1) El documento introduce los conceptos básicos de los sistemas informáticos, incluyendo el hardware (componentes físicos como la UCP, memoria y periféricos) y el software (sistemas operativos y aplicaciones). 2) Explica los diferentes tipos de memoria como RAM, ROM, caché y sus características. 3) Describe los buses que permiten la comunicación entre los componentes, incluyendo buses de datos, direcciones y control.

1. Introducción a los sistemas
informáticos
Unidad de trabajo 1

2. introducción
• El ordenador es la herramienta que nos permite el
tratamiento automático de la información
• El ordenador nos facilita la organización,
procesamiento, transmisión y almacenamiento de
la información

3. INFORMÁTICA
 Es la ciencia que estudia el tratamiento
automático de la información.
 La informática usa las computadoras u
ordenadores para el tratamiento y el
proceso de la información.

4. DATOS E INFORMACIÓN

5. TEORÍA FUNDAMENTAL DE LA
NUMERACIÓN

6. Para confirmar los resultados en esta web:
http://metricconversion.biz/es/conversion
-56-octal-a-decimal-numeros.html

8. Software y hardware
• El ordenador se puede definir
como una máquina compuesta de
elementos físicos (hardware)
• Estos componentes electrónicos
necesitan de otros componentes
no físicos que los pongan en
funcionamiento (software)

9. Programa
• Para que los componentes electrónicos de un
ordenador sean capaces de funcionar y realizar un
proceso determinado, es necesario ejecutar un
conjunto de órdenes o instrucciones.
• Esta instrucciones ordenadas y agrupadas
constituyen un programa
• Aplicación informática= conjunto de programas

10. Sistema operativo
• Es el componente software de un sistema
informático capaz de hacer que los programas
(software) procesen información (datos) sobre los
componentes electrónicos de un ordenador
(hardware)

11. Firmware
• Es la parte intangible (software) de componentes
del hardware.
• Es el caso del software con el que están
programadas las memorias ROM, que son
hardware.
• Otro ejemplo, el software que incorporan los
teléfonos móviles

12. Firmware
• No es fácilmente modificable.
• Una vez que se introduce o se graba en un
componente hardware queda prácticamente
invariable a lo largo de la vida del ordenador.
• Es por tanto software introducido en componentes
electrónicos o hardware.

14. Partes del
software
Software
básico
Software de
aplicaciones

15. Software básico
• Es aquella parte del software sin la
que el ordenador no puede funcionar.
• También se llama sistema operativo.
• Sirve de comunicación entre el
usuario y el hardware de la máquina.
• Controla los recursos hardware de la
máquina.

16. Software de aplicaciones
• Es la parte software que sirve para procesar la
información.
• Lo integran programas y datos
• Hay estándar y a medida.
• El estándar es el que encontramos en el mercado
a disposición del usuario
• El software a medida es el que diseñan analistas e
implementan programadores atendiendo a las
necesidades de su cliente.

17. Componentes físicos. El hardware
• Unidad central de proceso (UCP)
oUnidad aritmético-lógica (UAL)
oUnidad de control (UC)
• Memoria central (RAM)
• Controladores
• Buses
• Periféricos

18. Unidad Central de Proceso UCP
• Es el elemento encargado del control y
ejecución de las operaciones que se efectúan
en el ordenador.
• Es la parte fundamental del ordenador
• Se encarga de controlar todas las tareas y
procesos que se realizan dentro de él.
• Está formado por:
• La unidad de control UC
• La unidad aritmético-lógica UAL
• El procesador gestiona lo que hay en la memoria
desde o hacia los periféricos gracias a la unidad de
E/S, buses y controladores del sistema

19. Unidad de control UC
La tarea fundamental de la UC es recibir
información para interpretarla y
procesarla después mediante las órdenes
que envía a los otros componentes del
ordenador

20. La unidad de control
 Se encarga de traer a la memoria
principal (RAM) las instrucciones
necesarias para la ejecución de los
programas.
 Interpreta y ejecuta las instrucciones en el
orden adecuado para que cada una de
ellas se procese en el debido instante y de
forma correcta

21. Componentes de la unidad de
control
1. Registro de instrucción: encargado de
almacenar la instrucción que se está
ejecutando.
2. Registro contador de programas: contiene la
dirección de memoria de la siguiente
instrucción a ejecutar.
3. Decodificador: es el encargado de extraer el
código de operación de la instrucción.
4. Secuenciador: genera las microórdenes
necesarias para ejecutar la instrucción.
5. Reloj: proporciona una sucesión de impulsos
eléctricos a intervalos constantes.

23. Unidad aritmético-lógica UAL
 Es la parte de la UCP encargada de
realizar las operaciones aritméticas y
lógicas sobre la información
 Operaciones aritméticas: suma, resta,
multiplicación, división…
 Operaciones lógicas: >, <, >=, <=, NOT,
AND, OR…

24. Elementos de la UAL
 1. Circuito operacional: realiza las operaciones
con los datos del circuito de entrada.
 2. registros de entrada: contienen los
operandos de la operación
 3. Acumulador: almacena los resultados de las
operaciones.
 4. registro de estado: registra las operaciones
de la operación anterior.

27. Tipos
Almacenamiento
externo
Memoria
principal
La memoria

28. Memorias de almacenamiento
externo
 Se llaman así los soportes que son
capaces de almacenar información
 Discos duros, disquetes, pen drives…
 Aunque estén físicamente del ordenador
(discos duros) se denominan externos
para diferenciarlos de la RAM

29. Memorias de almacenamiento
externo
 Son más lentas que la memoria principal
porque constan de elementos electrónicos
y mecánicos
 No son volátiles, la información
permanece al apagar el ordenador

30. Memoria
interna
RAM ROM

31. Memoria RAM
 Random Access Memory
 Se conoce como memoria principal o
central.
 Todo lo que se tiene que procesar tiene
que pasar por la memoria principal.

32.  La memoria principal está formada por
componentes electrónicos (biestables)
capaces de almacenar información en
forma de ceros y unos (sistema binario).
 Cada información de este tipo recibe el
nombre de bit.
 En la RAM tienen que estar almacenados
los programas y los datos que se tienen
que procesar.
 Se carga de la memoria externa a la
principal.

33. Memoria caché
 Se utiliza para agilizar los cálculos
 Está colocada entre el procesador y la
memoria RAM
 Almacenan temporalmente la información
que se utiliza con más frecuencia.

34. 34
Jerarquía De Memoria
 Parámetros: capacidad, velocidad y precio
 Problema: Diferencia de velocidad entre el procesador y
la memoria.

35. Celdas de memoria
 Los componentes electrónicos que
forman la memoria principal se
denominan celdillas o biestables.
 Actúan como pequeños condensadores.
 La presencia de energía dentro de ellos
puede traducirse como un 1 lógico.
 La ausencia de energía se interpreta
como un 0 lógico.

36. Bloques de memoria
 La información en memoria se suele
almacenar en bloques.
 Los bloques suelen ser de 8 celdillas
 8 bits equivale a un byte (combinación de
ceros y unos)
 Un carácter ocupa un byte
 Es decir cualquier letra o número necesita
un byte para almacenarse.

37. Refresco de memoria
 Los condensadores transcurrido cierto
tiempo se descargan
 Para no perder la información de la
memoria el sistema tiene que recargarlos
 Este proceso es conocido como refresco
de memoria.

38. DRAM (Dynamic RAM)
 Es un tipo de memoria RAM construida
mediante condensadores
 Cuando un condensador está cargado se
dice que almacena un bit a 1.
 Si está descargado el valor del bit es 0.
 Para mantener las celdillas cargadas esta
memoria necesita refrescarse cada cierto
tiempo.

39. DRAM (Dynamic RAM)
 El refresco consiste en recargar con
energía los condensadores que contienen
un almacenado un 1 para evitar que la
información se pierda.
 Es volátil (se pierde cuando no hay
suministro eléctrico)
 La memoria DRAM es más lenta (mayor
tiempo de acceso) que la SRAM pero
más barata.

40. SRAM (Static RAM)
 Tipo de memoria alternativo a la DRAM
 No necesita refrescarse
 Es volátil
 Debido a su alto coste y a su alta
velocidad se suele usar como memoria
caché.

41. SDRAM (Synchronous
Dynamic RAM)
 Incorpora la capacidad de la DRAM y la
velocidad de la SRAM
 Necesita refresco de sus celdas pero en un
intervalo mayor de tiempo
 Es la que incorporan actualmente los PC´s

42. DDRAM (Double Data Rate)
 También conocida como memoria de doble
recarga o de doble tasa de transferencia.
 Compuesta por memorias SDRAM
 Se refresca dos veces por impulso de reloj
 Es una memoria de funcionamiento muy
complicado
 Es el doble de rápida que cualquiera de las
anteriores

43. Memoria ROM
 Read only memory
 Memoria de solo lectura
 Contiene programas especiales que
sirven para cargar e iniciar el arranque
del ordenador
 El software que integra la ROM forma la
BIOS del ordenador (Basic Input Output
System) o sistema básico de
entrada/salida

44. LA BIOS
 Físicamente se encuentra en la placa base
 Inicialmente, la BIOS se programaba sobre
memorias de tipo ROM, con lo cuál cualquier
modificación en el sistema no podía realizarse.
 Había que sustituir el componente electrónico
para modificar la configuración de la BIOS.
 Posteriormente la BIOS se montó en memorias
PROM (Programmable Read Only memory) que
son programables una sola vez y después de
haber sido montadas en la placa base.

45. La BIOS
 Es un código que localiza y carga el so
en la memoria RAM.
 Proporciona las órdenes básicas para
poner en funcionamiento el hardware
indispensable para empezar a trabajar
 En la actualidad, se utilizan memorias
EPROM (erasable programmable read
only memory) que permiten cambiar la
configuración asignada.

46.  Todas las memorias ROM son no volátiles
 No necesitan ningún suministro de
energía para mantener su configuración.
 La información que contienen no
desaparece nunca debido a que están
programadas de fábrica

47. CMOS (Complementary Metal
oxide Semiconductor)
 Es un tipo de memoria que se caracteriza
por consumir muy poca energía.
 Esto la hace idónea para almacenar
datos del BIOS.
 Necesita siempre corriente eléctrica para
que la información no se borre.
 Cuando el ordenador está apagado
obtiene energía de la pila de la placa
base.

48. SGDRAM (Super graphics
dynamic random access
memory)
 Es una memoria incorporada en la tarjeta
gráfica del ordenador.
 Es de elevada capacidad y velocidad

49. Dirección de memoria
 Cuando se accede a una dirección de
memoria, lo que se hace es acceder a un
conjunto de biestables
 Cada uno de los biestables es un bit lógico
(0, 1)
 El bit se define como la unidad mínima de
información.

50. Direccionamiento
 Es una operación que se realiza cuando el
procesador ejecuta o interpreta una operación.
 Toda instrucción está compuesta por un código
de operación y un operando.
 El código de operación es la instrucción en sí
(suma, resta…)
 El operando es el dato que se va a procesar
 Los modos de direccionamiento son las formas
de acceder a los operandos en cada
instrucción
 Según el método varía la velocidad de
ejecución de una instrucción

51. DIRECCIONAMIENTOS
INMEDIATO DIRECTO INDIRECTO RELATIVO

52. Direccionamiento inmediato
En la instrucción está incluido
directamente el operando o dato

53. Direccionamiento directo
En la instrucción, el campo del operando
contiene la dirección en memoria donde
se encuentra el operando

54. Direccionamiento indirecto
El campo del operando contiene una dirección
de memoria en la que se encuentra la
dirección del operando

55. Direccionamiento relativo
La dirección del dato que interviene en la
instrucción se obtiene sumando a la
dirección de la propia instrucción una
cantidad fija, que suele estar contenida
en un registro especial.

57. Ejemplo SUMA 56
 Se accede a la posición 56 de memoria en
la que se encuentra el dato( ej. 8).
 Se realiza la operación (8+8 = 16)
 El resultado se queda en la misma
posición de memoria, en la 56.
 Esta posición se denomina acumulador.

58. Ejemplo suma 10 20
 El procesador accede a la posición 10 (3)
 El procesador accede a la posición 20 (2)
 Almacena el resultado en la posición 20
(5)

59. Ejemplo RESTA 32 12 45
 Se resta a la posición 32 (5) la posición 12
(3)
 Se deja el resultado en la posición 45 (2)
 En los tres casos el direccionamiento
utilizado es el directo que es el más
habitual en operaciones aritméticas.

60. Buses
 Es un conjunto de líneas utilizadas para la
transmisión de datos entre los
componentes de un sistema informático
 Determina la velocidad de proceso de un
equipo

61. Tipos
Bus de
datos
Bus de
direcciones
Bus de
control

62. Bus de datos
 Permite intercambiar datos entre la CPU y
el resto de las unidades.
 Cada instrucción de un programa y cada
byte de datos viaja por este bus.
 El intercambio de datos se realiza a través
de un conjunto de líneas eléctricas, una por
cada bit, y se transmiten todos de forma
paralela.
 La velocidad del bus de datos se mide en
megahercios (MHz)) o gigahercios (GHz)

63. Bus de datos
 El tamaño del bus se mide en bits.
 La CPU de los 1ºs PC tenía un bus de 8
bits => solo podían transferir un byte por
cada ciclo de reloj.
 Los actuales micros tienen un bus de
datos de 64 bits => en un ciclo de reloj se
pueden transferir hasta 8 bytes.

64. Bus de direcciones
 Transmite direcciones entre la CPU y la
memoria.
 Es empleado por la CPU para seleccionar la
dirección de memoria o el periférico con el
cual se va a intercambiar información.
 Hay que tener en cuenta el nº de líneas o
bits que forman el bus de direcciones para
determinar el volumen de la memoria
accesible o direccionable.

65. Bus de direcciones
 Cuanto mayor sea el nº de bits, mayor es
el rango de memoria direccionable.
 Si el bus de direcciones tiene 10 bits, se
podrá acceder a 2¹⁰ posiciones de memoria,
1024 posiciones.
 Si tiene 16, se accederá a 2¹⁶ posiciones,
o sea, a 65536 posiciones.

66. Bus de control de la CPU
 Transportan señales de control que
informan del estado de los dispositivos o
de la dirección del flujo de la información
por el bus de datos,…

67. Buses de comunicación
CPU Memoria
Bus de datos
Bus de direcciones
Bus de control
Teclado Monitor Impresora

68. Periféricos
 Son las unidades o dispositivos a
través de los cuales la computadora
se comunica con el mundo exterior
 También se consideran los sistemas
que almacenan información,
sirviendo de memoria auxiliar a la
memoria principal.

70. 1. Periféricos de entrada (teclado)
2. Periféricos de salida (monitor)
3. Periféricos entrada/salida
(lector/grabador DVD)
4. Periféricos de almacenamiento
(disco duro)