domingo, 2 de octubre de 2016

1.2 Maneja las medidas de seguridad y protección en el entorno físico, software e información almacenada.

By  at 0:36    No comments 
 
La información está compuesta de datos y éstos, a su vez, de caracteres. Ambos 
deben estar debidamente organizados de acuerdo a una serie de normas para 
aportar información. 
 
Se denomina CARÁCTER a cualquier signo que se emplea en la escritura y el 
cálculo. Es la unidad básica e indivisible de un lenguaje. Pueden ser:
 
** Numérico: (también llamados dígitos: 0 1 4 5 G 7 8 9),
** Alfabéticos: son los que están representados por las letras del alfabeto.
** Y especiales: son todos aquéllos distintos a o letras. (+ - * : . ; () ? / = > < & %).
 
Se define DATO como cualquier conjunto de caracteres -incluido el caso particular
de un solo carácter- necesario para expresar un número, valor o un concepto que 
aporte información.
 
En función tipo caracteres de que esté compuesto el dato, podemos distinguir 
dato numérico, dato alfabético y dato alfanumérico.

Información es un conjunto de datos numéricos o alfanuméricos debidamente organizados, necesarios para plantear y resolver cualquier tipo de problema.

• Tipos de datos.

Se pueden considerar tres tipos de datos, según el punto del proceso en el que se encuentren:

- Datos de entrada: son los que llegan al ordenador a través de alguno de los periféricos de entrada, tales como el teclado, lectores, etc.; o bien llegan desde unidades de almacenamiento, como son los discos. A veces este concepto se confunde con captura de datos -actividad de introducción de datos, casi siempre automatizada, en el que la recepción de los datos tiene una importancia secundaria, y con la preparación de los datos -labor que supone preparar los datos para su entrada en el sistema, formateándolos o codificándolos-.

- Datos intermedios: son los resultados que se van produciendo y que no forman parte de la salida porque no se especificó de esa manera en el diseño del programa.

- Datos de salida: Son los datos resultados del procesamiento de los datos de entrada y de los intermedios. La forma de obtenerlos para su análisis es por medio de un periférico de salida, como son las pantallas o las impresoras; o bien almacenarlos.

Para poder llevar a cabo este trabajo, el ordenador deberá contar con un intérprete, es decir, un sistema fijo y consistente que permita pasar un número o un carácter a un valor en bytes. Una vez que el ordenador ha utilizado ese valor para el procesamiento y ha obtenido un resultado -en bytes-, deberá usar el intérprete de nuevo, pero de manera inversa, para pasar esos bytes a una representación habitual para el operador. El proceso por el cual se pasa de un lenguaje máquina a un lenguaje comprensible por un usuario, o por otra máquina, se le conoce como traducción.

Este proceso consiste en tomar los datos tal como los maneja la máquina y, mediante una traducción previa de los mismos, convertirlos en datos legibles por el operador del sistema con la finalidad de plasmarlos en un medio que permita su lectura.

El periférico más utilizado para la representación de datos es el monitor, seguido por la impresora.

La representación concluirá, la mayor de las veces, con una salida de naturaleza muy similar a los datos con los que se trabaja desde el principio. Por ejemplo, si un usuario está manejando gráficos con un programa de diseño, lo más habitual es concluir con un gráfico en la pantalla o en la impresora. Si se trabaja con datos numéricos, o textos, o documentos, ocurre de manera similar. Es decir, la naturaleza de los datos de entrada y de salida suele ser la misma.

En otras ocasiones ocurrirá de manera diferente, pues un usuario puede introducir números en un ordenador y obtener una salida textual o gráfica.

Encriptación es el proceso mediante el cual cierta información o texto sin formato es cifrado de forma que el resultado sea ilegible a menos que se conozcan los datos necesarios para su interpretación. Es una medida de seguridad utilizada para que al momento de almacenar o transmitir información sensible ésta no pueda ser obtenida con facilidad por terceros. Opcionalmente puede existir además un proceso de des encriptación a través del cual la información puede ser interpretada de nuevo a su estado original, aunque existen métodos de encriptación que no pueden ser revertidos. El término encriptación es traducción literal del inglés y no existe en el idioma español. La forma más correcta de utilizar este término sería cifrado



Usos de la Encriptación



Algunos de los usos más comunes de la encriptación son el almacenamiento y transmisión de información sensible como contraseñas, números de identificación legal, números de tarjetas de crédito, reportes administrativo-contables y conversaciones privadas, entre otros.

Como sabemos, en un Sistema de Comunicación de Datos, es de vital importancia asegurar que la Información viaje segura, manteniendo su autenticidad, integridad, confidencialidad y el no repudio de la misma entre otros aspectos.
Estas características solo se pueden asegurar utilizando las Técnicas de Firma Digital Encriptada y la Encriptación de Datos.

Métodos de Encriptación


Para poder Encriptar un dato, se pueden utilizar tres procesos matemáticos diferentes:

Los algoritmos HASH, los simétricos y los asimétricos.

1. Algoritmo HASH: Este algoritmo efectúa un cálculo matemático sobre los datos que constituyen el documento y da como resultado un número único llamado MAC. Un mismo documento dará siempre un mismo MAC.

2. Criptografía de Clave Secreta o Simétrica: Utilizan una clave con la cual se encripta y desencripta el documento. Todo documento encriptado con una clave, deberá desencriptarse, en el proceso inverso, con la misma clave. Es importante destacar que la clave debería viajar con los datos, lo que hace arriesgada la operación, imposible de utilizar en ambientes donde interactúan varios interlocutores.

Los criptosistemas de clave secreta se caracterizan porque la clave de cifrado y la de descifrado es la misma, por tanto la robustez del algoritmo recae en mantener el secreto de la misma.

Sus principales características son:

  • Rápidos y fáciles de implementar
  • Clave de cifrado y descifrado son la misma
  • Cada par de usuarios tiene que tener una clave secreta compartida
  • Una comunicación en la que intervengan múltiples usuarios requiere muchas claves secretas distintas

Actualmente existen dos métodos de cifrado para criptografía de clave secreta, el cifrado de flujo y el cifrado en bloques.

  • Cifrado de flujo: El emisor A, con una clave secreta y un algoritmo determinístico (RKG), genera una secuencia binaria (s) cuyos elementos se suman módulo 2 con los correspondientes bits de texto claro m, dando lugar a los bits de texto cifrado c, Esta secuencia (c) es la que se envía a través del canal. En recepción, B, con la misma clave y el mismo algoritmo determinístico, genera la misma secuencia cifrante (s), que se suma modulo 2 con la secuencia cifrada (c) , dando lugar a los bits de texto claro m. Los tamaños de las claves oscilan entre 120 y 250 bits
  • Cifrado en bloque: Los cifrados en bloque se componen de cuatro elementos:
 
Transformación inicial por permutación.
 
Una función criptográfica débil (no compleja) iterada r veces o "vueltas".
    Transformación final para que las operaciones de encriptación y desencriptación sean simétricas.
     Uso de un algoritmo de expansión de claves que tiene como objeto convertir la clave de usuario, normalmente de longitud limitada        entre 32 y 256 bits, en un conjunto de subclaves que puedan           estar   constituidas por varios cientos de bits en total.

3. Algoritmos Asimétricos (RSA):

Requieren dos Claves, una Privada (única y personal, solo conocida por su dueño) y la otra llamada Pública, ambas relacionadas por una fórmula matemática compleja imposible de reproducir. El concepto de criptografía de clave pública fue introducido por Whitfield Diffie y Martin Hellman a fin de solucionar la distribución de claves secretas de los sistemas tradicionales, mediante un canal inseguro. El usuario, ingresando su PIN genera la clave Pública y Privada necesarias. La clave Pública podrá ser distribuida sin ningún inconveniente entre todos los interlocutores. La Privada deberá ser celosamente guardada. Cuando se requiera verificar la autenticidad de un documento enviado por una persona se utiliza la Clave 


Ya sabemos que el hardware es la parte física del ordenador. Son elementos tangibles. Algunos componentes hardware son la memoria, la fuente de alimentación, los cables la tarjeta gráfica, etcétera.

Los componentes físicos del ordenador se pueden clasificar en los siguientes:


  •        Unidad central de proceso (UCP). Consta de:
·         Unidad aritmético-lógica (UAL).
·         Unidad de control (UCI.

  •        Memoria central (MC) o RAM.
  •        Unidad de entrada/salida (E/S).
  •        Buses.
  •      Unidades periféricas o periféricos de entrada/ salida.

La unidad central de proceso 0 UCP, también denominada procesador, es el 
elemento encargado del control y ejecución de las operaciones que se efectúan 
dentro del ordenador con el fin de realizar el tratamiento automático de la 
información.
 
Es la parte fundamental del ordenador. Se encarga de controlar todas las tareas y
procesos que se realizan dentro de él. Está formado por la unidad de control (UC),
la unidad aritmético-lógica (UAL) y su propia memoria, que no es la RAM. El 
procesador es la parte pensante del ordenador; se encarga de todo: controla los 
periféricos, la memoria, la información que se va a procesar, etc. 
 
Como ya hemos anticipado, el procesador consta de dos partes fundamentales: 


    

  • Unidad de control (UC). 
    • 

  • Unidad aritmético-lógica (UAL). 
    • 



 
Para que el procesador pueda trabajar necesita, además, otros componentes 
hardware del sistema informático: la memoria principal o central del ordenador 
(RAM), la unidad de entrada/ salida, los periféricos de entrada/salida, los 
controladores y los buses. 
 
El procesador gestiona lo que hay en memoria desde o hacia los periféricos 
gracias a la unidad de entrada salida, buses y controladores del sistema.

Unidad de control (UC) 
 
La unidad de control o UC es la parte pensante del ordenador; es como el director
de una orquesta, ya que se encarga del gobierno y funcionamiento de los aparatos
que la componen. La tarea fundamental de la UC es recibir información para 
interpretarla y procesarla después mediante las órdenes que envía a los otros 
componentes del ordenador.


Se encarga de traer a la memoria interna o central del ordenador (RAM) las 
instrucciones necesarias para la ejecución de los programas y el procesamiento de
los datos.
 
Estas instrucciones y datos se extraen, normalmente, de los soportes de 
almacenamiento externo. Además, la UC interpreta y ejecuta las instrucciones en 
el orden adecuado para que cada una de ellas se procese en el debido instante y 
de forma correcta.
 
Para realizar todas estas operaciones, la UC dispone de algunos aliados, pequeños 
espacios de almacenamiento que son su esencia. Estos espacios de 
almacenamiento se denominan registros. Además de los registros, tiene otros 
componentes. Todos ellos se detallan a continuación: 
 
Registro de instrucción. Es el encargado de almacenar la instrucción que se está
                                       ejecutando. 




Registro contador de programas. Contiene la dirección de memoria de la 
                                                      siguiente instrucción a ejecutar. 




Controlador y decodificador. Se encarga de interpretar la instrucción para su 
                                              posterior proceso. Es el encargado de extraer el 
                                              código de operación de la instrucción en curso. 




Secuenciador. Genera las microórdenes necesarias para ejecutar la instrucción. 




Reloj. Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes.

Unidad aritmético – lógica. ALU.



 
 
La unidad aritmético-lógica 0 UAL es la parte de la encargada de realizar 
operaciones aritméticas y lógicas sobre la información. Las operaciones aritméticas
pueden ser suma, resta, multiplicación, división, potenciación, etc. Las lógicas son
normalmente de comparación, para las que se emplean los operadores del álgebra
de Boole. Algunas de estas operaciones se detallan en la siguiente tabla:
 

 

Los elementos más importantes que componen la UAL, cuya disposición puede 
observarse en la siguiente Figura son los siguientes: 
 

1.    Operacional o circuito operacional. Realiza las operaciones con los 
     datos de los registros de entrada.
 
2.    Registros de entrada. Contienen los operandos de la operación.

3.    Acumulador. Almacena los resultados de las operaciones.
 
4.    Registro de estado. Registra las condiciones de la operación anterior.


Memoria central.

El ordenador almacena dentro de su memoria interna todos los programas y datos
con los que se va a trabajar y que van a ser procesados. Los dos tipos de memoria
esenciales con los que puede trabajar el ordenador son:


Memorias de almacenamiento externo. Se les da esta denominación a lo
soportes de almacenamiento, ya que son capaces de almacenar información. 


Son memorias externas: discos duros, disquetes, cintas DAT, pen drives, etc., 
y aunque estén físicamente dentro de la carcasa del Ordenador, como es el 
Caso de los discos duros, la denominación de externas es para diferenciarlas 
precisamente de la propia RAM.

Estas memorias Son más que la propia memoria principal, ya que constan de componentes electrónicos y mecánicos. Son no volátiles, de tal forma que la información permanece en ellas incluso después de quitar el suministro de energía eléctrica al ordenador. 


Memoria interna. Dentro del ordenador existen varios tipos de memorias que
no son consideradas externas. Son las siguientes: 
       
RAM (Random Access Memory). En ella es posible almacenar y modificar 
información y es lo que se conoce como memoria principal, memoria central o 
memoria de acceso directo.


ROM (Read Memory). Es una memoria de solo lectura, cuya información no 
puede Ser modificada y que Sirve para poder inicializar el Sistema informático.


La memoria principal o central (MC) es la que está Situada físicamente dentro de 
la carcasa del ordenador.
 
Memoria RAM 
 
La memoria RAM es un componente necesario para que se pueda procesar la 
información. Casi todo, por no decir todo, lo que se tiene que procesar dentro del 
ordenador debe tarde o temprano por la memoria central.
 
LOS elementos que componen la memoria central o principal, como se aprecia en 
la siguiente figura son los siguientes: 



1.    Registro de direcciones. Contiene la dirección de la celda o posición de 
     memoria a la que se va a acceder. 
 
2.    Registro de intercambio. Recibe los datos en operaciones de lectura y 
     almacena los datos en las operaciones de escritura. 
 
3.    Selector de memoria. Se activa cada vez que hay que leer o escribir 
     conectando la celda o posición de memoria con el registro de intercambio. 
 
4.    Señales de control. Indica si una operación es de lectura 0 escritura. 

La memoria central formada por componentes electrónicos (biestables) capaces de
almacenar información en forma de ceros y unos (sistema binario). Cada 
información de este tipo recibe el nombre de bit.
 
En la RAM tienen que estar físicamente ubicados los programas y los datos que se
tienen que procesar. Cuando un programa, Como por ejemplo Word Writer, etc., 
este pasa del soporte de almacenamiento o memoria externa en el que está 
almacenado de forma permanente, a cargarse en memoria central (operación de 
lectura).
 
Además de la memoria central, lo normal es que los ordenadores incorporen otro 
tipo de memoria para agilizar los cálculos que realizan los programas. Suelen ser 
memorias intermedias colocadas entre la RAM y el procesador, que almacenan 
temporalmente la información a procesar. Este tipo de memorias reciben el 
nombre de memoria caché y no son RAM propiamente dicha, sino otro tipo de 
memorias internas que almacenan la información que se utiliza con más frecuencia.
 
Por otro lado, no hay que confundir los soportes de almacenamiento con la 
memoria interna; es decir, un disco duro no es memoria interna. El disco duro se 
considera memoria externa o auxiliar. Los disquetes, CD-ROM, cintas, pendrives, 
etc., son soportes de almacenamiento. Se denominan memorias externas y, al 
igual que la memoria interna, todas almacenan información. Lo que ocurre es que
la memoria interna almacena la información solo temporalmente, para procesarla,
mientras que los soportes de almacenamiento externo tienen la función principal 
de almacenar la información de forma permanente.


 
 
Físicamente hablando, los componentes electrónicos que forman la MC son las 
denominadas celdillas o biestables, que actúan como pequeños condensadores, 
de tal forma que la presencia de energía dentro de ellas puede traducirse como 
un uno (1) lógico y la ausencia de energía como un cero (O) lógico. 




La información en memoria se suele almacenar en bloques. Estos bloques suelen 
ser de ocho celdillas; es decir, equivalen a 8 bits y se denominan byte (combinación
de ceros y unos).
 
Cada conjunto de ellos representa un carácter, es decir, cualquier letra 0 número 
como combinación de 8 bits.
 
Estos condensadores, como tales, transcurrido cierto tiempo, se van descargando. 
Evidentemente, para no perder la información de la memoria, el propio sistema 
informático tendrá que proceder a recargarlos antes de que se descarguen 
definitivamente. Este proceso es conocido como refresco de memoria.

    

  •      DRAM (Dynamic RAM) Es un tipo de memoria RAM electrónica construida 
    • 



mediante condensadores. Cuando un condensador está cargado se dice que almacena un BIT a uno. Si está descartado, el valor del BIT es cero. Para mantener las celdillas cargadas, este tipo e memoria necesita refrescarse cada cierto tiempo: el refresco de una memoria RAM consiste en recargar nuevamente con energía los condensadores que tienen almacenado un uno para evitar que la información se pierda (de ahí lo de Dynamic). La memoria DRAM es más lenta que memoria SRAM, pero mucho más barata de fabricar. 
 
    

  •      SRAM (Static RAM). Es un tipo de memoria RAM alternativa a la DRAM 
    • 



que  no necesita refrescarse. SRAM y DRAM son memorias volátiles, IO que 
significa que cuando se corta el suministro de corriente, los datos almacenados
se pierden. Debido al coste de fabricación de la y a Su velocidad, suele 
utilizarse como memoria caché. 

    



SDRAM Es una memoria que incorpora la capacidad de la DRAM y la 
     velocidad de la SRAKA,; es decir, necesita refresco de sus celdas, pero en 
       un intervalo superior de tiempo. Esta memoria es la que incorporan en la 
       actualidad la mayoría de los ordenadores personales. 
    



DDRAM o memoria de doble recarga o memoria de doble tasa de 
     transferencia. Compuesta por memorias SDRAM, tiene la característica de 
       que se refresca dos veces por impulso de reloj. Es una memoria de 
       funcionamiento muy complejo, pero tiene la ventaja de ser prácticamente
       el doble de rápida que cualquiera de las anteriores.
 
En la actualidad, una de las características fundamentales de las memorias RAM 
es la velocidad con que la información se puede almacenar en ellas. Esta velocidad
es mayor cuanto menos se tarde en acceder a la posición de memoria requerida 
en cada instante. La velocidad se mide en nanosegundos (60, 70, 80, 100,...). 


Cuanto menor sea el tiempo de acceso, más rápido seré el acceso que se pueda 
realizar a cualquier posición de memoria para poder grabar o leer su información.
 
Memoria ROM 
 
La memoria ROM o memoria de solo lectura contiene programas especiales que 
sirven para cargar e iniciar el arranque del ordenador. En ella se encuentra 
almacenada toda la información referente a los componentes hardware de los que
consta nuestro equipo.

Posteriormente, será labor del sistema operativo realizar el resto operaciones para
poder empezar a utilizar el ordenador.
 
El que integra la ROM Forma el BIOS del ordenador (Basic Input Output System) 
o sistema básico de entrada/salida.
 
El BIOS se encuentra físicamente en varias partes del ordenador. El componente 
principal está en la placa base. Inicialmente, los BIOS se programaban sobre 
memorias de tipo ROM, lo que implicaba que cualquier modificación en el sistema 
no realizarse a menos que lo hiciese el fabricante. Había que sustituir el 
componente electrónico para modificar la configuración del BIOS. Por eso, 
posteriormente, el BIOS se montó en memorias de tipo PROM (Programmable 
Read Only) que Son programables una Vez y después de Sido montadas en la 
placa.
 
El BIOS es un código que localiza y carga el sistema operativo en la RAM; es un 
software elemental instalado en una pequeña ROM de la placa base que permite 
que comience a funcionar. Proporciona las órdenes básicas para poner en 
funcionamiento el hardware indispensable para empezar a trabajar. Como mínimo,
maneja el teclado y proporciona salida básica (emitiendo pitidos normalizados por
el del ordenador Si Se producen el arranque.


En la actualidad, se utilizan las memorias de tipo EPROM (Erasable Programmable 
Read Only Memory), que permiten cambiar la configuración asignada. Este 
proceso es complejo, pero no implica realizar operaciones físicas sobre los 
componentes que están montados.
 
Todas estas memorias son no volátiles, y la información que contienen no 
desaparece nunca debido a que están programadas de fábrica. No necesitan 
ningún suministro de energía para mantener su configuración.
 
La CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) es un tipo de memoria 
interna del ordenador que se caracteriza por consumir muy poca energía eléctrica 
lo que la hace idónea para almacenar datos del BIOS. 

El BIOS es un tipo de memoria que en los ordenadores se utiliza para guardar los 
datos básicos de hardware y de configuración. Por ejemplo, en él se guarda la 
información sobre los discos duros (cuántos y de qué características) y otras 
informaciones como la fecha y la hora. Para que toda la información que mantiene
no se borre, es necesario que la CMOS siempre tenga corriente eléctrica. Cuando 
el ordenador está apagado, obtiene energía de una pequeña pila o batería ubicada 
en la placa base.
 
La configuración del BIOS se puede modificar si instalamos un nuevo disco duro, si 
queremos cambiar la fecha, la hora del sistema, etc. para acceder al BIOS y poder 
modificar sus valores, hay que pulsar las teclas F2 o Supr durante el proceso de 
inicio del equipo, dependiendo del BIOS de cada equipo. Así se accede al SETUP 
del equipo, en el que se configuran las opciones de inicio básicas del ordenador.
 
Otros tipos de memorias internas que no son RAM como tal, pueden ser las 
memorias que incorporan las tarjetas gráficas, que liberan a la RAM de las tareas 
de procesamiento gráfico. Así, la memoria VRAM o memoria de vídeo se utiliza 
para almacenar las imágenes que se quieren visualizar, en vez de hacerlo 
directamente sobre la RAM. Actualmente, este tipo de memoria es fundamental 
debido a la evolución de la tecnología multimedia.
 
En la actualidad, la mayoría de los ordenadores incorporan en la propia tarjeta o 
adaptador gráfico la llamada SGDRAM (Super Graphics Dynamic Random Access 
Memory). Se trata de una memoria de elevada capacidad, a veces verdaderamente 
elevada, que se caracteriza por su alta velocidad y bajo consumo. 

La CDRAM, por ejemplo, es un tipo de memoria que actúa entre el procesador y el 
periférico correspondiente. En algunos casos, estas memorias actúan como 
memorias caché (memoria intermedia de alta velocidad). Suelen ir asociadas a 
determinados dispositivos, como unidades de CD-ROM y dispositivos de entrada/
salida, para liberar a la RAM de operaciones innecesarias.
 
En cuanto a la estructura de la memoria, desde un principio, e independientemente 
del sistema operativo, la memoria se ha estructurado en varios niveles:
 
    

  • ·      Memoria convencional. De 0 a 640 Kb.
    • 

  •  ·    Memoria superior. De 641 Kb hasta 1024 Kb (l Mb).
    • 

  •       Memoria extendida. De 1 025 Kb hasta el límite de la placa base del equipo.
    • 



 
Los fabricantes de ordenadores han dividido desde un principio la estructura en 
esas tres partes fundamentales, que son gestionadas de forma diferente por cada 
sistema operativo. Así, por eiemplo, MS-DOS gestiona la memoria dividiéndola 
realmente en estas tres capas. Windows 9X, xp, Vista 2003 Server, 2008 Server, 
UNIX o Linux gestionan la memoria de forma diferente, olvidándose casi por 
completo de esta estructura. Ya veremos qué gestión se hace de la memoria en 
cada uno de los sistemas operativos.

En cualquier caso, esta cuestión es fundamental, pues una cosa es el modo en 
que los ordenadores reconocen la memoria después de ser fabricados (tres capas) 
y otra muy distinta el modo en que el sistema operativo gestiona las diferentes 
capas de la RAM. Para acceder a las celdillas de memoria hay que atender al 
concepto de dirección de memoria. Esta dirección es situación del componente 
electrónico dentro del conjunto de componentes de la memoria. De esta forma, 
cuando se accede a una dirección de memoria, IO que se hace es acceder a un 
conjunto de biestables (condensadores). Cada uno de estos biestables físicos 
referencia un bit lógico (0, 1). El bit se define como la mínima unidad de 
información.
 
El conjunto de 8 bits a los que se accede se denomina carácter o palabra. A partir 
de aquí, la información se mide como conjunto de es, es decir, bloques de 8 bits.
 
El direccionamiento es una operación que se realiza cuando el procesador ejecuta 
o interpreta una instrucción. Toda instrucción está compuesta por un código de 
operación y un operando. El código de operación es la instrucción en si (suma, 
resta, multiplicación, etc.) y el operando es el dato o información que se va a 
procesar.
 
Según el método utilizado, la rapidez de ejecución de un programa será mayor o 
menor. Los llamados modos de direccionamiento son las diferentes formas de 
acceder a los operandos en cada instrucción. La Figura 1.8 muestra los modos de 
direccionamiento: 

    

  • Direccionamiento inmediato. En la instrucción está incluido directamente el operando o dato.
    • 

  • Direccionamiento directo. En la instrucción, el campo del operando contiene la dirección en memoria donde se encuentra el operando.
    • 

  • Direccionamiento indirecto. El campo del operando contiene una dirección de memoria en la que se encuentra la dirección efectiva del operando.
    • 

  • Direccionamiento relativo. La dirección del dato que interviene en la instrucción se obtiene sumando a la dirección de la propia instrucción una cantidad fija, que normalmente está contenida en un registro de tipo especial.
    • 




Unidades de entrada/salida y buses
 
La unidad de entrada/salida sirve para comunicar el procesador y el resto de componentes internos del ordenador con los periféricos de entrada/ salida y las memorias de almacenamiento externo o auxiliares.
 
Recordemos que actualmente las denominaciones UC y UAL han dejado de tener importancia aisladamente. Hoy en día, el conjunto de estos dos componentes se denomina procesador. La memoria RAM y la unidad de entrada/salida no forman parte, como tales, del procesador, sino que son parte del hardware sin las que este no es capaz de realizar prácticamente ninguna operación.
 
Hay Otro componente importante dentro del ordenador que está relacionado directamente con el procesador: el bus.
 
El bus es el elemento responsable de establecer Una correcta interacción entre los diferentes componentes del ordenador. Es, por IO tanto, el dispositivo principal de comunicación. En un sentido físico, se define como un conjunto de líneas de hardware (metálicas o físicas) utilizadas para la transmisión de datos entre los componentes de un sistema informático. En cambio, en sentido figurado es una ruta compartida que conecta diferentes partes del sistema. 

La evolución de los buses a lo largo de la historia ha sido determinante para la evolución de los sistemas operativos. Al fabricarse buses mucho más rápidos y con más líneas, los sistemas operativos han ido mejorando y aportando nuevas funcionalidades que antiguamente no podían ser implementadas por falta de velocidad en los buses.
 
Hoy por hoy, el bus sigue determinando en gran medida la velocidad de proceso de un equipo, ya que sigue siendo uno de bs componentes hardware que mayores limitaciones tiene. 

En lo referente a la estructura de interconexión mediante los buses, existen de dos tipos: 
·      Bus único. Considera a la memoria y a los periféricos como posiciones de memoria, y hace un símil de las operaciones E/ S con las de escritura/ lectura en memoria. Estas equivalencias consideradas por este bus hacen que no permita controladores DMA (Direct Access Memory) de acceso directo a memoria.
 
·      Bus dedicado. Este, en cambio, al considerar la memoria y periféricos como dos componentes diferentes, permite controladores DMA 
 
          El bus dedicado contiene varias subcategorías más que son las siguientes:
 
§  Bus de datos. Transmite información entre la CPU y los periféricos.
 
§  Bus de direcciones. Identifica el dispositivo al que va destinada la información que se transmite por el bus de datos.
 
§  Bus de control 0 de sistema. Organiza y redirige hacia el bus pertinente la información que se tiene que transmitir.
 
La capacidad operativa del bus depende del propio sistema, de la velocidad de este, y la «anchura» del bus (número de conductos de datos que operan en paralelo) depende de los bits que se pueden transmitir simultáneamente, según el tipo de procesador que incorpore el equipo.
 
El bus es como una autopista en la que el tráfico es muy intenso. Por eso, el tipo de bus que incorpore el ordenador determinará que este sea más rápido o más lento. 

El bus se caracteriza por el número y la disposición de sus líneas (cada una de ellas es capaz de transmitir un bit, que es la unidad mínima de transmisión de la información). Concretamente, en los primeros PC era de 8 bits; es decir, solo contaban con ocho líneas de datos. En la actualidad, los más extendidos son los de 16, 32, 64, 128 bits o superiores.
 
El número de bits que circulan define el número de líneas de que se dispone para realizar el paso de información de un componente a otro. Son como los carriles de una autopista: cuantos más carriles haya, más vehículos podrán circular por ella.
 
La estructura es la siguiente:
 
·         Procesador.
·         Buses.
·         Memoria RAM.
 
También es muy importante la velocidad con la que los bits circulan por el bus. Esta velocidad se mide en megahercios, y de ello depende el rendimiento global del equipo. Hay buses a 66 Mhz, pasando por toda una gama que va hasta más de 1 066 Mhz en los ordenadores que montan procesadores de última generación. Comparémoslo con una autopista o carretera: no es lo mismo que exista una limitación de 90 km/h que otra de 130 km/h. Si un bus tiene muchas líneas y son muy rápidas, mejor para el rendimiento del ordenador. 


La frecuencia o velocidad del bus queda determinada por impulsos de El reloj es, por tanto, el componente que determina la velocidad, ya que a mayor frecuencia en Mhz, más rápida es la circulación de bits por las líneas del bus.
 
Y no solo eso. El bus determina la y, por Su tamaño determina el del registro de instrucción. Así, el código de operación ser mayor, siendo posible ejecutar un mayor número de operaciones. Esto produce un aumento de potencia, no por mayor rapidez, sino por mayor complejidad de las instrucciones. 


Los periféricos son dispositivos hardware con los cuales el usuario puede interactuar con el ordenador (teclado, ratón, monitor), almacenar o leer daros y o (dispositivos de almacenamiento o memorias auxiliares),  imprimir resultados (impresoras), etcétera. 
 
Se denominan periféricos, por ejemplo, los dispositivos que sirven para introducir datos y programas en el ordenador desde el su central que puedan ser Son periféricos de entrada: ratones, etc.
 
También hay periféricos que sirven para extraer información desde el ordenador hacia el exterior, como impresoras o monitores.
 
Los hay que sirven para ambas cosas, como discos duros, CD-ROM regrabables, disquetes, etc.
 
Los periféricos se conectan Con el ordenador, es decir, con la UCP y sus componentes, a través de los denominados puertos o conectores externos. Esta gestión la lleva a cabo otra parte esencial ordenador: la unidad de entrada/salida, componente hardware usado para la gestión de periféricos.
 
En una primera podemos hacer una clasificación de los periféricos teniendo en cuenta desde o hacia dónde envían información. Es decir, la clasificación se hace atendiendo a que la información que circula a través bus de datos lo haga desde el periférico a la memoria central (periférico de entrada) o viceversa (periférico de salida).
 
Conectado el periférico al ordenador a través del cable o conector correspondiente, la información que se envía o transmite circula dentro del ordenador a través de buses vistos anteriormente.

Muchos de los periféricos de entrada/salida necesitan un tipo de software especial para ser configurados; en Otras palabras, para utilizar una impresora, por ejemplo, primero hay que instalarla. Esto significa que es necesario introducir dentro de la configuración del ordenador y acorde con nuestro software básico unos programas específicos que permitan al sistema operativo reconocer el periférico y utilizarlo de forma correcta. Estos programas se denominan drivers o controladores.


Con la constante evolución de las computadoras en los últimos años, es necesario que la información ya elaborada por la computadora se memorice o se guarde en unidades de gran capacidad. A estas unidades se las conoce como memorias de masa y son dispositivos internos o externos a la computadora destinados a almacenar grandes volúmenes de información, tanto de programas como de datos.

Estos dispositivos tienen una particularidad fundamental: los caracteres de información grabados no son volátiles; aquella permanece aunque se haya desconectado la alimentación.

Esta información almacenada podrá ser tratada posteriormente por otra computadora con similares características a la que fue el origen de la información.


Estos dispositivos se pueden clasificar según el modo de acceso a los datos que contienen:

·         Acceso secuencial: en el acceso secuencial, el elemento de lectura del dispositivo debe pasar por el espacio ocupado por la totalidad de lo datos almacenados previamente al espacio ocupado físicamente por los datos almacenados que componen el conjunto de información a la que desea acceder.

·         Acceso aleatorio: en el modo de acceso aleatorio, el elemento de lectura accede directamente a la dirección donde se encuentra almacenada físicamente la información que se desea localizar sin tener que pasar previamente por la almacenada entre el principio de la superficie de grabación y el punto donde se almacena la información que se busca.



La información que se va a utilizar en un proceso debe estar registrada y ordenada en un soporte para poder acceder a ella rápidamente. La forma más tradicional de organizar la información es agruparla en fichas (registros) y éstas en ficheros (archivos).

El soporte es el medio físico donde se almacenan los datos. Los tipos de soporte utilizados en la gestión de archivos son:

·         Soportes secuenciales
·         Soportes direccionables

Los soportes secuenciales son aquéllos en los que los registros informaciones están escritos unos a continuación de otros y para acceder a un determinado registro, n se necesita pasar por los n-l registros anteriores. La secuencia puede corresponder al orden físico de los registros en el archivo (organización secuencial) o bien al orden de claves (ascendente o descendente) de los registros (organización indexada).

Los soportes direccionables se estructuran de modo que las informaciones registradas se pueden localizar directamente por Su dirección y no se requiere pasar por los registros precedentes. En estos soportes los registros deben poseer un campo clave los diferencie del resto de los registros del archivo. Una dirección en un soporte direccionable puede ser número de pista y número de sector en un disco.

Los soportes direccionables son los discos magnéticos, aunque pueden actuar como soporte secuencial.

Según las características del soporte empleado y el modo en que se han organizado los registros, se consideran dos tipos de acceso a los registros de un archivo:

·         Acceso secuencial
·         Acceso directo

El acceso secuencial implica el acceso a un archivo según el orden de almacenamiento de sus registros, uno tras otro.

El acceso directo implica el acceso a un registro determinado, sin que ello implique la consulta de los registros precedentes. Este tipo de acceso sólo es posible con soportes direccionables.

La organización de un archivo define la forma en la que los registros se disponen sobre el soporte de almacenamiento, o también se define la organización como la forma en que se estructuran los datos en un archivo. En general, se consideran tres organizaciones fundamentales:

·         Organización secuencial
·         Organización directa 0 aleatoria (Random)
·         Organización secuencial indexada (Indexed)

Organización secuencial

Un archivo con organización secuencial es una sucesión de registros almacenados consecutivamente sobre el soporte externo, de tal modo que para acceder a un registro n dado es obligatorio pasar por todos los n-l artículos que le preceden.

Los registros se graban consecutivamente cuando el archivo se crea y se debe acceder consecutivamente cuando se leen dichos registros.

El orden físico en que fueron grabados (escritos) los registros es el orden de lectura de los mismos.

Todos los tipos de dispositivos de memoria auxiliar soportan la organización secuencial.

Los ficheros organizados secuencialmente contienen un registro particular el último que contiene un fin de archivo (EOF O bien esta marca de archivo suele ser un carácter especial como ‘*’.

Organización directa

Un archivo está organizado en modo directo cuando el orden físico no Se corresponde con el orden lógico. Los datos se sitúan en el archivo y se accede a ellos directa aleatoriamente mediante su posición, es decir, el lugar relativo que ocupan.

Esta organización tiene la ventaja de que se pueden leer y escribir registros en cualquier orden y posición. Son muy rápidos de a información que contienen.

La organización tienen el inconveniente de que se programar la relación existente entre el contenido de un registro y la posición que ocupa el acceso a Los registros en modo directo implica la posible de huecos libres dentro del soporte, y por consecuencia pueden existir huecos libres entre registros.

La correspondencia entre clave y dirección debe poder ser programada y la determinación de la relación entre el registro y su posición física se obtiene mediante una fórmula.

Las condiciones para que un sea de organización directa son:
·         Almacenado en un soporte direccionable
·         Los registros deben contener un campo específico denominado clave que identifica cada registro de modo único; es decir, dos registros distintos no pueden tener un mismo valor de clave.
·         Existencia de una correspondencia entre posibles valores de la clave y las direcciones disponibles sobre el soporte.

Un soporte direccionable normalmente, un disco o paquete de Cada posición se localiza por Su dirección absoluta, que en el caso del disco suele venir definida por dos parámetros, número de y número de Sector o bien tres parámetros pista, Sector y número de cilindro: un Cilindro i es el conjunto de pistas de número i de cada superficie de almacenamiento de la pila.

En la práctica el programador no gestiona directamente direcciones absolutas, sino direcciones relativas respecto al principio del archivo La manipulación de direcciones relativas permite diseñar el programa con independencia de la posición absoluta del archivo en el soporte.

El programador crea una relación perfectamente definida entre la clave indicativa de cada registro y su posición física dentro del dispositivo de almacenamiento.

Ejemplo:

Una compañía de empleados tiene un número determinado de vendedores y un archivo en el que cada registro corresponde a un vendedor. Existen 150 vendedores cada uno referenciado por un número de 5 dígitos. Si se tuviera que asignar un archivo de 100000 registros, cada registro se corresponderá con una posición del disco.

Para el diseño del archivo se creará 250 registros (un 33 por 100 más del número de registros necesarios, 25 por 100 suele ser un porcentaje habitual) que se distribuirán de la siguiente forma:

1.    Posiciones O -199 constituyen el área principal del archivo y en ella se almacenarán todos los vendedores.
2.    Posiciones 200-249 constituyen el área de desbordamiento, si K (l) K (2), pero f (K (1 y el registro con clave K (l) ya está almacenado en el área principal, entonces el registro con K (2) se almacena en el área de desbordamiento.

La función f se puede definir como:

f (k) resto cuando K se divide por 199, esto es el módulo de 199; 199 ha sido elegido por ser el número primo mayor y que es menor que el tamaño del área principal.

Para establecer el archivo se borran primero 250 posiciones. A continuación para cada registro de vendedor se calcula p z f (k). Si la posición p está vacía, se almacena el registro en ella. En caso contrario, se busca secuencialmente a través de las posiciones 200, 201 para el registro con la clave deseada.



Organización secuencial indexada

Un diccionario es un archivo secuencial, cuyos registros son las entradas y cuyas claves son las palabras definidas por las entradas. Para buscar una palabra (una clave) no se busca secuencialmente desde la "a" hasta "z", sino que se abre el diccionario por la letra inicial de la palabra. Si se desea buscar "índice", se abre el índice por la letra I y en su primera página se busca la cabecera de página hasta encontrar la página más próxima a la palabra, buscando a continuación palabra a palabra hasta encontrar "índice". El diccionario es un ejemplo típico de archivo secuencial-indexado con dos niveles de índices, el nivel superior para las letras iniciales y el nivel menor para las cabeceras de páginas se guardarán en un archivo de índice independiente de las entradas del diccionario (archivo de datos).

Por consiguiente, cada archivo secuencialmente-indexado consta de un archivo índice y un archivo de datos.

Un archivo está organizado en forma secuencial-indexada si:

·         El tipo de sus registros contiene un campo clave identificador
·         Los registros están situados en un soporte direccionable por el orden de los valores indicados por la clave
·         Un índice para cada posición direccionable, la dirección de la posición y el valor de la clave; en esencia, el índice contienen la clave del último registro y la dirección de acceso al primer registro del bloque.


Un archivo en organización secuencial-indexada consta de las siguientes partes:

·         Área de datos o primaria: contienen los registros en forma secuencial y está organizada en secuencia de claves sin dejar huecos intercalados
·         Área de índices: es una tabla que contiene bs niveles de índice, la existencia de varios índices enlazados se denomina nivel de indexación
·         Área de desbordamiento o excedentes: utilizada, si fuese necesario, para las actualizaciones.

El área de índices es equivalente, en su función, al índice de un libro. En ella se refleja el valor de la clave identificativa más alta de cada grupo de registros del archivo y la dirección de almacenamiento del grupo.



Los archivos secuenciales-indexados presentan las siguientes ventajas:

·         Rápido acceso
·         El sistema de gestión de archivos se encarga de relacionar la posición de cada registro con su contenido mediante la tabla de índices.

Desventajas.

·         Desaprovechamiento del espacio por quedar huecos intermedios cada vez que actualiza el archivo
·         Se necesita espacio adicional para el área de índices

Los soportes que se utilizan para esta organización son los que permiten el acceso directo, los discos magnéticos. Los soportes de acceso secuencial no pueden utilizarse, ya que no dispone de direcciones para Sus posiciones de almacenamiento.

0 comentarios:

Publicar un comentario