Introducción a la Informática

Jon Ander Gómez Adrián

Departamento de Sistemas Informáticos y Computación
Escuela Técnica Superior de Ingenierı́a del Diseño
 4.2.1. Gestión de Procesos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.2.2. Gestión de Memoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.2.3. Sistema de Entrada y Salida (E/S) . . . . . . . . . . . 34
4.2.4. Gestión del Almacenamiento Secundario . . . . . . . . 34
4.2.5. Gestión de Ficheros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Índice general 4.2.6. Servicios de Uso Propio . . . . . . . . .
4.2.7. Programas del sistema . . . . . . . . . .
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4.2.8. Intérprete de órdenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.3. Escritorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.4. Controladores de Dispositivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
1. Conceptos Básicos 1
1.1. Definiciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 5. Introducción a la Programación 38
1.2. Procesamiento de la Información . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5.1. Conceptos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.3. Sistemas de Información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5.2. Lenguajes de Programación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5.3. Programación en pseudo-código . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2. Codificación de la Información 4 5.4. Proceso de compilación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.1. Conceptos básicos de codificación . . . . . . . . . . . . . . . . 4 5.4.1. Librerı́as. Funciones auxiliares . . . . . . . . . . . . . . 41
2.2. ¿Qué es un bit? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.3. Agrupaciones de bits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.4. Tipos de información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.5. Un ejemplo de codificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.6. Ocupación de la información . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3. Componentes Hardware 11
3.1. Sistema Central . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.1.1. Unidad Central de Proceso . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.1.2. Memoria Central . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2. Buses de Interconexión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.3. Periféricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.3.1. Controlador de Dispositivo . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.3.2. Dispositivos de Entrada . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.3.3. Dispositivos de Salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.3.4. Dispositivos de Almacenamiento Secundario . . . . . . 21
3.4. Ordenador Personal o PC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4.1. El microprocesador o CPU . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.4.2. El bus y la memoria central . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.4.3. Los dispositivos periféricos . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4. Sistemas Operativos 32
4.1. Definición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.2. Componentes del S.O. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

i ii
 2 CAPÍTULO 1. CONCEPTOS BÁSICOS

1.2. Procesamiento de la Información

El procesamiento automático de la información es llevado a cabo por lo
que denominaremos Sistema de Información (SI).
Por lo general, a un sistema de información se le proporciona información
Capı́tulo 1 de entrada (conjunto de datos que prepara el usuario), y tras un proceso más
o menos largo genera la información de salida (resultados, conjunto de infor-
mación que interpreta el usuario). El proceso de la información consiste en
una secuencia de operaciones, tı́picamente aritméticas, que realizan cálculos
Conceptos Básicos sobre los datos de entrada para obtener los datos de salida.
La siguiente figura muestra el esquema tı́pico del funcionamiento de un
sistema de información.

La informática es la disciplina que estudia el tratamiento automatizado

de la información, incluyendo, como aspectos más importantes: Sistema de
Informacion de Entrada Informacion de Salida
el diseño de ordenadores,
Informacion
la programación de ordenadores, y
Procesamiento
el procesamiento de la información en general,
y destacando:
Realimentacion
la resolución de problemas mediante algoritmos y
El procesamiento llevado a cabo dentro de un sistema de información
el estudio de los algoritmos en sı́ mismos.
puede ser tan sencillo como tomar unos datos de entrada y mostrar los resul-
tados tras realizar los calculos pertinentes. Pero en muchas ocasiones, parte
1.1. Definiciones de los resultados o datos de salida son reutilizados como nueva información
de entrada. Lo cual enriquece, aunque lo haga más complicado, el proce-
Informática “Conjunto de conocimientos y técnicas que permiten recoger, samiento de la información. A esta reutilización de los resultados parciales
almacenar, organizar, tratar y transmitir datos mediante ordenadores”. se la conoce como realimentación.
Otra definición válida: “Conjunto de ciencias, técnicas y/o actividades
que se dedican al estudio, tratamiento, almacenamiento y transmisión
de la información por medios automáticos”. 1.3. Sistemas de Información
Los elementos clave son: INFORmación y autoMÁTICA, de ahı́ quizas Un sistema de información no está únicamente formado por el ordenador.
provenga el término informática. Éste es parte importante, pero un sistema de información está formado por
todos los elementos necesarios para el tratamiento automático de la informa-
Información “Comunicación o adquisición de conocimientos que permiten
ción, incluido el usuario. Y son:
ampliar o precisar los que se poeseen sobre una materia determinada”.
Dato “Representación de una información de manera adecuada para su Ordenador Es la parte fı́sica (hardware) que por sı́ sola no hace nada, pero
tratamiento por un ordenador” es la base sobre la que funciona el software. El hardware engloba a

1
1.3. SISTEMAS DE INFORMACIÓN 3

todos los componentes tangibles de un sistema de información: tecla-

do, ratón pantalla, microprocesador, memoria, disco duro, disquetera,
lector/grabador de discos compactos, impresora, escáner, plotter, altav-
oces, etc.
Software Es el conjunto de programas que son necesarios para manipular la
información. El software engloba toda la programación, desde el sis- Capı́tulo 2
tema operativo (Linux/Unix, VMS, Windows, ...), hasta los programas
de aplicación que interactuan directamente con el usuario, por ejemp-
lo: un juego, un programa de contabilidad, un procesador de textos, un
programa de dibujo, un navegador para Internet, etc.
Codificación de la Información
Usuario Es el que facilita (introduce) la información de entrada al sistema,
le indica qué operaciones quiere hacer con dicha información y, esto es lo
más importante, es capaz de interpretar los resultados que se obtienen. 2.1. Conceptos básicos de codificación
Sin la interpretación del usuario, la información de salida de un sistema
de información no sirve para nada. Para que la información pueda ser tratada de manera automática medi-
Una esquematización sencilla de un sistema de información por niveles se ante ordenadores debe estar representada adecuadamente. Y esto significa
muestra en la siguiente figura, donde el usuario está en el nivel más alto y codificada en el sistema binario o base 2. Es decir, a base de secuencias de
el ordenador o parte hardware en el más bajo. Debe quedar claro que un ceros y unos.
ordenador sin los programas que le indican las operaciones a realizar es un De hecho, nosotros los humanos también trabajamos con la información
montón de chatarra. codificada. La información de carácter numérico la representamos como val-
ores expresados en el sistema decimal o base 10. La información de carácter
SISTEMA DE INFORMACION alfabético como una secuencia de sı́mbolos pertencientes a un determinado
alfabeto.
En nuestro caso dicho alfabeto es el latino, pero existen otros como el
cirı́lico, el chino, etc.
Usuario (Ser Humano)
Un ejemplo conocido de codificación de la información en un sistema
parecido al binario es el alfabeto Morse. De hecho, éste sistema sólo utiliza
dos sı́mbolos: el punto y la raya. Pero no resulta adecuado para la informática
porque no asigna secuencias de rayas y puntos de igual longitud a todas las
Programas de Aplicacion (Software)
letras.
La caracterı́stica necesaria para conseguir un buen sistema de codificación
es que a todos los sı́mbolos del alfabeto a codificar se les tiene que asignar
secuencias de sı́mbolos pertenecientes al alfabeto destino de igual longitud.
Sistema Operativo (Software)
Con secuencias de longitud fija és como puede interpretarse correctamente la
información, evitando toda ambigüedad. En términos formales serı́a: “Todo
sı́mbolo del alfabeto a ser codificado debe serlo con el mismo número de
Ordenador (Hardware) sı́mbolos del alfabeto bajo el que se codifica”.
Y esto es precisamente lo que consigue el sistema de codificación binario.
Codifica a base de ceros y unos, pero a cada unidad básica del información

4
2.2. ¿QUÉ ES UN BIT? 5 6 CAPÍTULO 2. CODIFICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

a codificar le asigna secuencias de ceros y unos de igual longitud. El ejem- 2.3. Agrupaciones de bits
plo más importante es el de la tabla ASCII (American Standard Code for
Information Interchange), que codifica las letras del alfabeto latino y otros Retomando la codificación de los caracteres de nuestro alfabeto mediante
sı́mbolos utilizados por nosotros, como los dı́gitos del 0 al 9, los signos de la tabla ASCII, si para cada uno de los sı́mbolos utiliza 8 bits, y NO puede
puntuación, los interrogantes, paréntesis, etc. haber dos sı́mbolos que tengan asociada la misma secuencia de ceros y unos.
La manera en que lo hace es muy sencilla, a cada letra o sı́mbolo le asigna ¿Cuántos caracteres diferentes pueden ser codificados con 8 bits?
una secuencia de ceros y unos distinta, pero siempre de 8 bits. Por ejemplo: Es cuestión de realizar unos cálculos:
Con un bit podemos distinguir dos valores o estados diferentes. Por ejem-
plo: 0/1, blanco/negro, norte/sur, dentro/fuera, ...
Con dos bits podemos distinguir cuatro valores diferentes:
Sı́mbolo Codificación en binario
A 0100 0001 Combinación Valores posibles
B 0100 0010 00 Norte Arriba 0
... ... 01 Sur Abajo 1
a 0110 0001 10 Este Izquierda 2
b 0110 0010 11 Oeste Derecha 3
... ...
Con 3 bits podemos distinguir entre 8 estados diferentes:

Combinación Valores Conversión

2.2. ¿Qué es un bit? 000 0 0+0+0
001 1 0+0+1
010 2 0+2+0
Un bit es la unidad mı́nima de información, y sólo puede tomar dos valores 011 3 0+2+1
diferentes, 0 o 1. Esto es debido a que la información está codificada en binario 100 4 4+0+0
o base 2, la única manera en que puede estar representada para ser tratada 101 5 4+0+1
mediante ordenadores. 110 6 4+2+0
Si codificásemos en decimal, o base 10, cada unidad mı́nima de informa- 111 7 4+2+1
ción podrı́a tomar 10 valores diferentes, del 0 al 9 ambos inclusive. Pero en
el sistema binario sólo puede tomar 2, 0 y 1. En general, con n bits podemos codificar 2n valores diferentes. Por tanto,
La explicación, sin entrar en detalle, es muy sencilla, la electrónica en la con 8 bits podremos codificar 256 valores diferentes. Y esto es lo que se
que están basados los ordenadores sabe distinguir muy bien entre dos estados: consigue con la tabla ASCII. A la agrupación de 8 bits se le conoce como
paso y no paso de corriente eléctrica, y ésta és la sólida base sobre la que se byte u octeto.
fundamenta toda la informática. La circuiterı́a interna del ordenador es capaz Bien, pues a base de ceros y unos es como trabajan los ordenadores, gra-
de trabajar distinguiendo esos dos estados (paso y no paso de corriente), cias a que actualmente1 todos codifican mediante la tabla ASCII, un mensaje
asignándole a cada uno un valor lógico, 0 y 1, o viceversa. tecleado por nosotros aquı́ es enviado como secuencias de ceros y unos por
Aunque se trate de cuestiones matemáticas a nivel teórico que aquı́ no la red, y cuando al destinatario su ordenador lo interpreta y le muestra los
vamos a tratar, conviene saber que el sistema binario, basado en el Álgebra sı́mbolos por pantalla según la misma tabla. Entonces el usuario humano lee
de Boole, reune una serie de propiedades a la hora de realizar operaciones el mensaje en el alfabeto que conoce.
aritméticas que lo hacen especialmente idóneo. De hecho, un sistema ternario 1
En los inicios de la informática no todos utilizaban las mismas tablas de codificación.
o en base 3 ya no posee las mismas propiedades. Otra muy utilizada era la EBCDIC
2.4. TIPOS DE INFORMACIÓN 7 8 CAPÍTULO 2. CODIFICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

Aquı́ es donde se puede apreciar la importancia de la longitud fija. Sı́ el Es preciso destacar que NO toda la información analógica es susceptible
ordenador del receptor, en vez ir cogiendo los bits de 8 en 8, los interpreta a de ser digitalizada, es decir, codificada en el sistema binario.
grupos de tamaño diferente. ¿Cree el lector que el mensaje que se le mostrarı́a Tampoco toda la información digitalizable lo és de la misma manera, ni
al receptor es el mismo? por los mismos procesos, ni por los mismos dispositivos. Por ejemplo, la voz,
Los valores numéricos son codificados de manera diferente. Los enteros de las imágenes, los datos contables, cada uno es digitalizado de una manera
manera similar a lo visto en la tabla que muestra las distintas combinaciones diferente.
para 3 bits, pero con la salvedad de permitir valores negativos. Los reales o
números en coma flotante son codificados de manera totalmente diferente y
que no vamos a ver aquı́. Según el número de bits que se utilicen para codificar 2.5. Un ejemplo de codificación
enteros podremos expresar números más o menos grandes. La manera de
codificar los números enteros, sin cubrir el caso de los negativos, consiste en Un sencillo ejemplo de codificación de la información es como digitalizar
dar un peso a cada bit contando desde el de más a la derecha hasta el de más la voz humana. O el sonido en general, sea música o ruido.
a la izquierda, a medida que se avanza en dicho sentido un bit tiene más peso, Lo que escuchamos, voz, ruidos, música, etc. son ondas sonoras que se
y el peso viene indicado por la posición contando desde la cero y comenzando propagan a través del aire. Las ondas sonoras se convierten, mediante un mi-
por la derecha. En realidad igual que para la base 10, pero en base 2. crófono, en impulsos eléctricos que pueden ser cuantificados por un conversor
El número 10100101 en base 2 es igual a A/D. Para que resulte fácil de entender, un conversor A/D mide la diferencia
de potencial provocada por los impulsos eléctricos y le asocia un valor en-
tero. Los valores enteros que devuelve el conversor A/D estarán expresados
1 ∗ 27 + 0 ∗ 26 + 1 ∗ 25 + 0 ∗ 24 + 0 ∗ 23 + 1 ∗ 22 + 0 ∗ 21 + 1 ∗ 20 = en más o menos bits según la capacidad de éste; cuanto más bits más niveles
128 + 0 + 32 + 0 + 0 + 4 + 0 + 1 = 165 de voltaje se pueden distinguir, y por tanto se obtiene mayor calidad.
El sonido es una onda que varı́a a lo largo del tiempo. Por tanto, la cuan-
Que desglosado en base 10 es 1 ∗ 102 + 6 ∗ 101 + 5 ∗ 100 = 100 + 60 + 5 tificación ha de llevarse a cabo muchas veces, tı́picamente unas 20000/se-
En programación, los lenguajes disponen de diferentes tipos de datos para gundo. Esto es necesario porque las ondas son vibraciones a determinadas
codificación de números, tanto enteros como reales, y cada tipo utiliza más frecuencias, además superpuestas, y para que se pueda reproducir fielmente
o menos bits con el objeto de ofrecer más o menos precisión en los cálculos. lo que se graba ha de ser grabado a la suficiente frecuencia. Y esto de sufi-
ciente quiere decir a más del doble de la frecuencia más alta que compone la
señal de audio. Aunque esto es irrelevante para entender lo de la codificación,
2.4. Tipos de información si que da una idea de porque se tiene que muestrear tantas veces por segundo.
Ası́ que las señales que envı́a el micrófono se convierten a digitales a razón
A la hora de trabajar con ordenadores, y con sistemas de información de 20000/segundo, y esto provoca que la pronunciación de una frase de 2 o
en general, es preciso distinguir entre información analógica e información 3 segundos estará compuesta por una secuencia de 40000 o 60000 valores
digital. enteros. Posteriormente, si estos se envı́an a la tarjeta de sonido, el conversor
D/A los convierte en impulsos eléctricos que los altavoces convierten a ondas
Analógica: Es la información en estado natural, tal cual la percibimos en el sonoras que podemos escuchar.
mundo real por nuestros sentidos. Los datos en modo analógico dispo- El oı́do humano es capaz de percibir frecuencias mayores a 20kHz (20000
nen de precisión infinita. Ejemplos: voz humana, un libro en papel, una Hz)2 . Para grabar audio con un mı́nimo de calidad es preciso hacerlo a más
fotografı́a, el olor de las flores, la sensación de frı́o o calor, o de suavidad de 40kHz. Esto implica que para grabar sonido de buena calidad lo tenemos
al tacto. que hacer leyendo más de 40000 valores enteros por segundo.

Digital: Es la información codificada en el sistema binario, son secuencias 2

Un Hz o Herzio significa un ciclo por segundo, de manera que 20kHz significa 20000
de ceros y unos a las que atribuimos significados o valores. cambios por segundo.
2.6. OCUPACIÓN DE LA INFORMACIÓN 9 10 CAPÍTULO 2. CODIFICACIÓN DE LA INFORMACIÓN

Por ejemplo, los discos compactos de audio (AudioCD) están grabados a Un minuto de sonido de baja calidad, grabado a 20kHz, en mono y a 8
44kHz en estéreo. Estéreo quiere decir que se graban dos canales, y ası́ después bits son 20,000 bytes/segundo, de manera que un minuto son 1,200,000, que
se envı́a la señal de cada canal por un altavoz diferente. es un poco más de 1 Mbyte.
Para obtener buena calidad no sólo es necesaria alta frecuencia, también Un minuto de sonido a alta calidad, la misma de un audioCD, grabado a
lo és distinguir muchos niveles de la amplitud de la onda. En esto está rela- 44kHz, en estereo y 16 bits son: 44,000 ∗ 2 ∗ 2 = 176,000 bytes/segundo. Luego
cionado el número de bits, con 16 bits se distinguen 216 = 65536 niveles un minuto 176,000 ∗ 60 = 10,560,000 bytes, lo que equivale a 10 Mbytes.
diferentes, más que suficiente para el oı́do humano. Una imagen a resolución de 800x600 con 256 colores ocupa alrededor
Un audioCD está grabado a 44kHz en estereo y 16 bits. Lo cual implica de 500 Kbytes a razón de 1 byte/pixel3. Si hemos dicho que a 256 colores
que por cada segundo se ocupan 44000∗2∗16 bits, que en bytes es 44000∗2∗2, diferentes, eso significa que cada punto de la pantalla puede tomar un color
un segundo de música en un audioCD ocupa 176000 bytes. Por tanto una hora diferente de entre 256, y para codificar 256 colores o valores diferentes son
ocupa 176000∗60∗60 = 633600000 bytes. Apróximadamente 610 Mega-bytes. necesarios 8 bits. Ası́ que si por cada punto necesitamos 1 byte, y hay un
total de 800 ∗ 600 = 480,000 puntos, para dicha imagen necesitamos un poco
menos de 500 Kbytes.
2.6. Ocupación de la información Finalmente, un minuto de video en un recuadro de 100x100 puntos, si
se distinguen 256 colores, lo que implica 8 bits/pixel, y con un mı́nimo de
En esta sección vamos a ver lo que ocupan diferentes tipos de información.
24 imágenes por segundo para poder apreciar mı́nimamente el movimiento
Para medir la ocupación de la información digitalizada es preciso que conoz-
implica que necesitamos 100 ∗ 100 ∗ 24 ∗ 60 = 14400000 bytes, equivalente a
camos las distintas medidas estándar. Como hemos visto anteriormente la
unos 13, 7 Mbytes.
unidad mı́nima de información es el bit, pero a la hora de medir la ocupación
se mide en mútiplos de bytes u octetos.
En la siguiente tabla se muestran los múltiplos de byte más utilizados:
Múltiplo Equivalencia
1 Kbyte o Kilobyte 1024 bytes
1 Mbyte o Megabyte 1024 Kbytes = 1024*1024 bytes
1 Gbyte o Gigabyte 1024 Mbytes = 1024*1024*1024 bytes
Cuando codificamos o digitalizamos información para ser almacenada en
los ordenadores su ocupación depende de muchos factores que no vamos a
detallar aquı́, pero veamos unos ejemplos:
Tipo de Información Ocupación
Una página de texto 3 Kbytes
Un minuto de sonido de baja calidad 1 Mbyte
Un minuto de sonido de alta calidad 10 Mbytes
La imagen de una pantalla a resolución 800x600 con 256 500 Kbytes
colores
Un minuto de video en un recuadro de 100x100 puntos 13.7 Mbytes
La página de texto, de aproximadamente 80 caracteres por lı́nea, los blan-
cos también cuenta, y unas 40 lı́neas por página, son 80 ∗ 40 = 3,200 car-
acteres. Si en la tabla ASCII cada carácter ocupa 1 byte u octeto, esto son 3
Un pixel es un punto de la pantalla. No es un término español, pero en el contexto de
3,200 bytes, algo más de 3 Kbytes. la informática se utiliza ampliamente.
 12 CAPÍTULO 3. COMPONENTES HARDWARE

3.1.1. Unidad Central de Proceso

La Unidad Central de Proceso o CPU (Central Process Unit) se com-
pone de Reloj, Unidad de Control (UC), Unidad Aritmético Lógica (UAL) y
Registros.

Capı́tulo 3 Reloj: Es el generador de las señales temporizadas que marcan las fases en
la ejecución de una instrucción dentro del procesador.

El periodo de la señal producida por el reloj se denomina ciclo, y

Componentes Hardware se mide en Herzios (Hz).
El procesador efectua acciones que tienen una duración expresada
en múltiplos de ciclo.
El esquema básico de un ordenador, es decir, de la parte fı́sica o hard- Para llevar a término una instrucción hacen falta varios ciclos.
ware, se muestra en la siguiente figura donde se pueden distinguir: Sistema No todas las instrucciones necesitan el mismo número de ciclos,
Central, Buses de Interconexión, y Periféricos (Dispositivos de En- dependiendo de la naturaleza de la instrucción se necesitan más o
trada/Salida). menos.

Unidad de Control (UC): se encarga de realizar las siguientes operaciones:

Sistema Central 1. Extrae de la memoria central las instrucciones a ejecutar.
2. Analiza cada instrucción y establece las conexiones eléctricas cor-
respondientes dentro de la unidad aritmético-lógica.
M.C. C.P.U. E/S 3. Extrae de la memoria central los datos que necesita la instrucción
en curso.
4. Desencadena el tratamiento de los datos en la unidad aritmético-
lógica.
5. Almacena los resultados (si los hubiera) en la memoria central.
Las operaciones de acceso a la memoria central se realizan con una
Buses de Interconexion cantidad de información fija denominada palabra. El tamaño de la
palabra se mide en bits y depende del procesador. En muchos casos
un dato ocupará más de una palabra y por tanto se realizarán tantos
3.1. Sistema Central accesos a memoria central como sean necesarios, esto implicará que
El sistema central está compuesto por: dicha operación durará más ciclos de reloj.
Unidad Aritmético-Lógica (UAL): opera con los datos según indicaciones
Unidad Central de Proceso (CPU): encargada de ejecutar los pro- de la UC. La unidad aritmético-lógica se comporta como una calculado-
gramas instrucción tras instrucción. ra a las órdenes de la UC.
Memoria Central (MC): encargada de almacenar tanto los progra- Registros: son el almacenamiento temporal de información dentro de la
mas como los datos (la información). CPU para su procesamiento.

11
3.1. SISTEMA CENTRAL 13 14 CAPÍTULO 3. COMPONENTES HARDWARE

La CPU es el elemento más rápido de todo ordenador, es capaz de ejecutar RAM (Random Access Memory): es de lectura y escritura. Es volátil,
del orden de centenares de millones de instrucciones por segundo. en cuanto se apagar el ordenador se pierde toda la información en ella
almacenada. En ella se guardan los programas (secuencias de instruc-
ciones) y los datos. Es la mayor parte de la memoria central.
3.1.2. Memoria Central
La Memoria Central (MC) es un depósito que almacena dos tipos de ROM (Read Only Memory): es de sólo lectura, también es de acceso
información: directo. Almacena la información de manera permanente, uno de sus
usos más habituales es para guardar la BIOS de la placa base, necesaria
1. Instrucciones: es decir, informaciones que indican qué operaciones se para el arranque del ordenador.
han de efectuar.

2. Datos: informaciones a tratar. 3.2. Buses de Interconexión

La información está organizada en palabras que están en celdas contiguas. Los buses de interconexión son los medios de comunciación entre los difer-
Cada celda tiene una dirección, és como si tuviese asignado un número único entes componentes. Es lo que tı́picamente se conoce como Placa Base, que
por medio del cual se accede a su contenido. permite la comuncicación entre la CPU y la memoria central por una parte,
El mecanismo para acceder a la información almacenada en la memoria y entre la CPU y los controladores de dispositivos (periféricos) por otra. Por
central es el siguiente: ejemplo, la tarjeta gráfica está conectada con la CPU por medio de un bus
especial para ella (el AGP=Accelerated Graphics Port), por el otro lado esta
1. La CPU genera una dirección para acceder a la información deseada. tarjeta envı́a la señal de vı́deo al monitor.
Los buses son muchos cables en paralelo que interconectan los diferentes
2. La memoria central selecciona de entre todas sus celdas la que tenga dispositivos, por ellos pasan los datos, las direcciones y las señales de
asociada tal dirección. control. No vamos a entrar en detalle aquı́, pero cuando la CPU envı́a un
dato a la memorı́a (o se lo pide), en ambos casos tiene que decirle una direc-
3. Se efectúa la operación apropiada, que puede ser:
ción de memoria, es decir, donde tiene la memorı́a que guardar el dato (o de
Lectura: la memoria central devuelve a la CPU la información donde lo tiene que leer). Pues bién, esta información de direccionamiento cir-
(palabra) contenida en la dirección especificada. cula por una parte de los buses expresa para ello. Además, la CPU también
tiene que decirle qué operación quiere realizar, lectura o escritura. Y esto es
Escritura: la memoria central guarda en la dirección especificada
una señal de control que también circula por los buses.
la información que le envı́a la CPU.

Las caracterı́sticas más importantes de la memoria central son: 3.3. Periféricos

Tamaño: se mide en Megabytes y es relativamente reducido. Bajo el término periféricos se engloba a todos los componentes que no
Tiempo de acceso: muy corto, del orden de los nanosegundos, y es están dentro del sistema central. Aunque no lo parezca, a los dispositivos de
constante, es decir, siempre se tarda lo mismo en realizar un acceso. almacenamiento secundario como el disco duro también se le clasifica como
periférico. La clave es que todo aquello que no está dentro del sistema central
Acceso directo: cada información (palabra) está ubicada en una di- es considerado un periférico.
rección diferente, no es necesario pasar por las anteriores para encontrar Aunque todos no son para realizar operaciones de entrada/salida al sis-
la deseada. tema de información, a los periféricos se les identifica como Unidades de
Entrada y Salida (E/S).
Existen dos tipos:
3.3. PERIFÉRICOS 15 16 CAPÍTULO 3. COMPONENTES HARDWARE

En una primera división podrı́amos distinguir dos tipos: Las principales diferencias entre la memoria central y los dispositivos
de almacenamiento secundario son:
Dispositivos de comunicación con el exterior. Insistimos una vez más
que aquı́ se considera exterior todo lo que no está dentro del sistema Permiten que la información se mantenga aunque se apage el or-
central. Estos dispositivos están para interactuar con los usuarios: tecla- denador. No precisan de alimentación eléctrica para recordar la
do, pantalla, ratón, escáner, tableta digitalizadora, impresoras (matri- información que albergan, pero son considerablemente más lentos
ciales, de inyección, láser ...) y plotters. Actualmente cabrı́a añadir: que la Memorı́a Central.
altavoces, micrófonos, cámaras de video para videoconferencias, tarje- Tienen una capacidad mayor que la memoria central, actualmente
tas de red y modems. Estos dos últimos se utilizan para interconectar su capacidad se mide en GigaBytes, mientras que la de la memoria
ordenadores y permitir el acceso a Internet. central se mide en MegaBytes.
Dispositivos de almacenamiento de la información de manera per-
Además de clasificarse según las funciones que realizan, los dispositivos
manente, a diferencia de la memoria central que pierde cuanto tenı́a
también pueden clasificarse según la cantidad de información que transfieren
almacenado cuando el ordenador se apaga.
en cada operación de lectura/escritura:
En el contexto de la informática se les conoce como dispositivos de
almacenamiento secundario, en contraposición a la memoria central de caracteres: en cada operación sólo se transfiere un byte u octeto
que se la considera el almacenamiento primario. entre la CPU y el dispositivo. Suelen ser dispositivos lentos.
Estos son: disco duro, disco flexible, CD-ROM, DVD, cintas. de bloques: en cada operación pueden transferir un bloque de bytes
cuyo tamaño dependerá del dispositivo. En algunos incluso se puede
Los dispositivos son necesarios por dos cuestiones importantes: configurar. Los valores tı́picos de los bloques van de 512 bytes a 8
Kbytes. Estos suelen ser dispositivos rápidos.
1. Necesidad de comunicación con el exterior.
Los dispositivos de comunicación funcionan como transductores que
convierten señales de una naturaleza a otra.
3.3.1. Controlador de Dispositivo
El ejemplo más tı́pico es el teclado, que realiza la conversión de pulsa- Todo dispositivo externo necesita de un controlador que sea capaz de
ciones mecánicas en impulsos eléctricos. comunicarse con la CPU por un lado y de manejar el dispositivo por otro.
Es la parte inteligente del dispositivo, desempeñando para el dispositivo un
Otro ejemplo es el micrófono, que convierte las ondas acústicas en im- papel similar al que realiza la UC dentro de la CPU. Sus funciones son:
pulsos eléctricos que a su vez son cuantificados para convertir su valor
analógico en digital. 1. Comunicarse con la CPU, interpretando las órdenes que ésta le envı́e.

2. La memoria central es volátil y de tamaño reducido. Los dis- 2. Controlar la ejecución de la operación de E/S en los mecanismos del
positivos de almacenamiento secundario suplen la falta de memoria dispositivo.
central en algunas ocasiones, ofreciendo parte del disco magnético co-
mo si fuese una extensión de la memoria central. Ası́ que virtualmente, 3. Notificar los resultados a la CPU.
un sistema de información puede realizar operaciones de mayor enver- El controlador puede estar integrado junto al mecanismo del dispositivo
gadura de las que le permite su memoria fı́sica (la real). o separado, distinguiéndose claramente en este caso un bus que lo conecta
La contrapartida es que las operaciones con el disco son mucho más con los mecanismos que debe controlar.
lentas que con la memoria central, ası́ que dicha extensión virtual es El controlador representa la parte electrónica e inteligente del dispositivo,
útil para salir del paso en ocasiones puntuales, pero no puede ser algo con una capacidad de trabajo que le permite manejar varios mecanismos del
habitual porque el rendimiento del sistema decae significativamente. mismo tipo simultaneamente.
3.3. PERIFÉRICOS 17 18 CAPÍTULO 3. COMPONENTES HARDWARE

3.3.2. Dispositivos de Entrada ESCÁNER

TECLADO Es un dispositivo de entrada de información, captura imágenes y las
envı́a al ordenador.
Es el dispositivo de entrada de datos al ordenador más usado. Su as-
pecto es similar al de una máquina de escribir. Su capacidad se mide en puntos por pulgada, y en los colores o niveles
de grı́s que es capaz de distinguir por cada punto.
Contiene teclas alfabéticas, numéricas, de posicionamiento, de control
y definibles (teclas de función). Aunque se le introduzca una hoja cuyo contenido sea sólo texto, para él
es una imagen, y devuelve la imagen de dicha página según la precisión
Cada vez que se pulsa una tecla la CPU recibe un código de tecla que de que sea capaz.
traduce al código ASCII correspondiente al sı́mbolo que figura en la
tecla. En caso de que sea una tecla de función o de control realizará las Para interpretar el texto de una imagen será necesario utilizar progra-
operaciones asociadas según esté programado el S.O. o el programa mas de OCR (Optical Character Recognition), pero esto una vez que
de aplicación que se esté ejecutando en ese momento. Por ejemplo, la la imagen está en el ordenador.
mayorı́a de aplicaciones asocian a la tecla de función F1 la ayuda en
lı́nea.
3.3.3. Dispositivos de Salida
RATÓN PANTALLA o MONITOR

Es un dispositivo de posicionamiento y selección más que de entrada, Es el dispositivo de salida universal, parecido a un televisor.
aunque funcionalmente sirve para indicarle operaciones al ordenador.
Permite mostrar información de tipo texto (caracteres) y gráfica (dibu-
Permite establecer una relación entre el movimiento del dispositivo y jos, esquemas, fotos, ... ).
la posición de un sı́mbolo que se desplaza por la pantalla.
Toda la información que muestra es preparada por la tarjeta gráfica, a
la cual debe ir conectada directamente.
Esta relación es relativa. Si levantamos el ratón de manera que la bola
no contacta con ninguna superficie la posición del sı́mbolo asociado A la unión de teclado y pantalla se le conoce como consola o puesto
permanece inalterada. de trabajo.

TABLETA DIGITALIZADORA TARJETA GRÁFICA

Al igual que el ratón, es un dispositivo de posicionamiento y selección, Es el controlador de la pantalla, aunque se conecta dentro del orde-
pero difiere en que la información de posición que envı́a es absoluta, es nador, directamente a la placa base.
decir, aunque levantemos el lápiz o apuntador, cuando volvamos a acer-
carlo sobre la tableta nos devolverá las coordenadas que corresponden Se encarga de almacenar la información que está mostrándose por la
a la nueva posición. pantalla, convirtiéndola en señales analógicas que iluminan cada punto.

La diferencia de comportamiento es debida a que la tableta dispone de Según el modo de trabajo puede mostrar la información en modo texto
una zona sensible, y cuando el apuntador se acerca o toca dicha super- o gráfico. Para este último modo existen diferentes configuraciones,
ficie la tableta obtiene las coordenadas para ese punto en particular y cuyos parámetros son: el número de puntos (pixeles) a lo ancho y a lo
se las envı́a a la CPU. alto, y el número de colores diferentes que cada punto puede tomar.
3.3. PERIFÉRICOS 19 20 CAPÍTULO 3. COMPONENTES HARDWARE

De manera combinada con el monitor, la resolución en que configuremos Su funcionamiento consiste en lanzar gotas de tinta sobre el papel.
la tarjeta gráfica debe ser admitida por éste, de no ser ası́ veremos rayas Cada gota es un punto, y para obtener un buen resultado la distancia
o simplemente el monitor se quedará oscuro. entre los inyectores y el papel es mı́nima.

Otro parámetro relacionado con la resolución es la velocidad de refresco Consiguen una amplia gama de colores en base a la combinación de 3
vertical, es decir, el número de veces por segundo que se repinta la o 4 tintas.
pantalla. Este parámetro está ı́ntimamente relacionado con la calidad
de la imagen, afecta a la nitidez y a la calidad del color. Impresoras Láser
Los modelos más conocidos de tarjetas gráficas son: Monocromo, CGA, Siempre han sido las más caras; pero actualmente, para uso personal,
EGA, VGA, SVGA y XGA. se encuentran algunas relativamente baratas.

Su calidad es excelente, y siempre ha sido superior respecto de los otros

IMPRESORAS tipos de impresoras.
La mayor parte de las impresoras forman imágenes a base de puntos
Las de gama superior incluyen impresión a doble cara. también existen
minúsculos, ya sea en color o en blanco y negro.
impresoras láser a color, pero son muy caras.
El resultado es interpretado por nosotros como una imagen en el caso
de un dibujo o una foto; o como un texto en el caso de que muestre Cuadro comparativo de impresoras
secuencias de letras formando palabras, y éstas, a su vez, frases.
TIPO RENDIMIENTO
Existen distintos tipos de impresoras que se clasifican según el modo de Matricial hasta 800 caracteres por segundo (cps)
imprimir los puntos: matriciales, de inyección de tinta, láser, térmicas, de Inyección hasta 300 cps
de lı́neas, margarita, etc. Láser de 4 a 20 páginas por minuto (ppm)

Impresoras Matriciales PLOTTER o TRAZADOR

Su calidad se impresión es inferior respecto de las otras, sobretodo en El plotter o trazador gráfico es un dispositivo utilizado especialmente en
lo que a dibujo e imágenes se refiere. entornos donde el dibujo es una parte importante, p.e.: en arquitectura,
en diseño y en cartografı́a.
Sus ventajas son su rapidez y la facilidad para obtener copias carbón.
Antiguamente eran más económicas. Los hay de diversos tipos, pero los más importantes son los de plumillas
(más antiguos), y los electrostáticos.
Su funcionamiento consiste en impactar una matriz de agujas sobre una
cinta con tinta; según las agujas que se activen en el papel quedará im- Los electrostáticos se basan en una técnica parecida a la de la inyección
preso un sı́mbolo. El impacto de las agujas provoca que sean bastante de tinta, pero con un acabado mucho más perfecto.
ruidosas.
Los de plumillas consisten en dos mecanismos; uno que mueve la hoja
en ambos sentidos respecto de un eje, y otro que mueve la plumilla en
Impresoras de Inyección uso respecto del eje contrario.
Son muy silenciosas, actualmente bastante económicas y con una buena Combinando ambos movimientos se consigue realizar dibujos trazando
calidad de impresión. lı́neas y curvas sobre el papel.
3.3. PERIFÉRICOS 21 22 CAPÍTULO 3. COMPONENTES HARDWARE

También existen algunos en los que el papel está fijo y todo el movimien- Enlaces de interés donde encontrar más información sobre los discos
to se realiza con las plumillas. Pero en cualquier caso el papel está sujeto duros:
para evitar cualquier movimiento.
http://www.pchardware.org/discosduros.php
Tı́picamente disponen de un cargador con varias plumillas, cada una http://www.duiops.net/hardware/discosd/discosd.htm
con un color, e incluso pueden ser de distinto grosor.
http://www.saulo.net/pub/ddypart
Los tamaños suelen ir desde DINA2 hasta doble DINA0.
http://centros5.pntic.mec.es/cpr.de.aranjuez/foro/tecno/discoduro.html
Los electrostáticos de gama alta incluyen un rodillo de papel tan ancho
como el plotter, de manera que cada impresión puede ser todo lo larga DISCO FLEXIBLE
que se necesite, el plotter se encarga de cortar según la necesidad del
dibujo o mapa. En este dispositivo si que se puede extraer el medio de almacenamiento,
que también es magnético, como los discos duros.

3.3.4. Dispositivos de Almacenamiento Secundario El formato más conocido es el de 3 pulgadas y media de diámetro, con
Las unidades de disco son dispositivos de almacenamiento secundario, sus la superficie magnética protegida por una funda de plástico.
caracterı́sticas más destacables son:
Su capacidad es de 1.44 MB, pero actualmente existen nuevas unidades,
Permiten un acceso directo a la información. como las ZIP de IOMEGA, que con discos del mismo tamaño son ca-
paces de almacenar 100 y 250MB, según la unidad.
Almacenan la información en circunferencias concéntricas (pistas) den-
tro de un medio con geometrı́a circular que gira alrededor de un eje.
CD-ROM, CD-RW y DVD
A la información contenida en las pistas se accede mediante un cabezal. Hasta hace relativamente poco tiempo eran de sólo lectura, pero ac-
tualmente, con las grabadoras y re-grabadoras, se pueden considerar
El tiempo para acceder a la información no es constante, depende de
de lectura/escritura.
la distancia existente entre la posición actual del cabezal y la pista que
contiene la información solicitada.
Principalmente se emplea por los fabricantes de programas para dis-
tribuir sus programas, gracias a su capacidad, su fiabilidad y su como-
DISCO FIJO o DISCO DURO didad.
Es un dispositivo de almacenamiento magnético. Sobre la superficie de
material ferro-magnético se orientan las partı́culas en un sentido u otro Es un medio de almacenamiento óptico, y tanto la grabación como la
para indicar 0 o 1. lectura se basan en tecnologı́a láser.

De este dispositivo no se puede extraer el medio de almacenamiento del Es extraible, y sus capacidades son: 640 o 700MB para los CD-ROM y
mecanismo que lo hace funcionar. CD-RW, y 17GB para los DVD.

De los dispositivos de almacenamiento secundario es el más rápido, Lo tı́pico es que un DVD tenga ocupado 4.7GB, eso es que pueden ser
midiéndose los tiempos de acceso en milisegundos. grabados a dos caras y a dos capas por cara. En cado de que únicamente
se haya grabado una cara a una capa su capacidad es de 4.7GB, pero
Actualmente la capacidad de un disco duro se mide en Gigabytes. si se completa son 17GB.
3.4. ORDENADOR PERSONAL O PC 23 24 CAPÍTULO 3. COMPONENTES HARDWARE

CINTAS central y el resto de dispositivos. Después apareció el 8086 con bus de

16 bits y 6MHz de frecuencia de reloj.
Es un dispositivo de almacenamiento secuencial con soporte extraible.
El siguiente fué el 80286: de 8 a 16 MHz.
Es lento en comparación con los discos.
Con el 80386 se da un salto cualitativo importante, aumenta la frecuen-
Es empleado para copias de seguridad. Antes de la difusión de los CD- cia de reloj hasta los 33MHz, trabaja con 32bits, pero lo más importante
ROM también se utilizaba por algunos fabricantes de software para es que cambia el funcionamiento interno facilitando la multitarea.
distribuir sus programas.
El 80486 es una mejora del 80386 en cuanto a velocidad, llega hasta los
100MHz. Incorpora el coprocesador matemático en la misma pastilla.
Cuadro comparativo disp. de almacenamiento
DISPOSITIVO T. RESPUESTA CAPACIDAD El primer Pentium aumenta considerablemente la velocidad llegando
hasta los 200MHz.
Disco fijo
4 ms hasta 400GB
Diskette 31/2 ∼ 300 ms de 720KB a 2.88MB El Pentium-PRO añade la posibilidad de ejecutar más de una instruc-
Iomega ZIP de 31/2 ∼ 100 ms 100MB y 250MB ción a la vez.
CD-ROM ∼ 50 ms hasta 700MB
DVD ∼ 50 ms hasta 17GB Aparecen las instrucciones especiales MMX que aceleran la ejecución
ms = milisegundos de operaciones con imágenes.

El Pentium-II es un Pentium-PRO con instruciones MMX incorpo-

radas.
3.4. Ordenador Personal o PC
El Pentium-III ofrece mejoras respecto de los anteriores en cuanto a
Vamos a ver en este apartado particularidades de los componentes hard- velocidad, actualmente llegan a los 1.2GHz de frecuencia de reloj, y en
ware en el contexto del ordenador personal o PC (Personal Computer). cuanto a memoria caché interna.
La caché permite que algunas instrucciones se ejecuten más rápido
3.4.1. El microprocesador o CPU porque no necesitan acceder a la memoria central.
Como se ha comentado, el procesador trabaja con un reloj que marca cada La saga continua con los Pentium-IV que aporta mejoras con respecto al
una de las etapas en la ejecución de una instrucción. Cada etapa se inicia Pentium-III. Especialmente en cuanto a velocidad, ya llegan a trabajar
tras un pulso del reloj, y esto corresponde a un ciclo. El número de ciclos a 2.8 GHz, pero esta cifra pronto se verá superada.
necesarios para completar una instrucción varı́a de una a otra. La frecuencia
de reloj indica cuántos ciclos caben en un segundo. Intel ya está trabajando con arquitecturas de 64 bits, de hecho, a lo
Los procesadores de los PC’s se basan en la familia x86 de Intel. Pero largo del año 2002 comenzó a comercializar el Itanium, y a finales sacó al
existen otras marcas como Cyrix y AMD. mercado el Itanium2.
También existen otros tipos de ordenadores personales como los MAC Estos procesadores funcionan a 1GHz, pero el diseño de su arquitectura
de Apple, inicialmente sus procesadores eran 68000 de Motorola, hoy en dı́a interna mejora significativamente su capacidad de trabajo respecto de
utilizan los PowerPC. los Pentium-IV.
Eevolución de los procesadores para los ordenadores personales:
Existen otras marcas como AMD, Cyrix, y otras que mantienen la
Comienza con los 8088 de Intel. Estos funcionaban a 4.77MHz con 16 compatibilidad con los procesadores de Intel. Su estructura interna es
bits de palabra, pero un bus de 8 bits para comunicarse con la memoria diferente, lo que puede afectar al rendimiento y a la compatibilidad.
3.4. ORDENADOR PERSONAL O PC 25 26 CAPÍTULO 3. COMPONENTES HARDWARE

Actualmente, el procesador K7 Athlon de AMD es un competidor de Después apareción el BUS-LOCAL y el VESA-BUS-LOCAL que eran
los Pentium-IV de Intel. Lo que ocurre es que Intel es quien domina el como una ampliación del ISA.
mercado y quien marca las tendencias.
Paralelamente nació el micro-channel architecture de IBM pero que no
Los microprocesadores de AMD o Cyrix y otras marcas suelen ser más cuajó en el mercado.
económicos por necesidad de introducirse en el mercado, pero no por
inferior calidad. También apareció el EISA, como una extensión al ISA, todavı́a lo in-
corporan algunos sistemas.
AMD siempre ha sido un fuerte competidor de Intel, de hecho, en los
últimos años Intel y AMD han entrado en una especie de competición El bus PCI es el último y el más utilizado actualmente, de hecho ha
en el desarrollo de procesadores cada vez más potentes. reemplazado a todos los anteriores gracias a su rapidez y fiabilidad.
El AGP es un bus especial para las tarjetas gráficas. Aporta mucha
En general, cada vez que sale un nuevo microprocesador al mercado
más velicidad en todas las operaciones relacionadas con la pantalla.
aporta mejoras como que:

• requiere menos ciclos para ejecutar una instrucción, y 3.4.3. Los dispositivos periféricos
• aumenta la frecuencia de reloj del procesador (más ciclos por se- Aquı́ comentaremos los detalles especiales dentro del mundo PC a partir
gundo). de lo comentado anteriormente sobre dispositivos.

La consecuencia es que se incrementa la diferencia entre el rendimiento Puertos

del procesador y el resto de dispositivos. Esto provoca que hasta que no
se mejora el rendimiento de los otros componentes, como la memoria Los puertos permiten al ordenador dialogar con dispositivos conectados
central, los discos duros, la electrónica de la placa base y la controladora externamente, dichos dispositivos deben incluir su propia electrónica
de video (VGA), el rendimiento conjunto del ordenador, que es lo que para poder comunicarse con la CPU a través de los puertos.
percibe el usuario, no se ve afectado.
Existen dos tipos de puertos: serie y paralelo.
Los puertos serie se comunican con el ordenador razón de 1 bit por
3.4.2. El bus y la memoria central transacción. Su velocidad se mide en bits por segundo (bps).
Suponen un freno para la CPU.
Se utilizan para conectar con el ordenador dispositivos relativamente
lentos, p.e.: teclado, ratón, algunas impresoras, módem y algunos escáners.
Se suple el desfase aumentando la cantidad de memoria caché del proce-
sador. La memoria caché es una antesala de la memoria central en la El puerto PS/2 por el que se conecta el ratón es un puerto de naturaleza
que se guarda la información más utilizada recientemente, esto evita, serie. Inicialmente, los ratones iban conectados a uno de los puertos
como se ha comentado antes, muchos accesos a memoria central a través serie RS-232.
del BUS. Ultimamente los PC’s van equipados con uno o dos puertos USB (Uni-
versal Serial Bus).
Bus para periféricos
Estos puertos, sobre ser de tipo serie, están diseñados para altas presta-
Es en el que se conectan todas las tarjetas que trabajan con dispositivos ciones. Actualmente sirven para conectar dispositivos que requieren una
de E/S o de almacenamiento. velocidad considerable como discos externos, escáners, dispositivos de
copia de seguridad y algunas pantallas; por supuesto también sirven
El primero fue el denominado ISA, que nació con el PC. para ratón, teclado e impresoras.
3.4. ORDENADOR PERSONAL O PC 27 28 CAPÍTULO 3. COMPONENTES HARDWARE

Actualmente existen dos versión de puertos USB, 1.0 y 2.0. Los 1.0 son A mayor número de puntos y colores se necesita más cantidad de memo-
mucho mejores que los puertos serie anteriores (RS-232), pero todavı́a ria en la tarjeta gráfica. 800x600 a 256 colores ⇒ 512KB, 1024x768 a
no eran todo lo rápidos que se necesita para conectar discos duros. Se 65.536 colores ⇒ 1,5MB.
podı́an conectar, pero iban demasiado lentos con respecto a los discos
fijos internos, los que van vı́a Ultra DMA por el bus IDE, también Se denomina color real o true color al empleo de 24 bits por pixel ⇒
conocidos como ATA100. 16 millones de colores.

La versión actual, la 2.0, permite mayor tasa de transferencia, llegando Monitor

a los 480Mbits/s, no supera los 100Mbytes/s del bus IDE-ATA100, pero
Dimensiones: la diagonal va de 14 a 21 pulgadas. El tamaño incide en
ya puede considerarse una buena alternativa para conectar dispositivos
la cantidad y el detalle de información que pueden ser apreciados por
de cualquier tipo.
el ojo humano.
La mejor cualidad de los puertos USB es que permiten conectar y de-
El tamaño de un punto suele ser de 0.28 pulgadas o menor. Depende de
sconectar los dispositivos en caliente. Esto significa que no es necesario
la calidad del tubo de rayos catódico. A menor tamaño mayor número
apagar y reencender el ordenador para conectar/desconetar un dispos-
de puntos ⇒ mejor calidad de la imagen.
tivo vı́a USB.
Frecuencia de refresco: ha de estar sincronizada con la tarjeta gráfica.
La segunda mejor cualidad es que mediante un dispositivo especial se Cuanto mayor sea esta frecuencia más estable aparecerá la imagen.
pueden encadenar varios dispositivos a un mismo puerto USB. Inferiores a 50Hz provocan cansancio y jaquecas. La mı́nima deberı́a
ser 70Hz sin entrelazado.
El puerto paralelo es en el que tradicionalmente se ha conectado la
impresora. La aparición de los monitores TFT ha significado una revolución. En
vez de proyectar, y por tanto tener que refrescar la pantalla continu-
En este tipo de puerto se transmite más de 1 bit en cada transacción. amente, éstos monitores activan una matriz de puntos que representa
El puerto paralelo estándar de los PC’s transmite 1 byte (8 bits) cada la imagen que vemos. Es como si miráramos una foto, no es necesario
vez. Su velocidad se mide en caracteres por segundo (cps). refrescar porque la imagen es estática. Esto para la vista es crucial, el
ojo humano se cansa lo mismo que se cansarı́a leyendo un libro, pero
Antiguamente se ha utilizado para dispositivos más rápidos que los que no por otros efectos.
se conectaban vı́a los puertos serie. A fecha de hoy la cosa ha cambiado
con los puertos tipo USB. Teclado
En España se utiliza el teclado extendido español-europeo de 102 teclas.
Tarjeta gráfica
La diferencia más importante con respecto a otros paises es la presencia
Es en la memoria de la tarjeta gráfica donde se forma la imagen que de la ’ñ’. También difieren en cuanto a la posición de algunos carácteres
aparece en pantalla. Es como una matriz de puntos, el ancho y el largo de puntuación. En lo que respecta a las letras comunes y los números la
lo indica la resolución, p.e. 1024x768. distribución es la estándar.

Por cada punto de la imagen hay un conjunto de bits que indican su Ratón
color y su brillo.
Es un dispositivo apuntador conectado vı́a serie (RS-232 antiguamente,
El estándar VGA trabaja a 640x480 puntos; XGA y SuperVGA sopor- y PS/2 o USB actualmente), su importancia actual es debida a los entornos
tan 800x600, 1024x768, 1152x900 y 1280x1024. amigables con ventanas.
3.4. ORDENADOR PERSONAL O PC 29 30 CAPÍTULO 3. COMPONENTES HARDWARE

Almacenamiento secundario • Facilita el acceso a Internet de alta velocidad ası́ como el acceso
a redes corporativas. Resulta útil para el teletrabajo, aplicaciones
El almacenamiento secundario juega una papel importante en cualquier
multimedia remotas, vı́deo en demanda, videoconferencias, etc.
sistema, y actualmente en los ordenadores personales es imprescindible,
tanto para la instalación del S.O. y los programas de aplicación, como • ¿Cómo funciona? La conexión entre el ordenador del usuario y
almacenar la información personal de los usuarios. el router ADSL es como una red ethernet local. De hecho, el or-
denador personal ha de disponer de una tarjeta de conexión a
Bajo entornos tipo DOS y Windows las unidades de disco fijo se iden- red ethernet y conectarse, mediante un cable de par trenzado, al
tifican con letras del abecedario, comenzando por la C. router ADSL. Éste sirve como puerta de enlace para uno o más or-
denadores, actua como encaminador de paquetes hacia el exterior
Las letras A y B se reservar para las unidades de disco flexible, tanto (Internet).
de 3.5çomo de 5.25”.
Los datos pasan por un filtro (splitter) que permite la utilización
simultánea del cableado telefónico para ADSL y Red Telefónica
Dispositivos para comunicaciones Conmutada. El usuario puede hablar por teléfono al mismo tiempo
El módem es un dispositivo para comunicar un par de ordenadores a que está navegando por Internet.
través de la lı́nea de teléfono. • ADSL utiliza técnicas de codificación digital y multiplexación en
frecuencia que permiten ampliar el rendimiento del cableado telefónico
Pueden ir conectados internamente al bus PCI o ISA como cualquier
otra tarjeta; o pueden ser externos, conectados por el puerto serie • La tecnologı́a ADSL establece tres canales independientes sobre
estándar o el USB. la lı́nea telefónica estándar:
◦ Dos canales de alta velocidad para circulación de información
Actualmente existen dos tipos: los analógicos, para conectar a través digital. Uno es para recepción de datos y el otro para envı́o.
de lı́nea telefónica antigua (RTB = Red Telefónica Básica); o digitales, ◦ Un tercer canal para comunicación normal de voz (servicio
para conectar a través de RDSI (Red Digital de Servicios Integrados). telefónico básico).
Por ser dispositivos de naturaleza serie, sus velocidades se miden en • Las velocidades de los dos canales de datos no son iguales, de
bits por segundo (bps) o baudios. ahı́ lo de asimétrico. El de entrada tiene mayor velocidad que el
de salida. Esto permite alcanzar mayores velocidades en sentido
Los primeros analógicos iban a 300 baudios, después se fue incremen- de entrada desde Internet, lo cual se adapta a las necesidades de
tando la velocidad pasando por: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 28800, navegación tı́pica, donde es mayor el volumen de información que
33600 hasta 57600 que es lo máximo que consiguen. el usuario toma de la red que el que envı́a.

Los digitales utilizan canales RDSI de 64Kbps, de manera que la ve- • Ventajas:
locidad mı́nima de conexión es de 64Kbps, enlazando más canales se ◦ Conexión permanente con tarifa plana. Velocidad de entrada
pueden conseguir velocidades de hasta 2Mbps. Para el hogar sólo se hasta 2Mbps.
pueden conectar conectar 2 canales a la vez, consiguiendo un máximo ◦ Utilización simultánea con el teléfono de voz y tarificación
de 128Kbps. independiente ADSL y RTC.

ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line) http://www.adsl.com Otros

• Lı́nea de Abonado Digital Asimétrica. Es una tecnologı́a de módem Otros dispositivos como el CD-ROM ya han sido comentados anteri-
que transforma las lı́neas telefónicas del abonado en lı́neas de alta ormente y sobre los PC’s no ofrecen nada especial respecto del resto de
velocidad permanentemente establecidas. ordenadores. Sirven para datos y para música.
3.4. ORDENADOR PERSONAL O PC 31

Tarjetas de sonido. Se utilizan para reproducir sonidos generados por

programas (sonidos asociados a acciones que realiza el sistema), y para
reproducir música grabada en un archivo o bien en un CD de música.
Convierten la información digitalizada en impulsos eléctricos que envı́ados
a unos altavoces nos permiten oir el contenido acústico de dicha infor-
mación.
Capı́tulo 4

Sistemas Operativos

Un sistema de információn es un entorno completo en el que se iden-

tifican los siguientes elementos: el ordenador, el sistema operativo (S.O.),
los programas de aplicación y los usuarios.
El S.O. actúa como interfaz entre los programas y el ordenador con el
propósito de incrementar la productividad de todo el sistema de információn;
es decir, sacar el máximo rendimiento del ordenador y facilitar la tarea a los
usuarios.

4.1. Definición
Un par de definiciones que recogen en pocas palabras lo que es un sistema
operativo son:

“Programa o conjunto de programas que efectúan la gestión de los pro-

cesos básicos de un sistema informático, y permiten la normal ejecución
del resto de las operaciones.”

“Programa o conjunto de programas que se encargan de la gestión de los

recursos de un ordenador y controlan la ejecución del resto de procesos,
asignándoles los recursos que éstos solicitan.”

En este contexto, se entiende por proceso todo programa que esté eje-
cutándose en un ordenador. De un mismo programa puede haber más de un
proceso ejecutándose al mismo tiempo.
El S.O. es el conjunto de programas imprescindibles para que funcione un
ordenador. Se encarga, por un lado, de la gestión de los recursos hardware:
CPU, memoria central, almacenamiento secundario y dispositivos de E/S.

32
4.2. COMPONENTES DEL S.O. 33 34 CAPÍTULO 4. SISTEMAS OPERATIVOS

Y por otro lado de controlar la ejecución de los procesos de usuario que 4.2.3. Sistema de Entrada y Salida (E/S)
necesitan acceder a los recuros hardware.
El sistema de entrada y salida se encarga de comunicarse con cada uno
Las funciones de todo S.O. son: Gestión de Procesos, Gestión de Memo-
de los dispositivos que estén conectados al ordenador.
ria, Gestión del Almacenamiento Secundario, Sistema de E/S, Gestión de
Este componente del S.O. debe conocer las peculiaridades de cada dispos-
Ficheros y Servicios de Uso Propio. De manera que un S.O. se divide en
itivo para entenderse con él. En muchos casos es el fabricante del dispositivo
varios componentes, encargándose cada uno de una función.
el que facilita el subprograma o driver que formará parte del S.O.
Las funciones del sistema de E/S son:
4.2. Componentes del S.O. Ofrecer operaciónes básicas: lectura, escritura y direccionamiento de la
información en los dispositivos.
4.2.1. Gestión de Procesos
Gestión de errores y particularidades de cada dispositivo. Ha de distin-
El propósito de un sistema informático es ejecutar los programas que los
guir entre unidad de cinta, impresora, ratón, ...
usuarios necesiten, por lo que una de las principales funciones del S.O. es
facilitar el arranque de los programas y controlarlos mientras dure su ejecu-
ción. Como ya hemos comentado anteriormente, un proceso es un programa 4.2.4. Gestión del Almacenamiento Secundario
en ejecución, y el S.O. se encarga de asignarle los recursos que necesite, p.e.
la CPU y la MC. Todo S.O. debe encargarse de gestionar el almacenamiento secundario
La mayorı́a de sistemas son multitarea, es decir, ejecutan más de un pro- porque es básico para muchas funciones, sobre todo el disco magnético, que
ceso al mismo tiempo; esto implica que el S.O. debe controlar qué recursos al ser de acceso aleatorio permite ser visto como una extensión de la MC.
utiliza cada proceso y por cuanto tiempo. Esta técnica se basa en que, en Esto es especialmente útil porque la MC es pequeña y volátil1 .
muchas ocasiones, los procesos se encuentran en una situación de espera El disco es importante porque en él están almacenados los programas y los
motivada por las diferencias de velocidad entre la CPU y el resto de compo- datos necesarios para éstos. Toda ejecución de programas supone interactuar
nentes; estos tiempos muertos pueden ser aprovechados si a la CPU se envı́a con los discos.
otro proceso. Las funciones del S.O. se encargan de la gestión del espacio libre, permi-
La multitarea permite incrementar el nivel de ocupación de los recursos tiendo que los procesos guarden su información en archivos.
del sistema, lo que aumenta el rendimiento global del sistema de información.
4.2.5. Gestión de Ficheros
4.2.2. Gestión de Memoria Como ya se ha comentado antes, el S.O. se encarga de ofrecer externa-
Para que cualquier programa pueda ejecutarse, es decir, convertirse en un mente una imagen de máquina extendida más fácil de usar por los humanos.
proceso, es necesario que tenga en MC sus instrucciones y sus datos. La gestión de ficheros permite que el almacenamiento secundario aparezca
La MC es imprescindible para ejecutar programas. De hecho sin ella no como un espacio donde el usuario puede almacenar información de manera
puede arrancar ni el S.O. organizada, para después recuperarla especificando la misma referencia que
Uno de los aspectos de la multiprogramación o multitarea es mantener utilizó al guardarla. Es una organización lógica de dicho espacio, cuya base
varios procesos en memoria, controlando, mediante algún mecanismo de pro- es el fichero o archivo. Cada fichero es como una colección de informaciones
tección, que un proceso no acceda a zonas de la memoria pertenecientes a relacionadas y agrupadas bajo un nombre.
otro proceso. Los ficheros se organizan en directorios, lo que permite una organización
El módulo de gestión de memoria se encarga de saber qué regiones de jerarquizada del almacenamiento, el resultado es que percibimos una estruc-
la memoria central están libres para asignárselas a aquellos procesos que las 1
Volátil significa que pierde toda la información que almacena en cuanto se corta el
solicitan. suministro eléctrico
4.2. COMPONENTES DEL S.O. 35 36 CAPÍTULO 4. SISTEMAS OPERATIVOS

tura arborescente. Y todo ello porque de un directorio no sólo pueden colgar Tipos:
ficheros si no también otros directorios.
Algunos sistemas operativos permiten controlar quien accede a los ficheros Intérprete de órdenes.
y en qué forma. Cualidad que ofrece seguridad y confidencialidad a los usuar- Manipulación de ficheros y directorios, actualmente lo hace todo el
ios. explorador de Windows.
Las funciones que ofrece la gestión de ficheros son: creación, eliminación
y operaciones de manejo (copia, cambio de nombre, etc) de directorios y Información del estado del sistema.
ficheros.
Pero el rasgo más importante es que no deja que los ficheros se referencien Modificación de ficheros.
de manera ambigua. Se permite que a un mismo contenido se acceda por más
Configuración; algunos son de uso restringuido a los administradores
de un enlace, es decir se pueda referenciar de maneras diferentes. Digamos
del sistema.
que un mismo fichero puede ser accedido con nombres distintos. Ahora bien,
lo que no permite la gestión de ficheros es que un mismo nombre, enlace o Etcétera.
referencia sirva para acceder a dos ficheros distintos, lo que serı́a un disparate.
4.2.8. Intérprete de órdenes
4.2.6. Servicios de Uso Propio
Suele ser el primer programa que se ejecuta cuando un usuario accede
Son servicios que se extienden por todos los componentes del S.O. a un sistema. Su función es interpretar las órdenes que teclea el usuario y
transformarlas en las correspondientes llamadas al S.O. y en la ejecución de
Detección de errores. Cada operación es comprobada y en caso de error
programas, tanto del sistema como aplicaciones especı́ficas.
se avisa al usuario y/o al administrador del sistema.
Externamente, los usuarios perciben el S.O. a través del sistema de ficheros
Protección. El S.O. tiene la autoridad para permitir o denegar el acceso y del intérprete de órdenes.
a los recursos por parte de los procesos. El intérprete de órdenes no forma parte del núcleo del S.O., pero siempre
viene instalado con éste.
Contabilidad. Este aspecto tiene dos aplicaciones: Un ejemplo de intérprete de órdenes es el shell de Unix, aunque menos
potente, el sı́mbolo del sistema en entornos Windows es otro ejemplo. An-
• Facturar a los usuarios por el tiempo utilizado de cada recurso. tiguamente era lo único que ofrecı́an los entornos MS-DOS.
De mucha utilidad en centros de cálculo privados.
• Sintonización o ajuste del sistema con el objeto de mejorar el
rendimiento total. 4.3. Escritorio
En los sistemas actuales, como puede ser el Windows de Microsoft, los
4.2.7. Programas del sistema Mac e iMac de Apple, o el entorno X-Windows de los sistemas Unix (Linux2 ),
La función de los programas de sistema es resolver los problemas que existe lo que conocemos como escritorio. Esta idea fue original de Steve Jobs,
puedan aparecer y ofrecer un entorno adecuado para el desarrollo y ejecución el fundador de Apple.
de aplicaciones de usuario. Son los programas que facilitan la interacción del El escritorio ofrece al usuario la posibilidad de interactuar con el sistema
usuario con el S.O., por ejemplo, el explorador de Windows permite navegar operativo sin necesidad de recordar los comandos o instrucciones necesarios
por el sistema de archivos y directorios. para realizar las operaciones que desee. Sus componentes principales son:
Estos programas son los que en realidad definen la interfaz con el usuario, fondo, iconos, menú o menús desplegables.
conforman, junto a las aplicaciones especı́ficas, lo que el usuario percibe como 2
El s.o. Linux es un sistema de libre distribución, muy completo, y que está basado en
sistema de información. el s.o. Unix. De echo podrı́amos considerarlo el Unix actual.
4.4. CONTROLADORES DE DISPOSITIVOS 37

El escritorio está concebido para dar la sensación que tenemos una mesa
de despacho con los diferentes elementos encima, por ejemplo la papelera.
Pero lo más importante es que nos ofrece la posibilidad de manipular los
elementos del sistema (mayormente ficheros) mediante el uso del ratón y
poco uso del teclado. Nos permite seleccionar opciones de los menús ejecutar
programas, cambiar configuraciones, etc.
En resumen, es la interfaz del S.O. con el usuario. Para ampliar su fun-
Capı́tulo 5
cionalidad existen otros programas de sistema cómo el gestor de ficheros y el
editor.
Los gestores de ficheros con interfaz gráfica nacieron con los Apple Mac- Introducción a la Programación
intosh, allı́ se llamaba finder. En los sistemas tipo Unix existen desde muy
antiguo, permitiendo navegar por el sistema de archivos, y facilitando la
creación, eliminación, modificación, copia y cambio de ubicación de ficheros
y directorios. Actualmente, el explorador de Windows es el más conocido por 5.1. Conceptos
los usuarios de ordenadores personales.
Un editor es un programa que permite abrir ficheros, tı́picamente de tex- Algoritmo: Conjunto ordenado y finito de operaciones que permite hallar la
to, y modificar su contenido. Son muy útiles para mantener la configuración solución de un problema.
del sistema, ya que la mayorı́a de los ficheros de configuración guardan la
información en modo texto. Pero también son muy útiles para que el usuario Programa: Conjunto de instrucciones que permite a una computadora realizar
gestione su propia información. Cuando se trata de documentos en vez de uti- determinadas operaciones.
lizarse un editor, como pueda ser el NotePad, se suele utilizar un procesador
de textos, como puede ser el Microsoft Word. Procesar: Someter datos o materiales a una serie de operaciones programadas.

Limitándonos a las definiciones de programa y algoritmo podemos deducir

4.4. Controladores de Dispositivos que un algoritmo es una parte de un programa. No obstante, otras definiciones
a nivel más informal pueden ayudar a comprender mejor estos conceptos.
Es la parte software encargada de entenderse directamente con cada uno
Por ejemplo: algoritmo: “secuencia de instrucciones no ambigua que resuelve
de los dispositivos hardware que componen un SI. A los controladores de
una tarea concreta”, y programa: “codificación de uno o más algoritmos en
dispositivos también se les conoce como drivers o device drivers.
un lenguaje de programación”.
En la mayorı́a de los casos los prepara el fabricante del dispositivo y los
facilita al desarrollador del sistema operativo. Estos programas no interac-
Lenguaje de Programación: Conjunto de reglas, sı́mbolos y palabras especiales
tuan con los usuarios, son partes del núcleo del S.O. que hacen de interfaz
utilizados para construir un programa.
entre el dispositivo y el S.O. Suele formar parte del subsitema de gestión
de entrada/salida o del de gestión de los dispositivos de almacenamiento
Operador: Sı́mbolo que se asocia a una determinada operación básica que se
secundario.
realiza con los datos en algún punto del programa. Los más conocidos son
Su principal cometido es ofrecer un comportamiento estándar del dispos-
los relacionados con operaciones aritméticas, pero en programación existen
itivo, de manera que cada dispositivo puede funcionar según ha establecido
otros.
su fabricante, pero gracias al driver su comportamiento de cara al sistema es
igual al de los dispositivos de su mismo tipo, es decir, cumple unos estándares
marcados.

38
5.2. LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN 39 40 CAPÍTULO 5. INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN

Expresión: Combinación de variables, constantes, operadores, paréntesis y Alto nivel Bajo nivel
nombres de función escritas en un determinado orden que tiene la propiedad Próximo al lenguaje natural Próximo al lenguaje máquina
de ser evaluada para obtener un valor. Independiente de la arquitectura Dependiente de la arquitectura
del computador del computador
Instrucción: Expresión formada por números, operadores y letras que indica, C, C++, Java, Pascal, Ada, Ensambladores, cada modelo de
en un computador, la operación que debe realizar y los datos correspondi- Cobol, Fortran CPU tiene el suyo particular
entes.

Sentencia: Secuencia de expresiones que especifica una o varias operaciones. Cuadro 5.1: Caracterı́sticas de los lenguajes de programación según el nivel.

Computador: Aparato o máquina de cálcular. Digital: aquel en que todas las pueden ser C, Pascal o Ada. Sin embargo, para poder ser ejecutados los
magnitudes se traducen a números con los cuales opera para realizar cálculos. programas han de estar en binario o código ejectuable, es decir, representados
Electrónico: aparato eletrónico que realiza operaciones matemáticas y lógicas mediante secuencias de ceros y unos que es capaz de procesar la CPU o
con gran rapidez. microprocesador.
Aunque existen diferentes taxonomı́as, una de las clasificaciones más uti-
Ordenador: Máquina electrónica dotada de una memorı́a de gran capacidad lizadas y aceptadas es la división entre lenguajes de alto nivel y lenguajes de
y de métodos de tratamiento de la información, capaz de resolver proble- bajo nivel. A partir de esta primera división se puede hilar más fino según
mas aritméticos y lógicos gracias a la utilización automática de programas ciertos detalles, pero con esta división es suficiente.
registrados en él. Se clasifican como lenguajes de alto nivel los utilizados por nosotros los
humanos para programar los ordenadores. Se trata de lenguajes mucho más
El esquema general de funcionamiento de un programa se divide en los restrictivos que el lenguaje natural en el que nos expresamos, pero permiten
siguientes pasos: expresar de manera más cercana a nuestra manera de pensar las operaciones
que debe ejecutar el ordenador.
1. Entrada de datos: Suele ser la primera parte de un programa, aunque
Se clasifican como lenguajes de bajo nivel aquellos en los que las instruc-
la captura de datos no tiene porque estar limitada al inicio del progra-
ciones se expresan mecánicamente según las particularidades de cada CPU.
ma.
Para poder ejecutar un programa en un ordenador el código fuente ha de
2. Proceso de la información: Una vez disponibles los datos necesarios, ser traducido (compilado) a código máquina.
el programa utiliza las instrucciones que hemos previsto para operar con
ellos y obtener los resultados.
5.3. Programación en pseudo-código
3. Salida de datos: Una vez procesada la información el programa suele
presentar, bien por pantalla, bien por impresora, o por ambos, los re- Estilo
sultados obtenidos en los cálculos. Ejemplos

5.2. Lenguajes de Programación

5.4. Proceso de compilación
En primer lugar cabe distinguir entre Código fuente y Binario o Código
ejecutable. Transformación del código fuente en código objeto. El código objeto es
Los programas de ordenador tal cual los escribimos lo están en código sinónimo de código máquina.
fuente, es decir, escritos según un lenguaje de programación particular, como Preparación de un fichero ejecutable:
5.4. PROCESO DE COMPILACIÓN 41

Se prepara un fichero cuyo contenido está compuesto por nuestro código

objeto, otro códigos objeto de funciones auxiliares que se adjuntan al nuestro,
más el código objeto de las funciones que invoque nuestro programa.

5.4.1. Librerı́as. Funciones auxiliares

En las librerı́as se encuentran los códigos objeto, es decir, ya compilado, de
todas las funciones auxiliares que podemos utilizar desde nuestros programas.
Por ejemplo, si utilizamos funciones trigonométricas como el seno, el coseno
y la tangente, al fichero ejecutable que se genere debe adjuntarse el código
objeto de estas funciones.