miércoles, 26 de septiembre de 2012

Hardware & Software

  • Hardware

Cuando hablamos de Hardware, lo primero que se nos tiene que venir a la mente es algo fiísico, tangible, que podemos manipular con nuestras manos, instrumentos, etc. Conforma todo un conjunto de dispositivos, cables, cajas, el propio case, componentes eléctricos, mecánicos y electromecánicos de un sistema informatico. En la siguiente imagen podemos observar algunos componentes del hardware de un computador.


Se puede observar lo siguiente:
1. Monitor
2. Placa base
3. CPU
4. Memoria RAM
5. Tarjetas de expansión
6. Fuente de alimentación
7. Unidad de disco óptico
8. Disco duro, Unidad de estado sólido
9. Teclado
10. Ratón/Mouse







 Por tanto podriamos decir entonces que el hardware son todos los Componentes físicos del ordenador, es decir, todo lo que se puede ver y tocar.
  • Software


 El Software es un conjunto de programas, documentos, procedimientos, y rutinas asociadas con la operación de un sistema de cómputo. Distinguiéndose de los componentes físicos llamados hardware. Comúnmente a los programas de computación se les llama software; el software asegura que el programa o sistema cumpla por completo con sus objetivos, opera con eficiencia, esta adecuadamente documentado, y suficientemente sencillo de operar. Es simplemente el conjunto de instrucciones individuales que se le proporciona al microprocesador para que pueda procesar los datos y generar los resultados esperados. El hardware por si solo no puede hacer nada, pues es necesario que exista el software, que es el conjunto de instrucciones que hacen funcionar al hardware. 

El software se clasifica en 4 diferentes Categorías: 

1. Lenguajes de Programación; es un lenguaje que puede ser utilizado para controlar el comportamiento de una máquina, particularmente una computadora. Consiste en un conjunto de reglas sintácticas y semánticas que definen su estructura y el significado de sus elementos, respectivamente.

2. Software de uso general; ofrece la estructura para un gran número de aplicaciones empresariales, científicas y personales. El software de hoja de cálculo, de diseño asistido por computadoras (CAD), de procesamiento de texto, de manejo de Bases de Datos, pertenece a esta categoría.


3. Software de Aplicación; es aquel que hace que el computador coopere con el usuario en la realización de tareas típicamente humanas, tales como gestionar una contabilidad o escribir un texto.
4. Sistemas Operativos; es el software básico de una computadora que provee una interfaz entre el resto de programas del ordenador, los dispositivos hardware y el usuario. 

Firmware

 El firmware es un bloque de instrucciones de máquina para propósitos específicos, grabado en una memoria de tipo de solo lectura (ROM, EEPROM, flash, etc), que establece la lógica de más bajo nivel que controla los circuitos electrónicos de un dispositivo de cualquier tipo. Está fuertemente integrado con la electrónica del dispositivo siendo el software que tiene directa interacción con el hardware: es el encargado de controlarlo para ejecutar correctamente las instrucciones externas.
 El programa BIOS de una computadora es un firmware cuyo propósito es activar una máquina desde su encendido y preparar el entorno para cargar un sistema operativo en la memoria RAM.
 

 En concreto podemos establecer que el firmware de cualquier dispositivo tecnológico lo que hace es cumplir básicamente tres claras funciones. En primer lugar, logra otorgar al sistema en cuestión las rutinas fundamentales de funcionamiento y respuesta con respecto a las peticiones usuales que recibe y debe satisfacer al usuario.

 En segundo lugar, queda claro que otra de las misiones que realiza es establecer una sencilla y cómoda interfaz para que, de esta manera, se pueda acometer rápida y fácilmente la configuración del sistema mediante el uso de una serie determinada de parámetros.

Y finalmente, en tercer lugar, otra de las funciones más importantes que acomete todo firmware es controlar y gestionar tanto lo que es el arranque del sistema del dispositivo como la correspondiente iniciación.

Los microprocesadores, las impresoras, los monitores y los chips de memoria son algunos de los dispositivos que cuentan con firmware. Un ejemplo de firmware es el programa BIOS de la computadora, que comienza a funcionar apenas se enciende la máquina.
 
 

Sistemas Operativos



 
  Un sistema operativo es un programa o conjunto de programas de computadora destinado a permitir una gestión eficaz de sus recursos. Comienza a trabajar cuando se enciende el computador, y gestiona el hardware de la máquina desde los niveles más básicos, permitiendo también la interacción con el usuario.
  Un sistema operativo se puede encontrar normalmente en la mayoría de los aparatos electrónicos que utilicen microprocesadores para funcionar, ya que gracias a estos podemos entender la máquina y que ésta cumpla con sus funciones (teléfonos móviles, reproductores de DVD, autoradios… y computadoras).

  Independientemente del tamaño y la complejidad de la computadora y del sistema operativo, todos los sistemas operativos realizan las mismas cuatro funciones básicas. Los sistemas operativos controlan el acceso al hardware, administran los archivos y las carpetas, proporcionan una interfaz de usuario y administran las aplicaciones.

  El sistema operativo permite al usuario interactuar con el software y el hardware. Hay dos tipos de interfaz de usuario:


  • Interfaz de línea de comandos (CLI): el usuario escribe los comandos en un indicador, como muestra la Figura 1.


  • Interfaz gráfica del usuario (GUI): el usuario interactúa con los menús y los íconos, como muestra la Figura 2.


  La mayoría de los sistemas operativos, como Windows 2000 y Windows XP, incluyen tanto la GUI como la CLI. 

  • Historia y Evolución 
 

  Un sistema operativo es un programa o conjunto de programas de computadora destinado a permitir una gestión eficaz de sus recursos. Comienza a trabajar cuando se enciende el computador, y gestiona el hardware de la máquina desde los niveles más básicos, permitiendo también la interacción con el usuario.
  Un sistema operativo se puede encontrar normalmente en la mayoría de los aparatos electrónicos que utilicen microprocesadores para funcionar, ya que gracias a estos podemos entender la máquina y que ésta cumpla con sus funciones (teléfonos móviles, reproductores de DVD, autoradios… y computadoras).

  Independientemente del tamaño y la complejidad de la computadora y del sistema operativo, todos los sistemas operativos realizan las mismas cuatro funciones básicas. Los sistemas operativos controlan el acceso al hardware, administran los archivos y las carpetas, proporcionan una interfaz de usuario y administran las aplicaciones.

  El sistema operativo permite al usuario interactuar con el software y el hardware. Hay dos tipos de interfaz de usuario:


  • Interfaz de línea de comandos (CLI): el usuario escribe los comandos en un indicador, como muestra la Figura 1.


  • Interfaz gráfica del usuario (GUI): el usuario interactúa con los menús y los íconos, como muestra la Figura 2.


  La mayoría de los sistemas operativos, como Windows 2000 y Windows XP, incluyen tanto la GUI como la CLI. 

  • Historia y Evolución 
 
 Primera Generación (1945–1955): Válvulas y
conexiones
  • No existian los S. O.
  • Interacción directa - grupo de personas diseñaba, construía,
programaba, operaba y mantenía la máquina
  • Tarjetas perforadas, instrucción a instrucción,
lenguaje máquina
  • Desarrollo lento de programas
  • Desaprovechamiento de la máquina
  • Código para controlar la E/S
 
Segunda Generación (1955–1965): Transistores y sistemas de procesamiento por lotes.

  • 1ros Sistemas Operativos - transferir el control de un trabajo al siguiente
  • Librerías de funciones de E/S - programa no necesita controlar E/S
  • Monitor Residente - interpreta las tarjetas de control
  • Procesamiento por lotes - agrupando trabajos a ejecutar
  • Monitor Residente:
- Intérprete de tarjetas
- Cargador de programas
- Controlador de E/S
  • Operación fuera de línea - ordenadores para cómputos y otros para E/S
Primeros intentos de solapar E/S con CPU: Teniendo un único ordenador hay dos posibilidades, usar almacenamiento temporal con buffers o bien Spoolers.

- Buffers
  • Almacenamiento intermedio entre dispositivos de E/S y CPU, desde donde lee/escribe la CPU.
  • Cuando la CPU lee los datos del buffer pasa a trabajar con ellos.
  • A su vez, el dispositivo de E/S inicia la siguiente lectura.
  • Dispositivo y CPU trabajando a la vez.
 
Spoolers (Simultaneous Peripheral Operation On-Line)

  •      Funcionamiento en el caso de entrada
- La CPU solicita al lector la siguiente tarjeta y continúa su trabajo
- Cuando el lector tiene los datos, interrumpe a la CPU, que copia
los datos al disco duro y solicita la siguiente tarjeta
- Cuando un proceso solicita los datos de la tarjeta, el S.O. los
toma del disco y se los da al proceso
  •      Funcionamiento en caso de salida
- La CPU escribe en disco la salida de un proceso
- Al terminar, la CPU va mandando a la impresora los datos
  • Se necesitan discos que permiten acceso aleatorio
  • La CPU y los dispositivos de E/S están ocupados
Tercera Generación (1965–1980): Circuitos integrados y multiprogramación.

  • Multiprogramación
  • Varios trabajos en memoria: cuando uno espera para E/S, otro se puede ejecutar
  • Necesidad de planificación y protección
  • Tiempo compartido (multitarea)
  • Variante del anterior
  • Cambio rápido entre tareas: uso interactivo
  • Más complejo
  • Ejemplos de S.O.: OS/360, MULTICS, UNIX, etc.
 
Cuarta Generación (1980–Actualidad): Ordenadores Personales.

  • Circuitos LSI y VLSI
  • MS-DOS/Windows y Linux (PCs) vs. UNIX (Workstations)
  • Sistemas Operativos de Red
- Usuario consciente de la existencia de varios ordenadores
- Cada máquina tiene su propio S.O.
- Máquinas independientes, interactúan en momentos concretos
  • Sistemas Operativos Distribuidos
- Varios ordenadores
- Imagen única del sistema
- Transparencia de localización
- Compartición de recursos, tolerancia a fallos, paralelismo, etc.



Tipos de Sistemas Operativos


Los sistemas operativos pueden ser clasificados de distintas formas o tipos:

A) Según la administración de tareas:

- Monotarea: este tipo de sistemas operativos son capaces de manejar un programa o realizar una sola tarea a la vez. Son los más antiguos. Por ejemplo, si el usuario está escaneando, la computadora no responderá a nuevas indicaciones ni comenzará un proceso nuevo.

- Multitarea: esta característica es propia de los S.O. más avanzados y permiten ejecutar varios procesos a la vez, desde uno o varios ordenadores, es decir que los pueden utilizar varios usuarios al mismo tiempo. Esto se puede realizar por medio de sesiones remotas una red o bien, a través de terminales conectadas a una computadora.


B) Según la administración de usuarios:

- Monousuario: Sólo pueden responder a un usuario por vez. De esta manera, cualquier usuario tiene acceso a los datos del sistema. Existe un único usuario que puede realizar cualquier tipo de operación.

- Multiusuario: esta característica es propia de aquellos S.O. en los que varios usuarios pueden acceder a sus servicios y procesamientos al mismo tiempo. De esta manera, satisfacen las necesidades de varios usuarios que estén utilizando los mismos recursos, ya sea memoria, programas, procesador, impresoras, scanners, entre otros.

Ejemplos:
Algunos ejemplos de sistemas operativos para computadoras son: DOS; Windows 3.1, 95/98/Me, NT/2000, WindowsXP; Unix / Linux; VMS; MAC/OS X. Para dispositivos móviles los S.O. más populares son: Symbian, Palm OS, Android, BlackBerry OS, Windows Mobile, iOS, entre otros.

 

martes, 25 de septiembre de 2012

Proceso de arranque del computador / Booting


 Desde el momento que la computadora pasa a recibir energía, el CPU pide instrucciones al sistema básico de entrada y salida (BIOS, Basic Input/Output System) que verifica todos los componentes internos.
 
 
 
 Esta verificación se denomina autodiagnóstico al encender (POST, power on-self test). 
 
 La POST verifica que todo el hardware de la computadora funcione correctamente. Si algún dispositivo no funciona bien, un código de error o de bip alerta al técnico o al usuario de la existencia del problema.
 
 El BIOS contiene un programa para la configuración de dispositivos de hardware. Los datos de configuración se guardan en un chip de memoria especial denominado semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS, complementary metal-oxide semiconductor).
 


Una vez realizado todo este proceso de verificación y validación de componentes del computador, si ha logrado aprobar cada uno de las pruebas de reconocimiento y no hay problemas, comenzará a cargar el sistema operativo, y de allí las funciones variaran dependiendo qué sistema operativo posee el computador.