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Computadora Digital

  1. 1. •La Computadora •Acciones y Funciones •Arquitectura – Esquema •Arquitectura del Procesador – Arquitectura del Software •Soporte lógico de Aplicación – Soporte Lógico de Base •Sistemas Operativos - Introducción •El nivel del Sistema Operativo •Estructura de un SO •Supervisor: Administradores, Procesadores de Lenguaje y Utilitarios
  2. 2. La Computadora • Máquina capaz de realizar y controlar a gran velocidad cálculos y procesos complicados que requieren una toma rápida de decisiones mediante la aplicación sistemática de criterios preestablecidos.-
  3. 3. Origen de la Palabra • Computer (inglés) : máquina de computar o calcular • Ordenador (francés) : ordinateur – Poner en orden la informacion
  4. 4. ¿Nos ayudarán las computadoras?, ¿En qué? o Informar o Con datos ordenados, concisos y concretos. o Educar o Lo que implica: guiar, explicar, promover unas ciertas actitudes, inculcar conocimiento. o Evaluar o Con el análisis de los parámetros (orden, dificultad), tiempos, intentos, dudas, etc.. o Motivar o .....lo mejor de los computadores....
  5. 5. La computadora ya esta ayudando a: • L@s niñ@s. • Las personas con problemas. • L@s mayores. • L@s ingenier@s. • L@s médic@s. • L@s cientific@s. • L@s .....l@s .....l@s..... ∞
  6. 6. Algunos ejemplos ¡Calor! ¡Los sueños!
  7. 7. ¡La mecánica! ¡¡Miau!!
  8. 8. ¡La electrónica, la matemática, el diseño!...
  9. 9. ¡La biología, la física, la química!
  10. 10. ¡Ah! Me olvidaba del 3D y la realidad virtual ....y también....
  11. 11. Del pasado Al Presente ENIAC ASCI White 30 toneladas 106 toneladas 18000 válvulas 79 Km. De cables 300 multiplicaciones por segundo 12,3 Teraflops Cálculo de trayectorias de misiles Simulaciones de explosiones nucleares Universidad de Boston (1er. Usuario Universitario)
  12. 12. Si ahora nos detenemos un poco, y pensamos en las comunicaciones, podemos ver el número de dispositivos, que hoy en día, dependen de los computadores y de la programación. ¿cuántas cosas podemos conectar a nuestro computador? , veamos el futuro ya presente ... (IEEE)
  13. 13. ...la computación Televisión TV Internet Ubicua. Tele-Cable Pagar por ver .. Audio .. DVD P Internet Celular r Teléfono Tele internet e Tel. Celular WWW s Fax Banco en casa e n Impresoras redes t Video cam. e Video PC conferencia Palm/Note Tarj. Inteligentes Tarj Créd/deb.
  14. 14. Cinco pasos para llegar al Petaflop Torre Placa Procesador (Fuente IBM) 1 Gf = 1000000000 = mil millones de operaciones de punto flotante por segundo 1 Tf = 1000 Gf. 1 Pf = 1000 Tf = 1.000.000.000.000.000 flops.
  15. 15. QUE HACEN LAS COMPUTADORAS Y SUS IMPLICACIONES SOCIALES •Velocidad de procesamiento •Grandes cantidades de datos •Procesos rápidos, económicos y libres de errores •Demanda creciente de información
  16. 16. QUE HACEN LAS COMPUTADORAS Y SUS IMPLICACIONES SOCIALES Aplicaciones: •Fuera de línea con procesamiento en lotes •En línea y tiempo real •Uso de Time Sharing o tiempo compartido •Simulación •MIS •Servicios
  17. 17. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE COMPUTACIÓN: •ANALÓGICAS: Procesan informaciones acerca de magnitudes análogas, medir tiempo, longitud, velocidad o presión atmosférica. (El hombre fue asimismo la 1ra. C.A., al usar su antebrazo para medir. Resuelven problemas que se presentan como realidades físicas, para hallar la solución recurre a relaciones similares análogas. Los datos que se proporcionan y utilizan son siempre continuos y la forma de medirlos está sujeta a una forma de proceso de medición. La aplicación de la computadora analógica tiene lugar en actividades donde el objetivo es ejercer alguna forma de control.
  18. 18. •DIGITALES: En los circuitos de las computadoras digitales, los datos se representan mediante esquemas de impulsos eléctricos. Los datos se representan siempre en forma de cantidades discretas. Las computadoras digitales pueden clasificarse en: - Científicas - De uso general - Comerciales
  19. 19. ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA DIGITAL •Unidad de Entrada: unidades de disco, cinta, P teclado, lectores, etc. E R •CPU: Sección de Control, Sección I F Aritmética Lógica, Memoria Interna, E R Memoria Externa en Línea, Memoria Externa I C Fuera de Línea. O S •Unidad de Salida: unidades de disco, unidades de cinta, impresoras, etc.
  20. 20. ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA DIGITAL Preparación de los Unidad de Unidad de Datos Entrada Salida Almacenamiento Primario Almacenamiento Unidad Aritmética y Lógica Secundario Externo Control
  21. 21. OTRAS CLASIFICACIONES Según la base de su tamaño (costo): - Grandes - Medianas - Pequeñas - De escritorio Y más recientemente (velocidad y almacenamiento) - Supercomputadores - De gran escala - De escala mediana - Microcomputadoras Microcomputador Minicomputador De escala media De gran escala Posición relativa de la potencia de procesamiento en los sistemas de computación. Supercomputador
  22. 22. CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO, DESEMPEÑO Y APLICACIÓN Tipo MIPS MB RAM Ejemplo Aplicación C. Personal 1 1 IBM PS2 Utilitarios Vs. Minicomput. 2 4 PDP-11/84 Traf. Aéreo Supermini 10 32 SUN-4 Servidor Red Macro Comp. 30 128 IBM 3098/300 Op. Bancarias Supercomp. 125 1024 CRAY-2 Pred. Meteor.
  23. 23. Aspectos a tener en cuenta al adquirir una computadora • Escritorio o Portatil – PCMCIA – Peso – Mouse – Etc. • Plataforma • Gabinete • Dispositivio de visualización • Red? • Microprocesador
  24. 24. Aspectos a Tener en cuenta al adquirir una computadora • Velocidad de Reloj • RAM • CACHE • ISA, Vesa, PCA • SO • Software Horizontal? Vertical? • HD • Floppys
  25. 25. Aspectos a Tener en cuenta al adquirir una computadora • Periféricos – Mouse – Impresoras – Scanners – FAX/Modems...... • CDR – CDRW – DVD • Soporte Técnico – Garantía y Reparación
  26. 26. SISTEMA DE PROCESAMIENTO DE DATOS SOPORTE FISICO SOPORTE LOGICO ARQUITECTURA ARQUITECTURA DEL DEL PROCESADOR SOFTWARE •CPU •Soporte lógico Aplicación •ALU •Soporte lógico de Base •Registros •Memoria •etc
  27. 27. SOPORTE LOGICO DE APLICACIÓN Aporta al usuario una solución a un determinado problema (Ejemplos) SOPORTE LOGICO DE BASE Posibilita la explotación de un equipo de procesamiento de datos de la manera más eficiente posible, sin decir que estas actividades sean transparentes al mismo.-
  28. 28. OBJETIVO DE LOS SISTEMAS DE BASE •Posibilitar que los programas-problemas evolucionen ordenadamente en el computador, resolviendo todas las situaciones que podrían no estar previstas. •Facilitar la explotación del equipo •Independizar a los programadores de tareas rutinarias y complejas como administración de unidades periféricas, administración del tiempo de la CPU, etc.
  29. 29. DEFINICION DE SO ES UN SISTEMA O CONJUNTO DE PROGRAMAS CON FINES DIVERSOS, AGRUPADOS EN SUBSISTEMAS, CADA UNO DE LOS CUALES CUMPLE CON UNA MISION ESPECIFICA SUPERVISADOS POR UN PROGRAMA QUE CUMPLE LA FUNCION DE CONTROL DE LA ACTIVIDAD DE LA CPU, DENOMINADO SUPERVISOR.- EL SUPERVISOR RESIDE EN MEMORIA CENTRAL Y SIN SU PRESENCIA EL EQUIPO SERIA INCAPAZ DE PROCESAR.-
  30. 30. SEGÚN SU ESTRUCTURA EL SO PUEDE CLASIFICARSE EN: MONOPROGRAMACION EJECUTA Y ATIENDE A UN SOLO PROGRAMA- PROBLEMA A LA VEZ.- MULTIPROGRAMACION EJECUTA Y ATIENDE A MAS DE UN PROGRAMA- PROBLEMA A LA VEZ; CADA CIERTO NUMEROS DE CICLOS EJECUTA UNA TAREA ( GRUPO DE INSTRUCCIONES)
  31. 31. ALTERNATIVAS DE CARGA DE SO •SUPERVISOR EN ROM: • LLAMADO SOFTWARE DE ESTADO SOLIDO - FIRMWARE •CARGA AUTOMATICA DEL SO - BOOTING: •UNA RUTINA EN ROM INICIA LA CARGA DESDE UN DISPOSITIVO PERIFIERICO.- •CARGA DE SO DE GRAN MAGNITUD (IPL): •PARA SO DE MAGNITUDES CONSIDERABLES, LA RESIDENCIA DEL SO ESTA EN VARIAS UNIDADES PERIFERICAS DE ACCESO DIRECTO. (SEGURIDAD, FALLAS, ETC) •SU PRINCIPO ES EL BOOTING, PERO CON LA POSIBILIDAD DE SELECCIONAR POR MEDIO DE UNA RUTINA DESDE QUE UP SE CARGARA.-
  32. 32. SE PUEDEN CLASIFICAR TAMBIEN LOS SO, TENDIENDO EN CUENTA SU CARGA EN LA MEMORIA CENTRAL •TOTALMENTE RESIDENTES EN MEMORIA •PAGINABLES-RECURRENTEMENTE TRANSFERIDOS
  33. 33. El SUPERVISOR, analiza en cada instante cuál es la situación global del procesador, transfiriendo el control a algún programa u otro componente del SO.
  34. 34. •RECIBE EL CONTROL DE LA CPU POR •Transferencia de Control desde el SUPERVISOR •Por medio de una llamada desde otro subsistema. •ENTREGA EL CONTROL ACORDE A: •Al SUPERVISOR, si el procedimiento que realizaron fué completo •A otro subsistema, si fuese necesario.
  35. 35. Cumple con 3 actividades básicas •Direccionamiento de la memoria •Asignación de Espacio •Espacio asignado a cada tarea •Qué tarea ocupa cada espacio de memoria •Verificación de autoridad o capacidad de uso •Impedir accesos no autorizados de programas a memoria •Impedir que un programa direccione en espacios que no le pertenecen
  36. 36. •Interrupciones de Entrada/Salida •Solicitud de E/S de datos •Finalización de una operación de E/S de datos •Interrupciones para recuperación de Errores •Ocasionadas por errores en el sistema •Hardware •Analiza el error, determina la falla, tipo de error, posibilidad de recupero y transferencia de control al administrador de errores •Software •Analiza el error para determinar el tipo de error, quien lo produce, si es recuperable y transfiere el control al administrador de errores lógicos •Interrupción por llamada al sistema (system call) o al supervisor •Interrupción incondicional
  37. 37. Interactúa con otros componentes recibiendo y entregando el control, Los errores que se pueden presentar pueden ser : •Errores Lógicos o del Software •Operaciones de Datos (división por cero) •Errores de direccionamiento (direcciones erróneas o inexistentes) •Errores de manejo de datos (archivos/datos incompatibles) •Errores Físicos o del Hardware •Transporte de los datos (lost in bus) •Mal funcionamiento de un componente físico
  38. 38. •Administración del Manipuleo de los datos •Utiliza todas las técnicas de almacenamiento, recuperación y edición de datos en los archivos. •Control de Técnicas de Archivos •Supervisa el manejo de los archivos en si, con un subcomponente especializado en cada tipo de archivo
  39. 39. Realiza funciones de auditoría sobre todo lo que va ejecutándose. También recibe el nombre de Accounting Monitor. Su fin es llevar los registros necesarios para la contabilidad del sistema, en cuanto al tiempo de procesamiento de una tarea, recursos utilizados, espacio en memoria auxiliar, cantidad de operación de E/S efectuadas, etc.. El objetivo de esta actividad es disponer de elementos no solo para la facturación de los servicios del procesador, sino también para estadísticas, corrección de procedimientos, etc..
  40. 40. TIENE POR MISION FUNDAMENTAL REALIZAR SOBRE UN PROGRAMA- PROBLEMA TODAS LAS ACTIVIDADES NECESARIAS PARA CONVERTIRLO EN UNA TAREA •ENSAMBLADORES •COMPILADORES •ENLAZADORES O LINKEADORES •CARGADOR O LOADER •INTERPRETES
  41. 41. CONVIERTE EN CODIGO OBJETO EL CODIGO FUENTE
  42. 42. TIENE POR MISION TRADUCIR UN PROGRAMA ESCRITO EN LENGUAJE FUENTE A INSTRUCCIONES DE CODIGO DE MAQUINA. SUS FUNCIONES SON: •Inspección del Programa Fuente •Traducción del Programa Fuente •Listar el Código Objeto y los Errores (opcional)
  43. 43. CONVIERTE UN PROGRAMA QUE YA SE ENCUENTRA EN CODIGO OBJETO EN UNA UNIDAD COMPLETA EN SI MISMA QUE SEA EJECUTABLE
  44. 44. TIENE LA FUNCION DE TOMAR UN PROGRAMA YA TRADUCIDO Y VINCULADO (O SEA UN EJECUTABLE), Y LO CONVIERTE EN UNA TAREA PARA EL SISTEMA, ES DECIR LO EJECUTA. RECIBE ESE NOMBRE POR SU ACTIVIDAD DE CARGAR UN EJECUTABLE EN MEMORIA CENTRAL Y HABILITARLO PARA SU PROCESAMIENTO
  45. 45. COMBINA LAS ACTIVIDADES DE COMPILADOR- ENSAMBLADOR-CARGADOR, CON LA DIFERENCIA DE QUE NO TRABAJA CON PROGRAMAS COMPLETOS, SINO CON UNA SENTENCIA. ACTIVIDADES: •Toma una sentencia del programa fuente •La traduce a código objeto •La ensambla (linker), si fuera necesario •La Ejecuta
  46. 46. Su objetivo es realizar tareas UTILITARIAS , es decir rutinarias y de propósitos específicos, las cuales carecen de sentido que cada programador de aplicación las tuviera que codificar.- •SORT •BACKUP •RESTORE •ETC

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