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Nombre de instituci贸n: Universidad tecnol贸gica de Puebla
Carrera: Mecatronica 谩rea de manufactura flexible
Grupo: G
Grado: 1
Nombre de trabajo: Entregable 1
Alumno: Carlos Alberto Flores Aguila
Maestro: Haide G贸mez
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Un sistema computacional es un sistema complejo que puede llegar a estar constituido por millones de componentes electrónicos elementales.
Esta naturaleza multi nivel de los sistemas complejos es esencial para comprender tanto su descripción como su diseño. En cada nivel se analiza su estructura y su función en el sentido siguiente:
Estructura: La forma en que se interrelacionan las componentes.
Función: La operación de cada componente individual como parte de la estructura.
Por su particular importancia se considera la estructura de interconexión tipo bus.
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3 Los buses son el tejido conectivo de los sistemas de computación; y los buses más utilizados son: el bus ISA, el bus PCI y el Bus Serial Universal o USB.
Aunque lBM intentó conseguir un sistema abierto y de hacer pública todo tipo de información, interrumpió la documentación de los pasos exactos de las señales del bus, seguramente bajo el supuesto de que nadie necesitaría esta información.
EI bus representa básicamente una serie de cables mediante los cuales pueden cargarse datos en la memoria y desde allí transportarse a la CPU. Por así decirlo es la autopista de los datos dentro del PC ya que comunica todos los componentes del ordenador con el microprocesador. El bus se controla y maneja desde la CPU.
El objetivo de conectar una tarjeta a un bus de expansión es que ésta funcione como si estuviera directamente conectada al procesador.
El bus de expansión usualmente dispone de 6 a 8 conectores de ranura o slots en los que se puede conectar, en cualquier orden, las tarjetas controladoras de dispositivos periféricos. Además de tener acceso a las líneas principales del bus del sistema, los conectores del bus de expansión también tienen las líneas que conducen la potencia eléctrica requerida por los dispositivos para funcionar.
A continuación se muestran a grandes rasgos las principales características de algunos de los buses e interfaces más utilizados para la comunicación entre periféricos:
1. El bus de expansión ISA.
El objetivo de conectar una tarjeta a un bus de expansión es que ésta funcione como si estuviera directamente conectada al procesador. Con el fin de hacer factible estas características el bus de expansión XT presentaba el mismo ancho de bus (8bits) y operaba a la misma velocidad de reloj (4.77MHz) que el propio procesador 8088.
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Con el desarrollo del microprocesador 80286 utilizado en los computadores IBM AT y sus compatibles que podía manejar un bus de datos de 16 bits de ancho y un bus de direcciones de 24bits, fue necesario agregar 36 líneas más al bus de expansión. Para conservar la compatibilidad con las tarjetas de 8bits, simplemente se colocó a continuación de algunas de las ranuras de expansión 8 bits otra ranura suplemento más corta, la cual se encarga de manejar los 8bits adicionales del bus de datos, además de otras cosas.
Puesto que el bus de datos puede manejar paralelamente datos hasta de 16bits, muchos se refieren al bus de expansión como un bus de 16bits. El bus de 16bits se convirtió muy pronto en el patrón de la industria, y dejó de llamarse bus AT para tomar el de bus ISA (Industry Standard Architecture).
Con la evolución de los procesadores también hubo una revolución en los buses que se habían quedado obsoletos. Así cuando en 1984 IBM presenta el PC AT (con el procesador Intel 80286) se rompió la aparentemente inquebrantable relación entre bus y microprocesador. Aunque en la práctica el reloj del procesador de un AT funciona a la misma velocidad que su reloj de bus, IBM había abierto la puerta a la posibilidad de que este último fuese más rápido que el reloj del bus. Así pues el bus que incorporó el AT fue de un ancho de banda de 16 bits funcionando a 8.33Mhz. Este enfoque de diseño no oficial se denominó ISA (Industry Standard Arquitecture) en 1988.
Puesto que el bus ISA ofrecía algunas limitaciones, en IBM se desarrolló otro tipo de bus que funcionaba a 10Mhz y que soportaba un ancho de banda de 32 bits. Este bus se montó en la gama PS/2. El gran problema de este bus es que no era compatible con los anteriores y necesitaba de tarjetas de expansión especialmente diseñadas para su estructura. Como el mercado necesitaba un bus compatible ISA que fuese más rápido, la mayoría de fabricantes establecieron las especificaciones del bus EISA (Extended ISA) que ensanchaba la ruta de datos hasta 32 bits, sin embargo la necesidad de compatibilidad con ISA hizo que este nuevo bus tuviese que cargar con la velocidad básica de transferencia de ISA (8.33Mhz).
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5 Pero la gran revolución estaba por llegar. Por un lado los procesadores Intel 80486 y por otro la invasión en el mercado de los sistemas gráficos como Windows hicieron necesario la aparición de un nuevo tipo de bus que estuviese a la altura de estos hitos. Al manejarse gráficos en color se producían grandes cuellos de botella al pasar del procesador al bus ISA (el 80486 funcionaba a 33Mhz y el bus ISA a 8.33Mhz).
Señales del slot de expansión ISA
bits, aunque lo ideal sería que todos
El slot de expansión del XT, de 8 bits,
fueran de 16 (en los de 16 bits se
consta de 62 terminales en un conector
pueden insertar también tarjetas de 8
hembra, 31 por cada cara. La cara A es
bits, dejando la otra mitad al aire).
la de los componentes; por la B sólo hay pistas. Viendo las tarjetas por
Las señales en la parte de 8 bits son
arriba (por la cara de componentes) y
idénticas en XT y AT, si se exceptúa la
con los conectores exteriores a la
línea IRQ2 que en los AT es realmente
derecha, la numeración comienza de
IRQ9 (IRQ2 es empleada en la placa
derecha a izquierda. En los AT el slot
base para conectar en cascada el
de 16 bits consta de 36 terminales más,
segundo
distribuidos en grupos de 18 en dos
interrupciones; por compatibilidad con
nuevas caras (C y D). La mayoría de las
los XT, cuando se produce una IRQ9 -
máquinas AT poseen slots de 8 y 16
normalmente una INT 71h- se invoca
controlador
de
por software la INT 0Ah).
En el siguiente esquema, las líneas activas en alto van precedidas de un signo (+); las activas en estado lógico bajo (-). Los símbolos I (Input) y O (Output) indican si las líneas son de entrada, salida o bi direccionales.
El slot de expansión de los PC contiene básicamente las principales señales del 8086 de multiplexadas, así como otras de interrupciones, DMA, control de E/S, etc. Las señales presentes en el slot de expansión de 8 bits son:
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En los AT, las lĂneas adicionales completan fundamentalmente la nueva longitud de los buses de datos y direcciones, permitiendo acceder tambiĂŠn al resto del nuevo hardware(1 + đ?‘Ľ)đ?‘› = 1 +
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2. Bus de expansiĂłn Micro Canal (MCA) de IBM. Para sacar provecho de las posibilidades del microprocesador 80386 que es de 32 bits, la IBM desarrollĂł en sus computadores tipo PS/2 un nuevo bus de expansiĂłn, al que denominĂł Micro Canal, mejor conocido por sus iniciales en inglĂŠs: MCA (Micro Channel Architecture), pero las pruebas en computadores con entorno de DOS de usuario individual, y en redes con hasta doce estaciones de trabajo, no mostraron mejoras de rendimiento. Los diseĂąadores reorganizaron las funciones de los contactos para reducir la interferencia y lograr mĂĄs velocidad en las operaciones, pero eliminaron la compatibilidad con las tarjetas estĂĄndar ISA y EISA. Por lo tanto las tarjetas MCA solo trabajaban en ranuras Micro Canal.
Vistas las limitaciones que tenĂa el diseĂąo del bus ISA en IBM se trabajĂł en un nueva tecnologĂa de bus que comercializĂł con su gama de ordenadores PS/2. El diseĂąo MCA (Micro Channel Arquitecture) permitĂa una ruta de datos de 32 bits, mĂĄs ancha, y una
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7 velocidad de reloj ligeramente más elevada de 10Mhz, con una velocidad de transferencia máxima de 20Mbps frente a los 8Mbps del bus ISA.
Pero lo que es más importante el novedoso diseño de bus de IBM incluyó un circuito de control especial a cargo del bus, que le permitía operar independientemente de la velocidad e incluso del tipo del microprocesador del sistema.
Bajo MCA, la CPU no es más que uno de los posibles dispositivos dominantes del bus a los que se puede acceder para gestionar transferencias. La circuitería de control, llamada CAP (punto de decisión central), se enlaza con un proceso denominado control del bus para determinar y responder a las prioridades de cada uno de los dispositivos que dominan el bus. Para permitir la conexión de más dispositivos, el bus MCA especifica interrupciones sensibles al nivel, que resultan más fiables que el sistema de interrupciones del bus ISA. De esta forma es posible compartir interrupciones. Pero además se impusieron estándares de rendimiento superiores en las tarjetas de expansión.
Es cierto que el progreso conlleva un precio: La nueva arquitectura de IBM es totalmente incompatible con las tarjetas de expansión que se incluyen en el bus ISA. Esto viene derivado de que los conectores de las tarjetas de expansión MCA eran más pequeños que las de los buses ISA. De esto se pueden sacar dos conclusiones. Por un lado el coste de estas tarjetas era menor y por otro ofrecía un mayor espacio interior en las pequeñas cajas de sobremesa. Las señales del bus estaban reorganizadas de forma que se introducía una señal de tierra cada 4 conectores Ω. De esta forma se ayudaba a reducir las interferencias.
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3. El bus de expansión EISA.
Un consorcio de nueve fabricantes de equipos compatibles con IBM, encabezados por COMPAQ Computer Corp., diseñó un bus de expansión que ofrece la posibilidad del Micro Canal sin sus desventajas, y plena compatibilidad con las tarjetas interfaz hechas para el bus ISA. Lo llamaron EISA (Enhanced Industry Standard Architecture) " ISA mejorado". Puede manejar paralelamente palabras de 32 bits de ancho, lo que se traduce una mejora de la velocidad de adquisición o envío de datos.
EL conector EISA para las tarjetas interfaz de periféricos tiene más funciones y más contactos que un conector de bus ISA (188 contra 98), pero se diseñó para tener plena compatibilidad previa con las tarjetas de ISA.
Se mantienen todas las conexiones ISA en sus posiciones normales, pero se añade una nueva fila de contactos más baja para unirse a las funciones avanzadas. Estos contactos se unieron a los circuitos de la tarjeta de expansión intercalando las líneas adicionales en los espacios dejados entre los contactos normales de una tarjeta ISA.
Las ranuras o slots para tarjetas EISA pueden recibir tanto tarjetas de bus ISA como de bus EISA, pero la compatibilidad es de un solo sentido: las tarjetas diseñadas para el bus EISA no trabajan en ranuras de bus ISA.
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9 Su mayor ventaja con respecto al bus MCA es que EISA era un sistema abierto, ya que fue desarrollado por la mayoría de fabricantes de ordenadores compatibles PC que no aceptaron el monopolio que intentó ejercer IBM. Estos fabricantes fueron: AST, Compaq, Epson, Hewlett Packard, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse y Zenith. Esta arquitectura de bus permite multiproceso, es decir, integrar en el sistema varios buses dentro del sistema, cada uno con su procesador. Si bien esta característica no es utilizada más que por sistemas operativos como UNIX o Windows NT. En una máquina EISA, puede haber al mismo tiempo hasta 6 buses principales con diferentes procesadores centrales y con sus correspondientes tarjetas auxiliares.
En este bus hay un chip que se encarga de controlar el tráfico de datos señalando prioridades para cada posible punto de colisión o bloqueo mediante las reglas de control de la especificación EISA. Este chip recibe el nombre de Chip del Sistema Periférico Integrado (ISP). Este chip actúa en la CPU como un controlador del tráfico de datos.
El motivo para que ni MCA ni EISA hayan sustituido por completo a ISA es muy sencillo: Estas alternativas aumentaban el coste del PC (incluso más del 50%) y no ofrecían ninguna mejora evidente en el rendimiento del sistema. Es más, en el momento en que se presentaron estos buses (1987-1988) esta superioridad en el rendimiento no resultaba excesivamente necesaria: Muy pocos dispositivos llegaban a los límites del rendimiento del bus ISA ordinario.
4. El Bus Local.
directa y rápida entre ellos para evitar el uso del bus de expansión común a
Una
manera
de
la
todos los circuitos del computador, el
transferencia de grandes cantidades
cual es muy lento. A este minibus se le
de
llama "bus local".
información
acelerar
desde
el
microprocesador a la pantalla, entre periféricos, o entre periféricos y la
A partir del microprocesador 80486 ya
memoria, es crear una conexión más
es posible que los fabricantes realicen
Entregable 1
10 sus propios diseños de bus local. Uno
interconectar periféricos directamente
de ellos fue NEC, quien introdujo los
a los buses de datos y direcciones del
primeros computadores personales de
microprocesador, basado en el juego
bus local para el
(chipset) de integrados OPTi. El tercero es
el
bus
local
PCI
(Peripheral
video con circuitos en la tarjeta base.
Component Interconnect) desarrollado
Otros fabricantes tienen actualmente
por Intel para aprovechar al máximo
tres diseños de bus local para escoger:
los recursos de su microprocesador
Uno es el bus local para video VL-Bus
Pentium, pero también se puede usar
diseñado
con procesadores 80486.
por
Estándares segundo
es
la
del un
Asociación Video bus
para
(VESA). local
El
para Los diseños típicos de bus
local
para video
sacan los circuitos de video
del
bus
de
expansión y agregan un nuevo enlace directo al microprocesador.
La conexión local, que puede estar alambrada a los circuitos de video en la misma tarjeta base (system board) del computador, o en una tarjeta interfaz especial para el nuevo diseño de bus de expansión , opera a la velocidad de la memoria y con capacidad de 32 bits, dándole al manejo del video un potencial de velocidad apreciable mayor que una conexión normal de un bus de expansión.
Los diseños de bus local OPTi y VESA permiten actualmente hasta tres ranuras de expansión, suficiente para alojar la tarjeta de video, la tarjeta controladora de disco y una tarjeta adaptadora de red. El número de ranuras se ha mantenido bajo debido a la limitación impuesta por la capacitancia electrónica interna de los conectores y las altas frecuencias que deben manejar (hasta 66 MHz).
A diferencia de las altas velocidades de transferencia prometidas por los buses de expansión Micro Channel y EISA, que requieren de comandos de software especiales,
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11 los diseños de bus local trabajan a toda velocidad con los programas de aplicación tradicionales, sin modificaciones ni manejadores especiales.
5. El VL-Bus 1.0 (Vesa Local Bus). Aunque con las ranuras (slots) EISA se consigue una transferencia de 32 bits paralelos, existe el problema de que la velocidad del reloj del bus y el del microprocesador, son diferentes, lo cual crea cuellos de botella (demoras), sobretodo en aplicaciones gráficas con video animado. El bus local VES, llamada también VL-Bus, es una especificación de estructura de bus aprobada en agosto de 1992 por la Video Electronics Standards Association para responder a las limitaciones del bus ISA en los computadores personales. Mejora la capacidad del bus (32 bits) y la velocidad de transferencia (hasta 40 MHz).
Para que las tarjetas interfaz de
los
periféricos
puedan
acceder a los recursos del bus local VESA, la tarjeta base del computador incluye en el bus de
expansión
un
tercer
conector de borde, alineado con el par de conectores estándar
para
el
bus
de
expansión ISA o EISA.
El hecho de utilizar los mismos dos conectores de ranura del bus ISA o EISA, hace que la tarjeta base sea compatible con todas las tarjetas de expansión hechas para dichos buses. Los fabricantes de tarjetas base para computador ofrecen actualmente modelos que incluyen hasta tres buses diferentes: ISA-VESA, EISA-VESA o ISA-EISAVESA.
6. El VL-Bus 2.0.
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Igual que el bus PCI de Intel, la versi贸n 2.0 del bus local VESA, soporta perif茅ricos de 64 bits, que es ta
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Entregable 1
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maño del bus del Pentium. Las tarjetas que utilizan el bus local 2.0 de 64 bits se han diseñado para usar el mismo conector de la serie 1.0 de 32 bits, usando la técnica de multiplexado de líneas de direcciones para lograr el equivalente de 64 líneas de datos (las 32 líneas se conmutan a cierta velocidad para que en un instante pasen unas señales y en el instante siguiente pasen las 32 restantes).
7. El bus acelerador de gráficos.
El AGP (Accelerated Graphics Port, Puerto de Gráficos Acelerados) es una especificación de bus que permite que se desplieguen rápidamente gráficos en 3D en ordenadores personales comunes. El AGP es una interfaz especial diseñada para transmitir imágenes en 3D (por ejemplo, de páginas Web o CD-ROM’s) mucho más veloz y ágilmente de lo que es posible hoy en una ordenador que no sea una costosa estación de trabajo gráfica.
La interfaz usa el almacenamiento principal del ordenador (RAM) para refrescar la imagen del monitor y soportar el mapeo de texturas, el z-buffering y la mezcla alfa que se requiere para el despliegue de imágenes en 3D.
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El uso que hace el AGP de la memoria principal es dinรกmico, lo cual significa que cuando no se estรก utilizando para grรกficos acelerados, la memoria principal se devuelve para uso del sistema operativo u otras aplicaciones.
Intel, que se ha situado a la vanguardia en el desarrollo de sus especificaciones, ha integrado el AGP en un chipset para su microprocesador Pentium II.
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16 Los Pentium II se han diseñado para trabajar con el chipset AGP. Según Intel, la unidad de coma flotante avanzada y el algoritmo de caché más rápido del Pentium II están mejor adaptados para las aplicaciones tridimensionales. Tipos de software
definición
Software de sistema
: Es el software que nos permite tener una
ejemplos
interacción con nuestro hardware, es decir, es el sistema operativo. Dicho
sistema es un conjunto de programas que administran los recursos
Sistemas operativos Controladores de dispositivo Herramientas de diagnóstico Herramientas de Corrección y Optimización Servidores Utilidades
del hardware y proporciona una interfaz al usuario. Es el software esencial para una computadora, sin el no podría funcionar, como ejemplo tenemos a Windows, Linux, Mac OS X. Software Programación
de Es un conjunto de
◾Editores de texto
aplicaciones que
◾Compiladores
permiten a un
◾Intérpretes
programador desarrollar
◾Enlazadores
sus propios programas
◾Depuradores
informáticos haciendo
◾Entornos de Desarrollo
uso de sus
Integrados (IDE)
conocimientos lógicos y lenguajes de programación. Software de Aplicación
Son los programas que
Procesadores de texto.
nos permiten realizar
(Bloc de Notas)
tareas especificas en
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17 nuestro sistema. A
Editores. (Photoshop
diferencia del software de
para el Diseño Gráfico)
sistema, el software de
Hojas de Cálculo. (MS
aplicación esta enfocada
Excel)
en un área especifica
Sistemas gestores de
para su utilización. La
bases de datos. (MySQL)
mayoría de los
Programas de
programas que utilizamos comunicaciones. (MSN diariamente pertenecen a
Messenger)
este tipo de software, ya
Paquetes integrados.
que nos permiten realizar
(Ofimática: Word, Excel,
diversos tipos de tareas
PowerPoint…)
en nuestro sistema.
Programas de diseño asistido por computador. (AutoCAD)
Copiar archivos Como muchas características Linux, hay una variedad de opciones a elegir para manipular archivos y directorios. Se puede usar comodines al copiar, mover o borrar archivos y directorios. Básicamente, copy no es más complejo que esto: cp <source> <destination>
así que para copiar sneakers.txt al directorio tigger en el directorio de login, basta teclear: cp sneakers.txt tigger
Nótese que se ha utilizado path relativo para copiar el archivo. Se puede usar paths relativos y absolutos con cp. Nuestro directorio de login es el directorio padre del directorio tigger; lo que significa que tigger está un directorio por debajo del nuestro. Lea la página de manual de cp (man cp) para ver la lista completa de opciones disponibles para cp. Pero entre las opciones para cp están:
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-i -- interactivo. Pedir confirmación si se va a sobreescribir un archivo. Es una opción útil para prevenir el cometer errores. -r -- recursivo. En vez de copiar archivos, copia el árbol de directorios entero, subdirectorios y todo, a otra localización. -v -- verboso. Mostrará el progreso al copiar archivos.
Usando cp en solitario, no se ve mucho al ejecutar el comando. Usar una opción, como -i, puede hacer el proceso más útil, porque si se quiere copiar un archivo a un lugar que contiene un archivo con el mismo nombre, se pedirá primero si realmente se quiere sobreescribir -- lo que implica reemplazar -- el archivo que ya está allí. Ahora que el archivo sneakers.txt está en el directorio tigger, vamos a usar cp -i para copiar el archivo al mismo lugar. [newuser@localhost newuser]$ cp -i sneakers.txt tigger cp: overwrite 'tigger/sneakers.txt'?
Para sobreescribir el archivo, pulsar Y y luego Enter. Si no se quiere sobreescribir el fichero basta con pulsar N y Enter. Mover archivos Para mover archivos, úsese mv (man mv), que es similar a cp command, excepto que con mv el archivo se mueve fisicamente de un lugar a otro, en vez de duplicarse, como con cp. Opciones comunes disponibles con mv:
-i -- interactivo. Preguntará si el archivo seleccionado sobreescribirá un archivo ya existente en destino. Es una buena opción, porque como la opción -i de cp, se da la oportunidad de asegurarse de que se quiere reemplazar un archivo. -f -- forzar. Omite el modo interactivo y mueve sin preguntar. A menos que se sepa que se hace, esta opción no es conveniente; séa cuidadoso al usarla hasta que se esté cómodo con el sistema. -v -- verboso. Muestra una lista de los archivos que se mueven.
Si se quiere mover un archivo del directorio de login a otro sitio, se tecleará: mv sneakers.txt tigger
o, mv sneakers.txt /home/newuser /home/newuser/tigger. Renombrar archivos Ya se ha cubierto bastante sobre renombrar, porque al copiar o mover, también se puede renombrar. Entregable 1
19 Para copiar sneakers.txt del directorio de login al subdirectorio tigger, basta teclear: cp sneakers.txt tigger
Para copiar y renombrar el archivo de sneakers.txt a piglet.txt, basta teclear: cp sneakers.txt tigger/piglet.txt
Para mover y renombrar el archivo, sustituir mv por cp en el ejemplo. Si se hace cd a tigger y se usa ls, se verá el archivo piglet.txt. Si se quiere renombrar sin cambiar de directorio, basta con hacer mv en el directorio actual: mv sneakers.txt piglet.txt Borrar archivos y subdirectorios Se habló de crear archivos con el comando touch y utilizando redirección en Capítulo 15. Y se creó el subdirectorio tigger utilizando mkdir. Pero no se ha hablado de como borrar archivos y subdirectorios Borrar archivos y directorios con el comando rm (man rm) es simple y directo. Cojamos piglet.txt, y borrémoslo de tigger con el comando rm: rm piglet.txt
Si no se quería borrar es muy tarde. Es por eso que la opción -i (interactivo) es muy útil, porque da una segunda oportunidad de pensar si realmente se quiere eliminar el archivo. [newuser@localhost newuser]$ rm -i piglet.txt rm: remove 'piglet.txt'?
También se puede borrar el archivo usando comondines, *, pero séa cuidadoso, porque se puede borrar archivos que no se quería tirar. Para eliminar archivos utilizando comodines, se teclearía: rm pig*
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Se puede eliminar más de un archivo con un solo comando, como en: rm piglet.txt sneakers.txt
Opciones para eliminar archivos -- y directorios --:
-i -- interactivo. Pregunta para confirmar el borrado. Es útil. -f -- forzar. Omite el modo interactivo y elimina archivo(s) sin preguntar. Puede no ser bueno, a menos que se sepa que se hace. -v -- verboso. Muestra un listado de archivos según se eliminan. -r -- recursivo. Al eliminar directorios se eliminan archivos y subdirectorios del directorio especificado. Esto también elimina directorios vacíos.
Para eliminar directorios con rm, hay que usar la opción -r. Por ejemplo, si se quiere remover recursivamente el directorio tigger se teclearía: rm -r tigger
Y si se quieren combinar opciones, como forzar borrado recursivo, se puede teclear: rm -rf tigger
Bibliografía ftp://rpmfind.net/linux/redhat-archive/7.0/en/doc/RH-DOCS/rhl-gsg-es-7.0/s1-managingworking-with-files.html http://darkub.wordpress.com/2008/12/20/%C2%BFque-tipos-de-software-hay-y-como-seclasifican/
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