2-Introduccionalossistemasinformaticos

7/27/2019 2-Introduccionalossistemasinformaticos

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Unidad

Analizarlascaractersticasdeunsistemainformtico.

DiferenciarentrehardwareysoftwaIdenticarydescribirloselementos

funcionalesdeunsistemainformtiConocerlosdatosquemanejaun

sistemainformtico.Conocerlossistemasdenumeraci

utilizadosporunsistemainformticCodicaryrelacionarlainformacienlosdiferentessistemasderepresentacin.

En esta Unidad aprenderemos a:

Elhardware.Elsoftware.Elprocesador,lamemoriaylos

dispositivosdeentrada/salida.Datosnumricos,alfabticosyalfanumricos.

Elcdigobinario,octalyhexadecimal.

Loscdigosalfanumricos.Lasmedidasdelainformacin.

Y estudiaremos:

Introduccinalossistemasinformti


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1. Introduccin

Lavidaensociedaddelserhumanohaoriginadolanecesidaddetransmitirytratarinformacindeunaformacontinuada.Conesten,alolargodeltiemposehaniperfeccionandodiferentestcnicasymedios.Elgranavancetecnolgicoenlasdltimasdcadasdelsigloxxyenlaprimeradelsigloxxihadesarrolladoherramie

tascadavezmscomplejascapacesdecubrirestanecesidadcongranprecisinrapidez.

Eselordenadorlaherramientaqueactualmentenospermiteeltratamientoautomtidela informacin,facilitndonosengranmedidasuorganizacin,proceso,transmsinyalmacenamiento.

Eltrminoinormticahaidoevolucionandoalolargodeltiempo,peroenlaactuadadseconsideralacienciaqueestudiaeltratamientoautomticodela informaciProcededelafusindedospalabras:informacinyautomtica.

Sudesarrollohasidoespectacularenlasdosltimasdcadasdelsigloxx,siendounherramientaimprescindibleencomunicaciones,telefona,medicina,aeronutica,vilancia,controldetrco,etc.

2. El sistema inormtico, sotwarey hardware

Elordenadorsepuededenircomounamquinacompuestadeelementosfsicos (harware),ensumayoradeorigenelctrico-electrnico,capazderealizarunagranvardaddetrabajosagranvelocidadycongranprecisin.

Unordenadorestformadoporunconjuntodecomponenteselectrnicosquepormismosnosoncapacesderealizardemasiadasfunciones.Estoscomponenteselectrncosnecesitandeotroscomponentesnofsicosquelosponganenfuncionamiento;n

estamosreriendoaprogramas(sotware).Losprogramasnosservirnparanuestroprocesardatos(inormacin).

Paraqueloscomponenteselectrnicosdeunordenadorseancapacesdefunciony realizar un proceso determinado,es necesario ejecutar un conjunto de rdenoinstrucciones.Estasinstrucciones,ordenadasyagrupadasdeformaadecuadconstituyenun programa.Elconjuntodevariosprogramassedenominaaplicaciinormtica.

Perounprogramanofuncionaporssolo.Esdecir,tenemosloscomponenteselectrcos;tenemoslosprogramasqueincluyenlosdatosnecesariosquesetienenqueprocsar,perosiguefaltandoalgo.Elcomponentequefalta,quetambinesuncomponensoftwareyeselobjetodelpresentelibro,eselsistema operativo.Elsistemaoperatieselcomponentesoftwaredeunsistemainformticocapazdehacerquelosprogra

mas(sotware)proceseninformacin(datos)sobreloscomponenteselectrnicosdeordenadorosistemainformtico(hardware).

Veamosunejemplo.Elegimosuncoche;elmotor,lasruedas,laamortiguacin,gasolina,loscilindros,etc.,constituiranelhardware.Comouncochenopuedcircularporsmismo,hacefaltaalguienquelopongaenmarcha,queloarranququepiseelacelerador,etc.Pongamosporcasoquelapersonasentadaalvolanteselequivalenteaunprogramainformtico,yaquedisponedetodalainformacinecesariaparahacerfuncionarelvehculo.Tienerdenesprecisasdecmoarracar,decmocircular,etc.,peroesevidentequelefaltalaformadeinteractuarcelvehculo.Esporelloporloquelosfabricantesdevehculosponenadisposici

Introduccinalossistemasinformticos1

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Un programa,tambinllamadoprograma informtico, progra-madecomputacinoprogramade ordenador, es simplemen-te un conjunto de instruccionesparaunordenador.

VocabularioA

Analiza el signicado de lapalabra informtica a lo largodeltiempo.

Ampl iacin


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delusuariounaseriedeinstrumentos,comopalancasdeintermitentes,llavedecontacto,palancasdecambios,pedales,etc.Comparemosestoselementosconelsistemaoperativoomediodecomunicacindelsoftware(conductor)conelhard-ware(vehculo).

Cuandounprogramaestcompuestoporvariosformaloquesedenominaunaapli-cacin inormtica.Perounaaplicacininformticapuedeestarformadaporunnico

programa.Enestecasonosellamaraaplicacininformticasinosimplementeprogra-ma.Sinembargo,unprogramabancario,porejemplo,esnormalqueconstedevariosprogramas.Cadaprogramaqueformaelcomplejoprogramabancariotieneunana-lidadconcreta;unprogramasirveparahacernminas,otroparagestionarprstamoshipotecarios,otropararealizarlacontabilidad,etc.Enestecaso,elprogramabancarionoesunsimpleprograma,esunaaplicacininformtica.Endenitiva,unaaplicacinesunmacroprogramaqueconstadevariosprogramasindependientesaunqueinterre-lacionados;esdecir,programasquefuncionandeformaautnoma,peroquepuedennecesitarinformacinprocesadaporotrosprogramasdentrodelmacroprograma.

Instrucciones,programas y aplicaciones informticas, engeneral,quedan denidosbajoeltrminosotware.

Unsistemainformticoeselconjuntodeelementosfsicosohardwarequesonnecesa-riosparalaexplotacindelasaplicacionesinformticasosoftware.

Elsistemainformticoohardwareestangible,esdecir,sepuedeverytocar(monitor,teclado,procesador,memoria).Losprogramasoaplicacionesinformticas,ascomoelpropiosistemaoperativo,sonintangibles;sonsoftware,peronosepuedetocarniverelconjuntodeinstruccionesdelqueestnformados.

Entresoftwareyhardwareexisteotroconceptoimportantedentrodeunsistemainfor-mtico:elfirmware.Eslaparteintangible(software)decomponentesdelhardware.EselcasodelsoftwareconelqueestnprogramadaslasmemoriasROM,quesonhard-ware.Sirvadeejemploel softwarepregrabadoqueincorporanlostelfonosmvilespararealizartodaslasfuncionesa lasqueestndestinados.Elfirmwarenoesfcil-mentemodicable.Unavezqueseintroduceosegrabaenuncomponentehardware,quedaprcticamenteinvariablealolargodelavidadelordenador.Elfirmwarees,portanto,softwareintroducidoencomponenteselectrnicosohardware.

1Introduccinalossistemasinformticos

El firmware es un bloqinstruccionesdeprogramapropsitosespeccos,graenunamemoriatipoROM

establecelalgicademnivel que controla los celectrnicosdeundisposicualquiertipo.

Vocabular io

1. Todos los progrestn ormados potrucciones?

2. Hay programas qutn ormados por programas?

3. El firmware es ware o sotware?

Act iv idades

Fig. 1.1.Firmware:ROM-BIOS.


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4.1. Unidad Central de Proceso. Funciones, componentes, tiposy caractersticas

LaunidadcentraldeprocesooUCP,tambindenominadaprocesador,eselelementoencargadodelcontrolyejecucindelasoperacionesqueseefectandentrodelorde-nadorconelnderealizareltratamientoautomticodelainformacin.

Eslapartefundamentaldelordenador.Seencargadecontrolartodaslastareasyprocesosqueserealizandentrodel.Estformadoporla unidad de control(UC),launidad aritmtico-lgica(UAL)ysupropiamemoria,quenoeslaRAM.Elprocesadoreslapartepensantedelordenador;seencargadetodo:controlalosperifricos,lamemoria,lainformacinquesevaaprocesar,etc.

Comoyahemosanticipado,elprocesadorconstadedospartesfundamentales:

Unidaddecontrol(UC).Unidadaritmtico-lgica(UAL).

Paraqueelprocesadorpuedatrabajarnecesita,adems,otroscomponenteshardwaredelsistemainformtico:lamemoriaprincipalocentraldelordenador(RAM),launidaddeentrada/salida,losperifricosdeentrada/salida,loscontroladoresylosbuses.

Elprocesadorgestionaloquehayenmemoriadesdeohacialosperifricosgraciasalaunidaddeentradasalida,busesycontroladoresdelsistema.RecordemoslaFigura1.2.

VeamosloscomponentesdelaUCP:


La unidad central de pgestionaycontrolatodoocurredentrodeunorden

Ten en cu enta

Fig. 1.2.Componentes de un ordenador.

1 2 3 4

5

6 6

BUS DEL SISTEMA (BUS DE DATOS, DIRECCIONES Y CONTROL)

PERIFRICOS DE ENTRADA / SALIDA

MEMORIA CONTROLADORES UNIDAD DE E/SUC UAL

MEMORIAS AUXILIARES


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A. Unidad de control (UC)

Launidad de controloUCeslapartepensantedelordenador;escomoeldirectordunaorquesta,yaqueseencargadelgobiernoyfuncionamientodelosaparatosquecomponen.LatareafundamentaldelaUCesrecibirinformacinparainterpretarlaprocesarladespusmediantelasrdenesqueenvaalosotroscomponentesdelordnador(vaseFig.1.3).

Seencargadetraeralamemoriainternaocentraldelordenador(RAM)lasinstruccnesnecesariasparalaejecucindelosprogramasyelprocesamientodelosdatoEstasinstruccionesydatosseextraen,normalmente,delossoportesdealmacenamienexterno.Adems,laUCinterpretayejecutalasinstruccionesenelordenadecuaparaquecadaunadeellasseproceseeneldebidoinstanteydeformacorrecta.

Pararealizartodasestasoperaciones,laUCdisponedealgunosaliados,pequeespaciosdealmacenamientoquesonsuesencia.Estosespaciosdealmacenamiensedenominanregistros. Ademsdelosregistros,tieneotroscomponentes.Todosellosdetallanacontinuacin:

1 Registro de instruccin.Eselencargadodealmacenarlainstruccinquesees

ejecutando.2 Registro contador de programas.Contieneladireccindememoriadelasiguie

instruccinaejecutar.

3 Controlador y decodicador.Seencargadeinterpretarlainstruccinparasupoteriorproceso.Eselencargadodeextraerelcdigodeoperacindelainstrucciencurso.

4 Secuenciador.Generalasmicrordenesnecesariasparaejecutarlainstruccin.

5 Reloj.Proporcionaunasucesindeimpulsoselctricosaintervalosconstantes.


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Fig. 1.3.La unidad de control o UC.

REGISTRO DEINSTRUCCIN

CONTROLADORDECODIFICADOR

SECUENCIADOR

REGISTRO

CONTADOR DEPROGRAMAS

RELOJ

BUS DEDIRECCIONES

BUS DE DATOSE INSTRUCCIONES

1

2

3 4 5


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B. Unidad aritmtico-lgica (UAL)

Launidad aritmtico-lgicaoUALeslapartedelaUCPencargadaderealizaropera-cionesaritmticasylgicassobrelainformacin.Lasoperacionesaritmticaspuedensersuma,resta,multiplicacin,divisin,potenciacin,etc.Laslgicassonnormalmentedecomparacin,paralasqueseempleanlosoperadoresdellgebradeBoole.Algu-

nasdeestasoperacionessedetallanenlaTabla1.1.LoselementosmsimportantesquecomponenlaUAL,cuyadisposicinpuedeobservar-seenlaFigura1.4,sonlossiguientes:

1 Operacional o circuito operacional.Realizalasoperacionesconlosdatosdelosregistrosdeentrada.

2 Registros de entrada.Contienenlosoperandosdelaoperacin.

3 Acumulador.Almacenalosresultadosdelasoperaciones.

4 Registro de estado. Registralascondicionesdelaoperacinanterior.

4.2. La memoria. Funciones, tipos y caractersticas

Elordenadoralmacenadentrodesumemoriainternatodoslosprogramasydatosconlosquesevaatrabajaryquevanaserprocesados.Losdostiposdememoriaesencia-lesconlosquepuedetrabajarelordenadorson:

Memorias de almacenamiento externo.Selesdaestadenominacinalossoportesdealmacenamiento,yaquesoncapacesdealmacenarinformacin.Sonmemo-riasexternas:discosduros,disquetes,cintasDAT,pen drives,etc.,yaunqueestnfsicamentedentrodelacarcasadelordenador,comoeselcasodelosdiscosdu-ros,ladenominacindeexternasesparadiferenciarlasprecisamentedelapropiaRAM.


Fig. 1.4.La unidad aritmtico-lgica.

REGISTRO

DE ESTADO

SEALESDE CONTROL

CIRCUITO OPERACIONAL

ACUMULADOR

REGISTRO DE

ENTRADA 2

REGISTRO DEENTRADA 1

BUSD

ELSISTEMA

1 2

3

4

Lamemoria RAM, tambindamemoriadeaccesoalomemoriadeaccesodirecomponedeunoomsc

seutilizacomomemoriapalparaprogramasydat

Vocabular io

4. Qu componente UCP es el que inla instruccin queque procesar?

5. Qu componente lacesa?

6. Tiene memoria la

Act iv idades

Operacin Oper

Mayorque >

Menorque =

Nomayor NOT >Ylgico AN

Olgico O

Tabla1.1.lgebra de Boole.


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Estasmemoriassonmslentasquelapropiamemoriaprincipal,yaqueconstandcomponenteselectrnicosymecnicos.Sonnovoltiles,detalformaquelainformacinpermaneceenellasinclusodespusdequitarelsuministrodeenergaelctricaordenador.

Memoria interna.Dentrodelordenadorexistenvariostiposdememoriasquenosconsideradasexternas.Sonlassiguientes:

RAM(RandomAccess Memory).Enellaesposiblealmacenarymodicarinformcinyesloqueseconocecomomemoriaprincipal,memoriacentralomemorideaccesodirecto.

ROM(ReadOnlyMemory).Esunamemoriadesololectura,cuyainformacinnpuedesermodicadayquesirvebsicamenteparapoderinicializarelsisteinformtico.

Lamemoriainterna,principalocentral (MC)eslaqueestsituadafsicamentedentdelacarcasadelordenador.

A. Memoria RAM

Lamemoria RAMesuncomponentenecesarioparaquesepuedaprocesarlainformcin.Casitodo,pornodecirtodo,loquesetienequeprocesardentrodelordenaddebepasartardeotempranoporlamemoriacentral.

Loselementosquecomponenlamemoriacentraloprincipal,comoseapreciaenFigura1.5,sonlossiguientes:

1 Registro de direcciones.Contieneladireccindelaceldaoposicindememorialaquesevaaacceder.

2 Registro de intercambio.Recibelosdatosenoperacionesdelecturayalmacenalodatosenlasoperacionesdeescritura.

3 Selector de memoria. Seactivacadavezquehayqueleeroescribirconectandoceldaoposicindememoriaconelregistrodeintercambio.

4 Seales de control.Indicasiunaoperacinesdelecturaoescritura.


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Analiza en la Web los dostipos de memoria cach mscomunes.

Invest igacin@

Fig. 1.5.La memoria central.

MEMORIA

CENTRAL

REGISTRO DE

DIRECCIONES

SELECTOR

DE MEMORIAREGISTRO DE

INTERCAMBIO

BUS DE DATOS

BUS DE CONTROL

DATO

SEALESDE

CONTROL

DIRECCIN

BUS DE DIRECCIONES

2

1

3

4


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Lamemoriacentralestformadaporcomponenteselectrnicos (biestables)capa-cesdealmacenarinformacinenformadecerosyunos(sistemabinario).Cadainformacindeestetiporecibeelnombredebit.

EnlaRAMtienenqueestarfsicamenteubicadoslosprogramasylosdatosquesetienenqueprocesar.Cuandoejecutamosunprograma,comoporejemploWord,Writer,etc.,estepasadelsoportede almacenamientoomemoriaexternaenel

queestalmacenadodeformapermanente,acargarseenmemoriacentral(ope-racindelectura).

Ademsdelamemoriacentral,lonormalesquelosordenadoresincorporenotrotipodememoriaparaagilizarlosclculosquerealizanlosprogramas.SuelensermemoriasintermediascolocadasentrelaRAMyelprocesador,quealmacenantemporalmentelainformacinaprocesar.Estetipodememoriasrecibenelnombredememoria cachynosonRAMpropiamentedicha,sinootrotipodememoriasinternasquealmacenanlainformacinqueseutilizaconmsfrecuencia.

Por otro lado, nohay que confundir los soportes de almacenamiento con lamemoriainterna;esdecir,undiscoduronoesmemoriainterna.Eldiscoduroseconsidera memoria externao auxiliar. Losdisquetes,CD-ROM, cintas,pendrives,etc.,sonsoportesdealmacenamiento.Sedenominanmemoriasexternas

y,al igualquelamemoriainterna, todasalmacenaninformacin. Loqueocur reesquela memoriainternaalmacenalainformacinsolotemporalmente,paraprocesarla,mientrasquelossoportesdealmacena-mientoexternotienenlafuncinprincipaldealma-cenarlainformacindeformapermanente.

Fsicamentehablando,loscomponenteselectrnicosqueformanlaMCsonlasdenominadasceldillas obiestables,queactancomopequeoscondensado -res,detalformaquelapresenciadeenergadentrodeellaspuedetraducirsecomoununo(1)lgicoylaausenciade energacomo uncero(0)lgico (Figu-ra1.6).

Lainformacinenmemoriasesuelealmacenarenbloques.Estosbloquessuelenserdeochoceldillas;esdecir,equivalena8bitsysedenominan byte(combinacindecerosyunos).Cadaconjuntodeellosrepresentauncarcter,esdecir,cualquierletraonmerocomocombinacinde8bits.

Estoscondensadores,comotales,transcurridociertotiempo,sevandescargando.Evidentemente,paranoperderlainformacinde lamemoria,elpropiosistemainformticotendrqueprocederarecargarlosantesdequesedescarguendefini-tivamente.Esteprocesoesconocidocomoreresco de memoria.

DRAM (DynamicRAM).EsuntipodememoriaRAMelectrnicaconstruidame-diantecondensadores.Cuandouncondensadorestcargadosedicequealma-cenaunBIT a uno.Siestdescargado,elvalordelBIT es cero.Paramantener

lasceldillascargadas,estetipodememorianecesitarefrescarsecadaciertotiempo:elrefrescodeunamemoriaRAMconsisteenrecargarnuevamenteconenergaloscondensadoresquetienenalmacenadoununoparaevitarquelainformacinsepierda(deahlode Dynamic).LamemoriaDRAMesmslentaquelamemoriaSRAM,peromuchomsbaratadefabricar.

SRAM(StaticRAM).EsuntipodememoriaRAMalternativaalaDRAMquenonecesitarefrescarse.SRAMyDRAMsonmemoriasvoltiles,loquesignificaquecuandose cortaelsuministrodecorriente,losdatosalmacenadossepierden.DebidoalaltocostedefabricacindelaSRAMyasualtavelocidad,sueleuti-lizarsecomomemoria cach.


Fig. 1.6.Esquema de las celdillas de memoria.

1 1 0 0 1 0 1 0

7. Qu memoria pla inormacin cuse deja de sumincorriente al equipo

8. Qu memoria esrpida, la RAM cach?

Act iv idades


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SDRAM(Synchronous DynamicRAM).EsunamemoriaqueincorporalacapacidadelaDRAMylavelocidaddelaSRAM;esdecir,necesitarefrescodesusceldaperoenunintervalosuperiordetiempo.Estamemoriaeslaqueincorporanenactualidadlamayoradelosordenadorespersonales.

DDRAM(DoubleData Rate)omemoriadedoblerecargaomemoriadedobletadetransferencia.CompuestapormemoriasSDRAM,tienelacaractersticadeq

serefrescadosvecesporimpulsode reloj.Esunamemoriadefuncionamienmuycomplejo,perotienelaventajadeserprcticamenteeldoblederpidaqucualquieradelasanteriores.

Enlaactualidad,unadelascaractersticasfundamentalesdelasmemoriasRAMlavelocidadconquelainformacinsepuedealmacenarenellas.Estavelocidaesmayorcuantomenossetardeenaccederalaposicindememoriarequeridacadainstante.Lavelocidadsemideennanosegundos(60,70,80,100,).Cuanmenorseaeltiempodeacceso,msrpidoserelaccesoquesepuedarealizarcualquierposicindememoriaparapodergrabaroleersuinformacin.

B. Memoria ROM

La memoria ROM omemoria desololecturacontieneprogramasespecialesqsirvenparacargareiniciarelarranquedelordenador.Enellaseencuentraalmanadatodalainformacinreferentealoscomponenteshardwaredelosqueconstnuestroequipo.

Posteriormente,serlabordelsistemaoperativorealizarelrestodeoperacioneparapoderempezarautilizarelordenador.

ElsoftwarequeintegralaROMformael BIOSdelordenador (Basic InputOutpSystem) osistemabsicodeentrada/salida.

ElBIOSseencuentrafsicamenteenvariaspartesdelordenador.Elcomponentprincipalestenlaplacabase.Inicialmente,losBIOSseprogramabansobremmoriasdetipoROM,loqueimplicabaquecualquiermodificacinenelsistemnopodarealizarseamenosquelohicieseelfabricante.HabaquesustituircomponenteelectrnicoparamodificarlaconfiguracindelBIOS.Poreso,posriormente,elBIOSsemontenmemoriasdetipoPROM(ProgrammableReadOnMemory),quesonprogramablesunasolavezydespusdehabersidomontadenlaplaca.

ElBIOSesuncdigoquelocalizaycargaelsistemaoperativoenlaRAM;esusoftwareelementalinstaladoenunapequeaROMdelaplacabasequepermqueestacomienceafuncionar.Proporcionalasrdenesbsicasparaponerfuncionamientoelhardwareindispensableparaempezaratrabajar.Comomnimmanejaeltecladoyproporcionasalidabsica(emitiendopitidosnormalizadospelaltavozdelordenadorsiseproducenfallos)duranteelarranque.

Enlaactualidad,seutilizanlasmemoriasdetipoEPROM(ErasableProgrammabReadOnlyMemory),quepermitencambiarlaconguracinasignada.Esteproceescomplejo,peronoimplicarealizaroperacionesfsicassobreloscomponentequeestnmontados.

Todasestasmemoriassonnovoltiles,ylainformacinquecontienennodesapacenuncadebidoaqueestnprogramadasdefbrica.Nonecesitanningnsumnistrodeenergaparamantenersuconguracin.

LaCMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)esuntipodememoriaintenadelordenadorquesecaracterizaporconsumirmuypocaenergaelctrica,quelahaceidneaparaalmacenardatosdelBIOS.


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9. Todas las memorias ROMson de solo lectura?

10. Cmo se accede al BIOSdel equipo?

Act iv idades

AnalizaenlaWeblostiposdeBIOSmscomercializadas.

Invest igacin@

En la Web del Centro deEnseanza Online encontrarsms informacin de congura-cin de los diferentes tipos deBIOSmscomunes.

CEO


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ElBIOSesuntipodememoriaqueenlosordenadoresseutilizaparaguardarlosdatosbsicosdehardwareydeconguracin.Porejemplo,enlseguardalainformacinsobrelosdiscosduros(cuntosydequcaractersticas)yotrasinfor-macionescomolafechaylahora.Paraquetodalainformacinquemantienenoseborre,esnecesarioquelaCMOSsiempretengacorrienteelctrica.Cuandoelordenadorestapagado,obtieneenergadeunapequeapilaobateraubicadaenlaplacabase.

LaconguracindelBIOSsepuedemodicarsiinstalamosunnuevodiscoduro,siqueremoscambiarlafecha,lahoradelsistema,etc.ParaaccederalBIOSypodermodicarsusvalores,hayquepulsarlasteclasF2oSuprduranteelprocesodeini-ciodelequipo,dependiendodelBIOSdecadaequipo.AsseaccedealSETUPdelequipo,enelqueseconguranlasopcionesdeiniciobsicasdelordenador.

Otrostiposdememoriasinternasqueno son RAM comotal,pueden serlasme-moriasqueincorporanlastarjetasgrcas,queliberanalaRAMdelastareasdeprocesamientogrco.As,lamemoriaVRAMomemoriadevdeoseutilizaparaalmacenarlasimgenesquesequierenvisualizar,envezdehacerlodirectamentesobrelaRAM.Actualmente,estetipodememoriaesfundamentaldebidoalaevo -lucindelatecnologamultimedia.

Enlaactualidad,lamayoradelosordenadoresincorporanenlapropiatarjetaoadaptadorgrcolallamadaSGDRAM (SuperGraphics DynamicRandom AccessMemory). Setratadeunamemoriadeelevadacapacidad,avecesverdaderamenteelevada,quesecaracterizaporsualtavelocidadybajoconsumo.

LaCDRAM,porejemplo,esuntipodememoriaqueactaentreelprocesadoryelperifricocorrespondiente.Enalgunoscasos,estasmemoriasactancomomemo-riascach(memoriaintermediadealtavelocidad).Suelenirasociadasadetermina-dosdispositivos,comounidadesdeCD-ROMydispositivosdeentrada/salida,paraliberaralaRAMdeoperacionesinnecesarias.

Encuantoalaestructuradelamemoria,desdeunprincipio,eindependientementedelsistemaoperativo,lamemoriasehaestructuradoenvariosniveles(vaseFig.1.7).

1 Memoria convencional.De0a640Kb.

2 Memoria superior.De641Kbhasta1024Kb(1Mb).

3 Memoria extendida.De1025Kbhastaellmitedelaplacabasedelequipo.

Losfabricantesdeordenadoreshandivididodesdeunprincipiolaestructuraenesastrespartesfundamentales,quesongestionadasdeformadiferenteporcadasistemaoperativo.As,porejemplo,MS-DOSgestionalamemo -riadividindolarealmenteenestastrescapas.Windows

9X,XP,Vista2003Server,2008Server,UNIXoLinuxgestionan la memoria de forma diferente, olvidndosecasiporcompletodeestaestructura.Yaveremosquges -tinsehacedelamemoriaencadaunodelossistemasoperativos.

Encualquiercaso,estacuestinesfundamental,puesunacosaeselmodoenquelosordenadoresreconocenlame -moriadespusde serfabricados(trescapas)y otramuydistintaelmodoenqueelsistemaoperativogestionalasdiferentescapasdelaRAM.


Fig. 1.7.Esquema de la estructura de la memoria.

............................

...............................

.....................

Memoria

Extendida

ROM-BIOS

Memoria Vdeo

MemoriaConvencional

Marco de Pgina EMS

4 096 Mb 386 /486

1 088 Kb

1 024 Kb 8088

640 Kb

0 Kb

6 Mb 286

Memoria Alta (HMA)

3

2

1

MemoriaConvencional

M

emoriaSuperior

MemoriaExtendida


12/28

Paraaccederalasceldillasdememoriahayqueatenderalconceptodedireccide memoria. Estadireccineslasituacindelcomponenteelectrnicodentrodconjuntodecomponentesdelamemoria.Deestaforma,cuandoseaccedeaudireccindememoria,loquesehaceesaccederaunconjuntodebiestables(codensadores).Cadaunodeestosbiestablesfsicosreferenciaun bitlgico(0,1).bitsedenecomolamnimaunidaddeinformacin.

Elconjuntode8bitsalosqueseaccedesedenominabyte,carcteropalabra.Apartirdeaqu,lainformacinsemidecomoconjuntodebytes,esdecir,bloques8bits.

Eldireccionamientoesunaoperacinqueserealizacuandoelprocesadorejecutointerpretaunainstruccin.Todainstruccinestcompuestaporuncdigo de opracinyun operando.Elcdigodeoperacineslainstruccinens(suma,resmultiplicacin,etc.)yeloperandoeseldatoo informacinquesevaaprocesaSegnelmtodoutilizado,larapidezdeejecucindeunprogramasermayormenor.Losllamadosmodos de direccionamientosonlasdiferentesformasdeaccedalosoperandosencadainstruccin.LaFigura1.8muestralosmodosdedireccionamiento:

1 Direccionamiento inmediato.Enlainstruccinestincluidodirectamenteelop

randoodato.2 Direccionamiento directo.Enlainstruccin,elcampodeloperandocontienel

direccinenmemoriadondeseencuentraeloperando.

3 Direccionamiento indirecto.Elcampodeloperandocontieneunadireccindmemoriaenlaqueseencuentraladireccinefectivadeloperando.

4 Direccionamiento relativo.Ladireccindeldatoqueintervieneenlainstrucciseobtienesumandoaladireccindelapropiainstruccinunacantidadjquenormalmenteestcontenidaenunregistrodetipoespecial.


20

Alainformacinquehayenlamemoriaseaccedeatravsdesudireccin,queeslaposicinqueocupadentrodelamisma.

Ten en cue nta

Fig. 1.8.Esquema de los diferentes direccionamientos.

DIRECCIONAMIENTO INMEDIATO

DIRECCIONAMIENTO DIRECTO

DIRECCIONAMIENTO INDIRECTO

DIRECCIONAMIENTO RELATIVO

1

2

3

4

Cdigo de Operacin Dato

Direccin A

Direccin A

Direccin A

Registro Especial

Cdigo de Operacin

Cdigo de Operacin

Cdigo de Operacin

A

A

B

A + K Dato

Dato

Dato

Direccin B

+

K


13/28

4.3. Unidades de entrada/salida y buses

Launidad de entrada/salidasirveparacomunicarelprocesadoryelrestodecompo -nentesinternosdelordenadorconlosperifricosdeentrada/salidaylasmemoriasdealmacenamientoexternooauxiliares.

RecordemosqueactualmentelasdenominacionesUCyUALhandejadodetenerimpor -tanciaaisladamente.Hoyenda,elconjuntodeestosdoscomponentessedenominaprocesador.LamemoriaRAMy launidaddeentrada/salidanoformanparte,comotales,delprocesador,sinoquesonpartedelhardwaresinlasqueestenoescapazderealizarprcticamenteningunaoperacin.

Hayotrocomponenteimportantedentrodelordenadorqueestrelacionadodirecta-menteconelprocesador:el bus.

Elbuseselelementoresponsabledeestablecerunacorrectainteraccinentrelosdi-ferentescomponentesdelordenador.Es,porlotanto,eldispositivoprincipaldeco-municacin.Enunsentidofsico,sedenecomounconjuntodelneasdehardware

(metlicasofsicas)utilizadasparalatransmisindedatosentreloscomponentesdeunsistemainformtico.Encambio,ensentidoguradoesunarutacompartidaqueconec-tadiferentespartesdelsistema.

Laevolucindelosbusesalolargodelahistoriahasidodeterminanteparalaevo-lucindelossistemasoperativos.Alfabricarsebusesmuchomsrpidosyconmslneas,lossistemasoperativoshanidomejorandoyaportandonuevasfuncionalidadesqueantiguamentenopodanserimplementadaspor faltadevelocidadenlosbuses.Hoyporhoy,elbussiguedeterminandoengranmedidalavelocidaddeprocesodeunequipo,yaquesiguesiendounodeloscomponenteshardwarequemayoreslimita-cionestiene.


11. Cmo se accede atenido de una celdmemoria?

12. Se puede modiiccontenido de una o posicin de memo

Act iv idades

Tipo de direccionamiento que se utiliza segn la instruc-cin a ejecutar:

a) Silainstruccinaejecutares SUMA 56,elprocesa -

doraccededirectamentealdato,enestecaso,alaposicin56dememoriaenlaqueseencuentraeldato,yrealizalaoperacin.Elresultadodesumarsequedaenlamismaposicindememoria.Esloqueenprogramacinsedenominaunacumulador.Sienlaposicin56dememoriahay,porejemplo,un8,elresultadodelaoperacin SUMA 56generaunvalorde16,quesealmacenaenlamismapo -sicindememoria,esdecir,enla56.Ahoraenlaposicin56hayun16.

b) SilaoperacinaejecutaresSUMA 10 20,elproce-sadoraccedealaposicin10yalaposicin20de

memoriaparaextraereldatoquehayencadaunadeellasyalmacenaelresultadoenlaposicin20dememoria.Silaposicin10dememoriacontieneun3ylaposicin20un2, elresultadoeslasumade2

y3,ysealmacenaenlasegundaposicindemria.Deestaforma,laposicin10seguirtenun 3yenla20habrun5ynoel2quehabprincipio.

c)Silaoperacinaejecutares RESTA 32 12 4procesadorrestaelcontenidodelaposicin3memoriayelcontenidodelaposicin12,yelresultadoenlaposicin45.Si,porejemplposicin32contieneun 5ylaposicin12independientementedeloquecontengalapos45,elresultadoquedaras:

Laposicin32contieneun5.

Laposicin12contieneun3.

Laposicin45contendrelresultadodelaesdecir,2.

En los tres casos el direccionamiento utilizadodirecto,queeselmshabitualenestetipodeocionesaritmticas.

Ejemplo


14/28

Enloreferentealaestructuradeinterconexinmediantelosbuses,existendedtipos:

Bus nico. Consideraalamemoriayalosperifricoscomoposicionesdemmoria,yhaceunsmildelasoperacionesE/Sconlasdeescritura/lecturamemoria.EstasequivalenciasconsideradasporestebushacenquenopermitcontroladoresDMA(DirectAccess Memory)deaccesodirectoamemoria.

Bus dedicado.Este,encambio,alconsiderarlamemoriayperifricoscomodcomponentesdiferentes,permitecontroladoresDMA.

Elbusdedicado(vanseFigs.1.2,1.3,1.4y1.5)contienevariassubcategoramsquesonlassiguientes:

Bus de datos.TransmiteinformacinentrelaCPUylosperifricos.

Bus de direcciones.Identificaeldispositivoalquevadestinadalainformaciquesetransmiteporelbusdedatos.

Bus de control o de sistema.Organizayredirigehaciaelbuspertinentelainfmacinquesetienequetransmitir.

Lacapacidadoperativadelbusdependedelpropiosistema,delavelocidadd

este,ylaanchuradelbus(nmerodeconductosdedatosqueoperanenparlelo)dependedelosbitsquesepuedentransmitirsimultneamente,segneltipdeprocesadorqueincorporeelequipo.

Elbusescomounaautopistaenlaqueeltrficoesmuyintenso.Poreso,eltipdebusqueincorporeelordenadordeterminarqueesteseamsrpidoomlento.

Elbussecaracterizaporelnmeroyladisposicindesuslneas(cadaunadeellescapazdetransmitirunbit,queeslaunidadmnimadetransmisindelainformcin).Concretamente,enlosprimerosPCerade8bits;esdecir,solocontabanc

ocholneasdedatos.Enlaactualidad,losmsextendidossonlos16,32,64,128bitsosuperiores(vaseTabla1.2).

Elnmerodebitsquecirculandefineelnmerodelneasdeque

disponepararealizarelpasodeinformacindeuncomponenteotro.Soncomoloscarrilesdeunaautopista:cuantosmscarrihaya,msvehculospodrncircularporella.

LaFigura1.9ilustracmopodrarepresentarsefsicamenteelbdelsistema,relacionandoelprocesadorylamemoria,aunquehaquetenerencuentaqueelbusrelacionabsicamentetodosloscomponentesdelordenador.

Laestructuraeslasiguiente:

1 Procesador.

2 Buses.

3 Memoria RAM.Tambinesmuyimportantelavelocidadconlaquelosbitscirclanporelbus.Estavelocidadsemideenmegahercios,ydeelldependeelrendimientoglobaldelequipo.Haybusesa66Mhzpasandoportodaunagamaquevahastamsde1066MhzelosordenadoresquemontanprocesadoresdeltimageneraciComparmosloconunaautopistaocarretera:noeslomismoqexistaunalimitacinde90km/hqueotrade130km/h.Siunbtienemuchaslneasysonmuyrpidas,mejorparaelrendimiendelordenador.


22

AnalizaenlaWeblostiposdepro-cesadoresdeltimageneracin.

Invest igacin@

ProcesadorBUS

datos/BUS

direcciones8086 16/8

8088 16/8

80286 16/16

80386 32/16

80486 32/66

PENTIUM 50/66

AMDK-62 32/100

PENTIUMII 32/100

CELERON 32/66PENTIUMIII 32/100

AMDATHLON 32/100

PENTIUMIV 32/64

PENTIUMCOREDUO 64/133

Tabla 1.2.Caractersticas del bus de datos y direcciones.


15/28

Lafrecuenciaovelocidaddelbusquedadeterminadaporlosimpulsosdereloj.Elrelojes,portanto,elcomponentequedeterminalavelocidad,yaqueamayorfrecuenciaenMhz,msrpidaeslacirculacindebitsporlaslneasdelbus.

Ynosoloeso.Elbusdeterminalaarquitecturay,portanto,sutamaodeterminaeldelregistrodeinstruccin.As,elcdigodeoperacinpuedesermayor,siendoposibleejecutarunmayornmerodeoperaciones.Estoproduceunaumentodepotencia,nopormayorrapidez,sinopormayorcomplejidaddelasinstrucciones.

4.4. Los periricos

Losperiricossondispositivoshardwareconloscualeselusuariopuedeinteractuarconelordenador(teclado,ratn,monitor),almacenaroleerdatosy/oprogramas(dis-positivosdealmacenamientoomemoriasauxiliares),imprimirresultados(impresoras),etctera.

Sedenominanperifricos,porejemplo,losdispositivosquesirvenparaintroducirdatosyprogramasenelordenadordesdeelexteriorhaciasumemoriacentralparaquepuedanserutilizados.Sonlosllamadosperifricosdeentrada:teclados,ratones,etc.

Tambinhayperifricosquesirvenparaextraerinformacindesdeelordenadorhaciaelexterior,comoimpresorasomonitores.

Loshayquesirvenparaambascosas,comodiscosduros,CD-ROMregrabables,dis -quetes,etc.

Losperifricosseconectanconelordenador,esdecir,conlaUCPysuscomponentes,

atravsdelosdenominadospuertosoconectoresexternos.Estagestinlallevaacabootraparteesencialdelordenador:launidad de entrada/salida,componentehardwareusadoparalagestindeperifricos.

Enunaprimeraaproximacinpodemoshacerunaclasicacindelosperifricostenien -doencuentadesdeohaciadndeenvaninformacin.Esdecir,laclasicacinsehaceatendiendoaquelainformacinquecirculaatravsdelbusdedatoslohagadesdeelperifricoalamemoriacentral(peririco de entrada)oviceversa(peririco de salida).

Conectadoelperifricoalordenadoratravsdelcableoconectorcorrespondiente,lainformacinqueseenvaotransmitecirculadentrodelordenadoratravsdelosbusesvistosanteriormente.


Fig. 1.9.Esquema del bus del sistema.

1

1 3

2

1 0 0 1 0 1 0

MICROPROCESADOR

13. Puede ser ms run equipo con un b16 bits que otro cobus de 32 bits?

14. El bus de direccionun equipo, qu iexactamente?

Act iv idades

Paradiferenciarsiunpeesdeentrada,salidaodeda/salida,solamentetienjarte en si el perifricoinformacin a la memorordenador,encuyocasoentrada.Sieslamemoria

enva informacin al perentonces es de salida.envaorecibeinformacintneamentedesdelamemperifricoesdeentrada/s

Truco


16/28


17/28

Puedeobservarseatravsdelasdiferentesunidadesperifricasdesalida(monitor,im-presora,plotter,etc.),queconsuposteriordistribucinyanlisis,completanelproceso.

Otraclasificacinquepodemoshacerdelosdatos,segnvarenonoduranteelpro-ceso,eslasiguiente:

Datos jos.Sonlosquepermanecernconstantesduranteelprocesooprogramaqueselesaplique.Losdatosjosrecibenelnombredeconstantes.Unejemploesunprogramaqueemitafacturaseneurosypesetas;esevidentequeelcambiodeleuroserelmismoentodoelproceso.

Datos variables.Sonaquellosquessemodicanalolargodelprocesosegnsuce-dandeterminadascondicionesoaccionesrealizadasporlosprogramas.

Segnlaformadeserutilizadosporelordenador,otraclasicacines:

Datos numricos.Sonlosdgitosdel0al9.

Datos alabticos.SonlasletrasmaysculasyminsculasdelaAhastalaZ.Datos alanumricos.Sonunacombinacindelosanteriores,msunaseriedecarac-

teresespeciales(*,/,-,%,etc.).

Engeneral,todoslossistemasoperativos,salvoalgunosdelosconsideradosantiguos,trabajanconlosdatosdelamismaformayconlosmismostiposdedatos.

Losdatossonprocesadosporlosdiferentesprogramasquemanejaelsistemaoperativooporlosprogramasqueejecutanlosusuarios.Comoveremosacontinuacin,losda-tosqueseprocesanenunsistemainformticoseimplementanencdigosnumricosoalfanumricosparapoderutilizarlos.


Fig. 1.10.Tratamiento automtico de la informacin. Tipos de datos.

Datos de entrada:

Hola...

Pedro Martn...

12 200 * 2...

PROCESO:

11100101

0 1 0 1 1 0 0 0

Datos de salida:

Adis...

Redactor Jefe...

24 400...

1 3

2

Lasceldillas de memoriaptomarlosdosestadossigu

Indica ausenccorrienteelctric

Indica presenccorrienteelctric

Ten en cu enta


18/28

5.2. Los sistemas de codiicacin

A. Introduccin a los sistemas de codicacin

Lossistemasdecodificacinseutilizanparaprocesarlainformacinqueelusuarentiendeyelordenadorno.Esevidentequeelusuarioyelsistemainformticotrabajaenlenguajesdiferentes.Centrmonosenlamemoriaporunmomento.LamemorianopuedealmacenarlaleAoelcarcter*.

Lamemoriadelordenador,yporextensinelrestodecomponentesinternos,noentiendedeletrasonmeros.Solamenteentiendedecorrienteelctrica.

Poreso,cuandoelusuarioquierealmacenarunaletraenmemoria,porejemplo,primeraletradesudocumentodetexto,elordenador,graciasalsistemaoperativoyloscomponentesdehardware,seencargadetransformarlaletraydealmacenarlaunconjunto(normalmente8bits)deimpulsoselctricos.

Si,porelcontrario,leemosdeunaposicindememoria,primeroseanalizanlascelllascorrespondientes.Cuandosehananalizadoochodeellas,sesabe,pordiseod

propiosistemaoperativoygraciasalaequivalenciadelcdigo,quesehaledounbyocarctercomoconjuntodeochobits.Cadaposicinmagnetizadaseconvierteenununoycadaposicinnomagnetizadenuncero.Sebuscaenlatabladecdigosysecomparalacombinacindeesosochbits,obteniendolaequivalenciaconelcarcterconcreto.

Enesecasosevisualiza,porejemplo,elcarcterequivalentealbyteledoynosevsualizanlosochobits.


26

Cmo se almacena el carcter \ en memoriaElsistemaoperativoyelrestodecomponenteshard -ware tienen que transformar ese carcter en algunacombinacinvlidadeimpulsoselctricosparaalma-cenarlo.Enestecaso,lasochoceldillasdememoriacorrespondientessemagnetizarnonodelasiguienteforma(Fig.1.11):

Podemosmeditarenqusebasaelsistemainformticoparasaberquceldillatienequemagnetizarono.Sencilla

yllanamente,sebasaenunCDIGO.Cuandotecleamoselcarcter,sebuscadentrodeunatabla(cdigoASCIIoUNICODEqueveremosmsadelante)lacorrespondenciaadecuada.

Estatabladecdigoslaintroduceelfabricantedelsiste-maoperativodentrodelconjuntodeinstruccionesydatosqueloforman.

Esunestndarinternacionalytodoslosfabricantesdesoftwareyhardwareloconocenyloutilizan.

Deestaforma,todosellostienenlasmismasequivalen-ciasyacadaunodeellosleresultafcilinterpretarlainformacinqueprocesanotrosprogramasocomponen-teshardware.

Enel ejemploanterior, elconjunto deochoceldillasdememoriasehanmagnetizadoalintroducirelcarcter\,

yaqueelsistemaoperativohaledoensutabladecdigoselsiguientevalor:

01011100

Lohainterpretadoyhamagnetizadolaceldilla(1)deme-moriaono(0)posicionalmente,paraobtenerlacombina-cindeesosochovalores,dgitosbinariosobits.

Ejemplo

Fig. 1.11.Ejemplo de magnetizacin elctrica.

0 1 1 1 10 0 0


19/28

B. Sistemas de numeracin

Sedefineunsistema de numeracincomoelconjuntodesmbolosyreglasqueseutili-zanpararepresentarcantidadesodatosnumricos.

Estossistemassecaracterizanporlabasealaquehacenreferenciayquedeterminaeldistintonmerodesmbolosquelocomponen.Nosotrosutilizamoselsistemadenume-

racinenbase10,compuestopor10smbolosdiferentes(del0al9).Lossistemasdenumeracinqueutilizamossonsistemasposicionales,esdecir,elvalorrelativoquecadasmbolorepresentaquedadeterminadoporsuvalorabsolutoyporlaposicinqueocupedichosmboloenunconjunto.

Todoslossistemasposicionalesestnbasadosenel Teorema Fundamental de la Nume-racin (TFN),quesirvepararelacionarunacantidadexpresadaencualquiersistemadenumeracinconlamismacantidadexpresadaenelsistemadecimal.

Enl,Xeselvalorabsolutodeldgitoencuestin,ieslaposicinqueocupaeldgitoconrespectoalpuntodecimalyBeslabase.Elsmbolo(sumatorio)indicaqueparaobtenerelvalordelnmero(NM),sernecesariosumartodoslosproductos.

Estamismafrmulatambinsepuedeexpresardelasiguienteforma:

C. Codicacin numrica

Sontreslossistemasdecodificacinqueutilizahabitualmenteunsiste -

mainformtico:Binario.Estesistemautilizadossmbolosdiferentes:elceroyeluno

(0,1).Eselsistemaquemanejaelordenadorinternamente,yaqueloutilizansuscomponenteselectrnicos.

Cadaunodeestossmbolosrecibeelnombredebit, entendiendoportallamnimaunidaddeinformacinposible.

Lossmbolosdelsistemadecimalpuedenrepresentarse(codicarse)enbinariomedianteelTFN.Cadasmbolodecimalpuederepresentarseconunacombinacindecuatrobits.

Octal.Esunsistemaenbase8queutilizalossmbolosdel0al7pararepresentarlascantidades,lascualesquedanreproducidasposicionalmenteporpotenciasde8.Elsistemadenumeracinen

base8tieneunacorrespondenciadirectaconelbinario,yaquecadasmboloenbase8puederepresentarsemedianteunacombi -nacinde3bits.

Hexadecimal.Esunsistemadenumeracinenbase16.Utiliza16smbolosdiferentes,del0al9ylosdgitosvalores(oletras)A,B,C,D,EyF.Estasletrasrepresentan,respectivamente,losdgitos10,11,12,13,14y15delsistemadecimal.Estesistematambintieneunacorrespondenciadirectaconelsistemabinario,yaquecadasmboloenbase16sepuederepresentarmedianteunacom -binacinde4bits.


283=2102+8101+3100=200+80+3

NM=Xn10n+...+X2102+X1101+X0100+X1101+X2102...+XN10N

El Teorema Fundamental Numeracin (TFN) quedaminadoporlafrmulasig

Ten en cu enta

NM=XiBi

Decimal Binario Base 8 Ba

0 00000 0

1 00001 1

2 00010 2

3 00011 3

4 00100 4

5 00101 5

6 00110 6

7 00111 7

8 01000 10

9 01001 11

10 01010 12

11 01011 13

12 01100 14

13 01101 15 14 01110 16

15 01111 17

16 10000 20

17 10001 21

18 10010 22

19 10011 23

Tabla 1.3.Sistemas decimal, binario, octal y hex


20/28

Elsistemaquemaneja internamenteunordenadoreselbinario,pero,enocasioneporcomodidadenelmanejodelosdatos,sesueleutilizareloctalyelhexadecimal,yquemuchadelainformacinquenosmuestraelsistemaoperativo,comodireccionedememoria,estexpresadaenhexadecimal.

Elsistemadenumeracinbinariotieneunagranimportanciaenelfuncionamientodordenador.Yasehasealadoquelamemoriadelordenadoresunconjuntodebies

bles.Enellospuedehaberonocorrienteelctrica.EnlaTabla1.3podemosverlosprimeros20smbolosdecimalesysuscorrespondeciasenbinario,base8ybase16.

D. Cambios de base de numeracin

Elsistemainformticotrabajaenelsistemadenumeracinbinario.Nosotrostrabjamosenelsistemadenumeracindecimal.Elordenadornoentiendeelsistemanumeracindecimalpararealizarsusclculos,peronosotrosnoentendemoselbinapararealizarlosnuestros.

Esnecesariosaberinterpretarelcdigobinarioparapoderentenderlasoperacione

queenmuchasocasionesserealizandentrodelordenador.Paraello,debemosaprederapasarnmerosbinariosadecimalesyalainversa.Porextensin,elordenadoutilizalossistemasdenumeracindebase8ybase16(porsermltiplosdelsistembinario)paramostrarnosinformacinrelativaaalgunosprocesosquerealiza.

Enprimerlugar,veamoscmosepasaunnmerodebase10abase2.Estaoperaciserealizadividiendoelnmerodebase10(dividendo)por2(divisor).Elcocienteotenidodeladivisinseconvertirendividendo,paravolveradividirlopor2(divisoAlnuevococienteobtenidoseleaplicalamismaoperacin,yassucesivamentehasqueaparezcauncocienteiguala0.

Enresumen,tendremosquedividirsucesivamenteentre2elnmeroenbase10,haqueresulteuncociente0.Elnmeroenbinarioseobtieneuniendotodoslosrestoseordeninversodeaparicin.


28

Pasar a base 2 el nmero 90 que est en base 10

Primerodividimoselnmeropor2(basedestino)yelco-cientequeobtenemoslodividimosdenuevopor2.Elnue-vococientelovolvemosadividirpor2,yassucesivamen-tehastaqueaparezcauncocienteiguala0.90:2=45.Resto0.45:2=22.Resto1.22:2=11.Resto0.

11:2=5.Resto1.5:2=2.Resto1.2:2=1.Resto0.1:2=0.Resto1.Ordenamoslosrestossucesivosqueaparecenenlasdivi -siones,peroenordeninverso,yobtenemoslanuevacodi-cacinenbase2:Resultado:90(10 = 1011010(2

Siqueremospasarelmismonmeroabase8y16,laformadeprocederseralamisma,teniendoencuentaqueahoraeldivisoresel8oel16,respectivamente.

Pasoabase8:

90:8=11.Resto2.

11:8=1.Resto3.

1:8=0.Resto1.

Resultado:90(10 = 132(8Pasoabase16:

90:16=5.Resto10(A).

5:16=0.Resto5.

Resultado: 90(10 = 5A(16Comosepuedeverenesteltimocaso,elprimerrestohasido10.Peroestesmboloenhexadecimalnoexiste;exis-telaAcomosmbolodcimodelabase.

Caso prct ico 1


21/28

Siloquequeremoshacereslaoperacincontraria,esdecir,pasardebase2abase10,procederemosmultiplicandoporpotenciassucesivasde2,empezandopor20cadadgitobinariodeizquierdaaderecha.Sumaremoslosvaloresobtenidosytendre-mospasadoelnmero.

Loscambiosdebaseentrebasesequivalentes,comosonlasbases2,8y16,sepuedenrealizardeformadirecta,teniendoencuentalaequivalenciadebitsconlaquesepue -

derepresentarcadadgitodeestasbasesenbinario.Enbase8,undgitooctalquedarepresentadoporunacombinacinde3bits(2 3=8,siendo3elnmerodebits).Enhexadecimal,laasociacinesde4bits(24=16).

Comocadanmeroenbase8yenbase16tieneunacorrespondenciadirectaconelnmeroenbinariomedianteunconjuntode3y4bitsrespectivamente,siqueremostrans-formarunnmeroenbase8oenbase16aunnmeroenbase2oviceversa,bastarconformargruposde3o4bitsrespectivamente.Estatransormacinsellamadirecta.


Pasar el nmero 1001 de binario a base 10

Primerosetomanlosdgitosbinarios,4entotal,ysevanmultiplicandoporpoten-ciasde2deizquierdaaderecha.Elltimoexponentequepondremosenbase2

yconelquemultiplicaremoselltimodgitosereln1,siendonelnmerodedgitosquetienelacifradebase2.

1001(2=123+022+021+120=8+0+0+1=9(10

Pasar el nmero 132 de base 8 a base 16

Enprimerlugar,pasamosel132queestenoctalabinariodeformadirecta.

Comocadadgitooctalsepuedeexpresarcon3dgitosbinarios,tenemos:132(8=001011010(2=001011010(2As,transformamosdirectamenteeldgito1en001,el3en011yel2en010.MirandolaequivalenciadelaTabla1.3,vemosquecadadgitoenbase8tienesucorrespondenciacon3dgitosbinarios.

Ahora,parapasarabase16,bastaconhacergruposde4bitsempezandoporladerecha.Sifaltandgitosporlaizquierda,loscompletamoscon0,aunqueennuestrocasonosonsignicativos,yaquecomoencualquiersistemadenumera -cin,los0alaizquierdanotienenvalor.

001011010(2=000001011010(2=5A(16Elbloquede4bitsdemsaladerechatienesuequivalenciaconeldgito10en

hexadecimal,perocomoestesmbolonoexisteenestesistemadenumeracin,lohacemos corresponder con susmbolocorrespondiente que esla letraA. Elbloquedelcentrosecorrespondeconeldgito5y,evidentemente,loscuatro0delaizquierdarepresentanun0,ycomotal,notienevalorprecisamenteporestaralaizquierda.Enestecaso,elresultadoseraelsiguiente:

Resultado:132(8 = 5A(16Elmismocasoseraelpasodebase16abase8.Paraellobastarapasarabina -rioelnmeroenhexadecimalyhacerbloquesde3bits.

Cuando pasemos de baacualquierbase,nuncamosobtenerunrestodedsuperioroigualalabasqueestamospasando.

Truco

Para saber si varios sidenumeracinsonequivasolotienesqueanalizarsellossepuedenrepresentapotenciadelmspequeo

Truco

Caso prct ico 2

Caso prct ico 3


22/28

Tambinpodemosrealizaruncambiodebaseporelmtodo indirecto,queconsistepasarelnmerodebasenabase10,yposteriormentepasarloabasem.Ennuestejemplo,n=8ym=16.Estemtodoseutilizasiemprequelasbasesdenumeracintengancorrespondenciaposicional.As,siqueremostransformarunnmerodeba6abase5,esevidentequesiemprenecesitaremospasarporbase10.Ahorabien,lasbasessonbinario,octalyhexadecimal,alserpotenciasde2yserequivalentes,pasopuedeserdirecto.


30

Pasar el nmero 132 en octal a base 16, pasando por base 10

Laformadeconvertirunnmerodebasenabase10consisteenutilizarelTeore-maFundamentaldelaNumeracin.

132(8=182+381+280=164+38+21=64+24+2=90

Apartirdeaquseprocedecomosedijoantesparatransformarelnmero90enbase10abase16.

90:16=5.Resto10(A).

5:16=0.Resto5.

Resultado:132(8 = 5A(16

Realizar los siguientes cambios de base:

a) Pasar el nmero 0111 1011 1010 0011 que est en binario a base 16 y base 8.

b) Pasar el nmero 100 101 100 que est en binario a base 8 y base 16.

c) Pasar el nmero 1274 de base 8 a base 2 y a base 16.d) Pasar el nmero ABF de base 16 a base 8 y base 2.

a)Primero,hacemoselcambiodebase16.Agrupamoslosbitsde4en4em -pezandoporladerecha.Elresultadoeselsiguiente: 0111 1011 1010 0011(2.Localizamoslosdgitosequivalentesenbase16yelresultadoqueobtenemoseselsiguiente: 7 B A 3(16

Delmismomodo,perorealizandoagrupacionesde3en3bits,obtendremoselnmeroequivalenteenbase8.

000111101110100011(2=75643(8b) Procediendodeformasimilaralcasoa),losresultadosobtenidossonlos

siguientes:

100101100(2=454(8 000100101100(2=12C(16c) Aqu,elprocedimientoesalainversa.Tomamosdederechaaizquierdacada

dgitodelnmerodebase8yescribimossusequivalentesenbinario.Cadadgitoenbase8correspondea3dgitosbinarios.Esteeselresultado:

1274(8=001010111100(2(Contina)

Caso prct ico 4

Caso prct ico 5

Los smbolos del sistema hexa-decimal,apartirdeldcimo,serepresentanconlasletrasA,B,C,DyF.

Ten en cue nta


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E. Otros tipos de codicacin numrica

Coma o punto jo. Elpuntojoseusaparalarepresentacindenmerosenteros.Haytresformasderepresentarlosnmerosencomaja:binario puro, decimal desempa-quetadoydecimal empaquetado.

Paraelbinariopuroseutilizaunacombinacinde32bitsenlaqueelbitdelaiz -quierdasirvepararepresentarelsigno:0paraelsigno+y 1paraelsigno.Losrestantes31bitssirvenpararepresentarelvalordelnmero.

Eldecimaldesempaquetadorepresentacadanmerodecimaldeformaquecadaunadesuscifrasocupaunbyteuocteto.

Enprimerlugar,parahablardelacodicacinendecimaldesempaque-

tado,hayquevercmoserepresentanlosnmerosdecimalesen DCB(DecimalCodicadoenBinario)oBCD(BinaryCodedDecimal).

Enestesistema,cadadgitodecimalserepresentaconunacombinacinde4bits.LaTabla1.4muestracmoserepresentanenBCDlascifrasdecimalesdel0al9.

Cadanmeroendecimaldesempaquetadollevaenlos4bitsdelaizquierdacuatro1denominadosbits de zona. Elcuartetodeladerechaseutilizaparacodicareln -meroenDCB.Elsignoserepresentaenelcuartetodebitsdelaizquierdacorrespon -dientealltimoocteto:1100paraelsignopositivoy1101paraelsignonegativo.

Eldecimalempaquetadorepresentacadacifraconunconjuntode4bits.Elconjuntode4bitsdeladerechaseusapararepresentarelsignoconlamismacombinacinqueenelcasoanterior.

Coma fotante.Seutilizapararepresentarnmerosrealesyenterosconunrangoderepresentacinmayorqueelqueofreceelpuntojo.Conesoconseguimosqueelordenadorpuedatratarnmerosmuygrandesomuypequeos.

Larepresentacindenmerosencomaotantesepuedehacerdedosformas:

Simple precisin.Seutilizan32bitspararepresentarcualquiercantidadnumrica.

Doble precisin. Seutilizaunacombinacinde64bitspararepresentarunacifra.


Obtenidoelnmeroenbinario,podremosagruparlosdgitosde4en4dederechaaizquierdaparaobteneraselcorrespondientenmeroenbase16.

001010111100(2=2BA(16

d) Deformasimilar,loprimeroespasarelnmerodebase16abinario,buscan-dosuequivalenciade4bitsporcadadgitohexadecimal.

ABF(16=101010111111(2

Luego,seagrupanlosdgitosbinariosde3en3dederechaaizquierdaparaobtenerelequivalenteenbase8.As:

101010111111(2=5277(8

Caso prct ico 5

17. Se puede pasar tamente un nmebase 3 a base 5?

18. Si existiera el sisde numeracin de32, se podra pasnmero de base 8de orma directa?

Act iv idades

Decimal DC

0 000

1 000

2 00

3 00

4 010

5 010

6 01

7 01

8 100

9 100

Tabla 1.4.Esquema del cdigo BCD.

As se representa el nmero 10 en cpuntojo.

10000000000000000000000000001

Ejemplo


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F. La codicacin alanumricaYasabemosquelosdatos,ademsdenumricos,puedenseralfabticosoalfanumricos.Normalmente,conlosdatosalfanumricospodemosconstruirinstruccionesprogramas.Porotrolado,eslgicopensarqueelordenadornosolamenteprocesadatosnumricos,sinotambindatosalfabticosycombinacionesdelosanteriorecomodatosalfanumricos.

Lossistemasdecodicacinalfanumricasirvenpararepresentarunacantidaddeteminadadesmbolosenbinario.Acadasmbololecorresponderunacombinacinunnmerodebits.

Lossistemasdecodicacin alanumricamsimportantesson:

ASCII(American StandardCode forInformation Interchange).Estesistemautilizau

combinacinde7u8bits,dependiendodelfabricante,pararepresentarcadasmbolo.Eselmsutilizadoyelqueempleasmbolosdiferentes(28).Conestecdigospuedenrepresentardgitosdel0al9,letrasmaysculasdelaAalaZ,letrasminculas,caracteresespecialesyalgunosotrosdenominadosdecontrol.

EnlaTabla1.5serecogen128delos256smbolosdiferentesquesepuedenrepsentarconelcdigoASCIIde8bits.

EBCDIC(ExtendedBCDInterchangeCode).Cadasmboloserepresentaporunacobinacinde8bitsagrupadosendosbloquesdecuatro.EselformatoextendidodBCD.

UNICODE.Esuncdigointernacionalutilizadohoyporhoyenlamayoradelossistmasoperativos.PermitequeunproductosoftwareopginaWebespeccaseorienamltiplesplataformas,idiomasopasessinnecesidadderediseo.Concretamen

elcdigoASCIItieneunatablaespeccaparacadapas,yaquelosdiferentessbolosdetodoslospasesnocabranenunatabla.

UNICODEdenelacodicacindecaracteres,ascomo laspropiedadesylosgoritmosqueseutilizanensuaplicacin.Proporcionaunnmeronicoparacadcarcter,sinimportarlaplataforma(hardware),elprograma(software)oelidioma

LamayoradelderesdelmercadocomoApple,HP,IBM,Microsoft,Oracle,Sun,Unisyotros,hanadoptadolanormaUNICODE,permitiendocrearaplicacionesyhardwaestndarconXML,Java,etc.EscompatibleconmuchossistemasoperativosactualesascomoconlamayoradelosexploradoresdeInternet,permitiendoqueunprodusoftwareseorienteavariasplataformasoidiomassinnecesidadderediseo.


32

19. Por qu la palabra Es-paa se escribe Espanaen muchas acturas y jus-tiicantes bancarios?

Act iv idades

As se representa el nmero 2 371 decimal en decimal desempaquetado:

11110010111100111111011111000001

signo+

Ysisetratadel2371:

11110010111100111111011111010001

signo

Elnmero2371endecimalempaquetadoserepresentaradelasiguienteforma:

00100011011100011100

signo+

Ejemplo


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Caracteres no imprimibles Caracteres imprimibles

Nombre Dec Hex Car. Dec Hex Car. Dec Hex Car. Dec Hex

Nulo 0 00 NUL 32 20 Espacio 64 40 @ 96 60

Iniciodecabecera 1 01 SOH 33 21 ! 65 41 A 97 61

Iniciodetexto 2 02 STX 34 22 66 42 B 98 62

Findetexto 3 03 ETX 35 23 # 67 43 C 99 63

Findetransmisin 4 04 EOT 36 24 $ 68 44 D 100 64

enquiry 5 05 ENQ 37 25 % 69 45 E 101 65

acknowledge 6 06 ACK 38 26 & 70 46 F 102 66

Campanilla(beep) 7 07 BEL 39 27 71 47 G 103 67

backspace 8 08 BS 40 28 ( 72 48 H 104 68

Tabuladorhorizontal 9 09 HT 41 29 ) 73 49 I 105 69

Saltodelnea 10 0A LF 42 2A * 74 4A J 106 6A

Tabuladorvertical 11 0B VT 43 2B + 75 4B K 107 6B

Saltodepgina 12 0C FF 44 2C , 76 4C L 108 6C

Retornodecarro 13 0D CR 45 2D - 77 4D M 109 6D

Shiftfuera 14 0E SO 46 2E . 78 4E N 110 6E

Shiftdentro 15 0F SI 47 2F / 79 4F O 111 6F

Escapelneadedatos 16 10 DLE 48 30 0 80 50 P 112 70

Controldispositivo1 17 11 DC1 49 31 1 81 51 Q 113 71

Controldispositivo2 18 12 DC2 50 32 2 82 52 R 114 72 Controldispositivo3 19 13 DC3 51 33 3 83 53 S 115 73

Controldispositivo4 20 14 DC4 52 34 4 84 54 T 116 74

negacknowledge 21 15 NAK 53 35 5 85 55 U 117 75

Sincronismo 22 16 SYN 54 36 6 86 56 V 118 76

Finbloquetransmitido 23 17 ETB 55 37 7 87 57 W 119 77

Cancelar 24 18 CAN 56 38 8 88 58 X 120 78

Finmedio 25 19 EM 57 39 9 89 59 Y 121 79

Sustituto 26 1A SUB 58 3A : 90 5A Z 122 7A

Escape 27 1B ESC 59 3B ; 91 5B [ 123 7B

Separadorarchivos 28 1C FS 60 3C < 92 5C \ 124 7C

Separadorgrupos 29 1D GS 61 3D = 93 5D ] 125 7D

Separadorregistros 30 1E RS 62 3E > 94 5E ^ 126 7E

Separadorunidades 31 1F US 63 3F ? 95 5F _ 127 7F

Tabla1.5.Esquema de la tabla de cdigo ASCII de 8 bits hasta el carcter 127.


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5.3. Medidas de la inormacin

Yasabemosqueelbiteslamnimaunidaddeinformacin.Estequedrepresentadoporun0oun1.

Enestesentido,sepuedeestablecerunaequivalenciademedidase

mltiplosdebitsutilizadosparadesignarcadamedida.Deestaforma,porejemplo,unTbsecorrespondecon240bytes.

VeamosalgunasdeestasequivalenciasdeformamsdetalladaenTabla1.6.

Elnmero1024esunapotenciade2(2 10).Suusoestjustificado,yqueelordenadorutilizainternamenteelsistemadecodificacinbinarparatodassusoperaciones.

Elbytesesueleemplearparareasentaruncarcteralfanumrico.

AntesvimoslascodificacionesASCIIyEBCDIC,queusaban8bitspa

representarcadasmbolo.Actualmente,lacapacidaddelamemoriaRAMsemideenMboGb,lacapacidaddelosdiscosdurosenGboTb.


34

Unidad Abreviatura Se habla de Representa

1Kilobyte Kb kas 1024bytes

1Megabyte Mb megas 1024Kb(1048576bytes)

1Gigabyte Gb gigas 1024Mb(1073741824bytes)

1Terabyte Tb teras 1024Gb(unbillndebytes)

Tabla 1.6.Equivalencias de medidas de informacin.

Bit=mnimaunidaddeinformacin.

4Bits=Nibbleocuarteto.8Bits=1Byte.

1024Bytes=1Kilobyte.

1024Kilobytes=1Megabyte(Mb).

1024Megabytes=1Gigabyte(Gb).

1024Gigabytes=1Terabyte(Tb).

1024Terabytes=1Petabyte(Pb).

1024Petabytes=1Exabyte(Eb).

1024Exabytes=1Zettabyte(Zb).

1024Zettabytes=1Yottabyte(Yb).

1024Yottabytes=1Brontobyte(Bb).1024Brontobytes=1Geopbyte(Geb).

Ampl iacin

Pararealizarlaequivalenciadeunasmedidasdeinforma-cinconotras,tendremossiempreencuentalamedidaalaquequeremosllegarylamedidadelaquepartimos.

Enlasiguientetablapodemosveralgunastransformacio -nesyarealizadas.

Ejemplo

Cantidada transormar

Kb Mb Gb Tb

160 000 Kb 160 000 Kb160000Kb/1024=

156,25 Mb

160000Kb/1024/1024=156,25Mb/1024=

0,152587 Gb

160000Kb/1024/1024/1024=156,25Mb/1024/1024=

0,152587Gb/1024=0,000149 Tb

2 000 Mb2000Mb1024=

2 048 000 Kb2 000 Mb

2000Mb/1024=1,953125 Gb

2000Mb/1024/1024=1,953125Gb/1024

0,001907 Tb

550 Gb550Gb/1024/1024=

563200Mb/1024=576 716 800 Kb

550Gb/1024=563 200 Mb

550 Gb550Gb/1024=

0,537109 Tb

0,1 Tb

0,1Tb102410241024=102,4Gb10241024=

104857,6Mb1024=107 374 182,4 Kb

0,1Tb10241024=102,4Gb1024=

104 857,6 Mb

0,1Tb1024=102,4 Gb

0,1 Tb


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Comprueba tu aprendizaje

1. La inormacin contenida en disquete y discos duros,es sotware o hardware?

2. Dibuja un esquema de cmo se representara la pala-bra HOLA en las celdillas de memoria.

3. Clasiica los siguientes periricos y soportes segn sutipo: impresora, escner, mdem, monitor, disco duro,pen drive, tarjeta de sonido.

4. Indica las partes y unciones de un sistema inorm-tico.

5. Completa las siguientes tablas de cdigos:

6. En el ejercicio anterior se han manejado cdigosnumricos que pueden corresponder, por ejemplo, auna direccin de memoria, etc. Pero en el ordenadorse maneja todo tipo de inormacin, no nicamentenumrica. No slo existen cdigos numricos comoBCD (4 bits), sino que, como sabemos, existen cdigosalanumricos, ASCII (7 u 8 bits), EBCDIC (8 bits), FIEL-DATA (6 bits), que hacen corresponder cada carctercon una cadena binaria de un nmero de bits.

a) UsandoASCIIde8bitsyEBCDIC,transcunacadenabinarialapalabraCADENA.

b) UsandoASCIIde8bitsyEBCDIC,transcunacadenabinarialafraseHOYes3-10-0

c) Tienealgunaventajaoinconvenienteucdigouotro?

d) Cuntos caracteresdistintos pueden reptarseconestoscdigos:BCD,FIELDATA,EBCDIC?

7. Puede uncionar un ordenador sin sotware bY sin unidad de disco duro?

8. Explica qu tipo de mtodo de direccionamiento las siguientes instrucciones para ejecutarse:

SUMA 45

RESTA 34 12

PROD 32 12 45

9. Realiza el seguimiento del siguiente programamtico y especiica qu resultados se obtienen adel mismo:

SUMA 20 12 15

RESTA 15 14 13

SUMA 13 17

MOVER 17 18

Contesta las siguientes preguntas:

a) Culeselcontenidodelaposicin18deria?Ydelaposicin13?

b) Enquposicinsealmacenaelresultadoflaoperacin?

c) Realizatodoelseguimientodelaejecuciprogramasuponiendoqueentodaslasposidememoriahayun1.

Nota. En los ejercicios 8 y 9, los nmeros indicadoposiciones de memoria.

Binario 11111111

Decimal 123Octal 16

Hexadecimal CAE

Binario 10101001

Decimal 987

Octal 701

Hexadecimal FEA

Binario 111001001

Decimal 110

Octal 621

Hexadecimal ADAD


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Comprueba tu aprendizaje

10. Explica cada uno de los componentes del siguienteesquema:

Registrodeinstruccin.

Registrocontadordeprogramas.

Controladorydecodicador.

Secuenciador.

Reloj.


Operacionalocircuitooperacional.

Registrosdeentrada.

Registroacumulador.

Registrodeestado.


Registrodedirecciones.

Registrodeintercambio.

Selectordememoria.

Sealdecontrol.

13. Teniendo en cuenta la siguiente tabla, sigue la repre-sentacin de los nmeros hasta el 31 decimal:

Registro de

instrucciones

Bus de datos e

instrucciones

Bus de

Direcciones

Decodificador Secuenciador

Contador deprograma

Reloj

CIRCUITO

OPERACIONAL

Registros

de estado

Seales

de control

Registro de

entrada 1

BUS DEL SISTEMA

Acumulador

Registro de

entrada 2

Selector

Registro de

direcciones

MEMORIA

CENTRAL

Registro de

intercambio

Bus de direcciones

Direccin Dato

Seales

de

control

Bus de datos

Bus decontrol

Decimal Binario Base 8 Base 16

0 00000 0 01 00001 1 12 00010 2 23 00011 3 34 00100 4 45 00101 5 56 00110 6 67 00111 7 78 01000 10 89 01001 11 9

10 01010 12 A11 01011 13 B12 01100 14 C13 01101 15 D14 01110 16 E15 01111 17 F16 10000 20 1017 10001 21 1118 10010 22 1219 10011 23 13

2-Introduccionalossistemasinformaticos

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