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Caja ordenador

1 Ago

La caja o carcasa es la parte que sirve de soporte o esqueleto para alojar los componentes del ordenador que se encarga principalmente para protegerlos.

 Según su orientación pueden ser:

  • Verticales: Es la orientación más habitual, la carcasa y la placa base verticalmente y las ranuras de expansión perpendiculares a la placa.

  • Horizontales o de sobremesa: Llamadas también de escritorio, se ven con frecuencia en oficinas, la caja sirve de base para apoyar el monitor, una altura excesiva.

Componentes mínimos de una caja:

  • Chasis: Es el esqueleto del ordenador, estructura metálica, generalmente de aluminio, combinación de acero y plástico, sirve de soporte para montar otras partes. Debe ser rígida y resistente que no puede doblarse, para montar en ella por ejemplo la placa base.

  • Cubierta: Es la parte exterior de la caja que se adhiere al chasis. Se utilizan tornillos para asegurar la cubierta al chasis. En los ordenadores tipo AT la cubierta esta formada por una pieza tipo U. Puede ser de aluminio, fibra de vidrio, metacrilato, etc.

  • Panel frontal: Es la parte delantera de la carcasa, normalmente de plástico. Tiene unos indicadores o LED, que nos dicen el estado del ordenador (encendido,verde/apagado-otro rojo que nos indica si esta accediendo al disco duro). También en el panel frontal normalmente esta los indicadores.

    • Arranque: El botón de arranque está conectado a la placa base, es el encargado de apagar o encender el ordenador según apretamos el botón.

    • Reinicio: Reiniciar el ordenador, cuando este se detiene o no responde a las ordenes del usuario.

  • Interruptores

  • Bayas para unidades: Son espacios para alojar las unidades de almacenamiento, discos duros, discos flexibles, CD-ROM, DVD, etc. Existen 2 tipos:

    • Internas: Están completamente en el interior de la caja, no se tienen acceso desde el exterior, Se utilizan para montar dispositivos que no se tiene acceso desde el exterior, disco duro.

    • Externas: Son internas con respecto a la caja y al chasis, pero se tiene acceso desde el exterior. Se utiliza para discos flexibles CD-ROM, y DVD.

  • Fuente para alimentación: La mayoría de las cajas vienen con una fuente de alimentación, esta forma parte de la caja. La misión es convertir la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) que el ordenador pueda soportar.

Tipos de carcasas:

La clasificación normalmente se hace por el tamaño dependiendo de la placa base que soportan.

  • Caja Mini: Formatos pequeños, mini ITX, o formatos como SFF, normalmente tienen pocas bayas o ninguna, se les llama caja cubo, si lleva placa base y fuente de alimentación se llama barebones.

  • Caja slim “ultra fina”: Son de sobremesa con tarjeta de expansión especial por la altura, o equipadas con riser card que las situa horizontalmente, solo tienen un par de tarjetas. Se utilizan en equipos de placas micro-ATX o flex-ATX

  • Caja sobremesa: Formato horizontal, valida para cualquier tipo de placa.

  • Caja Microtorre: Formato vertical, incorpora entre una y tres bayas externas y una o dos internas, para placas micro ATX y flex-ATX, 25 y 32 cm de altura.

  • Caja Minitorre: Formato vertical, tres bayas externas y una o dos internas, placas ATX, microATX, flex-ATX. 32 y37 cm

  • Caja Semitorre: Son las más usadas habitualmente, todos los formatos con seis bayas. 37 y 45 cm.

  • Caja Torre: Supera la altura de la torre, permite una buena ventilación. Admite placas de todo tipo, disponen por lo menos de 6 bayas. 45 y 55 cm.

  • Gran Torre: Es habitual para servidores de gama baja buenas características de complicación y ventilación. Ocho bayas externas. 55 y 72 cm.

  • Caja Server: Es para servidores o almacenamiento, más anchas de lo normal, que lleven luces adicionales para discos o puertas de acceso a las unidades llave. Muchas bayas internas y externas, incorpora varios huecos para ventiladores adicional.

  • Caja Rack: Usadas para montar servidores en armarios rack en instalaciones industriales o sistemas de datos o comunicación integrados.

Caja de ordenador con baya integrada: Baya integrada dock station en la parte superior que facilita la inserción de discos duros de 3.5” o 2.5”. Los usuarios así pueden controlar el acceso y la transferencia de datos sobre la marcha sin necesidad de instalar físicamente sus discos duros o tener que agregar un dispositivo de acoplamiento externo.

Fuentes de alimentación:

Es un dispositivo que proporciona al ordenador la corriente eléctrica que necesita, tanto en intensidad como en voltaje. Se encuentra en el interior de la carcasa, es una caja metálica rectangular dotada de un ventilador, De ellas salen unos cables de colores que van a parar a los distintos dispositivos dentro de la carcasa. Los conectores que vienen incluidos en la fuente de alimentación están normalizados, tanto para los modelos AT como ATX. Debe proporcionar la suficiente energía para abastecer a los componentes instalados y permitir que se pueden agregar más componentes adicionales en un futuro.

Funciones:

  • Rectificar la corriente que recibimos de la red, alterna AC a corriente continua DC, que es analizada por el ordenador.

  • Transformar la corriente que llega del exterior, corriente alterna AC, de 220-240V, en corriente continua DC, de diversas voltajes inferiores.

    • +12v: Elementos mecánicos, motores unidades disco y los ventiladores.

    • +5v: Circuitos y dispositivos, placa base y puertos USB.

    • +3,3v: Dispositivos de la placa base, tarjetas e diversos chips, algún tipo de memoria.

    • -12v y -5v: Actualmente en desuso, circuitos antiguos como tarjetas ISA.

  • Estabilizar esa corriente de salida para que el voltaje que entrega en los diferentes canales sea siempre el mismo.

  • Proporcionar electricidad a la placa y a todos los componentes del PC.

Fuentes de alimentación AT

Es empleado para alimentar los equipos en placas base AT. Estos equipos están obsoletos. Para encender el equipo había que apretar el interruptor de la fuente de alimentación. Este interruptor encajaba el botón de encendido de la caja AT del equipo. Existen dos conectores P8 y P9 que unen la fuente de alimentación con la placa base.

Fuente de alimentación ATX;

Son las que se emplean hoy en día en la mayoría de los equipos, estas fuentes fueron evolucionando, cambiando los tipos de conectores que tienen.

  • Conector a la placa base de 20 pines (las mas modernas tienen 4 pines más ATX versión 2.0 llamado P1)

  • Otro conector a placa base llamado P4 o ATX 12V, para dar mas potencia a los micros, este puede ser de 4 o 8 pines y puede presentarse en 2 de 4 pines, empleando el de 8 pines para placas base de servidores principalmente EPS, y el de 4 para el resto de placas base.

  • Un conector para enchufar a red de corriente eléctrica, pero no tiene el correspondiente para el monitor.

  • Debajo del conector de red tiene un interruptor para “cortar” o “abrir” el paso de la corriente al interior de la fuente de alimentación.

  • La fuente de imagen tiene dos conectores para disqueteras (floppy) se llaman conectores Berg.

  • Tiene 4 conectores molex para otros dispositivos, discos duros, DVD/CD, Cuando tenemos más dispositivos a conectar que conectores de alimentación, podemos emplear un ladrón.

Potencia de la fuente:

  • 250-350W: Potencia mínima para un equipo de gama baja.

  • 350-500W: Potencia mínima para un equipo de gama media.

  • 500-1000W: Potencia mínima para un equipo de gama alta.

Otros tipos de fuentes:

  • Fuente de alimentación modulares: Estas fuentes a diferencia de las convencionales AT y ATX, tienen la particularidad de que no sale un cable para alimentar los diferentes dispositivos, sino que existe una serie de conectores en los que solo se conectan los cables que se vayan a emplear. Los conectores de estas fuentes varían en cuanto al número y tipos que podemos encontrar en el mercado, pero con una serie de adaptadores podemos convertirlos en estándar de cualquier ordenador.

  • Fuente de alimentación redundantes: Consiste en dos fuentes de alimentación que trabajan en paralelo, de forma que si una de ellas falla, la otra continua aportan energía hasta que sea reparada. Las fuentes disponen de un avisador acústico en caso de avería para notificar que den de ser arregladas.

Memoria interna

17 Feb

Memoria interna o principal: Se encuentra físicamente en el interior de la carcasa. Pueden ser: Volátil y No volátil.

  • Volátil: Son memorias que precisan alimentación eléctrica continua para que los datos almacenados en el interior no se pierdan, son memorias de Lectura/Escritura. RAM (caché, VRAM, CDRAM)
  • No Volátil: No precisan alimentación para mandar los datos almacenados en su interior. ROM (PROM, EPROM, EEPROM, CMOS)

fotos memmoria2

Formato físico de los módulos

Tipos de memoria interna: ROM y RAM

ROM o memoria de solo lectura.

  • Son memorias de solo lectura y no se puede reescribir, su contenido viene grabado en origen por el fabricante y no puede ser cambiado.

  • Contiene información vital para el funcionamiento del sistema.

    • Gestión del proceso de arranque, revisión inicial del sistema, carga del sistema operativo, control de los dispositivos entrada/*salida. Estos programas forman la BIOS (ROM BIOS).

    • La memoria ROM constituye lo que se viene llamando FIRMWARE.

  • Existen tres variaciones básicas sobre esta memoria: PROM_EPROM_EEPROM

    • PROM: Es un chip ROM “en blanco” permite su escritura o grabado, solo se puede escribir una sola vez

    • EPROM: Es muy similar a PROM, pero puede ser reescrita, el proceso de borrado consiste en aplicar luz ultravioleta,  que habilita nuevamente el chip, es reprogramable, la EPROM se puede reescribir nuevamente.

    • EEPROM: Es conocida como “Flash BIOS”. De prestaciones idénticas a EPROM elimina el proceso de borrado y lo sustituye por un control software. Esto permite, en el caso de la BIOS, que el usuario pueda actualizar la misma.

RAM o memoria de acceso aleatorio.

Es una memoria temporal, aleatoria o directa, usada para guardar la información necesaria en cada momento. Su contenido cambia a medida que se introduce datos y desaparece cuando se desconecta el ordenador (VOLÁTIL). Otra característica de esta memoria es de lectura/escritura, para escribir no hace falta borrado previo de las posiciones a grabar.

Los tipos principales son: SRAM_DRAM

  • SRAM: No necesita ser actualizada, es hasta 5 veces mas rápida que la DRAM y mucho más cara, se implementa con transistores, se utiliza para caches.

  •  DRAM: Requiere ser actualizada, se implementa con condensadores. Esta memoria era asícrona,  es decir no estaba sincronizada con el reloj del sistema, el procesador puede ser que tiviese que estar en estado de espera si los datos no estuviesen preparados.

Característica fundamentales de la memoria RAM

  • Volatilidad: La información esta almacenada en una memoria que es volátil siempre y cuando corra el riesgo de verse alterado en caso de que se produzca un fallo de suministro eléctrico.

  • Tiempo de acceso (ns): Es intervalo de tiempn que trascurre desde el instante en que se lanza la operación lectura/escritura y el instante de que se dispone de la información. Se mide en nanosegundos. (mil millonésima parte de un segundo)

  • Velocidad de reloj (Mhz): Existe un componente en la placa madre que es el reloj, es el encargado de enviar a todos los componentes del ordenador un ritmo concreto. Si funciona a 1000 MHz, esto genera 100 millones de ciclo de reloj por segundo. Es posible que todos los componentes no funcionen al mismo ritmo marcado por el reloj, esto requiere un multiplicador de la señar para sincronizarlos. Si hacemos “overclocking” aumentar la velocidad de ciertos componentes del ordenador, para que todos funcionen a un mismo ritmo, el sistema “caera” cuando los componentes mas lentos no sean capaz de seguir el ritmo. Hay dos maneras de ajustar la velocidad del procesador, configurando los MHz del reloj y modificando el multiplicador asignado a este. La configuración del reloj afecta a todos los componentes, hay que tener en cuenta el conjunto de componentes y sus limitaciones.

  • Lactancia: En los ciclos de acceso a la memoria, se realizan una serie de pasos para localizar la posición de memoria y preparar los datos para su envió por el bus de datos. Cada uno de estos pasos consume cierto tiempo, lo que se conoce como lactancia o retardos. CL o lactancia CAS. Una memoria con menores valores de CAS será más rápida. Los valores CAS dependen del tipo de memoria.

    • SDRAM Y DDR: 3, 2 y 1,5 – DDR2: 5, 4, y 3 – DDR3: 9 y 6

  • Ancho de banda MB/s: Máxima cantidad de información que teóricamente poderia trasladarse por segundo. MB/s o GB/s.

    Velocidad de reloj equivalente * ancho de bus de datos en bit / 8

    Ejemplo: La memoria DDR2-667 opera con un bus físico de 333 Mhz y doble aprovechamiento por ciclo de reloj ( 667 Mhz) con un ancho de bus de 64 bits, por lo que es capaz de transmitir 5328MB/s

    667 * 64 / 8 = 5328 MB/s

  • Dual y Triple Channel: Esta tecnología permiten emplear dos o tres canales de comunicación, para el acceso simultaneo a los módulos de memoria. De esta manera el aprovechamiento por ciclo de reloj será de doble o triple respectivamente.

  • Capacidad: Número de posiciones de memoria de un sistema. El ancho de bus de direcciones determina el tamaño máximo de memoria. Para un bus de dirección:

    • 32bits sera 2 al 32 =4GB – 64bits sera 2 al 64 =16EB

Micro, UCP, Procesador, CPU

8 Ene

Es un chip que contiene millones de minúsculos elementos electrónicos, casi todos transistores en un único circuito integrado capaz de realizar las diversas operaciones que le encomiende el software.

Es el componente principal, el cerebro, también se conoce como Micro, Procesador, UCP o CPU del ordenador. El termino CPU puede referirse a la caja que contiene la micro, placa base, tarjetas y el resto de circuitos del ordenador.

Tiene forma cuadrada o rectángulo negro y se conecta a un zócalo especial de la placa base que se denomina socket, o a una ranura especial slot.

lga

Procesador para zócalo LGA

El proceso de elaboración: consiste en exposición, fotolitografía, implantación de iones, división y empaquetado. Es un trabajo complejo y de mucha dificultad. Los materiales empleados son semiconductores, (silicio). El silicio se forma en lingotes cilíndricos y se cortan en discos llamados “obleas” en las que se gravan los microprocesadores. Sobre la oblea se gravan el circuito electrónico mediante un proceso de procesos “químico-físico-térmico” hasta obtener la oblea con los chips terminados. La oblea se somete a pruebas, se corta en chips individuales. Después se encapsula, el núcleo se introduce dentro de un material, que puede ser de plástico o cerámica y se conecta a sus conectores externos, ademas de añadir una superficie disipador.

  • Exposición: Una capa de dióxido de silicio se expone al calor con determinados gases para lograr que crezca y obtener una oblea de silicio, una capa tan fina que es imperceptible al ojo humano.
  • Fotolitografía: Sobre la oblea se aplica luz ultravioleta con una plantilla, el dibujo resultante, de dióxido de silicio se fija con productos químicos. Un procesador lleva varias de estas capas con plantillas distintas, cada una más fina que la anterior.
  • Implantación de iones: La oblea es bombardeada con iones para alterar la forma en la que el silicio conduce le electricidad en esas zonas, este proceso se utiliza para cambiar la física, química o propiedades elécticas de la capa.
  • División: En cada oblea se crearon las micros, un vez comprobado el trazado y el circuito se troquela o cortan con una sierra de diamante.
  • Empaquetado: Cada micro o procesador, se inserta en el paquete protector que le da la apariencia y que le permite ser conectado a los dispositivos.

Tipos de encapsulados: Es lo que protege al chip en si, extremadamente delicado. Fue evolucionando a lo largo de la historia, siendo los más importantes.

Tipos y tamaños

Distintos tipos y tamaños

  • DIP: Es la clásica cucaracha negra de material cerámica o plástico, con conectores en forma de pata negra,  se sueldan o insertan en los zócalos. Desfasado, empleándose en Intel 8088 y 8086.

  • PGA: Matriz rectangular de contactos cilíndricos, Estos contactos se encuentran el la base y hacen del microprocesador mas fácil y resistente de instalar. Existen variantes: PPGA de plástico, OPGA de material orgánico.

  • Formato de ranura (slot): No se trata de encapsulados, ya que los encapsulados son de los tipos anteriores. Está sobre una placa de circuitos, cubierta con un cartucho de plástico que se mete en una ranura en lugar de un zócalo. Se empezó a utilizar en Pentium II, hoy esta den desuso.

pga1

Procesador para zócalo PGA

  • LGA: Este tipo de zócalo se intercambiaron los papeles, los pines pasan a estar en el zócalo de la placa base, mientras que el microprocesador tiene contactos planos na superficie interior. Esto permite mayor densidad de pines y mayor velocidad de bus. Son los que se emplean hoy en día.

Procesadores monocúcleo:

  • Unidad de control: dirige la actividad de los otros elementos del microprocesador, ademas de descodificar las instrucciones recibidas.

  • ALU:  Unidad Aritmética-Lógica, Encargada de realizar las operaciones aritméticas y lógicas.

  • FPU: Unidad de coma flotante, se encarga de realizar las operaciones con números en coma flotante. Es conocida como coprocesador matemático.

  • Caché de nivel 1 o L1: Es una memoria volátil, integrada en el núcleo del procesador, que trabaja a la misma velocidad que este, su función es almacenar los datos más frecuentes para una mayor rapidez de localización y ejecución.

  • Caché de nivel 2 o L2: Es una memoria volátil, integrada también en el procesador, pero no en el núcleo. Tiene la misma finalidad de la L1 pero es algo más lenta.

  • Bus trasero o BSB: Es la conexión entre el microprocesador y la memoria cache externa (L2 o L3) Esta en desuso.

  • Bus frontal o FSB: Conecta la CPU con la placa base, la velocidad de este bus representa a máxima velocidad con la que el procesador puede conectarse con la memoria RAM. Antiguamente esta comunicación se realizaba utilizando Northbridge, en los nuevos procesadores se hace directamente utilizando la tecnologia DMI e en AMD HyperTransport.

Fin de la era de los Mhz y comienzos de Multi-Core: La tendencia en la frabricación de los microprocesadores era ir aumentando la velocidad, esto provocaba el aumento de temperatura y era necesario más refrigeración.

Se hicieron estudios donde se demostró que reduciendo MHz en 15% en CPU el consumo de energía se reduce 50%. Los consumos muy bajos de energía se traducen en PCs menos ruidosos y en portátiles con mayor duración de batería.

  • Multi-Core o Multinúcleo: Gracias a los avances en la densidad de integración de semiconductores es posible colocar dos (Dual Core) o más nucleos, (Quad Core) para 4, (Octo Core) para 8, en un solo encapsulado. Esta tecnología presenta algún problema, aumenta el calor por lo que deben fabricarse a velocidad de reloj algo más bajo, necesita un ancho de bus mas elevado. Los procesadores multinucleo añaden las siguientes partes.

    • Controlador de memoria integrado: Permite hacer más rápido el acceso a memoria RAM, reducir la latencia.

    • Bus de transporte de alta velocidad: Un bus de E/S para comunicarse con el sistema.

  • Hyperthreading: La CPU no tiene que gastar un ciclo completo de reloj para completar una operación. En este caso la CPU puede cambiar a otra orden (thread) de ejecución y procesar las instrucciones en el tiempo sobrante. El microprocesador trabaja como si fuesen varios procesadores virtuales ejecutando varios hilos de ejecuciones o subprocesos en paralelos.

    Para soportar Hyperthreading y Multi-Core no solo es necesario que el procesador incorpore esa tecnología, tiene que ser compatible con la placa base, el chipset, la BIOS y que el sistema operativo haga multihread.

  • Arquitecturas de 32 y 64 bits: Cuando hablamos de arquitecturas de 32 y 64 bits se hace referencia al ancho de los registros con los que trabaja el microprocesador, el ancho de datos y el ancho de bus de dirección. La diferencia es que en 32 el rango de números a representar va desde el 0 hasta 2 a 32 y el de 64 = 2 a 64, con un limite de memoria 4GB y 16ET. Actualmente los procesadores de 64 bits se imponen, sin embargo no todo el software (sistema operativo o aplicaciones) esta diseñado para explotar todos los recursos que ofrece un procesador de 64 bits, en todo caso su ejecución en eficiencia y velocidad sera idéntica a la de utilizar un procesador de 32 bits. Para poder reconocer mas de 4GB de memoria necesitamos ademas del hardware adecuado un S.O. de 64 bits.

Características:

Velocidad de reloj de microprocesador: La micro realiza numerosas tareas por etapas, de manera que se necesitan una forma de que todas sus partes lleven el mismo ritmo (funcionen todas de forma sincrona) Esto se consigue mediante una señal de reloj, generado por un oscilador de cuarzo con una frecuencia en pulso por segundo o “hercios (Hz)” que es como se conoce velocidad de reloj o frecuencia del microprocesador. Esta velocidad se mide en megahercios (MHz) o gigahercios (GHz)

1Hz=1Ciclo/segundo _  1KHz=1000Hz _ 1MHz=1000KHz _ 1GHz=1000MHz

Velocidad de reloj de bus (ancho en bits y Mhz): Los microprocesadores tienen un bus de datos que permiten que se conecte con el resto de los elementos del sistema, principalmente con la memoria RAM. Cuanto mayor sea el ancho de bits del bus, mayor será el número de bits que pueda transmitir en cada pulso de reloj. En el caso de Intel este ancho aumento de 8 a 64 bits. Otro parámetro importante es la velocidad de reloj a la que funciona el bus, el cual es inferior a la del micro, ya que es dificultoso fabricar componentes electrónicos que funcionen a la misma velocidad que la micro. Esta velocidad se mide en GHz o GTz/s Los buses que comunican procesador con memoria son:

  • Utilizando Norbridge: FSB o bus frontal.

  • Sin utilizar Norbridge: DNI en procesadores Intel y HyperTransport (HTT) en el caso de AMD a partir de Athlon 64

Velocidad interna: Velocidad a la que trabaja el micro internamente.

Velocidad externa o frecuencia de bus del sistema (FSB): Velocidad a la que se comunica el microprocesador con exterior. Los procesadores obtienen la frecuencia de trabajo a partir de dos parámetros, Frecuencia del Bus del Sistema (FSB) y el Multiplicador. Es el proceso de multiplicar los dos parámetros.

Velocidad interna = velocidad externa (FSB)* multiplicador

Velocidad del bus de la placa FSB velocidad externa

Multiplicador de la CPU

Velocidad de CPU velocidad interna

800 MHz

3

2,4 GHz

1200 MHz

2

2,4 GHz

2,4 x 1000 = 2400 Mhz ; Mult= Velo. Inte \Velo. Exte; 2400\800= 3

2,4 x 1000 = 2400 Mhz ; Mult= Velo. Inte \Velo. Exte; 2400\1200= 2

Overclocking: Es el hecho de provocar que un microprocesador funcione a una frecuencia mayor que para lo que fue diseñada, Aumenta la temperatura hay que tener un sistema de ventilación adecuado.

Turbo Boost: Permite los distintos núcleos acelerase “inteligentemente” por si mismos cada 133 Mhz por encima de su velocidad oficial, mientras que los requisitos térmicos y electrónicos de la CPU no sobrepasen los predeterminados.

Memoria Cache: Es una memoria muy rápida que se emplea para almacenar una copia de datos que con mas probabilidad requerirá a continuación el microprocesador. Acelera el rendimiento al reducir el número de veces que debe acceder a memoria principal o RAM, mucho más lenta. Los niveles de cache cuanto mas cercanos al microprocesador (número de nivel mas bajo) mas rápido.

  • Cache primaria o nivel 1 (L1): Es interna, esta integrada en el propio microprocesador. Funciona a máxima velocidad (misma que microprocesador) y acostumbra estar dividida en dos partes.

    • Cache de datos _ Cache de instrucciones.

  • Cache niveles 2 y 3 (L2 y L3): Conectadas a microprocesador mediante el bus trasero (BSB). Estas caches están integradas hoy en día dentro del microprocesador. Cuando el microprocesador busca un dato lo hace primero en L1 si lo encuentra lo aprovecha, si no lo encuentra pasa a los siguientes niveles de caché, hasta llegar a la memoria principal.

Interpretación de los datos sobre memoria caches (Explicación a la hora de entender las publicidad de productos) Ejm:

Memoria caché: L1/l2/L3. 4X32KB / 2×256 KB /8MB Intel Smart Caché

L1 4*32 KB – Quiere decir que son 32 KB por núcleo, tiene 4

L2 2*256KB – Quiere decir que son 256KB por pareja de núcleos

L3 8MB Interl Smart Caché – Quiere decir que son 8MB compartida por todos los núcleos.

Tamaño, tecnología de integración: El tamaño del circuito o tecnología de integración cada vez permite integrar mayor número de transistores en menos espacio. El avance se indica mediante el tamaño del elemento más pequeño del chip. La tecnología de fabricación de los microprocesador se miden en micras (una micra es la milésima parte de un milímetro) o en nanómetros (nm), (es la millonésima parte de un milímetro). Hoy en día podemos hablar de tecnología de fabricación de 0,045 y 0,032 micras que equivalen a 45 y 32 nm respectivamente. La principal desventaja es que necesita de disipadores muy complejos, por el contrario tiene unas mayores ventajas la reducción de tamaño.

  • Se obtienen mayor número de procesadores en cada oblea, reduce costes

  • Mayor velocidad de reloj.

  • Disminuye el voltaje necesario para su funcionamiento.

Sistema de archivos, fácil

30 Nov

Como ya comente en el post Sistema Operativo, fácil, fácil, el componentes que realiza la manera en que los archivos se organizan, abren, leen, escriben, administran, protegen, etc son tareas típicas y fundamentales en el diseño de sistemas operativos. La parte del sistema que administra los archivos se conoce como Sistema de archivos.

ARCHIVO: Las aplicaciones, como los usuarios necesitan almacenar y recupera la información o datos, en dispositivos de almacenaje, como los discos duros. Debe ser posible almacenar una cantidad muy grande de información durante el tiempo que sea preciso, la información debe sobrevivir a la terminación del proceso que la utilice y debe poderse recuperar cuando sea necesaria, los procesos deben ser capaces de acceder a la información a la vez.

Nombre de Archivo: Los antiguos sistemas como MSDOS, el nombre estaba restringido a un máximo de 8 caracteres, en los modernos han ampliado hasta un máximo de 255. Cada S.O establece unas reglas para la formación de los nombres (números, símbolos, letras), no todos los símbolos son admitidos. En Windows no distingue entre mayúsculas y minúsculas, mientras que Unix si lo hace. Así el archivo vivienda_22 no es lo mismo que VIVIENDA_22, son distintos documentos.

Para denominar a un archivo, se utilizan dos partes, de forma que la primera es el nombre principal, y la segunda la extensión que se utiliza para identificar el tipo de archivo (texto-txt, imagen-jpg, sonido-mp3, video-mpg…)

Las extensiones de los archivos se separan del nombre principal por un punto, esto es vivienda_22.doc – vivienda_22.jpg – si es un documento de texto o una fotografía.

Atributos de un archivo: Cada archivo tiene unas características reconocible, nombre, tipo de archivo, tamaño, protección, fecha, hora de creación, usuario, propietario, etc.

Estructura: Se estructuran como un conjunto sucesivo de bytes independientemente de su contenido. En algunos casos los archivos constan de una subdivisión en registros, como es el caso de ficheros o bases de datos. Esto es, en un fichero de clientes, la ficha de un cliente (nombre, dirección, cif, teléfono, etc) forman un registro, cada uno de los cuales consta de un campo llave que le permite al S.O disponer de un modo eficaz para distinguir un cliente concreto de los demás, así podremos acceder directamente a cualquier cliente sin la necesidad de recorrer todos los que están situados en el fichero antes que él, esto es lo que se denomina acceso directo. Acceso secuencial es el proceso de acceso por el cual leemos el registro en el mismo orden en que fueron grabados.

Operaciones con archivos: Algunas operaciones sobre archivos que nos parecen sencillas, son cantidad órdenes que las aplicaciones delegan en el S.O. La aplicación cuando tiene que realizar alguna de ellas le pasa los argumentos al S.O este se encarga de realizar la operación. Las operaciones más comunes que son realizada son: create (crear), delete (eliminar), open (abrir), close (cerrar), etc.

Directorios: El S.O organiza los archivos en directorios (carpetas). Podemos crear la jerarquía de directorios que necesitemos, de forma que un directorio puede, a su vez otros subdirectorios, siempre hay un directorio de partida, directorio raíz (/) “padre”, ramifican el resto de subdirectorios “hijos”

Los directorios al igual que los archivos se identifican por un nombre.

Nombre de rutas: Al tener una estructura jerárquica en la organización de los archivos, y como los archivos de los usuarios pueden almacenar en cualquiera de ellos, es preciso que para encontrar el archivo deseado tengamos que recorrer un camino “ruta” y se expresa separando todos los nombres de subdirectorios por un carácter como “\” windows o “/” Linux.

El archivo vivienda_22.jpg que está en el subdirectorio de imágenes, que pertenece al usuario3, su ruta de acceso seria: /usuario3/imágenes/vivienda_22.png

Implementación física: Una vez particionado el disco dura, le damos formato (formatear), es la operación en la cual se implanta la estructura que será utilizada para el almacenamiento de los archivos, sistema de archivos, cada S.O. utiliza un sistema de archivos diferente, Windows implanta el FAT32 o NTFS Y Linux el ext3

Clúster o Grupo: La unidad mínima de asignación en los discos duros en principio es un sector (512 bytes), un archivo necesitará ocupar tantos sectores como necesite según su tamaño.

Clúster, Sector, Pista

Los sectores no tienen que ser continuos cuando un archivo necesita varios, el S.O  sabe cuáles y cuántos son los sectores que ocupan cada uno de los archivos del disco duro.

Si el S.O manejase los archivos a nivel sectores, tendríamos una pérdida de rendimiento, ya que en un disco de 10 Gb serian 20 millones de sectores. En lugar de trabajar con sectores el S.O utiliza los clúster o grupos, que contienen un número de sectores continuos que pueden variar de 4 y 64 sectores, dependiendo del tamaño de disco y del implante del sistema de archivos.

Cada clúster sólo puede almacenar información de un archivo, no puede reutilizarse. Si un clúster que tiene 6 sectores (6×512=3072bytes) almacenamos un archivo que ocupa 125 bytes, tendríamos 2947 bytes desperdiciados en el clúster, ya que dos archivos no pueden compartir el mismo clúster. El último clúster de cada archivo es muy probable que tenga un espacio desperdiciado.

Fragmentación: Los clúster de un archivo no tienen que estar situados contiguamente dentro de un disco duro, por lo que es preciso conocer las direcciones físicas de cada clúster para poder acceder a la información del archivo. Al realizar operaciones con los archivos (incorporar más datos), sus clúster se van desperdigando por todo el disco duro, de forma que este aparecerá fragmentado. Canto más disperso estén los clúster, más se tardará en leer los datos del archivo, esto puede solucionarse utilizando el desfragmentador de disco del S.O, sitúa a todos los clúster de un archivo de forma contigua físicamente.

Disco duro diferencias

3 Nov
disco_duro

Disco duro

Dejo una pequeña información del disco duro, así cuando tengamos que comprar, podamos comparar y saber bien de que nos están hablando, no solo consentir con la cabeza. No es al primero que nos pasa.

Sirve para el almacenamiento de los datos de una forma permanente y que estos no se pierdan cada vez que se encienda y se apague el PC, se han desarrollado una gran cantidad de dispositivos basados en diferentes tecnologías. Los más extendidos y utilizados son los discos magnéticos.

FUNCIONAMIENTO:

Se basa en una propiedad física de algunos materiales cuyas partículas quedan orientadas al aplicarle un campo magnético. De esta forma, para escribir en el dispositivo se le aplica a la superficie un campo magnético determinado y que oriente sus partículas en un sentido u en otro y dependiendo del sentido del campo magnético se asume que se ha escrito un  cero o un uno. Para leer el dispositivo se utiliza un cabezal que detecta la orientación de las partículas y traduce los bits correspondientes. El disco duro es un dispositivo de acceso directo, es capaz de posicionar su cabeza lectora justo donde está el dato sin necesidad de recorrer todos los datos situados en posiciones anteriores.

paso

PARTES FISICAS:

  • PLATO: Parte principal o soporte de los datos que también se llama plato. Están apilados uno sobre otro en el interior de una carcasa impermeable, son de aluminio y están recubiertos de una película plástica sobre la que se ha depositado un fino polvo de oxido de hierro o cobalto como material magnético.
  • CABEZAS: Piezas móviles que leen y escriben la información de forma magnética sobre las caras de los discos, cada disco tiene 2 caras y cada cara una cabeza de lectura/escritura. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros), debido a una finísima película de aire que se forma entre éstas y los platos cuando éstos giran.
  • EJE: Es el soporte de los Discos y el que los hace girar gracias a un motor.
  • IMPULSOR DE CABEZAS: Es el mecanismo que mueve las cabezas de lectura/escritura radialmente por la superficie de los discos. Todas las cabezas se desplazan a la vez.

eso

ESTRUCTURA LÓGICA:

  • PISTAS: Son los anillos concéntricos invisibles por los que se graba la información de forma magnética.
  • SECTORES: Son las partes en las que se divide cada pista, oscila entre los 15 sectores de los discos antiguos hasta los 63 o mas de los actuales. El tamaño de cada sector es de unos 512 bytes. Como cada pista, conforme avanzamos al interior del disco, tendría menos sectores.
  • CILINDROS: Es el conjunto de pistas a las que el sistema operativo puede acceder simultáneamente en cada posición de las cabezas. En un disco duro de 2 platos, el cilindro se compone de 4 pistas (2 pistas por cada superfície del disco).
  • CLUSTER: es un conjunto contiguo de sectores (4-8) que componen la unidad más pequeña de almacenamiento de un disco. Los archivos se almacenan en uno o varios clústeres, dependiendo de su tamaño. Si un archivo es más pequeño que el tamaño de un clúster, ocupará un clúster completo.

CARACTERISTICAS:

  • VELOCIDAD DE ROTACION: La velocidad a la que giran los discos, medida en rpm (revoluciones por minuto), a mayor velocidad de rotación más rápida será la transferencia de los datos, pero también mayor el ruido y el calor generado (5.400rpm, 7.200rpm y 10.000rpm son velocidades típicas).
  • TAMAÑO DEL BUFFER: Memoria Caché incluida en la controladora interna del disco duro, de tal manera que todos los datos que se leen y escriben se almacenan previamente en ella, 8, 16, 32 y 64MBytes son valores típicos. Cuando los datos que se acceden con más frecuencia están en la memoria caché, las transferencias son más rápidas porque no se precisa que los cabezales lean la información.
  • VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA: Indica la cantidad de datos que un disco puede leer o escribir en un periodo de 1 segundo. Se mide en Mbytes/s. La velocidad de transferencia viene determinada por la velocidad de giro del disco y por la densidad de datos grabados en el soporte. A mayor velocidad de giro, mayor velocidad de transferencia y a mayor densidad de grabación mayor velocidad de transferencia. Un dato a tener en cuenta de la velocidad de transferencia, es el tipo de interface con el que se conecta al procesador. De nada vale tener un dispositivo capaz de suministrar datos a gran velocidad si el interface con el que se conecta no es capaz de absorber y transmitir todo este flujo de datos.
  • TAMAÑO FISICO: Es el diámetro de los platos expresado en pulgadas, así hay Discos duros de 3’5”, 2’5” y 1’8” (físicamente los Discos Duros son algo mayores, hay que contar lo que ocupa la carcasa).
  • CAPACIDAD: La capacidad de almacenamiento es la cantidad de información que se puede grabar. Se mide en MB (Megabytes), GB (Gigabytes) y Terabytes (TB).
  • INTERFAZ: Es el método de conexión con el ordenador, y puede ser IDE, SCSI, SATA y SAS.

TIEMPO DE ACCESO: Es el tiempo medio que tarda la cabeza del disco en acceder a los datos. Cuanto menor sea este, mas rápido se accederá a los datos. Entre 9 y 12 ms. (tiempo que tarda el cabezal en posicionarse sobre la pista deseada + el tiempo que tarda la información deseada en pasar justo debajo del cabezal.  “latencia”). La latencia es la suma de retardos temporales. Disminuye cuando la velocidad de rotación del disco es mayor. Se calcula dividiendo 60 entre la velocidad de rotación. Se calcula por la siguiente fórmula:

          Cabezas * Cilindros * Sectores * Nº Bytes por cada sector

Sistema operativo fácil, fácil

5 Oct

Es un programa o un conjunto de programas que en un sistema informático gestiona los recursos de hardware y provee los servicios a los programas de aplicaciones, para ellos necesita unos componentes.

linux

Esto es la verdadera definición del SO, pero no solo es abrir Word, Cal, Base, cualquier aplicación de música o video, o guardar, pegar, copiar cualquier tipo de archivo, pueden ser algunas de las múltiples ordenes que le damos para poder operar, pero esto solo es 10 o 15% de su funcionamiento, detrás de cada una de ordenes genera múltiples ordenes que el SO necesita para poder poner en funcionamiento todo lo que el usuario le solicita.

Los componentes del sistema son: procesos, memoria, archivos, protección, intérprete de órdenes, entrada/salida, redes, llamadas al sistema y desconocimiento de la máquina.

PROCESOS: Programa en ejecución.

  • Tiempo de CPU
  • Memoria
  • Archivos
  • Dispositivo Entrada/Salida

A la finalización de un proceso el Sistema Operativo recupera los recursos que había utilizado.

El SO se encarga de las siguientes actividades relacionadas con la gestión de procesos:

  • Crear y eliminar procesos
  • Suspender y reanudar procesos
  • Proveer mecanismos para la sincronización de procesos
  • Proveer mecanismos para la comunicación de procesos
  • Proveer mecanismos para manejar bloqueos mutuos

MEMORIA: Memoria principal: almacén de datos de acceso rápido, que son compartidos por la CPU y los dispositivos de entrada/salida.

            Es el único dispositivo de almacenamiento grande que la CPU puede direccionar y acceder directamente.

            Las instrucciones deben estar en la memoria principal para que la CPU pueda ejecutarlas, es preciso cargar los programas en la memoria principal.

            El SO se encarga de las siguientes actividades relacionadas con la gestión de memoria.

  • Saber que parte de la memoria se están usando, cuáles están libres y quién las está usando.
  • Decidir qué procesos cargar en la memoria.
  • Asignar y liberar espacio de memoria.

ARCHIVOS: Conjunto de información relacionada generalmente con programas y datos. Se organizan en directorios para hacer su uso más sencillo. Cuando varios usuarios tienen acceso a los archivos, se debe controlar quién y de qué modo accede a ellos. El SO se encarga de las siguientes actividades relacionadas con la gestión de archivos.

  • Crear y eliminar archivos
  • Crear y eliminar directorios
  • Proveer las primitivas para manejo de archivos y directorios
  • Establecer la correspondencia archivo-almacenamiento secundario
  • Guardar archivos

PROTECCIÓN: Es preciso proteger a un proceso de los demás, ya que el sistema de computación admite múltiples usuarios y la ejecución concurrente de procesos.

La protección es el mecanismo para controlar el acceso de programas, procesos o usuarios a los recursos definidos por un sistema de computador. La protección mejora la confiabilidad mediante la detección de errores.

INTERPRETE DE ÓRDENES: Interfaz entre usuario y sistema operativo, para que un usuario pueda dialogar directamente con el SO, se proporciona un interface básico para:

  • Cargar programas
  • Abortar programas
  • Introducir datos
  • Trabajar con archivos
  • Trabajar con redes

ENTRADAS/SALIDAS:  Se trata de un conjunto de dispositivos muy variados y complejos de programar. El SO se encarga de las siguientes actividades relacionadas con la gestión de entrada/salida.

  • Proporcionar una interfaz uniforme para el acceso a los dispositivos.
  • Proporcionar manejadores para los dispositivos concretos
  • Tratar automáticamente los errores más típicos
  • Para los dispositivos de almacenamiento, usar cachés
  • Para los discos, planificar de forma óptima las peticiones

REDES: Colección de procesadores con sus propios recursos locales que se comunica con otros procesadores conectados mediante una red. El objetivo del SO es proporcionar el sistema de comunicación para conectarse con equipos remotos y acceder de forma controlada a sus recursos.

LLAMADAS AL SISTEMA: Interfaces con los servicios del SO

  • Para el programador las llamadas al sistema en lenguaje máquina o en alto nivel
  • Para el usuario, intérprete de órdenes y programas del sistema

El SO ofrece una gama de servicios a los programas que acceden a ellos mediante llamadas al sistema.

Son la interfaz entre el programa en ejecución y el SO

Única forma en la que un programa puede solicitar operaciones al SO

Implementación de las llamadas al sistema

  • Cómo se implementa la llamada? Mediante una instrucción especial de la máquina (syscall, trap…) la instrucción cambia automáticamente a modo privilegiado.
  • Si programamos en un lenguaje de alto nivel escribimos la llamada al sistema como una subrutina, y el compilador la sustituye por la instrucción de máquina correspondiente.

Tipos de llamadas al sistema

  • Control de procesos: Fin, abortar, carga, ejecutar, crear, finalizar, obtener y establecer atributos, espera, asignar y liberar memoria.
  • Manipulación de archivos: Crear y eliminar archivos, abrir y cerrar, leer, escribir, reposicionar, obtener y establecer atributos.
  • Manipulación de dispositivos: Solicitar y liberar, leer, escribir, reposicionar, obtener y establecer atributos, conectar y desconectar dispositivos.
  • Mantenimiento de información: Obtener y establecer hora, fecha, datos del sistema, atributos de un proceso, archivo o dispositivo.
  • Comunicaciones: Crear, eliminar conexiones, enviar y recibir mensajes….

DESCONOCIMIENTO DE LA MÁQUINA: El usuario lo mantiene aislado del conocimiento de la máquina, puede o no tener conocimiento del funcionamiento de la máquina.

Terminal Remoto

1 Jul

Acceso remoto es un servicio en red basado en cliente/servidor. Permite a los usuarios conectarse a un servidor remotamente desde un equipo cliente, ya sea desde la misma red o desde fuera, a través de la red, para utilizar sus recursos.hola

El acceso remoto a un equipo puede realizarse de muchos modos diferentes y existen multitud de software que proporciona este servicio. Todos establecen conexiones cliente/servidor, una vez establecida la conexión e iniciada sesión se puede proporcionar desde comandos a emuladores de terminal de texto o gráfico, para que el cliente trabaje con el servidor.

Sus principales utilidades son:

  • Permite utilizar máquinas con pocos recursos con un servidor que proporciona los recursos software y hardware necesarios.
  • Permite prescindir de más de un monitor y periféricos. Podemos emplear los periféricos de los clientes, los servidores no necesitarían monitores si los utilizamos en remoto, también podemos emplear los recursos del servidor que no tenga el cliente.
  • Permitirá iniciar sesión en equipos a los que no se tiene acceso físico a través de la red y trabajar con ellos como local.

Cada servicio de acceso remoto tendrá sus características de establecimiento de conexión, autentificación, operaciones disponibles para el cliente y tratamiento de intercambio de información.

El permitir accesos remotos puede acarrear serios problemas de seguridad. Es necesario escoger aquel modo de conexión remota que nos proporcione los recursos necesarios para tomar las precauciones necesarias como el cifrado de información, filtros de ip para permitir solamente el acceso a ips confiable, la correcta configuración de los permisos de las cuentas de usuario y el uso de contraseñas duras.

Dadas las diferentes formas de acceso remoto a un equipo, destacamos algunas de ellas abreviadamente:

TELNET (Telematics Network)

Un servicio proporcionado por el protocolo Telnet, con una conexión TCP entre dos equipos remotos. Este protocolo permite no solo el acceso remoto a un servidor sino que se utiliza como soporte de otros servidores (FTP o HTTP).  Soportado por Windows y Linux. Este servicio utiliza el puerto 23 requiere autentificación, aunque la misma se transfiere por la red sin encriptar.

SSH (Secure Shell)

Es un servicio soportado por el protocolo SSH. Tiene unas mejoras importantes con respeto con el servicio Telnet en cuestiones de seguridad, transferencia de datos y copia así como la posibilidad de ejecución de aplicaciones en el entorno gráfico del servidor. Otros  servicios como VNC, POP, FTP o MySQL se pueden beneficiar de SSH para que las comunicaciones sean más seguras. El servicio SSH atiende las solicitudes de clientes y el establecimiento de sesiones por el puerto 22, requiere autentificación, la cual viaja cifrada por la red al igual que la información intercambiada durante la sesión. La comunicación entre cliente/servidor puede realizarse mediante comandos o emuladores de terminales.

RLOGIN (Remoto Login)

El funcionamiento es similar al Telnet con la salvedad de que los usuarios no tienen que introducir su contraseña antes de iniciar sesión.

X-TERMINAL

Es una variante del protocolo Telnet que permite a un equipo aceptar conexiones remotas al entorno gráfico para que los usuarios inicien sesiones de emulación de terminal X (gráfico).

TERMINAL SERVER

El más conocido y utilizado se incluye en los servidores de Windows, permite a los clientes mediante la utilización de software ligero, iniciar sesiones en modo gráfico o modo de emulador de terminal. El servidor envía cada interfaz de usuario al cliente correspondiente para que interactúe con el teclado y ratón, cuyas órdenes son procesados por el servidor. Permite dos modos de funcionamiento.

Modo de administración remoto: permite al cliente tomar el control del escritorio del servidor remoto para su administración.

Modo de servidor de aplicaciones: permite al cliente ejecutar aplicaciones instaladas en el servidor.

El mundo de Friki Dumbledore

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“Quizás viajar no sea suficiente para prevenir la intolerancia, pero si logra demostrarnos que todas las personas lloran, ríen, comen, se preocupan y mueren, puede entonces introducir la idea de que si tratamos de entendernos los unos a los otros, quizás hasta nos hagamos amigos” – Maya Angelou

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