Kitabı oku: «Operaciones auxiliares con Tecnologías de la Información y la Comunicación. IFCT0108», sayfa 2
Secuencias de números reales
A la hora de representar secuencias de números reales, también existen diferentes formatos de representación, entre los que destacan los siguientes:
Punto fijo o coma fija
Sistema por el cual se separa la parte entera de la parte decimal con un punto. Su representación en el sistema decimal se realizará como si de una conversión de números enteros se tratase, aunque asignando exponentes negativos para la parte decimal, es decir, se comenzará con un exponente igual a 0 para el primer dígito a la izquierda del punto e incrementará al avanzar hacia la izquierda. Sin embargo, para el primer dígito a la derecha del punto, se utilizará un exponente igual a -1, con que irá en decremento al avanzar hacia la derecha.
Punto flotante o coma flotante
Se utiliza debido a que el rango de números representables en punto flotante es escaso. Para ello, se emplea la notación científica, la cual lleva ligados tres datos, que son la mantisa, la base y el exponente.
Ejemplo
1.0 · 1015, de los que 1.0 es la mantisa, 10 la base y 15 el exponente.
4.2. Representación de secuencias de caracteres
En cuanto a la representación de caracteres, los ordenadores se sirven de lo que se conoce como códigos alfanuméricos que, como mínimo, estarán formados por las letras del abecedario, los números del sistema decimal y algún que otro símbolo o signo de puntuación. Algunos de los códigos de caracteres alfanuméricos más relevantes utilizados en la actualidad son los siguientes:
1 ASCII: se trata de un código de caracteres estándar, que utiliza 7 bits y con el que se representan hasta un total de 27 = 128 caracteres, cifra pequeña que, en muchos casos, no es suficiente. Existe una versión que utiliza 8 hits con la que se pueden representar hasta 256 caracteres. En este caso, surge el problema de que no se encuentra estandarizada.
2 EBCDIC: código de caracteres estándar creado por IBM. Utiliza 8 bits y es usado en trabajos de computación por macroordenadores o mainframes.
3 UNICODE: código de caracteres estándar creado para resolver los problemas de escasez de caracteres surgidos en otros códigos. En este caso, se utilizan 16 bits, con lo que se pueden representar 216 = 65536 caracteres, de los cuales, los 256 primeros se ajustan al código ASCII de 8 bits o ASCII extendido. Al poseer un rango de representación tan amplio, alfabetos como el chino, japonés, latín o griego podrán hacer uso del mismo.
Recuerde
El código ASCII utiliza 7 bits de representación, EDCDIC utiliza 8 bits de representación y UNICODE utiliza 16 bits de representación.
En la siguiente tabla, se puede observar el código de caracteres ASCII.
5. Componentes de un sistema informático
Todo sistema informático tiene la labor de procesar los datos de entrada, manipularlos, darles forma y presentarlos como datos de salida. Estos datos se pueden suministrar tanto de soportes de almacenamiento físico como desde una red de ordenadores (o inclusive vía red de redes: internet) y, una vez procesados, pueden volver al medio de origen o ser mostrados a través de algún periférico.
Se manifiesta notoriamente cómo uno de los dos componentes de un sistema informático es tangible, tratándose de los medios físicos empleados o hardware. Pero también que los datos de entrada reciben un tratamiento o manipulación antes de ser devueltos a la salida del sistema. Esta manipulación de los datos es realizada por una serie de programas o medios lógicos denominados software.
Nota
Aún hay que añadir el factor humano como tercer componente en un sistema informático, al colaborar directamente durante muchas de las fases del proceso, como son planificación, diseño, desarrollo, implantación y mantenimiento.
Los componentes de un sistema informático son:
1 Hardware:Fuentes de alimentaciónPlacas baseDiscos durosMemorias RAM
2 Software:Sistemas operativosAplicacionesSoftware de utilidades
6. Estructura básica de un sistema informático
La tecnología es una ciencia que avanza a una velocidad vertiginosa y tanto los materiales como los componentes electrónicos fabricados para la manufacturación de equipos informáticos han cambiado. Sin embargo, la arquitectura empleada ha permanecido constante y, tradicionalmente, se ha utilizado la arquitectura de von Neumann, acuñada así por su creador, el matemático John von Neumann, a partir de 1945, aunque se verá que no es la única.
Los ordenadores basados en esta arquitectura se caracterizan por poseer una única memoria principal donde se almacenan tanto los datos como las instrucciones, además de utilizar el sistema de numeración binario, y se dividen en las siguientes partes elementales:
1 Las unidades de Entrada/Salida.
2 La memoria.
3 La unidad de control.
4 La unidad aritmético-lógica o ALU.
5 Los registros de almacenamiento.
6 Los buses de datos.
Otra arquitectura de ordenadores a destacar es la conocida como arquitectura Harvard. La principal diferencia entre ella y la arquitectura von Neumann radica en que separa físicamente el almacenamiento de datos e instrucciones en dos unidades de memoria.
Nota
Esta arquitectura realiza la división de un ordenador en sus diferentes componentes elementales, perdurando desde entonces hasta la actualidad con alguna mínima modificación por parte de los fabricantes de hardware.
Esquema de conexión de los distintos elementos incluidos en la arquitectura de von Neumann
7. Unidad central de proceso en un sistema informático
La unidad central de proceso es la encargada de realizar el tratamiento, interpretación y ejecución de los datos que intervienen en el sistema informático, así como la realización de multitud de operaciones aritmético-lógicas que participan en el proceso. Comúnmente es conocida como CPU (del inglés central process unit).
Sabía que…
La arquitectura von Neumann fue el origen de unos trabajos para construir una máquina que relevará a la computadora ENIAC utilizada por el ejército de EE. UU., que ya en aquellos años era capaz de calcular 5.000 sumas y 300 multiplicaciones en 1 segundo.
7.1. Estructura
La CPU se compone de elementos claves dentro de la arquitectura de von Neumann, como son la unidad de control y la unidad aritmético-lógica o ALU, y de unos registros de almacenamiento.
Nota
Actualmente, estos dos componentes se fabrican en un único circuito integrado que se conoce con el nombre de microprocesador.
Las definiciones de cada una de las partes que componen la unidad central de proceso o CPU son las siguientes:
1 Unidad de control: es la encargada de analizar y desglosar la información a modo de instrucciones que llegan a la CPU y derivarlas mediante órdenes a los diferentes componentes de un ordenador para que realicen la labor solicitada.
2 Unidad aritmético-lógica: su labor es la de efectuar las operaciones lógicas, como comparaciones o condiciones, y las matemáticas, tales como sumas, restas, multiplicaciones y divisiones, todas ellas ordenadas por la unidad de control.
3 Registros de almacenamiento: se encargan de guardar tanto los resultados de las operaciones efectuadas por la ALU como de la dirección física de memoria donde se encuentra la próxima instrucción a ejecutar.
El siguiente esquema representa un diagrama de flujo mediante el cual se puede observar el tratamiento de la información realizado por la CPU en una operación básica de entrada/salida.
7.2. Funciones
A grandes rasgos, la CPU realiza tres operaciones básicas, que son la lectura de datos, su procesamiento y la salida de los mismos.
Las funciones, de un modo más concreto, son:
1 Carga del programa en memoria.
2 Lectura de la primera instrucción.
3 Operaciones aritmético-lógicas para realizar los cálculos.
4 Almacenamiento de los resultados.
5 Lectura de la siguiente instrucción (siempre que proceda).
6 Presentación de resultados.
7 Detección y corrección de errores a lo largo del proceso.
Recuerde
La CPU se compone de la unidad de control, la unidad aritmético-lógica o ALU y de unos registros de almacenamiento.
Ejercicio práctico
Complete el siguiente esquema de conexión de los distintos elementos incluidos en la arquitectura de von Neumann con los nombres de sus componentes.
SOLUCIÓN
8. Unidades de entrada y salida
Las unidades de entrada y de salida se caracterizan por transmitir información en ambas direcciones, desde la CPU a los periféricos y viceversa.
Nota
Esta transmisión facilita tanto la introducción de datos al sistema desde diferentes dispositivos, como la presentación o salida de los mismos también a diferentes dispositivos.
8.1. Dispositivos de almacenamiento de datos: tipos funciones, características y soportes
Un dispositivo de almacenamiento de datos es un concepto que va ligado estrechamente al de “medio de almacenamiento de datos” y que, en ocasiones, se denomina con el mismo nombre. Los dispositivos de almacenamiento tienen como función leer información desde un medio de almacenamiento o escribirla en el mismo o en otro dispositivo de almacenamiento distinto al original. Los medios de almacenamiento son unidades que facilitan la conservación de los datos de un modo permanente. Tanto dispositivos como medios son instrumentos indispensables para el trabajo cotidiano en cualquier materia que requiera de un ordenador.
Existen principalmente dos tipos de dispositivos: magnéticos y ópticos. Además, la constante evolución de la tecnología deja un nuevo tipo de dispositivo: el extraíble. Aunque actualmente está apareciendo el almacenamiento en internet o en cloud computing, que permite tener disponibles los archivos en la red de redes: internet.
Nota
Otra denominación de los dispositivos de almacenamiento es la de memoria auxiliar.
Entre los diferentes tipos de dispositivos de almacenamiento, pueden encontrarse los diferentes soportes que se destacan a continuación:
1 Magnéticos: cinta magnética, disquete o disco flexible y disco duro, que es el más usado en la actualidad. Los dos primeros van quedando en desuso.
2 Ópticos: CD-R de solo lectura y su variante CD-RW de lectura y escritura, DVD-R y DVD-RW y las PC-Cards, como las PCMCIA.
3 Extraíbles: memorias USB o pendrive y memorias flash como tarjetas SD (Secure Digital), mini SD, micro SD, MMC (Multi Media Card) y MS (Memory Stick).
4 Internet: a través de los servidores de cloud computing u otro tipo de servidores se puede almacenar información en ellos, generalmente usando alguno de los soportes citados anteriormente.
8.2. Periféricos de entrada: tipos, funciones, características y medios de conexión
Los periféricos de entrada tienen como función la de transmitir la información desde el exterior hasta la CPU.
Los más comunes y que más carga de trabajo realizan son:
Teclado
Es un dispositivo de entrada estándar que incorpora un conjunto de teclas, cada una dedicada a una función en particular, ya sea la impresión de una letra o número en pantalla o la ejecución de una acción vinculada a la tecla en cuestión.
Nota
En los teclados, se cuida su diseño para que adopten la forma más ergonómica posible.
Existen diferentes tipos de teclado, como pueden ser mecánicos y de membrana. Los medios de conexión pueden ser PS/2, USB, Bluetooth o inalámbrico.
Ratón
Se trata de un dispositivo amigable que facilita la interacción del usuario con las aplicaciones.
Existen ratones mecánicos, ópticos y láser. Los medios de conexión son similares a los del teclado: PS/2, USB, Bluetooth o inalámbrico.
Teclado y ratón
Recuerde
Los periféricos de entrada tienen como función la de transmitir la información desde el exterior hasta la CPU.
Además de estos, existen otros de diversa naturaleza, tales como:
1 Escáner: dispositivo para la digitalización de documentos en papel, ya sean de texto o con gráficos e imágenes. En la actualidad, se conectan mediante USB, aunque también coexistan con el puerto paralelo.
2 Dispositivos de juego: entre ellos, se encuentran joysticks, volantes, pistolas o similares. Su tipo de conexión suele ser por medio de USB, aunque también se encuentran con tecnologías inalámbricas como Bluetooth o infrarrojos.
3 Lectores CD/DVD externos: demandados para aquellos equipos que no los posean como dispositivos internos. En la actualidad, es común utilizarlos en Netbooks a través del puerto USB.
4 Multimedia: con la misión de transferir sonido, imágenes o video al computador, pueden encontrarse micrófonos, webcams, cámaras de fotos o videocámaras. Se conectan mediante USB y, en caso de las videocámaras, requerirán de una conexión Firewire o HDMI.
5 Lectores láser: se utilizan generalmente para transferir códigos de barras al ordenador. Se conectan mediante USB, puerto serie e incluso por tecnologías inalámbricas.
8.3. Periféricos de salida: tipos, funciones, características, medios de conexión y consumibles
Los periféricos de salida tienen como función la de transmitir información desde la CPU al exterior, los más comunes y que más carga de trabajo realizan son los siguientes:
El monitor
Se trata de un dispositivo similar a un televisor, el cual reproduce gráficamente, con la colaboración de la tarjeta gráfica, la información que existe en la CPU. Los medios de conexión más comunes son mediante VGA, DVI o HDMI. Existen diferentes tipos, como los monitores LCD planos que son los más extendidos en la actualidad aunque no se deben dejar de citar a los monitores CRT o de tubo que son más antiguos y ocupan mucha más extensión y peso que los LCD actuales.
Nota
Las características a tener en cuenta son el tamaño, expresado en pulgadas, la resolución, expresada en píxeles horizontales por píxeles verticales, y la frecuencia de refresco de la pantalla.
Los altavoces o sistemas de sonido
Son dispositivos que se conectan a la tarjeta de sonido y permiten reproducir música y otros sonidos almacenados o generados por el ordenador o leídos a través de algún medio externo de almacenamiento.
La impresora
Dispositivo de salida mediante el cual se reproduce generalmente en papel la información digital contenida en documentos electrónicos. Los tipos de impresoras usadas en la actualidad son de inyección y láser.
Sabía que…
Antiguamente, se usaban impresoras matriciales.
Los consumibles utilizados en impresoras, además de los diferentes tipos y formatos de papel, son los cartuchos de tinta para las impresoras de inyección y los tóneres y tambores en caso de impresoras láser.
9. Tipos de software
El conjunto lógico y estructurado de instrucciones y órdenes que posibilitan la realización de tareas específicas en un ordenador se conoce como software. Estos conjuntos de instrucciones están orientados al tipo de software que implementan.
Una posible clasificación de estos es la de distinguir entre sistemas operativos, software de utilidad y software de aplicaciones.
9.1. Sistemas operativos
El sistema operativo es el software encargado de gestionar y coordinar el sistema, es decir, que los programas de trabajo que utiliza el usuario y el hardware trabajen conjuntamente de un modo eficiente. Dicho de otro modo, es el encargado de ordenar al microprocesador del ordenador qué es lo que tiene que hacer y cómo hacerlo. A su vez, se encarga de llevar a cabo los controles de seguridad del sistema.
Importante
Entre sus funciones, se encuentran:
1 Gestión de procesos y memoria.
2 Gestión de la entrada/salida.
3 Gestión de archivos.
4 Control de seguridad.
9.2. Software de utilidad
El software de utilidad se caracteriza por llevar a cabo una serie de tareas pequeñas y específicas, pero indispensables para el usuario. Este tipo de herramientas se ocupan de diferentes campos, que van desde el mantenimiento del equipo, protección, comunicaciones, hasta la conectividad, entretenimiento, redes o Internet.
Por lo tanto, puede existir un software de utilidad para casi cualquier campo, gracias a que no se encasilla en una única materia, sino que se trata de un concepto genérico destinado a agilizar y facilitar el desarrollo de cualquier proceso informático.
Sabía que…
Un software de utilidad puede asumir tareas de sistema como la desfragmentación de disco, compresión, cifrado o copias de seguridad.
9.3. Software de aplicaciones
Es el software que facilita la realización automatizada de diferentes tareas a los usuarios. En este grupo, se engloban las aplicaciones ofimáticas, como procesadores de texto, hojas de cálculo o bases de datos, además de suites de diseño gráfico, desarrollo multimedia y CAD.
La potencia de este tipo de aplicaciones de ámbito general se equipara a las aplicaciones diseñadas a medida o por encargo, las cuales están desarrolladas para una única finalidad y resolver problemas concretos. Por el contrario, el software de aplicaciones se sitúa por delante en cuanto al amplio abanico de recursos que posee.
10. Procedimientos de arranque y parada
La cadena de eventos que se suceden cuando se pulsa el botón de encendido de un ordenador hasta que se transfiere el control al sistema operativo, se denomina proceso de arranque.
En dicho proceso de arranque juega un papel fundamental BIOS (más conocida actualmente como UEFI) y cuya misión es comprobar que todo el hardware del equipo funciona perfectamente para dar paso al arranque del sistema operativo que haya instalado en el equipo informático.
Una vez cargado el sistema operativo, comienza el trabajo con el ordenador. En este transcurso, se puede tener la necesidad de reiniciar el equipo o de apagarlo cuando haya finalizado el trabajo. Este proceso de apagado del equipo se denomina proceso de parada.
10.1. Equipo informático
A lo largo del proceso de arranque de un equipo informático, se suceden una serie de operaciones internas que inicializan al sistema y lo preparan para que el usuario disponga de todas sus funciones.
Las diferentes etapas que transcurren durante el proceso de arranque del equipo informático son:
1 Encendido: al pulsar el botón Power del equipo, se comienza a proporcionar energía a los componentes del ordenador, comenzando por la placa base y continuando por los dispositivos de almacenamiento.La puesta en marcha de esta etapa se comprueba mediante la luz indicadora de encendido y el arranque de los ventiladores.
2 Ejecución de instrucciones: una vez alimentado el sistema, la CPU reinicia sus registros y solicita instrucciones a la BIOS.
3 Testeo: entre las instrucciones solicitadas por la CPU a la BIOS se encuentra POST (power on self test), que realiza una verificación del correcto funcionamiento de los componentes del equipo. En caso de error se advertirá con una serie de pitidos.
4 Lectura de sectores: se intenta localizar un sector de arranque en las unidades instaladas en el equipo y, cuando es encontrado, normalmente en el disco duro, se lee y se establece cómo cargar el sistema operativo.
5 Inicio: en este momento, se transfiere el control de la BIOS al sistema operativo.
Por otro lado, las principales etapas del proceso de parada son las siguientes:
1 Se informa al usuario de la necesidad de realizar un reinicio o parada.
2 Se detienen las aplicaciones y programas en ejecución.
3 Los interrumpe la conexión de los usuarios.
4 Se realiza el apagado del sistema y posterior reinicio.
