de operación interna,
y le permite ser internamente modificada sin afectar la manera en que los elementos
externos interactúan con el, también provee abstracciones múltiples de si mismo.
También puede proveer medios de traducción entre elementos que no hablan el mismo lenguaje, tales como un humano y una computadora.
La interfaz entre un humano y una computadora se llama interfaz de usuario.
Las interfaces entre hardware son interfaces físicas.
La interfaz de software existe entre componentes de software separados y provee un mecanismo programable por el cual estos componentes se pueden comunicar.

7.2. INTERFACES DE ES: Se refiere a la comunicación entre el sistema de procesamiento de la información (como un ordenador), y el resto del mundo -, posiblemente, un ser humano, o de otro sistema de procesamiento de la información. Las aportaciones son las señales o los datos recibidos por el sistema, y los productos son las señales o datos enviados de él. El término también se puede utilizar como parte de una acción; que desempeñar “I / O” es para realizar una operación de entrada o salida. E / S de los dispositivos son utilizados por una persona (o de otro sistema) para comunicarse con un ordenador. Por ejemplo, los teclados y los ratones se consideran dispositivos de entrada de un ordenador, mientras que los monitores e impresoras se consideran los dispositivos de salida de una computadora. Dispositivos para la comunicación entre los ordenadores, como los módems y tarjetas de red, por lo general, sirven para la salida y la entrada.

7.3. EQUIPO PERIFERICO: Conjunto de dispositivos hardware de una computadora que potencia la capacidad de éste y permite la entrada y/o salida de datos. El término suele aplicarse a los dispositivos que no forman parte indispensable de una computadora y que son, en cierta forma, opcionales.

Un periférico es una pieza de hardware que se añade a un computador central, es decir, cualquier equipo, salvo el ordenador, con el fin de ampliar sus capacidades. Más concretamente, el término se utiliza para describir los dispositivos que son de carácter facultativo, en lugar de hardware que sea exigido o requerido, en principio, siempre.

El término también tiende a ser aplicado a los dispositivos que están conectados al exterior, generalmente a través de algún tipo de ordenador autobús como USB.

7.4. COMUNICACIÓN DE DATOS: Intercambio de información entre computadoras. La comunicación entre ordenadores consiste en enviarse bytes de uno a otro.

Los bytes viajan dentro del ordenador en paralelo (cada bit por un cable: tantos cables como bits tenga el byte) formando una especie de “autopista” denominada “bus de datos”. Sin embargo, para ir de un ordenador a otro suelen ir en serie, es decir, un bit detrás de otro.

7.5. ARREGLO DE DISCOS: La elección de los diferentes niveles de RAID va a depender de las necesidades del usuario en lo que respecta a factores como seguridad, velocidad, capacidad, coste, etc. Cada nivel de RAID ofrece una combinación específica de tolerancia a fallos (redundancia), rendimiento y coste, diseñadas para satisfacer las diferentes necesidades de almacenamiento. La mayoría de los niveles RAID pueden satisfacer de manera efectiva sólo uno o dos de estos criterios. No hay un nivel de RAID mejor que otro; cada uno es apropiado para determinadas aplicaciones y entornos informáticos. De hecho, resulta frecuente el uso de varios niveles RAID para distintas aplicaciones del mismo servidor. Oficialmente existen siete niveles diferentes de RAID (0–6), definidos y aprobados por el el RAID Advisory Board (RAB). Luego existen las posibles combinaciones de estos niveles (10, 50, …). Los niveles RAID 0, 1, 0+1 y 5 son los más populares.

UNIDAD 6 FUNCIONAMIENTO INTERNO DE LA COMPUTADORA

6.1. FUNCIÓN UNIDAD CONTROL DURANTE LA EJECUCIÓN DE UNA INSTRUCCIÓN

La unidad de control el elemento que se encarga de sincronizar las acciones que realiza cada una de las unidades funcionales de un computador. Las funciones de la unidad de control son básicamente dos.
Interpretación de las instrucciones: La unidad de control debe ser capaz de decodificar los códigos de operación y los modos de direccionamiento de las instrucciones y actuar de forma diferente para cada uno de ellos.
Secuenciamiento de las operaciones: La unidad de control se encarga de la temporización de las distintas operaciones necesarias para la ejecución de cada instrucción. También debe controlar el secuenciamiento de las instrucciones en función de la evolución del registro contador de programa.
Se llaman señales de control a las variables binarias que controlan las entradas y salidas de información de los registros y el funcionamiento de las unidades funcionales.
La ejecución de una instrucción se divide en varias etapas que deben realizarse según una secuencia muy precisa de señales de control que establece la señal de control. Hay dos formas básicas para implementar la unidad de control:

• Unidad de control cableada: Realiza sus funciones mediante elementos hardware. No la analizaremos en profundidad aquí.
  




• Unidad de control microprogramada: Es más lenta que la anterior, pero permite implementar instrucciones más potentes y flexibles. Será analizada en profundidad en los siguientes apartados.
  

6.2. CICLO EJECUCIÓN DE UNA INSTRUCCIÓN

Los pasos a seguir para el procesamiento de las instrucciones son los siguientes:

1. cada instrucción es leída ( una a la vez), desde la memoria, por el procesador y,
2. cada instrucción es ejecutada por el procesador. La repetición de la lectura y ejecución ( pasos 1 y 2 respectivamente), conforman la “ejecución de un programa”.


Dicha ejecución puede detenerse si: la máquina se apaga, ocurre un error que no puede ser recuperado, o si, se encuentra una instrucción en el programa que detenga la computadora.
Ciclo de instrucción: es el procesamiento requerido para la instrucción.

En este Ciclo, se encuentran los dos pasos citados anteriormente, denominados Ciclo de lectura (feth) y Ciclo de ejecución.

Lectura y ejecución de instrucciones:

El procesador lee una instrucción de la memoria, al comienzo de cada Ciclo de instrucción. Se cuenta con un contador de programas ( PC program counter ), que lleva la cuenta de cual es la próxima instrucción a leer. Luego de leer cada instrucción el procesador incrementara el PC, de manera tal que la siguiente instrucción a leer será; la que se encuentra en la dirección inmediatamente superior de la memoria. La instrucción leída es cargada en el registro de instrucción ( IR instuction register ), que es un registro del procesador. El procesador interpreta la instrucción, la cual está en forma de código binario, que especifica la acción que el procesador llevará a cabo, y realizará la acción requerida.

Las acciones que se realizan para la lectura y ejecución de instrucciones se pueden clasificar en las siguientes categorías:

• Procesador-memoria: los datos se transfieren del procesador a la memoria o viceversa.

• Procesador E/S: los datos se transfieren desde o hacia un dispositivo periférico. Se realiza la transferencia entre el procesador y un módulo de entrada-salida.

• Tratamiento de datos: el procesador puede realizar alguna operación aritmética o lógica sobre los datos.

• Control: la secuencia de ejecución puede ser alterada si la instrucción lo especifica.

La ejecución de una instrucción puede incluir una combinación de las acciones antes mencionadas.

CICLO DE INSTRUCCION

Un ciclo de instrucción (tambien llamado ciclo de traer y ejecutar) es el período de tiempo durante el cual un ordenador lee y procesa una instrucción de lenguaje máquina de su memoria o la secuencia de acciones que la unidad central (CPU) funciona para ejecutar cada instrucción de código de máquina en un programa.
El nombre el ciclo traer-y-ejecutar comúnmente es usado.La instrucción debe ser traída de la memoria principal, y luego ejecutado por la CPU.Esto es fundamentalmente como un ordenador funciona, con su lectura de CPU y ejecución de una serie de instrucciones escritas en su lenguaje máquina.De esto surgen todas las funciones de un ordenador familiar a partir del final del usuario.

Ciclo de Instruccion:

La CPU de cada ordenador puede tener ciclos diferentes basados en juegos de instrucción diferentes.

Traer la instruccion desde la memoria principal:

La CPU presenta el valor de la PC sobre el bus de dirección.La CPU entonces trae la instrucción de la memoria principal vía el bus de datos en el Registro de Datos de Memoria (MDR).El valor del MDR entonces es colocado en el Registro de Instrucción Actual un circuito que sostiene la instrucción de modo que pueda ser descifrado y ejecutado.

6.3. DECODIFICACIÓN DE UNA INSTRUCCIÓN

UNIDAD DE DECODIFICACION

Se encarga de decodificar la instrucción que se va a ejecutar. Es decir, saber qué instrucción es. Cuando el microprocesador lee de memoria una instrucción, el código de esa instrucción le llega a esta unidad. Esta unidad se encarga de interpretar ese código para averiguar el tipo de instrucción a realizar. Por ejemplo, instrucciones de suma, multiplicación, almacenamiento de datos en memoria,etc.

6.4. COMUNICACIÓN PROCESADOR CON EL RESTO DEL SISTEMA

En los microcomputadores, la comunicación entre la CPU y otros dispositivos como memorias y puertos se efectúa a través del bus del sistema. El bus de direcciones de un microcomputador se encuentra estrechamente relacionado con los decodificadores, ya que gracias a ellos es posible seleccionar los dispositivos internos del microcomputador y las posiciones de memoria para efectuar operaciones de lectura y escritura.
Esta no es la única aplicación de los decodificadores en los microcomputadores. Internamante dentro del a CPU también existe un decodificador, llamado el Instruction Decoder (Decodificador de Instrucciones) el cual funciona de forma conjunta con el Instruction Register (Registro de Instrucciones) de la CPU.
El procesador (en realidad una forma abreviada para el microprocesador y también a menudo llamada la CPU o unidad central de procesamiento) es el componente central de la PC. Es el cerebro que se ejecuta el programa en el interior de la PC. Todo el trabajo que usted hace en su computadora se realiza directa o indirectamente por el procesador. Obviamente, es uno de los más importantes componentes de la PC, si no la más importante. También es, científicamente, una de las más maravillosas partes de la PC, es uno de los más asombrosos dispositivos en el mundo de la tecnología.

El procesador juega un papel importante en los siguientes aspectos importantes de su sistema:

Características:

El procesador es probablemente el más importante factor determinante del rendimiento del sistema en el PC. Mientras que otros componentes también juegan un papel clave en la determinación de rendimiento, el procesador tiene capacidad de dictar el máximo rendimiento de un sistema. Los otros dispositivos sólo permiten que el procesador alcanze su pleno potencial.

Soporte de Software:

Entre más reciente, más rápidos son procesadores y permiten el uso del software más reciente. Además, los nuevos procesadores como el Pentium MMX con la Tecnología, permitirá la utilización de software especializado y no utilizables en las anteriores máquinas.

Confiabilidad y estabilidad:

El procesador de calidad es un factor que determina la forma fiable confunsiona el sistema. Si bien la mayoría de los procesadores son muy fiables, otros no. Esto también depende en cierta medida de la edad del procesador y la cantidad de energía que consume.

Consumo de energía:

Originalmente los procesadores consumen relativamente poca energía en comparación con otros dispositivos del sistema. Procesadores mas nuevos pueden consumir una gran cantidad de energia. El consumo de energía tiene un impacto en todo, desde el enfriamiento al método de selección general de la fiabilidad del sistema.

Placa madre de Apoyo:

El procesador, de decidir el uso de su sistema será un factor importante en la determinación de qué tipo de chipset debe utilizar, y la placa base, por lo tanto, lo que usted compra. La placa madre, a su vez, exige muchos aspectos de sus capacidades del sistema y el rendimiento.

UNIDAD 5 MEMORIAS

MEMORIA PRINCIPAL

Memoria principal o primaria (MP), tambièn llamada memoria central, es una unidad dividida en celdas que se identifican mediante una direcciòn. Està formada por bloques de circuitos integrados o chips capaces de almacenar, retener o memorizr informaciòn digital, es decir, valores binarios, a dichos bloques tienen acceso el microprocesador de la computadora.

Està se comunica con el microprocesador de la CPU mediante el bus de direcciones. El ancho de este bus determina la capacidad que posea el microprocesador para el direccionamiento de direcciones en memoria.

En las computadoras son usados 2 tips de MP:

• ROM o memoria de solo lectura
• RAM o memoria de acceso aleatorio

MEMORIA SECUNDARIA

Memoria secundaria, auxiliar o memoria externa. Es el conjunto de dispositivos y medios de almacenamiento, que conforman el subsistema de memoria de una computadora, junto a la memoria principal. Tambièn llamado perifèrico de almacenamiento.


La memoria secundaria es un tipo de almacenamiento masivo y permanente (no volàtil) a diferencia de la memoria RAM que es volàtil; pero posee mayor capacidad de memoria que la memoria principal, aunque es mas lenta que està.

FIRMWARE

O programaciòn en firme, es un bloque de instrucciones de programa para propòsitos especìficos grabado en una memoria de tipo no volàtil (ROM,EEPROM) que establece la lògica de mas bajo nivel que controla los circuitos electrònicos d un dispositivo de cualquier tipo. Al estar integrado en la electrònica del dispositivo es en parte hardware, pero tambièn es software, ya que proporciona lògica y se dispone en algùn tipo de lenguaje de programaciòn.

Funcionalmente el firmware es el intercambio (interfaz) entre las ordenes externas que recibe el dispositivo y su electrònica, ya que es el encargado de controlar a esta ùltima para ejecutar correctamente dichas òrdenes externas.

Encontramos firmware en memorias ROM de los sistemas de diversos dispositivos perofèricos, como monitores de video, unidades de disco, impresoras etc... pero tambièn en los propios microprocesadores, chips de memoria principal, y en general en cualquier circuito integrado.

TRANSFERENCIA DATOS MEMORIA

Transferencia de Datos La instrucción de transferencia de datos por excelencia es: MOV destino, fuente. Entendiendo por fuente el contenido que se va a transferir a una determinada zona o registro de memoria denominada destino.

Esta instrucción, por tanto, nos va a permitir transferir informacion entre : Memoria, Registros y entre los propios Registros.

Con la instrucción MOV diremos que se pueden realizar todo tipo de movimientos. El Acceso directo a memoria (DMA, del inglés Direct Memory Access) permite a cierto tipo de componentes de computadora acceder a la memoria del sistema para leer o escribir independientemente de la CPU principal. Muchos sistemas hardware utilizan DMA, incluyendo controladores de unidades de disco, tarjetas gráficas, y tarjetas de sonido.

RESUMEN DE LAS UNIDADES

UNIDAD ARITMETICA LOGICA

Esta unidad realiza cálculos (Suma, Testa, Multiplicación, división) y operaciones lógicas (Comparaciones) ejemplo de calculo son las deducciones del seguro social el inventario final del día, el balance en un banco etc.
Una operación lógica compara los datos, en base al resultado en la comparación, el programa ejecuta un determinado conjunto de instrucciones.
Ejemplo. Al final de cada día, el nivel de inventario de cada artículo en existencia se compara con el punto del nuevo pedido.
La unidad aritmética y lógica también hace comparaciones alfabéticas.
Ejemplo. Cuando se compara Soto y Sánchez, se considera que soto es mayor, desde un punto de vista alfabético y se coloca después de Sánchez.

UNIDAD DE CONTROL

Es el sistema nervioso del computador, donde se controla todo el proceso, desde la entrada, el proceso hasta la salida. Selecciona las instrucciones a ejecutarse según el orden establecido, vigila todos los periféricos y les asigna o los libera de tareas.
El proceso de control se realiza mediante impulsos eléctricos que emite un CLOCK interno a velocidades de millones de ciclos por segundo (Megahertz). Según que el impulso sea 1 ó 0, se realiza o no un proceso.
Estos dispositivos se encuentran actuando interactivamente y se interconectan mediante circuitos eléctricos llamados BUSES, los cuales llevan información y de acuerdo a la información que transportan se denominan buses datos, buses de direcciones, buses de control.

UNIDAD DE MEMORIA

Conjunto de celdas de almacenamiento junto con los circuitos asociados que se necesita par meter y sacar la información de almacenamiento.
• BIT: puede tener valore de 0 y 1, es decir sistema binario
• BYTE: son 8 Bits.
• KILOBYTE (KB) = 2 **10 bytes
• MEGABYTE (MB) = 2 ** 10 Kilobyte = 2 ** 20 Bytes
• GIGABYTE (GB) = 2** 10 Megabyte = 2** 30 Bytes
• TERABYTE (TB) =2**10 Gigabyte = 2**40 Bytes


Es necesario aclarar que las unidades son infinitas, pero las antes nombradas son las usadas.
BIT: su nombre se debe a la contracción de Binary Digit, es la mínima unidad de información y puede ser un cero o un uno
BYTE: es la también conocida como el octeto, formada por ocho bits, que es la unidad básica, las capacidades de almacenamiento en las computadoras se organiza en potencias de dos, 16, 32, 64.
Las demás unidades son solo múltiplos de las anteriores, por ello cada una de ellas están formadas por un determinado numero de Bits.

UNIDAD DE ALMACENAMIENTO

Las unidades de almacenamiento de datos son dispositivos que, conectados a la computadora, permiten el almacenamiento de archivos.
En general, hacen referencia a almacenamiento masivo, es decir, de grandes cantidades de datos.

Las unidades de almacenamiento pueden ser externas o internas a la computadora.

Las unidades de almacenamiento también pueden hacer referencia a las unidades lógicas de almacenamiento.

Algunas unidades de almacenamiento son:
* Disco duro.
* Disquetera.
* Unidad de discos ópticos (CD-ROM, DVD, HD-DVD, Blu-Ray).
* Memoria flash.
* Unidad de cinta magnética.