Unidad 2. Componentes del hardware

Transcripción

1 35 Unidad 2. Componentes del hardware 2.1. Unidad central de proceso (CPU) Unidad de control Unidad aritmético-lógica Memoria principal 2.2. Dispositivos periféricos Memoria secundaria Dispositivos de entrada Dispositivos de salida Dispositivos de entrada/salida

2 36 Objetivos particulares de la unidad Al culminar el aprendizaje de la unidad, lograrás identificar los elementos físicos de la computadora, sus componentes principales (desde las unidades internas hasta los dispositivos periféricos) y funciones.

3 37 Introducción Las computadoras son dispositivos electrónicos diseñados expresamente para aceptar y guardar datos, procesarlos y producir resultados bajo la dirección de una serie de instrucciones. Entonces, al hablar de las computadoras, es importante no olvidar que el equipo por si solo no puede operar, sino que requiere de ésta serie de instrucciones mediante la cual opera su funcionamiento. Una computadora está compuesta por partes mecánicas y electrónicas, las cuales en conjunto la hacen funcionar, cada parte de la computadora recibe un nombre específico de acuerdo con la función que desempeña. En esta unidad estudiaremos los componentes del hardware. El Hardware es la parte tangible o física del equipo que está dividida en dos partes importantes que son en los componentes de operación, mencionando a la Unidad Central de Procesos, el procesador, la Unidad Aritmética Lógica, la Unidad de Control y los diferentes tipos de memoria. Más adelante veremos los componentes que se conectan a la computadora para poder interactuar con ella, a los cuales llamaremos dispositivos periféricos que permiten el buen funcionamiento de la misma. Esperamos que los apuntes que a continuación te presentamos, te sirvan para reforzar tu aprendizaje sobre la parte física de la computadora, ya que partimos de que con anterioridad, revisaste las lecturas recomendadas.

4 38 El Hardware es el cuerpo de la computadora y el Software es el alma Cuando nos referimos a un sistema de cómputo, podríamos considerar que cuatro elementos básicos lo componen: 1. El hardware 2. El software 3. Los datos 4. El usuario De éstos cuatro elementos, dos de ellos son esenciales e indispensables para su funcionamiento: El Hardware: Se refiere a la parte física de la computadora, es decir todo aquello que se puede tocar, que es tangible, como el CPU, el monitor, el teclado, los cables y todos aquellos elementos que se encuentran adentro de la computadora (circuitos). Es decir, desde un punto de vista más técnico, el hardware son una serie de dispositivos electrónicos que se relacionan entre sí, cuya función es la de controlar las operaciones a realizar, la entrada y la salida de datos en información. El software: Es la parte inteligente de la computadora, que no se toca, pero indica al hardware lo que debe hacerse, de acuerdo a las instrucciones que le establezcamos. El software, son todas aquellas aplicaciones (programas) que usamos en la computadora. Tanto el hardware como el software, son indispensables para poder trabajar, ya que podemos tener la parte física, pero sin las aplicaciones simplemente no se podría trabajar, de igual forma, se pueden tener los mejores programas, pero si no se cuenta con el equipo necesario no se puede realizar nada. Ambos deben ir entrelazados. Finalmente los datos son unidades o elementos que por sí solos no nos dicen nada, pero que al ser introducidos a la computadora, se procesan obteniendo un resultado llamado archivo, todo esto, operado por un usuario.

5 39 Por su parte, las computadoras tienen diversos elementos o componentes físicos, los cuatro más importantes son: Unidad Central de Proceso (CPU), Monitor, teclado e impresora Unidad Central de Procesamiento (CPU) Es el cerebro de la computadora. Almacena los diferentes datos e instrucciones a procesar. Es decir, controla y supervisa el sistema de cómputo, con base en un programa que permanece en la unidad de memoria; además, desarrolla operaciones matemáticas y lógicas para procesar datos, y controla el envío y recepción de datos desde las unidades periféricas a la unidad de memoria. El CPU funciona como un agente de tránsito, que administra la información y la controla, dejando pasar alguna y deteniendo otra, y así, evitar conflictos internos. Asimismo el CPU, cuenta con circuitos electrónicos, el cual se llama microprocesador, de éste, depende la velocidad con la que trabaje la computadora. El procedimiento que transforma los datos en información, se llama procesamiento. Para realizar la transformación, la computadora usa al procesador y a la memoria. Figura 2.1 Unidad Central de Procesamiento El procesador que es el cerebro, organiza y lleva a cabo las instrucciones dadas por el usuario o software. Figura 2.2 Procesador

6 40 A su vez, el procesador esta formado por microprocesadores pequeños que son piezas de silicio con muchos circuitos electrónicos diminutos, el microprocesador se encuentra conectado a una tarjeta llamada madre (ver anexo 1), quien es la que se encarga de interconectar al microprocesador con los demás componentes. Figura 2.3 El microprocesador En la primera unidad, a través del desarrollo de la computadora, pudimos observar que se crearon máquinas, pero muchas de ellas con una sola función, estas sólo pueden seleccionar un tipo de datos, predefinidos y no pueden procesarlos ni imprimirlos, esta es la diferencia entre una máquina de una sola función y las computadoras actuales, quienes ya llevan a cabo funciones de transformación y procesamiento, que consisten en unidades de entrada y salida y de unidades centrales que realizan las funciones de controlar, computación y memoria. Figura 2.4 Funciones de transformación y procesamiento

7 41 La razón principal para que las computadoras puedan procesar información a una velocidad tal, es que poseen una memoria y capacidad matemática cien mil veces mayor a la de la mente humana, organizadas y programadas de tal forma que las computadoras pueden almacenar cualquier cantidad de información en sus unidades de memoria correctamente, compilarla y procesarla según las instrucciones del usuario. Los datos que se introducen, son almacenados en la unidad llamada memoria de acuerdo al procedimiento preprogramado. Cuando se ordena para ciertos datos específicos, la unidad aritmética lógica recibe la instrucción de la unidad de control, compila los datos necesarios y ejecuta el proceso que se quiere. La información procesada se conjunta a través de las unidades de salida en forma de letras, números, gráficos etcétera. La unidad de memoria y aritmética logran operar sin error, debido a control que ejerce sobre ellas la unidad central Unidad de control Funciona como cerebro del equipo. Se encarga de administrar todos los recursos de la computadora. Recoge del programa las instrucciones que se deben ejecutar y controla el flujo de información. Cada unidad (aritmético-lógica y de memoria) mantiene su propia autonomía, aunque al final retorna a la unidad de control, cuando completa una operación Unidad aritmético-lógica La unidad aritmético-lógica esta encargada de realizar todos los cálculos (suma, resta, multiplicación y división) comparaciones y toma de decisiones lógicas(determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole); por una serie de registros donde se almacena información temporalmente, y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones; se comunican a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus (ver anexo).

8 Memoria principal Está compuesta por chips, los cuales están conectados a la tarjeta madre y por medio de ellos se pueden recuperar datos de forma inmediata. Aquí, se queda la información que es enviada para procesarse desde los dispositivos de almacenamiento. En esta memoria se guardan los programas y datos manipulados mientras están en uso. Dos tipos de memoria se incorporan al CPU: RAM (volátil) y ROM (no volátil). Para medir la cantidad de datos almacenados en la memoria, se utiliza una unidad básica que es el Byte, éste equivale a un carácter (una letra, número, espacio, o cualquier otro signo individual). Con respecto a la capacidad de la memoria, cuando se dice que se tiene una capacidad de 1 Kilobyte (1Kb) podremos almacenar en ella 1,024 caracteres, si la memoria es de 1 Megabyte (1Mb) se podrán almacenar 1,024 KB. Memoria RAM. Memoria de acceso aleatoria (Random Access Memory). Esta memoria esta conformada por una serie de circuitos electrónicos. Los programas a utilizarse, deben encontrarse en la memoria en el momento en que se accesa a los mismos. Los programas se cargan y se corren desde la memoria. Los datos usados por el programa también se cargan en la memoria para un uso más rápido. Cuando se introducen datos, también se almacenan en la memoria pero de forma temporal, el término volátil, significa precisamente que necesita el suministro de energía. Si se suspende éste, se pierden los datos. Entre más memoria RAM tenga una computadora, hará más. Asimismo, como ya se dijo, la memoria se mide en bytes. Un kilobyte (KB) equivale a 1000 bytes, un megabyte (MB) equivale a 1, de bytes, un gibabytes (GB) equivale a 1,000, Las computadoras actuales tienen entre 16 y 128 millones de bytes, tienen más de 32 MB, pues de otra forma no aguantarían al sistema operativo.

9 43 Figura 2.5 Memoria RAM Memoria ROM. La memoria ROM (Read Only Memory), memoria de sólo lectura. Esta conformada por una serie de circuitos electrónicos que contienen programas que previamente fueron definidos por el fabricante para el funcionamiento de la computadora. Por ello se dice que esta memoria viene de fabricación. Figura 2.6 Memoria ROM. Componentes ensamblados de fabrica 2.2. Dispositivos periféricos Se denominan periféricos tanto a las unidades o dispositivos a través de los cuales la computadora se comunica con el mundo exterior, como a los sistemas que almacenan o archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar de la memoria principal. Según la definición de periférico dada anteriormente, éstos están constituidas por unidades de entrada, unidades de salida y unidades de memoria masiva auxiliar. Estas últimas unidades también pueden considerarse como unidades de

10 44 Entrada/Salida, ya que el ordenador central puede escribir (dar salidas) sobre ellas, y la información escrita puede ser leída, es decir, ser dada como entrada. Ahora bien, la información grabadas en estos soportes no es directamente inteligible para el usuario de la ordenador, esto es, no puede haber una intercomunicación directa usuario-ordenador como la que hay a través de un teclado/pantalla. Los dispositivos de E/S transforman la información externa en señales codificadas, permitiendo su transmisión, detección, interpretación, procesamiento y almacenamiento de forma automática. Los dispositivos de Entrada transforman la información externa (instrucciones o datos tecleados) según alguno de los códigos de entrada/salida (E/S). Así el ordenador recibe dicha información adecuadamente preparada (en binario 1 y 0). En un dispositivo de Salida se efectúa el proceso inverso: la información binaria que llega del ordenador se transforma de acuerdo con el código de E/S en caracteres escritos inteligibles por el usuario. Hay que distinguir claramente entre periféricos de un ordenador y máquinas auxiliares de un determinado servicio informático. Las máquinas auxiliares no están físicamente conectadas al ordenador (su funcionamiento es totalmente autónomo) y sirven para preparar o ayudar en la confección o utilización de la información que se da a, o produce, el ordenador. Por ejemplo, hace algunos años existían máquinas autónomas para perforar tarjetas, para grabar cintas magnéticas manualmente a través de un teclado, para separar el papel continuo producido por un programa a través de la impresora, etc. Tampoco hay que confundir periférico con soporte de información. Por soporte de información se entiende aquellos medios físicos sobre los que va la información. Por unidades o dispositivos periféricos se entiende aquellos elementos encargados de transcribir la información al correspondiente soporte. Ejemplos:

11 45 Los disquetes son soporte de información, mientras que la unidad lectora o disquetera, es unidad periférica. El papel impresora es soporte de información, y la impresora unidad periférica Memoria secundaria Es un dispositivo que contiene instrucciones que han de ser ejecutadas, pero no son accesadas directamente por la unidad de control del procesador central, como en el caso de la memoria principal. Esta memoria no es volátil, es decir, se encuentra de manera permanente tal es el caso de los diskettes, discos duros, cintas magnéticas etcétera. Figura 2.7 Unidades de almacenamiento De entre los dispositivos de almacenamiento más comunes encontramos los siguientes: Diskettes (discos flexibles). Los llamados de 5.25 pulgadas o de 3.5. Unidades de disco fijo. Forma parte de la computadora. Discos compactos (CD). Un CD-ROM es un disco compacto que físicamente es idéntico a uno de sonido. Los hay aquellos que sólo sirven para guardar información, es decir no regrabables, y aquellos que guardan la información, pero que también permiten hacer modificaciones. La lectura

12 46 de los datos se realiza en la mayoría de las unidades mediante un haz de láser DVD (Digital Versátil Discs). Son unidades de discos ópticos similares a los lectores de CD-ROM, pero que contienen un láser de potencia superior y las capacidades de almacenaje van de los 4.2 GB a los 9.1 GB Dispositivos de entrada Son medios por los cuales se trasmiten datos o instrucciones de un usuario. Permiten establecer un diálogo con la computadora, y su función es la de facilitar la comunicación. Teclado. Es muy parecido al de una máquina de escribir aunque tiene algunas teclas adicionales con una función. Es el más conocido y utilizado, pues a través de él se introducen datos. A su vez el teclado se divide en diferentes secciones: teclas numéricas, teclas de función, teclas alfanuméricas, teclas de navegación, teclas especiales. Como todo va evolucionando, los teclados no son la excepción, y ya en el mercado vemos diferentes modelos: el teclado original PC o XT, el teclado AT original, o el de 101 teclas. Entre uno y otro son incompatibles con algunos modelos de computadora, sin embargo el problema se resuelve, colocando un interruptor XT/AT en el teclado y así trabajar con el que se desee utilizar. El teclado de 101 teclas, trabaja ya con cualquier computadora sin necesidad de modificarlos. Figura 2.8 El teclado

13 47 Ratón. El ratón al igual que el teclado tiene la misma función, sólo que se maneja de manera diferente. El ratón o mouse, es un apuntador o señalador, que al moverlo, en la pantalla aparece un apuntador, representado con Figura 2.9 El ratón una flecha para interactuar con el programa en cuestión Esta conformado por un cable con un conector que va al CPU. Cuenta con dos botones (izquierdo y derecho) y con una bola o botón en la parte inferior del mismo, que permite deslizarlo sobre una superficie, (por lo regular a estas superficies les denomina tapete). Su desplazamiento se lleva a cabo a través de toda la pantalla, permitiendo llevar el puntero o flecha a una opción específica. En algunas computadoras portátiles, el mouse forma parte de la misma. Lápiz óptico. Se llama así, porque es muy parecido a un lápiz o una pluma que se conecta a través de un cable a la computadora. Figura 2.10 El lápiz óptico

14 48 Joystick. Es un dispositivo (palanca de juegos) que se conecta a la computadora, a través de esta palanca el usuario puede moverse en diferentes direcciones. Figura 2.11 El Joystick Scanner. Este dispositivo permite leer de manera electrónica ya sea texto o imágenes, ya sea para sólo mandarlas a impresión o verlas en pantalla, o bien también existen programas que permiten pasar la información a un procesador de palabras y así modificarlo o darle algún otro formato. También existen los scanner que se utilizan para leer códigos de barras. Figura 2.12 El scanner Cámaras digitales. Figura 2.13 Modelos de cámaras digitales

15 49 Micrófonos. Figura 2.14 El micrófono Dispositivos de salida Son medios por los cuales se devuelve información procesada que de antemano fue introducida por el usuario en forma de datos o instrucciones. Monitor Figura 2.15 Monitor tipo plano Impresoras Figura 2.16 Modelos de impresora

16 50 Bocinas Figura 2.17 Modelos de bocinas Graficadores o plotters Figura 2.18 El plotters Dispositivos de entrada/salida Algunos dispositivos pueden funcionar como entrada y salida de información. Los más conocidos son los de comunicación, que conectan una computadora con otra, con la finalidad de compartir recursos (hardware e información). Estos dispositivos incluyen módems y tarjetas de red. Como ejemplo tenemos aquellas pantallas sensibles al tacto. Otros dispositivos de entrada/salida, son los disquetes, estos tienen la característica de magnetizarse cuando se aplica un campo magnético sobre él. El disco dispone de un orificio en el centro en donde la unidad de disquete, en la que se inserta el disco, a través de un motor hace girar al mismo en su propio eje. Una cabeza de lectura/escritura se mueve al borde externo del

17 51 disco hacia el centro, deteniéndose sobre la pista que contiene el dato que requiere la computadora Asimismo, tiene perforaciones y muescas que permiten detectar de forma óptica el inicio de grabación. Los datos se graban a través de un patrón magnético escrito en círculos alrededor del centro del disco, a cada círculo se le llama pista o comprende una pista (track) y cada pista está dividida en segmentos que se llaman sectores. Los discos flexibles que se puede encontrar en el mercado se distinguen por su tamaño Figura 2.19 Características de los disquetes