HARDWARE DE UN ORDENADOR: Una adaptación de

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1 HARDWARE DE UN ORDENADOR: Una adaptación de Cómo nos Entendemos con el Ordenador? Del Lenguaje Humano al Lenguaje del Ordenador Capacidad de almacenamiento Velocidad de transmión de datos Frecuencia Velocidad de un microprocesador COMPONENTES DE UN ORDENADOR:ARQUITECTURA VON NEUMANN La torre La Fuente de Alimentación La placa base Ranuras de expansión (slots, fendas ), Conectores IDE, ATX, SATA LA MEMORIA ROM BIOS La pila del ordenador, La memoria principal o RAM La memoria Caché El Microprocesador Los Puertos de comunicación Periféricos: Transporte de datos En un sistema informático u ordenador se introducen datos, ahora bien para que este puede entenderlos los datos deben ser traducidos al lenguaje eléctrico, ya que es el único que el ordenador conoce. No debemos olvidar que el ordenador es una máquina eléctrica, actúa de una forma o de otra en función de si hay o no hay corriente en determinados sitios. Cómo nos Entendemos con el Ordenador? El microprocesador del ordenador está formado por millones de interruptores que son accionados eléctricamente cuando les llega corriente eléctrica y están sin accionar cuando no les llega corriente. Estos interruptores están todos integrados en un microchip.

2 Los dos estados posibles de estos interruptores integrados en el micro para nosotros serán 0 y 1, que corresponden a los estados de un interruptor abierto y cerrado. Cada uno de estos dígitos o estados se denomina bit: unidad más pequeña de representación de información en un ordenador, que se corresponde con un dígito binario, un 0 o un 1. Es decir la información más pequeña que podemos representar en un ordenador es un 0 o un 1, es decir un bit. Del Lenguaje Humano al Lenguaje del Ordenador En el sistema de codificación utilizado por los ordenadores es el sistema binario, cada carácter (símbolo o letra) y número se representa por un byte: conjunto de 8 bits. Es decir cada carácter (letra o símbolo) o número está formado por una combinación de 8 ceros y unos. Lógicamente cada uno con una combinación diferente. Por ejemplo,

3 Capacidad de almacenamiento 1 byte=8bits (un carácter, número o espacio en blanco) Un documento que ocupa 1Kb estará formado por 1000 números, letras, símbolos o espacios en blanco. El Byte es la unidad de almacenamiento o capacidad utilizada en informática. Cuantos más bytes podamos meter en un almacén mayor capacidad tendrá ese almacén. Sistema ISO/IEC

4 Internacional (decimal) (binario) Múltiplo (símbolo) Múltiplo (símbolo) kilobyte (kb) 10 3 B kibibyte (KiB) 2 10 =1024 B megabyte (MB) 10 6 B mebibyte (MiB) 2 20 = B gigabyte (GB) 10 9 B gibibyte (GiB) 2 30 terabyte (TB) B tebibyte (TiB) 2 40 petabyte (PB) B pebibyte (PiB) 2 50 exabyte (EB) B exbibyte (EiB) 2 60 zettabyte (ZB) B zebibyte (ZiB) 2 70

5 yottabyte (YB) B yobibyte (YiB) 2 80 Velocidad de transmión de datos La unidad de velocidad de transmisión de datos (los bytes son los datos) de un sitio a otro se expresará en Bytes/segundo (B/s), KB/s, MB/s o GB/s. En algunas ocasiones se representa por bits por segundo en lugar de bytes (sobre todo en internet). En este caso se diferencia por que la abreviatura es b (minúscula) en lugar de la B (mayúscula) usada para los bytes. Ejemplo: Mb/s (Mbps) (megabits por segundo) Es una unidad 8 veces menor que en MB/s. Frecuencia Otra unidad de velocidad o medida de la rapidez usada en informática es la unidad de frecuencia que se mide en Hz (hertzios, veces por segundo que algo se repite) o Mhz (MegaHertzios más común). Cuando un componente tiene una velocidad de 1Mhz quiere decir que ese componente realiza algo un millón de veces por segundo. Lo que realice depende del componente. Velocidad de un microprocesador Cada microprocesador puede trabajar simultáneamente con un número determinado de bits a la vez, es decir, un dato importante que debemos conocer es el número de bits internos del microprocesador (o ancho de banda). Valores típicos para los microprocesadores son 32 o 64 bits internos. Esto nos da una idea de la rapidez del micro. Dentro de los ordenadores hay un reloj que va marcando el ritmo de trabajo. Las instrucciones del micro llevan ese ritmo. La velocidad de los microprocesadores es precisamente el número de datos que es capaz de procesar por segundo. Se mide en Hz. Un ordenador que tiene un ciclo o frecuencia de 2Mhz significa que es capaz de

6 realizar 2 millones de instrucciones en cada segundo. Además, hoy en día los microprocesadores suelen contar con varios núcleos, que no son más que pequeños micros que trabajan en paralelo. La velocidad entonces se propaga. Cuando un microrprocesador está trabajando se calienta mucho (non olvides que lo que está sucediendo es el encendido y apagado de interruptores a gran velocidad). Es por eso que todos los microprocesadores deben contar con un disipador de calor y un ventilador. Recuerda que debes limpiarlos frecuentemente. Todos los ordenadores tienen un sensor de temperatura que desconecta el micro a elevadas temperaturas. Esto se traduce en una ralentización del ordenador. COMPONENTES DE UN ORDENADOR:ARQUITECTURA VON NEUMANN Todos los ordenadores, tablets y teléfonos modernos están basados en esta arquitectura, creada en los años 50 del pasado siglo. Las computadoras con esta arquitectura constan de cinco partes: La unidad aritmético lógica (ALU), la unidad de control (UC), que son los componentes principales del microprocesador y la placa base, la memoria (RAM), los dispositivos de entrada/salida (otras memorias, y periféricos) y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datos entre las distintas partes:

7 Fuente: Wikipedia La torre La "caja" o torre, también llamada frecuentemente CPU, pues es donde esta se encuentra, es determinante para la buena ventilación del sistema. El tamaño de la torre es directamente proporcional al número de las bahías que dispondremos para poder colocar diversos componentes tales como unidades de almacenamiento. La Fuente de Alimentación Es un montaje eléctrico/electrónico capaz de transformar la corriente de la red eléctrica

8 en una corriente que el ordenador pueda soportar. Tensión de entrada (Input) 220V Tensiones de salida (Output) de + 5 (para los 0 y 1) y + 12 voltios (para los motorcitos de ventilación, disco duro ). La placa base La "placa base" (mainboard),, o "placa madre" (motherboard), es el elemento principal de todo ordenador, en el que se encuentran o al que se conectan todos los aparatos y dispositivos. Debe ser compatible con el micro. En ella se encuentran los siguientes elementos:

9 Ranuras de expansión (slots, fendas ), Ranuras donde se conectan las tarjetas de expansión (elementos que hacen posible la comunicación con algunos periféricos) Ranuras PCI: el estándar actual. En estas ranuras se suelen conectar casi todas las tarjetas excepto las tarjetas de vídeo. Generalmente son blancas. Ranuras AGP: o más bien ranura, ya que se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo, por lo que sólo suele haber una. Conectores IDE, ATX, SATA Conectores que permiten alimentar los motorcitos del disco duro y lectores de CD y DVD. y también conectar los buses de datos que transfieren la información a la placa base.

10 LA MEMORIA ROM - BIOS La memoria BIOS de un ordenador (Basic Input Operative System) es una memoria ROM (del inglés Read Only Memory que significa Memoria de Solo Lectura ya que la información que contiene puede ser leída pero no modificada) pero con la facultad de configurarse según las características particulares de cada máquina (hay datos que se pueden modificar no todos). Es un programa instalado en un chip de la placa base, que se encarga del arranque y la configuración del ordenador. Es el primero que se ejecuta. Para acceder a la BIOS hay que presionar una tecla (f2 o f8 o f12, o suprim dependiendo del fabricante). Este es el aspecto que tiene esta:

11 La pila del ordenador, Es una pequeña pila que se encarga de conservar los datos de la BIOS cuando el ordenador está apagado. Sin ella, cada vez que encendiéramos tendríamos que introducir las características del disco duro, del chipset, la fecha, la hora, que sistema operativo ejecuta... El acumulador acaba de descargarse por completo (como las baterías del móvil) y debe de cambiarse (por ejemplo cuando no cambia la fecha en el ordenador). La memoria principal o RAM La memoria RAM (Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es la memoria principal a la que el microprocesador recurre para recoger sus ordenes, y donde se guardan los datos de los programas que se están ejecutando en ese momento. A la hora de elegir una RAM tendremos en cuenta dos datos, la capacidad de almacenamiento (2GB, 4GB, 6GB ) y también la velocidad de transferencia de datos entre la RAM y el micro (en MHz millones de veces que manda un bloque de información (ancho de banda del bus de la placa por segundo). El almacenamiento es considerado temporal por que los datos yprogramas permanecen en ella mientras que el ordenador este encendido. Al apagarse los datos que hay en ella se pierden. La RAM se puede ampliar con módulos de memoria (solo si escasea, ya que sino no servirá para nada), pero si ponemos dos RAM con diferentes velocidades de transmisión las 2 trabajarán a la velocidad de la más baja. Existen varios tipos de RAM y siguen saliendo más, así que antes de comprar una nueva RAM estudia que tipo de RAM tienes en tu BIOS. Tipos de Memoria RAM

12 La memoria Caché Es una clase de memoria RAM especial de alta velocidad, alojada generalmente el el propio microprocesador (sus características las hallarás con las del micro). Desde el punto de vista del hardware, existen dos tipos de memoria caché; interna y externa (L1 o primaria y L2 o secundaria). La memoria caché interna esta incorporada en la CPU (micro) del ordenador, mientras que la externa se encuentra fuera de la CPU entre el micro y la RAM. La CPU puede obtener las instrucciones y los datos ubicados en la memoria caché mucho más rápidamente que las instrucciones y datos almacenados en la memoria principal (RAM). En la caché se almacenan los datos que más utilizamos normalmente. El micro mira primero en la caché y si no tiene los datos los obtiene de la RAM. La RAM no es capaz de trabajar a la velocidad del micro, la Caché sí. Son de tamaño mucha más pequeño que la RAM por que son mucho más caras. Su capacidad de almacenamiento suele ser de Kbytes. La memoria caché es como un tablero de anuncios en el que se colocan los papeles que se utilizan con mayor frecuencia. Cuando se necesita la información del tablero de anuncios (CACHE), simplemente se mira al tablero; si hay no están se buscará en el archivador donde cabe más información pero es más lento encontrarla (RAM). La Ram no es capaz de trabajar a la velocidad del micro la caché sí. Memoria Virtual: Es una ayuda a la memoria RAM. Sirve como una ampliación auxiliar de memoria cuando las cosas se ponen feas, es decir, cuando el sistema escasea de memoria RAM. Cuando tenemos muchas aplicaciones abiertas y el tamaño de todas ellas supera el total de memoria RAM física instalada, el sistema operativo mueve parte del contenido de la memoria al disco duro, para dejar espacio libre para nuevas aplicaciones y ógicamente, el ordenador se ralentiza, por que el disco duro en un almacén que transmite los datos al micro mucho más lentos que la RAM. El Microprocesador Microprocesador (CPU): es el verdadero ordenador, ya que se encarga de realizar todas las operaciones de cálculo, y de controlar todo lo que sucede en el ordenador recibiendo información y enviando órdenes (solo de la cache y de la RAM) para que los otros componentes trabajen. Consta internamente de dos partes:

13 Unidad aritmetica_logica(ual): esta unidad realiza todos los cálculos matemáticos de la CPU (le ayuda el coprocesador en las aritméticas). Se compone de un circuito complejo. El ALU, puede sumar, restar, multiplicar, dividir, y realizar otros cálculos u operaciones con los números binarios (función lógica SI por ejemplo). Unidad de control: este componente es responsable de dirigir el flujo (en qué orden deben ir, y cuando) de instrucciones y de datos dentro de la CPU. Ordena lo que se hace en el micro en cada momento. A la hora de elegir un micro tendremos en cuenta lo primero el tipo (Intel Pentium o AMD Athlon son prácticamente las únicas marcas del mercado) que sea compatible con la placa base elegida y el chipset, el tipo de zócalo (donde se inserta en la placa base). Los Puertos de comunicación Un puerto es por donde se recibe o envía información al ordenador desde el exterior. Por ejemplo el ratón es un periférico, no pertenece propiamente al ordenador, por eso la información que se envía desde el ratón al ordenador debe pasar por un puerto (conexión), que será el puerto donde se conecta el ratón con el ordenador. El puerto más usado actualmente para conectar casi todos los periféricos es el puerto USB. De todas formas vamos a ver los tipos de puertos que nos podemos encontrar en un ordenador mediante la siguiente imagen: Puertos HDMI y DV1 vídeo de tarjeta gráfica Los puertos serie (COM) : Ya en desuso aunque

14 Los puertos paralelos (LPT): Las impresoras recuerdan inmediatamente la imagen mental del puerto paralelo. Puertos PS/2: son un tipo de puerto serie, y a ellos se conectan el teclado y el ratón. Puerto USB (Universal Serial Bus): es un estándar en los ordenadores de última generación. Es totalmente Plug & Play, es decir, con sólo conectar el dispositivo y en caliente (con el ordenador encendido), el dispositivo es reconocido e instalado de manera inmediata. USB 1.0, 1.1, 2.0 cuanto mas grande es el número mayor es la velocidad de transferencia de datos entre el periférico conectado al puertoy el ordenador. Puerto Fireware: Entrada y salida de datos a gran velocidad. Suele emplearse para trasferir datos entre cámaras o video cámaras y el ordenador. (Parecía ser la evolución, pero los USB 2.0 le ganaron la batalla) Conectores (puertos) VGA: se usan para conectar los monitores y son de color azul. Puerto HDMI, parece ser la evolución de los VGA, pues es también un puerto para monitores, pero que envia señal digital y por tanto de mayor resolución. Periféricos: Son todos los aparatos que se conectan al ordenador que reciben o envían señales al ordenador. El disco duro es la unidad de almacenamiento más importante y más grande del ordenador. En él se guardan los programas, archivos, juegos, etc. que tenemos en nuestro ordenador. La información se almacena en unos finos platos o discos, generalmente de aluminio, recubiertos por un material sensible a alteraciones magnéticas. Estos discos, cuyo número varía según la capacidad de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro y atravesados por un eje, y giran continuamente a gran velocidad. La velocidad de rotación, incide directamente en el tiempo de acceso a los datos (rapidez). La mayoría de los discos duros actuales giran ya a rpm, Y actualmente, existen discos de alta gama aún más rápidos, hasta rpm. Se han empezado a comercializar los discos duros SSD, mucho más rápidos, pues su almacenamiento es ya electrónico.

15 Lectora grabadora de CD ROM o de DVD: el parámetro principal por el que se distinguen en los comercios y la publicidad estas unidades, al margen de su marca, es la velocidad de transferencia de la información, que en el caso de las grabadoras son 3 las velocidades y se representan por un número seguido de una X (cada x 15Kb/s). Ejemplo; 52x/24x/52x (lee regraba graba). En el caso de DVD vienen 2 una para CD y otra para DVD. Los DVD de doble capa son DVD en los que los datos se graban en el DVD en dos capas una encima de otra (doble capacidad), para leer estos DVDse necesita un lector de DVD de doble capa. Monitores: Básicamente, los monitores pueden clasificarse en dos tipos generales: 1. Monitor de pantalla curva o CRT 2. Monitor de pantalla plana: LCD, TFT, LED 3. Las pantallas planas se caracterizan por los siguientes parámetros: Diagonal (número de pulgadas de la diagonal: 15, 17, 19 ) Resolución (normalmente para un monitor de 15" , y para 17" y 19" de hasta ). Tiempo de reacción (normalmente de 2 a 25 mms de gris a gris). Contraste (normalmente de 300:1 hasta 5000:1). Brillo (normalmente de 200 hasta 500 cd/m²). Ángulo de visión (entre 140 y 178 normalmente). Transporte de datos El bus de datos es la autopista por la que se transporta o viaja la información (los bits) de un sitio a otro del ordenador.

16 Los datos viajan por cables llamados buses o por el interior de la placa base por la llamadas pistas. La placa base envía los datos a su exterior por medio de los cables o buses. Es decir utiliza buses para enviar la información desde la placa base al resto de componentes, como por ejemplo al disco duro.