MANUAL DE CATEDRA PROCESAMIENTO DE DATOS I

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA RIOJA INGENIERIA EN SISTEMAS Y LICENCIATURA EN SISTEMAS MANUAL DE CATEDRA PROCESAMIENTO DE DATOS I DOCENTES TITULAR: LIC. MARCELO MARTINEZ ADJUNTO: ING. CLAUDIA CESARINI J.T.P: ING. FERNANDO SANCHEZ AÑO 2003

2 INDICE GENERAL BOLILLA I: LA COMPUTADORA...4 INDICE...5 INTRODUCCIÓN...12 LA COMPUTADORA...13 CONCEPTO:...13 FUNCIONES Y ACCIONES:...13 Para qué sirve una computadora?:...13 Computadora y Circuitos:...14 HARDWARE Y SOFTWARE:...14 Arquitectura - Componentes Básicos:...15 BUSES DE COMPUTADORAS:...16 Buses síncronos y asíncronos:...18 Canales de e/s...20 SISTEMA OPERATIVO...23 CONCLUSIÓN...25 BOLILLA II (Parte 1): EL NIVEL DE LOGICA DIGITAL...26 INDICE...27 INTRODUCCIÓN...34 EL NIVEL DE LOGICA DIGITAL...35 COMPUERTAS Y ALGEBRA BOOLEANA...35 CIRCUITOS DIGITALES BÁSICOS...44 MEMORIA...57 MICROPROCESADORES y BUSES...66 CONCLUSIÓN...79 BOLILLA II (Parte 2): EL NIVEL DE MICROPROGRAMACIÓN...80 INDICE...81 INTRODUCCIÓN...88 EL NIVEL DE MICROPROGRAMACIÓN...89 REPASO SOBRE EL NIVEL DE LÓGICA DIGITAL...90 UNA MICROARQUITECTURA TIPICA...96 UNA MACROARQUITECTURA TIPICA MICROPROGRAMACIÓN: UN EJEMPLO EL DISEÑO DEL NIVEL DE MICROPROGRAMACIÓN CONCLUSIÓN BOLILLA II (Parte 3): EL NIVEL DE MAQUINA CONVENCIONAL INDICE INTRODUCCIÓN EL NIVEL DE MÁQUINA CONVENCIONAL

3 EJEMPLOS DEL NIVEL DE MAQUINA CONVENCIONAL FORMATOS DE INSTRUCCIÓN Tipos de Instrucciones Flujo De Control CONCLUSIÓN BOLILLA III: ARQUITECTURA DEL PROCESADOR INDICE INTRODUCCIÓN ARQUITECTURA DEL PROCESADOR ESTRUCTURA GENERAL DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DE UN PROCESADOR Microprocesadores EJECUCIÓN DE LAS INSTRUCCIONES ORGANIZACIÓN DE LA CPU LA UNIDAD ARITMÉTICA Y LÓGICA LA UNIDAD DE CONTROL FASE DE BÚSQUEDA DE LA INSTRUCCIÓN FASE DE BÚSQUEDA O ALMACENAMIENTO DEL OPERANDO FASE DE PREPARACIÓN DE LA SIGUIENTE INSTRUCCIÓN INSTRUCCIÓN DE RUPTURA DE SECUENCIA EL CANAL LAS UNIDADES PERIFÉRICAS INTERRUPCIONES CONCLUSIÓN BOLILLA IV: MEMORIA INDICE INTRODUCCIÓN MEMoRia DIRECCIONES DE MEMORIA ORDENAMIENTO DE BYTES CÓDIGOS CORRECTORES DE ERRORES CLASIFICACIÓN Y ORGANIZACIÓN DE LAS MEMORIAS PARáMETROS y CARACTERíSTICAS MáS IMPORTANTES DE UNA MEMORIA 228 CONCLUSIÓN BOLILLA V: EL NIVEL DEL LENGUAJE ENSAMBLADOR INDICE INTRODUCCIÓN EL NIVEL DEL LENGUAJE ENSAMBLADOR INTRODUCCIÓN AL LENGUAJE ENSAMBLADOR EL PROCESO DE ENSAMBLAJE MACrOS MONTAJE (LINKING) y CARGA

4 CONCLUSIÓN BOLILLA VI (Parte 1): PERIFÉRICOS INDICE INTRODUCCIÓN PERIFÉRICOS RESEÑA HISTÓRICA INTRODUCCIóN PERlFERICOS DE ENTRADA: PERIFERICOS DE SALIDA: PERIFERICOS DE COMUNICACION CONCLUSIóN CONCLUSIÓN BOLILLA VI (PARTE 2): TÉCNICAS Y DISPOSITIVOS DE ENTRADA SALIDA INDICE INTRODUCCIÓN TECNICAS Y DISPOSITIVOS DE ENTRADA / SALIDA (Input / Ouput) Dispositivos de fichas y de banda perforada Dispositivos de soporte magnético Impresoras Plotter La pantalla Terminales Procesos de comunicación para la transmisión de datos a distancia Otros periféricos Técnicas de entrada/salida (input/output) GLOSARIO CONCLUSIÓN CONCLUSIÓN FINAL BIBLIOGRAFÍA

5 BOLILLA I: LA COMPUTADORA 4

6 INDICE INDICE GENERAL...1 BOLILLA I: LA COMPUTADORA...4 INDICE...5 INTRODUCCIÓN...12 LA COMPUTADORA...13 CONCEPTO:...13 FUNCIONES Y ACCIONES:...13 Para qué sirve una computadora?:...13 Computadora y Circuitos:...14 HARDWARE Y SOFTWARE:...14 Software:...14 Al software se lo clasifica en dos grupos:...14 Hardware:...15 Arquitectura - Componentes Básicos:...15 Unidad de Control:...15 Unidad aritmético-lógica:...15 Memoria:(Memoria Central)...15 Periféricos:...15 Núcleo de la computadora:...15 BUSES DE COMPUTADORAS:...16 Buses síncronos y asíncronos:...18 Arbitraje del bus:...19 Ejemplo de encadenamiento margarita:...19 Solicitud del Bus...19 Dispositivos de E/S...19 Manejo de interrupciones:...20 Canales de e/s...20 TECNOLOGÍA DE CANALES:...21 TIPOS DE CANALES:...21 Multiplexor:...21 Selector...22 Multipexor por bloques:...22 Spoll:...22 SISTEMA OPERATIVO...23 Introducción:...23 QUÉ ES UN SISTEMA OPERATIVO?...24 CONCLUSIÓN...25 BOLILLA II (Parte 1): EL NIVEL DE LOGICA DIGITAL...26 INDICE...27 INTRODUCCIÓN...34 EL NIVEL DE LOGICA DIGITAL...35 COMPUERTAS Y ALGEBRA BOOLEANA...35 Compuertas...35 Algebra booleana...37 Implementación de funciones booleanas

7 Equivalencia entre circuitos...40 CIRCUITOS DIGITALES BÁSICOS...44 Circuitos integrados...44 Circuitos combinacionales...47 Multiplexores...47 Decodificadores...49 Comparadores...51 Arreglos (matrices) lógicos programables...51 Circuitos aritméticos...53 Registros de corrimiento...53 Sumadores...54 Unidades aritméticas y lógicas...55 Relojes...55 MEMORIA...57 Biestables...57 Bieslables SR sincronizados...59 Biestables D sincronizados...59 Flip-flops y registros...59 Registros...60 Organización de las memorias...61 Propiedades de las memorias...64 MICROPROCESADORES y BUSES...66 Microprocesadores...66 Buses de computadora...68 Buses síncronos...70 BUSES ASINCRONOS...73 Arbitraje del bus...74 Manejo de interrupciones...77 CONCLUSIÓN...79 BOLILLA II (Parte 2): EL NIVEL DE MICROPROGRAMACIÓN...80 INDICE...81 INTRODUCCIÓN...88 EL NIVEL DE MICROPROGRAMACIÓN...89 REPASO SOBRE EL NIVEL DE LÓGICA DIGITAL...90 Registros...90 Buses...90 Multiplexores y decodificadores...92 Unidades aritméticas y lógicas y registros de corrimiento...92 Relojes...93 Memoria principal...94 Encapsulado de los componentes...95 UNA MICROARQUITECTURA TIPICA...96 La ruta de datos...96 Microinstrucciones...98 Cronología de las microinstrucciones Secuenciamiento de las microinstrucciones UNA MACROARQUITECTURA TIPICA Pilas

8 El juego de macroinstrucciones MICROPROGRAMACIÓN: UN EJEMPLO El lenguaje micro ensamblador El ejemplo de microprograma Observaciones sobre el microprograma Perspectivas EL DISEÑO DEL NIVEL DE MICROPROGRAMACIÓN Microprogramación horizontal frente a microprogramación vertical Nanoprogramación Mejora del rendimiento Memoria caché CONCLUSIÓN BOLILLA II (Parte 3): EL NIVEL DE MAQUINA CONVENCIONAL INDICE INTRODUCCIÓN EL NIVEL DE MÁQUINA CONVENCIONAL EJEMPLOS DEL NIVEL DE MAQUINA CONVENCIONAL FORMATOS DE INSTRUCCIÓN Criterios de diseño de formatos de instrucción Códigos de operación con extensión Ejemplos de formatos de instrucciones La PDP Direccionamiento Direccionamiento inmediato Direccionamiento directo Direccionamiento de registros Direccionamiento indirecto Indexación Direccionamiento por medio de pilas Notación polaca inversa Evaluación de fórmulas en la notación polaca inversa Algoritmo Algoritmo Ejemplos de direccionamiento Direccionamiento en la PDP Tipos de Instrucciones Instrucciones de movimiento de datos Operaciones binarias Operaciones unarias Comparaciones y Saltos Condicionales Instrucciones de llamada a procedimiento Control de iteraciones Entrada / salida Flujo De Control Flujo de control secuencial y saltos Procedimientos Corrutinas

9 Desvios Interrupciones ACCIONES DE HARDWARE ACCIONES DE SOFTWARE CONCLUSIÓN BOLILLA III: ARQUITECTURA DEL PROCESADOR INDICE INTRODUCCIÓN ARQUITECTURA DEL PROCESADOR ESTRUCTURA GENERAL DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DE UN PROCESADOR Microprocesadores EJECUCIÓN DE LAS INSTRUCCIONES ORGANIZACIÓN DE LA CPU LA UNIDAD ARITMÉTICA Y LÓGICA LA UNIDAD DE CONTROL FASE DE BÚSQUEDA DE LA INSTRUCCIÓN FASE DE BÚSQUEDA O ALMACENAMIENTO DEL OPERANDO Caso de búsqueda del operando, seguido de procesamiento: Caso de almacenamiento del operando: FASE DE PREPARACIÓN DE LA SIGUIENTE INSTRUCCIÓN INSTRUCCIÓN DE RUPTURA DE SECUENCIA EL CANAL LAS UNIDADES PERIFÉRICAS INTERRUPCIONES CONCLUSIÓN BOLILLA IV: MEMORIA INDICE INTRODUCCIÓN MEMoRia DIRECCIONES DE MEMORIA ORDENAMIENTO DE BYTES CÓDIGOS CORRECTORES DE ERRORES CLASIFICACIÓN Y ORGANIZACIÓN DE LAS MEMORIAS PARáMETROS y CARACTERíSTICAS MáS IMPORTANTES DE UNA MEMORIA 228 Capacidad Formas de acceder a las posiciones de memoria Memorias de acceso aleatorio (RAM = Ramdom Acess Memory) Estructura de una RAM semiconductora Pastillas de memoria en paralelo Memorias pasivas Memorias de acceso serie Memorias asociativas MODOS DE DIRECCIONAMIENTO Modo de direccionamiento directo Modo de direccionamiento indirecto

10 Modo de direccionamiento relativo Modo de direccionamiento indexado Modo de direccionamiento por registro indirecto Otros modos de direccionamiento CONCLUSIÓN BOLILLA V: EL NIVEL DEL LENGUAJE ENSAMBLADOR INDICE INTRODUCCIÓN EL NIVEL DEL LENGUAJE ENSAMBLADOR INTRODUCCIÓN AL LENGUAJE ENSAMBLADOR Qué es un lenguaje ensamblador? Formato de una sentencia en lenguaje ensamblador Comparación entre el. lenguaje ensamblador y los lenguajes de alto nivel Afinación de programas EL PROCESO DE ENSAMBLAJE Ensambladores de dos pasadas La primera pasada La segunda pasada La tabla de símbolos MACrOS Definición, llamada y expansión de una macro Macros con parámetros Implementación de macros en un ensamblador MONTAJE (LINKING) y CARGA Tareas realizadas por el programa ensamblador Estructura de un módulo objeto Tiempo de ligadura y reubicación dinámica Enlace dinámico CONCLUSIÓN BOLILLA VI (Parte 1): PERIFÉRICOS INDICE INTRODUCCIÓN PERIFÉRICOS RESEÑA HISTÓRICA INTRODUCCIóN PERlFERICOS DE ENTRADA: TECLADO: Cuidados y advertencias MOUSE (RATON) Tipos de ratones Ratones Inalámbricos Ratones Estacionarios PANTALLAS TÁCTILES: BOLAS GIRATORIAS:

11 ESCANER Profundidad de color Tipos de escáner: Escáner de mano: Ventaja: Desventajas: Escáner de Sobremesa: Ventajas: Desventajas: Escáner de Rodillo: Calibración LECTORES DE CODIGO DE BARRA TABLETA DIGITALIZADORA LECTORES DE TARJETAS MAGNETICAS LAPIZ OPTICO: PERIFERICOS DE ALMACENAMIENTO: Discos Discos flexibles Fiabilidad del soporte Facilidad de manejo y almacenamiento Disco flexible de 5 1/4 pulgadas Disco flexible de 3 1/2pulgadas Disco duro Discos opticos: Cintas magneticas: DVD: Prestaciones del DVD: El disco por dentro: La compresión MPEG-2: El futuro del DVD: PERIFERICOS DE SALIDA: PANTALLAS DE SISTEMAINFORMATICO (Monitor): Impresoras Impresoras con cinta entintada: Impresora de Bola: Impresoras de agujas: Impresoras sin cinta entintadas: Impresoras térmicas: Impresoras de inyección de tinta: Impresoras láser: Impresoras Láser de color: PERIFERICOS DE COMUNICACION MODEM Aspectos técnicos Como usar la Tecnología 56K CONCLUSIóN CONCLUSIÓN BOLILLA VI (PARTE 2): TÉCNICAS Y DISPOSITIVOS DE ENTRADA SALIDA INDICE

12 INTRODUCCIÓN TECNICAS Y DISPOSITIVOS DE ENTRADA / SALIDA (Input / Ouput) Dispositivos de fichas y de banda perforada Dispositivos de soporte magnético Impresoras Plotter La pantalla Terminales Procesos de comunicación para la transmisión de datos a distancia Otros periféricos Técnicas de entrada/salida (input/output) Polling (interrogatorio de tráfico) Interrupciones (interrupts) Transferencia DMA GLOSARIO CONCLUSIÓN CONCLUSIÓN FINAL BIBLIOGRAFÍA

13 INTRODUCCIÓN 12

14 APUNTES DE CATEDRA CARRERA: Cátedra: Profesor: AÑO: LICENCIATURA EN ANALISIS DE SISTEMAS INGENIERIA EN SISTEMAS Procesamiento De Datos I Lic. Marcelo Martinez 2003 LA COMPUTADORA CONCEPTO: Máquina capaz de realizar y controlar a gran velocidad cálculos y procesos complicados que requieren una toma rápida de decisiones mediante la aplicación sistemática de criterios preestablecidos. La computadora se la relaciona a un cerebro electrónico, teniendo en cuenta que debe ser programada para cada tarea que se requiera. La computadora puede recibir diversos nombres. El término computadora procede del inglés (computer) y significa máquina de computar o calcular. Del término francés ordinateur procede la denominación de Ordenador que se refiere a la tarea de poner en orden la información. Son dos perspectivas distintas y complementarias. También recibe el nombre de cerebro electrónico. FUNCIONES Y ACCIONES: La computadora tiene una estructura mecánica que permite realizar operaciones a gran velocidad, la celeridad con que elabora sus cálculos es sorprendente. La velocidad operativa se mide en millones de operaciones por segundo. Además de la actividad de realizar cálculos numéricos, realiza otro tipo de tarea que consiste en el manejo de los Procesos. La computadora trata diversas informaciones, las ordena y combina apropiadamente según las indicaciones de un programa. Por ej.: la realización de un censo de la población, la confección de la nómina o el tratamiento de texto. Los cálculos y procesos que lleva a cabo la computadora son complicados en el sentido que resultan prolijos, largos y que exigen una gran precisión, y suponen por ello un gran esfuerzo por parte del hombre. La ventaja de la máquina a este respecto es que ni sienten, ni padecen. Como resultado de estas características, la computadora ofrece unas posibilidades enormes para la realización de procesos que, de otro modo no serían factibles (por su duración), ni tampoco rentables (requerirían concurso de muchas personas). Aporta un alto nivel de fiabilidad por su precisión y su control, a la vez que permite eludir tareas repetitivas al ser humano; tareas en las que la máquina se muestra incansable e insensible y que, por el contrario, generan fatiga en el hombre. PARA QUÉ SIRVE UNA COMPUTADORA?: La computadora introdujo un cambio cualitativo, tanto en la organización como en el desarrollo del trabajo y el ocio. Y no por lo que es sino por lo que hace. La computadora puede hacer muchas cosas: controlar el riego y las condiciones ambientales de una plantación, realizar una exploración delicadísima del cerebro humano, asistir una operación quirúrgica, prevenir riesgos atmosféricos, probar recetas de cocina, enviar cartas a la velocidad de la luz, regular todos los elementos mecánicas y electrónicos de un edificio, realizar el censo de población de un país, ver la casa antes de construirla, etc.. y así sucesivamente. Lo que no debemos olvidar es que la computadora sólo está limitada por nuestra propia capacidad imaginativa, si bien los desarrollos en microcomputación y nuevos lenguajes han de proveer a este instrumento de un motor social mucho más poderoso. 13

15 COMPUTADORA Y CIRCUITOS: Una computadora en el fondo no es más que un circuito electrónico muy complejo. Lo que llamamos corriente eléctrica es, efectivamente, una corriente de cargas eléctricas que pasa a través de una circuito de la misma manera que el agua circula por las tuberías. Quizás el circuito más sencillo sea una lámpara enchufada a la corriente eléctrica. La lámpara es una resistencia, al pasar la corriente, la resistencia se calienta hasta que empieza a emitir luz. Ahora bien, un circuito eléctrico puede ser sencillo como el recién descrito, o sumamente complejo como el que hace funcionar a una supercomputadora. Además de las resistencias, otros componentes de los circuitos son los condensadores y las inductancias. Un condensador sirve para acumular carga eléctrica hasta un límite a partir del cual ya no deja pasar más corriente. Una inductancia es una bobina, un cable enrollado sobre un núcleo de metal. La inductancia es sensible a las variaciones de corriente eléctrica. Con resistencias, condensadores e inductancias se fabrican, por ejemplo, los sintonizadores radiofónicos. Los circuitos electrónicos en lugar de cable eléctrico utilizan una fina capa de metal sobre un soporte de silicio. Sobre la capa metálica se conectan los distintos componentes, esto es un circuito impreso. El elemento que más ha influido en el desarrollo de las computadoras es el transistor. Un transistor es una combinación de metales semiconductores. Los semiconductores son materiales con una estructura atómica particular. Los átomos que los componen están organizados en una estructura cristalina. El transistor es el resultado de la unión especial de tres semiconductores. Un transistor permite, por una parte, amplificar y hacer más intensa una corriente eléctrica, por otra, se comporta como un interruptor, en función de la cantidad de corriente eléctrica que recibe se cierra o se abre. A base de combinar transistores se consiguen circuitos capaces de realizar funciones complejas, como sumar números binarios. Las computadoras no son más que grandes manojos de transistores combinados muy hábilmente; y una moderna necesita millones de transistores conectados para realizar todas sus funciones. La conexión de tantísimos elementos sería físicamente imposible si no fuera por los circuitos integrados. Un circuito integrado es una superposición de finísimas capas de material semiconductor en las que se recortan y unen los transistores mediante complicados procesos de alta tecnología. El resultado es una pieza llamada Chip, que en una superficie de escasos milímetros cuadrados contiene millones de transistores. HARDWARE Y SOFTWARE: La computadora presenta dos aspectos íntimamente relacionados: el hardware y el software. La palabra inglesa hardware se refiere a aquella parte dura o material. El término software designa aquella otra parte blanda o lógica. Así pues, etimológicamente, la computadora se compone de una parte dura y de una parte blanda. Estas expresiones han de entenderse metafóricamente. Significan que existen unos elementos materiales o tangibles, los que forman el llamado soporte físico del procesamiento de la información como los circuitos, los aparatos y terminales y también unos elementos intangibles de programación, que se designan como soporte lógico. Software: Conjunto de Instrucciones de programa de computador que dirige la operación del hardware. Un conjunto de instrucciones para una tarea específica se llama Rutina. Un conjunto completo de instrucciones para ejecutar un conjunto de tareas relacionadas se llama PROGRAMA. Al software se lo clasifica en dos grupos: Software de Base: controla las operaciones de la computadora en sí (Sistema Operativo, Bios). Software de Aplicación: los cuales resuelven problemas para los usuarios (programas del usuario). 14

16 Hardware: Es el conjunto de elementos físicos (máquinas y circuitos) y puede ser comparado con la fuerza; el hardware difícilmente puede ser modificado, y abarca todos los componentes materiales de la propia computadora, sean mecánicos, eléctricos o electrónicos, así como las unidades periféricas, sean teclados, impresoras, monitores, etc.. ARQUITECTURA - COMPONENTES BÁSICOS: Unidad de Control: La unidad de control realiza la función de dirección central. Interpreta las instrucciones del programa, que le indica las acciones que ha de realizar, y asigna las tareas a las distintas partes del conjunto. Unidad aritmético-lógica: Es la parte donde se realizan todos los procesos, a través de las indicaciones de la unidad de control. Realiza operaciones matemáticas ( suma, resta, producto, división, etc.), o de relación lógica ( >, <, =, and, or, ), con los datos suministrados. La reunión de la unidad de control y de la unidad aritmético-lógica forma un conjunto mayor que se denomina Unidad Central de Proceso de Datos, más conocida con las siglas inglesa de Central Processing Unit, CPU. La CPU es la encargada de desarrollar las actividades fundamentales que realiza una computadora. Memoria:(Memoria Central) La memoria es el almacén donde se registran y quedan a disposición de la CPU los datos y programas. La memoria consiste en millones de pequeños circuitos que sólo memorizan dos tipos físicos de información: si pasa corriente o si no pasa. Cada impulso eléctrico implica la memorización del dígito uno y la interrupción de la corriente determina la memorización de un cero. Toda la codificación juega con un sistema binario, que puede ejemplificarse dependiendo del dispositivo físico tomado como modelo, de varias maneras: abierto/cerrado, conectado/desconectado, 1/0. El sistema binario se distingue del que utilizamos normalmente, que es decimal o de base diez. Periféricos: Los periféricos son elementos que forman parte del sistema físico del equipo y que cumplen funciones adicionales, pero necesarias. Existen muchos tipos de periféricos, los fundamentales son el teclado, el monitor la unidad lectora de disco, la impresora, el ratón o mouse, el escáner, y el modem ( modelador y demodelador de frecuencia), entre otros. Núcleo de la computadora: El núcleo de la computadora está compuesto por la CPU y la memoria. La CPU como ya dijimos comprende la unidad de control (UC) y la unidad aritmético-lógica(ual). La memoria es de dos tipos: ROM y RAM; la memoria ROM (siglas que corresponden a la expresión inglesa Read Only Memory, es decir, memoria de sólo lectura), no puede alterarse, viene prefijada físicamente por el fabricante, contiene los programas necesarios (englobados en la expresión sistema operativo), para que la máquina sepa cómo tiene que operar con los programas y los datos que se le introduzcan, y pueda relacionar los lenguajes de alto nivel (escrito por el programador), con el lenguaje máquina (código binario). La memoria RAM (siglas de la expresión inglesa Random Access Memory, o sea, memoria de acceso aleatorio), es la que el usuario puede utilizar libremente. La memoria ROM es fija, es decir, se conserva en toda circunstancia, mientras que la RAM es volátil y, cuando se desconecta el aparato, la información que contiene desaparece( por eso antes de apagar la máquina hay que guardar o grabar la información en el dispositivo físico correspondiente). La memoria ROM puede imaginarse como una caja cerrada con una tapa de cristal, a ella sólo se tiene acceso para leer o ver que contiene. Por 15

17 el contrario la memoria RAM es como un casillero de hotel (o celdas), en el que se depositan llaves, cartas u otras cosas. Se tiene acceso a él y se puede cambiar la disposición y los tipos de cosas que contiene. La estructura interna de la computadora realiza la función del tratamiento y conservación de la información. Los periféricos que se acoplan proveen dos etapas más, que anteceden y suceden a la etapa central. A través de los periféricos se produce la entrada y la salida de información, por ello se conocen también con el nombre de dispositivos de entrada y salida o de E/S. Estas tres fases reúnen la labor desarrollada por las computadoras. UC UAL Instruccione s Datos Resultados Canal Memoria Central Canal Unidad Central de Proceso Unidades De E/S Unidades Periféricas La UC puede compararse al director de la fábrica, que distribuye las tareas en el taller, a la UAL, con trabajadores contables que realizan todos los cálculos y procesos que se les indican. Los trabajos que éstos llevan a término pasan de nuevo por el director, quién controla la exactitud y calidad de las operaciones realizadas. Hay pues, un camino de doble dirección entre la unidad de control y la unidad aritmético-lógica; también existe un camino doble entre la unidad de control y la memoria. La memoria Central es comparable al almacén de la fábrica, allí se guardan todos los elementos que han ingresado, así como las instrucciones de procesamiento y los resultados de las operaciones parciales. La UC es una especie de mecanismo de relojería electrónico interno que lee y ejecuta una instrucción tras otra, a un ritmo dado. Este ritmo es rapidísimo. Para saber cómo debe operar dispone de unos programas recogidos en la memoria ROM que le instruyen acerca de las normas elementales de una labor de dirección. BUSES DE COMPUTADORAS: Un bus es una ruta eléctrica común entre múltiples dispositivos. Un ejemplo común es el Bus del Sistema presente en toda microcomputadora, el cuál consiste de 50 a 100 alambres de cobres paralelos grabados en al tarjeta matriz, con conectores espaciados a intervalos regulares para conectar tarjetas de memoria y de entrada/salida. Dentro de la misma pastilla del microprocesador puede haber varios buses para conectar sus componentes internos, como se ilustra en la siguiente figura: 16

18 Registros Buses Bus del Sistema ALU Tarjeta de memoria Tarjeta de E/S Tarjeta de E/S Bus integrado a la pastilla Bus Local Coprocesador Los Buses son los ilustrados por las líneas con Flechas. Los Sistemas de cómputo pueden tener varios buses. A pesar que los diseñadores de microprocesadores tienen la libertad de usar cualquier clase de Bus, a efecto que las tarjetas diseñadas por terceras personas puedan conectarse al Bus del sistema, deben haber reglas bien definidas del funcionamiento de éste, las cuales deben ser obedecidas por todos los dispositivos conectados al mismo. Esas reglas se denominan Protocolo del Bus. Asimismo debe haber especificaciones mecánicas y eléctricas para que las tarjetas diseñadas por terceros se ajusten al gabinete de tarjetas y tengan los conectores necesarios para acoplarse a la tarjeta Matriz, tanto físicamente como en términos de voltaje. Algunos dispositivos conectados al Bus se encuentran en estado activo y pueden iniciar transferencias, mientras que otros están en estado pasivo aguardando solicitudes. A los activos s les llama Maestros mientras que a los pasivos se les denomina Esclavos. Cuando la CPU ordena leer o escribir un bloque a un controlador de discos, ésta actúa como dispositivo Maestro el controlador como esclavo. Sin embargo, el controlador puede actuar más adelante como dispositivo Maestro, al indicar a la memoria que acepte las palabras que lee de la unidad del disco. Hay varias combinaciones típicas entre dispositivos Maestros y esclavos. Sin embargo LA MEMORIA NO PUEDE, bajo ninguna circunstancia, actuar como dispositivo Maestro. Ejemplo de Combinaciones: Maestros y Esclavos del Bus. Maestro CPU CPU CPU E/S Coprocesador Esclavo Memoria E/S Coprocesador Memoria Memoria Ejemplo Extracción de instrucc.y datos Inicio de transferencia de datos Traspaso de inst. de pto. Flotante DMA(acceso directo memoria) Extracción de operadores Debido a que las señales binarias que emiten los dispositivos no son lo suficientemente fuertes para activar el Bus, en especial si éste es relativamente largo tiene muchos o tiene muchos dispositivos conectados. Por esto la mayoría de los dispositivos maestros se conectan al bus a través de una pastilla denominada manejador del bus, que es en esencia un amplificador digital. En forma similar los dispositivos esclavos, se conectan 17

19 por medio de un receptor del bus. Para los dispositivos que pueden actuar ya sea como maestros o esclavos, se utiliza una pastilla combinada llamada transmisor-receptor del bus. Un Bus tiene lineas de direcciones de datos y de control, sin embargo no es necesario que haya una correspondencia de 1 a 1 entre las señales de ambos. Por ejemplo a algunos microprocesadores tienen tres patas que codifican las operaciones que se están realizando, como lectura o escritura de la memoria o de entrada/salida. Por su parte, un bus típico tendrá una línea para lectura de memoria, otra para escritura de memoria, una tercera para lectura de E/S, una cuarta para escritura de E/S y así sucesivamente. Por lo tanto, se requiere de una pastilla decodificadora entre la CPU y dicho Bus para convertir la señal codificada de tres bits en señales separadas que puedan ser manejadas por las líneas del bus. Hay aspectos relevantes a tener en cuenta en el diseño de buses tales como: la sincronización del bus, el mecanismo de arbitraje, el manejo de interrupciones, y el manejo de errores. Todos ellos tienen un gran impacto en la velocidad y en la amplitud de banda del Bus. BUSES SÍNCRONOS Y ASÍNCRONOS: Dependiendo de los ciclos de tiempo., los buses pueden clasificarse en dos categorías: un Bus síncrono tiene una línea manejada por un oscilador de cristal. La señal de esta línea consiste en una onda cuadrada con una frecuencia que varía entre 5 y50 MHZ. Todas las actividades del bus se realizan en un número entero de estos ciclos, denominados ciclos del bus. El otro tipo de bus, el bus asíncrono no tiene un reloj maestro, la longitud de los ciclos del bus puede ser cualquiera que se necesite y no se requiere sea la misma entre cada par de dispositivos. Lo mejor es manejar una tecnología mixta utilizando un asíncrono, esto es un bus sin reloj maestro, en vez de que todo esté amarrado al reloj, (como el caso del síncrono, debido a sus intervalos de tiempos discretos, todo el trabajo se realiza en múltiples enteros del reloj del bus. Si una CPU y una memoria particular son capaces de completar una transferencia en 3.1 ciclos, deben ampliarla a 4.0, ya que los ciclos fraccionados están prohibidos, esto es uno de los inconvenientes), cuando el bus maestro ha activado las señales de dirección, MREQ (indica que la memoria y no un dispositivo está siendo accesada), RD (distingue las operaciones de lectura de las de escritura) y cualquier otra que necesite, activa entonces una señal especial llamada SINM (SINcronización Maestra). Cuando el dispositivo esclavo ve esta señal, realiza su trabajo tan rápido como puede, activando al terminar la señal SINE (SINcronización Esclava). Tan pronto como el maestro ve activada la señal SINE, sabe que los datos están disponibles de modo que los almacena en un registro interno y desactiva las líneas de direcciones lo mismo que MREQ, RD Y SINM. A vez, cundo el esclavo observa desactivada la señal SINM, sabe que el ciclo se ha completado, así que desactiva SINE, regresando a la situación original, con todas las señales desactivadas y aguardando el siguiente ciclo. Activar SINE ocasiona que se activen las líneas de datos, así como también provoca que el esclavo active SINE. A su vez, activar esta última señal conduce a desactivar las líneas de direcciones, MREQ, RD Y SINM. Finalmente, desactivar SINM causa la desactivación de SINE, terminando así la lectura. Al conjunto de señales enlazadas de esta forma se le denomina sincronización completa o bidireccional, cuya parte esencial consta de 4 pasos: Se activa SINM Se activa SINE en respuesta a SINM. Se desactiva SINM en respuesta a SINE. Se desactiva SINE en respuesta a la desactivación de SINM. Con esto debe quedar claro las ventajas de los buses asíncronos, pero el hecho de que la mayoría de los buses son síncronos por la razón de que es más fácil construir sistemas síncronos. La CPU solo activa sus señales y la memoria sólo reacciona a éstas. 18

20 Arbitraje del bus: Sabemos en forma tácita que solo hay un Bus maestro, la CPU. Pero también las pastillas de E/S pueden actuar como maestros para lecturas y escrituras de memoria así como para provocar interrupciones. Asimismo, los coprocesadores pueden convertirse en maestros del bus. Qué sucede si dos o más dispositivos desean actuar como bus maestros al mismo tiempo?, las respuesta para evitar el caos, es el mecanismo de arbitraje del bus. Este mecanismo puede Centralizado o Descentralizado. En el primer caso un solo árbitro del bus determina qué dispositivo tiene acceso. El bus contiene una línea de solicitud que puede ser activada por uno o varios dispositivos en cualquier momento. No hay forma de que el árbitro sepa cuántos dispositivos han solicitado el bus. Lo único que distingue es : existen solicitud(es) y no existen solicitud(es). Cuando el árbitro recibe una solicitud para el bus, autoriza su uso activando la línea de respuesta del bus. Dicha línea está conectada en serie a través de todos los dispositivos de E/S, como en una serie de foquitos de navidad. Cuando el dispositivo que se encuentra físicamente más cerca del árbitro recibe la señal, verifica si fue él quien hizo la solicitud, en cuyo caso hace uso del bus y evita que la señal se siga propagando. Si este dispositivo no fue quien originó la solicitud, la señal se propaga al siguiente dispositivo en la línea, el que actúa en la misma forma y así sucesivamente hasta que un dispositivo acepte la señal y haga uso del bus. A este esquema se lo denomina encadenamiento margarita, y tiene la prioridad de que los dispositivos, poseen, en efecto, prioridades asignadas dependiendo de qué tan cerca se encuentren del árbitro. El dispositivo más cercano tiene la prioridad más alta. Al fin de evitar las prioridades implícitas basadas en la distancia del árbitro, algunos buses tienen múltiples niveles de prioridad. Para cada nivel existe una línea de solicitud y una línea de respuesta. En la práctica los buses tienen 4,8 o 16 niveles. Cada dispositivo está conectado a algunos de los niveles de solicitud del bus, con aquellos que tienen tiempos más críticos conectados a las líneas con prioridades más altas. Ejemplo de encadenamiento margarita: Solicitud del Bus árbitro Autorización del bus Dispositivos de E/S En muchos sistemas, la CPU puede también competir por el bus, pero se le asigna la prioridad más baja y sólo puede ocupar el bus cuando nadie más lo usa. Aquí la idea es que la CPU puede esperar mientras que los dispositivos de entrada/salida deben obtener el uso del bus rápido o pierden los datos que están recibiendo; girando los discos a altas velocidades no pueden esperar. Cuando se utiliza el arbitraje del bus descentralizado no existe un árbitro, por ejemplo, un bus tiene 16 líneas priorizadas de Solicitud del bus, este diseño limita el número de dispositivos a 16. Cuando alguno de ellos necesita el bus, activa su línea de solicitud. Todos los dispositivos monitorean todas las líneas de solicitud, de modo que al final de cada ciclo de bus, cada dispositivo sabe si tiene la prioridad más alta y de ahí, se podrá usar el bus durante el ciclo siguiente. Este método, comparado con el centralizado requiere de un mayor número de líneas de bus, pero evita el costo potencial del árbitro. 19

21 Manejo de interrupciones: Cuando la CPU instruye a algún dispositivo de E/S para que haga algo, por lo general esperar una interrupción cuando termine el trabajo. La señal de interrupción indica que requiere del Bus. Para evitar que los dispositivos quieran enviar una interrupción al mismo tiempo se asigna prioridades a los dispositivos, y se usa un árbitro centralizado para dar prioridad a aquellos que tengan los tiempos más críticos. Existen en el mercado pastillas estándar para el control de las interrupciones y su uso está muy extendido. Las IBM-PC, PC/AT, y todo sus clones (IBM-PC compatibles) usan una pastilla Intel 8259A. En las entradas de Solicitud de Interrupción, se pueden conectar en forma directa hasta 8 pastillas controladoras de E/S. Cuando alguno de estos dispositivos desea realizar una interrupción, activa su línea de la señal INT (INTerrupción), la cual maneja directamente la pata de interrupción de la CPU. Cuando esta última está en disposición de manejar la interrupción, envía un impulso a la 8259A en INTA (INTerrupción Recibida). En este punto, la pastilla controladora deberá especificar qué dispositivo causó la interrupción, colocando el número de éste en el bus de datos. Entonces, para encontrar la dirección del procedimiento a ejecutar para atender esa interrupción el hardware de la CPU utiliza dicho número como índice en una tabla de apuntadores denominados vectores de interrupción. Dentro de la pastilla existen varios registros (por ej.: RD(lectura), WR(de escritura), CS(selección de pastilla),), en donde la CPU puede leer o escribir. Una vez que el software ha manejado la interrupción y está lista para la siguiente, escribe una clave especial en uno de los Registros, lo que provoca que la pastilla 8259A desactive INTR, a menos que tenga otra interrupción pendiente. CANALES DE E/S Canales o Procesadores de E/S: con éste dispositivo se quiere lograr la independencia total con las operaciones de E/S sin que intervenga la CPU. Lo gestiona independientemente: reconoce por si solo cuál es la dirección y cuál es el periférico y tiene un buffer que puede convertir la disparidad de capacidad de trasferencia. Se la conoce también como procesador esclavo. Características: el canal tiene su juego de instrucción propio y son auténticos procesadores (menos potentes que el procesador central). Funciones: Puede seleccionar periféricos por si solo. Puede controlar esos periféricos (comienza o finaliza la operación) Puede seleccionar áreas de memoria donde ocurrirán las operaciones de E/S. Tiene la posibilidad de conversión de datos cuando existe disparidad de buses. EL MICROPROGAMA DEL CANAL: está compuesto por dos grupos de instrucciones: 1. Ejecutan operaciones de E/S y son: De lectura y escritura. De control de programa (bifurcación). De control de periféricos. 2. Instrucciones de E/S que ejecuta el procesador central: Indica cuando se inicia y finaliza la operación de E/S. 20

22 TECNOLOGÍA DE CANALES: 1. De conexión en serie: con procesador de E/S puede atender a varios periféricos, pero de a uno por vez. Placa controladora Procesador de E/S 1 Procesador de E/S 2 P1 P2 P1 P3 P2 P3 Es mucho más barata pero más problemática, que la matriz de conexión dinámica, puesto que no se puede comunicar con dos periféricos que están colgados al mismo procesador de E/S, aunque los otros procesadores de E/S estén libres. 2. Matríz de Conexiones Dinámicas: cualquier canal puede atender a cualquier periférico que están conectados a todos los canales. Su problema es que se adapta mal al crecimiento, ya que si se añadiera un periférico a un procesador de E/S se tendría que rediseñar la lógica dela matriz, ya que cambiaria la dimensión. Canal 1 Bus Canal 2 Canal 3 P1 P2 P3 TIPOS DE CANALES: Multiplexor: Es de velocidad baja por atiende a todos los periféricos. Reparte su tiempo entre los periféricos que están conectados a él, tiene la posibilidad de hacer un ensamblado o desensamblado de datos. Para realizar operaciones de E/S cada subcanal debe tener un conjunto de registros: UN BUFFER DE DATOS: permite almacenar los datos hasta que son transmitidos. UN REGISTRO DE DIRECCIONES DE MEMORIA: apunta a la memoria. 21

23 UN REGISTRO DE ESTADO: permite conocer el estado de la transferencia. Ensamblado: operación de unir bytes para formar 16 bits. Desensamblado: operación que descompone una transmición en bytes. Selector Atiende a un solo periférico por vez. Accede a memoria solo para depositar datos tiene: UN REGISTRO DE DIRECCIÓN: que le indica de donde se deben leer o escribir los datos. UN CONTADOR DE PALABRAS: que llegará a valer 0 cuándo termine la transmisión. UN REG.DIR.PC RIFE: que contiene la identidad del periférico que intervendrá en la operación de E/S. UN REG.DE ENSAMBLADO que chequea la entrada de datos. UN REG.DE DESENSAMBLADO que chequea errores de la salida de datos. Multipexor por bloques: Es una mezcla de los dos anteriores. Puede trabajar como multiplexor o selector. Spoll: (operaciones periféricas simultáneas en línea). El problema surge cuándo varios usuarios quieren hacer uso de la impresora. Por ejemplo al mismo tiempo, entonces tiene que utilizarse un dispositivo Dasd (dispositivo de almacenaje de acceso directo), que tiene la capacidad de leer y almacenar datos grandes y de mucho trabajo y, además tienen la particularidad de ser compartido. Como sería una mala inversión asignarle un impresora para cada usuario se buscó la manera de que cada una misma impresora éstos pueden imprimir sus trabajos, sin necesidad de esperar que otro usuario que está utilizando el servicio lo desocupe. Para ello el sistema forma una cola de impresiones, es decir, que éste sistema hace una administración independiente de la impresora. Aquí se comienza a hacer operaciones del tipo virtual (el spoll permite la impresión simultánea), de manera que aparenta una multiprogramación, a todo éste procedimiento se llama Spoll. Dispositivo DASD: son dispositivos de almacenaje de acceso directo, que se utilizan para leer o escribir datos de muchos trabajos. En él leen o escriben muchos usuarios. Ej.: Periféricos (imp.,discos duros) SEVER Usuario 1 11 Usuario 2 Usuario 3 Us. 4 22

24 SISTEMA OPERATIVO Introducción: Ya sabemos que una computadora sin el Software es una masa metálica sin utilidad. Con el software puede almacenar, procesar, y recuperar información. El Software para computadora se clasifica en dos clases: Programas del Sistema o Software de Base: Controla las operaciones de la computadora en sí. Programas de Aplicación o Software de Aplicación: Los cuales resuelven problemas para los usuarios. El programa fundamental de todos los programas del Sistemas es el Sistema Operativo (SO), que controla todos los recursos de la computadora Y proporciona la base sobre la cuál pueden escribirse los programas de aplicación. Un sistema de computación moderno consta de uno o más procesadores, memoria principal ( o memoria central), relojes, terminales, dispositivos de E/S, discos, etc., en fin un Sistema complejo. Si cada programador tuviera que preocuparse por la forma de funcionamiento de las unidades de disco y con las docenas de cosas que podrían salir mal, es poco probable que pudieran escribirse muchos programas. Para proteger a los programadores de la complejidad del Hardware se colocó un nivel del Software por encima del Hardware con el fín de controlar todas las partes del Sistema y presentar al usuario una interfáz o MAQUINA VIRTUAL que facilite la comprensión del programa. Este nivel del Software se llama SO. En la figura siguiente vemos: En la parte inferior se encuentra el Hardware, el cuál consta de varias capas, la más baja contiene los dispositivos físicos conformados por chips, cables, tubos de rayos catódicos, y otros dispositivos físicos similares. La forma de construirlos y el responsable está a cargo del Ingeniero.Electrónico. Programas de aplicación Programas de Sistemas Hardware Sistema bancario Reservación en una línea aérea Juegos Compiladores Editores Interpretes de comandos SO Lenguaje de Máquina Microprogramación Dispositivos físicos A continuación viene un software primitivo que controla en forma directa los dispositivos y proporciona una interfaz más limpia con la siguiente capa. Este software llamado microprograma se localiza por lo general, en la memoria exclusiva para lectura. Es en realidad un intérprete busca las instrucciones de lenguaje de máquina tales como ADD, MOVE Y JUMP para llevarlas a cabo como una serie de pequeños pasos. Por ej.: para hacer la instrucción ADD el microprograma debe determinar la localización de los números que se desean sumar, buscarlos, sumarlos y almacenar el resultado en alguna parte. El conjunto de instrucciones que interpreta el microprograma definen al LENGUAJE DE MÁQUINA, que tiene por lo general de 50 a 300 instrucciones, la mayoría sirve para desplazar datos a través de la máquina, hacen operaciones aritméticas y comparan valores. En esta capa los dispositivos de E/S se controlan al cargar valores en registros del dispositivo Especiales. Por ej.: se puede ordenar a un disco que lea al cargar los valores de la dirección del disco, la dirección de la memoria principal, el byte de conteo, y la instrucción (Read Write), en sus registros. Ela práctica son necesarios muchos más parámetros. Una de las principales funciones del SO es ocultar toda esa complejidad y proporcionar al programador un conjunto más conveniente de instrucciones con el cuál trabajar, por ejemplo: READ BLOCK FROM FILE, es conceptualmente más sencillo que tener que preocuparse de los detalles de movimiento de las cabezas del disco, esperar que se detengan, etc.. Por arriba del SO, está el resto del Software del Sistema. Aquí se encuentra el intérprete de comandos que es el SHELL, compiladores. Editores. Es importante saber que estos programas no forman parte del SO aunque fabricante de computadoras los 23

25 proporcione juntos. El SO es esa parte del Software de Base que se ejecuta en modo central o modo de supervisión. Está protegido contra la alteración por parte del usuario por el Hardware (Ahora),. Los compiladores y editores se ejecutan en modo usuario. Si un usuario no necesita utilizar un compilador particular, él está en libertad de escribir el suyo propio si lo desea, pero no tiene la libertad de escribir su propio Controlador de Interrupciones del disco, qué es parte del SO y que está protegido por el Hardware contra los intentos de escritura. Por último sobre los programas del Sistema se encuentran los programas de Aplicación. Estos son escritos por l9s usuarios para resolver problemas particulares, como el procesamiento de datos comerciales, juegos, o cálculos de Ingenieria, etc. QUÉ ES UN SISTEMA OPERATIVO? Es un conjunto de programas que tiene como propósito posibilitar que los programas problemas evolucionen ordenadamente en el computador, resolviendo todas las situaciones que podrían no estar previstas en esos programas facilitando la explotación del equipo e independizando a los programadores de tareas rutinarias y complejas como por ej.: lectura/escritura de un dispositivo periférico, como un disco, controlar y administra el tiempo de la CPU, ordenar la información a almacenar, etc.. El SO es un Sistema o conjunto de programas con fines diversos, agrupados en Subsistemas, cada uno de los cuales cumple con una misión específica supervisados por un programa que cumple la función de control de la actividad de la CPU, denominado SUPERVISOR. Desde otro punto de vista lo podemos analizar como: UNA MÁQUINA EXTENDIDA O MÁQUINA VIRTUAL, que sea más fácil de programar que el Hardware adyacente. El SO es un programa que oculta la verdad acerca del Hardware al programador y presenta una agradable y sencilla visión de los archivos con su nombre, los cuales se pueden leer o escribir en ellos, así también protege al programador del Hardware del disco y presenta una sencilla interfáz orientada a archivos, ocultando también varios asuntos pocos agradables relacionados con las interrupciones, cronómetros, control dela memoria y otras a características de bajo nivel. CONTROLADOR DE RECURSOS: Supongamos qué, tres programas qué están en ejecución intentaran imprimir sus salidas en forma simultánea en la misma impresora. El resultado sería un caos. El SO ordena este caos el almacenar en el disco todas las salidas destinadas a la impresora. Al concluir uno de los programas, el SO podría entonces copiar su salida desde el disco hacia la impresora y si una computadora tiene varios usuarios, es necesario mayor control y protección de la memoria, los dispositivos de E/S y demás recursos, debido que con frecuencia los usuarios deben compartir recursos tales como las unidades de cinta, como así también la información entre aquellos usuarios que trabajan juntos. En resumen el SO lleva un registro de la utilización delos recursos, dar paso a las solicitudes de recursos, llevar la cuenta de su uso y mediar entre las solicitudes en conflicto de los distintos programas y usuarios. 24

26 CONCLUSIÓN 25

27 BOLILLA II (Parte 1): EL NIVEL DE LOGICA DIGITAL 26

28 INDICE INDICE GENERAL...1 BOLILLA I: LA COMPUTADORA...4 INDICE...5 INTRODUCCIÓN...12 LA COMPUTADORA...13 CONCEPTO:...13 FUNCIONES Y ACCIONES:...13 Para qué sirve una computadora?:...13 Computadora y Circuitos:...14 HARDWARE Y SOFTWARE:...14 Software:...14 Al software se lo clasifica en dos grupos:...14 Hardware:...15 Arquitectura - Componentes Básicos:...15 Unidad de Control:...15 Unidad aritmético-lógica:...15 Memoria:(Memoria Central)...15 Periféricos:...15 Núcleo de la computadora:...15 BUSES DE COMPUTADORAS:...16 Buses síncronos y asíncronos:...18 Arbitraje del bus:...19 Ejemplo de encadenamiento margarita:...19 Solicitud del Bus...19 Dispositivos de E/S...19 Manejo de interrupciones:...20 Canales de e/s...20 TECNOLOGÍA DE CANALES:...21 TIPOS DE CANALES:...21 Multiplexor:...21 Selector...22 Multipexor por bloques:...22 Spoll:...22 SISTEMA OPERATIVO...23 Introducción:...23 QUÉ ES UN SISTEMA OPERATIVO?...24 CONCLUSIÓN...25 BOLILLA II (Parte 1): EL NIVEL DE LOGICA DIGITAL...26 INDICE...27 INTRODUCCIÓN...34 EL NIVEL DE LOGICA DIGITAL...35 COMPUERTAS Y ALGEBRA BOOLEANA...35 Compuertas...35 Algebra booleana...37 Implementación de funciones booleanas

29 Equivalencia entre circuitos...40 CIRCUITOS DIGITALES BÁSICOS...44 Circuitos integrados...44 Circuitos combinacionales...47 Multiplexores...47 Decodificadores...49 Comparadores...51 Arreglos (matrices) lógicos programables...51 Circuitos aritméticos...53 Registros de corrimiento...53 Sumadores...54 Unidades aritméticas y lógicas...55 Relojes...55 MEMORIA...57 Biestables...57 Bieslables SR sincronizados...59 Biestables D sincronizados...59 Flip-flops y registros...59 Registros...60 Organización de las memorias...61 Propiedades de las memorias...64 MICROPROCESADORES y BUSES...66 Microprocesadores...66 Buses de computadora...68 Buses síncronos...70 BUSES ASINCRONOS...73 Arbitraje del bus...74 Manejo de interrupciones...77 CONCLUSIÓN...79 BOLILLA II (Parte 2): EL NIVEL DE MICROPROGRAMACIÓN...80 INDICE...81 INTRODUCCIÓN...88 EL NIVEL DE MICROPROGRAMACIÓN...89 REPASO SOBRE EL NIVEL DE LÓGICA DIGITAL...90 Registros...90 Buses...90 Multiplexores y decodificadores...92 Unidades aritméticas y lógicas y registros de corrimiento...92 Relojes...93 Memoria principal...94 Encapsulado de los componentes...95 UNA MICROARQUITECTURA TIPICA...96 La ruta de datos...96 Microinstrucciones...98 Cronología de las microinstrucciones Secuenciamiento de las microinstrucciones UNA MACROARQUITECTURA TIPICA Pilas