B2-T1 Informatica Básica.pdf

1. Sistemas de Información 1.1. Informática Básica Sistemas de información: conjunto organizado de elementos que interactúan entre sí para recopilar, procesar, almacenar y distribuir datos con el objetivo de satisfacer las necesidades de información de una organización o entidad ○...

1. Sistemas de Información 1.1. Informática Básica Sistemas de información: conjunto organizado de elementos que interactúan entre sí para recopilar, procesar, almacenar y distribuir datos con el objetivo de satisfacer las necesidades de información de una organización o entidad ○ 1.2. Introducción a Sistemas de Información. Enfoques EIS: Alta dirección. Estratégico. A largo plazo. DSS/OLAP: Gestión intermedia. Táctico. A medio/corto plazo. MIS: Reportes gerenciales. Operaciones. Herramienta: PowerBI DSS: Sistema de soporte a la decisión. Es un sistema de información y herramienta de Inteligencia de Negocios que se caracteriza por respaldar a las personas en las actividades relacionadas con la toma de decisiones dentro de las organizaciones OLAP: Procesamiento analítico en línea (online analytical processing, OLAP). Es un método informático que permite a los usuarios extraer y consultar datos de manera fácil y selectiva para analizarlos desde diferentes puntos de vista Es una técnica de análisis para consultar datos en 3 o más dimensiones (el lenguaje sql estándar vale para 2 dimensiones) ○ DataWareHouse(read only): es un sistema que agrega y combina información de diferentes fuentes en un almacén de datos único y centralizado. ○ BBDD especializada en tomar los datos de las aplicaciones transaccionales, hacer la foto y consolidar (ETL: Extracción, Transformación y carga (Load)) Kettle: es un framework/herramienta que permite ejecutar un ETL de forma ordenada. Viene de una suite más completa de Java llamada Pentaho Los cubos OLAP:es una estructura de datos multidimensional que supera las limitaciones de las bases de datos relacionales y proporciona un análisis rápido de datos. ○ sintaxis mdx (multidimensional expressions). Para hacer las consultas ○ operadores: slice, dice, drill up / drill down, roll, pivot  Data Mining: Buscar conocimiento por medio del análisis de datos Técnicas: Redes neuronales , Estadística, Árboles de decisión… ○ Sistema OLAP: método informático que permite a los usuarios extraer y consultar datos de manera fácil y selectiva para analizarlos desde diferentes puntos de vista Tabla de hechos: es una tabla central en un esquema de data warehouse o en una base de datos OLAP que almacena datos cuantitativos o métricas que se analizan y agregan en consultas de análisis. Esta tabla contiene los datos de negocio fundamentales que se analizan en un entorno OLAP Tablas de dimensiones: es una tabla que contiene atributos descriptivos o contextuales que se utilizan para analizar y categorizar los datos almacenados en una tabla de hechos  1.3. Sistemas de numeración Tipos Decimal: del 0 al 9 Binario: 0 y 1 Hexadecimal: del 0 al F Octal: del 0 al 7 A realizar en la clase de prácticas: Sesión práctica de cambios en los sistemas de numeración 1.4. Medidas, numeración Tabla de medidas en Sistema Internacional Atención, que ahora un 1KB son 1000B y no 1024 como lo era antes. Es decir el sistema internacional va en base 10 mientras que ISO/IEC 80000-13 va en base 2  Decimal ISO bit b Byte B Kilo KB Kibibyte Mega MB Mebibyte Giga GB Gigibyte Tera TB Peta PB EXA EB Zeta ZB Yotta YB Bronto ( Fake Unit) BB Geop ( Fake Unit) Geb Rona Todavía no aceptados en ISO keta Todavía no aceptados en ISO Desde Bronto no son medidas oficiales. Son fake units Sistemas de bits: Un sistema de 2 bits es un Crumb Un sistema de 4 bits es un Nibble Un sistema de 5 bits es un Pentabit BCD:es un estándar para representar números decimales en el sistema binario, en donde cada dígito decimal es codificado con una secuencia de 4 bits. Decimal codificado en binario (un solo dígito) Pregunta ¿ En BCD quién es el código 1100? En binario sería un 12, pero BCD solo va de 0-9, por lo cual no existiría Pregunta ¿El número 1111 qué número es en BCD? ○ Sería un error. En decimal como máximo se llega al 9, que sería 1001 Tabla de codificaciones/representaciones (Hay muchos mas como el exceso a 6) Código Aiken: Código de los pesos cambia, ahora es 2421. ○ Muy útil para realizar operaciones de resta y división Exceso a 3: sería solamente sumarle 3 al natural 1.5. Base 64 Es un algoritmo de codificación que permite transformar cualquier carácter de cualquier idioma en un alfabeto que consta de letras, dígitos y signos latinos. El resultado está codificado que no encriptado Toma los bits de 6 en 6. Caracteres posibles (64 códigos) A-Z a-z 0-9 + / Ojo, el carácter = no se considera como un símbolo de la tabla. Como máximo habrá 2 caracteres =, debido a que los datos de entrada se toman de 6 en 6 bits  (Cada letra en binario tiene 8 bits pero los dividimos en bloques de 6 empezando por la izquierda). Ver URL: https://www.base64decode.org/es/ Ver definición y tabla de valores: https://es.wikipedia.org/wiki/Base64 1.6. Transformación a CA1, CA2 Representación del signo Signo(bit) → es un bit adicional. 0 positivo 1 negativos CA1 → cuidado con la doble representación del 0 ○ Se cambia los 0’s por 1's y los 1’s por 0’s ○ Los complementos del número se componen como el negativo del número original  CA2 → CA1 + 1 ○ Es una forma de representar los números negativos en binario ○ Los números en java están representados en CA2  1.7. Representación en como flotante - IEEE 754 Hay que tener en cuenta que esto existe, pero queda muy lejos de ser algo útil para TAI 1.8. Detectar errores.. Métodos para detectarlo (Bit Paridad - Checksum - CRCs, Código Hamming, Código Matemático Golay, Grey, Reed-Solomon) Bit Paridad: es un parámetro opcional que se utiliza en las comunicaciones serie para determinar si el dispositivo remoto está recibiendo correctamente el carácter de datos que se transmite. ○ Detecta los errores, pero no los corrige ○ video explicativo: https://www.youtube.com/watch?v=UdA6ymiaX-k paridad par → se cuentan el número de unos. Si el total es impar, el bit de paridad se establece en uno y por tanto la suma del total anterior con este bit de paridad, daría par. Si el conteo de bits uno es par, entonces el bit de paridad (par) se deja en 0, pues ya es par. paridad impar → Se suman los bits cuyo valor es uno, si da un número impar de bits, entonces el bit de paridad (impar) es cero. Y si la suma de  los bits cuyo valor es uno es par, entonces el bit de paridad (impar) se establece en uno, haciendo impar la cuenta total de bits uno. odd → impar checksum: significa Suma de Comprobación, y se trata de un algoritmo que realiza un hash a un fichero para detectar cambios en su interior.. ○ Un hash o función resumen se trata de un proceso matemático computable mediante el cual se convierte o traduce una serie de elementos de entrada (por ejemplo T) a otra función extracto finita y de longitud fija que será la proyección de ese conjunto (por ejemplo S). ○ md5 ó sha-1 CRCs: verificación por redundancia cíclica. Es un código de detección de errores usado frecuentemente en redes digitales y en dispositivos de almacenamiento para detectar cambios accidentales en los datos ○ basado en el residuo de una división de polinomios Código Hamming → es un código detector y corrector de errores. ○ Se basa en que cada bloque de cinco bits (conocido como penta-bit) tenga exactamente dos unos, asegurando así que tenga una Distancia de Hamming igual a dos. De este modo, la computadora podría detectar posibles errores cuando en su entrada no había exactamente dos unos en cada penta-bit Código matemático Golay Gray → se basa en que 2 datos consecutivos sólo se diferencian en un bit  Reed-Solomon →es un código cíclico no binario y constituye una subclase de los códigos BCH ○ lo usan los CDs y los RAID 1.9. Compresión de datos (sin pérdida) Código Huffman Codificación aritmética y Código LZW: ofrecen mayor capacidad de compresión 1.10. Sistemas de codificación de caracteres Nota: Todos los ficheros son binarios, simplemente que los de texto tienen un formato muy simple Conjunto de caracteres ASCII (7 bits + 1 paridad): ○ 0-31 y 127 → no imprimibles ○ 32-126 → imprimibles ○ No tiene el símbolo del euro, la ñ, vocales con tilde… ○ Tabla ASCII: https://es.wikipedia.org/wiki/ASCII EBDIC ○ Codepage por país ○ ISO 8859-1 (llamado latin-1). Lleva la ñ pero no el Euro ○ ISO 8859-15 lleva el Euro  UTF-8 (el más usado). 8 bit unicode transformation format ○ Cuanto ocupa un carácter: de 1 a 4 bytes, long variable 1 Byte → coincide con el código ASCII > 1 Byte → los caracteres más raros/menos aparecen UTF-16 ○ 1 o 2 palabras de 16 bytes (De 2 a 4 Bytes) UTF-32 ○ es una codificación de longitud fija utilizada para codificar puntos de código Unicode que utiliza exactamente 32 bits  2. Arquitecturas clásicas 2.1. Von Neumann UC + ALU + Registros + 1 única memoria para instrucciones y datos Problemas: Cuellos de botella Seguridad 2.2. Harvard Harvard: Arquitecturas de computadoras que utilizaban memorias físicamente separadas para las instrucciones y para los datos.(cada memoria con su propio bus) Mejora de rendimiento al paralelizar el acceso a datos e instrucciones Mejora de la seguridad  2.3. Taxonomía de Flynn Flujo de instrucciones: Al conjunto de instrucciones secuenciales que son ejecutadas por un único procesador Flujo de datos: es el flujo secuencial de datos requeridos por el flujo de instrucciones SISD(Single Instruction Single Data): Un único flujo de instrucciones sobre un único flujo de datos SIMD(Single Instruction Multiple Data): Un único flujo de instrucciones sobre múltiples flujos de datos. MISD (Multiple Instruction Single Data): Flujo de instrucciones múltiples que trabaja sobre un flujo de datos único MIMD (Multiple Instruction Multiple Data) : flujo de instrucciones múltiple que trabaja sobre un flujo de datos múltiple  2.4. Arquitectura de computadores Antes Memoria caché: tipo de memoria de alta velocidad y pequeña capacidad que se encuentra dentro o cerca del procesador de una computadora. Su propósito es almacenar temporalmente datos e instrucciones que se utilizan con frecuencia para que puedan accederse más rápidamente que si tuvieran que recuperarse desde la memoria principal (RAM) o desde dispositivos de almacenamiento más lentos, como discos duros o unidades de estado sólido (SSD). Cuando quiero almacenar algo mayor que los registros (MB) lo tengo en memoria cache. Niveles de caché. Cuanto mas sube el nivel, mas grande y mas lentos Nivel 1- L1: propia de cada core. También llamada memoria interna, se encuentra en el núcleo del microprocesador. Se utiliza para almacenar y acceder a datos e instrucciones importantes y de uso frecuente, agilizando los procesos, al ser el nivel que ofrece un tiempo de respuesta menor. Se divide en dos subniveles(se encuentran en el núcleo del procesador): ○ Nivel 1 Data Cache: se encarga de almacenar datos usados frecuentemente. ○ Nivel 1 Instruction Cache: se encarga de almacenar instrucciones usadas frecuentemente Nivel 2- L2 (núcleo): Nivel 3-L3:(compartida para todos los núcleos) Nota: L2 y L3 en función de la arquitectura, pueden estar en otros sitios La CPU para comunicarse con el exterior (periféricos, …) se han creado unas circuiterias especiales (chipset norte, Sur) que está conectada a la CPU con distintos cometidos ○ Norte: Directamente integrado en los procesadores. Lo más rápido. función: controlar todo el flujo de datos que va o viene de la CPU hacia la memoria RAM, el bus AGP (antes) o PCIe (ahora) desde la tarjeta gráfica, y también el del propio chipset sur. Conectado a la propia memoria Los discos de ahora SSDD van por este chipset, van conectados los PCI-E  FSB: encargado de conectar la CPU con el Chipset Norte(llevar datos). En las nuevas arquitecturas esto ya se llama QPI(Intel Quick Path Interconnect)→ conecta la CPU con la memoria en la parte de Intel ahora hay DMI (Direct Media Interface) en AMD se llama HyperTransport ○ Sur definición: conjunto electrónico que se encarga de coordinar los diferentes dispositivos de entrada y salida que se puede conectar al ordenador denominado ICH (input Controller hub) en el caso de Intel y FCH (fusión controller hub) para el caso de AMD  2.5. Ciclo de Fetch Nota: Que es un chipset: Conjunto de circuitos integrados que se encuentran en la placa base (tarjeta madre) de una computadora u otro dispositivo electrónico. Responsables de gestionar la comunicación entre el procesador, la memoria, los dispositivos de almacenamiento y otros componentes del sistema. Ahora existe PCH (Platform Controller HUB): evolución del antiguo concepto de Northbridge y Southbridge en los chipsets Ciclo de fetch: Es comúnmente utilizado en el contexto de la arquitectura de computadoras y se refiere al proceso por el cual una CPU (Unidad Central de Procesamiento) recupera instrucciones y datos de la memoria principal (RAM) para su ejecución. El ciclo de fetch típicamente sigue estos pasos:  Fetch (Recuperación): La CPU accede a la dirección de memoria que contiene la siguiente instrucción a ejecutar. Esto implica enviar una señal de solicitud a la memoria principal para recuperar los datos de esa dirección. Decode (Decodificación): Una vez que la instrucción es recuperada de la memoria, la CPU la decodifica para entender qué acción debe realizar. ○ Una instrucción se divide en otras instrucciones más pequeñas (micro instrucción) ○ El Secuenciador lleva a cabo la ejecución de las microinstrucciones Execute (Ejecución): La CPU ejecuta la instrucción, llevando a cabo la operación específica que se indica en la misma. Nota: Store no aparece siempre como fase en el ciclo de fetch Otra definición del ciclo de Fetch: es el periodo de tiempo que tarda la unidad de central de proceso (CPU) en ejecutar una instrucción de lenguaje máquina ○ Instrucción: La orden o comando específico que el procesador debe ejecutar. Estas instrucciones están codificadas en lenguaje de máquina y representan las operaciones fundamentales que puede llevar a cabo el procesador, como sumar dos números, mover datos de un lugar a otro en la memoria, realizar operaciones lógicas, etc ○ Nota: Los datos tienen que estar en la MP En el registro del Contador de Programa (Instruction Pointer) contiene la dirección de memoria de la siguiente(o primera) instrucción a ejecutar Tipos de buses: *Bus de direcciones: Permite que la CPU (Unidad Central de Procesamiento) y otros dispositivos conectados al sistema puedan comunicarse entre sí y acceder a direcciones específicas de memoria *Bus de datos: permitir la transferencia de datos entre diferentes componentes del sistema, como la CPU (Unidad Central de Procesamiento), la memoria y otros dispositivos periféricos. *Control: para transmitir señales de control y sincronización entre los diferentes componentes del sistema  Bus del sistema: conjunto de buses (datos, direcciones y control) que conectan la CPU con la memoria principal y otros dispositivos en el sistema. Facilita la comunicación entre la CPU y otros componentes del sistema. Bus de E/S: para la comunicación entre la CPU y los dispositivos periféricos de entrada/salida, como teclados, ratones, monitores, discos duros, impresoras, etc. Este bus permite que la CPU envíe y reciba datos desde y hacia estos dispositivos Registros de instrucción: ○ RiM: registro temporal para cargar la instrucción ○ RI: Registro de instrucción 2 Registros de propósito general. En una memoria RAM puede haber cualquier cosa, un dato, un número u otra dirección de memoria… En función de lo que se cargue ○ MDR: Memory Data Register ○ MAR: Memory Access Register (direcciones) 2.6. La CPU. Se compone de: UC- ALU - Registros La unidad de control (UC) : ○ carga instrucciones de memoria, decodifica instrucciones, distribuye la ejecución a los elementos apropiados de la CPU, etc. ○ Se encarga de interpretar ordenadamente las instrucciones almacenadas en la memoria para poder ser ejecutadas ○ Secuenciador: es el corazón de la CPU. Es el que sabe ejecutar todas las instrucciones de la CPU. Es el autómata/intérprete ¿Es necesario aprender qué instrucciones usa? ○ Decodificador: Decodifica la instrucción La unidad aritmético lógica (ALU) ○ Realiza operaciones aritméticas y de manipulación de bits ○ Encargada de llevar a cabo las funciones de procesamiento de datos del ordenador  Registros: ○ Pequeña área de almacenamiento de datos ubicada en el interior de la unidad central de procesamiento (CPU). Estos registros son utilizados para almacenar temporalmente datos que están siendo procesados activamente o que son necesarios para realizar operaciones aritméticas y lógicas. ○ Registros de control y estado MAR (Memory Address Register) MDR (Memory Data Register) AC (Acumulador) PC (Program Counter) CIR (Current Instruction Register) 2.7. Enfoques diferentes en el diseño de arquitecturas: RISC vs CISC RISC: las instrucciones son muy pequeñas. Lógica cableada ○ Lo usan los procesadores ARM ○ El secuencializador está hecho a base de puertas lógicas… hardware ○ Se busca que cada instrucción se ejecute en un ciclo ○ Simplificar los registros de propósito general ○ Simplificación de los modos de direccionamiento (5) Nota:Estudiar segunda vuelta Implícito Inmediato: en la instrucción está incluido directamente el operando Directo o Absoluto: El campo de operando en la instrucción contiene la dirección de memoria donde se encuentra el operando → tengo que ir a la dirección de memoria a buscar el dato Es mas lento Indirecto: El campo de operando contiene una dirección de memoria, en la que se encuentra la dirección efectiva del operando  en la dirección 17H no está el dato, sino la dirección donde está el dato Absoluto De Registro → el dato está en un registro ○ Se implementó el estándar RISC-V para que cualquiera se pueda hacer su propio procesador RISC (versión open de RISC) ○ Pipeline o segmentación de instrucciones : fetch - decode - execute (write) Se pueden realizar cosas en paralelo, por lo que el rendimiento es superior ○ Fetch es una instrucción lenta. Pasa de MP a RI. Mientras que se hace una tarea se pueden paralelizar el resto. A esto se le llama segmentación o pipeline. CISC: Tb se le llama lógica programada. Sw que ejecuta las instrucciones ○ Este SW es actualizable ○ Instrucciones más complejas que hacen muchas más cosas ○ Como la familia 8086 ○ Se llama lógica programada. El sw está en el SEC (firmware) CISC RISC Varios formatos de instrucción pocos formatos de instrucción varios tipos de instrucciones de dos instrucciones de almacenamiento almacenamiento(load/store) muchos modos de direccionamiento pocos modos de direccionamiento unidad de control micro programada unidad de control cableada (hardware) (software) temperaturas elevadas temperaturas moderadas consumo de energía elevado bajo consumo de energía una instrucción puede ocupar varios una instrucción por ciclo de reloj ciclos de reloj 2.8. Arquitecturas ARM SoC(System on chip): describe la tendencia cada vez más frecuente de usar tecnologías de fabricación que integran todos o gran parte de los módulos que componen un computador o cualquier otro sistema informático o electrónico en un único circuito integrado o chip. ○ (circuito integrado que tiene todo integrado: memoria, CPU, Registros…. por lo que no se puede ampliar) M1/M2 de Apple ○ RISC puro Alto rendimiento Bajo consumo Especialmente pensado para dispositivos pequeños  2.9. Arduino Plataforma de hardware de código abierto que incluye hardware y software diseñados para facilitar el desarrollo de proyectos electrónicos interactivos. Consiste en placas de circuito impreso con microcontroladores y un entorno de desarrollo integrado (IDE) que facilita la programación de dichos microcontroladores. Sigue la filosofía de Open Hardware 3. Memorias Clasificación de las memorias:  3.1. Caché - SRAM https://es.wikipedia.org/wiki/Cach%C3%A9_(inform%C3%A1tica) De tipo SRAM: Static RAM: tecnología de memoria RAM basada en semiconductores, capaz de mantener los datos, mientras siga alimentada, sin necesidad de circuito de refresco ○ La S viene de Static. ○ De acceso aleatorio ○ Hay memorias que necesitan cierto refresco sino la información se perdería→ memorias dinámicas ○ Las memorias caché no necesitan de este refresco Trabaja a nivel de bloque no de celda Función de correspondencia: al método utilizado para asignar las direcciones de memoria a ubicaciones físicas en el hardware de la memoria(cómo se traducen las direcciones de memoria generadas por el procesador en direcciones físicas en los chips de memoria RAM). ○ ○ Directa : cada dirección de memoria se asigna directamente a una ubicación específica en la memoria RAM operación mod ○ Asociativa : la memoria utiliza una tabla de búsqueda para comparar la dirección deseada con todas las direcciones almacenadas en la tabla. Si encuentra una coincidencia, accede a la ubicación de memoria correspondiente ○ Asociativo por conjuntos : Mix de las 2 anteriores La memoria se divide en conjuntos, y cada conjunto contiene varias líneas de memoria. Las direcciones de memoria se asignan a conjuntos  específicos, y luego se busca la ubicación dentro de ese conjunto utilizando una función asociativa. ○ Política de sustitución : FIFO (First In, First Out): reemplaza los datos que han estado en la memoria por más tiempo. LRU (Least Recently Used - Menos Recientemente Usado): reemplaza los datos que no se han utilizado durante el período más largo de tiempo. LFU (Least Frequently Used - Menos Frecuentemente Usado): se reemplazan los datos que se han utilizado menos veces. Se mantiene un contador de cuántas veces se accede a cada bloque de datos y se reemplaza el que se ha accedido menos veces. Random: ○ Política de actualización : Write through ( escritura directa/inmediata ): mantiene la coherencia. Se escribe a la vez en memoria caché y en MP Write back (escritura diferida): El bloque donde se escribió queda marcado con un bit llamado bit de basura. Cuando se reemplaza por política de reemplazamiento se comprueba si el bit se encuentra activado. si lo está, es escribe la información de dicho bloque en MP 3.2. DRAM Definición: es un tipo de tecnología de memoria de acceso aleatorio (RAM) basada en condensadores, los cuales pierden su carga progresivamente, necesitando de un circuito dinámico de refresco que, cada cierto período, revisa dicha carga y la repone en un ciclo de refresco Latencia CAS : es el tiempo (en número de ciclos de reloj) que transcurre entre que el controlador de memoria envía una petición para leer una posición de memoria y el momento en que los datos son enviados a los pines de salida del módulo. Dinámica: necesitan refresco ○ Se pierden ciclos de reloj Memoria SDRAM → S= síncrona (Synchronous) De acceso aleatorio 3.3. DDR: Double Data Rate Es una evolución de la SDRAM que puede transferir datos dos veces por ciclo de reloj, lo que la hace aún más rápida. transmitir datos por 2 canales distintos en un mismo ciclo de reloj, tanto por el flanco de subida como por el de bajada Tipos ○ DDR SDRAM: 168 contactos ○ RAM DDR: 184 pines ○ RAM DDR2: 240 pines ○ RAM DDR3 : 240 pines ○ RAM DDR4: 288 pines ○ RAM DDR5: 288 pines  3.4. SDRAM versión más rápida de la DRAM que sincroniza su velocidad con el reloj del sistema Permite un acceso más rápido a los datos y se utiliza comúnmente en computadoras personales y servidores 3.5. LPDDR (Low Power DDR - DDR de Bajo Consumo): Versión de baja potencia de DDR SDRAM que se utiliza comúnmente en dispositivos móviles y otros dispositivos alimentados por batería. 3.6. Portátiles SO-DiMM: (small outline dual in-line memory module) Tamaño más compacto que suelen emplearse en computadores PDA y portátiles, aunque se usan para sustituir a los SIMM/DIMM en impresoras de gama alta y tamaño reducido y en equipos con placa base en formato Mini-ITX. 3.7. Memoria volátil: NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory) Memoria que combina características de la memoria RAM (Random Access Memory) y la memoria no volátil, lo que significa que retiene la información incluso cuando se corta la alimentación eléctrica.. La información que almacena es utilizada por el SO o firmware del dispositivo para que, durante el proceso de arranque, se pueda cargar la configuración básica de funcionamiento del dispositivo.  3.8. Virtualización Este punto se ampliará en el tema de virtualización Soporte HW en las cpu ○ INTEL → VT-X ○ AMD → AMD-V 3.9. Parámetros de memoria (ver en segunda vuelta) tCAS → latencia tRCD → RAS to cost delay tRP →> RAS precharge tRAS→ RAS active time 3.10. Que es un ciclo de reloj Unidad básica de tiempo utilizada para sincronizar y controlar las operaciones en un procesador. Cada vez que la RAM recibe información, esta queda en cola hasta que empieza un ciclo de reloj para poder procesarlo. El acceso a la memoria tiene las siguientes etapas: 1. RAS: Se le dice a la RAM que fila del almacenamiento debe seleccionar 2. CAS: Se le dice a la RAM que columna debe seleccionar 3. PRE: Se le dice a la memoria que empiece a cargar la siguiente fila. No se puede comenzar un nuevo paso RAS hasta que no termine PRE 4. DATOS: Donde o se le da los datos a la RAM, o la RAM se da datos almacenados al procesador 3.11. Tipos de módulos de memoria MMU (Memory Management Unit): Componente del hardware de una computadora que se encarga de manejar la traducción de direcciones virtuales a direcciones físicas en la memoria RAM. TLB (Translation Lookaside Buffer): La TLB es una memoria caché especializada que se encuentra dentro de la MMU. Almacena las traducciones de direcciones virtuales a direcciones físicas de memoria ayuda a mejorar el rendimiento del sistema al reducir la cantidad de accesos a memoria principal necesarios para la traducción de direcciones virtuales a físicas Tipos de memoria: DIMM (Dual In-line Memory Module): SODIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module): versión más pequeña de DIMM, diseñada para su uso en dispositivos portátiles y computadoras de factor de forma pequeño. RIMM (Rambus Inline Memory Module): diseñado específicamente para trabajar con la tecnología RDRAM (Rambus Dynamic Random Access Memory). UDIMM (Unbuffered DIMM): no tiene ningún búfer o registro entre la memoria y el controlador de memoria. RDIMM (Registered DIMM): incluye un búfer o registro entre la memoria y el controlador de memoria. SIMM: reemplazados por los módulos DIMM y otros tipos más modernos ○ 30,72 contactos TPM : es un componente de hardware utilizado para proporcionar seguridad (encriptado/criptografía)en sistemas informáticos. Este chip se encuentra integrado en la placa base de la computadora y realiza varias funciones relacionadas con la seguridad y la autenticación. Obligatorio en win 11 4. Arquitecturas Actuales 4.1. La placa base: Su principal función es servir de vía de comunicación entre los componentes (microprocesador, tarjetas de expansión, memoria, etc), proporcionando las líneas eléctricas necesarias y las señales de control para que todas las transferencias de datos se lleven a cabo de manera rápida y fiable En el zócalo de procesador es donde se pone la CPU Ranuras memoria (por norma general 2-4 slots) Bateria → es la pila para mantener entre otras fecha, hora… El ventilador es para refrescar la CPU ○ Pasta térmica  NorthBridge y SouthBridge → son mini CPUs especializados en realizar ciertas tareas. En ellas delega la CPU principal GPU es una tarjeta gráfica. Gran potencia de cálculo BIOS : PAra que el ordenador arranque El Reloj : no hay solo uno. Uno está dentro de la propia CPU ○ Sincronía: el reloj (de fuera de la CPU) de la placa marca una serie de velocidades a unos componentes. Deben de estar sincronizados. Orquestador ○ La CPU tiene otro dentro muchísimo mas rápido ○ El reloj de la CPU es mega rápido VRM : regular y suministrar el voltaje necesario para alimentar el procesador (CPU) u otros componentes del sistema que requieren un suministro de energía específico. Nota: Multicore: arquitectura de procesador en la que un solo chip de procesador contiene múltiples núcleos de procesamiento independientes (cores). 4.2. BIOS vs UEFI Firmware utilizados para inicializar y configurar el hardware de una computadora antes de cargar el sistema operativo. ○ Sistema básico de arranque. Modos de particionamiento: ○ MBR: BIOS se encuentra en el primer sector del disco duro y contiene la información de inicio del disco y la tabla de particiones. incapacidad de manejar discos duros de más de 2 TB ○ GPT: UEFI estándar de partición más reciente y avanzado diseñado para superar las limitaciones del MBR Tabla comparativa BIOS (Basic Input Output System) UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) Iniciar, configurar y comprobar el escrito en C hardware seleccionar la unidad de arranque diseño más amable, permitir incluir animaciones, sonidos usar el ratón iniciar el sistema operativo se puede conectar a Internet para actualizarse normalmente se ejecutan 16 bits se ejecuta en 32 o 64 bits cede el control al sistema operativo arranque más rápido 4.3. Velocidades de memoria Registros Cache RAM USB Discos Duros ( hay salvedades) Cintas  4.4. Subsistema de I/O Compuesto por : Procesadores de entrada/salida Controladores de periféricos Los propios periféricos Modos de E/S Por polling o encuesta : La CPU sondea periódicamente al dispositivo para ver su estado Por interrupciones (IRQ), directamente a la CPU. Teclado o ratón Por Acceso Directo a Memoria (DMA). Los dispositivos son capaces de operar directamente sobre la memoria sin intervención de la CPU salvo al comienzo o final de la operación. 4.5. Buses Bus PCI : 32 bits paralelo, half duplex ○ PCI-X (deprecado) : Paralelo, half duplex, no negocia velocidades por cada dispositivo por lo que son tan rápidos como el dispositivo más lento conectado a ellos , ranuras más grandes ○ PCI-e : añade control de integridad, full-duplex, negocia la velocidad por cada dispositivo, ranuras de tamaño variable (x1,x4,x8,x16,x32) SAS (Serial Attached SCSI) : Alternativa serie a SCSI, mejor rendimiento y mayor escalabilidad. ○ Un disco SATA pueda ser utilizado por una controladora SAS pero no al revés SATA (Serial AT Attachment): interfaz bidireccional al igual que PCI-e pensada principalmente para conectar dispositivos de almacenamiento  M.2 ○ Factor de forma más pequeño que SATA ○ Interfaz de alto rendimiento para memoria Flash ○ Soporta interfaces USB y PCIe ¿Qué es NVMe?Non Volatile Memory Express ○ Protocolo de comunicación diseñado específicamente para dispositivos de almacenamiento de estado sólido (SSDs) de alto rendimiento 4.6. NOTAs Aunque se diga que una máquina es de 64 bits, realmente no lo están usando ○ ○ Que una máquina sea de 64 bits quiere decir que los registros de la CPU son de ese tamaño, por lo que el bus de datos también es de 64 bits. Esto es el ancho de palabra (word). En este caso es de 64 bits En computación cuántica se utiliza el qubit ○