Laboratorio 1

1. Laboratorio 1 Año 2010

2. Información General • Clase Teórica: Lunes de 17 a 19 hs. • Inscríbase en una Clase de Trabajo Práctico, posibles horarios: • Trabajos Prácticos en Laboratorio A • Viernes • 14 -17 hs ó 17 -20 hs • http://www.herrera.unt.edu.ar/programador/materias/labo1/

3. Condiciones • 80% de asistencia a Trabajos Prácticos • 70% de examenes de Opciones Múltiples aprobados. • 2 Examenes Parciales • Para Promocionar: • Nota promedio: 7, nota en cada parcial no menor de 6. • Para Regularizar: • Nota promedio: 5, nota en cada parcial no menor de 4.

4. Computadora • Dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizando cálculos sobre los datos numéricos, o correlacionando otros tipos de información.

5. Proceso CPU Ingreso Salida

6. Computadora • CPU (Unidad Central de Proceso) • Dispositivos de entrada • Dispositivos de almacenamiento de memoria • Dispositivos de salida • Una red de comunicaciones, denominada bus.

8. Memorias • Las memorias están formadas por un conjunto de celdas para almacenar una porción de información (denominada palabra) • Cada celda tiene un Nº asociado que se denomina dirección, y que sirve para que los programas encuentren los datos o información.

9. Memorias • Estas celdas, almacenan datos e instrucciones • Poseen un número fijo de circuitos biestables • 0 ó 1  bit  acrónimo de Binary Digit • Las celdas tienen 8 bits que forman un byte • La cantidad de celdas direccionables determina la capacidad de la memoria

10. Capacidad de memoria • La capacidad de la memoria que se puede direccionar depende de la cantidad de bits que conforman el bus de direcciones • Suponga una memoria de 1 Kilobytes: (recuerde que la base es 2)  210 = 1024 bytes • Por tanto, necesitará 10 direcciones para almacenar datos • 1 MB = 1024 KB  220 • 1GB = 1024 MB  230 • 1TB = 1024 GB  240

11. Representación de la información • Las direcciones de memoria se representan con números hexadecimales • Los datos e instrucciones con números binarios

12. Sistemas de numeración • Representación • En base 10 (decimal): 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 • En base 2 (binario): 0,1 • En base 8 (octal): 0,1,2,3,4,5,6,7 • En base 16 (hexadecimal): 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

13. Equivalente decimal El número posee 6 dígitos que se cuentan del 5 al 0 o sea de derecha a izquierda (110110)2= 1*25+1+24+0*23+1*22+1*21+0*20=5410 Generalización: X b = d n*bn-1+ d n-1*bn-2+ d n-2*bn-3+ ……….+d 0*b0

14. Equivalente decimal • Si posee parte fraccionaria (d-1b-1+ d-2b-2 +……) (1001,011)2= 1*23+0*22 + 0*21 + 1*20 + 0*2-1+1*2-2+1*2-3= 9,37510

15. Conversión de binario a decimal • Equivalente decimal de un número binario: (110110)2=1*25+1+24+0*23+1*22+1*21+0*20=5410 • Si posee parte fraccionaria (1001,011)2= 1*23+0*22+0*21+1*20+ 0*2-1+1*2-2+1*2-3= 9,37510

16. Conversión de decimal a binario

17. Parte fraccionaria • Suponga 0,58 en base 10 a base 2 • 0,58 *2 = 1,16 • 0,16*2 = 0,32 • 0,32* 2 = 0,64 • 0,64*2 = 1,28 • 0,58 = 0,1001 en base 2 Se multiplica la parte decimal por la base. Se toman los enteros de arriba hacia abajo

18. Aritmética binaria SUMA 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10  2 1+1=0 Y ME LLEVO 1

19. Resta • Las restas básicas son: • 0 - 0 = 0 • 0 - 1 = No se puede realizar si se trata de un bit, pero si hay vs. Bits: pido una unidad al orden siguiente que vale 10 (nuestro 10, en binario es 2) • 1 - 0 = 1 • 1 - 1 = 0

20. Resta

21. Producto 0*1=0  1*0=0 0*0=0 1*1=1

22. Cociente

23. Números negativos • En binario se usa el bit más significativo para el signo (en biestable no hay +/-) • Signo y magnitud 1 | 00101 • Rango representable: • [-(2N-1-1), +(2N-1-1)]

24. Complemento • d+d’=c (dígito + lo_que_le_falta) • Complemento a la base-1 • En decimal:12 es el complemento a 9 de 87 porque 2+7=9 y 1+8=9 • En binario: 1001 es complemento a 1 de 0110 • (se cambian 1 por 0 y 0 por 1) • Complemento a la base: se suma 1 • (de derecha a izq. se busca el 1º 1, se lo respeta y luego hacia la izq. se cambian 1 por 0 y 0 por 1)

25. Resta como suma de complementos 4 0|0100 -5 en comp. a 21|1011 0|0100 + 1|1011 1|1111 4 – 5 = -1 (en base 10) Es negativo porque el dígito mas Significativo es 1 (ponga el Signo) luego recomplemente a 2 1111  0001  Resultado -1

26. Aritmética de punto fijo • Un entero se puede representar empleando todos los bits de una palabra de computadora, con la salvedad de que se debe reservar un bit para el signo. • Por ejemplo, en una máquina con longitud de palabra de 32 bits, los enteros están comprendidos entre -(231 - 1) y 231 - 1 = 2147483647.

27. Un número representado en formato entero es 'exacto' • Las operaciones aritméticas entre números enteros son 'exactas' siempre y cuando: • La solución no esté fuera del rango del número entero más grande o más pequeño que se puede representar (generalmente con signo). En estos casos se dice que se comete un error de desbordamiento por exceso o por defecto (en inglés: Overflow y Underflow) y es necesario recurrir a técnicas de escalado para llevar a cabo las operaciones. • La división se interpreta que da lugar a un número entero, despreciando cualquier resto. • Por estos motivos, la aritmética de punto fijo se emplea muy raramente en cálculos no triviales.

28. Notación científica • Para expresar un número en notación científica normalizada multiplicamos o dividimos por la base tantas veces como sea necesario para que todos los dígitos aparezcan a la derecha del punto decimal y de modo que el primer dígito después del punto no sea cero

29. Not. Cient. en binario X=M*2E • El número M se denomina mantisa y el entero E exponente. • En un ordenador binario tanto M como E estarán representados como números en base 2. • Puesto que la mantisa M está normalizada, en la representación binaria empleada se cumplirá que: ½<=|M|<1

30. Punto flotante • Signo del número real x: 1 bit • Signo del exponente E: 1 bit (bit 30) • Exponente (entero |E|): 7 bits • Mantisa (número real |M|): 23 bits (recuerde que el 1º bit de la mantisa es siempre 1) 313022 0 S S EXPONENTE MANTISA

31. Siguiendo con memorias

32. Tiempo de acceso • Es el tiempo que transcurre entre que se direcciona una memoria hasta que aparece en sus salidasel contenido de la celda direccionada. • Está indicado en el chip de memoria al final de su código (ej: 70 nanosegundos). • Un nanosegundo (10-9) es una milmillonésima de segundo o sea mil veces menor que una millonésima de segundo.

33. Memoria Principal Memoria ROM Memoria RAM

34. Memoria RAM • Es una memoria de Lectura/Escritura. • Es una memoria volátil o transitoria, que trabaja con energía constante. • Es ampliable, de acuerdo a las necesidades del usuario, la placa madre posee una serie de bancos o slots de expansión en donde se pueden agregar chips de memoria. • Es en donde se guardan las tareas actuales

35. Esquema de RAM Dirección cero

36. Memoria ROM • Memoria de solo lectura. • Almacena instrucciones y datos. • Se utiliza ampliamente para almacenar rutinas de control en computadoras personales (ROM-BIOS) y en controladores de periféricos, también se utiliza en cartuchos para impresoras, videojuegos y otros sistemas.

37. ROM-BIOS • Basic Input/Output System (sistema básico de entrada/salida). • Contiene instrucciones para enviar información desde un programa hacia un dispositivo de hardware determinado. • Incluye rutinas para el manejo del teclado, pantalla, discos y los puertos seriales y paralelos.

38. ROM-BIOS • Contiene la rutina de autoinicio que testea el sistema en el momento del arranque y prepara a la computadora para operar normalmente. • El último comando del BIOS indica que debe ejecutar el programa de inicialización que se encuentra en el sector de booteo del disco.

39. M. De Almacenamiento Masivo • Disco rígido • Se encuentra en una caja cerrada herméticamente. • Formado por placas superpuestas sobre las que desplazan las cabezas de lectura. • Deben ser reconocidos por la BIOS. • Velocidad de rotación +- 3.600 vueltas por minuto, del disquete 300 a 360 v.por min

40. M. Almacenamiento Masivo • Se divide en pistas que son círculos concéntricos grabados magnéticamente. • Sector: división lógica de una pista en donde se guarda información • Tiempo de acceso: Tiempo que transcurre entre la consulta de un disco y la disponibilidad de la información. • Velocidad de tranferencia: se mide en bits por segundo y es la velocidad a la que se leen o escriben datos (+-200 a 300 Kbps para los disquetes y mas de 5 Mbps para los discos rígidos)

41. Sistema de archivos • FAT (Tabla de Localización de Archivos): es el método más usado desde el nacimiento de DOS.

42. Cont. Nº X 0 X 1 EOF 2 13 3 2 4 9 5 8 6 FREE 7 4 8 12 9 3 10 FREE 11 EOF 12 EOF 13 FREE 14 BAD 15 Inicio FAT 1 FAT2 Dir. Raíz Archivos Tamaño del disco Archivo A: 6 8 4 2 Archivo B: 5 9 12 Archivo C: 10 3 13 Cuando se da formato a un disco lo que en realidad hacemos es borrar la FAT

43. Cuándo se puede dañar • Si se apaga el equipo en medio de la ejecución de un programa. • Ciertos programas que intentan gestionar la FAT. • Cuando se bloquean al querer grabar el archivo. • Muchas aplicaciones crean temporales que deben borrarse y no lo hacen porque se aborta la tarea. • Existen algunos programas que permiten recuperar parcialmente la información.

44. FAT16 – FAT32 • La cantidad sectores está limitado por el tamaño de la entrada en la FAT: • FAT16 emplea direcciones de clusters de 16 bits => Nº máximo de direcciones será de 2^16= 65.535 • En FAT32 se gestionarán muchas más direcciones y el tamaño de los sectores puede disminuirse.

45. Desventajas • Las particiones superiores a 2GBytes no son compatibles con FAT16 • Las particiones inferiores a 512MBytes no son compatibles con FAT32 • Muchas utilidades de disco no son compatibles con FAT32 • Para volver de FAT32 a FAT16 hay que formatear el disco...

46. Si el puntero se pierde... Sectores Perdidos FAT 1 2 3 1 2 3 4 Sectores con vínculos cruzados