CAPITULO 4: Unidades de Almacenamiento y Transmisión de datos

Lenguaje de máquina es el sistema de códigos directamente interpretable por un circuito microprogramable, como el microprocesador de una computadora o el microcontrolador de un autómata . Este lenguaje está compuesto por un conjunto de instrucciones que determinan acciones a ser tomadas por la máquina. Un programa consiste en una cadena de estas instrucciones de lenguaje de máquina (más los datos). Estas instrucciones son normalmente ejecutadas en secuencia, con eventuales cambios de flujo causados por el propio programa o eventos externos. El lenguaje de máquina es específico de cada máquina o arquitectura de la máquina, aunque el conjunto de instrucciones disponibles pueda ser similar entre ellas.

Lenguaje de máquina del Intel 8088. El código de máquina en hexadecimal se resalta en rojo, el equivalente en lenguaje ensamblador en magenta, y las direcciones de memoria donde se encuentra el código, en azul. Abajo se ve un texto en hexadecimal y ASCII.

Los circuitos microprogramables son sistemas digitales, lo que significa que trabajan con dos únicos niveles de tensión. Dichos niveles, por abstracción, se simbolizan con el cero, 0, y el uno, 1, por eso el lenguaje de máquina sólo utiliza dichos signos. Esto permite el empleo de las teorías del álgebra booleana y del sistema binario en el diseño de este tipo de circuitos y en su programación.

Una visión típica de la arquitectura de computadoras como una serie de capas de abstracción: hardware, firmware,ensamblador, kernel, sistema operativoy aplicaciones.

Claude Elwood Shannon, en su Analysis of Relay and Switching Circuits, y con sus experiencias en redes de conmutación, sentó las bases para la aplicación del álgebra de Boole a las redes de conmutación.

Una red de conmutación es un circuito de interruptores eléctricos que al cumplir ciertas combinaciones booleanas con las variables de entrada, define el estado de la salida. Este concepto es el núcleo de las puertas lógicas, las cuales son, por su parte, los ladrillos con que se construyen sistemas lógicos cada vez más complejos.

Shannon utilizaba el relé como dispositivo físico de conmutación en sus redes. El relé, a igual que una lámpara eléctrica, posee dos estados: 1 o 0, esto es, activado (encendido), o desactivado (apagado).

El desarrollo tecnológico ha permitido evolucionar desde las redes de relés electromagnéticos de Shannon a circuitos con tubos de vacío, luego a redestransistorizadas, hasta llegar a los modernos circuitos integrados cuyas cúspide lo forman los circuitos microprogramados.

UNIDADES DE ALMACENAMIENTO DE DATOS

Las unidades de almacenamiento de datos son dispositivos que, conectados a la computadora, permiten el almacenamiento de información (archivos). En general, hacen referencia a almacenamiento masivo, es decir, de grandes cantidades de datos. Las unidades de almacenamiento pueden ser externas o internas a la computadora y conforman la llamada memoria secundaria del ordenador. Las unidades de almacenamiento también pueden hacer referencia a las unidades lógicas de almacenamiento. El medio o soporte de almacenamiento es el artefacto en donde se escribe o leen datos, en tanto la unidad de almacenamiento es el dispositivo que se encarga de leer o escribir en estos. Por ejemplo, un disquete o un CD son soportes (medios); en tanto una unidad lectora de disquetes o unidad lectora de CD, son unidades/dispositivos de almacenamiento de esos medios respectivamente. De todas maneras en ocasiones forman parte de un mismo dispositivo, como un disco duro. Dispositivos: unidades de almacenamiento en computadoras

Los dispositivos de almacenamiento que son conectados a una computadora suelen asociarse automáticamente a un volumen o unidad lógica, generalmente designados por una letra seguida de dos puntos:

A: se emplea mayormente para la primera unidad de disquete
B: usualmente para la segunda unidad de disquete
C: suele relacionarse al disco duro principal
D:, E:, etc. para ser asignados a las unidades lectoras de discos ópticos (CDs, DVDs, Blu-rays), o las lectoras de memoria (al insertar una memoria flash, una cámara digital, etc.) e incluso para ser asignados a unidades virtuales.

UNIDADES DE TRANSMISIÓN DE DATOS

Modos de transmisión

Una transmisión dada en un canal de comunicaciones entre dos equipos puede ocurrir de diferentes maneras. La transmisión está caracterizada por:

• la dirección de los intercambios
• el modo de transmisión: el número de bits enviados simultáneamente
• la sincronización entre el transmisor y el receptor

Conexiones simples, semidúplex y dúplex totales

Existen 3 modos de transmisión diferentes caracterizados de acuerdo a la dirección de los intercambios:

• Una conexión simple, es una conexión en la que los datos fluyen en una sola dirección, desde el transmisor hacia el receptor. Este tipo de conexión es útil si los datos no necesitan fluir en ambas direcciones (por ejemplo: desde el equipo hacia la impresora o desde el ratón hacia el equipo...).
  
• Una conexión semidúplex (a veces denominada una conexión alternativa o semi-dúplex) es una conexión en la que los datos fluyen en una u otra dirección, pero no las dos al mismo tiempo. Con este tipo de conexión, cada extremo de la conexión transmite uno después del otro. Este tipo de conexión hace posible tener una comunicación bidireccional utilizando toda la capacidad de la línea.
  
• Una conexión dúplex total es una conexión en la que los datos fluyen simultáneamente en ambas direcciones. Así, cada extremo de la conexión puede transmitir y recibir al mismo tiempo; esto significa que el ancho de banda se divide en dos para cada dirección de la transmisión de datos si es que se está utilizando el mismo medio de transmisión para ambas direcciones de la transmisión.
  

Transmisión en serie y paralela

El modo de transmisión se refiere al número de unidades de información (bits) elementales que se pueden traducir simultáneamente a través de los canales de comunicación. De hecho, los procesadores (y por lo tanto, los equipos en general) nunca procesan (en el caso de los procesadores actuales) un solo bit al mismo tiempo. Generalmente son capaces de procesar varios (la mayoría de las veces 8 bits: un byte) y por este motivo, las conexiones básicas en un equipo son conexiones paralelas.

Conexión paralela

Las conexiones paralelas consisten en transmisiones simultáneas de N cantidad de bits. Estos bits se envían simultáneamente a través de diferentes canales N (un canal puede ser, por ejemplo, un alambre, un cable o cualquier otro medio físico). La conexión paralela en equipos del tipo PC generalmente requiere 10 alambres.

Estos canales pueden ser:

• N líneas físicas: en cuyo caso cada bit se envía en una línea física (motivo por el cual un cable paralelo está compuesto por varios alambres dentro de un cable cinta)
• una línea física dividida en varios subcanales, resultante de la división del ancho de banda. En este caso, cada bit se envía en una frecuencia diferente...

Debido a que los alambres conductores están uno muy cerca del otro en el cable cinta, puede haber interferencias (particularmente en altas velocidades) y degradación de la calidad en la señal...