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Hardware

IGCSE Ciencias de la Computación · Tema 3

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18:08

La CPU

El procesador en tu teléfono está haciendo algo casi estúpidamente simple. Obtén una instrucción. Averigua qué significa. Hazla. Luego obtén la siguiente. Eso es…

Narración en inglés · Subtítulos en inglés + 中文 quemados en pantalla

3.1

La unidad central de procesamiento (CPU)

Syllabus
Los candidatos deben ser capaces de: Notas y orientación
1 (a) Comprender el papel de la unidad central de procesamiento (CPU) en una computadora • La CPU procesa instrucciones y datos que se introducen en la computadora para que el resultado pueda ser enviado a la salida
(b) Comprender qué se entiende por un microprocesador • Un microprocesador es un tipo de circuito integrado en un solo chip
2 (a) Comprender el propósito de los componentes de una CPU, en una computadora con arquitectura Von Neumann • Incluyendo: – unidades: unidad aritmética lógica (ALU) y unidad de control (CU) – registros: contador de programa (PC), registro de dirección de memoria (MAR), registro de datos de memoria (MDR), registro de instrucción actual (CIR) y acumulador (ACC) – buses: bus de direcciones, bus de datos y bus de control
(b) Describir el proceso del ciclo de búsqueda-decodificación-ejecución (FDE), incluyendo el papel de cada componente en el proceso • Cómo se obtienen las instrucciones y los datos de la memoria de acceso aleatorio (RAM) hacia la CPU, cómo se procesan utilizando cada componente y cómo se ejecutan posteriormente • Almacenamiento de datos y direcciones en registros específicos • Uso de buses para transmitir datos, direcciones y señales • Uso de unidades para obtener, decodificar y ejecutar datos e instrucciones
3 Comprender qué se entiende por núcleo, caché y reloj en una CPU y explicar cómo pueden afectar el rendimiento de una CPU • El número de núcleos, el tamaño de la caché y la velocidad del reloj pueden afectar el rendimiento de una CPU
4 Comprender el propósito y uso de un conjunto de instrucciones para una CPU • Un conjunto de instrucciones es una lista de todos los comandos que puede procesar una CPU, y los comandos son código máquina
5 Describir el propósito y las características de un sistema embebido e identificar dispositivos en los que se utilizan comúnmente • Un sistema embebido se utiliza para realizar funciones dedicadas. Por ejemplo, en electrodomésticos, automóviles, sistemas de seguridad, sistemas de iluminación o máquinas expendedoras. Esto difiere de una computadora de propósito general que se utiliza para realizar muchas funciones diferentes. Por ejemplo, en una computadora personal (PC) o una laptop

Fuente: Plan de estudios Cambridge International

El ciclo de búsqueda-decodificación-ejecución

La unidad central de procesamiento 中央处理器 (CPU) es la parte del ordenador que procesa datos y ejecuta instrucciones 指令. Ejecuta programas repitiendo un ciclo, millones de veces por segundo.

Un chip cuadrado con una parte superior metálica brillante y el nombre del modelo impreso en él
Una unidad central de procesamiento (CPU): el chip que procesa datos y ejecuta las instrucciones

Partes de la CPU

Parte Función
unidad aritmético-lógica 算术逻辑单元 (ALU) realiza cálculos (suma, resta) y operaciones lógicas (comparación)
unidad de control 控制单元 (CU) envía señales de control para gestionar todas las partes y decirles qué hacer
registros 寄存器 almacenamientos muy pequeños y muy rápidos que guardan una pieza de datos a la vez

Las partes están unidas por buses 总线 — conjuntos de cables que transportan información:

  • el bus de direcciones 地址总线 transporta direcciones de memoria (en una sola dirección);
  • el bus de datos 数据总线 transporta datos e instrucciones (en ambas direcciones);
  • el bus de control 控制总线 transporta señales de control.
Diagrama de bloques de una CPU que contiene la unidad de control, la ALU y los registros, unidos a la memoria principal mediante los buses de direcciones, datos y control
La CPU contiene la unidad de control, la ALU y los registros; tres buses la conectan a la memoria principal

Registros especiales

Estos registros se utilizan durante el ciclo de búsqueda-ejecución.

Registro Propósito
contador de programa 程序计数器 (PC) guarda la dirección de la siguiente instrucción
registro de dirección de memoria 内存地址寄存器 (MAR) guarda la dirección a la que se debe leer o escribir
registro de datos de memoria 内存数据寄存器 (MDR) guarda el dato o la instrucción acabada de buscar
registro de instrucción actual 当前指令寄存器 (CIR) guarda la instrucción que se está ejecutando ahora mismo
acumulador 累加器 (ACC) guarda el resultado de los cálculos de la ALU

El ciclo de búsqueda-ejecución

El ciclo de búsqueda-ejecución 取指执行周期 tiene tres etapas, que se repiten una y otra vez:

  1. Búsqueda — la instrucción se copia desde la memoria 内存 hacia la CPU (usando el PC, MAR y MDR). A continuación, el PC aumenta en 1.
  2. Decodificación — la unidad de control determina lo que significa la instrucción.
  3. Ejecución — se lleva a cabo la instrucción (la ALU puede realizar un cálculo, con el resultado yéndose al acumulador).
El ciclo de búsqueda-decodificación-ejecución dibujado como tres cajas conectadas en bucle
El procesador repite tres etapas: busca la instrucción, la decodifica y luego la ejecuta

Memoria caché

La cache 高速缓存 es una pequeña cantidad de memoria muy rápida dentro o cerca de la CPU. Almacena datos e instrucciones que la CPU utiliza frecuentemente. La CPU puede leer de la caché mucho más rápido que de la memoria principal, por lo que el ordenador funciona más rápido.

Factores que afectan al rendimiento de la CPU

Característica Efecto
número de núcleos 核心 cada núcleo puede ejecutar instrucciones por sí solo, por lo que más núcleos pueden realizar más trabajo al mismo tiempo
tamaño de la caché una caché mayor almacena más datos listos para la CPU, por lo que esta espera menos
velocidad de reloj 时钟速度 el número de ciclos por segundo; una velocidad de reloj mayor ejecuta más instrucciones por segundo

Ejemplo resuelto. Dos ordenadores son idénticos excepto que A tiene una CPU mononúcleo de 3.0 GHz con 2 MB de caché, y B tiene una CPU de cuatro núcleos de 2.4 GHz con 8 MB de caché. ¿Cuál es mejor para la edición de vídeo y por qué? La edición de vídeo se divide en muchas tareas que pueden ejecutarse simultáneamente, por lo que los cuatro núcleos de B pueden procesar varios flujos en paralelo mientras que A solo puede trabajar en uno a la vez. Además, la caché más grande de B mantiene los datos de uso frecuente más cerca de la CPU, por lo que necesita buscar en la RAM con menor frecuencia. B es la mejor opción, aunque A tenga una velocidad de reloj mayor. Nunca respondas basándote únicamente en la velocidad de reloj: pondera núcleos, caché y velocidad de reloj juntos, y vincula cada uno a la tarea que se está realizando.

Sistemas embebidos

Un sistema embebido 嵌入式系统 es una computadora pequeña construida dentro de un dispositivo más grande para realizar una tarea fija. Está dedicado a esa tarea, suele ser pequeño y de bajo costo, y no tiene sistema operativo general. Ejemplos: una lavadora, un microondas, un decodificador.

Una placa de circuito verde densamente poblada de chips, memoria y conectores, extraída de un sistema de navegación satelital
La placa base dentro de un sistema de navegación satelital: un sistema embebido es una computadora pequeña y dedicada como esta, integrada en un dispositivo para realizar una tarea fija
Explorar

El ciclo de búsqueda-ejecución

Toca alrededor del bucle que la CPU repite miles de millones de veces por segundo: busca la instrucción, decodifica su significado, la ejecuta y luego vuelve a hacerlo todo.

Vocabulario Entrenar
Inglés Chino Pinyin
central processing unit/ˈsentrəl ˈprəʊsesɪŋ ˈjuːnɪt/ 中央处理器 zhōng yāng chǔ lǐ qì
instructions/ɪnˈstrʌkʃnz/ 指令 zhǐ lìng
arithmetic logic unit/əˈrɪθmətɪk ˈlɒdʒɪk ˈjuːnɪt/ 算术逻辑单元 suàn shù luó jí dān yuán
control unit/kənˈtrəʊl ˈjuːnɪt/ 控制单元 kòng zhì dān yuán
registers/ˈredʒɪstəz/ 寄存器 jì cún qì
buses/ˈbʌsɪz/ 总线 zǒng xiàn
address bus/əˈdres bʌs/ 地址总线 dì zhǐ zǒng xiàn
data bus/ˈdeɪtə bʌs/ 数据总线 shù jù zǒng xiàn
control bus/kənˈtrəʊl bʌs/ 控制总线 kòng zhì zǒng xiàn
program counter/ˈprəʊɡræm ˈkaʊntə/ 程序计数器 chéng xù jì shù qì
memory address register/ˈmeməri əˈdres ˈredʒɪstə/ 内存地址寄存器 nèi cún dì zhǐ jì cún qì
memory data register/ˈmeməri ˈdeɪtə ˈredʒɪstə/ 内存数据寄存器 nèi cún shù jù jì cún qì
current instruction register/ˈkʌrənt ɪnˈstrʌkʃn ˈredʒɪstə/ 当前指令寄存器 dāng qián zhǐ lìng jì cún qì
accumulator/əˈkjuːmjʊleɪtə/ 累加器 lěi jiā qì
fetch–execute cycle/fetʃ ˈeksɪkjuːt ˈsaɪkl/ 取指执行周期 qǔ zhǐ zhí xíng zhōu qī
Cache/kæʃ/ 高速缓存 gāo sù huǎn cún
cores/kɔːz/ 核心 hé xīn
clock speed/klɒk spiːd/ 时钟速度 shí zhōng sù dù
embedded system/emˈbedɪd ˈsɪstəm/ 嵌入式系统 qiàn rù shì xì tǒng
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3.2

Dispositivos de entrada

Syllabus
Los candidatos deben ser capaces de: Notas y orientación
1 Comprender qué se entiende por dispositivo de entrada y por qué es necesario • Incluye: – lector de códigos de barras – cámara digital – teclado – micrófono – ratón óptico – lector de códigos QR – pantalla táctil (resistiva, capacitiva e infrarroja) – escáneres bidimensionales (2D) y tridimensionales (3D)
2 Comprender qué se entiende por dispositivo de salida y por qué es necesario • Incluye: – actuador – proyector DLP (procesamiento de luz digital) – impresora inkjet – impresora láser – pantalla LED – proyector LCD – pantalla LCD – altavoz – impresora 3D
3 (a) Comprender qué se entiende por sensor y los propósitos de los sensores • Limitado a: – acústico – acelerómetro – flujo – gas – humedad – infrarrojo – nivel – luz – campo magnético – humedad del suelo – pH – presión – proximidad – temperatura
(b) Identificar el tipo de datos capturados por cada sensor y comprender cuándo se usaría cada uno, incluyendo la selección del sensor más adecuado para un contexto dado

Fuente: Plan de estudios Cambridge International

Un dispositivo de entrada envía datos hacia adentro del ordenador.

Dispositivo Cómo funciona
lector de códigos de barras 条形码扫描器 proyecta luz sobre las barras y lee el patrón reflejado
lector de códigos QR 二维码扫描器 una cámara lee un patrón cuadrado de bloques blanco y negro
teclado al presionar una tecla se envía un código para ese carácter
ratón óptico 光电鼠标 una luz y un sensor rastrean el movimiento sobre una superficie
micrófono convierte ondas de sonido en una señal eléctrica
cámara digital una lente enfoca la luz sobre un sensor que registra píxeles
sensores 传感器 miden una magnitud física (como temperatura o luz) y la envían como datos
pantalla táctil 触摸屏 detecta dónde tocas la pantalla con tu dedo
Primer plano de un teclado de ordenador negro con las teclas alfabéticas QWERTY
Un teclado: cada pulsación de tecla envía un código para ese carácter
Un ratón óptico blanco sobre un escritorio, con la luz óptica brillando debajo
Un ratón óptico: una luz y un sensor rastrean su movimiento sobre el escritorio
Un escáner plano blanco en forma de caja con la tapa cerrada que se levanta para escanear una página
Un escáner de mesa plana: proyecta luz sobre una página para copiarla al ordenador
Un escáner manual en su soporte, conectado a un ordenador mediante un cable USB
Un lector de códigos de barras lee el patrón de barras y lo envía al ordenador
La parte frontal de una cámara digital roja pequeña, mostrando su lente y flash
Una cámara digital: una lente enfoca la luz sobre un sensor que registra los píxeles
Un micrófono manual con una cabeza redondeada de malla metálica
Un micrófono convierte ondas de sonido en una señal eléctrica
Un pequeño sensor azul y negro de temperatura en una placa de circuito tiny con tres pines
Un sensor mide una magnitud física (aquí, la temperatura) y la envía como datos

Una pantalla táctil puede funcionar de tres formas:

  • resistiva 电阻式 — dos capas se presionan juntas donde tocas;
  • capacitiva 电容式 — detecta la carga eléctrica diminuta de tu dedo;
  • infrarroja 红外线 — tu dedo interrumpe una rejilla de haces de luz.
Un dedo tocando la pantalla de un smartphone para desplazarse por una página
Una pantalla táctil detecta dónde tocas con tu dedo
Explorar

Laboratorio de dispositivos y almacenamiento

Clasificar ejemplos computacionales según la función que cumplen en un sistema.

Vocabulario Entrenar
Inglés Chino Pinyin
barcode scanner/ˈbɑːkəʊd ˈskænə/ 条形码扫描器 tiáo xíng mǎ sǎo miáo qì
QR code scanner/ˌkjuː ˈɑː kəʊd ˈskænə/ 二维码扫描器 èr wéi mǎ sǎo miáo qì
sensors/ˈsensəz/ 传感器 chuán gǎn qì
touch screen/tʌtʃ skriːn/ 触摸屏 chù mō píng
resistive/rɪˈzɪstɪv/ 电阻式 diàn zǔ shì
capacitive/kəˈpæsɪtɪv/ 电容式 diàn róng shì
infrared/ˌɪnfrəˈred/ 红外线 hóng wài xiàn
3.2

Dispositivos de salida

Un dispositivo de salida envía datos hacia afuera del ordenador hacia el usuario.

Dispositivo Cómo funciona
actuador 执行器 convierte una señal eléctrica en movimiento (por ejemplo, un motor o una válvula)
pantalla LCD/LED muestra imágenes usando una cuadrícula de puntos diminutos coloreados
proyector 投影仪 proyecta una imagen ampliada sobre una pared o pantalla
impresora de inyección de tinta 喷墨打印机 rocía gotas diminutas de tinta sobre papel
impresora láser 激光打印机 usa un láser y polvo (tóner) fijado sobre papel por calor
impresora 3D construye un objeto sólido capa por capa
altavoz 扬声器 convierte una señal eléctrica en sonido
Una impresora de inyección de tinta de sobremesa con la bandeja de papel abierta en la parte superior
Una impresora de inyección de tinta rocía gotas diminutas de tinta sobre el papel
Una impresora láser de sobremesa blanca y gris con sus bandejas de papel desplegadas
Una impresora láser usa un láser y polvo (tóner) fijado sobre papel por calor
Una impresora 3D: un marco de metal negro sosteniendo una cama de impresión plana y una cabeza de impresión móvil
Una impresora 3D construye un objeto sólido capa por capa
Un monitor de computadora de pantalla ancha sobre un soporte redondo
Un monitor LCD/LED muestra imágenes usando una cuadrícula de puntos diminutos coloreados
Un par de altavoces negros pequeños sobre un escritorio
Un altavoz convierte una señal eléctrica en sonido
Un par de auriculares azules de diadema
Los auriculares convierten una señal eléctrica en sonido para un único oyente
Varios motores eléctricos de diferentes tamaños junto a una batería de 9 voltios a modo de referencia de escala
Un actuador como un motor convierte una señal eléctrica en movimiento
Vocabulario Entrenar
Inglés Chino Pinyin
actuator/ˈæktʃuːeɪtə/ 执行器 zhí xíng qì
projector/prəˈdʒektə/ 投影仪 tóu yǐng yí
inkjet printer/ɪŋkˈdʒet ˈprɪntə/ 喷墨打印机 pēn mò dǎ yìn jī
laser printer/ˈleɪzə ˈprɪntə/ 激光打印机 jī guāng dǎ yìn jī
speaker/ˈspiːkə/ 扬声器 yáng shēng qì
Primary storage/ˈpraɪməri ˈstɔːrɪdʒ/ 主存储器 zhǔ cún chǔ qì
random access memory/ˈrændəm ˈækses ˈmeməri/ 随机存取存储器 suí jī cún qǔ cún chǔ qì
read only memory/riːd ˈəʊnli ˈmeməri/ 只读存储器 zhī dú cún chǔ qì
volatile/ˈvɒlətaɪl/ 易失性 yì shī xìng
non-volatile/nɒn ˈvɒlətaɪl/ 非易失性 fēi yì shī xìng
Secondary storage/ˈsekəndəri ˈstɔːrɪdʒ/ 辅助存储器 fǔ zhù cún chǔ qì
magnetic storage/mæɡˈnetɪk ˈstɔːrɪdʒ/ 磁存储 cí cún chǔ
optical storage/ˈɒptɪkl ˈstɔːrɪdʒ/ 光存储 guāng cún chǔ
solid state storage/ˈsɒlɪd steɪt ˈstɔːrɪdʒ/ 固态存储 gù tài cún chǔ
flash memory/flæʃ ˈmeməri/ 闪存 shǎn cún
3.3

Almacenamiento primario: RAM y ROM

Syllabus
Los candidatos deben ser capaces de: Notas y orientación
1 Comprender el significado de almacenamiento primario • El almacenamiento primario es accedido directamente por la CPU
• Incluye el rol de:
– memoria de acceso aleatorio (RAM)
– memoria de solo lectura (ROM)
• Incluye por qué una computadora necesita tanto RAM como ROM, y las diferencias entre ellas
2 Comprender el significado de almacenamiento secundario • El almacenamiento secundario no es accedido directamente por la CPU y es necesario para el almacenamiento más permanente de los datos
3 Describir el funcionamiento del almacenamiento magnético, óptico y de estado sólido (memoria flash), y dar ejemplos de cada uno • El almacenamiento magnético utiliza platos que están divididos en pistas y sectores. Los datos se leen y escriben utilizando electroimanes. Incluye disco duro (HDD)
• El almacenamiento óptico utiliza láseres para crear y leer surcos y llanuras. Incluye: CD, DVD y Blu-ray
• El almacenamiento de estado sólido (memoria flash) utiliza tecnología NAND o NOR. Se utilizan transistores como compuertas de control y compuertas flotantes. Incluye: unidad de estado sólido (SSD), tarjeta SD y memoria USB
4 Describir qué se entiende por memoria virtual, cómo se crea y utiliza, y por qué es necesaria • Las páginas de datos se transfieren entre la RAM y la memoria virtual según sea necesario
5 Comprender el significado de almacenamiento en la nube • El almacenamiento en la nube puede accederse de forma remota en comparación con el almacenamiento local de datos
6 Explicar las ventajas y desventajas de almacenar datos en la nube en comparación con su almacenamiento local • Se necesitan servidores físicos y almacenamiento para guardar datos en el almacenamiento en la nube

Fuente: Plan de estudios Cambridge International

El almacenamiento primario 主存储器 es la memoria que la CPU puede usar directamente. Hay dos tipos.

RAM: volátil, puede cambiar, guarda programas en ejecución. ROM: no volátil, no puede cambiar, guarda las instrucciones de arranque
La RAM es volátil y guarda programas en ejecución; la ROM es no volátil y de solo lectura
RAM ROM
Nombre completo memoria de acceso aleatorio 随机存取存储器 memoria de solo lectura 只读存储器
Lectura/escritura lectura y escritura solo lectura
¿Guarda los datos sin energía? no — es volátil 易失性 sí — es no volátil 非易失性
Guarda programas y datos en uso ahora instrucciones de arranque (cómo iniciar el ordenador)

Ambos son necesarios: la ROM le dice al ordenador cómo arrancar, y luego la RAM guarda los programas que ejecutas.

Una barra larga y delgada de placa de circuito verde que porta filas de pequeños chips de memoria negros y un conector de borde dorado
Un módulo de RAM (memoria de acceso aleatorio): guarda los programas y datos en uso ahora
3.3

Almacenamiento secundario

El almacenamiento secundario 辅助存储器 mantiene los datos permanentemente, incluso cuando la energía está apagada. Es no volátil y se usa para almacenamiento a largo plazo. Hay tres tipos.

Tipo Cómo almacena datos Ejemplos
almacenamiento magnético 磁存储 los datos se almacenan como puntos magnetizados en discos giratorios disco duro (HDD), cinta magnética
almacenamiento óptico 光存储 los datos se almacenan como marcas leídas por un láser CD, DVD, Blu-ray
almacenamiento de estado sólido 固态存储 los datos se almacenan en memoria flash 闪存, sin piezas móviles SSD, pendrive USB, tarjeta de memoria
Interior de un disco duro abierto, mostrando el disco plateado redondo (plato) y el brazo de lectura/escritura descansando sobre él
Interior de un disco duro (HDD): el disco brillante gira y el brazo lee los datos magnetizados
Cuatro cartuchos cuadrados de cinta magnética, cada uno sosteniendo un carrete de cinta magnética fina
La cinta magnética almacena datos en una larga tira magnética; es económica para respaldos grandes
Un disco redondo brillante que refleja colores del arcoíris desde su superficie de datos
Un disco óptico como un CD o DVD: un láser lee las marcas en su superficie brillante
Un SSD Samsung de 2.5 pulgadas, una caja metálica gris plana sin piezas móviles visibles
Un SSD (disco de estado sólido) almacena datos en chips de memoria flash y no tiene piezas móviles
Un pequeño pendrive blanco con un asa de cierre roja, etiquetado como 32 GB
Un pendrive USB almacena datos en memoria flash y no tiene piezas móviles
Una pirámide con registros en la cima, luego caché, luego RAM, y almacenamiento secundario en la base, con una flecha que indica de más rápido-pequeño a más lento-grande
El almacenamiento forma una jerarquía: los registros y la caché son los más rápidos pero los más pequeños; el almacenamiento secundario es el más lento pero el más grande
Explorar

Laboratorio de dispositivos y almacenamiento

Clasificar ejemplos computacionales según la función que cumplen en un sistema.

Vocabulario Entrenar
Inglés Chino Pinyin
memory/ˈmeməri/ 内存 nèi cún
optical mouse/ˈɒptɪkl maʊs/ 光电鼠标 guāng diàn shǔ biāo
3.3

Memoria virtual

Cuando la RAM se llena, el ordenador puede usar parte del almacenamiento secundario como RAM extra ficticia. Esto se llama memoria virtual 虚拟内存.

Los datos que no se necesitan en este momento se mueven fuera de la RAM hacia el disco, lo que libera espacio en la RAM para otros programas. Esto permite ejecutar más programas de los que la RAM sola podría contener. Es más lento, porque el almacenamiento secundario es mucho más lento que la RAM.

RAM con dos programas activos y una ranura liberada, con una flecha moviendo un programa inactivo hacia el disco
Cuando la RAM está llena, los datos no utilizados se mueven al disco para liberar RAM — más lento, pero permite que se ejecuten más programas
Vocabulario Entrenar
Inglés Chino Pinyin
virtual memory/ˈvɜːtʃuːəl ˈmeməri/ 虚拟内存 xū nǐ nèi cún
Cloud storage/klaʊd ˈstɔːrɪdʒ/ 云存储 yún cún chǔ
network interface card/ˈnetwɜːk ˈɪntəfeɪs kɑːd/ 网络接口卡 wǎng luò jiē kǒu kǎ
static/ˈstætɪk/ 静态 jìng tài
dynamic/daɪˈnæmɪk/ 动态 dòng tài
3.3

Almacenamiento en la nube

Syllabus
Los candidatos deben ser capaces de: Notas y orientación
1 Comprender el significado de almacenamiento primario • El almacenamiento primario es accedido directamente por la CPU
• Incluye el rol de:
– memoria de acceso aleatorio (RAM)
– memoria de solo lectura (ROM)
• Incluye por qué una computadora necesita tanto RAM como ROM, y las diferencias entre ellas
2 Comprender el significado de almacenamiento secundario • El almacenamiento secundario no es accedido directamente por la CPU y es necesario para el almacenamiento más permanente de los datos
3 Describir el funcionamiento del almacenamiento magnético, óptico y de estado sólido (memoria flash), y dar ejemplos de cada uno • El almacenamiento magnético utiliza platos que están divididos en pistas y sectores. Los datos se leen y escriben utilizando electroimanes. Incluye disco duro (HDD)
• El almacenamiento óptico utiliza láseres para crear y leer surcos y llanuras. Incluye: CD, DVD y Blu-ray
• El almacenamiento de estado sólido (memoria flash) utiliza tecnología NAND o NOR. Se utilizan transistores como compuertas de control y compuertas flotantes. Incluye: unidad de estado sólido (SSD), tarjeta SD y memoria USB
4 Describir qué se entiende por memoria virtual, cómo se crea y utiliza, y por qué es necesaria • Las páginas de datos se transfieren entre la RAM y la memoria virtual según sea necesario
5 Comprender el significado de almacenamiento en la nube • El almacenamiento en la nube puede accederse de forma remota en comparación con el almacenamiento local de datos
6 Explicar las ventajas y desventajas de almacenar datos en la nube en comparación con su almacenamiento local • Se necesitan servidores físicos y almacenamiento para guardar datos en el almacenamiento en la nube

Fuente: Plan de estudios Cambridge International

El almacenamiento en la nube 云存储 guarda tus datos en servidores físicos remotos, accesibles a través de internet, en lugar de en tu propio dispositivo.

  • Ventajas: acceso desde cualquier lugar y cualquier dispositivo; no hay necesidad de comprar ni mantener hardware de almacenamiento local; fácil compartir archivos y realizar copias de seguridad automáticamente.
  • Desventajas: requiere una conexión a internet funcional; coste de suscripción continuo; la seguridad y la privacidad dependen del proveedor; dependes de que ese proveedor permanezca disponible y en operación.
Gabinetes de servidores de centro de datos: el almacenamiento en la nube guarda tus archivos en servidores remotos a los que accedes a través de la red
Gabinetes de servidores de centro de datos: el almacenamiento en la nube guarda tus archivos en servidores remotos a los que accedes a través de la red
3.4

Hardware de red

Syllabus
Los candidatos deben ser capaces de: Notas y orientación
1 Entender que un ordenador necesita una tarjeta de interfaz de red (NIC) para acceder a una red
2 Entender el significado y la función de una dirección de control de acceso al medio (MAC), incluyendo su estructura • A una tarjeta de interfaz de red se le asigna una dirección MAC en el momento de la fabricación • Las direcciones MAC se escriben habitualmente en hexadecimal • Las direcciones MAC se crean utilizando el código del fabricante y el código de serie
3 (a) Entender el significado y la función de una dirección de protocolo de Internet (IP) (b) Entender que existen diferentes tipos de direcciones IP • Una dirección IP es asignada por la red y puede ser estática o dinámica • Incluir las características y diferencias entre IPv4 e IPv6
4 Describir el papel de un router en una red • Un router envía datos a un destino específico en una red • Un router puede asignar direcciones IP • Un router puede conectar una red local a Internet

Fuente: Plan de estudios Cambridge International

Tarjeta de interfaz de red (NIC)

Una tarjeta de interfaz de red 网络接口卡 (NIC) es el hardware que permite a un dispositivo unirse a una red y enviar y recibir datos. Cada NIC tiene una dirección MAC incorporada.

Dirección MAC e IP

  • Una dirección MAC (media access control 介质访问 control address) es un número que identifica un dispositivo físico. Lo establece el fabricante y normalmente no cambia. Se escribe en hexadecimal.
  • Una dirección IP (internet protocol 网际协议 address) es un número que identifica un dispositivo en una red. La asigna la red y puede cambiar.

Por lo tanto, una dirección MAC permanece con el dispositivo, mientras que una dirección IP depende de la red que esté utilizando el dispositivo.

Existen dos versiones de dirección IP. IPv4 es de 32 bits, escrito como cuatro números decimales 0–255 (por ejemplo 192.168.0.1); el más reciente IPv6 es de 128 bits, escrito como ocho grupos de hexadecimales separados por dos puntos, permitiendo una cantidad enorme de direcciones. Una dirección también puede ser estática 静态 (fija, establecida manualmente y que nunca cambia) o dinámica 动态 (asignada por el router/red cada vez que el dispositivo se conecta, por lo que puede cambiar).

Enrutador (Router)

Un enrutador 路由器 conecta diferentes redes entre sí — por ejemplo, tu red doméstica con internet. Lee la dirección IP de cada paquete y lo reenvía hacia la red correcta.

Un router Wi-Fi: el hardware de red reenvía paquetes entre dispositivos y la red más amplia de Internet
Un router Wi-Fi: el hardware de red reenvía paquetes entre dispositivos y la red más amplia de Internet
Explorar

Laboratorio de rutas de red

Seguir los datos de un dispositivo a través del hardware de red y los protocolos.

Vocabulario Entrenar
Inglés Chino Pinyin
router/ˈruːtə/ 路由器 lù yóu qì
fetch-execute cycle/fetʃ ˈeksɪkjuːt ˈsaɪkl/ 取指执行周期 qǔ zhǐ zhí xíng zhōu qī
media access control/ˈmiːdiːə ˈækses kənˈtrəʊl/ 介质访问控制 jiè zhì fǎng wèn kòng zhì
internet protocol/ˈɪntənet ˈprəʊtəkɒl/ 网际协议 wǎng jì xié yì
3.4

Consejos para exámenes

  • Aprende el ciclo de búsqueda-decodificación-ejecución y los registros especiales: el contador de programa guarda la dirección de la siguiente instrucción, el MAR/MDR transportan la dirección/datos, y el acumulador guarda el resultado de la ALU.
  • El rendimiento de la CPU mejora con más núcleos, una caché más grande y una velocidad de reloj mayor.
  • La RAM es volátil (pierde sus datos sin energía) y guarda programas en uso; la ROM es no volátil y de solo lectura (las instrucciones de arranque).
  • Asocia los tipos de almacenamiento secundario: magnético (HDD, cinta), óptico (CD/DVD, leído por láser), estado sólido (SSD, USB, flash — sin piezas móviles).
  • Una dirección MAC identifica el dispositivo físico y no cambia normalmente; una dirección IP es asignada por la red y puede cambiar.

Lecciones interactivas sobre este tema

Trátalo paso a paso, con ejercicios de verificación instantánea.

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