Unidad de Control (UC)

La Unidad de Control (UC) es la parte pensante del ordenador que se encarga del gobierno y funcionamiento de los aparatos que la componen. Su tarea fundamental es recibir información.

Componentes de la Unidad de Control

• Registro de Instrucción: almacena la instrucción en ejecución.
• Registro contador de programas: contiene la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar.
• Controlador y decodificador: interpreta la instrucción para su posterior proceso, extrayendo su código.
• Secuenciador: genera las microórdenes que ejecutan la instrucción.
• Reloj: genera una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes.

Circuito Operacional (ALU)

El Circuito Operacional realiza operaciones con los datos de entrada.

Componentes del Circuito Operacional

• Registros de entrada: contienen los operandos de la operación.
• Acumulador: almacena los resultados de las operaciones.
• Registro de estado: registra las condiciones de la operación anterior.

El Circuito Operacional realiza operaciones con los datos de entrada.

Componentes del Circuito Operacional

• Registros de entrada: contienen los operandos de la operación.
• Acumulador: almacena los resultados de las operaciones.
• Registro de estado: registra las condiciones de la operación anterior.

Memoria

La memoria está compuesta de celdillas que actúan como pequeños condensadores, y si tienen energía, equivalen a un bit 1. La información se almacena en bloques, normalmente de 8 celdillas (8 bits = 1 Byte). Estos condensadores se van descargando con el tiempo, y el sistema debe proceder al refresco de memoria para recargarlos.

Tipos de Memoria (de más barata a más cara)

• DRAM: memoria volátil que necesita refrescarse.
• SRAM: no necesita refrescarse, se usa como caché.
• SDRAM: incorpora la capacidad DRAM y la velocidad SRAM, pero el tiempo de refresco es de un intervalo mayor. Es la que se usa actualmente.

Evolución de Subtipos de SDRAM

• SDR: Variante mejorada de la SDRAM (1993).
• DDR: Doblemente rápida (2000): DDR2, DDR3, DDR4.
• GDDR: Específica para renderizado de vídeo, usada en tarjetas gráficas.

• DDRAM: memoria de doble recarga SDRAM, se refresca 2 veces por pulso de reloj (doblemente rápida).
• Tipos de memoria (de más barata a más cara):

Bus

El bus comunica el procesador con el resto de componentes. Su frecuencia o velocidad viene determinada por los pulsos de reloj y se mide en MHz.

Tipos de Bus

• Bus de Datos: transmite datos entre el procesador 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 o sistema: organiza y redirige hacia el bus pertinente la información que se va a transmitir.

Servicios

Los servicios son un tipo de aplicación que normalmente se ejecuta en segundo plano, para poder usar los recursos del ordenador.

Gestión de Memoria (Sistema Operativo)

La parte del S.O. que administra la memoria es el administrador de memoria. Su función es controlar mediante un registro las partes de la memoria que están ocupadas y libres, reservando nuevas zonas para las instrucciones entrantes y liberando las finalizadas.

Proceso de Gestión de Memoria

La primera opción es dividir la memoria en particiones fijas, donde el S.O. dispone de una cola de procesos que solicitan entrar en memoria. El componente denominado planificador tiene en cuenta los requerimientos de memoria de cada proceso y las particiones de memoria disponibles.

Procesos y Tareas

Un proceso o tarea es un programa en ejecución, y tienen las siguientes características:

Cada proceso tiene una estructura de bloques llamada bloque de control de proceso (BCP), donde se almacenará información del mismo.

Estados de un Proceso

• Nuevo: se acaba de lanzar el proceso.
• Listo: en cola, antes de entrar a CPU.
• Ejecución: dentro de CPU.
• Espera: sale de CPU sin haber finalizado, y espera su turno de nuevo para entrar.
• Terminado: ha finalizado su proceso.

Estrategias de Asignación de Procesador

Las estrategias de asignación de procesador más comunes son:

• FIFO (First In, First Out): el primero en llegar es el primero en entrar.
• SJF (Shortest Job First): El proceso más pequeño es el primero en entrar.
• SRTF (Shortest Remaining Time First): Tiempo restante más corto primero.
• RR (Round Robin): Cola circular, se aplican Quanta fijos de tiempo.

Comunicación de Entrada/Salida (E/S) e Interfaces

Esta comunicación se realiza a través del gestor de E/S ubicado en la placa base, y se denomina chipset.

Clasificación de Interfaces

• Interfaz tipo texto: Si el S.O. es de tipo texto (MS-DOS, Unix, Linux sin interfaz gráfica), todas las órdenes y respuestas máquina-usuario serán y se visualizarán mediante caracteres.
• Interfaz tipo gráfico: hoy en día la mayoría de S.O. son de tipo gráfico. La información se muestra en bloques o ventanas, y en ellas aparecen una serie de componentes y objetos que sirven para enviar o recibir información sin tener que teclear nada (a través del ratón o pantalla táctil, por ejemplo).
• Interfaz mixta: todos los sistemas operativos de tipo gráfico permiten también la opción de introducción de comandos vía texto (ventanas de comando o consola).

Modos de Explotación

Hay 2 formas de modo de explotación:

• Proceso en lotes: descrito en el apartado de segunda generación de S.O. (obsoleto actualmente).
• Procesos en tiempo real: el propio usuario que introduce los datos, lanza el programa y obtiene el resultado casi inmediatamente.