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Laboratorio de Sistemas Operativos de 4º año Ciclo Superior Informática/Prof. Miguel Angel Costarella
TRABAJO PRÁCTICO Nº 0 (INTRODUCTORIO) –
1. CONCEPTOS BÁSICOS
Informática: La informática es una ciencia que estudia métodos, procesos, técnicas, 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.
En 1957 Karl Steinbuch añadió la palabra alemana “Informatik” que significa “procesamiento
automático de información”.
Sistema informático: Es un conjunto de elementos que permite procesar la información por medio de
computadoras cuyo fin es obtener una nueva información a partir de otra que fue ingresada.
Todo sistema informático queda dividido de forma en forma global en cuatro
capas o niveles generales, que son:
1. El Hardware (La parte física de la computadora)
2. El sistema Operativo (La parte lógica de la computadora. El programa
que hace funcionar al hardware y habla en su mismo idioma de ceros y
unos)
3. Los programas de aplicación (Que se instalan sobre el SO y tienen
diferentes propósitos, como por ejemplo, reproducir música, navegar
por Internet y escribir un texto) También existen otros programas que
ayudan e “traducir” del lenguaje humano (Alfanumérico, al lenguaje
máquina de ceros y unos)
4. El usuario.
¿Qué tareas realizan los analistas de sistemas?
*Investigar acerca de los principios y métodos informáticos, incluidos los sistemas de comunicación y
tratamiento de los datos e información.
*Mantener actualizado, en buen funcionamiento los datos y sistemas de gestión de datos, garantizando
la integridad de la información registrada por medios informáticos.
*Analizar las necesidades de los usuarios para determinar las características del hardware y el
software adecuado.
*Proyectar e implementar redes de comunicación entre diferentes instalaciones informáticas.
Llamada a sistema: En informática, llamada al sistema (en inglés system call) es el mecanismo usado
por una aplicación para solicitar un servicio al sistema operativo, cuya función es “traducir” las
órdenes o instrucciones introducidas por el usuario a través de esas aplicaciones, al lenguaje que
habla la computadora, es decir, el lenguaje de ceros y unos.
#include <iostream>
using namespace
std;
Usuario
Aplicación
01100101
11111100
01111000
SO
Llamada a sistema
1
Hardware
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2. EL HARDWARE
Se denomina hardware a la parte física de un sistema informático, por ejemplo un disco duro, un
monitor, un teclado, los cables, y cualquier otro dispositivo electrónico de la computadora.
Los principales elementos que constituyen el hardware son:
Memoria
Principal
CPU
Periféricos de
Entrada
Unidad de Control
Periféricos de
Salida
Unidad Aritmético-Lógica
Periféricos de
Entrada/Salida
(Memoria Secundaria)
2.1 Periféricos de entrada: Son aquellos dispositivos capaces de introducir datos y órdenes a una
computadora desde el mundo exterior, como el teclado, el mouse, el lector de código de barras, un
escáner, una pantalla táctil.
2.2 Periféricos de Salida: Son los dispositivos encargados de de sacar al exterior los resultados
obtenidos por las operaciones realizadas por la Unidad Central de Proceso (CPU), como el monitor, la
impresora, el plotter, etc.
2.3 Periféricos de Entrada y Salida: Son los dispositivos que capaces tanto de introducir como
extraer información de la CPU, siendo los más conocidos los discos magnéticos, los discos ópticos y
las unidades de memoria electrónica (conocida como memoria flash).
2.4 Procesador
Unidad de Control (CU, Control Unit): Es parte encargada de detectar por medio de señales
eléctricas el estado de cada uno de los elementos conectados a la computadora y gobernar las
unidades de E/S, además de interpretar y ejecutar las instrucciones emitidas por los programas.
La Unidad Aritmético Lógica (ALU, Arithmetic Logical Unit): Es la parte encargada de
realizar todas aquellas operaciones de tipo aritmético y de tipo lógico.
Tamaño de bits: Desde el nacimiento del primer microprocesador hasta los más actuales, se
clasifican según en el tamaño de bits, también denominado longitud o ancho de palabra. Por ejemplo
el micro 8088 tenía una longitud de palabra de 16 bits, mientras que los 80386, más avanzados,
iniciaron la era de los 32 bits. En la actualidad los microprocesadores alcanzan una longitud de
palabra de 64 bits.
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Buses: Son el conjunto de conexiones físicas (cables, placa
de circuito impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples
componentes de hardware para que se comuniquen entre sí.
El propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias
para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar
las comunicaciones a través de un solo canal de datos. Ésta es la
razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora "autopista de
datos".
El término "ancho" se utiliza para designar el número de bits que
un bus puede transmitir simultáneamente.
Registros internos: En microprocesadores, un registro es una porción de memoria
ultrarrápida, de poca capacidad e integrado al microprocesador, que permite almacenar y acceder
datos usados frecuentemente. Se emplean para aumentar la velocidad de ejecución de los programas.
Memoria Principal (O Memoria Central): Es la memoria donde se almacenan
los programas en ejecución (programas abiertos) junto a los datos que
queremos procesar. Este tipo de memoria es temporal y volátil, es decir que se
borra al apagarse la computadora. Es un tipo de memoria para trabajar con los
diferentes programas, un tipo de escritorio virtual.
Es un tipo de memoria más rápida pero de poca capacidad y se la llama “RAM”
(Ramdom Access Memory o memoria de acceso aleatoro).
2.5 Memoria Secundaria o auxiliar: Está constituida por los dispositivos de
almacenamiento masivo. Los datos pueden quedar guardados en este tipo de memoria
quedan en forma permanente. Es un tipo de memoria es más lenta que la memoria RAM
y con mucho más capacidad.
2.6 Memoria ROM (read-only memory): o memoria de sólo lectura, es la memoria que
se utiliza para almacenar los programas que ponen en marcha el ordenador y
realizan los diagnósticos. La mayoría de los ordenadores tienen una cantidad
pequeña de memoria ROM (algunos miles de bytes).
2.7 Memoria Caché: La memoria caché es un búfer (espacio) especial de
memoria que poseen las computadoras, que funciona de manera similar a
la memoria principal, pero es de menor tamaño y de acceso más rápido. Es
usada por el microprocesador para reducir el tiempo de acceso a datos ubicados
en la memoria principal que se utilizan con más frecuencia.
La caché es una memoria que se sitúa entre la unidad central de
procesamiento (CPU) y la memoria de acceso aleatorio (RAM) para acelerar el
intercambio de datos.
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2. EL SOFTWARE
El software es la parte lógica de un sistema informático, es decir la parte que hace funcionar al
conjunto de elementos electrónicos o físicos de la computadora.
3.1 Tipo de software
Software de sistema: Es el que controla las partes al hardware, como
memoria, discos, puertos y dispositivos de comunicaciones,
impresoras, pantallas, teclados, etc.
Software de sistema son:




Sistemas operativos
Controladores de dispositivos
Herramientas de diagnóstico
Herramientas de Corrección y Optimización
Software de programación: Es el conjunto de herramientas que
permiten al programador desarrollar programas informáticos, usando
diferentes alternativas y lenguajes de programación, de una manera
práctica. Incluyen básicamente:





Editores de texto
Compiladores
Intérpretes
Enlazadores
Depuradores
Software de aplicación: Es aquel que permite a los usuarios llevar a cabo una o varias tareas
específicas, en cualquier campo de actividad susceptible de ser automatizado o asistido, con especial
énfasis en los negocios. Incluye entre muchos otros:








Aplicaciones para Control de sistemas y automatización industrial
Aplicaciones ofimáticas
Software educativo
Software empresarial
Bases de datos
Videojuegos
Software de diseño asistido (CAD)
Software de control numérico (CAM)
3.2 Programa: Son un conjunto de órdenes o instrucciones escritas en un lenguaje de programación
y almacenados en archivos para ser utilizadas para controlar las tareas de una máquina.
3.3 Archivos/ficheros: En informática, un archivo es un grupo de datos estructurados que con
almacenados en algún medio y pueden ser usados por las aplicaciones.
La forma en que una computadora organiza, da nombre, almacena y manipula los archivos se
denomina sistema de archivos y suele depender del sistema operativo.
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Componentes y características generales de los archivos.
Nombre y extensión: Cada archivo es individual y es identificable por un nombre y una
extensión opcional que suele identificar su formato. El formato suele servir para identificar el
contenido del archivo.
Nombre . extensión
Los nombres de archivos originalmente tenían un límite de ocho caracteres más tres caracteres de
extensión, actualmente permiten muchos más caracteres dependiendo del sistema de archivos.
Datos sobre el archivo: Además para cada fichero, según el sistema de archivos que se utilice, se
guarda la fecha de creación, modificación y de último acceso. También poseen propiedades como
oculto, de sistema, de solo lectura, etc.
Tamaño: Los archivos tienen también un tamaño que se mide en bytes, kilobytes, megabytes,
gigabytes y depende de la cantidad de caracteres que contienen.
Ubicación: Todo archivo pertenece a un directorio o subdirectorio. La ruta de acceso a un archivo
suele comenzar con la unidad lógica que lo contiene y los sucesivos subdirectorios hasta llegar al
directorio contenedor, por ejemplo: "C:Practico1.txt".
Los archivos pueden separarse en dos grandes grupos, ejecutables y no ejecutables.
Formatos de archivos
Los archivos pueden contener diferentes tipos de información
según su formato: archivos de texto (.txt, etc.), de documentos
enriquecidos (.doc, .rtf, .pdf, etc.), ejecutables (.exe, .com, etc.),
datos (.xls, .dbs, etc.), imagen (.jpg, .png, .bmp, .gif, etc.), audio
(.wav, .mp3, .au, .mid), video (.mpg, .avi, .asf, etc.), etc.
Cualquier archivo puede ser editable, y cada formato tiene
diferentes tipos de editores. Un archivo de imagen suele editarse
con un editor gráfico, en tanto un archivo comprimido, debe
manipularse con un compresor.
Atributos de los archivos
Todos los archivos llevan asociado un byte de identificación en el
que se codifican los atributos, de los cuales los más importantes
son:
7
0
6
0
5
1
4
0
3
0
2
1
1
1
0
1
Bit 0: Sólo lectura. Sirve para proteger el archivo para que no se
pueda modificar.
Bit 1: Oculto. Mantiene el archivo oculto a la vista y a las
búsquedas.
Bit 2: Archivo de sistema. Utilizado para el arranque del SO.
Bit 5: Modificado. Determina si el archivo ha sido modificado o no.
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3.4 Lenguajes de programación.
Consiste en una serie de Instrucciones u órdenes que permiten usar ciertas funciones de la
computadora.
Se utilizan para poder hacer programas que sin necesidad de aprender las complicadas instrucciones
del “Código máquina”, compuesta básicamente por ceros y unos.
Lenguaje de Alto Nivel: Son los más cercanos al usuario y
no requieren un conocimiento de los componentes de la
computadora. Para que el hardware comprenda este lenguaje
humano (escrito con caracteres alfanuméricos) se necesita un
“compilador” o “Intérprete de comandos”.
Lenguajes de Bajo Nivel. Código máquina.
Lenguaje cercano al “código máquina”, es decir, el que se
comunica directamente con el hardware.
Son comúnmente conocidos como “lenguajes
ensambladores”.
El código máquina es el lenguaje que la computadora puede
leer. Es el lenguaje de más bajo nivel posible ya que “habla”
en el mismo lenguaje que el microprocesador, es decir en
ceros y unos.
4. LOS PROCESOS
4.1 Concepto: Un proceso puede informalmente entenderse como un programa en ejecución.
Formalmente un proceso es "Una unidad de actividad que se caracteriza por la ejecución de una
secuencia de instrucciones”.
El ciclo de vida de un proceso es sencillo, consta de la creación, la ejecución de instrucciones y la
terminación. Cabe señalar que un proceso en el transcurso de su ciclo puede estar en diferentes
estados.
 Salida normal.
 Salida por error.
 Error fatal.
 Eliminado por otro proceso.
Los posibles estados que puede tener un proceso son ejecución, bloqueado y listo:
 Ejecución, es un proceso que está haciendo uso del procesador.
 Bloqueado, No puede ejecutarse hasta que un evento externo sea llevado a cabo.
 Listo, ha dejado disponible al procesador para que otro proceso pueda ocuparlo.
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4.2 Tipos de procesos:
Secuenciales: Son aquellos que se ejecutan una instrucción detrás de otra.
Paralelos: Son los que permiten ejecutar otros procesos al mismo tiempo, aprovechando los
tiempos del microprocesador. Esto se conoce comúnmente como “Multiprogramación”
5. REPRESENTACIÓN DE DATOS
El sistema binario que solo usa ceros y unos constituye la clave del funcionamiento de las
computadoras electrónicas: La creación de este sistema de numeración se debe al famoso matemático
escocés John Napier (1550-1617), quien utilizó el concepto de base antes del descubrimiento de la
electricidad.
Napier usaba un método de cálculo basado en el tablero de ajedrez.
160 en binario: 10100000
137 en binario: 10001001
20 en binario: 00010100
65 en binario: 01000001
128
64
32
16
8
4
2
1
El binario es un sistema de numeración posicional en base dos, es decir, que emplea sólo dos
símbolos (0 y 1) los cuales representan valores diferentes según la posición que ocupen.
Número Binario
Potencia de Base
Equivale a
0
27
128
1
26
64
0
25
32
0
24
16
0
23
8
0
22
4
0
21
2
1
20
1
0 . 128 + 1 . 64 + 0 . 32 + 0 . 16 + 0 . 8 + 0 . 4 + 0 . 2 + 1 .1 = 65
De sistema decimal a sistema binario.
El pasaje de sistema decimal al binario se realiza efectuando divisiones sucesivas por 2 como
se muestra en la imagen siguiente.
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6. CÓDIGO BINARIO
En el lenguaje máquina las instrucciones se escriben como sucesiones de ceros y unos. El circuito
principal de una computadora es el microprocesador, el cual se encarga de llevar a cabo todas las
tareas de cálculo y los procesos derivados.
Este circuito utiliza para su funcionamiento niveles de tensión con dos estados posibles, que son: la
existencia de tensión (1) y la ausencia de tensión (0).
Todos los demás elementos y circuitos electrónicos que forman parte de la computadora admiten
únicamente uno de estos dos estados.
0
1
0
0
0
0
0
1
Tensión
Bit y Byte
Bit: La cantidad de información más pequeña que se puede almacenar, procesar o transmitir una
computadora está expresada por medio de un “0” o de un “1”. Se los denomina dígitos binarios, y
también bits (binary digit).
Byte: 8 bits permiten 256 posibilidades para codificar los caracteres (letras, signos de puntuación,
símbolos especiales, etc) que el usuario necesita introducir para dar instrucciones a la máquina a
través del teclado. A esta agrupación se la denomina byte.
Un byte de información es todo lo que se necesita para representar un carácter. Por ejemplo la letra
“A” ocupa un byte, la frase “Este libro” ocupa 10 byte (el espacio entre palabras se cuenta).
Cantidad de
bits
1
2
3
…..
8
Número de
posibilidades
21 = 2
22 = 4
23 = 8
…..
28 = 256
7. CÓDIGO ASCII
ASCII ES el acrónimo inglés de American Standard Code for Information Interchange (Código
Estándar Estadounidense para el Intercambio de Información)
Para solucionar los problemas de la comunicación que se da entre el hombre y la máquina se emplean
códigos. La computadora utiliza una serie de reglas que permiten asociar una determinada secuencia
de ceros y unos a un cierto carácter.
De esta forma, por ejemplo, se comvino asociar la secuencia 01000001 con al carácter “A”. Si
pasamos este número binario a decimal resultara e número 65.
Representación de la palabra “Hola en código ASCII
H
01001000
o
011011111
l
01101100
8
a
01100001
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Con las 256 combinaciones es posible definir todos los caracteres del alfabeto en mayúsculas y en
minúsculas, los dígitos decimales, los caracteres especiales de puntuación y ortográficos y los
símbolos correspondientes a las operaciones aritméticas y lógicas.
Además, existen 30 códigos o comandos especiales, como retroceso, salto de línea, etc.
Parte de los códigos queda reservada para las operaciones de control que se utilizan en las
comunicaciones entre la computadora y los elementos conectados a ella, como unidades de disco,
impresoras, etc.
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8. CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO.
Si bien el usuario no opera directamente con bits y bytes, se emplea esta terminología para hacer
referencia a la capacidad de almacenamiento de un disco, memoria RAM, etc.
La capacidad de almacenamiento se incrementó miles de
veces en los últimos años.
La información almacenada en los discos ópticos está
representada por millones de “agujeros” de dos tamaños
distintos, planicies (lands) y depresiones (pits), los cuales
hallan grabados en la superficie del disco.
se
En el caso de CD ROM, por ejemplo, los agujeros más
pequeños tienen un tamaño de 0,83 micrones, mientras
que en los DVD es de 0,40 micrones.
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ACTIVIDADES PRÁCTICAS TP Nº 0.
Conceptos básicos de la informática. Generalidades de los Sistemas Operativos.
Actividad teórica Nº 1.
1. Hardware
a. Indique el tipo de periférico según corresponda:
 Scanner
 Pantalla táctil
 Impresora multifunción
 Plotter.
 Lector óptico.
 Blue ray.
 Pen drive.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
¿Qué es el “tamaño de bit”?
¿Qué función cumple el CPU y sus registros internos?
¿Qué son los “buses” y que características tienen?
¿En qué tipo de memoria se carga el SO y los programas que se abren?
¿En qué tipo de memoria se guardan los datos en forma permanente?
Realice un cuadro comparativo entre memoria principal, secundaria, de sólo lectura, y
chaché, teniendo en cuenta función principal, tamaño y rapidez de acceso.
h. Investigue cuantos tipos de memoria caché existen y que características tienen.
2. Software
a. ¿Qué es un archivo/fichero y qué utilidad tiene para la computadora?
b. ¿Cuáles son los componentes y características de un archivo?
c. Mencione y describa al menos cinco tipos de archivo.
d. Explique con sus palabras (utilice lenguaje técnico) que diferencias existe entre un
lenguaje de alto nivel y uno de bajo nivel ¿Qué función cumple cada uno?
e. Realice un cuadro comparativo con los tres tipos de software. Busque ejemplos que no
se encuentren en este trabajo.
f. ¿Puede el SO estar escrito en lenguaje de alto nivel? ¿Por qué?
g. ¿Qué se necesita para que el microprocesador entienda el lenguaje de alto nivel escrito
en lenguaje humano alfanumérico?
h. Identifique a qué tipo de software pertenece cada programa/lenguaje.
 Office
 Chrome
 C++
 HTML
 Java
 Linux
 Dragon Ball
 Windows 8
3. Procesos
a. ¿Qué es un proceso y cuál es su ciclo de vida?
b. ¿Cuántos tipos de procesos existen?
4. Sistema binario
a. ¿Por qué la computadora emplea el sistema binario?
b. Copie el tablero de ajedrez de este apunte y complete las filas superiores con la
representación de los números 37, 142, 3 y 256. Escríbalos en sistema binario.
c. Con 4 bits ¿Cuántas posibilidades distintas de información pueden obtenerse? Realice
la cuenta.
d. ¿Cuántos bits son necesarios para formar la palabra “Estamos en la era digital”?
e. ¿Por qué el sistema binario es la clave de la comunicación de las computadoras?
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f.
¿Por qué motivo los bits se agrupan de a ocho para formar un byte?
5. Código ASCII
a. ¿Qué ventaja proporciona que el código ASCII es estándar?
b. Escriba su nombre y tradúzcalo al código decimal y binario.
c. Copiar y completar la siguiente tabla.
Carácter
Número
ASCII
167
Número
binario
¡
11110010
π
11101110
6. Capacidad de almacenamiento.
a. Tengo un DVD de 4.812,8 megabytes, ¿Cuántos gigabytes tengo con esta cantidad?
b. ¿Cuántos CD’s de 700 Mb necesitaré para igualar la capacidad de un D.V.D.de 4.7 Gb?
c. Dos CD con música en formato MP 3, tiene grabado 700 Mb c/u. ¿Qué capacidad de tarjeta de memoria
necesitaré para guardar la música?
d. Poseo los siguientes pendrive’s: de 4Gb, de 3Gb.y uno de 512Mb. ¿Cuál de los pendrive’s tiene la medida
justa necesaria mínima para guardar videos en formato MP4, si todo los videos tienen un total de
3.145.728.Kb?
e. En la computadora hay 100 temas musicales de 3.072Kb c/u. ¿Podré bajar los temas musicales al
reproductor MP 3 de 512 Mb? ¿Por qué?
f. En mis documentos, tengo los siguientes archivos: Juliana.doc de 1024 Kb, Carlos.xls de 2048 Bytes, Guia
de clientes.doc de 5120Kb.DVD, 1 Software.pps de 2048 Mb.DVD ¿Cuál es el total de la información en
Mb y Gb? ¿Qué soporte cree que necesita para guardar la información?
Actividad Práctica en PC Nº 1.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Ejecute el “Administrador de tareas” de Windows XP o 7.
¿Cuántos procesos se están ejecutando?
Visualice y los nombres de los procesos que se están ejecutando.
Realice un cuadro que contenga el nombre del proceso, que tarea esta realizando, qué sucede
si intento detenerlo, que memoria está ocupando, el tamaño del archivo del proceso y en que
carpeta se encuentra ubicado.
Observe el rendimiento de la CPU y de la memoria y anote el porcentaje de uso. Luego habrá
dos o tres aplicaciones y vuelva a anotar el porcentaje de uso que observa de de CPU y la
memoria. Identifique el nombre de los procesos de los programas que abrió.
Anote el total de memoria física, en caché, la memoria disponible y la memoria libre.
Abra el monitor de recursos y luego abra la ayuda.
Siga las instrucciones de la ayuda para identificar los procesos que se encuentran
consumiendo los recursos de la computadora.
Siga las instrucciones de la ayuda para saber cómo se pueden solucionar los problemas de las
aplicaciones que no responden.
Actividad práctica en PC Nº 2.
1. Investigue y consiga para la próxima clase una aplicación de licencia gratuita que sirva
para identificar y manipular los procesos de nuestra computadora (descargue el software
sólo de sitios webs de informática reconocidos, investigue antes de descargarlo si no es un
virus informático)
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Actividad práctica en PC Nº 3.
1.
2.
3.
4.
5.
Ingrese a Propiedades de la computadora de laboratorio.
Registre que versión de SO tiene instalado.
Registre el tamaño de menoría RAM con que cuenta.
Registre el nombre del equipo.
Cambie el nombre del equipo y reinicie el sistema.
Actividad práctica en PC Nº 4
1. Ingrese al “Administrador de dispositivos”
2. Anote los dispositivos que aparecen y cual es la función cumple cada uno (Puede solicitar
ayuda en la materia “Laboratorio de hardware”).
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