Sistemas Operativos y Hardware

1. Sistemas Operativos y Hardware

1. Tema 1. Introducción a los sistemas informáticos.

1. Hardware

El hardware de un ordenador son los componentes físicos del mismo, una definición muy recurrida es la de “componentes del sistema informático que son físicamente tangibles”, es decir, las partes del ordenador que podemos tocar, con las que nos podemos tropezar u ocupan espacio en la mesa o dentro de la caja del ordenador.

Los componentes hardware más comunes que se identifican en un sistema informático moderno común son:

• CPU: Corresponde a las siglas en inglés de Unidad Central de Procesamiento. Este término se refiere al sistema de procesamiento básico del ordenador, las partes que son imprescindibles para que funcione. Los componentes más importantes contenidos en la CPU son:

• Procesador: Responsable principal de realizar todos los cálculos necesarios para el funcionamiento del sistema. Es el indicador básico de la potencia del equipo.
• Memoria RAM: Almacenamiento de datos rápido pero no permanente. En la memoria se cargan los procedimientos a ejecutar para que el procesador pueda acceder a ellos de forma más rápida.
• Placa base: Los componentes hardware más básicos del ordenador se montan en una placa que gestiona el funcionamiento y la comunicación de todos los componentes.
• BIOS: Contiene información básica sobre los periféricos instalados, el procesador, la memoria y en general todo tipo de información sobre el hardware. La información que cambia poco a menudo (y la absolutamente imprescindible para que el sistema pueda funcionar) se almacena en memorias programables EPROM, que no necesitan alimentación eléctrica para mantener sus valores -a diferencia de la memoria RAM-; la información menos relevante y que cambia a menudo (como la fecha y la hora del sistema) se almacenan en memoria tipo CMOS, que funciona alimentada por una pila que se carga mientras el sistema informático está encendido y alimenta la memoria CMOS cuando se apaga.
• Buses: Los buses son los medios de comunicación que se utilizan para que los componentes hardware del ordenador se comuniquen entre sí. Son ejemplos de buses:

• El socket de conexión del procesador a la placa base.
• El conector del disco duro a la placa base.
• La comunicación del monitor con la tarjeta gráfica.
• …
  Un sistema informático estándar siempre dispone de 3 buses asociados a la propia CPU:
• Bus de datos: Se usa para trasmitir información dentro de la CPU o para transmitir información entre la CPU y los periféricos.
• Bus de direcciones: Se usa para identificar el dispositivo al que va destinada la información que se envía a través del bus de datos. También se usa para identificar direcciones de memoria RAM para su lectura o escritura.
• Bus de control: Se usa para el resto de necesidades de comunicación de la CPU.

• Periféricos: Se llama periférico a todo aquel componente del ordenador que no pertenece a la CPU. Se dividen en cuatro tipos:

• De entrada: Todos los dispositivos que se usan para introducir datos en el ordenador, como pueden ser el teclado, ratón, escáner, micrófono, etc…
• De salida: Son los dispositivos que se usan para que el ordenador envíe datos al usuario. Son ejemplos el monitor, impresora, altavoces, etc…
• De almacenamiento: Se encargan de almacenar datos o programas que puedan ser necesarios posteriormente. El ejemplo más básico es el disco duro, también tenemos los lectores y grabadoras de CD, DVD, Blu-ray y similares, las memorias flash y otros.
• De comunicación: Todos aquellos que establecen buses externos de comunicación, como pueden ser las tarjetas de red, de red inalámbrica, de bluetooth o USB, entre otros.

1. Sistemas de codificación numérica en los sistemas informáticos

El sistema de codificación decimal (con números del 0 al 9) que usamos comúnmente no es un sistema adecuado para la representación interna de los datos de un sistema informático, ya que este presenta una lógica interna de carácter binario, representándose la información como un conjunto de valores activados o desactivados, que se representan con los números 1 y 0, respectivamente. Para manejar esa representación binaria se usan comúnmente los siguientes 3 sistemas de codificación de números:

• Binario: En codificación binaria sólo hay 2 valores posibles: 0 o 1. Los números mayores que 1 se representan añadiendo más números -al estilo de la codificación decimal, donde al número 9 le sigue el 10, en binario al 1 le sigue el 10-.
• Octal: En codificación octal hay 8 valores posibles, que se representan con los números del 0 al 7. El funcionamiento es el mismo que el del sistema decimal y el binario, acumulando más números para representar valores mayores -en octal, al número 7 le sigue el 10-. El sistema octal permite conversión directa de valores con el binario, ya que 8=23, y por tanto se puede convertir directamente números entre los sistemas octal y binario sabiendo que siempre a cada 3 dígitos binarios les corresponderá un dígito octal. Este sistema de codificación se usa con poca frecuencia, al resultar más práctico el sistema de codificación hexadecimal.
• Hexadecimal: En codificación hexadecimal hay 16 valores posibles, que se representa con los números entre el 0 y el 9 y las letras entre la A y la F mayúsculas -en hexadecimal, al número 9 le sigue el A, y al F el 10, al 19 el 1A y así sucesivamente-. El sistema hexadecimal permite conversión directa de valores con el binario, ya que 16=24, y por tanto se puede convertir directamente números entre los sistemas hexadecimal y binario sabiendo que siempre a cada 4 dígitos binarios les corresponderá un dígito hexadecimal. Este sistema de codificación se usa muy a menudo en valores informáticos, empezando los valores con la expresión 0x para indicar que se trata de un valor hexadecimal.

Ejemplo de uso de codificación hexadecimal para direcciones de memoria RAM en una BsoD (Blue Screen of Death, o pantallazo azul de cuelgue de Microsoft Windows)[pic 1]

1. Unidades de información

Los sistemas informáticos actuales son de lógica binaria, esto significa que el lenguaje nativo de ese sistema informático es el binario, y todos los cálculos son más sencillos de hacer si se hacen con potencias de 2.

La unidad básica de información de los sistemas informáticos es el bit. Un bit puede tomar sólo 2 valores posibles (se suelen representar como 0 y 1).

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