Arquitectura ARM: Características, Funcionamiento y Componentes, Resúmenes de Investigación de Operaciones

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Brayan Ferney Ortiz Ardila

Universidad de investigación y desarrollo

Sistemas operativos

Arquitectura ARM

ARM, anteriormente Advanced RISC Machine, originalmente Acorn RISC Machine, es una arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer=Ordenador con Conjunto Reducido de Instrucciones) de 32 bits y, con la arribada de su lectura V8-A, asimismo de 64 Bits, desarrollada por ARM Holdings. La arquitectura ARM es el generalidad de instrucciones de 32 y 64 bits más largamente utilizado en unidades producidas. Concebida originalmente por Acorn Computers para su uso en ordenadores personales, los primeros índoles basados en ARM eran los Acorn Archimedes, lanzados en 1987. Un encuadre de diseño basado en RISC permite que los procesadores ARM requieran una puntuación menor de transistores que los procesadores x86 CISC, típicos en la colectividad de los ordenadores personales. Este encuadre de diseño nos lleva una reducción de los costes, calor y energía. Estas características son deseables para dispositivos que funcionan con baterías, como los teléfonos móviles, tabletas, etc. La relativa simplicidad de los procesadores ARM los hace ideales para aplicaciones de menor potencia. Como resultado, se han convertido en los dominantes dentro del mercado de la electrónica movil e integrada, encarnados en microprocesadores y microcontroladores pequeños, de bajo consumo y relativamente bajo costo. En 2005, aproximadamente del 98% los más de mil millones de teléfonos móviles vendidos utilizaban un microcontrolador ARM.

Firmware

Se conoce como firmware al conjunto de instrucciones de un programa informático que se encuentra registrado en una memoria ROM, flash o similar. Estas instrucciones fijan la lógica primaria que ejerce el control de los circuitos de alguna clase de artefacto. Está fuertemente integrado con la electrónica del dispositivo, es el software que tiene directa interacción con el hardware, siendo así el encargado de controlarlo para ejecutar correctamente las instrucciones externas. De hecho, el firmware es uno de los tres principales pilares del diseño electrónico. En resumen, un firmware es un software que maneja físicamente al hardware. El programa BIOS de una computadora es un firmware cuyo propósito es activar una máquina desde su encendido y preparar el entorno para cargar un sistema operativo en la memoria RAM y disco duro.

Sectores

Un sector de un disco duro es la sección de la superficie de este que corresponde al área encerrada entre dos líneas radiales de una pista. Pueden almacenar una cantidad fija de bytes, generalmente suele ser de 0, Kb hasta 64 Kb, pasando por todas las potencias de 2 (20=1; 21=2; 22=4; 23=8; 24=16; etc.). Esto se puede configurar al formatear una unidad de almacenamiento, en la opción de tamaño de unidad de asignación. Cada sector almacena una cantidad fija de información. El formateado típico de este medio provee espacio para 512 bytes (para discos magnéticos) ó 2048 bytes (para discos ópticos) de información accesible para el usuario por sector. Inicialmente en varios campos de computación, el término bloque era utilizado para este pequeño trozo de información, pero sector aparentemente se ha vuelto más prevalente. Una muy probable razón para esto es el hecho de que bloque ha sido usualmente aplicado a trozos de información de tamaños variables para muy distintos tipos de flujos de datos, más que quedar limitado a la cantidad más pequeña accesible de información en un medio.

Sistemas de particiones

Una partición es el nombre que se le da a cada división presente en una sola unidad física de almacenamiento de datos. Para que se entienda, tener varias particiones es como tener varios discos duros en un solo disco duro físico, cada uno con su sistema de archivos y funcionando de manera diferente. Las particiones pueden utilizarse para varios fines. Por una parte, puedes tener una dedicada a guardar datos sensibles con medidas de seguridad que no interfieran en el resto del sistema, así como copias de seguridad, aunque también puedes utilizarla para instalar diferentes sistemas operativos. Existen tres tipos de particiones, las primarias, las extendidas o secundarias, y las lógicas:  Partición primaria: Son las divisiones primarias del disco que dependen de una tabla de particiones, y son las que detecta el ordenador al arrancar, por lo que es en ellas donde se instalan los sistemas operativos. Puede haber un máximo de cuatro, y prácticamente cualquier sistema operativo las detectará y asignará una unidad siempre y cuando utilicen un sistema de archivo compatible. Un disco duro completamente formateado contiene en realidad una partición primaria ocupando todo su espacio.  Partición extendida o secundaria: Fue ideada para poder tener más de cuatro particiones en un disco duro, aunque en ella no se puede instalar un sistema operativo. Esto quiere decir que sólo la podremos usar para almacenar datos. Sólo puede haber una de ellas, aunque dentro podremos hacer tantas otras particiones como queramos. Si utilizas esta partición, el disco sólo podrá tener tres primarias, siendo la extendida la que actúe como cuarta.  Partición lógica: Son las particiones que se hacen dentro de una partición extendida. Lo único que necesitarás es asignarle un tamaño, un tipo de sistema de archivos (FAT32, NTFS, ext2,...), y ya estará lista para ser utilizada. Funcionan como si fueran dispositivos independientes, y puedes utilizarla para almacenar cualquier archivo.

BIOS

BIOS son las siglas de Basic Input Output System. BIOS es un pequeño programa que está preinstalado en los sistemas informáticos basados en Windows. Se utiliza para poner en marcha las computadoras. Cabe mencionar que es el primer programa que se instala en computadoras con Windows incluso antes que el sistema operativo. Cuando encendemos una computadora, la CPU accede al BIOS para ubicar todos los dispositivos de entrada y salida y así verificar si todas las conexiones de hardware funcionan correctamente. La BIOS es la que carga el sistema operativo en la memoria de la computadora completando así el proceso de arranque. También se le conoce como un firmware instalado en una memoria ROM (no volátil) del ordenador, frecuentemente en un chip dedicado.

Secuencia de arranque y POST

La secuencia de arranque a menudo es llamada como boot orden, que es el orden de los dispositivos vinculados con la BIOS que el ordenador necesitará utilizar para extraer la información del sistema operativo. La secuencia de arranque es la que nos permite iniciar el ordenador a partir de la unidad seleccionada. Si bien el sistema operativo puede estar instalado dentro del disco duro, y para iniciar dentro de él deberemos hacerlo desde el mismo disco, también es posible iniciar sesión desde otra unidad como una unidad flash USB o DVD, incluso a través de sistemas operativos portátiles, es por ello la importancia de la secuencia de arranque y la posibilidad de cambiar el orden de inicio. POST se conoce a la abreviatura de Power On Self Test, un conjunto de pruebas de diagnóstico que el ordenador realiza luego de encenderse. Los ordenadores no son los únicos dispositivos que acostumbran a ejecutar POST, sino también otros productos tecnológicos convencionales, como electrodomésticos, equipos médicos y demás, ya que lo utilizan para realizar auto pruebas muy similares luego de encenderse. Es común ver la sigla POST como P.O.S.T. aunque cada vez se utiliza menos esta forma de escribir este sistema. La palabra Post o Publicar, en el mundo de la tecnología se acostumbra a referir a la publicación de un aviso o mensaje relevante en Internet. POST, en este caso se refiere a un sistema de ejecución, por lo que vale la pena diferenciar el significado que acostumbran a darle en el mundo del Internet a esta palabra.

Secuencia de arranque y POST