TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES FICHA 1/9

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1 TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES FICHA 1/9 TEMA 2: Hardware y redes locales. Conceptos 1. Datos e información. 2. Arquitectura de ordenadores. 3. Dispositivos con arquitectura de ordenador. 4. Placa base, chipset y microprocesador. 5. Memoria. 6. Conectores y puertos de comunicación. 7. Dispositivos de entrada y salida. 8. Dispositivos de almacenamiento. 9. Dispositivos de comunicación. Redes. Actividades Actividades de introducción. La evolución del hardware ha sido más espectacular si cabe que el software. No sólo en cuanto a los equipos en sí, es decir, el ordenador como tal (ergonomía, diseño, etc.) sino a componentes fundamentales como los microprocesadores, etc. Además, la cantidad de periféricos se han ido desarrollando han hecho que el usuario se vuelva literalmente loco y tenga de desembolsar cantidades nada despreciables para conseguir compatibilizar todos los dispositivos. Como se menciona en el tema sería imposible explicar detalladamente todos los dispositivos de hardware existentes. La vida de algunos de ellos ha sido o será muy breve (minidisc, laserdisc, HD- DVD) mientras que la de otros, que en un principio parecían poco prometedores, resultaron ser un boom de ventas (tarjetas de memoria, teléfonos multimedia). 1. Datos e información. En Informática conviene diferenciar datos e información. Los datos carecen de significado y sólo pasan a ser información cuando son interpretados. Ejemplo: una fotografía digital no es más que datos correspondientes a parámetros físicos de un detector formado por millones de transistores que transmiten o no una señal eléctrica de diferente intensidad pero la fotografía será la interpretación de dichos datos en forma de puntos (pixeles) de diferente color, brillo, etc. La Informática se basa en la codificación binaria que utiliza dos valores, el 0 y el 1 que se corresponden con el estado físico de los componentes esenciales en cualquier sistema informático: los transistores. Así, el estado 0 se corresponde con el estado cerrado (no pasa corriente) y el estado 1 con el de abierto (pasa corriente). Pese a que más o menos esto puede ser conocido por todos, no está tan claro que si uno ve una película en su súper televisión nueva con su súper Blu-Ray, entienda cómo es posible que todo lo que ve pueda traducirse a ceros y unos. Es un proceso más bien mágico para el común de los mortales.

2 TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES FICHA 2/9 Vamos a intentar poner remedio a esto aprendiendo a realizar cálculos sencillitos utilizando este sistema de numeración que no es ni más ni menos que un sistema más, como lo es el decimal o arábigo en el que 102 es 1x x10 + 2x1. Qué diríamos si en Matemáticas nos ponen la siguiente igualdad 111 = 7!?, ya veremos, ya 1. Copia la definición de sistema de numeración que encontrarás en el libro de texto. RESPUESTA: conjunto de símbolos y reglas que permiten representar datos numéricos. La principal regla es que un mismo símbolo tiene distinto valor según la posición que ocupe. 2. Comprobemos que nos estamos enterando: por qué no es posible utilizar el sistema decimal y así no nos complicamos la vida? RESPUESTA: el sistema binario es el más adecuado si queremos representar dos posibles estados físicos de algo, en este caso transistores (a efectos prácticos como si fueran interruptores). O están abiertos o cerrados. Hay otros sistemas de codificación como el sistema Braille (de sobre conocido por ellos) que permite a los invidentes poder acceder a información escrita favoreciendo su integración. Dejar claro que no es lo mismo 251 en formato decimal que 251 en formato binario (que ni existe). Se ve claramente con el número 111 que en decimal equivale a 1 centena, 1 decena y 1 unidad y 111 en binario que equivale a 7 en formato decimal por lo que podríamos poner: 111 (binario) = 7 (decimal) Pasemos ahora a realizar ejercicios en los que tengamos que realizar las transformaciones entre ambos sistemas siguiendo las explicaciones que encontrarás en el libro (página 25). Es importante darse cuenta de que el total de números que se pueden representar con n dígitos binarios es 2 n, mientras que el número más grande es 2 n Página 25: actividades 3, 4 y 5

3 TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES FICHA 3/9 Pero esto no termina aquí como puedes ver en la página 26 que debes simplemente leer. Claro, es fácil ver que realizar el paso directo de ceros y unos a un video no puede ser tan evidente como así es por lo que hemos de avanzar un poco más y ver lo que es el Código ASCII. Como el ordenador sólo es capaz de leer ceros y unos, necesitamos establecer una tabla de correspondencias entre los caracteres y los distintos números binarios utilizando para ello números binarios de un máximo de ocho dígitos (octete). Es lo que se conoce como código de caracteres. El más utilizado y el único que trataremos es el código ASCII (American Standard Code for Information Interchange). En él, a cada carácter se le asigna un número decimal comprendido entre 0 y 255, que, convertido a formato binario, nos da el código del carácter. Los 32 primeros están reservados a teclas de control, hasta el 128 son internacionales y en los restantes se encuentran símbolos especiales como símbolos o símbolos que son utilizados en algunos países como nuestra ñ. 1. Observar tabla de la página Página 27: actividades 6 y 7. Recordar también las unidades en que se cuantifica la información en Informática, la unidad mínima de información (ceros y unos), los bits (binary digit) y sus múltiplos (kilo, mega, giga, tera, peta, exa). 3. Página 50: actividades 1 y 2. Arquitectura de ordenadores. Los ordenadores son máquinas y como tales están constituidos por elementos físicos (hardware) pero a diferencia de otras máquinas más simples, necesitan un conjunto de instrucciones que los hagan funcionar (software). Su evolución, como ya comentamos en el tema anterior, ha sido y es vertiginosa. La estructura básica de un ordenador es la siguiente: una CPU ( Central Process Unit ), memoria que almacena la información que se está procesando, periféricos de entrada o salida que permiten el intercambio de datos y los dispositivos de almacenamiento de entrada y salida que guardan la información de forma permanente. Todos los dispositivos deben estar interconectados y lo consiguen gracias a los buses. 2. Dispositivos con arquitectura de ordenador. Cada día disponemos de más gadgets en el mercado cuyas prestaciones son tan elevadas que se convierten en auténticas computadoras. Teléfono móvil: evolución desde los que requerían de la presencia de una teleoperadora para enviar los primeros mensajes funcionando como un simple busca y los modernos que se centran en aspectos como el diseño y funcionalidad. Actualmente disponen, como cualquier ordenador, de un sistema operativo (Symbian en el caso de Nokia, por ejemplo; Windows mobile o Linux). Por supuesto están expuestos a las mismas amenazas que cualquier ordenador (virus, etc.). Ya adquieren distintas denominaciones: Smartphone, Mobile phone, PDA+móvil pero sin GPS, PDA+móvil+GPS, etc. Reproductores multimedia: ya no se limitan a los simples reproductores MP3 sino que ya reproducen videos en MP4, sintonizan emisoras de radio, disponen de aplicaciones, se pueden conectar a Internet para bajar/comprar canciones, etc. Además, su capacidad de almacenamiento, como en el resto de dispositivos electrónicos, ha aumentado exponencialmente.

4 TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES FICHA 4/9 PDA ( Personal Digital Assistant ): es un pequeño ordenador cuya función es la que su nombre indica. Empezaron siendo simples agendas pero ya no, son ordenadores en miniatura con casi todas las funcionalidades que estos ofrecen (S.O., aplicaciones, Office, por ejemplo, GPS, Bluetooth, WIFI, teléfono, etc.). Si sólo hablamos de PDAs se suelen clasificar en PALM o Pocket PC en función de su S.O. Se suelen manejar a través de un puntera, de forma táctil y disponen de tarjetas de almacenamiento. Navegadores GPS (Global Positioning System): disponen de un receptor GPS (basado en la utilización de la señal de 24 satélites que orbitan alrededor de la Tierra de forma sincronizada cubriéndola por completo). Permiten ubicar cualquier objeto en cualquier punto de la superficie de la Tierra. Comentar su carácter militar y restrictivo, hablar del proyecto Galileo, etc. Disponen de un software que permite crear rutas de navegación y sirve de asistente en viajes, etc. Los más famosos son los modelos de Navman y Tom Tom Navigator. Ya hemos comentado que hay dispositivos que engloban varios de los mencionados o que gracias a accesorios como una antena GPS pueden utilizarse para ello. Videoconsolas: son las representantes más antiguas pero las actuales poco tienen que ver con las primeras ya que incluyen múltiples funciones (reproducir Blu-Ray, acceder a la red vía WIFI, etc.) Revolución actual con los mandos inteligentes que disponen de acelerómetros, etc. (WII). En su día, el chip de la PlayStation 2 fue una revolución tal, que países con restricciones en la importación de tecnología como Irak, fueron acusados de utilizarlos para el guiado de misiles. 3. Placa base, chipset y microprocesador (TRAER ALGUNOS COMPONENTES). Comentar la estructura interna del ordenador lo más brevemente posible y aprovechar para verlos en directo. Placa madre o madre (motherboard), ranuras de expansión (slots), tarjetas de expansión (video, sonido, red, etc.), buses, decenas de chips (no se ven, sólo se ve su cubierta a modo de cucarachas con sus pines). Los buses pueden estar formados por distintos números de líneas (8, 16, 32, 64) en función del ancho de bus que indica la cantidad de bits que pueden transferirse simultáneamente. Por ellos se transmiten comandos de control, direcciones datos, etc. Explicar más despacito lo que es el chipset, encargado de la gestión de periféricos y de controlar la transferencia de datos entre memoria y microprocesador. Además contiene información del fabricante y marca las limitaciones existentes en las posibles ampliaciones del ordenador. Mezcla pues de hardware y software. Hablar de la CPU, compuesta básicamente por la unidad de control y la unidad aritméticológica. La CPU necesita a la memoria RAM puesto que ella no procesa ni ejecuta datos directamente (hablar pues de la importancia de la RAM poniendo el ejemplo clásico del embalse y de la cantidad de memoria que debe estar libre en el disco duro para facilitar el acceso por parte de la memoria RAM). Importante también como hemos dicho el ancho de bus de la CPU, actualmente 64 bits. Hablar también del reloj y de su importancia vital. La velocidad de un PC se mide en una unidad llamada Hertzios (1 operación cada segundo) por lo que se necesita un reloj. Hay muchas velocidades importantes (del bus, de la RAM) aunque de la que más se habla es de esta que ronda los 2-6 GHz actualmente. 1. Página 50: actividades 9 y En el CD tienen una noticia relacionada con los microprocesadores (optativo).

5 TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES FICHA 5/9 4. Memoria (ver documentos del CD, Tipos de memoria.pdf, no lo pediré yo). Comentar los diferentes tipos de memoria existentes y discrepar de la afirmación de que es fácil ampliar la cantidad de RAM (página 34) y dar los motivos, claro (múltiples tipos, dependencia de la frecuencia, de si es o no portátil, etc. (ENSEÑAR ALGUNOS MÓDULOS DE MEMORIA)). Memoria RAM (Random Access Memory) es una memoria de acceso aleatorio en la que se puede leer y escribir información pero es temporal. Memoria caché es un tipo de memoria RAM mucho más rápida. Al igual que la RAM almacena información pero la información que acaba de utilizar o que va a utilizar el microprocesador. Agiliza la transferencia entre RAM y CPU. Hay memoria caché externa o de segundo nivel (L2) y caché interna o de primer nivel (L1) que está situada en el interior del microprocesador y es aún más cara que la externa por el que la cantidad es menor. La memoria virtual es una parte de la memoria del disco duro que el ordenador utiliza a modo de memoria RAM para aumentar la memoria total del ordenador. En Linux adquiere una denominación más explicativa, memoria de intercambio, swap. Al no ser memoria RAM es mucho más lenta por lo que el ordenador evitará usarla si dispone de suficiente memoria RAM (comentar aviso de la memoria virtual es muy baja, cierre algunas aplicaciones, etc.). La memoria ROM (Read Only Memory) es solo de lectura, contiene información grabada por el fabricante y es permanente, claro. La BIOS (Basic Input Output System) contiene las instrucciones que permiten realizar el chequeo inicial del equipo y datos técnicos de los componentes del hardware. Dicha memoria realiza un chequeo que compara con la memoria CMOS y en función de su resultado permite que el ordenador inicie o informará del problema. La RAM CMOS (Complementary Metal Oxido Semiconductor Random Access Memory) es una cantidad de memoria incorporada en un chip de la placa base cuya función es almacenar parte de la configuración del sistema: fecha y hora y datos de periféricos no controlados por la BIOS. Como es una memoria RAM es temporal por lo que tiene que alimentarse constantemente de una pila (poner ejemplo de la pila, informa del error y hay que sustituirla). 5. Conectores y puertos de comunicación (ver fotografías de las páginas 37-38). Los dispositivos deben conectarse entre sí y lo hacen a través de conectores que pueden ser internos o externos en cuyo caso se denominan puertos. Los hay específicos (esencialmente ratón y teclado que incluso pueden disponer de un puerto de infrarrojos, IR o USB o bluetooth). Los puertos pueden ser de varios tipos y han ido evolucionando constantemente adaptándose a las necesidades en cuanto a velocidad y prestaciones de los periféricos que los utilizan (comentar antiguo puerto paralelo para la impresora que apenas se usa ya). Los tipos principales son: serie, paralelo (transfieren 1 byte en lugar de 1 bit como serie), USB (1.0, 1.1 y 2.0 con velocidades que van desde 1.5, 12 a 480 Mbps), IEEE1394 (conocido como Firewire o i.link), infrarrojo (IrDA). Hay ciertos dispositivos externos que requieren la presencia de una tarjeta de expansión, ejemplo monitor (conexión VGA proporcionado por la tarjeta de video o tarjeta gráfica). Para conectar una tarjeta de expansión se necesita una ranura apropiada libre en la placa base e instalar los controladores o drivers adecuados. En muchos casos, se conectan al ordenador dispositivos que son en sí mismos una tarjeta de expansión. Cuando uso se compra un ordenador ha de ser consciente de que se va a quedar anticuado en apenas dos años. Cuantas más posibilidades de ampliarlo tenga (cosa que depende sobre todo de la placa base) mejor será y por lo tanto más caro (hablar de los chollos de 399 euros que luego no dan más de sí). Ejemplos: tarjeta de red, tarjeta de sonido, etc. No todas las tarjetas de expansión se conectan al mismo tipo de ranuras, las hay ISA, PCI (posibilita la tecnología Plug&Play, variantes como PCI-X o PCI-Express), AGP (específico para tarjetas de video).

6 TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES FICHA 6/9 6. Dispositivos de entrada y salida. Este punto lo deberían conocer perfectamente y su peso en el examen será mínimo. Ya saben lo que es un dispositivo de entrada y salida y en el libro les comentan las características más interesantes de cada uno de los que toma como ejemplo. De entrada: ratón, teclado, lectores de código de barras o de huellas dactilares, escáner, joystick, tableta digitalizadora, lectores de bandas magnéticas, pantallas táctiles, Tablet PC, cámaras digitales, micrófono. De salida: monitores CRT (tradicionales, de tubo o de rayos catódicos), de cristal líquido LCD, TFT (los más comunes en informática), Plasma. Comentar las características importantes de un monitor. La frecuencia, medida en Hertzios indica la tasa de refresco de la imagen en pantalla. A mayor frecuencia, menor fatiga visual. Por otra parte, la resolución indica el número de puntos o pixeles de los que dispone. También influye en la calidad de la imagen el número de colores que requiere la máxima compatibilidad entre monitor y tarjeta de video. Comentar que un monitor de 22 mostrará peor las imágenes que uno de 32 si dispone de la misma resolución. Comentar también el tema de los colores (profundidad de color, C = 2 b, siendo b el número de bits empleado en cada pixel). En cuanto a las impresoras parecido, comentarlo sólo por encima. Las hay de margarita o matriciales (obsoletas ya para los usuarios normales), térmicas, láser y de inyección de tinta (las más utilizadas por los usuarios). Las cuatro características principales a mirar son: características de los cartuchos (existencia o no de cartuchos independientes, colores, precio), resolución, medida en ppp (puntos por pulgada) o dpi (dots per inch), velocidad (medida normalmente en páginas por minuto, ppm) y, por supuesto, el precio. Todo ello pensando siempre en el tipo de uso que le vamos a dar. También están los plotter, utilizado en CAD porque puede utilizar papel de grandes dimensiones y los microfilme COM (Computer Output in Microfilm) utilizados en bancos y bibliotecas (seguro que los han visto en películas) almacenan imágenes en forma de microfichas que almacenan varias imágenes de 1,5 cm Página 40: actividades 13 y Página 50: actividades 15 y Dispositivos de almacenamiento. Al igual que los puntos anteriores, explicarlo un poco a modo de esquemas en la pizarra y comentar lo más novedoso o desconocido para ellos. Estos dispositivos pueden considerarse de entrada/salida aunque depende porque un CD ya grabado, por ejemplo, sólo será de entrada pero en fin, genéricamente sí se les puede calificar de entrada/salida. Según su tecnología de funcionamiento se clasifican en magnéticos, ópticos, magneto-ópticos y flash. Especialmente los magnéticos deben alejarse de las fuentes de calor o de los campos eléctricos y magnéticos intensos. Discos magnéticos: discos flexibles (5 ¼, 3 ½, ZIP de hasta 750 MB, Superdisc LS-x, Minidisk). Hoy en día el único representante utilizado de forma generalizada es el disco duro que ya no se debe llamar disco fijo pues se dividen en extraíbles y externos o portátiles. Hoy día se ven ya en el mercado a precios bajísimos discos de 1 TB (unos 130 euros) e incluso de 2 TB. Dependiendo de la tecnología de transferencia de datos pueden ser IDE (EIDE, los más comunes) que a su vez se dividen en subtipos especialmente atendiendo a la velocidad de transferencia: ATA, Ultra-ATA, Ultra DMA, Ultra DMA-66, Ultra DMA-100, etc (el último a día de hoy sería al Serial-ATA). Pueden ver la figura en el libro en la que se detallan las partes que se distinguen en un disco duro: caras, pistas, sectores y cilindros, términos que les resultarán familiares a aquellos que hayan ejecutado un Scandisk, por ejemplo.

7 TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES FICHA 7/9 Discos ópticos: CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory) que básicamente pueden ser del tipo CD R (discos WORM, Write Once, Read Many) y CD RW (ReWritable). DVD (Digitale Versatil Disc no Video Disc como dice el libro, ese es el nombre que también se le daba por su función). Se basan en los mismos fundamentos que los CD pero utilizando frecuencias de luz menores y muescas más pequeñas por tanto. Su capacidad es mucho mayor pudiendo llegar a los 17 GB. Los hay de muchos tipos siendo los más usuales: DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW y hay que tener cuidado porque las unidades de DVD no siempre son capaces de leer o escribir en ambos formatos por lo que puede que nos compremos una tarrina y la tengamos que cambiar o tirar porque no nos sirve (suele venir indicado con las siglas en la propia unidad, eso sí, a un tamaño microscópico!). 1. Página 43: actividades 18 y Página 50: actividad 17. Los DVD ya han sido superados por un nuevo formato: el Blue-Ray (después de desbancar a su rival el HD-DVD). Comentar el perjuicio causado a los consumidores por la falta de acuerdo y la guerra empresarial encarnizada entre Sony y Toshiba y que a diferencia de lo que sucedió con el VHS y el BETAMAX se ha saldado con la victoria de Sony. Comentar que la x es 150 KB/s en el caso de los CD y 1385 KB/s para los DVD. El orden suele ser, si aparecen varios, lectura/escritura/reescritura. Discos magneto-ópticos: tecnología mixta que utiliza un láser sobre una aleación de metal cristalino sobre superficie de aluminio. Memorias flash: eran las utilizadas por la BIOS pero su uso se ha popularizado (gracias a descubrimientos y avances como los de la magnetorresistencia gigante, etc.). Los nombres y formatos se han especializado tanto que se ha convertido en una locura para los usuarios normales : memory stick, compact flash de varios tipos, smart drive, pendrive y un largo etc hasta completar cerca de la treintena de tipos. Hablar de la vida limitada (aunque el número de de veces de borrado/escritura no es el factor de riesgo principal) y la necesidad de disponer de copias de seguridad. 8. Dispositivos de comunicación. Redes. Red informática: conjunto de ordenadores y dispositivos electrónicos conectados entre sí cuya finalidad es compartir recursos, información y servicios. Para ello se utilizan reglas que marcan los parámetros en que deben producirse las transferencias de datos. Hoy en día, lo más común es utilizar el protocolo TCP/IP porque es el que utiliza Internet (explicar que nuestro ordenador no pertenece a Internet!!). Tipos de redes: Según su tamaño o cobertura: o o o o PAN, red de área personal. Escasos metros de alcance y un solo usuario. Ejemplo: PDA y manos libres. LAN, red de área local. Entorno de un edificio, varios dispositivos y varios usuarios (las redes privadas virtuales, VPN serían de este tipo pero incorporando mayores medidas de seguridad). MAN, red de área metropolitana, formada por un conjunto de redes LAN. Las nuevas redes municipales que utilizan conexión inalámbrica de largo alcance (Wimax, Worldwide Interoperability for Microwave Access: protocolo inalámbrico de comunicación MAN que utiliza frecuencias entre 2.5 GHz y 5.8 GHz, alcance unos 50km, precisa antenas especiales) WAN, red de área amplia. Entorno países o continentes.

8 TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES FICHA 8/9 Según el medio físico utilizado: alámbricas, inalámbricas (mediante OEM, luz) y mixtas. Las inalámbricas se conocen como redes WiFi (Wireless Fidelity), utiliza protocolos de conexión por radiofrecuencia en la banda GHz. Hay de tipos a/b/g/n Según su topología: Bus o lineal, Estrella (la más utilizada en las redes no muy complejas pero requiere un switch: dispositivo que conmuta o selecciona el puesto al que debe dar prioridad de cada información en cada momento. Así, sólo envía los paquetes de información a cada destinatario), Anillo, Árbol y Malla. También se usa el concentrador o hub: dispositivo que permite la conexión de varios ordenadores utilizando un cableado de red. El cableado se realiza utilizando distintos cables en función del tipo de red: cables coaxiales, actualmente en desuso; cables UTP (Unshield Twisted Pair) formados por cuatro pares de hilos trenzados y con conexiones RJ-45 y cableado de fibra óptica. Además hemos de conectar la red a la línea telefónica para lo que se utiliza un módem (utilizando la línea telefónica convencional, RTC, Red Telefónica Conmutada), tarjeta RDSI (Red Digital de Servicios Integrados), módem ADSL (aunque se las denomina xdsl, Asimetric Digital Subscriber Line, HDSL, RADSL, ADSL2, ADSL2+), Router, módem-cable, satélite, ondas radioeléctricas, conexión móvil (GSM, Global System for Mobile, velocidad máxima, 9800 bps; GPRS, General Packet Radio Services, velocidad máxima 115 kbps; UMTS, Universal Mobile Telecommunication System, trabaja a 2 GHz y permite velocidades de 2 Mbps). El sistema HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) es una evolución del UMTS que permite alcanzar tasas de transmisión de hasta 14 Mbps. La velocidad de transmisión de un módem se mide en bps. No confundir con los baudios que indica el número de señales analógicas enviadas por la línea analógica en un segundo. 1. Página 50: actividades 19, 23 (archivo PLC.pdf) y 25. En el CD dispones de un programa en la Unidad 2, llamado WinAudit que analizará la configuración de tu equipo de forma detallada. Ejecútalo sin miedo y observa por encima los datos que obtiene (verás que son muchos). Hay programas específicos que no sólo hacen este análisis sino que elaboran rankings de rendimiento, los podemos comparar con equipos similares, etc. Algunos ejemplos son Everest y Sandra.

9 TEMA 2: HARDWARE Y REDES LOCALES FICHA 9/9 EVOLUCIÓN DE LOS MICROPROCESADORES.