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diff --git a/fc/n1.lyx b/fc/n1.lyx new file mode 100644 index 0000000..d912189 --- /dev/null +++ b/fc/n1.lyx @@ -0,0 +1,763 @@ +#LyX 2.3 created this file. For more info see http://www.lyx.org/ +\lyxformat 544 +\begin_document +\begin_header +\save_transient_properties true +\origin unavailable +\textclass book +\use_default_options true +\maintain_unincluded_children false +\language spanish +\language_package default +\inputencoding auto +\fontencoding global +\font_roman "default" "default" +\font_sans "default" "default" +\font_typewriter "default" "default" +\font_math "auto" "auto" +\font_default_family default +\use_non_tex_fonts false +\font_sc false +\font_osf false +\font_sf_scale 100 100 +\font_tt_scale 100 100 +\use_microtype false +\use_dash_ligatures true +\graphics default +\default_output_format default +\output_sync 0 +\bibtex_command default +\index_command default +\paperfontsize default +\spacing single +\use_hyperref false +\papersize default +\use_geometry false +\use_package amsmath 1 +\use_package amssymb 1 +\use_package cancel 1 +\use_package esint 1 +\use_package mathdots 1 +\use_package mathtools 1 +\use_package mhchem 1 +\use_package stackrel 1 +\use_package stmaryrd 1 +\use_package undertilde 1 +\cite_engine basic +\cite_engine_type default +\biblio_style plain +\use_bibtopic false +\use_indices false +\paperorientation portrait +\suppress_date false +\justification true +\use_refstyle 1 +\use_minted 0 +\index Index +\shortcut idx +\color #008000 +\end_index +\secnumdepth 3 +\tocdepth 3 +\paragraph_separation indent +\paragraph_indentation default +\is_math_indent 0 +\math_numbering_side default +\quotes_style swiss +\dynamic_quotes 0 +\papercolumns 1 +\papersides 1 +\paperpagestyle default +\tracking_changes false +\output_changes false +\html_math_output 0 +\html_css_as_file 0 +\html_be_strict false +\end_header + +\begin_body + +\begin_layout Standard +La +\series bold +informática +\series default + es la ciencia que estudia el procesamiento automático de la información. + Su consolidación como ciencia se produce a partir de los años 40 con el + desarrollo de los +\series bold +computadores +\series default +, con los cuales esta se ha podido desarrollar. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Un computador es una máquina que procesa información siguiendo las instrucciones + de un programa, y se comunica a través de los dispositivos de entrada y + de salida. + También dispone de dispositivos para almacenar información y procesarla. + Esta está expresada en forma binaria (0's y 1's). + Distinguimos: +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Hardware: +\series default + Conjunto de componentes que integran la parte material de un computador, + incluyendo componentes eléctricos, electrónicos y mecánicos. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Software: +\series default + Conjunto de programas e instrucciones para ejecutar ciertas tareas en un + computador. + Es intangible, aunque se encuentren almacenados en hardware. +\end_layout + +\begin_layout Section +Hardware +\end_layout + +\begin_layout Standard +Tradicionalmente, los computadores siguen el +\series bold +esquema de Von Neumann +\series default +, que consiste en una unidad central de proceso (CPU), constituida por una + unidad de control (UC) y un camino de datos (CD); la memoria principal, + y los dispositivos de entrada y salida, incluyendo almacenamiento. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset Graphics + filename buses.png + width 100text% + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +Los +\series bold +buses +\series default + son un conjunto de hilos paralelos que conectan unidades, como se muestra + en la figura. + Cada hilo transmite 1 bit a la vez, y el +\series bold +ancho de bus +\series default + es el nº de hilos que tiene un bus. + En concreto: +\end_layout + +\begin_layout Itemize +El +\series bold +bus de direcciones +\series default + transmite la dirección en memoria, por lo que su ancho define la máxima + memoria instalable como +\begin_inset Formula $2^{n}$ +\end_inset + + bytes. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +El +\series bold +bus de datos +\series default + transmite información, por lo que a mayor ancho, mayor cantidad de información + se puede transmitir en una sola operación. +\end_layout + +\begin_layout Standard +La +\series bold +memoria +\series default + está formada por un conjunto de celdas, normalmente de 1 byte, en la que + se guardan datos e instrucciones. + Cada celda tiene una +\series bold +dirección +\series default + única y correlativa. + Para leerla, la CPU +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +pone +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + + la dirección en el bus de direcciones, activa el hilo de lectura en el + bus de control y la memoria +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +deja +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + + el contenido de la(s) celda(s) en el bus de datos. + Para escribir, la CPU +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +pone +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + + la dirección en el bus de direcciones, el dato en el bus de datos y activa + el hilo de escritura en el bus de control. +\end_layout + +\begin_layout Section +Software +\end_layout + +\begin_layout Standard +El +\series bold +sistema operativo +\series default + un programa que gestiona los recursos del computador. + Es el primer programa en ejecutarse (*), gestiona a todos los demás y actúa + de intermediario con el hardware. + Es un +\series bold +programa de sistema +\series default +, al igual que el compilador y el ensamblador. + Por contra, las +\series bold +aplicaciones +\series default + son programas orientados al usuario, como procesadores de texto, hojas + de cálculo, navegadores web, reproductores multimedia, etc. +\end_layout + +\begin_layout Standard +El +\series bold +firmware +\series default + es software de bajo nivel, almacenado de forma semipermanente. + En general, puede cambiarse, pero no tan fácilmente como el resto de software. +\end_layout + +\begin_layout Section +Internet +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\series bold +Internet +\series default + es un conjunto descentralizado de redes de comunicación interconectadas + mediante protocolos estandarizados, de forma que las redes físicas que + las componen funcionan como una única red lógica mundial. + Existen muchos +\series bold +servicios +\series default + proporcionados a través de la red, como la Web, correo electrónico, transmisión + de archivos, chats, acceso remoto, etc. +\end_layout + +\begin_layout Section +Conceptos +\end_layout + +\begin_layout Standard +La unidad mínima de información es el +\series bold +bit +\series default +, que puede valer 0 o 1. + Se pueden almacenar como tensión alta o baja en un circuito, superficie + magnetizada en uno u otro sentido, superficie perforada, señal de alta + o baja frecuencia en un cable, presencia o no de señal luminosa en un cable + de fibra óptica, etc. + Generalmente se usan secuencias de bits: 1 +\series bold +byte +\series default + = 8 bits, codifica +\begin_inset Formula $2^{8}=256$ +\end_inset + + estados distintos. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Múltiplos del byte: +\begin_inset Formula $\unit[1]{KB}\text{(kilobyte)}=\unit[2^{10}]{B}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $\unit[1]{MB}\text{(megabyte)}=\unit[2^{20}]{B}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $\unit[1]{GB}\text{(gigabyte)}=\unit[2^{30}]{B}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $\unit[1]{TB}\text{(terabyte)}=\unit[2^{40}]{B}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $\unit[1]{PB}\text{(petabyte)}=\unit[2^{50}]{B}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $\unit[1]{EB}\text{(exabyte)}=\unit[2^{60}]{B}$ +\end_inset + +. + Los prefijos también se aplican a bits. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Las variables numéricas que ocupan más de un byte se pueden guardar en memoria + como: +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +\emph on +Little endian +\series default +\emph default +: El byte menos significativo está en la posición de memoria más baja. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +\emph on +Big endian +\series default +\emph default +: En la posición más alta. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset Note Comment +status open + +\begin_layout Plain Layout +La terminología procede de una escena de Los Viajes de Gulliver en la que + dos personas discuten sobre cuál es el extremo correcto para romper un + huevo, si el grande ( +\emph on +big endian +\emph default +) o el pequeño ( +\emph on +little endian +\emph default +). +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +El +\series bold +tiempo de ejecución +\series default + o +\series bold +de respuesta +\series default + es lo que tarda el computador en realizar una tarea, incluyendo E/S, mientras + que el +\series bold +tiempo de CPU +\series default + se refiere solo al tiempo que tarda el procesador en realizar un cálculo, + y se calcula como: +\begin_inset Formula +\[ +{Tiempo}_{CPU}=\frac{{Instrucciones}_{APLICACIÓN}\cdot\frac{Ciclos(Media)}{Instrucción}}{Frecuencia\ procesador} +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Section +Historia +\end_layout + +\begin_layout Standard +En 1791-1871, Babbage intentó diseñar una máquina mecánica capaz de resolver + problemas matemáticos, la cual nunca fue terminada. + Podemos dividir la historia de la informática en varias generaciones de + ordenadores: +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Primera generación (1943-62): +\series default + A principios de siglo, Fleming inventó la válvula de vacío, permitiendo + el desarrollo de la electrónica y los primeros ordenadores, de los que + destacamos: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize + +\series bold +Proyecto ENIAC (Eckert y Mauchly, 1943-46): +\series default + +\emph on +Electronic Numerical Integrator and Calculator +\emph default +: +\begin_inset Formula $30$ +\end_inset + + toneladas, +\begin_inset Formula $\unit[180]{m^{2}}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $18000$ +\end_inset + + válvulas de vacío, frecuencia +\begin_inset Formula $\unit[0.1]{MHz}$ +\end_inset + +, 20 registros de 10 dígitos decimales, programación cableando directamente, + 1900 sumas por segundo. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +UNIVAC: +\series default + +\emph on +Universal Automatic Computer +\emph default +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Proyecto EDVAC (Von Neumann, 1952): +\series default + +\emph on +Electronic Discrete Variable Automatic Computer +\emph default +: El primero con programas almacenados; saltos condicionales, válvulas de + vacío. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Itemize + +\series bold +Segunda generación (1962-67): +\series default + Tras la invención del transistor en 1947; IBM System 360, PDP-8 (primer + minicomputador, +\emph on +Digital Equipment Corporation +\emph default +). +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Tercera generación (1967-78): +\series default + En 1958 se inventa el circuito integrado, con el que se integran varios + elementos electrónicos en el mismo bloque. + Aparece la microprogramación (propuesta por Wilkes en los 50) y el primer + supercomputador (CDC 6000, +\emph on +Control Data Corporation +\emph default +, Seymour Cray, 1964), y en 1965 Wilkes propone el concepto de caché. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Cuarta generación (1971-): +\series default + En 1971 se diseña el primer microprocesador: Intel 4004, con 2300 transistores. + Desde el 1981 y con el desarrollo de CPUs de Intel como el 8088 se desarrolla + la informática de consumo. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Desde la mitad de los 90 con la aparición de la web, hay 3 grupos de ordenadores +: +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Ordenadores personales: +\series default + PCs, +\emph on +tablets +\emph default +, etc., para uso individual, con buen rendimiento a bajo coste. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Servidores: +\series default + Para muchos usuarios, buscan fiabilidad y escalabilidad. + Distinguimos de clase baja (servidores de archivos, de impresión, etc.), + media (centros de datos, +\begin_inset Newline newline +\end_inset + + +\begin_inset Quotes cld +\end_inset + +datacenters +\begin_inset Quotes crd +\end_inset + +) y alta (supercomputadores con aplicaciones científicas). +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Ordenadores embebidos +\series default + o +\series bold +empotrados: +\series default + Ordenadores de coches, +\emph on +gadgets +\emph default +, etc. + Para una sola aplicación, con grandes limitaciones, consumo de energía + y fiabilidad. +\end_layout + +\begin_layout Standard +En 2005, para ahorrar energía, aumentar el rendimiento sin aumentar el ciclo + de reloj y mejorar la fiabilidad del diseño, surgen los procesadores +\series bold +multinúcleo, +\series default + aunque requieren +\series bold +programación paralela. +\end_layout + +\begin_layout Section +Organización de un PC +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Factor de forma +\series default + o +\series bold +geometría: +\series default + Largo, ancho, ubicación de agujeros de montaje, tipo y ubicación de conectores + y componentes, etc. + Normalmente ATX, aunque los servidores suelen usar factores de forma como + WTX, que tienen mayores dimensiones y permiten alojar varias CPUs y más + memoria. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +CPUs soportadas: +\series default + Depende del tipo de +\emph on +socket +\emph default + de CPU. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Módulos de memoria soportados: +\series default + Tipos (DDR [ +\lang american +Double Data Rate +\lang spanish +], DDR2, DDR3, DDR4...), frecuencia del reloj de la memoria, nº de ranuras, + capacidad máxima, etc. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Chipset: +\series default + Formado por: +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize + +\series bold +\lang american +Memory Controller Hub +\series default +\lang spanish + o +\series bold +Northbridge: +\series default + Comunica la CPU, tarjeta gráfica, módulos de memoria y el Southbridge. + Últimamente su funcionalidad se integra en el procesador. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +\lang american +I/O Controller Hub +\series default +\lang spanish + o +\series bold +Southbridge: +\series default + Comunica el resto de elementos del sistema. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Itemize + +\series bold +Ranuras de expansión: +\series default + PCI (más antiguo, siendo el más usado un bus de 32 bits a +\begin_inset Formula $\unit[33]{MHz}$ +\end_inset + +), PCI-X (servidores, +\begin_inset Formula $\unit[66]{MHz}$ +\end_inset + + o más) y PCI Express (más rápido, hasta +\begin_inset Formula $\unit[250]{MB/s}$ +\end_inset + + +\lang american +full duplex +\lang spanish + por canal, con ranuras de hasta 16 canales). +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Interfaces de almacenamiento: +\series default + ATA (paralela, hasta +\begin_inset Formula $\unit[133]{MB/s}$ +\end_inset + +), actualmente sustituida por SATA (en serie, hasta +\begin_inset Formula $\unit[150]{MB/s}$ +\end_inset + + en la versión original), y SCSI (paralela), que será sustituida por SAS + (serie). +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Interfaces de audio y red. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Puertos de conexión periféricos +\series default + como USB y Firewire. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Protección de la BIOS: +\series default + La BIOS ( +\lang american +Basic Input/Output System +\lang spanish +) se encarga de arrancar el PC y dar soporte para ciertos dispositivos de + entrada y salida. + También ofrece una interfaz gráfica para configurar parámetros del PC. + Actualmente la BIOS se almacena muchas veces en una Flash, por lo que se + puede actualizar, pero de hacerse incorrectamente podría dejar el equipo + inutilizable hasta cambiar el chip. + Actualmente está siendo sustituida por UEFI ( +\lang american +Unified Extensible Firmware Interface +\lang spanish +). +\end_layout + +\begin_layout Standard +\align center +\begin_inset Graphics + filename image.TZVI9Y.png + width 100text% + +\end_inset + + +\end_layout + +\end_body +\end_document |
