Informática: Es la ciencia que estudia el tratamiento automático

Transcripción

1 HARDWARE

2 INTRODUCCIÓN Informática: Es la ciencia que estudia el tratamiento automático de la información mediante el uso de ordenadores. El término informática proviene de la unión de dos palabras: INFORmación y automática. Está en continua evolución. Ordenador: Es una máquina capaz de recibir información y, por medio de una serie de instrucciones, procesarla para conseguir unos resultados determinados.

3 Hardware y Software Hardware: es el conjunto de dispositivos físicos que forman parte de un ordenador o se pueden conectar a él. Software: es el conjunto de instrucciones que dirigen a los distintos componentes del ordenador para que realicen diversas tareas Tanto el Hardware como el Software están en continua evolución.

4 Datos e información Los datos son la información codificada lista para ser introducida y procesada por el ordenador. El ordenador utiliza la codificación binaria. Esta se realiza empleando 2 dígitos: 0 y 1 (activado, desactivado; abierto, cerrado; pasa corriente, no pasa corriente).

5 MEDIDA DE LA INFORMACIÓN La unidad más pequeña de información es el bit (binary digit) : 0, 1 Al conjunto de 8 bits (octeto) se le llama Byte. 1 byte = 8 bits = un carácter del código ASCII Ejemplo: A = = byte Múltiplos del Byte: 1 Kilobyte (KB) = 1024 Byte 1 Megabyte (MB) = 1024 KB 1 Gigabyte (GB) = 1024 MB 1 Terabyte (TB) = 1024 GB 1 Petabyte (PB) = 1024 TB 1 Exabyte (EB) = 1024 PB

6 Capacidad de discos y memorias Memoria RAM: 64 MB, 128 MB, 512 MB, 1GB, 2 GB, 4 GB Disco duro: muchos tamaños (actualmente más de 300 GB) Disco de 3½ (A:): 1,44 MB (prácticamente desaparecidos) Disco CD: 650 MB, 700 MB,.. Disco DVD: 4,7 GB (una cara y una capa) Dispositivos EXTERNOS (discos duros externos, memorias flash,..) Desapareciendo

7 Velocidad de transmisión de datos Se mide en bits por segundo (bps) Sus múltiplos son: Kbps: kilobits por segundo = bps Mbps: megabits por segundo = bps. Ejemplo: Una línea ADSL de 1 Mbps significa que podemos recibir como máximo descargas de de bits por segundo (equivalente a /8 = Bps)

8 DISPOSITIVOS FÍSICOS DEL ORDENADOR Unidad Central PLACA BASE Microprocesador (Mp) o CPU Memorias: RAM, ROM, CACHÉ. Periféricos de Entrada Buses. Chipset. Ranuras de Expansión, para las tarjetas: Gráfica o de Vídeo Sonido Red. Conectores y puertos. UNIDADES DE ALMACENAMIENTO: Discos (3,5; Duro; CD; DVD) FUENTE DE ALIMENTACIÓN Periféricos de Salida

9 Elementos de la Unidad Central Fuente de alimentación Microprocesador Tarjetas de expansión Chipset Memorias Bios Discos

10 Placa Base (madre) Actúa de plataforma donde se conectan los demás elementos, bien directamente (integrados) o a través de las ranuras de expansión o slots (tarjetas de sonido, vídeo, ). La tendencia actual es que algunas tarjetas de expansión estén integradas en la placa base. Esto tiene la ventaja de que dejan más ranuras libres, pero suelen consumir más recursos del ordenador. Han evolucionado con el tiempo y las más comunes actualmente son las ATX. Para los equipos mini se suelen utilizar las ITX (o las Mini-ITX)

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13 Microprocesador (CPU) Es el cerebro del ordenador. Realiza las operaciones de procesamiento de datos y controla el funcionamiento de todos los dispositivos del ordenador. Tiene dos partes fundamentales: CORE i7 La Unidad de Control: dirige las instrucciones dadas por los programas. Unidad Aritmético-Lógica: realiza las operaciones. Algunos modelos: PENTIUM 4 y CELERON (desfasados) PENTIUM MOBILE CENTRINO (ordenadores portátiles de hace uso años). Intel CORE DUO, i3, i5, i7 (para sobremesa y portátiles de última generación) Procesadores de la empresa AMD. Estos modelos trabajan con arquitectura de 32 y 64 bits. PENTIUM 4 La velocidad de trabajo del procesador se mide en Hertzios. Indica el número de operaciones que es capaz de hacer por segundo. Por lo tanto es necesario un dispositivo (reloj) que dé la pauta del tiempo. Los microprocesadores actuales trabajan a Gigahertzios (GHz). CELERON AMD (K7)

14 Memorias RAM CACHÉ ROM-BIOS CMOS

15 Memoria RAM Es un componente imprescindible del ordenador, en ella se preparan las instrucciones y los datos para que la CPU pueda procesarlos y almacena temporalmente los resultados. Es de acceso aleatorio y volátil. Cada dato que se almacena en esta memoria se identifica por un número (hexadecimal) llamado dirección de memoria. Cada posición de memoria almacena un byte. Se mide en potencias de 2 (64 MB, 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1024 MB=1GB, 2GB, 4 GB..) Es ampliable, las placas suelen tener zócalos vacíos para colocar nuevos módulos de memoria. Las actuales suelen ser del tipo DDR, DDR2 y DDR3 (las más rápidas)

16 Memoria Caché Es una memoria tipo RAM pero mucho más rápida y cara (SRAM). Se suele medir en KB (32 KB, 64 KB, 128 KB, 256 KB, 512 KB, 1 MB, 2 MB, 3 MB ) Guarda información reciente de las instrucciones o de los datos que acaba de utilizar. Pueden distinguirse 2 tipos. Caché interna o primer nivel (L1), está en el interior del microprocesador y es la más rápida y cara y suele haber menos cantidad que de la otra. Caché externa o de segundo nivel (L2), suele estar en la placa base entre el microprocesador y la memoria RAM.

17 ROM BIOS La BIOS, es un programa informático escrito en componentes electrónicos de memoria Flash existentes en la placa base. Es una memoria de solo lectura (no se puede escribir en ella). Contiene información grabada por el fabricante del ordenador. En ella están grabadas las instrucciones para el chequeo inicial del ordenador: CPU, BUS, RAM, TECLADO, DISCOS,.

18 CMOS Es una cantidad pequeña de memoria RAM que almacena la información sobre el sistema, que nosotros podemos modificar. Por ejemplo: Reloj. Orden de arranque de los discos. Periféricos no chequeados por la BIOS. Al ser una memoria RAM, perdería su información al apagarse el ordenador. Para evitar esto, dispone de una pila o batería que la alimenta continuamente

19 Buses El bus de la placa base son los canales por donde circulan toda la información del ordenador. Está formado por un número elevado de líneas metálicas. Por ellas circula la información sobre: Comandos de control. Direcciones de memoria. Datos. El ancho de bus es el número de líneas por donde circulan los datos y depende de la arquitectura del ordenador (64 bits, 32 bits,..)

20 Chipset Es un conjunto de chips situado en la placa base. Su misión fundamental es: Controlar la transferencia de datos entre la memoria y el microprocesador. La gestión de los periféricos a través de los puertos de comunicación.

21 Ranuras y tarjetas de expansión Las ranuras de expansión (slot de expansión) son zócalos insertados en la placa base donde se colocan las tarjeras de expansión (vídeo o gráfica, sonido, red Ethernet, línea telefónica, ) Las más frecuentes son: ISA: es un zócalo ya antiguo (ya no se fabrican). PCI: es más pequeño y más rápido. Admite la tecnología Plug & Play (el sistema reconoce los dispositivos nada más conectarlos). Suelen colocarse las de sonido, red, televisión, etc.). AGP: es un zócalo para las tarjetas de vídeo o gráfica, es más rápida que las anteriores. PCI-Express. Son una evolución de las PCI que sirven también para tarjetas de vídeo. Las tarjetas de expansión están conectadas a la placa base a través de estos zócalos (ranuras) y en un lateral llevan los conectores externos para que podamos conectar los periféricos (monitor, auriculares, modem, etc.) Actualmente hay tarjetas que no se insertan en las ranuras de expansión, sino que van integradas en la placa base.

22 Ranuras y Tarjetas (imágenes) Ranuras ISA Ranuras PCI Ranuras AGP Tarjeta sonido Tarjeta de red Tarjeta de vídeo

23 Conectores y puertos Todos los dispositivos externos del ordenador (periféricos), tienen que estar conectados a él de alguna manera, para que pase la información. Esto se realiza mediante los llamados puertos de comunicación o de entrada y/o salida de datos. Antiguamente los puertos de comunicación los proporcionaban las tarjeta de expansión. Actualmente muchos están integrados en la placa base. Los más importantes son: Puertos serie (DB9): pasan la información de forma lenta (de bit en bit). Suele haber 2 : COM1 y COM2. Se puede conectar por ejemplo un ratón o un modem. Muy anticuados. Puertos paralelos (DB25): más rápidos (pasan la información en byte), Suele haber uno y se llama LPT1. Se puede conectar por ejemplo una impresora o un escáner. Actualmente se utilizan poco. Conectores para monitores (VGA, DVI, HDMI). Conectores PS2: específicos para ratones y teclados, integrados en la placa base. Conectores de sonido: auriculares, altavoces, micrófonos,. Puertos USB: puertos serie de gran velocidad. Han pasado del USB 1.0 (1,5 Mbps), o USB 1.1 (12 Mbps) hasta el USB 2.0 (480 Mbps.). En la actualidad están apareciendo los 3.0 (4,8 Gbps). La idea fundamental de este conector es que sirviera para cualquier tipo de periféricos y que se pudieran conectar y desconectar sin reiniciar el ordenador (conexión en caliente). Conectores de red: RJ-11 (tarjeta modem tradicional) RJ-45 (Red Local y línea ADSL) Puertos IEEE1394, Firewire o i.link. Se utilizan para transferir grandes volúmenes de información de forma rápida (por ejemplo vídeos desde videocámaras y discos duros externos). Pueden ser de 4 pin o de 6 pin Puertos inflarrojos (IrDa). Para conectar periféricos sin cables. Su velocidad es menor que la de los puertos USB 2 y los Firewire. Se utiliza para PDA, teléfonos móviles, ratones, teclados,.

24 Puerto serie - DB9 (Ratón, modem, ) Puerto paralelo - DB25 (Impresora, escáner) Puerto VGA - DB15 (Monitor) PS2 Teclado PS2 Ratón Conectores de audio minijack USB (Ratón, Impresora, escáner, discos, etc.) RJ-11 MODEM INTERNO CONVENCIONAL RJ-45 RED LOCAL ADSL Firewire 6 pin (Cámara vídeo) Firewire 4 pin Entrada Firewire

25 Dispositivos de almacenamiento DISCOS MAGNÉTICOS Disco flexible (floppy disk) Discos duros. DISCOS ÓPTICOS CD ROM DVD ROM BLU-RAY MEMORIAS FLASH LOS NUEVOS DISCOS DUROS

26 Discos magnéticos La información se graba por polarización de partículas magnéticas. Disco flexible (flopy disk): actualmente los únicos que quedan con cierta utilidad son los de 3 5 con capacidad de 1,44 MB. Disco 3,5 Disco 5,25 Discos duros tradicionales. Su forma es la de un cilindro formado por varios discos planos. Existen de muchos tamaños (actualmente más de 300 GB). Pueden ser: Internos o fijos (dentro del ordenador) Externos (conectados al ordenador mediante puertos USB o Firewire).

27 Discos ópticos CD Están hechos de aluminio, recubierto de una capa de plástico. Se lee y graba mediante láser. Hay de varias capacidades: 650 MB (75 m), 700 MB (80 m), 800 MB (90 m), 900 MB (100 m). Al principio eran solo lectura (no se puede modificar la información que contiene) CD- ROM Desde hace años podemos grabar información en este tipo de discos utilizando las llamadas unidades grabadoras de CD, distinguiéndose en este caso dos tipos de discos: CD-R : se graban una sola vez CD-RW: pueden ser regrabados. La velocidad de lectura y grabación de estas unidades se indican Nº x (por ejemplo 24 x), siendo múltiplo de 150 KB/s. DVD Físicamente similares a los CD-ROM, pero hasta de 17 GB de capacidad. Se leen y graban también mediante láser, pero este es distinto al de las CD. Por eso las unidades de DVD que leen también CD, deben de disponer de un segundo láser. Tipos: DVD-R (una grabación) y DVD-RW (regrabable). DVD+R (una grabación) y DVD+RW (regrabable). Su capacidad es de 4,7 GB por capa y cara. La velocidad de lectura y grabación de estas unidades se indican por Nº x (por ejemplo 24 x), siendo múltiplo de 1385 KB/s. BLU - RAY

28 Memorias FLASH Chip de memoria, inicialmente utilizado para almacenar los datos en la BIOS del ordenador. El término fue acuñado por Toshiba, por su capacidad para borrarse "en un flash" (instante). Actualmente se utiliza en muchos aparatos electrónicos (cámaras de fotos, de vídeo, discos removibles, reproductores de mp3, etc.) donde recibe distintos nombres. En el ordenador se conecta mediante un puerto USB y recibe la energía del propio PC. Su vida no es indefinida, puede o durar entre y de borrados, según calidades.

29 Los nuevos discos duros Discos duros sólidos SSD (Solid State Drive): Son los más modernos. Mucho más rápidos, seguros y con menor consumo que los convencionales. El inconveniente es que son más caros. Estos discos duros, utilizan una memoria muy parecida a la del tipo flash que incluyen los dispositivos de almacenamiento USB y las tarjetas de las cámaras digitales. Discos duros sólidos híbridos SSHD: Las unidades híbridas de estado sólido (SSHD) combinan una cantidad pequeña, rápida y asequible de memoria flash con una unidad de disco duro tradicional.

30 Periféricos de entrada Ratón Teclado Lectores de código de barras. Escáner Joystick Lectores de bandas magnéticas. Pantallas táctiles. Cámaras digitales (fotos y vídeo) Micrófono.

31 Periféricos de salida Monitor Impresoras. Fax Altavoz Plotter Discos (entrada y salida) Modem (entrada y salida) Router (entrada y salida)

32 Monitores Tipos: Monitores convencionales (CRT). Eran los más utilizados hace unos años. Pantallas planas TFT. Es la tendencia actual en los ordenadores de sobremesa. Características importantes: Para sacarle rendimiento a un buen monitor, es necesario una tarjeta gráfica de calidad. Tamaño: longitud de la diagonal, se mide en pulgadas (1 pulgada = 2,54 cm.) Resolución: se mide en pixeles. La pantalla se divide en líneas verticales y horizontales que al cruzarse forman el pixel. Por ejemplo un monitor con resolución de 800x600 tendrá pixeles. Color: por cada pixel debe guardarse información del color que tiene que representar. El número de colores distintos que pueda representar dependerá del número de bits que empleemos para formar la gama de colores. Por ejemplo si utilizamos 8 bits por color por pixel obtendremos 256 colores distintos. Para los monitores convencionales (CRT) es muy importante la frecuencia de refresco de pantalla para que no parpadee. Debe ser por encima de los 70 Hz. En los monitores planos es muy importante el tiempo de respuesta. Debe estar por debajo de 16 ms (milisegundos).

33 Impresoras Por medio de ellas el ordenador nos da resultados en papel, transparencias, etc. Se conectan al ordenador mediante un puerto paralelo (era lo habitual hasta hace poco), un puerto USB (lo más frecuentemente en la actualidad), mediante un cable de red (con un conector RJ-45) o por tecnología inalámbrica. No todas las impresoras permiten estas últimas posibilidades. La calidad de impresión se mide en ppp (puntos por pulgada). La velocidad de impresión de mide en cps (caracteres por segundo) o ppm (páginas por minuto). Clasificación: Impresoras de margarita y matriciales (en desuso). Impresoras térmicas (lentas y poco utilizadas). Impresoras de inyección de tinta (para uso doméstico). Impresoras láser (rápidas y silenciosas, para uso profesional).

34 7.- Redes Informáticas Definiciones y clasificación Topología de una red interna (LAN) Redes inalámbricas. Conexiones a redes externas. Internet.

35 Red de ordenadores. Definiciones y clasificación Conjunto de ordenadores conectados entre sí para compartir recursos e intercambiar información. Esta unión puede ser mediante cables o inalámbrica. Además de esta unión física, se necesita configurar después cada ordenador de una manera especial para que puedan reconocerse e intercambiar información. Clasificación: Red interna o red de área local (LAN) Conjunto de ordenadores conectados entre sí y situados relativamente cerca (por ejemplo una sala o un mismo edificio). Red externa o global (WAN). Los ordenadores conectados están en diferentes edificios y localidades. Internet es un ejemplo de este tipo de red.

36 Topología de una red interna (LAN) Se refiere a la forma de conectarse los ordenadores entre sí y al cable que utiliza. Pueden ser de tres tipos: Red de tipo bus. Es una red lineal con cable coaxial (BCN). Barata pero lenta e insegura. Casi en desuso. Red en anillo. Similar a la anterior pero los ordenadores están unidos mediante cables formando una red cerrada. Casi en desuso. Red en estrella. Los ordenadores no están unidos entre sí directamente, sino que lo hacen a través de un concentrador (hub) o un switch. Cada ordenador dispone de una tarjeta de red (Ethernet). Esta tarjeta se une al concentrador (hub) o al switch mediante un cable UTP con conectores RJ-45. (ver los ordenadores de la clase y el concentrador de la pared)

37 Red de tipo bus

38 Red en anillo

39 Red en estrella Switch ó Cable UTP Conector RJ-45 Tarjeta de red Ethernet CPU Hub

40 Redes inalámbricas WiFi Las llamadas redes WiFi (Wíreless Fidelity; Fidelidad Inalámbrica), transmiten la información por el aire a través de ondas de radio. Están basadas en un conjunto de normas estándares llamados IEEE (a/b/g/n). A estas redes se les llama también WLAN Sirven tanto para redes locales (internas), como para redes externas (por ejemplo Internet). Habitualmente se utilizan para ordenadores portátiles. Elementos necesarios: Un emisor WiFi (MODEM, ROUTER, ) Puntos de acceso (Access Point). Son necesarios si hay mucha distancia desde el centro emisor. En los ordenadores portátiles: una tarjeta interna (suelen traerla habitualmente) o una externa por puerto USB. En los ordenadores de sobremesa: una tarjetas interna sobre una ranura PCI o una externa por puerto USB.

41 Conexiones a redes externas. Internet Para hacer las conexiones a redes externas (como Internet) se utilizan diferentes vías. Red telefónica (la más utilizada). Red eléctrica. Red de cable. Conexión vía satélite. Inalámbricas. La conexión a Internet a través de la línea telefónica se puede realizar de varias formas: Línea telefónica convencional (RTC). Utilizan un modem interno o externo para transformar la señal de teléfono analógica en digital y al contrario. Alcanzan actualmente velocidades máximas de 56 Kbps. Poco utilizada hoy en día. Conexión RDSI (Red Digital de Servicios Integrados). Utiliza una línea telefónica digital que se conecta al ordenador a través de una tarjeta de comunicación RDSI y alcanza una velocidad máxima de 128 Kbps. Poco utilizada actualmente. Línea ADSL (Línea Subscriptor Digital Asimétrica). Utiliza la línea telefónica pero sin bloquearla para las llamadas. Admite velocidades de bajada de datos de Mbps. Utiliza unos módems especiales para ADSL. Si se utiliza un Router, con una sola conexión podemos dar el servicio de Internet a varios ordenadores. Módem ADSL Módem-Router Red WiFi

42 Línea ADSL sencilla

43 Red conectada a Internet con un Modem- Router

44 Red WiFi Modem-Router inalámbrico