Sistema de E/S

Computación I: Fundamentos
Unidad I-Hardware
2º Semestre, 2010
M.Eng. José Miguel Rubio L.
jose.rubio.l@ucv.cl
Hardware
Concepto HW
Organización
Programas de Sistema
y Aplicaciones
CPU
Sistema Operativo
Memoria
A. Secundario
Prg 2
Prg 1
Prg N
Sistema de E/S
Hardware
2
Hardware
Concepto HW
Definición:
Organización Son todas aquellas piezas físicas
que componen un computador. En
CPU
el exterior están la pantalla, el
Memoria
teclado, el mouse o ratón, la
A. Secundario
impresora, el escáner, o cualquier
Sistema de E/S
otro dispositivo físico. En el interior
está el disco duro, la C.P.U., la
disquetera, los procesadores y
diversas tarjetas de función.
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
4
Hardware
Concepto HW
Dispositivos de entrada:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Organización
CPU
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
Teclado
Mouse o ratón
Escáner
Lectores de códigos de barras
Pantallas sensibles al tacto
Lápiz óptico
Joysticks
Micrófono
Cámara digital/Web cam
Lectores de bandas magnéticas
.
5
Hardware
Concepto HW
Dispositivos de salida:
•
Organización
Monitor o pantalla:
•
•
CPU
Dispositivo de salida más común
Tipos (según colores)
•
•
•
Memoria
A. Secundario
•
Sistema de E/S
Tipos (según tecnología)
•
•
•
•
.
Monocromáticos
Escala de grises
Color
Rayos catódicos (CRT)
Pantallas TFT
Pantallas de cristal líquido (LCD)
Pantallas de plasma
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Hardware
Concepto HW
Dispositivos de salida:
•
Organización
Impresora:
•
CPU
•
Memoria
Registra sobre papel la información que
produce la computadora.
Tipos
•
•
•
A. Secundario
Sistema de E/S
•
Plotter:
•
•
.
Matriciales
Inyección de tinta
Láser
Efectúa impresiones gráficas con gran
precisión y en grandes formatos.
Uso principal para diseño gráfico y
arquitectura.
7
Hardware
Concepto HW
Organización
Unidad Central de Proceso:
•
•
•
CPU
Memoria
A. Secundario
Funciones:
•
Dirige y controla el procesamiento de datos.
Controla el flujo de datos (entrada y salida).
Consta de:
•
•
Unidad de Control.
Unidad Aritmético – Lógica.
Sistema de E/S
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
Unidad de Control:
•
Funciones:
•
•
•
•
•
•
Supervisar la ejecución de programas.
Coordinar las actividades de entrada/salida.
Localizar datos.
Establecer dónde se almacenan los datos.
Determinar el orden de ejecución de las
instrucciones.
Asignar localidades de memoria.
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Memoria
Unidad Aritmético-Lógica:
•
Funciones:
•
•
Cálculos aritméticos (suma, resta,
multiplicación y división)
Operaciones lógicas de comparación (>, <,
=, ≠)
A. Secundario
Sistema de E/S
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Memoria Principal:
•
•
•
•
•
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
Hay dos tipos básicos: RAM y ROM.
Memoria RAM (Random Access Memory)
•
Memoria de lectura y escritura.
Almacena datos y programas en proceso.
Memoria temporal.
Todos los programas y datos son
transferidos a la memoria RAM, desde un
dispositivo de entrada o desde
almacenamiento secundario, antes de ser
ejecutados o procesados.
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Hardware
Concepto HW
Organización
Dispositivos de
almacenamiento
secundario
Dispositivos
entrada / salida
CPU
Memoria
A. Secundario
Memoria RAM
Sistema de E/S
Procesador
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Hardware
Concepto HW
Unidades de medida:
Organización
•
CPU
•
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
Bit => menor cantidad que puede
almacenarse. Dígito binario 0 ó 1
Byte => 8 bits. Almacena un
carácter/símbolo.
•
•
•
•
Kilobyte (KB) => 1024 bytes
Megabyte (MB) => 1024 KB
Gigabyte (GB) => 1024 MB
Terabyte (TB) => 1024 GB
Módulo de 128 MB
Módulo de 512 MB
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
Memoria Principal:
•
Memoria ROM (Read Only Memory)
•
•
•
•
Almacena los programas e información
necesarios para la computadora.
Instrucciones básicas de
arranque/encendido.
No puede ser modificada.
Memoria permanente.
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
Dispositivos de Almacenamiento
Secundario:
•
•
Medio de almacenamiento definitivo.
Algunos dispositivos son:
•
•
•
•
•
•
Discos Flexibles.
Discos Duros.
Cintas Magnéticas.
Discos Compactos (CD).
DVD (Digital Video Disc).
Blu-ray.
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Dispositivos de Almacenamiento
Secundario:
•
•
Memoria
•
A. Secundario
Sistema de E/S
Discos Flexibles:
•
5 ¼, capacidad de 360 KB (Baja Densidad)
y 740 KB (Alta Densidad). En desuso.
3 ½, capacidad de 1.2 MB (Baja Densidad)
y 1.44 MB (Alta Densidad). Próximo a
quedar en desuso.
Discos Duros:
•
•
•
Pueden ser grabados o leídos.
Medio más rápido para almacenar
información.
Capacidades de almacenamiento en el
orden de los GB.
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
Dispositivos de Almacenamiento
Secundario:
•
Discos Compactos:
•
•
•
•
•
Contienen datos grabados digitalmente a
través de láser.
Forma cómoda y eficiente para almacenar
grandes volúmenes de información.
Larga duración, seguros, bajo costo.
Los CD estándar tienen una capacidad de
650 MB, también hay de 700 MB. Los CD
de alta capacidad admiten hasta 850 MB.
Existen varios formatos: CD-ROM, CD-R,
CD-RW.
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
Dispositivos de Almacenamiento
Secundario:
•
DVD:
•
•
•
•
Aspecto similar al CD.
Capacidad desde 4.38 GB hasta 15.9 GB.
Extraordinaria densidad de información.
Aplicaciones multimedia, grandes
cantidades de video y audio digitalizado,
juegos, etc.
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Dispositivos de Almacenamiento
Secundario:
•
•
•
•
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
Cintas Magnéticas:
•
Utilizan cinta similar a los cassettes.
Acceso secuencial.
En la actualidad son utilizadas para
respaldo de datos.
Unidades ZIP:
•
•
Capacidades de 100, 250 y 750 MB.
Los discos para las unidades ZIP son más
gruesos que los disquetes pero tienen la
misma forma.
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Memoria
Dispositivos de Almacenamiento
Secundario:
•
Memory Flash Pen (pen drive):
•
Capacidades de 128, 256, 512 MB; 1.0, 2.0,
4.0 GB.
A. Secundario
Sistema de E/S
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Introducción:
•
Funciones:
•
•
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
•
•
Enviar comandos a los dispositivos
Detectar interrupciones. El usuario no debe
darse cuenta de los manejos de bajo nivel
para los casos en que el dispositivo está
ocupado y se debe suspender el proceso o
sincronizar algunas tareas.
Controlar errores.
Proporcionar una interfaz sencilla entre los
dispositivos y el resto del sistema. Dicha
interfaz debe ser independiente de los
dispositivos.
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Hardware
Concepto HW
Organización
Tipos de Dispositivos:
•
De bloque:
•
CPU
Memoria
•
A. Secundario
Almacena la información en bloques de
tamaño fijo, cada uno con su propia
dirección.
Es posible acceder a un bloque de forma
independiente de los demás.
Sistema de E/S
•
De carácter:
•
•
Envía o recibe un flujo de caracteres.
No se pueden utilizar direcciones ni tienen
operaciones de búsqueda.
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Hardware
Concepto HW
Organización
Sistema de E/S:
•
CPU
•
•
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
La mayor parte de los dispositivos de E/S
poseen dos partes claramente
diferenciadas:
•
Parte Electrónica (Device Controller).
Parte Mecánica.
El kernel (núcleo del Sistema Operativo)
debe tener un módulo que se encargue de
comunicarse con la controladora (Device
Driver).
Aplicación
KERNEL
Controladora
Disp. Mecánico
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Hardware
Concepto HW
Organización
Sistema de E/S:
•
Parte Mecánica:
CPU
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
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Hardware
Concepto HW
Organización
Sistema de E/S:
•
Parte Electrónica:
CPU
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Discos Duros:
•
Características generales:
•
•
Capacidad de Almacenamiento.
Velocidad de rotación (RPM):
Memoria
•
A. Secundario
•
Sistema de E/S
•
•
Mayor Velocidad, mayor transferencia de
datos.
Mayor ruido, mayor calentamiento
Tiempo de acceso: Es el tiempo medio
necesario que tarda la cabeza del disco en
acceder a los datos que necesitamos.
Memoria Cache: El BUFFER o CACHE es
una memoria que va incluida en la
controladora interna del disco duro, de
modo que todos los datos que se leen y
escriben a disco duro se almacenan
primeramente en el buffer.
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Discos Duros:
•
Memoria Cache:
•
•
En discos IDE/ATA: ~ 2 MB
En discos SCSI: ~ 16 MB
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Discos Duros:
•
Características generales:
•
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
•
Tasa de transferencia: Este número indica
la cantidad de datos que un disco puede
leer o escribir en la parte más exterior del
disco o plato en un período de un segundo.
Normalmente se mide en Mbits/segundo, y
hoy en día, en un disco de 5400RPM, un
valor habitual es 100Mbits/s.
Interfaz IDE-SCSI: Es el método o protocolo
que utiliza el disco para conectarse al
sistema.
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Hardware
Concepto HW
Organización
Discos Duros:
•
Estructura de un Disco Duro:
CPU
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
Discos Duros:
•
Estructura de un Disco Duro:
•
•
•
El disco está organizado en platos y estos a
su vez se dividen en delgados círculos
concéntricos denominados pistas.
Las cabezas se mueven desde la pista más
externa o pista 0 a la más interna.
Las pistas están formadas por una
agrupación de sectores, que son un
conjunto de segmentos concéntricos de
cada una de las pistas.
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Hardware
Concepto HW
Organización
Discos Duros:
•
Estructura de un Disco Duro:
CPU
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
~30.000 pistas por pulgada
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Hardware
Concepto HW
Organización
CPU
Diagnóstico de lo aprendido:
•
•
•
Test rápido.
Test de diagnostico.
Jugando.
Memoria
A. Secundario
Sistema de E/S
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