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23 de enero de 2011

8.6 Redundancia.

Redundancia El método general para la tolerancia de fallas es el uso de redundancia. Hay tres tipos posibles de redundancia:
De información: podemos agregar código de Hamming para transmitir los datos y recuperarse del ruido en la línea por ejemplo. También en sistemas
distribuidos, surge la replicación de datos. Esto trae aparejado varios problemas, ya que administrar los datos replicados no es fácil, las soluciones simplistas no funcionan, y hay que pagar un precio por el acceso y disponibilidad de los datos. No vamos a ahondar en este tema, que es complejo y representa un caso de estudio en sí mismo
Del tiempo: aquí se realiza una acción, y de ser necesario, se vuelve a realizar. Es de particular utilidad cuando las fallas son transitorias o intermitentes.
Física: se agrega equipo adicional para permitir que el sistema tolere la pérdida o mal funcionamiento de algunos componentes.
Esto da lugar a dos formas de organizar los equipos redundantes: la activa y el respaldo primario. Para el primer caso, todos los equipos funcionan en paralelo para ocultar la falla de alguno(s) de ellos. Por su parte, el otro esquema utiliza el equipo redundante de respaldo, sólo cuando el equipo principal falla.
La vida real nos da ejemplos concretos de réplica activa para tolerar fallas mediante redundancia física. Los mamíferos tienen dos oídos, dos pulmones, dos riñones, etc.; en aeronáutica aviones con cuatro motores pueden volar con tres; deportes con varios árbitros, por si alguno omite un evento. Sin embargo, este esquema trae aparejada la necesidad de establecer protocolos de votación. Supongamos (para llevarlo al terreno de STR) tres sensores de presión. Si dos o tres de los valores sensados son iguales, el valor usado es esa entrada. Aparecen problemas si los tres valores son distintos. Hay dos enfoques a la hora de construir protocolos de votación: optimistas y pesimistas. También habrá que considerar que pasa si falla el algoritmo encargado de administrar la votación.
La réplica de respaldo también se manifiesta en el mundo real: el gobierno con el vicepresidente; la aviación, con el copiloto; los automóviles, con las ruedas de auxilio. Este esquema aparece como una solución más sencilla pues no hay necesidad de votación, y además se requieren menos equipos redundantes (en el caso más simple, un primario y un respaldo). Pero tiene la desventaja de trabajar mal ante fallas bizantinas puesto que el primario no da señales claras de fallar.
Para cualquiera de los métodos a emplear se deben considerar:
• el grado de replicación a usar 
• el desempeño en el caso promedio y el peor caso, en ausencia de fallas
• el desempeño en el caso promedio y el peor caso, en presencia de fallas.
Soto Lauro. Redundancia. Recuperado de:  http://www.mitecnologico.com/Main/Redundancia


8.5 Entrada/Salida.

Señal de Corriente de Entrada: Considerada como estímulo aplicado a un sistema desde una fuente de energía externa con el propósito de que el sistema produzca una respuesta específica.
Señal de Corriente de Salida: Respuesta obtenida por el sistema que puede o no relacionarse con la respuesta que implicaba la entrada.
Soto Lauro. Entrada y salida. Recuperado de:
 http://www.mitecnologico.com/Main/EntradaSalida

8.4 Efectos y control de la temperatura.

ENTORNO FISICO DEL HARDWARE
Entendemos como entorno físico del hardware el entorno en el que está situado nuestro hardware, dispositivos de red y centros de computación. Es el paso siguiente en el estudio de la seguridad física al estudio del edificio. Supone el estudio de la localización del hardware, el acceso físico que las personas puedan tener a este, todo el cableado que interconecta el hardware o que le provee de energía, el control de la temperatura y demás condiciones climáticas del entorno donde se encuentra el hardware, el estudio del tipo de montaje de este hardware dentro de nuestra infraestructura y los métodos de administración y gestión del hardware y de su entorno.
SUMINISTROS DE ENERGIA PARA EL HARDWARE
Después de haber estudiado el suministro de energía al edificio debemos realizar un estudio del suministro de energía a los centros de computación o en el entorno inmediato donde se encuentra situado nuestro hardware. Es imprescindible el asegurar un suministro estable y continuo de energía eléctrica al hardware, utilizando normalmente sistemas UPS (Sistema de suministro ininterrumpido de energía) que regularán la tensión evitando los picos de voltaje que pueda traer la red y proporcionarán un tiempo de autonomía por medio de baterías en caso de cortes del suministro eléctrico.
Hay que tener en cuenta siempre que no solo es necesario proveer de un suministro estable y continuo de energía a los ordenadores y a los sistemas de almacenamiento, deberemos proporcionar el mismo tratamiento al hardware de red, incluidos concentradores, enrutadores, pasarelas y todos los dispositivos que sean necesarios para el funcionamiento normal de la empresa. Estas medidas pueden incluir también otro tipo de hardware como impresoras láser o fotocopiadoras.
Para evitar puntos de fallo es conveniente el no depender únicamente de un sistema UPS para todo el hardware a proteger, siendo más conveniente la instalación de varios UPS que puedan suministrar energía a parte del sistema en el caso de que uno de los UPS fallara. Se estudiará la autonomía de los UPS y las protecciones que proporcionan al hardware y se recomendará en su caso la instalación de más sistemas UPS o la redundancia de alguno de ellos.
Deberá estudiarse también las protecciones como fusibles, automáticos y diferenciales que tengamos en cada una de las concentraciones de hardware, como centros de computación, racks o armarios con varios sistemas montados.
CONTROL DE LA TEMPERATURA Y LA HUMEDAD DEL ENTORNO.MONITORIZACION.
Se aconseja siempre la instalación de dispositivos de control de la temperatura y de la humedad del entorno. El factor más crítico en los datacenters y en los racks y armarios ignífugos suele ser la temperatura, siendo la humedad un factor secundario sólo a tener en cuenta en climas muy determinados donde la humedad pueda afectar a los equipos.
Para prevenir una excesiva temperatura en los centros de datos y en los racks y armarios lo fundamental es tener una correcta ventilación y en el caso de habitaciones que alberguen una gran cantidad de máquinas la instalación de aparatos de aire acondicionado. A mayor temperatura menor tiempo entre fallos para todos los dispositivos electrónicos, incluidos los ordenadores, los dispositivos de red y cualquier sistema que genere por si mismo calor. Es fundamental que los ordenadores que montemos tengan una ventilación interior suficiente, incluyendo ventiladores para los discos duros y una fuente de alimentación correctamente ventilada. También son convenientes las cajas que incorporan uno o varios ventiladores para refrigerar las máquinas.
En el caso de los racks por su mayor masificación y por ser los dispositivos más pequeños y con una mayor integración de componentes la ventilación se convierte en un punto importante a tener en cuenta. Existen racks y armarios ventilados que permiten tener las máquinas en un punto de funcionamiento óptimo.
Es importante que además de tomar las medidas necesarias para tener la temperatura dentro de unos límites aceptables tengamos un sistema de monitorización de la temperatura. Este sistema puede ser un simple termómetro electrónico en la sala de computación o en los racks y armarios o un sistema de adquisición de datos conectado a un termómetro que pueda mandar datos de la temperatura a un ordenador que nos permita realizar la monitorización. Un ejemplo de un sistema de este tipo son los diversos aparatos que existen para su integración con el software Nagios y que nos permiten mediante plugins de Nagios la monitorización de la temperatura de cualquier sistema, avisándonos cuando supera los límites preestablecidos.
Debe configurarse también correctamente la bios de los ordenadores para que monitoricen correctamente la temperatura interna y avisen si esta supera los límites marcados. Lo mismo para la velocidad de giro de los ventiladores, que redunda al fin y al cabo en la temperatura que el hardware adquirirá.
ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE
Es recomendable que todas las computadoras tengan una atmósfera libre de polvo, dentro de unos límites especificados de temperatura y humedad relativa. Tal control es sólo posible mediante el uso de equipos de climatización, que realicen las funciones básicas de mantenimiento de la temperatura del aire dentro de los límites requeridos, bien mediante la extracción del calor, o bien suministrando o haciendo circular el aire y manteniendo la humedad relativa.
Es aconsejable recomendar que el equipo se utilice y almacene a una temperatura de 21 ± 1°C y una humedad relativa de 50% ± 5%
El aire acondicionado también impide la entrada de polvo mediante presurización de la sala de la computadora con aire fresco para crear un flujo hacia el exterior del aire procedente vía ventanas o cualquier filtración por otro lugar.
FILTRADO DEL AIRE.
Es importante que los filtros se limpien o cambien en los periodos apropiados o llegarán a bloquearse y el alza de presión resultante forzará a las partículas de polvo.
UN SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE COMPRENDE:
1. Una unidad de acondicionamiento que incluye:
Una toma de aire exterior.
Un sistema de humidificación del aire.
Una batería de frío con compresor.
ntamiento. Un
Un ventilador. Una batería de cal esistema de filtrado de aire.
aire.
Un sistema de distribución de l
2. Un sistema de recuperación del aire.
3. Un conjunto de mandos y de control de las
condiciones ambiente de los locales y un
dispositivo de alarma sonora y/o visual.
4. Un equipo registrador que permita el control
continuo de la temperatura y del grado de humedad
del aire (termohigrógrafo)
El enfriamiento del aire está asegurado por los evaporadores de la central, que sirven también de deshumificadores. El frío es producido por compresores frigoríficos herméticos que utilizan fluidos, como el freón, utilizados como agentes frigoríficos.
 En el condensador se produce la transferencia de calor entre el aire y el fluido. Se utilizan varios tipos de condensadores:
• El condensador de agua utiliza agua corriente que se
pierde después, el consumo de agua es de 3 a 5 m³/ hora,
lo que es prácticamente despreciable ante una situación
permanente (de 2, 500 a 4, 500 m³ por año).
• El condensador de aire, aunque de un costo más elevado en
la instalación, tiene la ventaja de ser de funcionamiento
más económico. Se instala en un subsuelo o en un local
adaptado o en el exterior.
• El condensador atmosférico, o torre de enfriamiento, es
del mismo principio de funcionamiento que el condensador
de agua. Su costo de explotación es muy bajo.
La humidificación del aire se obtiene a partir de una admisión de agua finalmente pulverizada en un comportamiento de humidificación. Se utilizan también humificadores por calentamiento eléctrico para producción de vapor.
El calentamiento del aire se realiza mediante agua caliente o por una batería de resistencias eléctricas. Se pueden limitar en el tiempo el funcionamiento de esta batería utilizando el circuito general de calefacción cuando éste atraviesa los locales a climatizar.
El aire vuelto a tomar en el local climatizado y el aire exterior aportado pasan a los circuitos de filtrado, que retienen el 90% de las partículas de dimensión superior a un micrón. Los filtros deben limpiarse periódicamente, con una media de al menos una vez por trimestre.
El automatismo del funcionamiento de la unidad de acondicionamiento del aire está asegurado por termostatos e higrostatos, cuyas medidas tomadas en los locales climatizados controlan y modifican las condiciones de funcionamiento, conectando si ha lugar el o los dispositivos de alarma sonoros y/o visuales. La circulación de los aires en los locales climatizados está asegurada por un ventilador, lo que tiene por objeto el situar estos locales en ligera sobrepresión. El mismo circuito de ventilación asegura al mismo tiempo la toma de aire por depresión del volumen necesario para la recuperación.
El aire acondicionado puede hacerse circular:
• Por el falso piso, con recuperación por el falso techo.
• Por el falso techo, con recuperación por el falso piso o por los rodapiés.
• Por una combinación de las dos formas precedentes. Las potencias frigoríficas de las unidades de acondicionamiento del aire varían de 5 000 a 60 000 frigorías. Esas potencias cubren ampliamente las necesidades de climatización de los sistemas informáticos corrientemente utilizados. Los grandes sistemas precisan unidades especiales o la puesta en paralelo de varias unidades de acondicionamiento que aseguren la climatización ante cualquier fallo, en alguna de las unidades.
Soto Lauro. Control de temperatura. http://www.mitecnologico.com/Main/EfectosYControlDeLaTemperatura

8.3 Memoria.

La memoria de acceso aleatorio, o memoria de acceso directo (en inglés: Random Access Memory, cuyo acrónimo es RAM), o más conocida como memoria RAM, se compone de uno o más chips y se utiliza como memoria de trabajo para programas y datos.Es un tipo de memoria temporal que pierde sus datos cuando se queda sin energía (por ejemplo, al apagar la computadora), por lo cual es una memoria volátil.
La denominación surgió antiguamente para diferenciarlas de las memorias de acceso secuencial. Debido a que en los comienzos de la computación las memorias principales (o primarias) de las computadoras eran siempre de tipo RAM y las memorias secundarias (o masivas) eran de acceso secuencial (cintas o tarjetas perforadas), es frecuente que se hable de memoria RAM para hacer referencia a la memoria principal de una computadora, pero actualmente la denominación no es demasiado acertada.
Se trata de una memoria de semiconductor en la que se puede tanto leer como escribir información. Se utiliza normalmente como memoria temporal para almacenar resultados intermedios y datos similares no permanentes. Se dicen “de acceso aleatorio” o “de acceso directo” porque los diferentes accesos son independientes entre sí (no obstante, el resto de memorias ROM, ROM borrables y Flash, también son de acceso aleatorio). Por ejemplo, si un disco rígido debe hacer dos accesos consecutivos a sectores alejados físicamente entre sí, se pierde un tiempo en mover la cabeza lecto-grabadora hasta la pista deseada (o esperar que el sector pase por debajo, si ambos están en la misma pista), tiempo que no se pierde en la RAM. Sin embargo, las memorias que se encuentran en la computadora, son volátiles, es decir, pierde su contenido al desconectar la energía eléctrica ; pero hay memorias (como la memoria RAM flash), que no lo son porque almacenan datos.
Soto Lauro. Memoria. Recuperado de:  
http://www.mitecnologico.com/Main/Memorias



8.2 Procesadores.

El Procesador
Están formados por componentes extremadamente pequeños formados en una única pieza plana de poco espesor. Su componente principal son los semiconductores, principalmente silicio y germanio. Pueden llegar a tener varias decenas de millones transistores, además

de otros componentes electrónicos como diodos, resistencias, condensadores… ¡todo ello en varios milímetros cuadrados!

En un microprocesador se pueden distinguir varias secciones diferentes. La unidad aritmético-lógica, llamada “ALU” en inglés, es la responsable del cálculo con números y la de tomar las decisiones lógicas (dentro de ella destaca la FPU “Floating Point Unit” que se encarga solamente de las operaciones matemáticas). Desde hace unos años, se están incluyendo nuevas instrucciones para que los programas multimedia y de internet se ejecuten de una manera más rápida, estas son las MMX, SSE o SSE 2 de Intel o las 3Dnow! de AMD. Algunos programas no se pueden ejecutar si nuestro procesador no las tiene, otros solo las utilizan si están disponibles.
La unidad de control decodifica los programas, los buses transportan la información digital. En los procesadores actuales, la velocidad del bus puede ir de 100 Mhz a 133 Mhz, aunque tanto Intel como AMD utilizan sistemas para multiplicarlo, así el bus del Pentium 4 equivale a uno de 400 Mhz, pero realmente es 100 x 4. Otro factor importante es la memoria caché, donde se almacenan datos e instrucciones, dentro del procesador. Esto afecta en la velocidad de proceso, ya que cuanta más información almacene menos tiempo se perderá en las esperas mientras la recibe.
Mediante un cristal que oscila con el paso de la corriente eléctrica, se proporciona una señal de sincronización que coordina todas las actividades del microprocesador. Estos son los famosos Mhz de nuestro ordenador. Cuantos más Mhz más ciclos por unidad de tiempo hará el procesador, pero esto no significa que sea más potente, porque intervienen otros factores como la cantidad de operaciones que se hacen por ciclo.
Causas por las que un Procesador Falla
1.- Si un procesador falla, los restantes continúan operando, lo cual no es automático y requiere de un diseño cuidadoso.
2.- Un procesador que falla habrá de informarlo a los demás de alguna manera, para que se hagan cargo de su trabajo.
3.- Los procesadores en funcionamiento deben poder detectar el fallo de un procesador determinado.
4.- El Sistema Operativo debe percibir que ha fallado un procesador determinado y ya no podrá asignarlo y también debe ajustar sus estrategias de asignación de recursos para evitar la sobrecarga del sistema que está degradado.
Esta tabla resume las especificaciones de los procesadores de la compañia intel.

Fernandez Quezada Marcos. 2Procesadores. Recuperado de: http://www.mitecnologico.com/Main/Procesadores

8.1 Fuentes de poder.

Diferencias entre tipos de fuentes de alimentación, instalación paso a paso de fuentes ATX y consejos para su correcto funcionamiento.
En este tutorial, intentaremos explicaros lo que es una Fuente de Alimentación, para que sirve cada cable que sale de ella, tipos y características, y finalmente como instalar una fuente ATX
La Fuente de Alimentación, es un montaje eléctrico/electrónico capaz de transformar la corriente de la red electrica en una corriente que el pc pueda soportar.
Esto se consigue a través de unos procesos electrónicos los cuales explicaremos brevemente.
1. Transformación.
Este paso es en el que se consigue reducir la

tensión de entrada a la fuente (220v o 125v) que son los que nos otorga la red eléctrica.

Esta parte del proceso de transformación, como bien indica su nombre, se realiza con un transformador en bobina.
La salida de este proceso generará de 5 a 12 voltios.
2. Rectificación.
La corriente que nos ofrece la compañía eléctrica es alterna, esto quiere decir, que sufre variaciones en su linea de tiempo, con variaciones, nos referimos a variaciones de voltajes, por tanto, la tensión es variable, no siempre es la misma.
Eso lógicamente, no nos podría servir para alimentar a los componentes de un PC, ya que imaginemos que si le estamos dando 12 voltios con corriente alterna a un disco duro, lógicamente no funcionará ya que al ser variable, no estariamos ofreciendole los 12 voltios constantes.
Lo que se intenta con esta fase, es pasar de corriente alterna a corriente continua, a través de un componente que se llama puente rectificador o de Graetz.
Con esto se logra que el voltaje no baje de 0 voltios, y siempre se mantenga por encima de esta cifra.
3. Filtrado
Ahora ya, disponemos de corriente continua, que es lo que nos interesaba, no obstante, aun no nos sirve de nada, porque no es constante, y no nos serviría para alimentar a ningun circuito
Lo que se hace en esta fase de filtrado, es aplanar al máximo la señal, para que no hayan oscilaciones, se consigue con uno o varios condensadores, que retienen la corriente y la dejan pasar lentamente para suavizar la señal, así se logra el efecto deseado.
4. Estabilización
Ya tenemos una señal continua bastante decente, casi del todo plana, ahora solo nos falta estabilizarla por completo, para que cuando aumenta o descienda la señal de entrada a la fuente, no afecte a la salida de la misma.
Esto se consigue con un regulador.
Tipos de Fuentes
Después de comentar estas fases de la fuente de alimentación, procederemos a diferenciar los dos tipos que existen actualmente.
Las dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser: AT o ATX
Las fuentes de alimentación AT, fueron usadas hasta que apareció el Pentium MMX, es en ese momento cuando ya se empezarían a utilizar fuentes de alimentación ATX.
Las características de las fuentes AT, son que sus conectores a placa base varían de los utilizados en las fuentes ATX, y por otra parte, quizás bastante más peligroso, es que la fuente se activa a través de un interruptor, y en ese interruptor hay un voltaje de 220v, con el riesgo que supondría manipular el PC.
También destacar que comparadas tecnológicamente con las fuentes ATX, las AT son un tanto rudimentarias electrónicamente hablando.
En ATX, es un poco distinto, ya que se moderniza el circuito de la fuente, y siempre está activa, aunque el ordenador no esté funcionando, la fuente siempre está alimentada con una tensión pequeña para mantenerla en espera.
Una de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor que enciende/apaga la fuente, si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base, y esta se encarga de encender la fuente, esto conlleva pues el poder realizar conexiones/desconexiones por software.
Existe una tabla, para clasificar las fuentes según su potencia y caja.
Sobremesa AT => 150–200 W Semitorre => 200–300 W Torre => 230–250 W Slim => 75–100 W Sobremesa ATX => 200–250 W
No obstante, comentar, que estos datos son muy variables, y unicamente son orientativos, ya que varía segun el numero de dispositivos conectados al PC.
Conexión de Dispositivos
En Fuentes AT, se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placa base, con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos, la solución a ello es basarse en un truco muy sencillo, hay que dejar en el centro los cables negros que los dos conectores tienen, asi no hay forma posible de equivocarse.
En cambio, en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base, todo de una pieza, y solo hay una manera de encajarlo, así que por eso no hay problema
Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos:
El más grande, sirve para conectar dispositivos como discos duros, lectores de cd-rom, grabadoras, dispositivos SCSI, etc…
Mientras que el otro, visiblemente más pequeño, sirve para alimentar por ejemplo disqueteras o algunos dispositivos ZIP.
Instalación de una fuente ATX
Para instalar una fuente de alimentación ATX, necesitaremos un destornillador de punta de estrella.
Empezaremos por ubicar la fuente en su sitio, asegurando que los agujeros de los tornillos, coinciden exactamente con los de la caja.
Una vez hecho esto, procederemos a atornillar la fuente.
Acto seguido, conectaremos la alimentación a la placa base con el conector anteriormente comentado, y realizaremos la misma tarea con el resto de los dispositivos instalados.
Un punto a comentar, es que solo hay una manera posible para realizar el conexionado de alimentación a los dispositivos, sobretodo, NUNCA debemos forzar un dispositivo.
Tras realizar todas las conexiones, las revisaremos, y procederemos a encender el equipo.
Consejos
Cuidado con tocar el interruptor selector de voltaje que algunas fuentes llevan, este interruptor sirve para indicarle a la fuente si nuestra casa tiene corriente de 220v o 125v si elegimos la que no es tendremos problemas.
Es conveniente, revisar de tanto en tanto, el estado del ventilador de la fuente, hay que pensar, que si no tenemos instalado en la parte posterior del equipo un ventilador adicional, es nuestra única salida de aire.
Un ventilador de fuente defectuoso puede significar el final de tu equipo, elevando la temperatura del sistema por encima de la habitual y produciendo un fallo general del sistema.
También cabe destacar, en como elegir la fuente, si tenemos pensado de conectar muchos dispositivos, como por ejemplo, dispositivos USB, discos duros, dispositivos internos, etc…
En el caso de que la fuente no pueda otorgar la suficiente tensión para alimentar a todos los dispositivos, se podrían dar fallos en algunos de los mismos, pero pensar que si estamos pidiendo más de lo que nos otorga la fuente, podemos acabar con una placa base quemada, una fuente de alimentación quemada, un microprocesador quemado, y un equipo flamante en la basura.
Soto Lauro. Fuentes de poder. Recuperado de: http://www.mitecnologico.com/Main/FuentesDePoder

7.5 Arreglo de discos.

Niveles de RAID
La elección de los diferentes niveles de RAID va a depender de las necesidades del usuario en lo que respecta a factores como seguridad, velocidad, capacidad, coste, etc. Cada nivel de RAID ofrece una combinación específica de tolerancia a fallos (redundancia), rendimiento y coste, diseñadas para satisfacer las diferentes necesidades de almacenamiento. La mayoría de los niveles RAID pueden satisfacer de manera efectiva sólo uno o dos de estos criterios. No hay un nivel de RAID mejor que otro; cada uno es apropiado para determinadas aplicaciones y entornos informáticos. De hecho, resulta frecuente el uso de varios niveles RAID para distintas aplicaciones del mismo servidor. Oficialmente existen siete niveles diferentes de RAID (0–6), definidos y aprobados por el el RAID Advisory Board (RAB). Luego existen las posibles combinaciones de estos niveles (10, 50, …). Los niveles RAID 0, 1, 0+1 y 5 son los más populares.
RAID 0: Disk Striping “La más alta transferencia, pero sin tolerancia a fallos”.
También conocido como “separación ó fraccionamiento/ Striping”. Los datos se desglosan en pequeños segmentos y se distribuyen entre varias unidades. Este nivel de “array” o matriz no ofrece tolerancia al fallo. Al no existir redundancia, RAID 0 no ofrece ninguna protección de los datos. El fallo de cualquier disco de la matriz tendría como resultado la pérdida de los datos y sería necesario restaurarlos desde una copia de seguridad. Por lo tanto, RAID 0 no se ajusta realmente al acrónimo RAID. Consiste en una serie de unidades de disco conectadas en paralelo que permiten una transferencia simultánea de datos a todos ellos, con lo que se obtiene una gran velocidad en las operaciones de lectura y escritura. La velocidad de transferencia de datos aumenta en relación al número de discos que forman el conjunto. Esto representa una gran ventaja en operaciones secuenciales con ficheros de gran tamaño. Por lo tanto, este array es aconsejable en aplicaciones de tratamiento de imágenes, audio, video o CAD/CAM, es decir, es una buena solución para cualquier aplicación que necesite un almacenamiento a gran velocidad pero que no requiera tolerancia a fallos. Se necesita un mínimo de dos unidades de disco para implementar una solución RAID 0.
RAID 1: Mirroring “Redundancia. Más rápido que un disco y más seguro”
También llamado “Mirroring” o “Duplicación” (Creación de discos en espejo). Se basa en la utilización de discos adicionales sobre los que se realiza una copia en todo momento de los datos que se están modificando. RAID 1 ofrece una excelente disponibilidad de los datos mediante la redundancia total de los mismos. Para ello, se duplican todos los datos de una unidad o matriz en otra. De esta manera se asegura la integridad de los datos y la tolerancia al fallo, pues en caso de avería, la controladora sigue trabajando con los discos no dañados sin detener el sistema. Los datos se pueden leer desde la unidad o matriz duplicada sin que se produzcan interrupciones. RAID 1 es una alternativa costosa para los grandes sistemas, ya que las unidades se deben añadir en pares para aumentar la capacidad de almacenamiento. Sin embargo, RAID 1 es una buena solución para las aplicaciones que requieren redundancia cuando hay sólo dos unidades disponibles. Los servidores de archivos pequeños son un buen ejemplo. Se necesita un mínimo de dos unidades para implementar una solución RAID 1.
RAID 0+1/ RAID 0/1 ó RAID 10: “Ambos mundos”
Combinación de los arrays anteriores que proporciona velocidad y tolerancia al fallo simultáneamente. El nivel de RAID 0+1 fracciona los datos para mejorar el rendimiento, pero también utiliza un conjunto de discos duplicados para conseguir redundancia de datos. Al ser una variedad de RAID híbrida, RAID 0+1 combina las ventajas de rendimiento de RAID 0 con la redundancia que aporta RAID 1. Sin embargo, la principal desventaja es que requiere un mínimo de cuatro unidades y sólo dos de ellas se utilizan para el almacenamiento de datos. Las unidades se deben añadir en pares cuando se aumenta la capacidad, lo que multiplica por dos los costes de almacenamiento. El RAID 0+1 tiene un rendimiento similar al RAID 0 y puede tolerar el fallo de varias unidades de disco. Una configuración RAID 0+1 utiliza un número par de discos (4, 6, 8) creando dos bloques. Cada bloque es una copia exacta del otro, de ahí RAID 1, y dentro de cada bloque la escritura de datos se realiza en modo de bloques alternos, el sistema RAID 0. RAID 0+1 es una excelente solución para cualquier uso que requiera gran rendimiento y tolerancia a fallos, pero no una gran capacidad. Se utiliza normalmente en entornos como servidores de aplicaciones, que permiten a los usuarios acceder a una aplicación en el servidor y almacenar datos en sus discos duros locales, o como los servidores web, que permiten a los usuarios entrar en el sistema para localizar y consultar información. Este nivel de RAID es el más rápido, el más seguro, pero por contra el más costoso de implementar.
RAID 2: “Acceso paralelo con discos especializados. Redundancia a través del código Hamming” El RAID nivel 2 adapta la técnica comúnmente usada para detectar y corregir errores en memorias de estado sólido. En un RAID de nivel 2, el código ECC (Error Correction Code) se intercala a través de varios discos a nivel de bit. El método empleado es el Hamming. Puesto que el código Hamming se usa tanto para detección como para corrección de errores (Error Detection and Correction), RAID 2 no hace uso completo de las amplias capacidades de detección de errores contenidas en los discos. Las propiedades del código Hamming también restringen las configuraciones posibles de matrices para RAID 2, particularmente el cálculo de paridad de los discos. Por lo tanto, RAID 2 no ha sido apenas implementado en productos comerciales, lo que también es debido a que requiere características especiales en los discos y no usa discos estándares. Debido a que es esencialmente una tecnología de acceso paralelo, RAID 2 está más indicado para aplicaciones que requieran una alta tasa de transferencia y menos conveniente para aquellas otras que requieran una alta tasa de demanda I/O.
RAID 3: “Acceso síncrono con un disco dedicado a paridad”
Dedica un único disco al almacenamiento de información de paridad. La información de ECC (Error Checking and Correction) se usa para detectar errores. La recuperación de datos se consigue calculando el O exclusivo (XOR) de la información registrada en los otros discos. La operación I/O accede a todos los discos al mismo tiempo, por lo cual el RAID 3 es mejor para sistemas de un sólo usuario con aplicaciones que contengan grandes registros.
RAID 3 ofrece altas tasas de transferencia, alta fiabilidad y alta disponibilidad, a un coste intrínsicamente inferior que un Mirroring (RAID 1). Sin embargo, su rendimiento de transacción es pobre porque todos los discos del conjunto operan al unísono. Se necesita un mínimo de tres unidades para implementar una solución RAID 3.
RAID 4: “Acceso Independiente con un disco dedicado a paridad.”
Basa su tolerancia al fallo en la utilización de un disco dedicado a guardar la información de paridad calculada a partir de los datos guardados en los otros discos. En caso de avería de cualquiera de las unidades de disco, la información se puede reconstruir en tiempo real mediante la realización de una operación lógica de O exclusivo. Debido a su organización interna, este RAID es especialmente indicado para el almacenamiento de ficheros de gran tamaño, lo cual lo hace ideal para aplicaciones gráficas donde se requiera, además, fiabilidad de los datos. Se necesita un mínimo de tres unidades para implementar una solución RAID 4. La ventaja con el RAID 3 está en que se puede acceder a los discos de forma individual.
RAID 5: “Acceso independiente con paridad distribuida.”
Este array ofrece tolerancia al fallo, pero además, optimiza la capacidad del sistema permitiendo una utilización de hasta el 80% de la capacidad del conjunto de discos. Esto lo consigue mediante el cálculo de información de paridad y su almacenamiento alternativo por bloques en todos los discos del conjunto. La información del usuario se graba por bloques y de forma alternativa en todos ellos. De esta manera, si cualquiera de las unidades de disco falla, se puede recuperar la información en tiempo real, sobre la marcha, mediante una simple operación de lógica de O exclusivo, sin que el servidor deje de funcionar.
Así pues, para evitar el problema de cuello de botella que plantea el RAID 4 con el disco de comprobación, el RAID 5 no asigna un disco específico a esta misión sino que asigna un bloque alternativo de cada disco a esta misión de escritura. Al distribuir la función de comprobación entre todos los discos, se disminuye el cuello de botella y con una cantidad suficiente de discos puede llegar a eliminarse completamente, proporcionando una velocidad equivalente a un RAID 0.
RAID 5 es el nivel de RAID más eficaz y el de uso preferente para las aplicaciones de servidor básicas para la empresa. Comparado con otros niveles RAID con tolerancia a fallos, RAID 5 ofrece la mejor relación rendimiento-coste en un entorno con varias unidades. Gracias a la combinación del fraccionamiento de datos y la paridad como método para recuperar los datos en caso de fallo, constituye una solución ideal para los entornos de servidores en los que gran parte del E/S es aleatoria, la protección y disponibilidad de los datos es fundamental y el coste es un factor importante. Este nivel de array es especialmente indicado para trabajar con sistemas operativos multiusuarios.
Se necesita un mínimo de tres unidades para implementar una solución RAID 5.
Los niveles 4 y 5 de RAID pueden utilizarse si se disponen de tres o más unidades de disco en la configuración, aunque su resultado óptimo de capacidad se obtiene con siete o más unidades. RAID 5 es la solución más económica por megabyte, que ofrece la mejor relación de precio, rendimiento y disponibilidad para la mayoría de los servidores.
RAID 6: “Acceso independiente con doble paridad”
Similar al RAID 5, pero incluye un segundo esquema de paridad distribuido por los distintos discos y por tanto ofrece tolerancia extremadamente alta a los fallos y a las caídas de disco, ofreciendo dos niveles de redundancia. Hay pocos ejemplos comerciales en la actualidad, ya que su coste de implementación es mayor al de otros niveles RAID, ya que las controladoras requeridas que soporten esta doble paridad son más complejas y caras que las de otros niveles RAID. Así pues, comercialmente no se implementa.

Soto Lauro. Arreglo de discos.. Recuperado de: http://www.mitecnologico.com/Main/ArregloDeDiscos

7.4 Comunicación de datos.

Comunicación de datos, intercambio de información entre computadoras. La comunicación entre ordenadores consiste en enviarse bytes de uno a otro.
Los bytes viajan dentro del ordenador en paralelo (cada bit por un cable: tantos cables como bits tenga el byte)

formando una especie de “autopista” denominada “bus de datos”. Sin embargo, para ir de un ordenador a otro suelen ir en serie, es decir, un bit detrás de otro.



Es el proceso de comunicar información en forma binaria entre dos o más puntos. Requiere cuatro elementos básicos que son:
Emisor: Dispositivo que transmite los datos.
Mensaje: lo forman los datos a ser transmitidos.
Medio: consiste en el recorrido de los datos desde el origen hasta su destino.
Receptor: dispositivo de destino de los datos.
BIT: es la unidad más pequeña de información y la unidad base en comunicaciones.
BYTE: conjunto de bits continuos mínimos que hacen posible, un direccionamiento de información en un sistema computarizado. Está formado por 8 bits.
Paquete : fracciones de un mensaje de tamaño predefinido, donde cada fracción o paquete contiene información de procedencia y de destino, así como información requerida para el reensamblado del mensaje.
Interfaces: conexión que permite la comunicación entre dos o más dispositivos.
Códigos: acuerdo previo sobre un conjunto de significados que definen una serie de símbolos y caracteres. Toda combinación de bits representa un carácter dentro de la tabla de códigos.
Paridad: técnica que consiste en la adición de un bit a un carácter o a un bloque de caracteres para forzar al conjunto de unos (1) a ser par o impar. Se utiliza para el chequeo de errores en la validación de los datos. El bit de paridad será cero (0=SPACE) o uno (1=MARK).
Modulación: proceso de manipular de manera controlada las propiedades de una señal portadora para que contenga la información que se va a transmitir.
Soto Lauro. 2.1 Comunicación de Datos. Recuperado de: http://www.mitecnologico.com/Main/Firmware





7.3 Equipo periférico.

Conjunto de dispositivos hardware de una computadora que potencia la capacidad de éste y permite la entrada y/o salida de datos. El término suele aplicarse a los dispositivos que no forman parte indispensable de una computadora y que son, en cierta forma, opcionales.
Un periférico es una pieza de hardware que se añade a un computador central, es decir, cualquier equipo, salvo el ordenador, con el fin de ampliar sus capacidades. Más concretamente, el término se utiliza para describir los dispositivos que son de carácter facultativo, en lugar de hardware que sea exigido o requerido, en principio, siempre.
El término también tiende a ser aplicado a los dispositivos que están conectados al exterior, generalmente a través de algún tipo de ordenador autobús como USB.

Lista de los periféricos comunes 
Almacenamiento                                                         
Extraíble (Escribe / lee multimedia portátiles)             
  CD 
  CD-ROM 
  CD-RW 
  CD-R 
  DVD 
  DVD-ROM 
  DVD-RW 
  DVD-R 
  HD DVD 
  HD DVD-ROM 
  HD DVD-R 
  HD DVD-RW 
  HD DVD-RAM 
  HD DVD / DVD-RW Combo 
  Blu-ray Disc 
  BD-ROM 
  BD-RW                                        
  BD-R 
  BD / DVD-RW Combo                              
  Llavero USB 
  Unidad de cinta 
  Disquete 
  Tarjetas perforadas 
No extraíble 
  Unidad de disco 
  Matriz de disco de controlador 
Dispositivo de entrada 
  Manual 
  Teclado 
  Señalando dispositivos 
  Mouse 
  Trackball 
  Joystick 
  Pantalla táctil 
  Juegos 
  Cable de alimentación / transformador   
  Micrófono 
  Interfaz cerebro-ordenador 
  Imagen escáner 
  Terminal de computadora                                                          
  Webcam 
  Digitalización comprimido 
  Lector de códigos de barras 
Dispositivo de salida 
  Impresión 
  Plotter 
  Impresora 
  Braille embosser 
  Sonido 
  Computer síntesis de voz 
  Tarjeta de sonido 
  Intervienen 
  Visuales 
  Cámara digital 
  Tarjetas gráficas 
  Monitor 
  Refrescables display braille 
  Redes informáticas 
  Modem 
  Tarjeta de red 
  Expansión 
  Estación de acoplamiento 
  Excepto la memoria y el procesador

La computadora necesita de entradas para poder generar salidas y éstas se dan a través de tres tipos de dispositivos periféricos existentes:
-Dispositivos periféricos de entrada.
-Dispositivos periféricos de salida.
-Dispositivos perifericos de entrada-salida.
DISPOSITIVOS DE ENTRADA Son aquellos que sirven para introducir datos a la computadora para su proceso.
Teclado: Una serie de teclas agrupadas.Se utiliza para introducir comandos, textos y números
Micrófono: Transmite el sonido que capta al ordenador.
Escáner: Es un aparato digitalizador de imagen (fotografía, dibujo o texto) y la convierte a un formato que podamos almacenar y modificar con el ordenador.
Mouse: Permite a través de un pulsor dar ordenes al computador.
Webcam: Es una cámara que esta conectada a la red o INTERNET, que capta un imagen cada determinado tiempo.
Lápiz Óptico: Dispositivo señalador que permite sostener sobre la pantalla (fotosensible) un lápiz que está conectado al ordenador con un mecanismo de resorte en la punta o en un botón lateral, mediante el cual se puede seleccionar información visualizada en la pantalla
Joystick: Palanca que se mueve apoyada en una base. Se trata, como el ratón, de un manejador de cursor.
DISPOSITIVOS DE SALIDA
Reciben información procesada por el cpu. Son los que permiten representar los resultados (salida) del proceso de datos.
El monitor: Es el dispositivo en el que se muestran las imágenes generadas por el adaptador de vídeo del ordenador o computadora
Impresora: Es el periférico que el ordenador utiliza para presentar información impresa en papel
Plóters: Un plóter es un dispositivo que conectado a una computadora puede dibujar sobre papel cualquier tipo de gráfico mediante el trazado de líneas gracias a las plumillas retraibles de las que dispone.
Bocina: Es la encargada de convertir la información digital procesada por nuestro equipo en datos analógicos o sonidos, para que sean reproducidos por unos altavoces conectados a la propia tarjeta de sonido
Altavoces: Dispositivos por los cuales se emiten sonidos procedentes de la tarjeta de sonido.
Auriculares: Son dispositivos colocados en el oído para poder escuchar lo que la tarjeta de sonido envía. Presentan la ventaja de que no pueden ser escuchados por otra persona, solo la que los utiliza.
Fax: Dispositivo mediante el cual se imprime una copia de otro impreso, transmitida vía teléfono, o bien desde el propio fax.
DISPOSITIVOS DE ENTRADA-SALIDA
Son aquellos que permiten la comunicación entre la computadora y el usuario
Pantalla táctil: Modificada para reconocer la situación de una presión en la superficie logrando hacer una selección o mover el cursor.
Pantallas táctil infrarrojas: Se usa a menudo en entornos sucios, donde la sociedad podría interferir con el modo de operación de otros tipos de pantallas táctiles.

Soto Lauro. Equipo Periferico. Recuperado de: http://www.mitecnologico.com/Main/EquipoPeriferico

7.2 Interfaces de E/S.

Soto Lauro. Interfaces de E/S. Recuperado de:  http://www.mitecnologico.com/Main/InterfacesDeES

7.1 Definición de interfaz.

Una interfaz define el limite de comunicación entre 2 elementos, tales como software, hardware o un usuario. Generalmente se refiere a una abstracción que un elemento provee de si mismo al exterior. Esto separa los métodos de comunicación externa de los de operación interna, y le permite ser internamente modificada sin afectar la manera en que los elementos externos interactúan con el, también provee abstracciones múltiples de
si mismo. También puede proveer medios de traducción entre elementos que no hablan el mismo lenguaje, tales como un humano y una computadora. La interfaz entre un humano y una computadora se llama interfaz de usuario. Las interfaces entre hardware son interfaces físicas. La interfaz de software existe entre componentes de software separados y provee un mecanismo programable por el cual estos componentes se pueden comunicar.


Soto Lauro. 2.1 Definición de intedaz. Recuperado de: 



6.4 Comunicación del procesador con el resto del sistema.

En los microcomputadores, la comunicación entre la CPU y otros dispositivos como memorias y puertos se efectúa a través del bus del sistema. El bus de direcciones de un microcomputador se encuentra estrechamente relacionado con los decodificadores, ya que gracias a ellos es posible seleccionar los dispositivos internos del microcomputador y las posiciones de memoria para efectuar operaciones de lectura y escritura.
Esta no es la única aplicación de los decodificadores en los microcomputadores. Internamante dentro del a CPU también existe un decodificador, llamado el Instruction Decoder (Decodificador de Instrucciones) el cual funciona de forma conjunta con el Instruction Register (Registro de Instrucciones) de la CPU.
El procesador (en realidad una forma abreviada para el microprocesador y también a menudo llamada la CPU o unidad central de procesamiento) es el componente central de la PC. Es el cerebro que se ejecuta el programa en el interior de la PC. Todo el trabajo que usted hace en su computadora se realiza directa o indirectamente por el procesador. Obviamente, es uno de los más importantes componentes de la PC, si no la más importante. También es, científicamente, una de las más maravillosas partes de la PC, es uno de los más asombrosos dispositivos en el mundo de la tecnología.
El procesador juega un papel importante en los siguientes aspectos importantes de su sistema:
Características: El procesador es probablemente el más importante factor determinante del rendimiento del sistema en el PC. Mientras que otros componentes también juegan un papel clave en la determinación de rendimiento, el procesador tiene capacidad de dictar el máximo rendimiento de un sistema. Los otros dispositivos sólo permiten que el procesador alcanze su pleno potencial.
Soporte de Software: Entre más reciente, más rápidos son procesadores y permiten el uso del software más reciente. Además, los nuevos procesadores como el Pentium MMX con la Tecnología, permitirá la utilización de software especializado y no utilizables en las anteriores máquinas.
Confiabilidad y estabilidad: El procesador de calidad es un factor que determina la forma fiable confunsiona el sistema. Si bien la mayoría de los procesadores son muy fiables, otros no. Esto también depende en cierta medida de la edad del procesador y la cantidad de energía que consume.
Consumo de energía: Originalmente los procesadores consumen relativamente poca energía en comparación con otros dispositivos del sistema. Procesadores mas nuevos pueden consumir una gran cantidad de energia. El consumo de energía tiene un impacto en todo, desde el enfriamiento al método de selección general de la fiabilidad del sistema.
Placa madre de Apoyo: El procesador, de decidir el uso de su sistema será un factor importante en la determinación de qué tipo de chipset debe utilizar, y la placa base, por lo tanto, lo que usted compra. La placa madre, a su vez, exige muchos aspectos de sus capacidades del sistema y el rendimiento.
Rendimiento del Procesador
Teniendo en cuenta lo importante que es, el valor de un procesador se mide a través de muy pocos parámetros. Dado que la mayoría de los procesadores trabajan de manera similar y tienen similares características externas (es decir, en términos de cómo un usuario ve) la cuestión más importante es: “¿qué tan rápido corre?” .Esta es la pregunta justa a centrarse, lo que realmente cuenta a la computadora de un usuario, es el nivel de rendimiento del procesador en cuestión.
Dependiendo del tipo de procesador y su velocidad, se obtendrá un mejor o peor rendimiento. La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHZ = millones de ciclos por segundo, este parámetro indica el número de ciclos de instrucciones que el procesador realiza por segundo, pero solo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo, por ejemplo un procesador 586 de 133 MHz no es más rápido que un pentium de 100 MHz. El rendimiento no depende solo del procesador, sino de otros componentes y para que se utiliza.

Solano Zendejas Luis Roberto. Comunicación del procesador con el resto del sistema. Recuperado de: http://www.mitecnologico.com/Main/ComunicacionProcesadorConElRestoDelSistema

6.3 Decodificación de una Instrucción.

La unidad de de codificación Se encarga de decodificar la instrucción que se va a ejecutar. Es decir, saber qué instrucción es. Cuando el microprocesador lee de memoria una instrucción, el código de esa instrucción le llega a esta unidad. Esta unidad se encarga de interpretar ese código para averiguar el tipo de instrucción a realizar. Por ejemplo, instrucciones de suma, multiplicación, almacenamiento de datos en memoria,etc.





Autor desconocido  Decodificación de una Instrucción.. Recuperado de: http://equipo1221voc.blogspot.com/