GUIA 1.1 Arq. y SO 19

Estructura de las Computadoras
1. PLACA MADRE
  1. Concepto
    1. Es uncircuito impreso que está diseñada para conectar cualquier componente o elemento especial que forme parte de un ordenador o PC, siendo una parte fundamental durante el proceso de armado de un PC.
  2. Partes
    1. Conectores
      1. -Conectores de alimentacion -Zócalo del CPU -Ranuras de Memoria RAM -Ranuras de Expansion -Buses: de memoria y de expansion -Conectores de entrada/salida
    2. Chipset
    3. Reloj
    4. CMOS
    5. BIOS
    6. Pila
    7. Microprocesador
    8. Sist. de Enfriamiento
Modelos de Programacion
1. Indica un método de realizar cómputos y la manera en que se deben estructurar y organizar las tareas que debe llevar a cabo un programa. Los paradigmas están asociados a determinados modelos de cómputo y/o estilos de programación.
  1. Enfoque Imperativo
    1. Describe cómo debe realizarse el cálculo, no el porqué.
      1. Lenguajes representativos: Fortran77, Cobol, Basic, Pascal, C, Ada Tambien lo implementan: Java, C++, C#, Python
  2. Enfoque Declarativo
    1. Describe qué se debe calcular, sin explicitar el cómo.
      1. Las principales variantes son los paradigmas funcional, lógico, la programación reactiva y los lenguajes descriptivos. Lenguaje representativo: PROLOG
Niveles de Ejecucion Secuencia de Funcionamiento Registros de control y estado
1. Niveles de Ejecucion: El sistema de niveles de ejecución provee de un mecanismo estándar para controlar cuáles programas init inicia o detiene cuando se inicializa un nivel de ejecución. Son un estado, o modo, definido por los servicios listados en el directorio /etc/rc.d/rc<x>.d/, donde <x> es el número de nivel de ejecución. La idea detrás de los niveles de ejecución gira alrededor del hecho que sistemas diferentes se pueden usar de formas diferentes
  1. Secuencia de Funcionamiento:
    1. Etapas del proceso de arranque para un sistema basado en tecnologías de x86(32 bits)
      1. 1)- El BIOS efectúa el POST(Power On Self Test) y si el chequeo es correcto procede a delegar el control al primer dispositivo físico de arranque según la configuración del BIOS
      2. 2)- La primera etapa del gestor de arranque se auto carga en memoria y lanza la segunda etapa del gestor de arranque desde la partición /boot/.
      3. 3)- La segunda etapa del gestor de arranque carga el kernel en memoria, cargando los módulos necesarios para poder montar la partición root en modo sólo-lectura.
      4. 4)- El kernel transfiere el control del proceso de arranque al programa /sbin/init.
      5. 5)- El programa /sbin/init carga todos los servicios y herramientas de espacio del usuario y monta todas las particiones listadas en /etc/fstab.
    2. Registros de Control y Estado: Son espacios físicos dentro del microprocesador con capacidad de 4 bits hasta 64 bits dependiendo del microprocesador y se emplean para controlar instrucciones en ejecución, manejar direccionamiento de memoria y proporcionar capacidad aritmética.
      1. Los registros se dividen en:
        Registros de apuntadores de instrucciones, los cuales se dividen en:
        Registro SP proporciona un valor de desplazamiento que se refiere a la palabra actual que está siendo procesada en la pila
        Registro BP: de 16 bits, facilita la referencia de parámetros, los cuales son datos y direcciones transmitidos vía lápida
        Registros de propósitos generales: Estos son las verdaderas herramientas del sistema, y se dividen en: AX, BX, CX, DX, Indice, SI y DI
      2. EMU 8086: es el emulador 8086 (Intel y AMD compatibles) del microprocesador y del ensamblador integrado con las clases particulares para los principiantes. El emulador funciona programas como el microprocesador verdadero en modo paso a paso. Demuestra los registros, memoria, el apilado, variables y banderas. Todos los valores de la memoria se pueden investigar y corregir por un tecleo doble. Las instrucciones pueden ser ejecutadas detrás y remitir.
2. Maquina Von Neumann
  1. La arquitectura von Neumann, también conocida como modelo de von Neumann o arquitectura Princeton, es una arquitectura de computadoras basada en la descrita en 1945 por el matemático y físico John von Neumann y otros, en el primer borrador de un informe sobre el EDVAC. Este describe una arquitectura de diseño para un computador digital electrónico con partes que constan de una unidad de procesamiento que contiene una unidad aritmético lógica y registros del procesador, una unidad de control que contiene un registro de instrucciones y un contador de programa, una memoria para almacenar tanto datos como instrucciones, almacenamiento masivo externo, y mecanismos de entrada y salida.
Interrupciones
1. una interrupcion es una señal recibida por el procesador de una computadora desde un periférico, para indicarle que debe «interrumpir» el curso de ejecución actual temporalmente y pasar a ejecutar código específico para tratar esta situación.
El Reloj
1. es un componente del microprocesador que emite una serie de pulsos eléctricos a intervalos constantes llamados ciclos, estos ciclos marcan el ritmo que ha de seguirse para la realización de cada paso de que consta la instrucción. Se basa en la teoría binaria para marcar el ritmo (también denominado pulso), el cual se considera como 1 al estado de encendido y 0 al estado de apagado. La velocidad de cambio se denomina en hercios (Hz) que son los ciclos de cambio por segundo.
Jerarquia de Memoria
1. La jerarquía de memoria es la organización piramidal de la memoria en niveles que tienen las computadoras con el objetivo de conseguir el rendimiento de una memoria de gran velocidad al coste de una memoria de baja velocidad, basándose en el principio de cercanía de referencias.
Direccionamiento
1. Se entiende por direccionamiento la forma en que se interpretan los bits de un campo de dirección de una instrucción para localizar el operando y/o la dirección destino del resultado de la instrucción.
  1. Tipos
    1. Indexado
    2. Directo
    3. Indirecto
    4. con Registro
    5. Indirecto Recursivo
    6. Implicito
    7. Inmediato
Memoria Virtual
1. la Memoria Virtual es el uso combinado de memoria RAM en su computadora y espacio temporero en el disco duro. Cuando la memoria RAM es baja, la memoria virtual mueve datos desde la memoria RAM a un espacio llamado archivo de paginación. El movimiento de datos desde y hacia los archivos de paginación crea espacio en la memoria RAM para completar su tarea.
2. Tabla de paginas
  1. son una parte integral del Sistema de Memoria Virtual en sistemas operativos, cuando se utiliza paginación. Son usadas para realizar las traducciones de direcciones de memoria virtual (o lógica) a memoria real (o física) y en general el sistema operativo mantiene una por cada proceso corriendo en el sistema.
3. Asignacion de Memoria Virtual y Real
  1. Virtual: Aunque con un uso normal del ordenador lo más probable es que Windows no tenga que utilizar esta característica, cuando usamos aplicaciones especialmente pesadas (como juegos, programas de edición o Google Chrome con muchas pestañas abiertas, por ejemplo), en cuanto empieza a crecer el uso de RAM enseguida Windows empieza a enviar los datos innecesarios (en esos momentos) a la memoria de intercambio. Gracias a ella vamos a tener la seguridad de que siempre va a haber RAM disponible para las tareas más exigentes y, a la vez, que nunca vamos a perder información mientras trabajamos con ella.
    1. Real: La asignación de memoria consiste en el proceso de asignar memoria para propósitos específicos, ya sea en tiempo de compilación o de ejecución. Si es en tiempo de compilación es estática, si es en tiempo de ejecución es dinámica y si son variables locales a un grupo de sentencias se denomina automática.
Entrada y Salida
1. Un módulo de E/S (por ejemplo un controlador de disco) puede intercambiar datos directamente con el procesador. Igual que el procesador puede iniciar una lectura o escritura en memoria, especificando la dirección de una posición concreta de la misma, el procesador también puede leer o escribir datos de (o en) un módulo de E/S. En este último caso, el procesador identifica un dispositivo específico controlado por un módulo de E/S determinado.
2. Los Periféricos: Son dispositivos externos al sistema. Se utilizan para agregar funcionalidades al sistema.
  1. Los Periféricos de entrada son todos aquellos dispositivos que permiten introducir datos o información en una computadora para que esta los procese u ordene.
  2. Un periférico de salida es un dispositivo electrónico capaz de imprimir, mostrar o emitir señales que sean fácilmente interpretables por el usuario.
3. Concurrencia
  1. hay dos maneras de resolver el acceso concurrente a memoria
    1. Conexión compartida,utilizando robo de ciclo. En este caso, la memoria solo necesita una única puerta y tanto el procesador como el controlador de DMA comparten el bus del sistema para acceder a la memoria.
    2. Conexiones independientes,utilizando memorias multi puerta. Hay una conexión independiente para cada dispositivo que tiene que acceder a la memoria. Eso permite al controlador de DMA acceder a la memoria sin que el procesador tenga que intervenir.
4. Operación de E/S con acceso directo a memoria
  1. El proceso para hacer una transferencia de E/S utilizando esta técnica es el siguiente:
    1. 1)Programación de la operación de E/S: el procesador envía la información necesaria al controlador de DMA para que este controlador pueda gestionar toda la transferencia de datos. Una vez acaba la programación de la operación de E/S, el procesador puede ejecutar otros programas mientras se realiza la transferencia.
      1. 2)Transferencia del bloque de datos: las dos operaciones básicas que hace el controlador de DMA son la lectura de un bloque de datos de un periférico y la escritura de un bloque de datos en un periférico, aunque también puede hacer otras operaciones. Todos los datos de la transferencia pasan por el controlador de DMA.

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