01.01 Unidades de medida de la informacion v08.pdf

www.groupbytes.com Docente: Ing. Beymar Jiménez Ruíz
1
1. REPRESENTACIÓN DE DATOS
• Unidad de medida de la información
• Equivalencia entre unidades de medida
• Unidad mínima de asignación de espacio en disco
• Unidad mínima de asignación de la CPU a un proceso
• Tiempo de lectura, escritura y transmisión de datos
INGENIERÍA DE SISTEMAS
Organización y arquitectura de computadoras
FEB-2023

2
1.1. Unidad de Medida
Una unidad de medida es una cantidad estandarizada de una determinada magnitud física, definida
y adoptada por convención o por ley. Que puede ser expresado, como un múltiplo de una base
elevada a un exponente, por ejemplo:
20
= 1 bit
21
= 2 bits
22
= 4 bits, nibble
23
= 8 bits, Bytes
24
= 16 bits
25
= 32 bits
26
= 64 bits
Una unidad de medida toma su valor a partir de un patrón o de una composición de otras unidades
definidas previamente.
Todas las unidades de medida expresan cantidades escalares.

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1.2. Unidad de Medida de la Información
Las unidades de medida de la información permiten especificar la cantidad de datos que pueden
ser almacenados o gestionados por un determinado dispositivo, sea este de almacenamiento
persistente tal como un disco duro o temporal como la memoria RAM del computador.
A continuación, se visualizan las unidades de medida de almacenamiento de datos e información:
1 Bit es la unidad básica de almacenamiento y que puede ser 0 o 1
1 Byte ⎯→ 8 Bits
1 KiloByte 210
Bytes ⎯→ 1024 Bytes
1 MegaByte 220
Bytes ⎯→ 1024 KiloBytes
1 GigaByte 230
Bytes ⎯→ 1024 MegaBytes
1 TeraByte 240
Bytes ⎯→ 1024 GigaBytes
1 PetaByte 250
Bytes ⎯→ 1024 TeraBytes
1 ExaByte 260
Bytes ⎯→ 1024 PetaByte
1 ZettaByte 270
Bytes ⎯→ 1024 ExaByte
1 YottaByte 280
Bytes ⎯→ 1024 ZettaByte
1 BrontoByte 290
Bytes ⎯→ 1024 YottaByte
1 GeopByte 2100
Bytes ⎯→ 1024 BrontoByte

4
1 SaganByte 2110
Bytes ⎯→ 1024 GeopByte
1 JotaByte 2120
Bytes ⎯→ 1024 SaganByte

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1.3. Unidad de Medida de Procesamiento de la Información
La velocidad de procesamiento de la información se lo determina a través del Hertz, que equivale
a un ciclo por segundo.
La velocidad de proceso que puede llevar a cabo un procesador puede ser de 3.6 GigaHertz (GHz),
que equivalen a 3.6 mil millones de ciclos por segundo.
A continuación, se visualizan las unidades de medida de procesamiento de la información:
VALOR SÍMBOLO NOMBRE
100
Hz Hz hercio
101
Hz daHz decahercio
102
Hz hHz hectohercio
103
Hz kHz kilohercio
106
Hz MHz megahercio
109
Hz GHz gigahercio
1012
Hz THz terahercio
1015
Hz PHz petahercio
1018
Hz EHz exahercio

6
1021
Hz ZHz zettahercio
1024
Hz YHz yottahercio

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1.4. Velocidad, Tasa de Transferencia de datos y Operaciones por
Segundo
Tasa: Es la cantidad de bits que se transmiten por unidad de tiempo a través de un canal de
comunicación.
Tasa de Transferencia: Es la unidad de medida que establece la cantidad de bits que se transmiten
a través de un determinado medio de comunicación en una determinada unidad de tiempo, que
generalmente es en segundos.
Operaciones por Segundo: El IOPS o Input Output Per Second indica el número de operaciones
internas que es capaz de realizar el dispositivo de almacenamiento HDD o SSD cuando está
trabajando. Este número viene influenciado por la velocidad de acceso de lectura y escritura, la
calidad de la memoria NAND Flash, el diseño, la construcción y el tipo de controlador que integra
el dispositivo de almacenamiento secundario.
A continuación, se listan los tipos más comunes de las ranuras de expansión de las tarjetas que se
conectan a la placa madre de una computadora personal PC o micro computadora:
• ISA (Arquitectura Industrial Estándar)

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• MCA (Arquitectura de Microcanal)
• EISA (Arquitectura Estándar Industrial Extendida)
• VLB (VESA Local Bus)
• PCI (Interconexión de componentes periféricos)
• PCI-X (Interconexión de componentes periféricos extendido)
• AGP (Puerto de gráfico acelerado)
• PCI Express (Interconexión de componentes periféricos Express)
A continuación, se muestra una lista de las Tasas de Transferencia de datos de las tecnologías que
permiten la interconectividad entre los componentes y dispositivos de una computadora:
• Red de datos LAN Coaxial 1 Km: 10 Mbps
• Red de datos LAN Coaxial Banda Ancha 100 Km: 150 Mbps, 300MHz
• Red de datos LAN UTP Cat5: 100 Mbps, 100MHz
• Red de datos LAN UTP Cat5e: 1000 Mbps, 100MHz
• Red de datos LAN UTP Cat6: 1000 Mbps, 250MHz
• Red de datos LAN UTP Cat6a: 10000 Mbps, 500MHz
• Red de datos LAN UTP Cat7: 10 Gbps, 600MHz
• Red de datos LAN UTP Cat8: 25 – 40 Gbps
• Red de datos Wifi 6 802.11ax: 10 Gbps, 2.4GHz a 5GHz

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• Fibra Óptica JUL-2015: 1.5 Tbps
• Fibra Óptica SEP-2018: 661 Tbps
• USB 1.0: 1.5 Mbps
• USB 1.1: 12 Mbps
• USB 2.0: 480 Mbps
• USB 3.0: 4.8 Gbps
• USB 3.1 gen1: 5 Gbps
• USB 3.1 gen2: 10 Gbps
• USB 3.2: 20 Gbps
• USB 4.0: 40 Gbps
• PCI Express 1x: 250 Mbps por carril
• Memoria RAM al Procesador: 1300 MHz – 2133 MHz
• Memoria RAM DDR4: 16GB, 3200MHz
• Memoria RAM DDR5: 16GB, 6000MHz

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• Memoria RAM al DMA 16: 16.6 MBps
• Memoria RAM al DMA 33: 33.3 MBps
• Memoria RAM al UDMA: 66.6 MBps
• Memoria RAM al UDMA Mode5: 100 MBps

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1.5. Tabla Comparativa de las Ranuras de Expansión de la
Computadora
Ranura
Reloj u
Oscilador
Número de
bits
Datos por ciclo de
reloj
Ancho de banda
ISA 4.77 MHz 8 1 4.77 MB/s
ISA 8 MHz 16 0.5 8 MB/s
MCA 5 MHz 16 1 10 MB/s
MCA 5 MHz 32 1 20 MB/s
EISA 8.33 MHz 32 1 33.3 MB/s (16.7 MB/s typically)
VLB 33 MHz 32 1 133 MB/s
PCI 33 MHz 32 1 133 MB/s
PCI-X 66 66 MHz 64 1 533 MB/s
PCI-X 133 133 MHz 64 1 1,066 MB/s
PCI-X 266 133 MHz 64 2 2,132 MB/s
PCI-X 533 133 MHz 64 4 4,266 MB/s
AGP x1 66 MHz 32 1 266 MB/s
AGP x2 66 MHz 32 2 533 MB/s
AGP x4 66 MHz 32 4 1,066 MB/s
AGP x8 66 MHz 32 8 2,133 MB/s

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PCIe 1.0 x1 2.5 GHz 1 1 250 MB/s
PCIe 1.0 x4 2.5 GHz 4 1 1,000 MB/s
PCIe 1.0 x8 2.5 GHz 8 1 2,000 MB/s
PCIe 1.0 x16 2.5 GHz 16 1 4,000 MB/s
PCIe 2.0 x1 5 GHz 1 1 500 MB/s
PCIe 2.0 x4 5 GHz 4 1 2,000 MB/s
PCIe 2.0 x8 5 GHz 8 1 4,000 MB/s
PCIe 2.0 x16 5 GHz 16 1 8,000 MB/s
PCIe 3.0 x1 8 GHz 1 1 1,000 MB/s
PCIe 3.0 x4 8 GHz 4 1 4,000 MB/s
PCIe 3.0 x8 8 GHz 8 1 8,000 MB/s
PCIe 3.0 x16 8 GHz 16 1 16,000 MB/s

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1.6. Unidades de Asignación de Espacio en Disco
Sector: Es una unidad de asignación mínima de almacenamiento que en un inicio tenía el tamaño
de 512 Bytes, luego 2048 Bytes y que a partir del año 2011 tiene un tamaño de 4096 Bytes o 4 KB,
coincidiendo con el tamaño de un clúster o bloque; actualmente el tamaño de un sector es el mismo
que de un clúster.
Clúster: Es una agrupación de sectores y su tamaño depende de la capacidad del disco. Un cluster
es un conjunto contiguo de sectores y representa la unidad más pequeña de almacenamiento en
disco. Los archivos se almacenan en uno o varios cluster, dependiendo del tamaño del archivo. Si
el archivo es más pequeño que un cluster se le asigna un cluster completo.
Sistemas de Archivos: Es una implementación sobre el modo en que se organiza o distribuye el
espacio total de almacenamiento de un disco. Existen varios sistemas de archivos, siendo los más
conocidos y utilizados los siguientes: FAT 16, FAT 32, NTFS (Windows), exFAT (dispositivos
inteligentes), HFS+ y APFS (macOS/Mac OS X) y ext4 (Linux).
La tabla siguiente describe los tamaños de clúster predeterminados para el sistema de archivo
NTFS.

14
Capacidad de la unidad
de almacenamiento
secundaria
Windows NT 3.51 Windows NT 4.0 Windows 7, Windows Server 2008 R2, Windows
Server 2008, Windows Vista, Windows Server 2003,
Windows XP, Windows 2000
7 MB - 512 MB 512 bytes 4 KB 4 KB
512 MB - 1 GB 1 KB 4 KB 4 KB
1 GB - 2 GB 2 KB 4 KB 4 KB
2 GB - 2 TB 4 KB 4 KB 4 KB
2 TB - 16 TB No se admite* No se admite* 4 KB
16TB - 32 TB No se admite* No se admite* 8 KB
> 256 TB No admitida No se admite No se admite
La tabla siguiente describe los tamaños de clúster predeterminados para el sistema de archivo
exFAT.
Capacidad de la unidad de
almacenamiento secundaria
Windows 7, Windows Server 2008 R2, Windows Server 2008, Windows Vista, Windows Server
2003, Windows XP
7 MB - 256 MB 4 KB
256 MB - 32 GB 32 KB
32 GB - 256 TB 128 KB
> 256 TB No compatible

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Disco Duro o HHD: Es un dispositivo de entrada y salida de datos que se utiliza para guardar y
recuperar todo tipo de archivos. Internamente un disco tiene uno o más platos o espacio de
almacenamiento la(s) está(n) organizado de la siguiente manera:

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Estructura Interna de una cara del Plato del Disco Duro
es un grupo de sectores o clúster “verde”
es una pista “rosa”
es un grupo de sectores o cluster “azul”
es un sector del disco “amarillo”

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1.7. Unidad Mínima de Asignación de Tiempo por Proceso que Otorga
la CPU
Proceso: Es un programa que está cargado en la memoria RAM y que espera la asignación de un
Quantum para que la CPU ejecute su código.
Quantum: Es una unidad de tiempo o cuota de uso de la CPU. Es el tiempo que la CPU es
asignado a un proceso para que la CPU ejecute las instrucciones del proceso. Durante este tiempo
la CPU ejecuta la mayor cantidad de instrucciones del proceso, en caso de que no termine de
ejecutar todas sus instrucciones, se realiza un cambio de contexto que es activado por una
interrupción y el proceso pasa a encolarse en la cola de procesos, esperando su turno para ser
atendido nuevamente por la CPU. Esta estrategia de planificación de uso concurrente de la CPU
hace posible la multiprogramación, característica esencial de los sistemas operativos multitareas,
tales como Windows, Linux, Android y IOS.
El Quantum a menudo es medido en impulsos de reloj o clock ticks y está constituido por los
impulsos o ciclos de reloj transcurridos durante un tiempo aproximado entre 10 a 150
milisegundos, este valor es establecido por defecto por el sistema operativo instalado en el equipo,
como, por ejemplo:

18
Si un procesador tiene 100Mhz (100 millones de hertz), entonces transcurrirán 100,000,000 clock
ticks en cada segundo y si cada interrupción de reloj se produce cada 10 ms, entonces, cada
Quantum estará constituido por 1,000,000 clock ticks o ciclos de reloj con una duración de 10 ms.

19
1.8. Ejercicios de Aplicación
1.8.1. Investigación sobre la velocidad de transferencia de datos en las
unidades secundarias
1. Investigar y verificar si la velocidad de transferencia para escribir o grabar datos en las
siguientes unidades secundarias se corresponden con lo descrito:
• Leer datos de un CD: 150 KBps
• Escribir datos en un CD: 150 KBps
• Leer datos de un DVD: 1350 KBps
• Escribir datos en un DVD: 1350 KBps
• Leer datos de un HHD: 80 – 196 MBps
• Escribir datos en un HHD: 50 – 150 MBps
• Leer datos de un SSD SATA: 200 – 600 MBps
• Escribir datos en un SSD SATA: 450 – 520 MBps

20
• Leer datos de un SSD M.2: 4000 MBps (550 Mbps)
• Escribir datos en un SSD M.2: 4000 MBps (500 Mbps)
• Leer datos de un SSD PCIe: 2000 MBps (985 MBps)
• Escribir datos en un SSD PCIe: 1500 MBps (3500 MBps)
• Transferir datos por USB 2.0: 280 - 480 MBps
• Transferir datos por USB 3.1: 10 GBps (5 – 10 Gbps)
• Transferencia de datos de Thunderbolt 1: 10 Gbps
• Transferencia de datos de Thunderbolt 2: 20 Gbps
• Transferencia de datos de Thunderbolt 3 y 4: 40 Gbps
• Transferencia de datos de PCI express x16: 32 – 252.1 GBps
• Transferencia de datos Bluetooth: 160 KBps

21
1.8.2. Cálculo de la cantidad de espacio requerido para almacenar
archivos en una memoria secundarias
2. Calcular cuántos libros de Excel pueden ser almacenados en una flash memory, si su espacio
libre es de 7.46 GigaBytes y el tamaño promedio de los libros de Excel es de 973 KiloBytes.
Utilizar la relación 1024 en el cálculo.

22
3. Dado un archivo .docx de tamaño 341 MegaBytes (MB), determinar ¿Cuántos sectores se
requiere para ser almacenado en un disco HHD, sabiendo que el sistema de archivos es NTFS?

23
4. Dado un archivo .txt de tamaño 129 KiloBytes (KB), determinar ¿Cuántos sectores se requiere
para ser almacenado en una unidad de almacenamiento SSD, sabiendo que el sistema de
archivos es NTFS?
Respuesta: 32.25 sectores
5. Dado un archivo .mp4 de tamaño 341 GigaBytes (GB), determinar ¿Cuántos sectores se
requiere para ser almacenado en disco HHD, sabiendo que el sistema de archivos es exFAT?
Respuesta: 89391104 sectores

24
1.8.3. Cálculo del tiempo requerido para almacenar archivos en una
memoria secundaria
6. Calcular el tiempo requerido para guardar 1525 archivos en un disco SSD, cuyo volumen total
de los archivos es de 8527 GB, el tiempo de latencia del SSD es de 3.6 milisegundos y la tasa de
transferencia es de 312 MBps.
Solución:
Sabiendo que:
Tasa de Transferencia de la unidad SSD instalada en el equipo = 312 MBps
Tiempo de Latencia = 3.6 ms
Calculando tenemos:
Tiempo de Latencia en Segundos =
3.6 ms
∗
1 seg
1000 ms
= 0.0036 seg
Volumen de los archivos en MB =
8527 GB
∗
1024 MB
1 GB
= 8731648 MB
Tiempo de Transferencia Parcial en Segundos =
8731648 MB
312 MBps
= 27986.05821 seg

25
Tiempo de Latencia Parcial en Segundos = 1525 Arch × 0.0036 seg = 5.49 seg
Total de Tiempo de Grabado en un SSD es: = 27896.05821 seg + 5.49 seg = 27901.54821 seg
Expresando los segundos en horas, minutos y segundos tenemos:
=
27901.54821 seg
∗
1 hora
3600 seg
= 𝟕. 75043 horas
=
0.75043 hora
∗
60 minuto
1 hora
= 𝟒𝟓. 0258 minutos
=
0.0258 min
∗
60 seg
1 min
= 𝟏𝟓. 48 segundos
Por lo tanto:
El tiempo requerido para grabar 1525 Archivos con un volumen de 8527 GB, se requiere de 7 horas, 45
minutos y 15 segundos

26
7. Calcular el tiempo requerido para guardar 153 archivos cuyo volumen total es de 2674 GB, en
un HHD de 7200 rpm, donde el tiempo de latencia es de 4.16 milisegundo y la tasa de
transferencia es de 150 MBps
Respuesta: 5 horas 42 minutos 24 segundos
8. Calcular el tiempo requerido para guardar 346 archivos en un disco HHD, cuyo volumen total
de los archivos es de 4952 GB, el tiempo de latencia del HHD de 5400 rpm es de 5.55
milisegundos y la tasa de transferencia es de 150 MBps
Respuesta: 14 horas 5 minutos 8 segundos
9. Calcular el tiempo requerido para guardar 54386 archivos cuyo volumen total es de 758515 GB,
en un SSD, donde el tiempo de latencia para grabar cada archivo es de 0.2 milisegundos y la
tasa de transferencia es de 1500 MBps
Respuesta: xyz

27
1.8.4. Cálculo del tiempo requerido para transferir archivos en una red
ethernet o wifi
10.Qué tiempo en segundos son necesarios para transferir un archivo de video de 35958
MegaBytes de una computadora a otra si ambas están conectadas a una red local Wifi y la tasa
de transferencia del Wifi 6 es de 10 Gbps.
Solución:
Sabiendo que:
Tasa de Transferencia Wifi 6 = 10 Gbps
Calculando tenemos:
Tamaño del Archivo =
35958 MB
∗
1 GB
1024 MB
= 35.11523 GB
Nueva Tasa de Transferencia Wifi 6 =
10 Gbps
∗
1 Bytes
8 bits
= 1.25 GBps
Tiempo de Transferencia =
35.11523 GB
1.25 GBps
= 28.092184 segundos
Por lo tanto:

28
El tiempo requerido para transmitir un archivo de 35958 MB de una computadora a otra en una red Wifi 6
es de 28.092184 segundos

29
11.Qué tiempo en segundos son necesarios para transferir un documento de 36.76 MegaBytes de
una computadora a otra si ambas están conectadas a una red local LAN física con cable UTP
Cat 5e
Respuesta: 0.29408 segundos
12.Qué tiempo en segundos son necesarios para transferir un archivo de video de 618 GigaBytes de
una computadora a otra si ambas están conectadas a una red local LAN física con Cable UTP
Cat 6.
Respuesta: 5062.656 segundos
13.Cuántos segundos son necesarios para transmitir los siguientes archivos de una PC a otra, si la
conectividad entre ambas es por fibra óptica y el tiempo de latencia es de 4 milisegundos
A1.docx 17.32 MB
A2.jpg 9.1 MB
A3.mp4 7.14 GB
A4.mp3 86.76 MB
A5.xlsx 2.49 MB

30
A6.txt 25.3 KB
A7.py 36.47 MB
A8.c 97.85 MB
A9.mp4 396.14 GB
Respuesta: xyz

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