unidad hardware contenidos La computadora personal Procesamiento Periféricos Unidades de almacenamiento Recursos y rendimiento

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1 unidad 3 hardware contenidos La computadora personal Procesamiento Periféricos Unidas almacenamiento Recursos y rendimiento Tecnologías la Información y la Comunicación 49

2 Acerca esta unidad La computadora es una máquina capaz procesar en forma instantánea y con gran precisión la información. Para lograr esto se vale una serie elementos físicos y tangibles nominados, en forma general, como Hardware. Dentro este conjunto elementos se encuentran los que se encargan obtener los datos e instrucciones periféricos entrada y los que tienen como finalidad brindar resultados al usuario periféricos salida spués haberlos almacenado y procesado. En esta unidad se analizará, entre otras cosas, la calidad y los beneficios l equipamiento informático para saber elegir al momento adquirir o actualizar la PC, o bien realizar un asesoramiento con criterio. Vocabulario: busca en el diccionario las siguientes palabras Aleatorio Decodificador Inalámbrico Periférico Aritmética Digitalizar Interfaz Procedimiento Binario Ensamblar Modulación Pulgada Los términos técnicos se encuentran en el glosario. 50 Unidad 3 - Hardware

3 La computadora personal Origen la PC La empresa Apple Computers fue pionera en la fabricación computadoras para uso personal su molo Apple II fue muy popular en el inicio la década l 80, sin embargo en el año 1981, IBM logra imponer a nivel mundial su molo IBM PC La gran cantidad ventas esta computadora personal significó que a partir ese momento se utilice la sigla PC para hacer referencia a las computadoras personales compatibles con la arquitectura IBM. Una serie acontecimientos hizo que la 5150 se convirtiera en el estándar l mercado en cuanto a arquitectura para fabricantes hardware y software; esto, sumado al gran prestigio IBM y la aparición la primera planilla cálculo, Visicalc [en la unidad Planilla cálculo pues apreciar la interfaz original este programa que se diseñó en 1979], junto al incipiente progreso l software producido por Microsoft, marcó finitivamente el rumbo para las computadoras personales. Principales componentes una PC La PC tiene distintos componentes, internos y externos, que permiten su correcto funcionamiento. Estos componentes puen ser físicos como una lectora CD, una disquetera o una fuente energía o no físicos los programas y datos. Definición / Concepto El hardware un equipo PC está compuesto por todas las partes que son electrónicas y físicas. Una impresora, una placa sonido o una grabadora CD son algunos ejemplos hardware. Importante La informática se populariza en el momento que las computadoras llegan a los hogares y a la pequeña y mediana empresa, primero por medio la Apple II y luego con la IBM PC. Curiosidas Qué significa la sigla PC? Comúnmente se le dice PC, por Personal Computer, a la computadora personal; nosotros, por comodidad y al estar generalizado el término, también nos referimos a ella como PC. Tecnologías la Información y la Comunicación 51

4 52 Unidad 3 - Hardware Dentro l gabinete se encuentran los siguientes elementos omponente C n funció y Ubicación o icroprocesador M CPU procesar Permite madre. placa en la ensamblado encuentra Se información. la (mothermadre Placa en inglés) board interconectar Su misión es gabinete. al atornillada encuentra Se van estos que ya sí, entre componentes los todos a ella. a ensamblados vio Placa encargada la Es madre. placa la a ensamblada encuentra Se monitor. en el imágenes las mostrar sonido Placa reproducir Permite madre. placa la a ensamblada encuentra Se contar bemos escucharlos por para pc; la sonidos los auriculares. o con parlantes Se energía. Fuente ensamblada encuentra gabinete al componentes los todos funcionamiento el Permite etc. discos, placas, memorias, microprocesador, necesaria. eléctrica energía la abasteciéndolos duro o rígido Disco interna unidad una Es gabinete. al ensamblado encuentra Se información. almacenamiento discos Unidad (disquetera flexibles ) 3 encuentra e S a extern unidad una Es gabinete. al ensamblada on d a l es pulgadas 3 disquetes. introducen los se disquete. l medida grabadora o Lectora cd al ensamblada encuentra e S a extern unidad una Es gabinete. cd. introducen los se don emoria M RAM la información mientras almacena que volátil memoria una Es encendida. encuentra se pc

5 Fig Componentes una computadora Operaciones básicas una computadora Fig Esquema con los tres procesos básicos una computadora Tecnologías la Información y la Comunicación 53

6 Procesamiento Qué ocurre ntro l microprocesador? Anteriormente hemos mencionado que el microprocesador o CPU es la parte que controla todos los procesos en la computadora y que se encuentra ensamblada sobre la placa madre. A su vez, ntro l microprocesador pomos distinguir a la unidad control y a la unidad tratamiento, que tienen tareas bien específicas como realizar los cálculos aritméticos, mover datos s una dirección memoria a otra, entenrse con los periféricos externos, etc. Veamos un poco más en talle cómo funcionan estos componentes: Unidad control La unidad control se encarga controlar el funcionamiento los componentes l microprocesador, y los elementos externos a él, mediante el envío señales control. Pomos cir que be ocuparse : Controlar la secuencia instrucciones a ser ejecutadas. Controlar el flujo datos entre las diferentes partes que tiene la computadora. Interpretar las instrucciones. Administrar tiempos acceso y ejecución en el procesador. Enviar y recibir señales control periféricos externos. Los siguientes elementos ayudan al funcionamiento la unidad control: Decodificador Instrucciones. Registro Contador Programa (PC). Registro Instrucciones (IR). Atención! Gabinete no es lo mismo que CPU! En muchos casos se le llama, equivocadamente, CPU al gabinete. Es importante stacar que el gabinete solo es un armazón metálico como un envoltorio que contiene partes licadas la PC que no puen estar expuestas directamente al usuario. En cambio la CPU es el microprocesador el cerebro que le permite a la computadora procesar la información y realizar operaciones complejas. 54 Unidad 3 - Hardware

7 Unidad Tratamiento Es un conjunto recursos en los cuales son tratados los datos. En estos recursos se realizan operaciones sobre los datos y se obtiene un resultado o bien se almacenan resultados intermedios. El control la operación a realizar y qué recursos intervienen o no para realizar una terminada tarea, se controla mediante las señales que provienen la unidad control. Estas señales finen el camino que siguen los datos en el conjunto recursos disponibles, es cir, qué elementos intervienen en el procesamiento l dato entrada, y cuáles no, para realizar una operación. Los elementos que forman parte la unidad tratamiento son: Unidad Aritmético Lógica (ALU): es la unidad encargada realizar las operaciones matemáticas, operaciones lógicas y comparaciones. Registros en la unidad tratamiento: tienen la función almacenar temporalmente datos durante la ejecución l programa. Bus El encargado que los datos puedan transportarse por los cables es el bus datos. El bus es fundamental en el funcionamiento l microprocesador porque permite que los datos que se splazan por los cables en forma impulsos eléctricos lleguen un componente a otro; amás el bus se encarga hacer llegar al CPU las direcciones memoria don se encuentran almacenados los datos y las instrucciones control, para por finir el comportamiento cada uno los elementos internos y externos la computadora. Memoria principal y direcciones memoria La memoria le permite al microprocesador almacenar temporalmente instrucciones y datos. En la memoria se guardan datos entrada, instrucciones los programas que se están ejecutando, datos y resultados l procesamiento y los datos que se preparan para la salida. Importante Las computadoras usan dos tipos memoria primaria: La memoria acceso aleatorio o RAM (Ramdon Access Memory) es una memoria volátil, en don se almacenan automáticamente los datos que necesita procesar la CPU. La información que contiene es temporal y al apagarse el equipo esa información se pier. La memoria sólo lectura o ROM (Ramdon Only Memory) es una memoria que contiene información l fabricante y no pue ser modificada por el usuario. Tecnologías la Información y la Comunicación 55

8 Los datos proporcionados a la computadora permanecen en la memoria principal hasta que se utilizan en el procesamiento. Durante el procesamiento, la memoria almacena los datos intermedios y finales todas las operaciones aritméticas y lógicas. Fig Chip memoria RAM La memoria principal, también llamada unidad almacenamiento primario, está subdividida en celdas individuales, cada una las cuales tiene una capacidad similar para almacenar datos; estas celdas son las direcciones memoria. Velocidad l microprocesador La velocidad un microprocesador se mi en ciclos por segundos y para por calcularla se tiene en cuenta cuánto tarda en realizar operaciones matemáticas básicas, como la suma dos números, o cuánto tarda en mover datos una dirección memoria a otra. La unidad medida para los microprocesadores es el megahercio (Mhz). En las PC más mornas, los microprocesadores tienen velocidas que superan los Mhz por lo que es más práctico hablar gigahercio. Atención! Hay empresas que fabrican y venn microprocesadores que no tienen la velocidad real que publican, sino que es una velocidad referencia comparativa en relación a los microprocesadores Intel que es el mayor fabricante a nivel mundial microprocesadores. Esto no quiere cir que los microprocesadores no tengan un buen rendimiento sino son Intel, sólo hay que hacer bien el cálculo para obtener la velocidad real cuando se trate microprocesadores que no son Intel. Curiosidas La velocidad los microprocesadores se ha incrementado notoriamente a través los años. Año Molo Velocidad Mhz Mhz DX 33 Mhz 1993 Pentium 100 Mhz 1995 Pentium Pro 200 Mhz 1997 Pentium Mhz 2006 Pentium 4 Hasta 3.8 Ghz. Fig Incremento en la velocidad procesadores Intel 56 Unidad 3 - Hardware

9 Representación binaria datos Los mecanismos electrónicos una computadora interpretan la información con la que se trabaja constantemente por medio l sistema binario. Los datos se transmiten a través los circuitos y cables en forma impulsos eléctricos; los distintos componentes puen interpretar esos impulsos acuerdo a dos estados posibles: encendido o apagado. Importante El sistema binario se utiliza en computación para el manejo datos e información por su simplicidad y por poseer únicamente dos dígitos diferentes. Para representar esos dos estados se utiliza el sistema binario que se basa en dos dígitos: el cero y el uno. A la representación un dígito binario se le llama bit ( la contracción binary digit) y al conjunto 8 bits se le llama Byte, así por ejemplo: 110 contiene 3 bits, 1001 contiene 4 y 1 contiene 1 bit. Ejemplo aritmética binaria Con los números binarios se puen realizar las mismas operaciones aritméticas que con los números l sistema cimal. Aquí un ejemplo cómo sumar dos números binarios. Curiosidas Normalmente al dígito cero se lo asocia con cero voltios, apagado, y el dígito 1 se asocia con +5 o +12 volts, encendido, dando lugar a la lógica positiva. Importante Como el sistema binario usa la notación posicional, el valor cada dígito pen la posición que tiene en el número. Un ejemplo suma: Para que sea más sencillo, sigue este esquema al realizar la sumatoria: 0+0=0 0+1=1 1+1=10 Observa que cuando la suma es el resultado es 10 así que tienes que llevarte 1 hacia la izquierda. Tecnologías la Información y la Comunicación 57

10 Periféricos Periféricos entrada, salida y entrada/salida Los periféricos son dispositivos que se conectan a la computadora técnicamente a la placa madre para permitir la interacción entre el usuario y la computadora mediante el ingreso y egreso información. El usuario ingresa información por medio los periféricos entrada, una vez que la CPU la procesa, los resultados quedan listos para que el usuario los pueda recuperar con los periféricos salida. Las computadoras tienen tres tipos periféricos: entrada, salida y entrada/ salida. Importante Los periféricos permiten el ingreso datos a la computadora y la salida información, en forma resultados, s la computadora hacia el usuario. Algunos ellos: teclado, mouse, escáner, monitor e impresora. Periféricos entrada Un periférico entrada es una pieza hardware que permite al usuario ingresar información a la computadora para que sea procesada. Entre los más comunes tenemos: Teclado El teclado es el principal dispositivo entrada datos. Como ya dijimos, la computadora entien solo señales eléctricas por lo que al pulsar una tecla, el símbolo la tecla presionada es convertido a un código numérico para que la computadora lo pueda interpretar. Fig El teclado es el principal periférico para el ingreso datos 58 Unidad 3 - Hardware

11 Los teclados, al igual que todas las partes hardware y el software, han ido evolucionando con el tiempo: en un principio tenían unas 80 teclas, en la actualidad tienen más 100. Actualmente existen teclados convencionales e inalámbricos se comunican con la computadora por medio un rayo infrarrojo en lugar usar un cable. Mouse Otro periférico entrada es el mouse, que al splazarlo sobre una superficie lisa envía a la computadora los datos sobre el movimiento que el usuario está haciendo. En base a esa información la CPU calcula la posición horizontal y vertical que be tomar en la pantalla el puntero. Este dispositivo se convirtió en imprescindible en el momento que los programas con interfaz gráfica comenzaron a ser utilizados masivamente. Al igual que los teclados existen mouses convencionales e inalámbricos. Fig Mouse Atención! Habrás notado el uso l término mouse, en lugar ratón, y PC en lugar computadora personal. Escáner El escáner es un complemento que permite trasladar digitalizar cualquier fotografía o texto impreso a la computadora. Una vez que se pasa por el escáner un documento impreso, queda en un archivo listo para usar. Si es una imagen se pue modificar e imprimir con un software edición gráfica. Si es un texto se pue trabajar normalmente con cualquier procesador textos. Lápiz óptico El lápiz óptico tiene un aspecto exterior similar a un lápiz: uno sus extremos es puntiagudo y se pue apreciar un haz luz y en el otro extremo tiene un cable que lo conecta a la computadora. El lápiz se sitúa sobre la pantalla forma que el tector pueda recoger la luz y transformar esa luz en una señal eléctrica mientras el usuario dibuja sobre la pantalla. Tecnologías la Información y la Comunicación 59

12 Lector código barras Permite la interpretación un código barras proyectando sobre éste un patrón luz, manera que al ser iluminado el reflejo pue ser captado por un elemento sensible que convierte el código leído en información alfanumérica. Este dispositivo tiene como principal objetivo evitar moras y errores al tipiar los códigos productos, por eso habrás visto muchas veces que en las tiendas o supermercados el empleado pone frente al lector la etiqueta l producto que contiene el código y automáticamente aparecen en la pantalla l monitor todos los datos ese producto: código alfanumérico, scripción, precio, etc. Al cajero sólo le resta ingresar un solo dato manera manual, la cantidad que el cliente lleva, ahorrando tiempo y evitando errores. Existe una gran variedad lectores: para operación manual o automática, portátiles o fijos, con conexión por cable o inalámbricos, etc. Periféricos salida Un periférico salida se encarga mostrar y representar la información procesada por la computadora, en forma texto, gráficos, dibujos o fotografías, entre otras formas. Monitor El monitor es el principal dispositivo salida, permite que el usuario pueda visualizar la interfaz l software con el que está trabajando; en cuanto a los resultados permite verlos tan pronto como se terminen procesar los datos. Hay monitores diferentes resoluciones y tamaños: 15, 17, 19 y los menos populares 21. Puen ser convencionales o planos (Flat) que tienen un costo más elevado. Impresoras La impresora es el dispositivo salida que recibe información la computadora y la muestra impresa en papel. Los tipos más importantes impresoras que existen son: matriz punto, chorro tinta y láser. Cualquiera estos tres tipos pue imprimir en color. Hay impresoras diferentes velocidas y tamaños. Actualmente las más comunes son las chorro tinta y las láser. Ambos tipos presentan buena calidad en impresión gráficos y fotografías, siendo las l tipo láser color las que brindan mejor calidad impresión, con la sventaja que el costo también es superior a las impresoras chorro tinta o a las láser que imprimen sólo en blanco y negro. 60 Unidad 3 - Hardware

13 Las matriz punto se siguen utilizando en organizaciones en don se ben hacer reportes sencillos pero muchas páginas extensión, ya que la relación costo/ beneficio estas impresoras es muy conveniente para impresiones que consisten en texto solamente. Hay un tipo impresora llamada multifunción que incluye dos funciones adicionales: pue hacer copias como una fotocopiadora y permite digitalizar información impresa como un escáner. Una observación que se pue hacer estos dispositivos multifunción es el bajo rendimiento que tienen sus cartuchos tinta, lo que ocasiona que muchas veces solo se utilicen como impresoras, saprovechando las otras funciones. Plotter Son dispositivos salida que dibujan o trazan líneas con plumas colores sobre el papel, por este motivo son muy usados para el diseño industrial y la arquitectura, en don el uso intensivo planos lo convierte en una herramienta indispensable. Periféricos entrada / salida Son periféricos que puen guardar y recuperar información en un soporte específico, se los suele llamar unidas almacenamiento secundario. Algunos ellos: Disco rígido Disquetera CD ROM Cinta magnética (Tape backup) Tecnologías la Información y la Comunicación 61

14 Unidas almacenamiento Disco rígido, disco compacto y disquete El disco rígido se encuentra ntro la PC y no es removible quiere cir que no se pue transportar, en cambio la disquetera es para leer información los disquetes, que sí son removibles por lo tanto es posible llevarlos un lugar a otro. La lectora discos compactos (CD) tiene la capacidad leer información s los CD que también son fácilmente transportables. Las diferencias entre estas tres unidas almacenamiento son las siguientes: Fig Disco compacto El disco rígido permite almacenar mucha más información que un disquete y un CD, pero no es removible, esto significa que no lo pomos transportar porque se encuentra ensamblado a la PC. En el disco rígido se instalan los programas, el sistema operativo y se almacena nuestra información organizada en directorios [En la unidad Software se trata el tema cómo organizar la información en la PC]. El disquete es cada vez menos utilizado y por Fig.3.8.Disco rígido en la disquetera también ya que su capacidad almacenamiento es relativamente pequeña comparada con los volúmenes información que se manejan en la actualidad. La ventaja l disquete es que es pequeño y que todas las PC tienen disquetera, amás se pue borrar y guardar la información todas las veces que lo necesitemos. Fig Disquete Los CD permiten almacenar una cantidad importante información y son fácilmente transportables pero cuentan con el inconveniente que para por guardar nuestra información bemos contar con una grabadora CD conectada a la PC. Si tenemos una lectora CD podremos leer información los discos compactos pero no podremos grabar información en ellos. Estos son los dispositivos almacenamiento más comunes en la actualidad, aunque existen otros que cada vez son más utilizados: Lectora y grabadora Disco Vio Digital o DVD (Digital Vio Disc). También se le suele llamar Disco Versátil Digital (Digital Versatile Disc). 62 Unidad 3 - Hardware

15 El DVD es similar al CD, pero permite almacenar mucha más información con mejor calidad en el caso la música y las películas. De hecho, el incipiente uso l DVD se be a que está reemplazando rápidamente a la cinta VHS para la reproducción películas y vios. Los juegos PC también están saliendo a la venta en DVD; las empresas productoras juegos están jando lado el CD para aprovechar la gran capacidad almacenamiento l DVD y esa forma ahorrar costos. Generalmente con un DVD alcanza para guardar el juego completo; en cambio, usar CD se necesitarían 3 ó Plato (platter) don los datos son grabados. 2. Parte mecánica (actuator) responsable l posicionamiento las cabezas lectura y escritura. 3. Componentes internos conectados al actuator. 4. Cabeza lectura y escritura (magnetic heads), responsable la lectura y grabación datos en el platter. 5 y 6. Superficie don son montados los componentes l disco duro (hard disk assembly). 7. Placa controladora lógica (logic board), responsable la inicialización, control mecánico y envío datos entre el disco y la computadora. Fig Estructura interna un disco rígido 8. Conectores externos por don se transmiten los datos hacia la placa madre y el procesador. Móm El móm es un dispositivo que permite el envío y recepción datos mediante la línea telefónica. Para que esto sea posible el móm, antes enviar la información, la be transformar digital a analógica con un proceso llamado modulación ; la misma manera cuando recibe información be hacer el proceso inverso, pasar la información que viene en formato analógico a digital; este proceso se llama modulación. Con la utilización l móm, se logra conectar computadoras que se encuentran en lugares distantes ya que, aunque las líneas teléfono sólo permiten el envío datos en forma analógica recuerda que fueron hechas originalmente para comunicarse mediante la voz el móm soluciona el problema con la modulación y modulación comentada anteriormente. Tecnologías la Información y la Comunicación 63

16 Recursos y rendimiento Elegir el hardware correcto acuerdo al tipo tareas que ejecutará la computadora En el momento comprar una PC es importante tener en cuenta qué tipo uso se le dará y qué tipo problemas berá solucionar. Como hay una gran variedad hardware, una PC pue tener un comportamiento totalmente distinto al esperado si tan solo uno sus componentes no es el acuado para la tarea requerida. Por eso, y para evitar sorpresas, es muy aconsejable tener en claro cuál va a ser el ámbito trabajo la computadora. Concretamente, si la PC será un elemento entretenimiento, en don su principal tarea estará basada en la ejecución toda clase juegos y reproducción películas, berá tener una potente placa vio y buena cantidad memoria RAM, un monitor 17 o más, un mando juegos o Jostick, parlantes calidad y una placa sonido estándar. En cambio, si la PC estará al servicio un usuario que básicamente trabaja con el procesador textos y la planilla cálculos para imprimir cartas, folletos e informes, jan ser indispensables un monitor tan gran, el mando juegos y los parlantes tampoco son necesarios y la placa vio pue sustituirse por una estándar. Por lo que se duce que el costo esta computadora será muy inferior a la l primer caso, sin embargo las dos se adaptan perfectamente al tipo trabajo al que están stinadas. 64 Unidad 3 - Hardware

17 Actividas Trabajo campo Debes recomendar y presupuestar la compra dos computadoras para personas que se diferencian mucho en el tipo actividad que realizan: Una las computadoras la comprará un adolescente que la utilizará para juegos PC, navegar por Internet y mirar películas en DVD. La otra computadora será adquirida por un escritor, que necesita trabajar con un procesador texto para agilizar la escritura sus novelas e imprimir los borradores en blanco y negro. Tu tarea específica es investigar y consultar en comercios l ramo, para por armar el presupuesto acuado. Debes indicar: 1. Todos los componentes l hardware con las especificaciones más importantes: por ejemplo las pulgadas l monitor. 2. Precio cada componente y precio total la PC. Debes presentar dos presupuestos por cada PC para comparar precios. 3. Anexar un escrito don figure el nombre y la función cada componente l hardware que recomiendas. Sería bueno que trabajes en grupo con tus compañeros y organicen visitas a varios proveedores para obtener más información que los ayu a cidir qué equipamiento adquirir. Actividas Componentes una computadora personal 1. Menciona los componentes usuales que tiene una PC. 2. Indica las funciones que cumple cada uno ellos en el equipo. Tecnologías la Información y la Comunicación 65

18 Actividas Marca con una cruz la respuesta correcta: 1. Qué unidad almacenamiento es la que permite guardar mayor cantidad información? a. CD ROM b. Disquete c. Disco rígido 2. Qué velocidad procesamiento es la más rápida en un microprocesador? a. 2 mhz b. 2.4 ghz c. 300 mhz 3. Cuál estos dispositivos no correspon a un periférico entrada? a. Mouse b. Teclado c. Impresora 4. Cuál estos elementos forma parte l microprocesador? a. Unidad Aritmética Lógica (UAL) b. Memoria ROM c. Placa madre (mother-board) 66 Unidad 3 - Hardware