Tema 2:

Hardware.

2. ARQUITECTURA DE ORDENADORES.

Procesamiento: Unidad central del procesamiento (CPU).

Es el componente del ordenador y otros dispositivos programables, que interpreta las instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos. La CPU proporciona la característica fundamental del ordenador digital y son uno de los componentes necesarios encontrados en los ordenadores de cualquier tiempo, junto con el almacenamiento primario y los dispositivos de entrada/salida. La forma, el diseño y la implementación de los CPU ha cambiado drásticamente desde los primeros ejemplos, pero su operación fundamental ha permanecido bastante similar.

2.1 Componentes hardware de un ordenador.

Todo sistema informático tiene, al menos, componentes y dispositivos hardware para realizar funciones como:

Almacenamiento: Memorias.

Memoria RAM -> Es la memoria donde se guardan los datos que estas utilizando en el momento, el almacenamiento es temporal por que los programas permanecen en ella mientras el dispositivo este encendido.

Memoria ROM -> Es la memoria que se utiliza para almacenar los programas que ponen en marcha el ordenador y realizan los diagnósticos.

Entrada: Periféricos de entrada.

Son los que permiten introducir datos externos a la computadora para su posterior tratamiento por parte de la CPU, en conclusión, Es un dispositivo electrónico físico que se conecta a un ordenador, pero no forma parte del núcleo básico.Ejemplos: Teclado, ratón, webcam, micrófono, etc.

Salida: Periféricos de salida.

Los periféricos de salida reciben la información procesada por la CPU y la reproducen, de modo que sea perceptible por el usuario.Ejemplos: Monitor, altavoces, impresora, etc.

Entrada/Salida: Periféricos mixtos

Los periféricos de entrada/salida son los que utiliza la computadora para mandar y para recibir información. Su función es la de almacenar o guardar, de forma permanente o virtual, todo aquello que hagamos con la computadora para que pueda ser utilizado por los usuarios u otros sistemas.Ejemplos: Pantalla táctil, casco virtual.

3. TIPOS DE ORDENADORES.

Es una ordenador con capacidades de cálculo muy superiores a las comúnmente disponibles de las máquinas de escritorio de la misma época en que fue construida. Hoy se utiliza en ingeniería, medicina y ciencia. Eso incluye el desarrollo de biocombustibles y el diseño de vehículos que gasten menos combustible. Son muy costosos, por eso su uso está limitado a organismos militares, gubernamentales y empresas. Generalmente tienen aplicaciones científicas, especialmente simulaciones de la vida real. 

Algunas supercomputadoras conocidas son Blue Gene, Seymour Cray, Deep Blue, Earth Simulator, MareNostrum, etc. 

3.1 Superordenadores.

Es un tipo de ordenador personal, diseñado y fabricado para ser instalado en una ubicación fija, como un escritorio o mesa, a diferencia de otras ordenadores, como los portátiles.

3.2 Ordenadores de sobremesa.

Es un ordenador personal transportable. Los ordenadores portátiles son capaces de realizar la mayor parte de las tareas que realizan los ordenadores "de torre", con similar capacidad y con la ventaja de su peso y tamaño reducidos.

3.3 Ordenadores portátiles.

Es una especie de ordenador portátil de mayor tamaño que un teléfono inteligente, integrada en una pantalla táctil (sencilla) con la que se interactúa primariamente con los dedos, sin necesidad de teclado físico ni ratón.

3.4 Tablets. 3.5 Teléfonos inteligentes.

Es un tipo de teléfono móvil construido sobre una plataforma informática móvil, con mayor capacidad de almacenar datos y realizar actividades, semejante a la de una miniordenador y con una mayor conectividad que un teléfono móvil convencional. El término «inteligente», que se utiliza con fines comerciales, hagan referencia a la capacidad de usarse como un ordenador de bolsillo.

4. PLACA BASE, CHIPSET Y MICROPROCESADOR.4.1 La placa base. Buses

Es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen el ordenador. Es una parte fundamental para armar cualquier ordenador. Va instalada dentro de una carcasa que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes internos.Componentes de la placa base:

Conectores de alimentación de energía eléctrica. Zócalo de CPU. Ranuras de RAM. Chipset. La CMOS. La BIOS Buses.

Tipos de buses:

Los buses son espacios físicos que permiten el transporte de información y energía entre dos puntos del ordenador.

Bus de datos.Son las líneas de comunicación por donde circulan los datos externos e internos del microprocesador.

Bus de dirección.Es la línea de comunicación por donde viaja la información específica sobre la localización de la dirección de memoria del dato o dispositivo al que se hace referencia.

Bus de control.Es la línea de comunicación por donde se controla el intercambio de información con un módulo de la unidad central y los periféricos.

Bus de expansión.Son el conjunto de líneas de comunicación encargado de llevar el bus de datos, el bus de dirección y el de control a la tarjeta de que se agrega a la placa principal. Bus del sistema.La velocidad de transferencia del bus de sistema está determinada por la frecuencia del bus y el ancho del mínimo.

 4.2. Circuitos integrados y el chipset.

El chipset es una serie o conjunto de circuitos electrónicos, que gestionan las transferencias de datos entre los diferentes componentes del ordenador.El chipset se divide en dos secciones:

Puente norte.Gestiona la interconexión entre el microprocesador, la memoria RAM y la unidad de procesamiento gráfico.

Puente sur.Gestiona la interconexión entre los periféricos y los dispositivos de almacenamiento, como los discos duros o las unidades de disco óptico.

4.3 Microprocesador.

Es el circuito integrado central más complejo de un sistema informático, se le suele llamar el «cerebro» de un ordenador. Es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.En la actualidad este componente electrónico está compuesto por millones de transistores, integrados en una misma placa de silicio. 

5. MEMORIA PRIMARIA.

5.1. La memoria RAM.

Es la memoria donde se guardan los datos que estas utilizando en el momento, el almacenamiento es temporal por que los programas permanecen en ella mientras el dispositivo este encendido.Es de vital importancia para un funcionamiento rápido y efectivo de los procesos informáticos. El procesador y la memoria RAM se complementan para obtener el máximo rendimiento. Existen dos tipos de memoria RAM, se diferencian en la tecnología que utilizan para almacenar datos.Según la velocidad, la SRAM es más rápida mientras que la DRAM necesita ser refrescada miles de veces por segundo.

5.2 Memoria caché.

Es la memoria de acceso rápido de una computadora, que guarda temporalmente los datos recientemente procesados, es decir, la información.Es la solución al problema de rendimiento del sistema de memoria. Es muy pequeña y está incluida en el interior del micro. Su función es sencilla, conseguir que los datos más usados estén lo más cerca del procesador para ser accedidos de la manera más rápida posible.

6. PUERTOS DE COMUNICACIÓN Y TARJETAS DE EXPANSIÓN.

 6.1. Puertos de comunicación

Un puerto es una interfaz a través de la cual se pueden enviar y recibir los diferentes tipos de datos.Tipos de puertos:

PCI.Son ranuras de expansión de la placa base del ordenador en las que se pueden conectar tarjetas de expansión: de sonido, de vídeo, de red, etcétera. Podemos encontrar bastantes componentes en el formato PCI. Los componentes que suelen estar disponibles en este tipo de ranura son: capturadoras de televisión, controladoras RAID, tarjetas de red y tarjetas de sonido.

PCIe.Es un nuevo desarrollo del bus PCI que usa los conceptos de programación y los estándares de comunicación existentes, pero se basa en un sistema de comunicación serie mucho más rápido que PCI.Tiene velocidad de transferencia de 16x (8GB/s) y se utiliza en tarjetas gráficas.

Puertos de memoria.A estos puertos se conectan las tarjetas de memoria RAM. Los puertos de memoria son aquellos puertos, donde se pueden insertar nuevas tarjetas de memoria, con la finalidad de extender la capacidad de la misma. Existen puertos que permiten diversas capacidades de almacenamiento que van desde los 256MB hasta 4GB .

Puertos inalámbricos.Las conexiones en este tipo de puertos se hacen sin necesidad de cables, a través de la conexión entre un emisor y un receptor, utilizando ondas electromagnéticas. Si la frecuencia de la onda, usada en la conexión, se encuentra en el espectro de infrarrojos se denomina puerto infrarrojo. Si la frecuencia usada en la conexión es la usual en las radio frecuencias entonces sería un puerto Bluetooth.

Puerto USB.Con sólo conectar el dispositivo, el dispositivo es reconocido e instalado de manera inmediata. Sólo es necesario que el sistema operativo lleve incluido el correspondiente controlador o driver.Presenta una alta velocidad de transferencia en comparación con otro tipo de puertos.

6.2. Tarjetas de expansión.

Es un tipo de dispositivo con diversos circuitos integrados (chips) y controladores, que insertada en su correspondiente ranura de expansión, sirve para expandir las capacidades del ordenador al que se inserta.Las tarjetas de expansión más comunes sirven para añadir memoria, controladoras de unidad de disco, controladoras de vídeo, puertos serie y dispositivo de módem interno.

7. PERIFÉRICOS DE ENTRADA.7.1 El teclado. 7.2 El ratón.

Es un dispositivo que utiliza una disposición de teclas, para que actúen como palancas mecánicas o interruptores electrónicos que envían información al ordenador. El teclado tiene aproximadamente entre 99 y 107 teclas y esta dividido en cuatro bloques: bloque de funciones, bloque alfanumérico, bloque especial y bloque numérico.

Es un dispositivo apuntador utilizado para facilitar el manejo de un entorno gráfico en un ordenador. Generalmente está fabricado en plástico, y se utiliza con una de las manos. Detecta su movimiento relativo en dos dimensiones por la superficie plana en la que se apoya, reflejándose habitualmente a través de un  cursor. El ratón se puede conectar de forma alámbrica o inalámbrica.

Es un periférico que se utiliza para convertir, mediante el uso de la luz, imágenes impresas o documentos a formato digital.Al obtenerse una imagen digital se puede corregir defectos, recortar un área específica de la imagen, por ejemplo. Estas funciones las puede llevar a cabo el mismo dispositivo o aplicaciones especiales.Hoy en día es común incluir en el mismo aparato la impresora y el escáner, esto lo realizan las impresoras multifunción.

   7.3. El escáner. 7.4. Otros 

Un ejemplo puede ser el micrófono, que es un aparato que se usa para transformar las ondas sonoras en energía eléctrica y viceversa en procesos de grabación y reproducción de sonido.También podemos encontrar la palanca de mano, gamepad, etc.

8. PERIFÉRICOS DE SALIDA.

Es el principal dispositivo de salida, que muestra datos o información al usuario.También puede considerarse un periférico de Entrada/Salida si el monitor tiene pantalla táctil o multitáctil.

    8.1. El monitor.  8.2. La impresora.

Es un dispositivo periférico del ordenador que permite producir una gama permanente de textos o gráficos de documentos almacenados en un formato electrónico, imprimiéndolos en medios físicos, normalmente en papel, utilizando cartuchos de tinta o tecnología láser.

    8.3. Otros.

Es un transductor electroacústico utilizado para la reproducción de sonido. Uno o varios altavoces pueden formar una pantalla acústica.

9. DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO.

9.1 Discos Magnéticos.

Sirven como soporte de almacenamiento de datos para archivos de información. Almacenan los bytes de estos archivos en uno o varios sectores de pistas circulares.Hay dos tipos de discos magnéticos:

Discos flexibles. Discos duros.

Están constituidos por una lámina magnética, recubierta por un plástico que la protege. Existen distintos tipos de discos magnéticos.

Están formados por un conjunto de discos situados uno encima de otro, unidos por un eje común. Entre dos discos consecutivos hay un espacio en el que se mueve la cabeza de lectura/escritura.

Es un tipo de memoria informática que posee muchas de las características de la memoria RAM, excepto que sus datos no se eliminan al apagarse el ordenador. La memoria flash almacena porciones de datos en las celdas de memoria, pero esos datos permanecen almacenados aunque se produzca un corte de energía. 

9.2. Memoria flash 9.3. Discos ópticos.

Es un medio de almacenamiento de datos de tipo óptico, que consiste en un disco circular en el cual la información se codifica, guarda y almacena haciendo unos surcos microscópicos con un láser sobre una de las caras planas que lo componen.Los discos ópticos se basan en la tecnología digital.

10. DISPOSITIVOS DE COMUNICACIÓN.

Es la periferia que actúa de interfaz de conexión entre aparatos o dispositivos, y también posibilita compartir recursos entre dos o más ordenadores, es decir, en una red de ordenadores.Cada tarjeta de red tiene un número de identificación único llamado dirección MAC.Encontramos cuatro tipos: Token Ring, Arcanet/Arcnet, Ethernet y Wi-Fi.

 10.1. Tarjeta de red

Es un dispositivo de hardware que se conecta con el ordenador y a una línea telefónica. Permite al ordenador conectarse con otros ordenadores a través del sistema de teléfono. Convirtiendo señales digitales en analógicas y viceversa.

10.2. Módem.

Es un producto hardware que sirve para interconectar redes de ordenadores. Su función principal es enviar paquetes de datos de una red a otra.

  10.3. Router. 10.4. Dispositivo PLC.

Se trata de dispositivos que son capaces de aprovechar la red eléctrica para crear una red LAN para llevar a cabo la compartición de archivos o llevar a los equipos una conexión a internet.

    10.5. Cableado de red.

Consiste en un cable trenzado cables de par trenzado protegidos o no protegidos en el interior de un edificio con el propósito de implantar una red de área local.Suele tratarse de cables de pares trenzados de cobre, no obstante, también puede tratarse de fibras ópticas o cables coaxiales.

FIN.