Sistema operativo y conceptos básicos

Software

El Software o programaje son las instrucciones codificadas electrónicamente que dirigen a la computadora para realizar las funciones que desea el usuario. Es todo aquello que NO es físico. Incluye los programas y los lenguajes simbólicos en que están escritos.

Programa.- Es una secuencia de instrucciones que permiten realizar una tarea. Para la computadora se escriben utilizando lenguajes especiales, especificando todas las operaciones y el orden de ejecución.

Lenguaje de Máquina.- Las computadoras sólo conocen intrínsecamente un lenguaje, llamado Lenguaje de Máquina, formado exclusivamente por Unos y Ceros (Sistema Numérico Binario). Este lenguaje es difícil de manejar para las personas en general.

Lenguaje Ensamblador.- Para facilitar la programación, cada código se representa mediante Palabras Simbólicas (o Mnemónicos) y los operandos se pueden expresar en notación decimal o hexadecimal que es más compacta que la binaria. A este nuevo lenguaje se le llama Lenguaje Ensamblador.

Lenguaje de Alto Nivel.- Para facilitar la tarea de diseñar programas, se desarrollaron lenguajes llamados de Alto Nivel, en los que las instrucciones son más comprensibles para las personas. Cuentan con un conjunto de símbolos y reglas de sintaxis fino, que no dependen del tipo de computadora.

Sistema de cómputo

Se le llama sistema de cómputo a la configuración completa de una computadora: Hardware, Software y periféricos. Solo de esta manera es de provecho para el usuario.

Memoria

La memoria es el dispositivo por el cual la PC, puede guardar información de manera permanente o parcialmente, y en ella puede desarrollar distintas funciones. Dentro de estas podemos nombrar cálculos, guardar información, dibujar algo en pantalla guardando ésta antes de pintarla, etc. Sin memoria, nuestras PC's serían inútiles.

Usualmente un sistema tiene algún tipo de tablero de circuitos primario. Muchos sistemas tienen "motherboard" (tarjeta madre), el cual contiene ranuras para expansión. Otros sistemas adoptaron el diseño "backplane", en el cual el tablero primario de circuitos es una tarjeta conectada en una ranura de expansión. En cada caso, el circuito primario contiene el procesador del sistema y una cantidad de memoria instalada.

Algunos procesadores, tal como el 386SLC, 486 y 586, tienen un caché de alto rendimiento interconstruido dentro del procesador. Estos sistemas pueden tener memoria caché adicional en el "motherboard" para tener todavía un más alto rendimiento.

Existen tres tipos de memoria:

- La memoria RAM

- La memoria ROM

- Auxiliar o secundaria

La memoria más importante es la RAM (Random Access Memory) o memoria de acceso aleatorio, es decir, es la memoria de lectura y escritura ya que las instrucciones que recibe la computadora y la información que ésta procesa se guardan en ella, pero esta memoria posee un rasgo de capital importancia; si la máquina se apaga lo que se encuentra en la memoria se pierde. Este tipo de memoria puede ser instalada físicamente en varias formas en el "motherboard". Mucho sistemas modernos ahora usan un paquete de memoria llamado SIMM (Singe In-line Memory Module). Estos módulos combinan varios chips en un

pequeño tablero de circuitos que es conectado en un "socket" que los retiene. Esta imagen describe estos dispositivos y muestra como están física y lógicamente organizados en un sistema.

Hoy en día podemos encontrarlas de 30 contactos (8 bits) y que miden unos 9 cm., 72 (32 bits) y con una longitud de casi 11cm., y 168 (64 bits) y casi 13 cm. Las dos primeras reciben el nombre de SIMM y funcionan a 5V, y la última es conocida como DIMM puede trabajar a 3,3V ó a 5V, dependiendo del tipo.

La siguiente distinción por orden de importancia sería el tipo, en orden a su antigüedad, esta puede ser DRAM, Fast Page (o FPM), EDO ó SDRAM. Es importante consultar el manual de la placa base para saber que tipos soporta.

El tipo SDRAM sólo se encuentra en formato DIMM, y puede ser Buffered o Unbuffered, y trabajar a 3,3 o a 5V. Además, no todas las placas base soportan todas estas combinaciones, algunas por ejemplo sólo soportan módulos de 3,3V. Afortunadamente, hay una muesca en estas memorias que impide conectar un módulo en un zócalo para el que no ha sido diseñado.

Otra característica importante es la paridad, esta característica actualmente está en desuso, pero puede ser fuente de problemas, ya que algunas placas no soportan esta característica, mientras otras (pocas) sólo funcionan con ella. Saber si un módulo posee o no paridad es relativamente fácil, basta con contar el número de chips (circuitos integrados) que hay en el circuito impreso. Si es impar entonces es memoria con paridad.

Por último nos queda comentar el tiempo de acceso, éste cuanto más pequeño sea, mejor.

Si hablamos de módulos SIMM, dependiendo de su antigüedad, son normales tiempos de 80, 70, 60 ó incluso 50 ns. En las memorias DIMM SDRAM, suelen ser habituales tiempos de alrededor de 10 ns.

También es importante señalar la máxima frecuencia a la que pueden trabajar. En este aspecto se debe recordar que el único diseño capaz de trabajar a 100 Mhz es el tipo SDRAM.

En cuanto a capacidades las más habituales son las de 256Kb, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 y 128Mb, aunque no todas pueden estar soportadas por nuestra placa base, por ejemplo los módulos de 2 Mb no suelen ser habituales, y los de 256Kb y 1Mb sólo están en formato de 30 pins, y los módulos DIMM empiezan a partir de 16 Mb.

También hay que entender que el bus de datos del procesador debe coincidir con el de la memoria, y en el caso de que no sea así, esta se organizará en bancos, habiendo de tener cada banco la cantidad necesaria de módulos hasta llegar al ancho buscado.

Por tanto la computadora sólo trabaja con bancos completos, y éstos sólo pueden componerse de módulos del mismo tipo y capacidad.

Memoria caché La memoria caché de segundo nivel (L2) es una memoria muy rápida llamada SRAM (RAM estática) que se coloca entre la memoria principal y la CPU y que almacena los últimos datos transferidos. El procesador, como en los casos de caché de disco, primero consulta a dicha memoria intermedia para ver si la información que busca está allí, en caso afirmativo podemos trabajar con ella sin tener que esperar a la más lenta memoria principal. Dicha memoria sólo se usa como caché debido a que su fabricación es muy cara y se emplea en módulos de poca capacidad como 256 ó 512 Kb. No hay que confundir nunca la memoria de segundo nivel con la de primer nivel (L1) ya que esta suele ir integrada dentro del procesador, y suele ser de menor capacidad, aunque evidentemente dispone de un acceso mucho más rápido por parte de la CPU.

Su implementación en la placa base puede ser o bien colocar los chips directamente en ella, mediante zócalos o con soldadura directa, o en unos módulos parecidos a los SIMM's llamados COAST, de más fácil actualización.

  Nota Hemos de distinguir entre la memoria principal, la memoria caché, y la memoria de Vídeo. La primera se emplea para poder ejecutar mayores y más programas al mismo tiempo, la segunda para acelerar los procesos de la C.P.U, y la tercera nos permite visualizar modos de mayor resolución y con más colores en el monitor, así como almacenar más texturas en tarjetas 3D.

Existe otro tipo de memoria llamada ROM (Read Only Memory). La memoria ROM esta reservada a ciertas instrucciones importantes para el funcionamiento de la computadora. Estas instrucciones son introducidas al fabricar el equipo y el usuario no puede modificar estas ordenes. Un ejemplo es el BIOS (Basic Input / Output Service). Este programa puede ser intercambiable en algunos sistemas.

Memoria secundaria; ya que el contenido de la memoria principal (RAM) se pierde al apagar la computadora, se requiere de medios de almacenamiento de nuestra información para su uso posterior. Esto se lleva a cabo almacenando la información en medios de memoria externa; es decir, en discos flexibles, discos fijos (duros), cintas magnéticas,...,etc.

La memoria se mide en bytes. Un byte (que es una serie de 8 bits) equivale a un carácter individual (por ejemplo "A" o "!"). Un kilobyte (Kb) equivale aproximadamente a 1000 bytes y un Megabyte (Mb) a 1 000 000 bytes. De esta manera la expresión 640 Kb significa que la capacidad de almacenamiento es de 640 000 caracteres aproximadamente.

Arranque del sistema o encendido de la computadora

Al encendido de un computadora se le denomina frecuentemente carga o arranque del sistema (boot). El arranque se refiere al proceso de encender una computadora y arrancar el sistema operativo. Al encender la máquina se efectúa la rutina de pasos siguientes:

1. - La Unidad Central de Procesamiento (CPU) examina la memoria ROM buscando sus primeras instrucciones.

2. - Se ejecuta el diagnóstico de autoprueba de encendido para verificar que no existan problemas en el sistema.

3. - Se verifica la cantidad de memoria RAM disponible.

4. - Las instrucciones ROM indican al CPU que busque la información de arranque del sistema ya sea en disco flexible o en disco duro.

5. - Se carga en RAM el sistema operativo y éste asume el control del sistema de computación.

Al término de esta secuencia, la computadora queda lista para recibir órdenes del usuario.