Informática básica

                                                                                                                       

 

.Informática y computación

.Historia  del ordenador

.Generaciones del ordenador

.La tecnología en informática en la actualidad

.Ofimática                                              

 

 

 

 Informática y computación

Es el estudio de métodos, procesos, técnicas, desarrollos y su utilización en ordenadores (computadoras), con el fin de almacenar, procesar y transmitir información y datos en formato digital. La informática se ha desarrollado rápidamente a partir de la segunda mitad del siglo XX, con la aparición de tecnologías tales como el circuito integrado, Internet y el teléfono móvil.

Introducción:

 La informática también denominada computación es el estudio sobre los sistemas de procesamiento y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de ordenadores. Combina los aspectos teóricos y prácticos de la ingeniería, la electrónica, las matemáticas, la lógica, la administración y aspectos relacionados con la conducta y el comportamiento humano. 
Actualmente se vive una era altamente caracterizada por el uso y manejo de dispositivos y tecnologías automatizadas, por lo que la utilización de tales herramientas, se hace necesario en prácticamente todas las áreas y campos de la ciencia y las telecomunicaciones
.

 

Historia del ordenador:

No fue hasta 1942 que alguna empresa viera posibles beneficios y oportunidades los ordenadores. La primera compañía se llamó “ABC  Computers” perteneciente a John Atanasoff y  Clifford Berry. Dos años después, el ordenador “Harvard Mark I” fue desarrollado llevando más allá la tecnología de los ordenadores

Durante el curso de los siguientes años, inventores por todo el mundo empezaron a investigar el mundo de las computadoras y como mejorarlas. Los 10 años siguientes vieron nacer el transistor, que se convertiría en parte vital de la electrónica que compone un ordenador. Por aquel entonces existía la ENIAC 1, la cual requería de 20,000 válvulas para operar. Era una máquina de gran tamaño y empezó la revolución para construir ordenadores más pequeños y rápidos.

Generaciones del ordenador

primera generación:

Otro de los inventos mecánicos fue la Pascalina inventada por Blaise Pascal (1623 - 1662) de Francia y la de Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646 - 1716) de Alemania. Con estas máquinas, los datos se representaban mediante las posiciones de los engranajes, y los datos se introducían manualmente estableciendo dichas posiciones finales de las ruedas, de manera similar a como leemos los números en el cuentakilómetros de un automóviles esta generación había una gran desconocimiento de las capacidades de las computadoras, puesto que se realizó un estudio en esta época que determinó que con veinte computadoras se saturaría el mercado de los Estados Unidos en el campo de procesamiento de datos

 

Esta generación abarco la década de los cincuenta. Y se conoce como la primera generación. Estas máquinas tenían las siguientes características:

 

Estas máquinas estaban construidas por medio de tubos de vacío.

 

Eran programadas en lenguaje de máquina.

 

En esta generación las máquinas son grandes y costosas (de un costo aproximado de ciento de miles de dólares).

 

En 1951 aparece la UNIVAC (NIVersAl Computer), fue la primera computadora comercial, que disponía de mil palabras de memoria central y podían leer cintas magnéticas, se utilizó para procesar el censo de 1950 en los Estados Unidos.

segunda generación:

n esta generación las computadoras se reducen de tamaño y son de menor costo. Aparecen muchas compañías y las computadoras eran bastante avanzadas para su época como la serie 5000 de Burroughs y la ATLAS de la Universidad de Manchester.

 

Algunas de estas computadoras se programaban con cintas perforadas y otras más por medio de cableado en un tablero. Los programas eran hechos a la medida por un equipo de expertos: analistas, diseñadores, programadores y operadores que se manejaban como una orquesta para resolver los problemas y cálculos solicitados por la administración. El usuario final de la información no tenía contacto directo con las computadoras. Esta situación en un principio se produjo en las primeras computadoras personales, pues se requería saberlas "programar" (alimentarle instrucciones) para obtener resultados; por lo tanto su uso estaba limitado a aquellos audaces pioneros que gustaran de pasar un buen número de horas escribiendo instrucciones, "corriendo" el programa resultante y verificando y corrigiendo los errores o bugs que aparecieran. Además, para no perder el "programa" resultante había que "guardarlo" (almacenarlo) en una grabadora de astte, pues en esa época no había discos flexibles y mucho menos discos duros para las PC; este procedimiento podía tomar de 10 a 45 minutos, según el programa. El panorama se modificó totalmente con la aparición de las computadoras personales con mejore circuitos, más memoria. El sistema operativo de la serie 360, se llamó OS que contaba con varias configuraciones, incluía un conjunto de técnicas de manejo de memoria y del procesador que pronto se convirtieron en estándares.

 

En 1964 CDC introdujo la serie 6000 con la computadora 6600 que se consideró durante algunos años como la más rápida.

 

En la década de 1970, la IBM produce la serie 370 (modelos 115, 125, 135, 145, 158, 168). UNIVAC compite son los modelos 1108 y 1110, máquinas en gran escala; mientras que CDC produce su serie 7000 con el modelo 7600. Estas computadoras se caracterizan por ser muy potentes y veloces.

 

A finales de esta década la IBM de su serie 370 produce los modelos 3031, 3033, 4341. Burroughs con su serie 6000 produce los modelos 6500 y 6700 de avanzado diseño, que se reemplazaron por su serie 7000. Honey - Well participa con su computadora DPS con varios modelos.

tercera generación:

 

A mediados de la década de 1970, aparecen en el mercado las computadoras de tamaño mediano, o minicomputadoras que no son tan costosas como las grandes (llamadas también como mainframes que significa también, gran sistema), pero disponen de gran capacidad de procesamiento. Algunas minicomputadoras fueron las siguientes: la PDP - 8 y la PDP - 11 de Digital Equipment Corporation, la VAX (Virtual Address eXtended) de la misma compañía, los modelos NOVA y ECLIPSE de Data General, la serie 3000 y 9000 de Hewlett - Packard con varios modelos el 36 y el 34, la Wang y Honey - Well -Bull, Siemens de origen alemán, la ICL fabricada en Inglaterra. En la Unión Soviética se utilizó la US (Sistema Unificado, Ryad) que ha pasado por varias generaciones.

cuarta generación:

 

 

n 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs inventan la primera microcomputadora de uso masivo y más tarde forman la compañía conocida como la Apple que fue la segunda compañía más grande del mundo, antecedida tan solo por IBM; y esta por su parte es aún de las cinco compañías más grandes del mundo.

 

En 1981 se vendieron 800 00 computadoras personales, al siguiente subió a 1 400 000. Entre 1984 y 1987 se vendieron alrededor de 60 millones de computadoras personales, por lo que no queda duda que su impacto y penetración han sido enormes.

 

Con el surgimiento de las computadoras personales, el software y los sistemas que con ellas de manejan han tenido un considerable avance, porque han hecho más interactiva la comunicación con el usuario. Surgen otras aplicaciones como los procesadores de palabra, las hojas electrónicas de cálculo, paquetes gráficos, etc. También las industrias del Software de las computadoras personales crece con gran rapidez, Gary Kildall y William Gates se dedicaron durante años a la creación de sistemas operativos y métodos para lograr una utilización sencilla de las microcomputadoras (son los creadores de CP/M y de los productos de Microsoft).

 

quinta generación:

 

 

En vista de la acelerada marcha de la microelectrónica, la sociedad industrial se ha dado a la tarea de poner también a esa altura el desarrollo del software y los sistemas con que se manejan las computadoras. Surge la competencia internacional por el dominio del mercado de la computación, en la que se perfilan dos líderes que, sin embargo, no han podido alcanzar el nivel que se desea: la capacidad de comunicarse con la computadora en un lenguaje más cotidiano y no a través de códigos o lenguajes de control especializados.

 

Japón lanzó en 1983 el llamado "programa de la quinta generación de computadoras", con los objetivos explícitos de producir máquinas con innovaciones reales en los criterios mencionados. Y en los Estados Unidos ya está en actividad un programa en desarrollo que persigue objetivos semejantes, que pueden resumirse de la siguiente manera:

 

Procesamiento en paralelo mediante arquitecturas y diseños especiales y circuitos de gran velocidad.

 

Manejo de lenguaje natural y sistemas de inteligencia artificial.

 

El futuro previsible de la computación es muy interesante, y se puede esperar que esta ciencia siga siendo objeto de atención prioritaria de gobiernos y de la sociedad en conjunto.

 

MODELO DE VON NEUMANN

 

Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por el matemático John Von Neumann. De acuerdo con él, una característica importante de este modelo es que tanto los datos como los programas, se almacenan en la memoria antes de ser utilizados

 

 

Las tecnologías de la informática en la actualidad:

Hoy, el término tecnología informática se ha ampliado para abarcar muchos aspectos referidos a la computadora y la tecnología informática. El paraguas de la tecnología informática puede ser grande, cubriendo muchos campos. Los profesionales realizan una variedad de deberes que se extiendan de instalar usos a diseñar redes de ordenadores y bases de datos complejas. Algunos de los deberes que los profesionales, Ingenieros e Ingenieros Técnicos en Informática, realizan pueden incluir:

Coordinación de técnicos en un grupo de trabajo

Establecimiento de redes informáticas

Diseño de los sistemas de la base de datos

Diseño del software

Sistemas de información de gerencia

 

tecnología de la informática del mundo y la alianza de los servicios (WITSA) es un consorcio sobre 60 asociaciones de la industria de la tecnología informática (IT) de economías alrededor del mundo. Fundado adentro 1978 y conocido originalmente como la asociación de la industria de servicios del mundo que computaba, WITSA ha asumido cada vez más un papel activo de la defensa en las ediciones internacionales del orden público que afectaban la creación de una infraestructura de datos global robusta.

La asociación de la tecnología informática de América (ITAA) es un grupo comercial de la industria para varias compañías de la tecnología informática de los EE.UU.

Fundado en 1961 como la asociación de las organizaciones de servicios de proceso de datos (ADAPSO), la asociación de la tecnología informática de América (ITAA) proporciona el orden público global, el establecimiento de una red del negocio, y la dirección nacional para promover el crecimiento rápido continuado del IT industrial. ITAA consiste en aproximadamente 325 miembros corporativos a través de los EE.UU., y es secretaría de la tecnología informática del mundo y mantiene la alianza (WITSA), una red global de IT de los 67 países asociados.

 

Ofimática:

Se llama ofimática al conjunto de técnicas, aplicaciones y herramientas informáticas que se utilizan en funciones de oficina para optimizar, automatizar y mejorar los procedimientos o tareas relacionadas. Las herramientas ofimáticas permiten idear, crear, manipular, transmitir y almacenar o parar la información necesaria en una oficina. Actualmente es fundamental que estas estén conectadas a una red local y/o a Internet.

Cualquier actividad que pueda hacerse manualmente en una oficina puede ser automatizada o ayudada por herramientas ofimáticas: dictado, mecanografía, archivado, fax, microfilmado, gestión de archivos y documentos, etc.

La ofimática comienza a desarrollarse en la década del 70, con la masificación de los equipos de oficina que comienzan a incluir microprocesadores, dejándose de usar métodos y herramientas por otras más modernas. Por ejemplo, se deja la máquina de escribir y se reemplaza por computadoras y sus procesadores de texto e incluso el dictado por voz automatizado.

Herramientas y procedimientos ofimáticos

 

Procesamiento de textos.

Hojas de cálculo.

Herramientas de presentación multimedia.

Base de datos.

Utilidades: agendas, calculadoras, etc.

Programas de correo electrónico, correo de voz, mensajeros.

Herramientas de reconocimiento y síntesis del habla.

Suite ofimática: paquete de múltiples herramientas ofimáticas.

 

La ofimática o la automatización de la oficina moderna, comienza con la máquina de escribir y con la fotocopiadora, que permitieron mecanizar tareas que antes eran manuales.

Más cerca en el tiempo, la automatización de la oficina también comenzó a incluir el traspaso de información hacia medios electrónicos.

Pero la revolución de la automatización llegó de la mano de las computadoras, en especial de las computadoras personales en 1980.

La ofimática básicamente se originó para la gestión de datos (gracias al poder de cálculo y procesamiento de las computadoras), luego para el almacenamiento de información (dado que la capacidad de almacenamiento crecía y se hacía más barato) y finalmente el intercambio de datos (gracias a las facilidades de las redes .

Clasificación  tipo  y modelos ordenador de COMPUTADORA:

Componentes de hardware y software

Dispositivos de  entrada almacenamiento  de

la  información

Dispositivos de salida de almacenamiento de la información

CONCEPTOS VASICOS

unidad de medida de almacenamiento de entrada y salida de la información

 

 

dispositivos de  de entrada de información

Macro computadoras (Mainframes)

Computadoras de uso general, también se instalan en ambientes controlados. Tiene gran capacidad de procesamiento y capacidad de manejo de puertos de entrada y salida.

Por tener gran capacidad de almacenamiento, esta computadoras capaz de tener conexión simultánea con muchas terminales. Se utiliza mucho en las empresas de gran tamaño como bancos, etc.. Es capaz de realizar varios millones de operaciones por segundo.

Minicomputadoras

Las microcomputadoras aparecieron en el mercado con el propósito de dar servicio a empresas e instituciones de tamaño más pequeño que las que utilizan mainframes.

Tiene características parecidas a las de las mainframes, pero con menores prestaciones en velocidad, tamaño de memoria, capacidad de almacenamiento y número de terminales que puede aceptar.

Estaciones de trabajo (Workstation)

Son computadoras que normalmente sirven para conectarse a una computadora mas grande a través de una red, con gran capacidad de procesamiento.

Computadoras  personales
(PC)

Se llaman así a todas las computadoras como la IBM PC o compatibles y modelos similares posteriores. También a las computadoras Macintosh de APPLE y modelos similares posteriores.

Son microcomputadoras que tienen bajo precio con gran disponibilidad de hardware y software debido a su popularidad.

 

Componentes de hardware y software

Los componentes de hardware son;

Memorias USB

Discos duro

Mini disket

Teclado

Mouse

Bocinas

Impresora

Componentes de software son;

Sistemas operativos

Programas

Antivirus

 

Dispositivo de entrada de la información

Disco duros

Memoria USB

Diskets

Dispositivos de almacenamiento de la información

Memoria flash

Discos rígidos

Unidad cd-rw

Unidad CD-ROM

Dispositivo de salida de la información

Monitor

Altavoz

Auriculares

Proyector

Impresora

Scanner

Bocinas

 

Entanas: área rectángulas en la pantalla donde se muestra o se accede a información. Cada aplicación en Windows se abre sobre una ventana diferente.

Icono: símbolo o pequeño gráfico que representa un programa, un archivo o cualquier otro elemento de información.

Barra de tareas: Franja ubicada en alguna de las orilla de la pantalla donde se encuentra el botón inicio y algunos iconos de aplicaciones instaladas. En esta barra se muestran las ventanas abiertas.

 

Puntero del mouse: es la figura que representa el mouse. Entre las representaciones gráficas más comunes de punteros se encuentran una punta de flecha, una pequeña mano (para accesar una liga), una barra vertical (para insertar texto) o un reloj de arena (simbolizando que hay que esperar pues el sistema está realizando alguna operación). El puntero permite seleccionar objetos en la pantalla.

 

Menú: consiste en un listado de opciones que indican operaciones a realizar o alternativas de selección, por ejemplo, un listado de archivos. Los menús pueden tener dos formas: barra de menú, cuando las opciones están dispuestas en forma orizontal y menú emergente, cuando el menú aparece en cuando se escoge una opción en una barra de menú.

Clic: es el evento de presionar alguno de los botones del mouse.

Doble clic: significa que el botón del mouse se presiona dos veces rápidamente.

Archivo: es un conjunto de datos almacenado en disco de manera estructurada de manera que el computador los puede accesar, ya sea mediante funciones del sistema operativo o mediante programas de aplicación. Hay diversas clases de archivos, las instrucciones que conforman los programas también reposan en un archivo, otros tipos de archivos pueden ser las cartas, bases de datos, gráficos, etc. Todo archivo consta de un nombre y una extensión, el nombre puede ser de hasta 80 caracteres, la extensión de solamente tres, ésta última indica el tipo de archivo que es y el programa con el que puede ser abierto. Por ejemplo, las aplicaciones tienen extensión .exe, los trabajos realizados en Word .doc. y los realizados en Excel .xsl.

Carpeta: es un archivo especial que tiene la particularidad contener otros archivos. Las carpetas fueron pensadas para organizar la información en el computador, dentro de ellas se puede almacena archivos y otras carpetas.

 

Bloque  3

SISTEMAS OPERATIVOS

PRINCIPALES  CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

SISTEMAS OPERATIVOS WINDOWS

SOFWARE DE VASE Y APLICASION

PROGRAMAS REQUERIMIENTOS Y COMPATIBILIDAD

 

SISTEMAS OPERATIVOS:

Uno de los propósitos del sistema operativo que gestiona el núcleo intermediario consiste en gestionar los recursos de localización y protección de acceso del hardware, hecho que alivia a los programadores de aplicaciones de tener que tratar con estos detalles. La mayoría de aparatos electrónicos que utilizan microprocesadores para funcionar, llevan incorporado un sistema operativo (teléfonos móviles, reproductores de DVD, computadoras, radios, enrutadores, etc.). En cuyo caso, son manejados mediante una Interfaz Gráfica de Usuario, un gestor de ventanas o un entorno de escritorio, si es un celular, mediante una consola o control remoto si es un DVD y, mediante una línea de comandos o navegador web si es un enrutador.

Sistemas con almacenamiento temporal de E/S

Los avances en el hardware crearon el soporte de interrupciones y posteriormente se llevó a cabo un intento de solución más avanzado: solapar la E/S de un trabajo con sus propios cálculos, por lo que se creó el sistema de búfer con el siguiente funcionamiento:

Un programa escribe su salida en un área de memoria (búfer 1).

El monitor residente inicia la salida desde el buffer y el programa de aplicación calcula depositando la salida en el buffer 2.

La salida desde el buffer 1 termina y el nuevo cálculo también.

Se inicia la salida desde el buffer 2 y otro nuevo cálculo dirige su salida al buffer 1.

El proceso se puede repetir de nuevo.

Los problemas surgen si hay muchas más operaciones de cálculo que de E/S (limitado por la CPU) o si por el contrario hay muchas más operaciones de E/S que cálculo (limitado por la E/S).

Spoilers

Hace aparición el disco magnético con lo que surgen nuevas soluciones a los problemas de rendimiento. Se eliminan las cintas magnéticas para el volcado previo de los datos de dispositivos lentos y se sustituyen por discos (un disco puede simular varias cintas). Debido al solapamiento del cálculo de un trabajo con la E/S de otro trabajo se crean tablas en el disco para diferentes tareas, lo que se conoce como Spool (Simultáneos Peripecia Operación On-Line).

Sistemas operativos multiprogramados

Surge un nuevo avance en el hardware: el hardware con protección de memoria. Lo que ofrece nuevas soluciones a los problemas de rendimiento:

Se solapa el cálculo de unos trabajos con la entrada/salida de otros trabajos.

Se pueden mantener en memoria varios programas.

Se asigna el uso de la CPU a los diferentes programas en memoria.

Debido a los cambios anteriores, se producen cambios en el monitor residente, con lo que éste debe abordar nuevas tareas, naciendo lo que se denomina como Sistemas Operativos multiprogramados, los cuales cumplen con las siguientes funciones:

Administrar la memoria.

Gestionar el uso de la CPU (planificación).

Administrar el uso de los dispositivos de E/S.

Cuando desempeña esas tareas, el monitor residente se transforma en un sistema operativo multiprogramado. Programas de sistema

Son aplicaciones de utilidad que se suministran con el SO pero no forman parte de él. Ofrecen un entorno útil para el desarrollo y ejecución de programas, siendo algunas de las tareas que realizan:

Manipulación y modificación de archivos.

Información del estado del sistema.

Soporte a lenguajes de programación.

Comunicaciones.

Gestor de recursos

Como gestor de recursos, el sistema operativo administra:

La unidad central de procesamiento (donde está alojado el microprocesador).

Los dispositivos de entrada y salida.

La memoria principal (o de acceso directo).

Los discos (o memoria secundaria).

Los procesos (o programas en ejecución).

Y en general todos los recursos del sistema.

sistema operativo Windows

Los primeros sistemas (1945-1955) eran grandes máquinas operadas desde la consola maestra por los programadores. Durante la década siguiente (1955-1965) se llevaron a cabo avances en el hardware: lectoras de tarjetas, impresoras, cintas magnéticas, etc. Esto a su vez provocó un avance en el software: compiladores, ensambladores, cargadores, manejadores de dispositivos, etc.

A finales de los años 1980, una computadora Commodore Amiga equipada con una aceleradora Video Toaste era capaz de producir efectos comparados a sistemas dedicados que costaban el triple. Un Video Toaste junto a Lightwave ayudó a producir muchos programas de televisión y películas, entre las que se incluyen Babilón 5, Seaquest DSV y Terminador II.7

Problemas de explotación y soluciones iniciales

El problema principal de los primeros sistemas era la baja utilización de los mismos, la primera solución fue poner un operador profesional que lo manejase, con lo que se eliminaron las hojas de reserva, se ahorró tiempo y se aumentó la velocidad.

Para ello, los trabajos se agrupaban de forma manual en lotes mediante lo que se conoce como procesamiento por lotes (batch) sin automatizar.

Monitores residentes

 

 

Fichas en lenguaje de procesamiento por lotes, con programa y datos, para ejecución secuencial.

Según fue avanzando la complejidad de los programas, fue necesario implementar soluciones que automatizaran la organización de tareas sin necesidad de un operador. Debido a ello se crearon los monitores residentes: programas que residían en memoria y que gestionaban la ejecución de una cola de trabajos.

Un monitor residente estaba compuesto por un cargador, un Intérprete de comandos y un Controlador (drivers) para el manejo de entrada/salida.

Sistemas con almacenamiento temporal de E/S

Los avances en el hardware crearon el soporte de interrupciones y posteriormente se llevó a cabo un intento de solución más avanzado: solapar la E/S de un trabajo con sus propios cálculos, por lo que se creó el sistema de búfers con el siguiente funcionamiento:

Un programa escribe su salida en un área de memoria (búfer 1).

El monitor residente inicia la salida desde el buffer y el programa de aplicación calcula depositando la salida en el buffer 2.

La salida desde el buffer 1 termina y el nuevo cálculo también.

Se inicia la salida desde el buffer 2 y otro nuevo cálculo dirige su salida al buffer 1.

El proceso se puede repetir de nuevo. Spoilers

Hace aparición el disco magnético con lo que surgen nuevas soluciones a los problemas de rendimiento. Se eliminan las cintas magnéticas para el volcado previo de los datos de dispositivos lentos y se sustituyen por discos (un disco puede simular varias cintas). Debido al solapamiento del cálculo de un trabajo con la E/S de otro trabajo se crean tablas en el disco para diferentes tareas, lo que se conoce como Spool (Simultáneos Peripecia Operation On-Line).

Sistemas operativos multiprogramados

Surge un nuevo avance en el hardware: el hardware con protección de memoria. Lo que ofrece nuevas soluciones a los problemas de rendimiento:

Se solapa el cálculo de unos trabajos con la entrada/salida de otros trabajos.

Se pueden mantener en memoria varios programas.

Se asigna el uso de la CPU a los diferentes programas en memoria.

Debido a los cambios anteriores, se producen cambios en el monitor residente, con lo que éste debe abordar nuevas tareas, naciendo lo que se denomina como Sistemas Operativos multiprogramados, los cuales cumplen con las siguientes funciones:

Administrar la memoria.

Gestionar el uso de la CPU (planificación).

Administrar el uso de los dispositivos de E/S.

Cuando desempeña esas tareas, el monitor residente se transforma en un sistema operativo multiprogramado.

Llamadas al sistema operativo

 

Definición breve: llamadas que ejecutan los programas de aplicación para pedir algún servicio al SO.

Cada SO implementa un conjunto propio de llamadas al sistema. Ese conjunto de llamadas es la interfaz del SO frente a las aplicaciones. Constituyen el lenguaje que deben usar las aplicaciones para comunicarse con el SO. Por ello si cambiamos de SO, y abrimos un programa diseñado para trabajar sobre el anterior, en general el programa no funcionará, a no ser que el nuevo SO tenga la misma interfaz. Para ello:

Las llamadas correspondientes deben tener el mismo formato.

Cada llamada al nuevo SO tiene que dar los mismos resultados que la correspondiente del anterior. Modos de ejecución en un CPU

Las aplicaciones no deben poder usar todas las instrucciones de la CPU. No obstante el Sistema Operativo, tiene que poder utilizar todo el conjunto de instrucciones del CPU. Por ello, una CPU debe tener (al menos) dos modos de operación diferentes:

Modo usuario: el CPU podrá ejecutar sólo las instrucciones del juego restringido de las aplicaciones.

Modo supervisor: la CPU debe poder ejecutar el juego completo de instrucciones.

Llamadas al sistema

Una aplicación, normalmente no sabe dónde está situada la rutina de servicio de la llamada. Por lo que si ésta se codifica como una llamada de función, cualquier cambio en el S.O. haría que hubiera que reconstruir la aplicación.

Pero lo más importante es que una llamada de función no cambia el modo de ejecución de la CPU. Con lo que hay que conseguir llamar a la rutina de servicio, sin tener que conocer su ubicación, y hacer que se fuerce un cambio de modo de operación de la CPU en la llamada (y la recuperación del modo anterior en el retorno).

Esto se hace utilizando instrucciones máquina diseñadas específicamente para este cometido, distintas de las que se usan para las llamadas de función.

Bibliotecas de interfaz de llamadas al sistema

Las llamadas al sistema no siempre tienen una expresión sencilla en los lenguajes de alto nivel, por ello se crean las bibliotecas de interfaz, que son bibliotecas de funciones que pueden usarse para efectuar llamadas al sistema. Las hay para distintos lenguajes de programación.

La aplicación llama a una función de la biblioteca de interfaz (mediante una llamada normal) y esa función es la que realmente hace la llamada al sistema.

Interrupciones y excepciones

 

El SO ocupa una posición intermedia entre los programas de aplicación y el hardware. No se limita a utilizar el hardware a petición de las aplicaciones ya que hay situaciones en las que es el hardware el que necesita que se ejecute código del SO. En tales situaciones el hardware debe poder llamar al sistema, pudiendo deberse estas llamadas a dos condiciones:

Algún dispositivo de E/S necesita atención.

Se ha producido una situación de error al intentar ejecutar una instrucción del programa (normalmente de la aplicación).

En ambos casos, la acción realizada no está ordenada por el programa de aplicación, es decir, no figura en el programa.

Según los dos casos anteriores tenemos las interrupciones y la excepciones:

Interrupción: señal que envía un dispositivo de E/S a la CPU para indicar que la operación de la que se estaba ocupando, ya ha terminado.

Excepción: una situación de error detectada por la CPU mientras ejecutaba una instrucción, que requiere tratamiento por parte del SO.

[editar]Tratamiento de las interrupciones

Una interrupción se trata en todo caso, después de terminar la ejecución de la instrucción en curso.

El tratamiento depende de cuál sea el dispositivo de E/S que ha causado la interrupción, ante la cual debe poder identificar el dispositivo que la ha causado.

La ventaja de este procedimiento es que no se tiene que perder tiempo ejecutando continuamente rutinas para consultar el estado del periférico. El inconveniente es que el dispositivo debe tener los circuitos electrónicos necesarios para acceder al sistema de interrupciones del computador.

Importancia de las interrupciones Excepciones

Cuando la CPU intenta ejecutar una instrucción incorrectamente construida, la unidad de control lanza una excepción para permitir al SO ejecutar el tratamiento adecuado. Al contrario que en una interrupción, la instrucción en curso es abortada. Las excepciones al igual que las interrupciones deben estar identificadas.

Clases de excepciones

Las instrucciones de un programa pueden estar mal construidas por diversas razones:

El código de operación puede ser incorrecto.

Se intenta realizar alguna operación no definida, como dividir por cero.

La instrucción puede no estar permitida en el modo de ejecución actual.

La dirección de algún operando puede ser incorrecta o se intenta violar alguno de sus permisos de uso.

Importancia de las excepciones

El mecanismo de tratamiento de las excepciones es esencial para impedir, junto a los modos de ejecución de la CPU y los mecanismos de protección de la memoria, que las aplicaciones realicen operaciones que no les están permitidas. En cualquier caso, el tratamiento específico de una excepción lo realiza el SO.

Como en el caso de las interrupciones, el hardware se limita a dejar el control al SO, y éste es el que trata la situación como convenga.

Es bastante frecuente que el tratamiento de una excepción no retorne al programa que se estaba ejecutando cuando se produjo la excepción, sino que el SO aborte la ejecución de ese programa. Este factor depende de la pericia del programador para controlar la excepción adecuadamente.

Componentes de un sistema operativo

 

 

 

Componentes del Sistema Operativo.

Gestión de procesos

Un proceso es simplemente, un programa en ejecución que necesita recursos para realizar su tarea: tiempo de CPU, memoria, archivos y dispositivos de E/S. El SO es el responsable de:

Crear y destruir procesos

Parar y reanudar procesos

Ofrecer mecanismos para que los procesos puedan comunicarse y se sincronicen

La gestión de procesos podría ser similar al trabajo de oficina. Se puede tener una lista de tareas a realizar y a estas fijarles prioridades alta, media, baja por ejemplo. Debemos comenzar haciendo las tareas de prioridad alta primero y cuando se terminen seguir con las de prioridad media y después las de baja. Una vez realizada la tarea se tacha. Esto puede traer un problema que las tareas de baja prioridad pueden que nunca lleguen a ejecutarse. y permanezcan en la lista para siempre. Para solucionar esto, se puede asignar alta prioridad a las tareas más antiguas.

Gestión de la memoria principal

La memoria es una gran tabla de palabras o bytes que se referencian cada una mediante una dirección única. Este almacén de datos de rápido acceso es compartido por la CPU y los dispositivos de E/S, es volátil y pierde su contenido ante fallos del sistema. El SO es el responsable de:

Conocer qué partes de la memoria están siendo utilizadas y por quién

Decidir qué procesos se cargarán en memoria cuando haya espacio disponible

Asignar y reclamar espacio de memoria cuando sea necesario

software de sistemas En terminología informática el software de sistema, denominado también software de base, consiste en software que sirve para controlar e interactuar con el sistema operativo, proporcionando control sobre el hardware y dando soporte a otros programas; en contraposición del llamado software de aplicación. Como ejemplos cabe mencionar a las bibliotecas como por ejemplo OpenGL para la aceleración gráfica, PNG para el sistema gráfico o demonios que controlan la temperatura, la velocidad del disco duro, como hdparm, o la frecuencia del procesador como cpudyn.

El software de sistema por antonomasia es Microsoft Windows, que entre todas sus versiones acumula cerca de un 90% de la cuota de mercado.1 Mención especial merece el proyecto GNU, cuyas herramientas de programación permitieron combinarse con el núcleo informático basado en Unix denominado Linux, formando entre ambos las conocidas como distribuciones GNU/Linux. A diferencia de la plataforma de Microsoft u otros ejemplos como Mac OS, es software libre.

Estos programas realizan diversas tareas, como la transferencia de datos entre la memoria RAM y los dispositivos de almacenamiento (disco rígido, unidades de discos ópticos, etc.) entre otros.

Tipos de software de sistema

Cargadores de programas

Sistemas operativos (y sus componentes, muchos de los cuales pueden considerarse como software de sistema)

Controladores de dispositivos

Herramientas de programación: compiladores, ensambladores, enlazadores, etc.

Programas utilitarios

Entorno de escritorio / Interfaz gráfica de usuario (que pueden incluir Gestores de ventanas)

Línea de comandos

BIOS

Hipervisores

Bootloaders (Gestor de arranque)

Si el software de sistema se almacena en una memoria no volátil tal como circuitos integrados, usualmente se lo denomina firmware.

Véase también

 

Sistema operativo

Interfaz de programación de aplicaciones o API.

Biblioteca de programación Requerimientos de hardware y OS

DesignBuilder es una aplicación gráfica profesional, por lo que requiere hardware de alto desempeño para ser utilizado con éxito. Esta página contiene información sobre los requerimientos mínimos, así como las especificaciones recomendadas. Los aspectos clave en los que debes poner atención, sobre todo si vas a actualizar tu computadora o a comprar una nueva, son los siguientes:

 

Tarjeta gráfica: Una buena tarjeta gráfica, 100 % compatible con Open GL, es necesaria para correr el programa. En nuestra experiencia las tarjetas NVIDIA de mediano y alto rango han demostrado ser las más confiables. También las tarjetas Radeon han demostrado un buen desempeño, siempre y cuando se tengan los controladores mas recientes instalados. De cualquier manera es importante considerar que las tarjetas gráficas integradas por lo general son incapaces de funcionar con el programa.

Memoria RAM: Es un hecho que DesignBuilder requerirá de toda la memoria de la que puedas disponer. Se recomienda por lo menos 4 GB para desarrollar simulaciones de nivel profesional, sobre todo si empleas Windows Vista (que requiere por si solo 1 GB).

Procesador: El más rápido que puedas conseguir. Un procesador de 2.4 GHz con doble nucleó sería el estándar adecuado para simulaciones profesionales. El contar con dos o más núcleos no necesariamente hará más rápidas las simulaciones con DesignBuilder (por lo menos con la versión actual), pero permite que el programa muestre un mejor desempeño durante su uso regular. También te permitirá seguir empleando tu computadora con otros programas, de manera eficiente, mientras las simulaciones se están ejecutando.

Requerimientos de hardware:

 

Se enlista a continuación los requerimientos mínimos de hardware para ejecutar DesignBuider, incluyendo entre paréntesis las características recomendables para trabajar con el programa de manera profesional.

 

Procesador de 1000 MHz (se recomienda de 2.4 GHz, con procesador de doble núcleo, o mejor).

Tarjeta gráfica 100 % compatible con Open con hardware de aceleración 3D en modo de color de 32-bit (se recomienda especialmente las tarjetas NVIDIA).

512 MB de memoria RAM (se recomienda 4 GB o más).

200 MB de espacio libre en disco (se recomienda 5 GB o más).

Pantalla de 800 x 600 píxel (se recomienda de 1280 x 1024 píxel, o mayor).

Dispositivo de señalamiento (ratón) con rueda central.

Requerimientos de sistema operativo (OS)

 

DesignBuilder ha sido diseñado específicamente para Windows 2000 y XP, por lo que NO funciona con Windows 95, 98, ME y NT. También funciona con Windows Vista y 7, pero con estos últimos se recomiendan los siguientes ajustes:

 

 

Se debe establecer compatibilidad con Windows XP SP2. Para llevar a cabo este ajuste, antes de correr DesignBuilder por primera vez después de su instalación, se hace clic derecho en el ícono del programa (en el menú de inicio o en el escritorio) y se selecciona "Propiedades". Luego se hace clic en la etiqueta "Compatibilidad", se activa la casilla "Ejecutar este programa en modo de compatibilidad para:" y se selecciona "Windows XP SP2".

Ahí mismo se debe activar la casilla "Deshabilitar la composición de escritorio", con el objeto de anular el efecto "aéreo" de la interfaz. Sin ese cambio las pantallas de DesignBuilder no se actualizan correctamente.

Si aun cumpliendo estos requerimientos sigues teniendo problemas para ejecutar DesignBuilder con Windows Vista te recomendamos descargar e instalar el controlador (driver) más reciente de la tarjeta gráfica.