el hardware del ordenador

Fco Macías (Pancho Opcionweb)

El ser humano siempre ha necesitado medios para hacer cálculos y procesar la información.

La Informática es la ciencia que estudia el "Tratamiento automático de la información"

El origen del procesamiento automático de la información, se remonta al año 1896 cuando Herman Hollerith (1860-1929) fundó una empresa que daría lugar en 1924 de mano de Thomas Watson a la International Bussiness Machines (IBM).

Actualmente casi todas las necesidades de cálculo, se han visto satisfechas con los ordenadores.

Las computadoras actuales pasaron por varias etapas diferenciadas en su evolución:

1ª Generación: Computadoras constituidas por tubos de vacío.

2ª Generación: Sustitución de los tubos de vacío por los transistores.

3ª Generación: Aparece el circuito integrado (chips).

4ª Generación: Surge el microcircuito integrado. Se construye el microprocesador.

5ª Generación: Desarrollo de la Inteligencia Artificial (IA).

Enlace recomendado: http://es.wikipedia.org/wiki/Historia_del_hardware#Generaciones_de_computadoras

Década de los 40

Década de los 50-60

Década de los 70

Década de los 80

El ordenador se diferencia de otros electrodomésticos en que puede ser utilizado para diferentes propósitos, aunque siempre encuadrados dentro del amplio concepto de "tratamiento de información".

Esta versatilidad es fruto de su estructura basada en la cooperación de dos elementos, denominados hardware y software.

El hardware es la parte física del ordenador, es decir, los circuitos, mientras que el software es la parte lógica, los programas.

Para usar el ordenador en tareas diferentes, basta con emplear diferente software con el mismo hardware.

Enlace recomendado:http://es.wikipedia.org/wiki/Historia_del_hardware#Generaciones_de_computadoras

Enlace recomendado:http://es.wikipedia.org/wiki/Historia_del_hardware#Generaciones_de_computadoras

• PowerPC • DEC Alpha

• Motorola 68000 (MACINTOSH, Amiga)

• Zilog Z80 (MSX, Zx-Spectrum, Amstrad CPC)

• Toda la familia Intel x86 (PC)

CISC (Complex Instruction Set Computer) Primera corriente de construcción de procesadores. Permite operaciones complejas entre operandos.

RISC (Reduced Instruction Set Computer)Conjuntos de instrucciones pequeños y simples que toman menor tiempo para ejecutarse.

• MIPS• ARM• Sparc

Tipos de ordenadores (según el microprocesador):

Un ordenador, maneja información, lo que implica las siguientes funciones:

ENTRADA (Teclado, Ratón, Escáner, Micrófono):Es capaz de recibir datos del usuario.

PROCESAMIENTO:Puede procesar esa información.

SALIDA (Monitor, Impresora, Altavoces):ofrece al usuario los resultados del proceso.

ALMACENAMIENTO (HD, Disquete, ZIP, CD, DVD, Memorias):Permite guardar los datos para usarlos en el futuro.

Partes Principales:

EntradaSalidaProceso (CPU)

Almacenamiento

Periféricos de Entrada: EL TECLADO

http://es.wikipedia.org/wiki/Teclado_de_ordenador

El Teclado es el periférico de entrada de ordenes y datos mas utilizado en la actualidad.

El tipo estándar de teclado inglés se conoce como QWERTY.

Se han sugerido distintas alternativas a la disposición de teclado QWERTY, indicando ventajas tales como mayores velocidades de tecleado. La más famosa es el Teclado Simplificado DVORAK.


El teclado no ha evolucionado mucho y ha sido la imaginación de los fabricantes la que ha permitido que podemos elegir entre distintas configuraciones:


http://es.wikipedia.org/wiki/Ratón_de_ordenador

Dispositivo de entrada de datos y de control. Tiene su auge con la llegada de los programas relacionados con el diseño y los sistemas operativos gráficos.

Tipos de ratón:Ratón Mecánico

Ratón Óptico

Ratón inalámbrico

Track Ball

Conexiones: Puerto Serie, PS/2 o USB.

Periféricos de Entrada: EL RATÓN

Periféricos de Salida: EL MONITORDispositivo de salida por el que se visualizanlos datos en forma de imágenes y textos.

Parámetros de una pantalla:

Paso (dot pitch): Distancia entre los centros de dos puntos consecutivos de la pantalla. Cuanto menor sea esta distancia,

mejor será la calidad de la imagen aumentando su nitidez. Resolución: Número de píxeles representados en sentido horizontal y vertical.

Tasa de refresco: Frecuencia con la que se barre la pantalla.

Dimensión del tubo: Longitud de la diagonal de la parte frontal del tubo de imagen. Se suele medir en pulgadas. Los monitores típicos son de 14, 15, 17, 19 o 21 pulgadas.

Tipos de pantalla (Según la tecnología utilizada)

CRT (Tubo de rayos catódicos) .

LCD (Cristal Líquido ), TFT, Plasma.

LED ( Light-Emitting Diode).

http://es.wikipedia.org/wiki/Pantalla_de_ordenador

Procesamiento: LA CPU (Unidad Central de Proceso)La Unidad Central de Proceso (Central Process Unit) controla el funcionamiento de los distintos componentes del ordenador y es el encargado de realizar las opera-ciones y el procesamiento de datos e instrucciones de los programas.

Caja y fuente de alimentación

Placa Base

Microprocesador y disipador de calor

Buses de datos

Memoria

Slot de Expansión

Tarjeta Gráfica

Controladora

Unidades de Almacenamiento

Unid. Almacenamiento Removible

Puertos de Conexión

Multimedia

Periféricos de Comunicaciones

Procesamiento: LA CPU (Unidad Central de Proceso)

CARACTERISITICAS DEL PROCESADOR:

http://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesador

• Generación (ancho de bus)

• Frecuencia de Reloj (Velocidad de Proceso)

Se Mide en Hercios (Ciclos por Segundo)

MHz (MegaHercios) o Ghz (GigaHercios)

Evolución del microprocesador:

1971: Intel 4004

1972: Intel 8008

1974: Intel 8080

1978: Intel 8086, Motorola MC68000

1979: Intel 8088

1982: Intel 80286, Motorola MC68020

1985: Intel 80386, Motorola MC68020, AMD80386

1989: Intel 80486, Motorola MC68040, AMD80486, Cyrix 5x86 ("M1sc")

1993: Intel Pentium, Motorola MC68060, AMD K5, MIPS R10000, Cyrix 6x86 ("M1")

1995: Intel Pentium Pro, Cyrix 6x86MX ("M2")

1997: Intel Pentium II, AMD K6, PowerPC6 (versiones G3 y G4), MIPS R120007

1999: Intel Pentium III, AMD K6-2

2000: Intel Pentium 4, Intel Itanium 2, AMD Athlon XP, AMD Duron, PowerPC G4, MIPS R14000

2005: Intel Pentium D, Intel Extreme Edition con hyper threading, Intel Core Duo, IMac

con Procesador Intel Core Duo, AMD Athlon 64, AMD Athlon X2, AMD Athlon FX

http://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesador

RAM es el acrónimo inglés de Random Access Memory

(memoria de acceso aleatorio).

http://es.wikipedia.org/wiki/Ram

Es una memoria volátil, pierde su contenido al desconectar la energía eléctrica. Se utiliza normalmente como

almacenamiento temporal .

Caracteristicas de la Memoria RAM:

• Nº de Conectores• Capacidad de Almacenamiento• Tiempo de acceso

DIP

http://es.wikipedia.org/wiki/Ram

SIPP

SIMM (30 pins)

SIMM (72 pins)

DIMM (168 pins)

DDR DIMM (184 pins)

Tipos de memoria por el

Nº de Conectores

http://es.wikipedia.org/wiki/Integrated_Drive_Electronics

La interfaz IDE (Integrated device

Electronics) o ATA (Advanced Technology

Attachment) controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y

ATAPI (Advanced Technology

Attachment Packet Interface) añade además dispositivos como, las

unidades CD-ROM o DVD

IDE-ATAIDE-ATA S-ATAS-ATA

Conector IDE-ATA

Jumper Master/Slave

Conexión de Corriente

http://es.wikipedia.org/wiki/Integrated_Drive_Electronics

Las controladoras IDE ATA casi siempre están incluidas en la placa base, normalmente dos conectores para dos

dispositivos cada uno. De los dos discos duros, uno tiene que estar como esclavo y el otro como maestro.

IDE PrimarioIDE Secundario Disquetera

http://es.wikipedia.org/wiki/Serial_ATA

El Serial ATA es un sistema controlador de discos que proporcionará mayores

velocidades, mejor aprovechamiento cuando hay varios discos, mayor longitud del cable de

transmisión de datos y capacidad para conectar discos en caliente (con la computadora

encendida). Sustituirá al IDE-ATA

Conexión de CorrienteConector IDE-SATAConexión de CorrienteConector IDE-SATA

ISA (8 bits)

EISA (16 bits)

VESA Local Bus (32 bits)

PCI (32 bits)

AGP (32 bits)

PCI-EXPRESS

SLOT DE EXPANSION (ancho de bus ):

http://es.wikipedia.org/wiki/Slot

Tarjetas Gráficas (Resolución y Profundidad de color):

MDA Monochrome Display Adapter (720x350 en modo texto, no soporta graficos)

HérculesSistema monocromo que soparta modo texto y modo grafico, mejorando el MDA (720x350).

CGA Color/Graphics Adapter (Resolucion Máxima 640x200x4 colores)

EGA Enhanced Graphics Adapter (640x350x16 colores)

VGAVideo Graphics Array (720x400 en modo texto, 640x480x16 o 320x200x256 en modo grafico )

SVGA Super Video Graphics Array (800 x 600 x 480,000) soporta 16 mill. Colores

XGA eXtended Graphics Array (1024 x 768 x 65.000) soporta 16 mill. Colores

SXGASuper Extended Graphics Array (1280 x 1024 x 1,3 mill Colores) soporta 16 mill. Colores

UXGAUltra Extended Graphics Array (1600 x 1200 x 1,9 mill Colores) soporta 16 mill. Colores

QXGAQuantum Extended Graphics Array (2048 x 1536 x 3,2 mill Colores) soporta 16 mill. Colores

La Informática es la ciencia que trata la información para su procesamiento automático (INFORmación autoMÁTICA).

Los ordenadores trabajan almacenando la información de forma digital, ya sea texto, números, imágenes, sonidos...El formato digital implica que se va a emplear el sistema binario (CEROS y UNOS) para la representación de la información.

Esto es así porque el ordenador es un conjunto de sistemas físicos, eléctricos y magnéticos que solo puede entender dos estados .

A la unidad mínima de información que entiende un ordenador, recibe el nombre de BIT (Binary digiT).

Representa la cantidad más pequeña de información que puede transmitirse o procesarse, es decir o un 0 o un 1.

Al grupo consecutivo de 8 bits se le denomina byte u octeto. Con un byte se pueden representar los números enteros entre 0 y 255 (2 elevado a 8 = 256 posibles valores).

Ejemplo de 1 byte: 10111001

Como estas unidades son muy pequeñas se usan las múltiplos del Sistema Internacional de Unidades para

representar cantidades mayores:

La unión de 1024 bytes se llama Kilobyte (Kb)

La unión de 1024 Kb se llama Megabyte (Mb)

La unión de 1024 Mb se llama GigaByte (Gb)

La unión de 1024 Gb se llama TeraByte (Tb)

La unión de 1024 Tb se llama PetaByte (Pb)

La unión de 1024 Pb se llama ExaByte (Eb)

La unión de 1024 Eb se llama ZettaByte (Zb)

La unión de 1024 Zb se llama YottaByte (Zb)

La unión de 1024 Yb se llama BrontoByte (Bb)

1.024

1.048.576

1.073.741.824

1.099.511.627.776

1.125.899.906.842.620

1.152.921.504.606.850.000

1.180.591.620.717.410.000.000

1.208.925.819.614.630.000.000.000

1.237.940.039.285.380.000.000.000.000

Bytes

¿Cuantos bits tiene este carácter? ¿Y bytes?

Vamos a ilustrar este tema con un ejemplo:Si escribimos un carácter, por ejemplo una A en nuestro

ordenador, fisicamente tendrá la siguiente apariencia:

¿Cuantos bits tiene este carácter? ¿Y bytes?

Precauciones al abrir la CPU:

1. Apagar y Desconectar: al igual que se tiene al

trabajar con cualquier articulo que usa electricidad.

2. Nunca mover la CPU cuando esté funcionado.

El disco duro puede dañarse.

3. Al abrir la CPU, tocar cualquier parte metálica para

descargar la electricidad estática del cuerpo.

Conexiones externas de la CPU:

1. Fuente AC (Alimentación de Corriente)

2. Conector PS/2 Teclado (Mini-DIN)

3. Conector PS/2 Ratón (Mini-DIN)

4. Puerto Serie (COM)

5. Puerto Paralelo (LPT)

6. Puerto USB

7. Conector de RED (RJ45)

8. Multimedia (Altavoces, Salida Auxiliar, Micrófono)

9. Puerto MIDI

10. Puerto Firewire (IEEE 1394)

11. Tarjeta Gráfica (VGA, S-video, RCA)

12. Tarjeta de RED (RJ45)

13. Modem (RJ11)

1

32

4 5

6 7

8 9

10

11

12

13

Información FRONTAL de la CPU:

1. LED de encendido (verde)

2. LED de lectura/escritura HD (rojo)

3. LED Disquetera

4. LED CD-ROM

5. Botón POWER (Encendido en Frío)

6. Botón RESET (Encendido en Caliente)

12

3

3

4

6

5

El Arranque del PC realiza los siguientes pasos:

1. Chequeo de los componentes: Corriente, Cpu,

Memoria, Disco duro, Disquetera...

2. Acceso a la ROM y lectura de las especificaciones del

arranque de en la BIOS.

3. Dar el control del arranque a la primera unidad

especificada en la secuencia de arranque de la BIOS.

4. Arranque del Sistema operativos de esa unidad.(Lectura del MBR)

ERRORES en el Arranque del PC:

1. Si durante el proceso de prueba del hardware la BIOS detecta alguna

anomalía, nos lo hará saber mediante un sistema de pitidos.

2. Floppy disks fail (40) or (80) error

3. Keyboard error or no keyboard presentPress <F1> to RESUME

4. PRIMARY MASTER HARD DISK FAIL

5. DISK BOOT FAILURE, INSERT SYSTEM DISK AND PRESS ENTER

6. Invalid system disk

Replace the disk, and then press any key

7. CMOS DISPLAY FAILURE

8. No está lista leyendo unidad A, Anular, Repetir, Descartar

9. Espacio insuficiente en disco

La BIOS (Basic Input Output System – Sistema

Básico de Entrada y salida), también conocida

como CMOS (Complementary Metal Oxide

Semiconductor), es un chip que contiene la

información básica del hardware del ordenador

así como la fecha y la hora del sistema, indica a

la CPU de que manera tiene que actuar, define el

arranque, las opciones y parámetros de disco

duro, memoria, puertos y acceso al sistema.

Algunos de los principales fabricantes de BIOS son:

Para poder acceder a las opciones de configuración

de la BIOS hemos de observar al arrancar el

ordenador cual es el atajo o combinación de teclas que nos permite entrar. La

mayoría de las veces podemos acceder

pulsando la tecla DEL o de Suprimir.

ACCESO A LA BIOS:

El menú principal de la BIOS AWARD ofrece las siguientes opciones:

Opciones estándar

Opciones avanzadas

Auto detección

Discos IDE

Contraseña de Supervisor

Contraseña de Usuario

Salir y Guardar

Salir sin guardar

Cargar las opciones de la BIOS

Cargar las opciones anteriores

Opciones avanzadas de los Chipset

Configuración Plug&Play/PCI

Administración de Energía

STANDARD CMOS SETUP (Configuración estándar de la BIOS):

1. la Fecha del sistema

2. la Hora del sistema

3. los parámetros del disco duro

4. la disquetera instalada

5. El tipo de video

6. Como debe comportarse el sistema en caso de error.

7. RAM instalada.

3

4

56

7

12

BIOS FEATURES SETUP (Configuración avanzada de la BIOS):

12

34

5

6

1. Cache Interna

2. Cache externa

3. Secuencia de arranque del sistema

4. Intercambio del controlador de la disquetera

5. Activar el teclado numérico

6. Opciones de seguridad: - Setup - Sistema.

IDE HDD AUTO DETECTION (Auto detección del Disco Duro):

SUPERVISOR PASSWORD (Definir contraseña de súper usuario)

Accede a la BIOS con todos los privilegios. Para quitar la contraseña, deja en blanco la definición del Password. En ese momento se nos indicara PASSWORD DISABLE.

USER PASSWORD (Definir contraseña de usuario)

Permite acceder a la BIOS pero no a todas las opciones. Para quitar la contraseña, deja en blanco la definición del Password. En ese momento se nos indicara PASSWORD DISABLE. Se utiliza para poder arrancar el Sistema operativo cuando esta configurada la opción de seguridad en Sistema.

American Standard Code for Information Interchange es el código estándar americano para el intercambio de información, que define los caracteres que se utilizan en el ordenador.

Como existen múltiples plataformas hardware en el mercado e infinidad de sistemas operativos se han ajustado los códigos utilizados por el ordenador atendiendo a estas razones y al idioma de los usuarios.

De esta manera se normalizo los códigos de acuerdo a una institución americana ASCII.

Se propusieron que cada carácter ocupara 1 byte (8bits) y así se pueden definir 28 =256 caracteres. Los cuales se almacenan en la ROM (Read Only Memory) del ordenador.

Del 0 al 127 son caracteres ASCII definidos por los americanos: Del 0 al 31 son caracteres no imprimibles, códigos de control. Del 32 al 127 son caracteres normales

Del 128 al 255 son caracteres ASCII ampliados y cambian según el idioma, el hardware y el sistema operativo. Incluyen aparte de vocales acentuadas la ñ, ç, ¿ y todos aquellos símbolos que no son utilizados cotidianamente por los ingleses. A estos se les denomina caracteres ANSI. (American National Standards Institute)

Para obtener un carácter en la pantalla se debe pulsar la tecla ALT y con ella pulsada y usando el teclado numérico pulsar el numero que corresponda con el carácter que deseamos mostrar. ATL+65, al soltar la tecla ALT se vera en pantalla el carácter A

Los sectores son las unidades mínimas de información que puede leer o escribir un disco duro. Generalmente, cada sector almacena 512 bytes de información.

Partes una cara de un HD:

El número total de sectores de un disco duro: nº sectores = nº caras * nº pistas/cara * nº sectores/pista.

Por tanto, cada sector queda unívocamente determinado si conocemos los siguientes

valores: cabeza, cilindro y sector.

Estructura física de un disco duro

Estructura lógica de un disco duro

El sector de arranque (MBR) es el primer sector de todo disco duro (cabeza 0, cilindro 0, sector 1).

En él se almacena la tabla de particiones y un pequeño programa master de inicialización, llamado también Master Boot Record.

Este programa es el encargado de leer la tabla de particiones y ceder el control al sector de arranque de la partición activa.

Si no existiese partición activa, mostraría un mensaje de error.

Estructura lógica de un disco duro

Cada disco duro constituye una unidad física distinta. Sin embargo, los sistemas operativos no trabajan con unidades físicas directamente sino con unidades lógicas.

En un disco duro sólo pueden existir 4 particiones primarias (incluida la partición extendida, si existe). Este límite, se logra subsanar mediante la creación de una partición extendida. En ella se pueden definir particiones lógicas, sin límite.

El sistema operativo de la partición activa será el que se cargue al arrancar desde el disco duro.

El sistema de archivos

Un sistema de archivos es una estructura que permite tanto el almacenamiento de información en una partición como su modificación y recuperación. Para que sea posible trabajar en una partición es necesario asignarle previamente un sistema de archivos. Esta operación se denomina dar formato a una partición.

Generalmente cada sistema de archivos ha sido diseñado para obtener el mejor rendimiento con un sistema operativo concreto (FAT para DOS, FAT32 para Windows 98, NTFS para Windows NT, HPFS para OS/2…).

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_archivos

Sistemas de archivos mas comunes:

FAT12 o FAT16 (File Allocate Table, tabla de asignación de archivos) Esta tabla es el índice del disco. FAT12. Es un sistema de ficheros para disquete, no permite particiones y como máximo tamaños de 32 Mb.

VFAT (Virtual FAT) o LFN (Nombres largos de fichero)Este sistema de archivos logra remediar uno de los mayores problemas del sistema FAT16, los nombres de archivos y directorios sólo podían contener 8 caracteres de nombre y 3 de extensión. Con VFAT, se logra ampliar este límite a 255 caracteres entre nombre y extensión.

La mayor ventaja de VFAT es que tiene plena compatibilidad con FAT.Tanto las particiones FAT como las VFAT están limitadas a un tamaño máximo de 2 GB.


Sistemas de archivos mas comunes:

FAT32 (FAT de 32 bits) El sistema FAT32 permite trabajar con particiones mayores de 2 GB. Esta limitadas a un tamaño máximo de 2 TB.

NTFS (New Technology File System, sistema de archivos de nueva tecnología) Este es el sistema de archivos que permite utilizar todas las características de seguridad y protección de archivos de Windows NT.

HPFS (High Performance File System, sistema de archivos de alto rendimiento) HPFS es el sistema de archivos propio de OS/2 de IBM.

EXT2 (second extended filesystem o "segundo sistema de archivos extendido“)

Fue el sistema de archivos estándar en el sistema operativo GNU/Linux en la actualidad muchos usuarios están emigrando a ReiserFS y asu sucesor EXT3.


Un vez que la BIOS le da el control de arranque a la unidad especificada en la secuencia de arranque. Es la partición PRIMARIA ACTIVA la que puede cargar el Sistema Operativo.

En el arranque del MS-DOS estos son los ficheros utilizados:

COMMAND.COM

IO.SYS

MS-DOS.SYS

AUTOEXEC.BAT

CONFIG.SYS

ARRANQUE DEL MS-DOS (FAT):

FICHEROS OBLIGATORIOS

FICHEROS OPCIONALES(Permiten al usuario

personalizar el arranque)

En el arranque de Windows NT estos son los ficheros utilizados:

NTLDR (SETUPLDR.BIN en Windows NT 3.5)

NTDETECT.COM

BOOT.INI

ARRANQUE DE LA CONSOLA DE COMANDOS (NTFS):

DISTRIBUCIÓN DE LOS COMANDOS DEL MS-DOS

UNIDADES

DIRECTORIOS

FICHEROS

SISTEMA

Unidad: (A: o C:)FDISKFORMAT SYSDISKCOPYLABELVOL

DIRMDCDRDTREEDELTREEATTRIB

TYPEEDITCOPYXCOPYMOVERENDELUNDELETEATTRIB

DOSKEYDATETIMECLSHELPFASTHELPVERPROMPTCHKDSKSCANDISKDEFRAGMEMMEMMAKER