UNIDAD 1. Tecnologías de la información: hardware.

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1 UNIDAD 1 Tecnologías de la información: hardware.

2 UNIDAD 1: Tecnologías de la información: hardware. GUIÓN DE LA UNIDAD. 1. Hardware Placa base Puertos externos Microprocesador Dispositivos de almacenamiento de información Memoria RAM Tarjetas de expansión Dispositivos de entrada y salida Fuente de alimentación. 1

3 La palabra ordenador fue introducida en el léxico castellano a partir del término francés ordinateur, y hace referencia a la capacidad que tienen los ordenadores de procesar y clasificar grandes cantidades de datos que antes de su aparición requerían el uso de ingentes cantidades de papel. En latinoamérica se emplea la palabra computadora que deriva del término inglés computer y que hace referencia a la capacidad de los ordenadores de procesar grandes cantidades de información. En esta unidad vamos a estudiar los ordenadores personales que son aquellos destinados a un uso doméstico y de oficina y que son diseñados por tanto para realizar muchas funciones. Pero existen muchos otros tipos de ordenadores con un uso más concreto como pueden ser los servidores de redes, que gestionan el tráfico de información en una red de ordenadores, las estaciones de trabajo o workstations, destinadas a relizar funciones profesionales de cálculos matemáticos o diseño gráfico, las videoconsolas, diseñadas para jugar a videojuegos o navegar por la red, los teléfonos móviles dedicados a la comunicación entre personas y las tabletas, para un uso más recreativo de toda la familia. 1. HARDWARE. El hardware es el conjunto de piezas físicas que forman el ordenador. Los principales elementos que forman el hardware son la placa base, el microprocesador, los dispositivos de almacenamiento de información como discos duros, lectores y grabadores de CDs y DVDs, memorias USB..., las memorias RAM, las tarjetas de expansión como las tarjetas gráficas o de vídeo, de sonido y wifi, los dispositivos de entrada y salida como monitores o pantallas, teclados, ratones, impresoras, escáneres..., y la fuente de alimentación PLACA BASE. La placa base, también llamada placa madre o, en inglés, motherboard, es una placa electrónica situada en el interior del ordenador y a la que se conectan todos los demás dispositivos que forman el ordenador. Estos dispositivos pueden conectarse a la placa base de tres formas: Insertándose directamente en la placa usando unos conectores o zócalos (o, en inglés, slots) diseñados especialmente para cada tipo de dispositivo. Así se conectan el microprocesador, las memorias RAM y las tarjetas de expansión (como por ejemplo las tarjetas gráficas, de sonido y wifi). Mediante cables o buses internos que usan los dispositivos que se hallan en el interior del ordenador pero que no se insertan directamente en la placa base. Este es el caso de los discos duros y lectores y grabadores de CDs y DVDs internos, lectores de tarjetas de memoria internos... Mediante cables que se conectan a los puertos externos y que usan todos los dispositivos que se sitúan en el exterior del ordenador. Esta es la forma de conectarse que usan el ratón, el teclado, el monitor o pantalla, las memorias usb, las impresoras y escáneres... Puertos externos Conectores para tarjetas de expansión Zócalo para el microprocesador Conectores para buses internos Conectores para memoria RAM Figura 1 2

4 PUERTOS EXTERNOS. Los puertos externos son puntos de conexión a la placa base para los dispositivos externos (que se hallan en el exterior) del ordenador. Cada tipo de puerto tiene un propósito y un tipo de conector diferente. Los puertos que suelen estar presentes en los ordenadores personales son: Los puertos PS2 son puertos para conexión del ratón y el teclado. Es una tecnología que tiende a desaparecer. Los puertos USB permiten la conexión de muchos tipos de dispositivos como ratones, teclados, impresoras, escáneres, cámaras digitales, discos duros externos, memorias externas... A través de ellos, además de intercambiarse información, se proporciona energía a los dispositivos que no tienen la suya propia (como memorias USB) por lo que, antes de desconectarlos, hay que desactivar el puerto mediante la acción necesaria del sistema operativo, pues si no pueden estropearse. Los puertos de red son puertos para conexión del ordenador a una red local de ordenadores. La conexión a la red se suele hacer a través de un router. Esta conexión puede ser mediante cables o mediante ondas cuando se dispone de un puerto de red inalámbrico (wifi). Los puertos Firewire son puertos para conexión de dispositivos que necesitan una gran velocidad de transferencia de datos como los discos duros externos o cámaras de vídeo digitales. Los puertos de audio son puertos para conexión al ordenador de dispositivos de sonido. En general, tienen conexiones de salida para auriculares o cascos, altavoces (estéreo o surround) y equipos de sonido (como amplificadores o televisores) y conexiones de entrada para micrófonos. Los puertos de vídeo se emplean para la conexión de pantallas o monitores y televisores. En la actualidad los puertos de video más usados son: los puertos VGA, que proporcionan una señal analógica y que empiezan a estar en desuso, y los puertos DVI y HDMI, que proporcionan una señal digital (además, por el puerto HDMI viaja la señal del audio junto con la de vídeo). Puerto de red Puerto Firewire Puerto VGA Es difícil asignar a ninguna persona la invención del ordenador pues éste derivó de pequeñas máquinas y descubrimientos que se fueron produciendo a lo largo de la historia. Lo que sí está claro es que fue en la década de los 40 del pasado siglo XX cuando empezaron a aparecer la primeras máquinas electrónicas que podían ser programadas para realizar diferentes operaciones de cálculo, aunque esa programación se debía realizar manualmente accionando un elevado número de interruptores. En la década de los 50 aparecieron los primeros ordenadores que se podían programar de una manera más sencilla mediante tarjetas perforadas. Además en esta década aparecieron los primeros lenguajes de programación. En la década de los 60, con la aparición del transistor, los ordenadores se hicieron más rápidos y pequeños aunque todavía eran muy caros y sólo los gobiernos o las grandes empresas podían adquirirlos. A finales de la década de los 60, con la aparición de los circuitos integrados, el coste de los ordenadores descendió al tiempo que aumentaba su facilidad de programación lo que dio origen a la aparición de los ordenadores personales tan imprescindibles hoy en día. Puertos PS2 Puerto DVI Puerto HDMI Puertos USB Puertos de audio Figura 2 3 Algunas de las principales características de una placa base son: Velocidad del bus: expresa la velocidad a la que circulan los datos por la placa base. Se mide en Mhz (Megahertzios). Número y tipo de puertos. Número y tipo de slots (conectores) internos para memoria RAM, dispositivos de almacenamiento de datos y tarjetas de expansión.

5 A través de los puertos USB se proporciona energía a todos los dispositivos externos que no tienen una fuente de energía propia como las memorias USB. Por eso, antes de desconectarlos físicamente del puerto hay que desactivar ese puerto. En cambio hay otro tipo de dispositivos como son impresoras, escáneres o cámaras digitales que tienen su propia fuente de energía por lo que no usan el puerto USB para obtener energía. En este caso, estos dispositivos pueden conectarse y desconectarse de los puertos USB sin tener que realizar ningún paso previo. Algunas de las principales características de un microprocesador son. Velocidad de proceso o simplemente velocidad, que expresa rapidez con la que el microprocesador puede realizar operaciones. Se mide en Ghz (Gigahertzios). Anchura del bus de datos que es una medida del número de datos que pueden llegar o salir del microprocesador en cada instrucción. Típicamente son 32 o 64 bits. Los principales fabricantes de microprocesadores son Intel, AMD y Motorola MICROPROCESADOR. El microprocesador es el dispositivo encargado de realizar todas las operaciones aritméticas y lógicas. Las operaciones aritméticas son los cálculos numéricos que continuamente realiza un ordenador durante su funcionamiento. Las operaciones lógicas son las instrucciones que debe ejecutar el ordenador según el programa o aplicación que se esté usando en un momento dado. En la figura 3 se muestra una imagen de un microprocesador visto desde arriba y desde abajo. Figura 3 Cuando el microprocesador está trabajando guarda en su interior las instrucciones y datos que necesita usar en ese momento. Cuando el microprocesador tiene que usar nuevas instrucciones o datos borra los anteriores y carga los nuevos que necesita. Además, al apagar el ordenador, todos los datos e instrucciones que almacenaba el microprocesador se borran de manera que cuando se enciende ha de cargar todos los programas de nuevo (por eso el ordenador necesita un tiempo para arrancar) DISPOSITIVOS INFORMACIÓN. DE ALMACENAMIENTO DE Los dispositivos de almacenamiento de información son aquellos que permiten al usuario guardar información de manera permanente o hasta que se decida eliminarla. La información pude ser de dos tipos: programas o datos (archivos de texto, música, vídeo, imágenes...). Los dispositivos de almacenamiento de información que más habitualmente están presente en el uso de los ordenadores personales son los discos duros, lectores y/o grabadores de CD, DVD y Blu-Ray, las memorias USB (o pendrives) y las tarjetas de memoria (SD o MMC). Disco duro Lector-grabador de CD y DVD Memoria USB Tarjeta de memoria SD Figura 4 4

6 Atendiendo a su disposición en el ordenador, los dispositivos de almacenamiento de información se pueden clasificar como: Internos, cuando no se tiene acceso físico directo a ellos porque se sitúan en el interior del ordenador y se conectan a él por medio de algún bus, como sucede con los discos duros internos. Externos, cuando se sitúan y, por tanto, se conectan exteriormente al ordenador por medio de alguno de sus puertos externos, como es el caso de los discos duros externos y memorias USB. Extraíbles, en los que aunque el dispositivo lector-grabador se sitúa en el interior del ordenador y se conecta a él por medio de algún bus, la información se almacena en soportes que se introducen y extraen del dispositivo, como sucede con los lectores-grabadores de CDs, DVDs y Blu-Ray y los lectores de tarjetas de memoria. El principal dispositivo de almacenamiento de información de la mayoría de ordenadores personales es el disco duro. En él se guardan todos los programas, incluyendo el sistema operativo que es el principal, aunque, por supuesto, el usuario también puede guardar datos en él MEMORIA RAM. La memoria RAM o, simplemente, la memoria, es el dispositivo empleado para almacenar temporalmente una copia de los datos e instrucciones que necesita usar el microprocesador en un momento dado. En la figura 5 se muestra una imagen de diferentes tipos de memorias RAM. En la actualidad hay dos tipos de buses internos que permiten la conexión de dispositivos de almacenamiento de información internos y extraibles: IDE, que ha sido la más empleada durante las dos últimas décadas. SATA, que es una nueva tecnología con mayor velocidad de transferencia de datos. Los dispositivos de almacenamiento ópticos no permiten borrar la información una vez escrita en ellas. Lo que si permiten es no mostrar la información que se haya escrito anteriormente en ellos pero la información sigue allí. Existen CDs y DVDs regrabables pero en realidad lo que sucede es que son soportes que tienen dos capas en las que escribir datos y cuando una se ha llenado o no se quiere mostrar la información que contiene, se utiliza la otra. Figura 5 Cuando el ordenador se apaga, al igual que sucedía con el microprocesador, toda la información contenida en la memoria RAM se elimina. Cuando se ejecuta o abre una aplicación o programa o cuando se abre un archivo, todas esas instrucciones y/o datos necesarios para trabajar se copian desde el dispositivo de almacenamiento donde estuviesen guardados a la memoria RAM. Mientras se realizan modificaciones en el programa o archivo, esas modificaciones se están realizando sobre la información almacenada en la memoria RAM. Cuando se cierra esa aplicación o archivo, esa información que estaba en la memoria RAM se elimina de la memoria. Por eso es importante antes de apagar el ordenador o cerrar un programa o archivo guardar los cambios en algún dispositivo de almacenamiento de información pues de no hacerlo todo ese trabajo realizado se perderá. Cuantos más programas y/o archivos estén siendo usados simultáneamente en un ordenador, más información estará ocupando espacio en la memoria RAM. Como ese espacio es limitado puede llegar un momento en que la memoria se llene impidiendo el funcionamiento del ordenador. Para evitar esto existe la memoria virtual que es un espacio reservado en el disco duro que el microprocesador emplea para evitar que la memoria 5 A medida que la tecnología mejora, la capacidad y la velocidad de las tarjetas de memoria RAM van aumentando dando lugar a distintas tecnologías. En la actualidad, las memorias RAM que equipan los ordenadores personales son de una tecnología llamada DDR.

7 Como cuando se realizan modificaciones en un archivo esas modificaciones se están realizando en la copia de ese archivo que se ha llevado a la memoria RAM y como al cerrar el archivo o el programa correspondiente esa información se elimina de la memoria, para evitar perder esos cambios, los programadores han hecho que al cerrar ese archivo o programa aparezca en pantalla un mensaje que avise al usuario de que debe guardar la nueva versión del archivo con las modificaciones realizadas en algún dispositivo de almacenamiento de datos, pues de no ser así todas esas modificaciones se perderán y sólo permanecerá guardada la copia original del archivo o la última versión guardada. Además, como al apagar el ordenador el contenido de la memoria RAM se pierde, para evitar que por un apagado inesperado del ordenador se pierda un trabajo que esté realizando el usuario, todos los programas tienen una opción de autoguardado que cada cierto tiempo guarda una copia del archivo que se está modificando en la RAM. Así, si se produce ese apagado inesperado del ordenador, al encenderlo de nuevo, el usuario por lo menos podrá recuperar todo el trabajo realizado hasta la última vez que se realizó el autoguardado del archivo. RAM se llene por completo guardando en él la información que no entre en la memoria RAM. Pero si en algún momento es necesario usar la memoria virtual, como trabajar con el disco duro es más lento que trabajar con la memoria RAM, el usuario percibirá que el ordenador se ralentiza. La memoria RAM no es accesible para el usuario y su gestión la realiza el microprocesador. Es decir, el usuario no puede decidir en qué parte de la memoria se guardan los datos que necesita, no es un dispositivo de almacenamiento de datos TARJETAS DE EXPANSIÓN. Las tarjetas de expansión son placas o tarjetas electrónicas que se insertan en determinados conectores o slots presentes en la placa base y que permiten expandir o mejorar las capacidades del ordenador. Existen muchos tipos de tarjetas de expansión como tarjetas gráficas (vídeo), de red alámbrica o inalámbrica (wifi), sonido, multiplicadora de puertos USB... Los conectores pueden ser PCI o PCI Express, válidos para todo tipo de tarjetas, o AGP, válidos sólo para tarjetas gráficas. La figura 6 muestra distintos conectores para tarjetas de expansión de una placa base y la figura 7 dos tipos de tarjetas de expansión. Figura 6 Tarjeta gráfica Tarjeta de red inalámbrica (wifi) Figura 7 6

8 1.6. DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA. Los dispositivos de entrada los forman todo el hardware que permite al usuario dar órdenes o introducir información en el ordenador (no se incluyen aquí los dispositivos de almacenamiento de información). El teclado, el ratón, el escáner, etc., son dispositivos de entrada. Teclado Ratón Escáner Figura 8 Los dispositivos de salida comprende todo el hardware que permite al ordenador devolver o presentar información al usuario (también quedan excluidos de esta categoría los dispositivos de almacenamiento de información). El monitor o pantalla, la impresora, los altavoces, etc., son dispositivos de salida. Monitor Impresora Altavoces Figura FUENTE DE ALIMENTACIÓN. La fuente de alimentación es la encargada de proporcionar energía a todos los dispositivos internos del ordenador y a algunos externos. Exteriormente, la fuente de alimentación se conecta mediante un cable a un enchufe. Interiormente, dispone de una serie de cables que se conectan a otros conectores de la placa base, dando así energía a todos los dispositivos insertados en ella y a aquellos externos que reciben energía a través de un puerto USB, y también se conectan a todos los demás dispositivos internos que no se insertan directamente en la placa base, dándoles también a ellos energía para funcionar. Figura 10 7 Cuando se adquiere una tarjeta de expansión para mejorar las capacidades del ordenador hay que tener en cuenta en qué tipo de conector o slot se puede insertar esa tarjeta. Por eso, en el etiquetado siempre aparecerán las palabras PCI, o PCI express o AGP en función de para qué tipo de conector o bus esté diseñada. En la actualidad están muy extendidas el uso de pantallas táctiles que además de servir para mostrar información permiten que el usuario interactúe con ellas presionando sobre diferentes puntos de su superficie para dar órdenes al ordenador. Por tanto, las pantallas táctiles pueden ser consideradas como dispositivos de entrada y de salida ya que realizan la doble función. La fuente de alimentación es seguramente uno de los dispositivos de los que más depende tanto el consumo como el ruido que genera un ordenador personal. Por ello conviene invertir algo más de dinero en adquirir una fuente de alimentación de calidad pues a se reducirá la molestia que genera el ruido del ordenador y a la larga puede incluso resultar más barato al reducir el consumo eléctrico.