Posted in Informàtica

Llenguatges

Tot equip informàtic emmagatzemen llenguatges de programació per poder interactuar amb les persones, tractar les dades, comunicar-se amb altres dispositius, etc. Però, què és realment un llenguatge de programació?

Per començar i per tenir una idea, totes les aplicacions (apps) que s’instal·len en un telèfon mòbil i els programes informàtics que hi ha en un ordinador, estan dissenyats amb diferents llenguatge de programació.

Què són els llenguatges de programació?

A nivell d’introducció es partirà de la base de que un llenguatge en si és un sistema estructurat de comunicació, com per exemple el llenguatge humà que permet la comunicació entre persones mitjançant signes, paraules, sons, gestos, etc.

Tenint clar aquesta base, un llenguatge de programació és un sistema estructurat i dissenyat principalment per a que les màquines i ordinadors s’entenguin entre si i amb les persones. Aquests llenguatges contenen un conjunt d’accions consecutives que l’ordinador té que executar.

Aquests llenguatges de programació utilitzen diferents normes o bases i s’utilitzen per controlar com s’ha de comportar una màquina (per exemple un ordinador), i també es poden utilitzar per crear programes informàtics, etc.

El terme “programació” es defineix com un procés mitjançant el que es dissenya, es codifica, s’escriu, es prova i es depura un codi bàsic per als ordinadors.

Aquest codi s’anomena “codi font” que caracteritza cada llenguatge de programació. Cada llenguatge de programació té un “codi font” propi i únic que està dissenyat per a una funció o un propòsit determinat i que serveix per a que una màquina o ordinador es comporti d’una manera desitjada.

Tipus de llenguatges de programació

En l’actualitat hi ha moltíssims llenguatges de programació diferents. Aquí no es farà esment a tots els llenguatges per l’enorme varietat però sí que s’anomenaran els més importants i per a què s’utilitzen.

Un ordinador no entén un llenguatge com el que entenem els humans, sinó que el llenguatge que entén es diu “llenguatge binari” o “codi binari” o “codi màquina” que consisteix en zeros i uns bàsicament; és a dir, una màquina o ordinador només utilitza els números 0 i 1 per codificar qualsevol acció a emprendre.

Vicenç Llobet - Llenguatges de Programació

Els llenguatges de programació es classifiquen en dos tipus:

  • Els llenguatges de programació de baix nivell, que són aquells que s’utilitzen fonamentalment per controlar el hardware de l’ordinador, depenen totalment de la màquina i no es poden utilitzar en altres màquines.

Estan orientats exclusivament per a cada màquina. Aquests llenguatges són els que donen ordres a les màquines perquè executin operacions fonamentals per a que puguin funcionar.

Utilitzen bàsicament zeros, uns i uns abreujats de lletres. Aquests llenguatges també es diuen codi màquina. Són els més complicats, però només els utilitzen pràcticament els creadors de les màquines.

Amb aquest tipus de llenguatges es programen l’assignació i alliberament de memòria, l’ús de punters, el poder  utilitzar pas per valor i per referència, la creació de tipus de dades, etc.

  • Els llenguatges de programació d’alt nivell, que són els llenguatges més semblants al llenguatge humà, no depenen de la màquina i serveixen fonamentalment per crear programes informàtics que solucionen diferents problemes.

La diferència fonamental es pot explicar amb el següent exemple:

En un llenguatge d’alt nivell només es té que posar sqt(x), que seria una funció predeterminada, per calcular el quadrat d’x.

Si fos de baix nivell, es tindria que crear la pròpia funció partint de la base que es sap com funciona el quadrat d’un número: quadrat(x) = x * x

Així doncs per aprendre a programar amb un llenguatge d’alt nivell s’ha de conèixer el seu propi llenguatge que utilitza i els seus comandaments.

Llenguatges de programació més utilitzats

  • Llenguatge de programació “HTML”. Aquest és un llenguatge amb el que es poden crear pàgines web, per exemple. Bàsicament és un conjunt d’etiquetes que serveixen per definit el text i altres elements que es poden veure a les pàgines Web. HTML significa HyperText Markup Language (llenguatge de marques d’hipertext) i és molt fàcil d’aprendre.

  • Llenguatge de programació “CSS”. (Cascading Style Sheets) són full que serveixen per dona estil a les pàgines web com ara el seu color, definir el seu fons, els tipus de lletres, etc.

  • Llenguatge de programació “SQL”. Aquest llenguatge està creat per a realitzar, principalment, consultes a bases de dades. SQL són les inicials d’Structured Query Language (llenguatge estructurat de consultes) i s’utilitza per a les pàgines web i també per a les aplicacions d’ordinadors, per gestionar sobretot dades (introduir dades, actualitzar dades, eliminar dades o seleccionar dades).

  • Llenguatge de programació “Java”. Segurament podria ser el preferit per a més d’un i una ja que és el llenguatge utilitzat per fer programes punters com ara eines, jocs i aplicacions. Aquest llenguatge de programació s’utilitza a milers de milions de dispositius mòbils, aparells de TV i en més de 850 milions d’ordinadors personals en tot el món. Java està instal·lat en una immensitat d’aplicacions i llocs web.

  • Llenguatge de programació “JavaScript”. Segurament també et soni aquest llenguatge. És un llenguatge per crear petits programes encarregats de realitzar accions i donar interactivitat dins d’una web, com per exemple per crear efectes especials, per definit interactivitats amb els usuaris, efectes de text, etc.

Avui en dia és quasi l’únic llenguatge utilitzat en totes les pàgines web per la compatibilitat amb HTML5.

  • Llenguatge de programació “C”. Aquest llenguatge de programació està orientat als Sistemes Operatius i és molt eficaç. Amb ell es poden crear Softwares de sistemes operatius com Windows o Linux i també per fer aplicacions. També serveix per fer experiments informàtics, físics, matemàtics, etc. És també molt utilitzat en robòtica amb el que es programen simuladors, etc.

Del llenguatge “C” se’n desprenen dos que són el “C++” i el “C#”. Si el primer, és a dir, el llenguatge “C” no està orientat a objectes, “C++” i “C#” sí que ho estan. El llenguatge “C++” seria el llenguatge “C” però amb una capa que l’orienta cap a objectes. En canvi el llenguatge “C#” és un llenguatge creat per Microsoft per poder fer la competència a “Java”.

  • Llenguatge de programació “XML”. Aquest llenguatge és similar al llenguatge d’etiquetes de l’HTML, però a diferència d’aquest, el llenguatge XML separa el contingut de la presentació, és a dir, XML es preocupa del significat del text que defineix l’HTML. Dona la dada més el significat d’aquesta, mentre que HTML dona la dada i res més. L’XML és un complement fonamental a l’HTML.
  • Llenguatge de programació “PHP”. El PHP és un llenguatge de programació similar a l’HTML que serveix fonamentalment per fer pàgines web i es pot combinar amb el llenguatge HTML.

El llenguatge PHP es basa en els “scripts” que és un guió d’ordres o instruccions que rep un servidor d’una pàgina web per tal de llegir el seu codi font.

  • Llenguatge de programació “Ruby”. És un llenguatge orientat a la web però que s’ha creat de manera que tingui una sintaxis molt amigable amb el programador, gairebé com de llenguatge natural.
  • Llenguatge de programació “Python”. Poder és un dels que més s’anomena avui en dia ja que és un llenguatge que serveix per a moltes coses. Orientat a objectes i interpretat; és a dir, que no fa falta compilar el codi a diferència d’altres llenguatges com el Java, C/C++. Un altre factor molt important és que aquest llenguatge de programació és de lliure distribució.

Es podria continuar definint múltiples llenguatges de programació, però aquí s’ha relacionat alguns dels, poder, més importants.

Posted in Informàtica

Software

La paraula Software prové de l’anglès i el seu significat vindria a ser “parts toves”, en contraposició a Hardware que són les “parts dures”.

En informàtica què és Software?

El Software són les instruccions per a comunicar-se amb l’ordinador i que fan possible el seu us. En resum, el Software en informàtica són els programes.

Sense el Software, els ordinadors serien inútils. Per exemple, sense el Software de navegació d’Internet (Internet Explorer, Google Chrome, Mozilla Firefox, Opera, etc.) no es podria navegar per Internet i, sense un Sistema Operatiu, que també és un Software, el navegador no podria funcionar. Les aplicacions i les App en els dispositius mòbils també són Software.

També es podria dir que el Software d’un ordinador és la part que no es pot tocar. Pots tocar Microsoft Windows o el Microsoft Word? La veritat és que NO; només pots veure què fa l’ordinador gràcies a les instruccions que aquests tenen programades però mai es podran tocar.

El Software és tot allò que s’instal·la en l’ordinador i que després es mostra i s’utilitza en la pantalla.

No s’ha d’oblidar que l’altra part de la informàtica, el Hardware, és a dir, la part dura (el Software és la part tova), o el que és el mateix el teclat, el monitor, el disc, dur, el ratolí, etc., tot allò que podem tocar.

El conjunt del Software i el Hardware formen el que s’anomena com a Sistema Informàtic i els dos van de la mà. Si no hi ha Hardware no es pot fer res, però si hi ha un fabulós ordinador sense software, tampoc servirà per a res.

El Software es classifica en 3 grups:

  • Software de Sistema
  • Software de Programació
  • Software d’Aplicació

Tipus de Software

Hi ha varis tipus de Software o programes. Aquests programes, en funció del seu preu, hi ha:

  • Software Freeware: És tot aquell programa que es distribueix gratuïtament, amb cap cost addicional. També existeixen autors que l’únic que demanen és que et registris; és a dir, que els diguis que utilitzes el seu programa.
  • Software Shareware: És una altra modalitat de comercialització que encara està més popularitzada. El programa es distribueix amb limitacions, bé com a versió de demostració o avaluació, amb funcions o característiques limitades o amb un ús restringit amb un límit de temps (per exemple 30 dies).
  • Software Adware: Són programes gratuïts en la seva totalitat però que durant la seva execució inclouen publicitat.
  • Software Lliure: Aquests poden ser de pagament o gratuïts però que, una vegada que l’usuari l’adquireix té accés al seu codi font (les instruccions del programa) i el poden modificar i/o ampliar i tornar a redistribuir lliurement. Un exemple d’aquest tipus de codi podria ser el sistema operatiu Linux o el paquet ofimàtic Open Office.
  • Software de Pagament: Són programes que tenen un cost que s’ha de pagar per poder comprar-lo i fer-ne ús.

Software en funció del seu us

  • Software d’Aplicació: Són els programes que realitzen determinades tasques típiques humanes, que anteriorment es feien a mà. En definitiva és aquell que serveix per fer tasques, facilitant així a l’usuari el seu treball.

Com exemple hi ha els processadors de text, com ara el Word, fulls de càlcul, programes de disseny, d’entreteniment, etc.

  • Software de Programació: Són aquells programes que permeten al programador programar; és a dir, desenvolupar altres programes utilitzant diferents llenguatges de programació.
  • Software de Sistema: Són programes que serveixen per a que l’usuari tingui control sobre l’ordinador i donar suport a altres programes. Consistents en Software que serveis per controlar i interactuar amb el sistema operatiu, proporcionant control sobre el hardware de l’ordinador.

El més conegut i important és el Microsoft Windows. S’utilitza, entre altres coses, per a la transferència de dades entre la Memòria RAM i els dispositius d’emmagatzematge (disc rígid, unitat de discs òptics, etc.) Ja és considerat un sistema operatiu en si.

També existeix un tipus de software especial que es diu Firmware. És un programa de Software o un conjunt d’instruccions programades en un dispositiu de hardware. Proporciona les instruccions necessàries sobre com es comunica el dispositiu amb l’altre hardware de l’ordinador.

Posted in Informàtica

Hardware

En aquest apartat s’analitzen tots els elements hardware que pot tenir un sistema informàtic per poder comprendre bé l’arquitectura dels ordinadors.

Per això cal explicar alguns coneixements bàsics, que són imprescindibles, per poder entendre les característiques dels diferents components, com ara els conceptes de velocitat, capacitat d’emmagatzematge, etc.

En un sistema informàtic o ordinador, s’introdueixen dades. L’ordinador, perquè les pugui entendre, tenen que ser traduïdes a un llenguatge elèctric ja que és l’únic que l’ordinador entén. No s’ha d’oblidar que l’ordinador és una màquina elèctrica, actua d’una forma o d’una altra en funció de si hi ha o no hi ha corrent en determinats llocs.

Com ens entenem amb l’ordinador?

El microprocessador de l’ordinador està format per milions d’interruptors que són accionats elèctricament quan els arriba corrent elèctric i estan sense accionar quan no els arriba corrent elèctric. Aquests interruptors estan integrats en un microxip.

Vicenç Llobet - Processador

Els dos estats possibles d’aquests interruptors integrats en el microxip per a nosaltres seran “0” i “1”, que corresponen als estats ‘un interruptor “obert” i “tancat”.

Vicenç Llobet - Estats Interruptor

Cada un d’aquests dígits o estats es denomina Bit: unitat més petita de representació de la informació en un ordinador, que es correspon amb un dígit binari; un 0 o un 1.

És a dir, la informació més petita que es pot representar en un ordinador és un 0 o un 1, és a dir un bit.

Del llenguatge humà al llenguatge de l’ordinador

El sistema de codificació utilitzat pels ordinadors és el sistema binari, cada caràcter (símbol o lletra) y número es representa per un Byte. El Byte és el conjunt de 8 bits.

Vicenç Llobet - Byte

És a dir, cada caràcter (lletra o símbol) o número està format per una combinació de 8 zeros i uns i equival a un byte. Lògicament cada byte tindrà una combinació diferent per poder interpretar tots els caràcters (símbols o lletres) i números.

Per exemple, la lletra A en aquet codi (ASCII) s’expressa amb 8 bits, que són: 10100001

1 Byte = 8 bits (un caràcter, número o espai en blanc)

1 Kilobyte = 1.024 Bytes

1 Megabyte = 1.024 Kilobytes

1 Gibagyte = 1.024 Megabytes

1 Terabyte = 1.024 Gigabytes

Si hi ha 8 interruptors i s’acciona el primer, el quart i l’octau (veure exemple de la lletra A anterior), s’està dient a l’ordinador que tregui en pantalla la lletra A. Això passa quan es prem la lletra A en el teclat de l’ordinador.

Emmagatzematge i Velocitat

Un Byte ja es sap que és un caràcter o un número. 1 Kb (Kilobyte) són 1.024 caràcters o números. Compte, no són 1.000 sinó 1.024.

Un document que ocupa 1Kb. estarà format per 1.024 números, lletres, símbols i/o espais en blanc.

El Byte és la unitat d’emmagatzematge o capacitat utilitzada en informàtica. Quants més Bytes es puguin ficar en un magatzem de dades, major capacitat tindrà aquest magatzem.

El Byte és una unitat molt petita, per això s’utilitzen múltiples com el Kb., Mb. (Megabyte), Gb. (Gigabyte), etc.

La unitat de velocitat de transmissió de dades (els Bytes són les dades) d’un lloc a un altre s’expressarà en Bytes/segon (B/s), Kb/s, Mb/s o Gb/s. En algunes ocasions es representa per Bits per segon en lloc dels Bytes (sobretot a Internet). En aquest cas es diferencia per què l’abreujament és b (minúscula) enlloc de la B (majúscula) utilitzada pels Bytes.

Exemple Mb/s (Megabytes per segon) “És una unitat 8 vegades menor que en MB/s”. No confondre.

Una altra unitat de velocitat o mesura de la rapidesa utilitzada en informàtica és la unitat de freqüència i que es mesura en Hz. (Hertzs, vegades per segon que es repeteix alguna cosa) o Mhz. (Megahertzs més comú).

Quan un component té una velocitat d’1Mhz. vol dir que aquest component realitza alguna cosa un milió de vegades per segon. El que estigui realitzant depèn del component.

Resumint, les unitats de velocitat més utilitzades en informàtica serien Kbps o Kb/s, KBps o KB/s i Mhz o Ghz (mil milions de vegades per segon).

Les unitats d’emmagatzematge Byte, KB, MB. GB o TB.

Exemple de connexions a Internet: RTB (56Kbps), RDSI (64Kbps, 128Kbps), ADSL (256Kbps, 512Kbps,, 1.000Kbps, 8Mbps, etc.), Cable (128, 256, 512, 1024, 2048, 4096 Kbps, etc.

Velocitat de l’ordinador

La velocitat de l’ordinador depèn de diversos factors. El més important és la freqüència i després del nombre de bits interns. També és important la capacitat de memòria RAM, de la que ja es parlarà més endavant.

Cada microprocessador pot treballar simultàniament amb un nombre determinat de bits a la vegada, és a dir, una dada important que s’ha de conèixer és el nombre de bits interns del microprocessador.

Per fer un símil es podria dir que és similar a una recol·lectora que té la capacitat de segar vàries fileres de blat en cada volta que dona al camp. Quantes més files de blat sigui capaç de segar a la vegada en cada volta, abans acabarà de recol·lectar el camp. Més ampla és la fulla amb la que sega implica que tarda menys a segar.

També passa això amb el microprocessador. Quan major sigui el nombre de bits interns del microprocessador amb els que pugui treballar a la vegada, menys tardarà a processar les dades.

Els valors típics per als microprocessadors són de 16 Bits (ja no s’utilitzen), 32 o 64 Bits interns. Això dona una idea de la velocitat del microprocessador.

El cicle de la màquina o freqüència és la sèrie d’operacions que es requereix per processar una instrucció. A dins dels ordinadors hi ha un rellotge que va marcant el ritme del treball. És el número que acompanya al microprocessador en la seva propaganda i indica la velocitat en Megahertzs (milions d’instruccions per segon). Quan més alta sigui la freqüència, major és la velocitat de l’ordinador.

Un ordinador que té un cicle o freqüència de 2Mhz. significa que és capaç de realitzar 2 milions d’instruccions cada segon.

El bus de dades és l’autopista per la que es transporta o viatja la informació (els bits) d’un lloc a un altre de l’ordinador.

Les dades viatgen per cables anomenats busos o per l’interior de la placa base per les anomenades pistes.

Vicenç Llobet - Pistes PlacaVicenç Llobet - Cable IDE

La placa base envia les dades a l’exterior per mitjà de cables o busos. És a dir utilitza busos per enviar la informació des de la placa base a la resta de components, com ara el disc dur.

Seguin l’exemple d’abans de la recol·lectora, una vagada que té el gra emmagatzemat, el deposita en els remolcs dels camions per transportar-ho. De res serveix disposar d’una gran recol·lectora si després es perd molt de temps transportant el gra amb els camions; perquè són petits o lents.

A major ample del bus més informació podrà enviar a la vegada i, per tant, és més ràpid l’enviament d’informació.

Així doncs en l’ordinador, quan més gran sigui el nombre de bits del bus de dades, més fluid i més ràpid serà el trànsit d’un lloc a un altre de l’ordinador.

Velocitat bus de dades i ample de banda del bus

Normalment l’ample de banda dels busos actuals, és de 32 o 64 Bits (dades que transporta a la vegada) i la velocitat a la que transporta aquestes també es poden representar en Mhz. (milions de vegades per segon que transporta el seu ample de banda). Aquesta pot variar molt en funció del bus del que es tracti (cables, pistes, interior dels components, etc.) Per exemple 533 Mhz.

Com a conclusió es pot dir que en la velocitat d’un ordinador influeixen diferents factors:

  • Número de bits que pot processar per cada instrucció: Número de bits interns o ample de banda del microprocessador.
  • Número d’instruccions que pot processar per segon: Freqüència de treball.
  • La velocitat a la que poden circular les dades d’un lloc a un altre: Velocitat del bus de dades i ample de banda del bus.

Components d’un ordinador

Vicenç Llobet - Esquema Ordinador

  1. Pantalla o monitor
  2. Placa base
  3. Microprocessador
  4. Connectors discs, DVD, etc.
  5. Memòria RAM
  6. Targetes d’expansió (sortida monitor, expansió de ports USB, etc.).
  7. Font d’alimentació
  8. Unitat de CD/DVD
  9. Disc dur
  10. Teclat
  11. Ratolí

Agafem el gràfic anterior com exemple bàsic.

La torre és la carcassa que acull tots els components electrònics essencials de l’equip informàtic. La mida d’aquesta és proporcional al nombre de baies que es disposarà per poder instal·lar diferents components com ara unitat d’emmagatzematge, targetes electròniques, etc.

Vicenç Llobet - Caixa PC

La font d’alimentació és l’encarregada de transformar el corrent de la xarxa elèctrica en un corrent que l’ordinador pugui suportar. La tensió d’entrada és de 220V. i les dues tensions de sortida són de +-5V. i +-12V.

Vicenç Llobet - Font d'Alimentació

La placa base (mainboard), o “placa mare” (motherboard), és l’element principal de tot ordinador, en el que es troben o al qui es connecten tots els aparells i dispositius. Té que se compatible amb el microprocessador.

Vicenç Llobet - Placa Base

Les targetes d’expansió són elements que fan possible la comunicació amb alguns perifèrics. Es connecten a les ranures d’expansió o slots, i a elles es connecten els perifèrics. La funció principal és transformar el senyal enviat per l’ordinador (microprocessador) en senyals que poden reconèixer i treballar els perifèrics o viceversa. Tarja de vídeo, tarja de so, tarja de xarxa, etc.

Els slots o ranures d’expansió són ranures de plàstic amb connectors elèctrics, on s’insereixen i controlen les targetes d’expansió. Vau unides a la placa base i connectades per els busos de la placa base (pistes) al microprocessador.

Les ranures PCI, que són l’estàndard actual, solen connectar quasi totes les targetes a excepció, poder, d’algunes targetes de vídeo 3D. Generalment són de color blanc.

Les ranures AGP, o més ben dit “ranura”, ja que només s’utilitza per connectar targetes de vídeo 3D, pel que només sol haver una.

Les ranures ISA són les més veteranes. Són un llegat dels primers temps dels P. Són suficient per connectar un mòdem o una tarja de so, però la transmissió és molt lenta per connectar, per exemple, una tarja de vídeo.

Les ranures SIMM i DIMM serveixen per connectar mòduls d’ampliació de memòria RAM. Actualment els del tipus SIMM estan en desús.

En els ordinadors és tan gran el tràfic de dades per tots els seus components que es necessita alguna cosa que pugui dirigir aquest tràfic, i no només serviria un element que el dirigeixi sinó que farà falta diversos especialitzats segons el tràfic que hagi de controlar, per exemple un que dirigeixi el tràfic de sortida i entrada de dades al disc dur (controladora del disc dur), un altre per dir per on viatgen les dades a l’arribar a un punt fins que arribi a la RAM, un altre per controlar el flux entre la RAM i el microprocessador, un altre per definir quan surten i per on van les dades que surten del microprocessador cap a la pantalla, un altre per definir quines dades tenen preferència, etc. Tot això ho fan les anomenades controladores.

Controladores (interfície). Són les que controlen el flux de dades entre el sistema (microprocessador) i un component de hardware.

Són elements incorporats a la placa base, a vegades els incorporen el propi component, i tenen com a objectiu la connexió (el control) de dispositius com ara els discs durs, les unitats de CD-Rom, unitats DVD o les targetes d’expansió com ara la memòria. Les controladores són de dos tipus:

IDE/EIDE/ATA/SerialATA/UltraDMA

Controlen dispositius IDE connectats a les ranures o connectors IDE i SCSI/Firewire. Un dispositiu IDE té un connector IDE, cable IDE (tarja per al dispositiu IDE si fa falta) i es té que connectar a una ranura IDE per treballar sota un controlador IDE. Els EIDE, ATA o UltraDMA els serveixen les controladores IDE i un cable IDE ja que només són controladores IDE millorades.

Un dispositiu SCSI té un connector SCSI, cable SCSI, tarja controladora SCSI (alguns la porten incorporada) i connectar-se a una ranura SCSI per treballar sota un controlador SCSI. El mateix per al FireWire que és un SCSI avançat.

Vicenç Llobet - Cable SATA  Vicenç Llobet - Connector IDE

Vicenç Llobet - Cable IDE40 i ATA80

El Chipset és l’element mitjançant el que s’han integrat n un sol component els que abans es trobava en diferents controladores. Es tracta d’agrupar en un sol component totes les controladores que tots els ordinadors necessiten. Dirigeix el tràfic de Bits en la placa base, com la forma en la que interacciona (es comunica) el microprocessador amb la memòria o la caché, o el control dels ports i slots ISA, PCI, AGP, USB. Aquest element està inserit en la pròpia placa base.

Les característiques del chipset i el seu grau de qualitat marcaran els següents factors que calen tenir en compte:

  1. Que s’obtingui o no el màxim rendiment del microprocessador.
  2. Possibilitat d’actualitzar l’ordinador (per exemple la quantitat màxima de memòria).
  3. Poder utilitzar certes tecnologies més avançades de memòries i perifèrics.
  4. Compatibilitats: Targetes, microprocessadors i memòries (amb el microprocessador escollit).

Vicenç Llobet - Chipset

Cal no confondre aquest element amb el microprocessador. El microprocessador no es pot veure perquè al damunt seu porta el ventilador de refrigeració.

La memòria ROM, que prové de l’anglès Read Only Memory i que significa memòria de només lectura ja que la informació que conté només pot ser llegida però no modificada.

En ella es troba tota la informació que el sistema necessita per poder funcionar correctament, ja que els fabricants guarden en ella les instruccions per arrencar i el funcionament coordinat de l’ordinador.

Al posar en marxa l’ordinador automàticament comença a funcionar la memòria ROM. Per descomptat, encara que s’apagui, aquesta memòria no s’esborra. Aquesta configuració es guarda i es manté sense esborrar quan s’apaga l’ordinador gràcies que hi ha una pila a la placa base. Actualment, però, s’utilitza l’anomenada BIOS.

La BIOS d’un ordinador (Basic Input Operative System és una memòria ROM però amb la facultat de poder-se configurar segons les característiques particulars de cada màquina (encara que es poden modificar dades, no totes elles són modificables). De fet és un programa que està instal·lat en un xip de la placa base i que s’encarrega de l’arrencada i de la configuració de l’ordinador. La BIOS substitueix a la ROM.

Vicenç Llobet - Bios

La pila de l’ordinador, o acumulador, s’encarrega de conservar les dades de la BIOS quan aquest es troba apagat. Sense aquesta, cada cop que es posés en marxa l’ordinador, es tindrien que introduir les característiques del disc dur, les del chipset, la data, l’hora, etc. L’acumulador s’acaba desgastant fins que és necessària la seva substitució.

Vicenç Llobet - Pila

La memòria principal o RAM, de l’anglès Random Access Memory o Memòria d’Accés Aleatori, és on l’ordinador guarda les dades dels programes que s’estan executant en aquell moment i on agafa les instruccions del microprocessador.

A l’hora d’escollir la memòria RAM s’ha de tenir en compte dues dades; la capacitat d’emmagatzematge (1 Gb., 2Gb., 4Gb., etc.) i la transferència de dades entre la memòria RAM i el microprocessador (en Mhz.).

Aquest emmagatzematge és considerat temporal perquè les dades i els programes que s’executen es mantenen en ella mentre l’ordinador estigui encès. A l’apagar-se les dades i programes carregats en memòria es perden.

La RAM es pot ampliar amb mòduls de memòria; només fa falta si la que està instal·lada és insuficient per fer funcionar els programes i les dades que es gestionen en tot moment. En el cas de tenir mòduls de memòria RAM amb diferents velocitats de transmissió tots els mòduls treballaran a la velocitat del mòdul que tingui la velocitat més baixa. Amb tot, existeixen diferents tipus de memòria RAM:

DRAM: Aquesta és l’original i per tant la més lenta. Es poden trobar tant per ranures DIMMs o SIMMs però aquest model és obsolet.

DDRAM: Aquest tipus de memòria va al doble de velocitat que l’anterior i actualment encara és molt utilitzada.

SDRAM: Aquest tipus de memòria està sincronitzada amb la velocitat dels busos de la placa base; és a dir els Mhz. del bus de la placa és a la velocitat que treballarà la RAM i per això la seva velocitat es mesura en Mhz. Només estan per a ranures DIMM i d’aquestes RAM hi ha variacions com les DDR-SDRAM, PC100, PC133, etc.

RIMM: Aquesta és la gran rival de la SDRAM. Funciona dins del rang dels 900 Mhz. i 1 Ghz. Està per veure si serà el model estàndard de memòria ja que els seus fabricants obliguen a pagar grans quantitats a qui vulgui utilitzar la seva tecnologia.

La memòria caché és un altre tipus de memòria que, des del punt de vista del hardware, existeixen dos tipus; interna i externa (L1 o primària i L2 o secundària). La memòria caché interna està incorporada a la CPU (microprocessador) de l’ordinador, mentre que l’externa es troba fora de la CPU entre el microprocessador i la memòria RAM.

La memòria caché és un tipus de memòria especial d’alta velocitat.

La CPU pot obtenir instruccions i les dades ubicades en la memòria caché de forma més ràpida que les instruccions i dades emmagatzemades en la memòria principal (RAM). En la caché s’emmagatzemen les dades que més s’utilitzen normalment. El microprocessador mira primer en la caché i si no té les dades llavors les obté de la RAM. La RAM no és capaç de treballar a la velocitat del microprocessador però la caché sí. Són d’una capacitat molt més petita que la RAM perquè són molt cares i es sol mesurar en Kbytes.

La memòria virtual és una ajuda a la memòria RAM. Serveix com una ampliació auxiliar de la memòria quan les coses es posen malament; és a dir, quan el sistema va just de memòria RAM. Quan es tenen moltes aplicacions obertes i el la mida de totes elles supera el total de la memòria RAM física instal·lada en la placa base, el sistema operatiu mou part del contingut de la memòria al disc dur per poder deixar espai lliure per a noves aplicacions.

Lògicament l’ordinador s’alenteix ja que la memòria virtual, que s’emmagatzema en el disc dur, transmet les dades al microprocessador d’una manera més lenta que la RAM. L’arxiu que especifica el la mida utilitzada per la memòria virtual es diu “arxiu de paginació” (mida de memòria virtual).

El microprocessador

El microprocessador o CPU és l’autèntic ordinador ja que s’encarrega de realitzar totes les operacions de càlcul i de controlar tot el que succeeix en l’ordinador, rebent informació i enviant ordres (només de la caché i de la RAM) per a que els altres components treballin. Consta internament de dos parts:

Unitat Aritmètica Lògica (UAL). Aquesta unitat realitza tots els càlculs matemàtics de la CPU (li ajuda el coprocessador en les aritmètiques). Es composa per un circuit complex. L’UAL pot sumar, restar, multiplicar, dividir i realitzar altres càlculs o operacions amb els números binaris (funció lògica SI per exemple).

Unitat de Control. Aquest component és el responsable de dirigir el flux (en quin ordre tenen que anar i quan) de les instruccions i de les dades dins la CPU. Ordena el que es fa en el microprocessador en cada moment.

En el moment d’escollir un microprocessador s’ha de tenir en compte, en primer lloc, que sigui compatible amb la placa base i el chipset escollit, així com el tipus de sòcol on anirà inserit a la placa base.

Com que el microprocessador s’escalfa, haurà d’anar instal·lat amb un dissipador d’escalfor i un ventilador muntat sobre el dissipador. Entre el microprocessador i el dissipador es posa una pasta especial que permet transferir fàcilment l’escalfor del microprocessador cap al dissipador.

Ventilador

El microprocessador o CPU es calenta i per això cal posar un dissipador amb un ventilador. Si mentre es treballa amb l’ordinador augmentem la freqüència de treball, la temperatura també augmentarà en major mida i pot afectar en el rendiment de l’equip que, fins i tot, pot arribar a produir bloquejos i mal funcionament.

Vicenç Llobet - Ventilador CPU

Els Ports

Un port és pe on es rep o s’envia informació a l’ordinador des de l’exterior. Per exemple el ratolí és un perifèric i no pertany directament a l’ordinador, per això la informació que s’envia des del ratolí a l’ordinador té que passar per un port (connexió), que serà el port on es connecta el ratolí amb l’ordinador.

El port més utilitzat actualment per connectar quasi tots els perifèrics és el port USB. De totes maneres a continuació es descriuen els tipus de ports que es poden trobar en un ordinador actual. (Cal tenir en compte que en funció del model de placa base que s’esculli pot variar el tipus de ports i nombre).

Vicenç Llobet - Ports

  1. Port PS/2 destinat al ratolí. Aquest tipus de port gairebé ja no es fa servir ni s’incorpora a les noves plaques base.
  2. Port PS/2 destinat al teclat. Aquest tipus de port gairebé ja no es fa servir ni s’incorpora a les noves plaques base.
  3. Port Ethernet. És el port que permet connectar la placa base a una xarxa informàtica o directament a un router si el que necessitem és només tenir una connectivitat a Internet.
  4. Ports USB. Aquest és el tipus de port que més s’utilitza avui en dia i, en funció de la placa base en tindrà més o menys quantitat. Cal observar que aquest port porta una base interior allargada i de color negre (que és on s’enclaven els pins de connexió). Si aquesta base interior allargada és de color blau, el port USB és d’alta velocitat que, actualment es denomina USB 3.0.
  5. Port Serial RS-232. Aquest tipus de port gairebé no s’utilitza encara que hi ha dispositius antics; com ara plotters per imprimir plànols de grans dimensions, tauletes digitalitzadores antigues, caixes portamonedes en botigues, etc.
  6. Port Paral·lel. Aquest port també es troba en desús però no fa pas massa es feia servir per connectar perifèrics tipus impressora.
  7. Port VGA. Aquest port és el que permet connectar un monitor per visualitzar les dades. És el mes comú encara que cada cop està guanyat terreny els connectors de tipus HDMI.
  8. Port de jocs. És un port destinat a connectar, per exemple, un joystick per poder interactuar amb vídeojocs.
  9. Ports d’àudio. Aquest tipus de port són els que permeten connectar micròfons i altaveus per poder utilitzar, per exemple, programes de telefonia.

Tot seguit s’observa una placa que permet connectar monitors mitjançant protocol HDMI (esquerra) i/o VGA (centre) i/o DVI (dreta). Els ports HDMI permeten transmetre àudio i vídeo a la vegada (multimèdia). Tenen un ample de banda (velocitat de transmissió) de fins a 5 Gb. per segon, per aquest motiu s’utilitza per enviar senyals d’alta definició HD.

Vicenç Llobet - HDI-DVI

Port FireWire. És un port d’entrada i sortida a gran velocitat. Es sol utilitzar per transferir dades entre càmeres o vídeo càmeres i l’ordinador.

Vicenç Llobet - FireWire

No cal oblidar que hi ha altre tipus de connectors que ja són habituals en els ordinadors portàtils com els ports infrarojos que transmeten dades sense cables físics i ens transmissors Bluetooth sense fils que generalment s’insereixen en un port USB o una tarja PCMCIA, que és un altre port de comunicacions freqüent en equips portàtils. Els equips més moderns ja solen incorporar aquests elements en el seu interior sense necessitat d’acoblar cap tarja PCMCIA.

La tecnologia Wireless és per transmetre sense fils (per ones com les de la ràdio) entre ordinadors (xarxes) i utilitzen transmissions WiFi (antenes, router, etc.) per a la transmissió de dades. En els ordinadors moderns ja s’incorpora el transmissor-receptor WiFi, o Bluetooth incorporat per poder connectar a ell components amb aquesta tecnologia sense fils.

La tecnologia més novadora és la transmissió de dades per mitjà de la llum. Aquesta tecnologia es diu LiFi.

Els perifèrics són aparells externs connectats a l’ordinador. Permeten la comunicació amb l’ordinador. Segons la seva funció poden ser de sortida, d’entrada i d’entrada i sortida.

El disc dur és la unitat d’emmagatzematge més important i més gran de l’ordinador. En aquest es guarden els programes, arxius, jocs, etc. que es té en l’ordinador.

La informació s’emmagatzema en uns plats fins, generalment d’alumini, recoberts per un material sensible a les alteracions magnètiques.

Aquests plats, que varien en nombre en funció de la capacitat d’emmagatzematge del disc, es troben agrupats un sobre l’altre i travessats amb un eix que els fa girar a gran velocitat. La velocitat de rotació incideix directament en el temps d’accés a les dades (velocitat).

Vicenç Llobet - Plats Disc Dur

Les antigues unitats eren d’unes 3.600 rpm. (revolucions per minut). La majoria dels discos actuals giren a 7.200 rpm. També existeixen discos d’alta gamma encara més ràpids i que arriben a velocitats de fins 10.000 rpm. Per tant són dos els factors a tenir en compte a l’hora de comprar un disc dur i que són la seva capacitat en Gb. i la seva velocitat de rotació en rpm.

Ara bé, cal tenir en compte que hi ha dos tipus de disc durs segons el tipus de controladora; els IDE o els SCSI.

La superfície d’un disc dur es divideix en una sèrie d’anells concèntrics, denominats pistes. Al mateix temps cada pista estan dividides en trams d’una mateixa longitud i que es diuen sectors. Normalment en un sector s’emmagatzemen 512 bytes. Finalment els sectors s’agrupen en clústers o unitats d’assignació (quantitat mínima d’espai que es pot assignar a un arxiu).

Per exemple si el clúster és de 4Kb. significa que per guardar un arxiu d’1Kb. s’utilitzaran 4Kb. Per guardar un arxiu de 5Kb. s’utilitzaran 8Kb., per això el clúster hauria de ser de la menor mida possible. Normalment 4 sectors de 512 Bytes constitueixen un clúster i un o més clústers formen una pista.

Actualment s’estan popularitzant els discs durs d’estat sòlid, més coneguts com a SSD. Aquests es caracteritzen per no tenir cap part mòvil i són similars a una memòria USB. La informació és emmagatzemada a dins d’una mena de microxips i això els hi dóna la característica de tenir un accés molt ràpid a la informació. Tanmateix tenen un cost més elevat que augmenta considerablement a quants més Megabytes es vol tenir en un disc SSD. El pes també és força inferior al pes d’un disc mecànic.

Vicenç Llobet - Disc HDD i SSD

Lectora-gravadora de CD-Rom o DVD. El principal paràmetre pel que es poden distingir en els comerços i en la publicitat d’aquests aparells, és la velocitat de transferència de la informació, que en el cas d’algunes gravadores és de 3 velocitats i es representa per un número seguit d’una “X” (cada “X” equival a 15Kb/s).

Exemple: 52x/24x/52x vol dir que llegeix a 52, torna a gravar a 24 i grava a 52. En el cas dels DVD venen dos valors; un per a CD i un altre per a DVD.

Els DVD de doble capa són DVD en els que les dades es graven en el DVD en dos capes, una al damunt de l’altra (doble capacitat). Per llegir aquests DVD es necessita un lector de DVD de doble capa.

Vicenç Llobet - DVD

Una altra dada important és el buffer de memòria que és la quantitat de dades que pot emmagatzemar quan està gravant pel cas en que l’ordinador no enviï dades els pugui llegir des de la gravadora sense fer-se malbé la gravació per falta de dades.

Els monitors són els dispositius de visualització de tota la vida, del tipus CRT que funcionen amb un tub de rajos catòdics. Estan totalment obsolets.

Les pantalles TFT (de cristall líquid) són més recents i s’associen amb l’inici de l’aparició dels monitors plans. També estan fora d’ús.

Actualment, en el mercat, es troben monitors amb tecnologia LED, 3D i OLED que ofereixen unes millors resolucions de pantalla i unes velocitats de refresc molt grans per poder visualitzar vídeo a gran qualitat.

Vicenç Llobet - Monitor PC

Posted in Informàtica

Què és la informàtica

La paraula informàtica prové de dues paraules diferents: Informació i Automàtica.

La informàtica és una ciència. És la ciència que estudia el Tractament Automàtic de la Informació.

Tanmateix la informació són les dades i el tractament automàtic d’aquestes dades es fa mitjançant els sistemes informàtics que són els anomenats Ordinadors o Computadors.

Aquests ordinadors han de tenir la possibilitat d’introduir dades i, mitjançant instruccions, poden realitzar tasques de forma automàtica (és a dir transformar-los), com per exemple realitzar una operació matemàtica.

Utilitzar un processador de textos no es considera informàtica, sinó Ofimàtica, però crear un programa amb el que puguem editar textos sí que és Informàtica.

La informàtica estudia el que els programes són capaços de fer (teoria de la computació), de la eficiència dels algoritmes que s’utilitzen (complexitat i algorítmica), de la organització i emmagatzematge de les dades (estructures de dades, bases de dades) i de la comunicació entre programes, humans i màquines (interfícies d’usuari, llenguatges de programació, processador de llenguatges, etc.), entre altres coses.

La importància de la informàtica en els nostres dies es deu a que aquesta està present en les nostres vides de forma habitual i d’ella depèn l’avanç de les noves tecnologies.

La informàtica és una disciplina que abasta la teoria i la pràctica. Es requereix pensar en termes abstractes i en termes concrets. La part pràctica de la computació pot veure’s per totes parts. Avui en dia, pràcticament tot el món és usuari d’un ordinador, i moltes persones són inclús programadors informàtics. Aconseguir que els ordinadors facin el que tu vulguis requereix experiència i pràctica. Però la informàtica pot ser vesta des d’un nivell superior, com una ciència de resolució de problemes. Els informàtics tenen que ser experts en problemes de modelat i anàlisis. També tenen que ser capaços de dissenyar solucions i verificar que són correctes. La resolució de problemes requereix precisió, creativitat i un raonament curós.

La informàtica també té unes fortes connexions amb altres disciplines, però això té una àmplia gamma d’especialitats. Aquestes inclouen l’arquitectura de computadors, sistemes de software, gràfics, Intel·ligència Artificial, ciències de la computació i la enginyeria de software. A partir d’una base comú de coneixements informàtics, cada àrea d’especialitat es centra en reptes particulars.