Apunte de Hardware Prof. Patricia M. Ferrer. Hardware 1. Las partes interna de una Computadora 2. Placa Base 2 BIOS 2

Transcripción

1 Índice Hardware 1 Las partes interna de una Computadora 2 Placa Base 2 BIOS 2 Unidad Central de Procesamiento (CPU) 3 Memoria de Acceso Aleatorio (RAM) 4 Memoria Rom 4 Memoria Caché 5 Buses 5 Dispositivos de Almacenamiento 6 Unidad de Disquete 6 Unidad de Disco Óptico 7 Unidad de Disco Duro (HDD) 7 Unidad de Estado Sólido (SSD) 7 Tarjetas de Expansión 8 Tarjeta de Red (NIC) 8 Fuente de Alimentación 9 Sistema de Refrigeración - Cooler 9 Caja de Computadora 10 Conectores y Puertos 10 1

2 Hardware Son los distintos elementos que forman una computadora tangibles. Ejemplos: estos pueden ser medios de almacenamiento como por ejemplo una grabadora de DVD, o una Unidad Interna de Almacenamiento tal como un Disco Rígido. Placas o Tarjetas de expansión como son la Placa de video, Bloques de Memoria, etc. Dispositivos de entrada como un Mouse, un Teclado o Módem (dispositivo de entrada y salida). Dispositivos de salida como son por ejemplo el Monitor y la Impresora. Las partes interna de una Computadora Placa Base La placa base, conocida también como placa principal, placa madre o tarjeta madre (en inglés motherboard mainboard), es la principal placa de circuitos impresos de la PC. Contiene rutas eléctricas o buses que permiten el desplazamiento de los datos entre los diversos componentes de un ordenador. Todas las partes de una computadora se conectan, de una forma u otra, con la placa base. La tarjeta madre alberga varios componentes importantes como la unidad central de procesamiento (CPU), la memoria de acceso aleatorio (RAM), el chip del sistema básico de entrada y salida (BIOS), así como otros chips y circuitos, conectores internos y externos, ranuras de expansión, zócalos o sockets y diversos puertos. BIOS Bios es un acrónimo de Basic input/output system (sistema básico de entrada / salida). El BIOS es el software que determina qué puede hacer una computadora sin acceder programas de un disco. En las PCs, el BIOS contiene todo el código requerido 2

3 para controlar el teclado, el monitor, las unidades de discos, las comunicaciones seriales, y otras tantas funciones. El BIOS típicamente se pone en una pastilla ROM que viene con la computadora (también se le llama ROM BIOS. Esto asegura que el BIOS siempre estará disponible y no se dañara por falla en el disco. También hace posible que la computadora inicie por sí sola. A causa de que la RAM es más rápida que el ROM, muchos fabricantes de computadoras diseñan sistemas en los cuales el BIOS es copiado de la ROM a la RAM cada vez que la computadora es iniciada. Esto se conoce como shadowing. Muchas computadoras modernas tienen Flash BIOS, que significa que el BIOS se grabó en una pastilla de memoria flash, que puede ser actualizado si es necesario. Unidad Central de Procesamiento (CPU) La unidad central de procesamientoo CPU (por su nombre en inglés Central Processing Unit) a veces llamada simplemente procesador, se considera el cerebro de la computadora. Es el elemento más importante con respecto a la capacidad de cómputo de una PC. La mayoría de los cálculos en un sistema de computación las realiza el procesador. La CPU se encarga de interpretar las instrucciones de los programas informáticos. Procesa cada uno de los datos de entrada realizando operaciones lógicas y aritméticas, para finalmente obtener una salida o resultado. Los procesadores tienen distintos factores de forma y cada uno requiere una ranura o un socket particular en la tarjeta madre. Los fabricantes de CPU más conocidos son Intel y AMD. Casi todos los ordenadores que utilizamos tienen procesadores de esas marcas. 3

4 Si recordamos, los componentes de una CPU ( unidad aritmética y lógica ALU y la unidad de control UC principalmente ) diremos que un microprocesador, al ser en esencia una CPU con elementos adicionales, se encarga de: Almacenar temporalmente las instrucciones que se extraen de la memoria principal. Decodifica estas instrucciones, extrayendo el código de operación y dando las órdenes oportunas al resto de circuitos ( internos del microprocesador o externo a este) para que dicha operación se realice. Genera los pulsos o secuencias de tiempo necesarios para que las instrucciones y órdenes se lleven a cabo sincrónicamente. Efectúa las operaciones aritmético -lógicas que anteriormente se han decodificado a esto. Memoria de Acceso Aleatorio (RAM) La memoria de acceso aleatorio, llamada también RAM ( Random Access Memory), es el componente donde se almacenan temporalmente los datos y programas utilizados por la CPU. La RAM es una memoria volátil, es decir, su contenido se borra cuando se apaga el ordenador. Y se le llama de acceso aleatorio porque no es necesario seguir un orden estricto para utilizar la información que almacena. Esto hace que su contenido pueda ser escrito o leído muy rápidamente por la CPU. Los módulos de RAM se insertan en las ranuras de memoria que tiene la tarjeta madre. Una mayor cantidad de RAM mejora el rendimiento del sistema, ya que permite almacenar en ella más información. La cantidad máxima de memoria RAM está limitada por las características de la tarjeta madre y de la CPU. Memoria Rom 4

5 ROM son las siglas de read-only memory, que significa "memoria de sólo lectura": una memoria de semiconductor destinada a ser leída y no destructible, es decir, que no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la información almacenada, incluso en el caso de que se interrumpa la corriente (memoria no volátil). La ROM suele almacenar la configuración del sistema o el programa de arranque de la computadora. Las memorias de sólo lectura o ROM son utilizada como medio de almacenamiento de datos en las computadoras. Debido a que no se puede escribir fácilmente, su uso principal reside en la distribución de programas que están estrechamente ligados al soporte físico de la computadora, y que seguramente no necesitarán actualización. Por ejemplo, una tarjeta gráfica puede realizar algunas funciones básicas a través de los programas contenidos en la ROM. Una razón de que todavía se utilice la memoria ROM para almacenar datos es la velocidad ya que los discos son más lentos. Aún más importante, no se puede leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio disco. Por lo tanto, la BIOS, o el sistema de arranque oportuno de la computadora normalmente se encuentran en una memoria ROM. Memoria Caché Una memoria caché es una memoria en la que se almacenas una serie de datos para su rápido acceso. Básicamente, la memoria caché de un procesador es un tipo de memoria volátil (del tipo RAM), pero de una gran velocidad. En la actualidad esta memoria está integrada en el procesador, y su cometido es almacenar una serie de instrucciones y datos a los que el procesador accede continuamente, con la finalidad de que estos accesos sean instantáneos. Buses La comunicación del microprocesador con los periféricos tiene lugar a través de cables especiales denominados buses. 5

6 Los buses son los caminos por los que fluye la información; podrían compararse con las autopistas por las que circulan los coches. Utilizando este símil, se pueden considerar dos factores importantes que determinan la calidad: el número de carriles y la velocidad a la que circular por ella. Del mismo modo la calidad de los buses depende del número de bits que pueden fluir al mismo tiempo y de la velocidad con la que éstos lo hacen. Clases de buses: Bus de datos: Mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como el teclado, el ratón, etc.; de salida como la Impresora, el Monitor; y de Almacenamiento como el Disco Duro, el Disquete o la Memoria-Flash. Estas transferencias que se dan a través del Bus de Datos son gobernadas por varios dispositivos y métodos, de los cuales el Controlador PCI, "Peripheral Component Interconnect", Interconexión de componentes Periféricos, es uno de los principales. Su trabajo equivale, simplificando mucho el asunto, a una central de semáforos para el tráfico en las calles de una ciudad. Bus de direcciones: El Bus de Direcciones, por otra parte, está vinculado al bloque de Control de la CPU para tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecución de los procesos de cómputo. Para el Bus de Direcciones, el "ancho de canal" explica así mismo la cantidad de ubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar. Esa cantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32ª potencia. "2" porque son dos las señales binarias, los bits 1 y 0; y "32ª potencia" porque las 32 pistas del Bus de Direcciones son, en un instante dado, un conjunto de 32 bits. Nos sirve para calcular la capacidad de memoria en el CPU. Bus de control: Este bus transporta señales de estado de las operaciones efectuadas por la CPU. El método utilizado por el ordenador para sincronizar las distintas operaciones es por medio de un reloj interno que posee el ordenador y facilita la 6

7 sincronización y evita las colisiones de operaciones (unidad de control). Estas operaciones se transmiten en un modo bidireccional y unidireccional. Dispositivos de Almacenamiento Los dispositivos de almacenamiento son componentes utilizados para guardar o grabar datos en forma temporal o permanente. Se dividen según su tipo en magnéticos, ópticos y semiconductores. Los más comúnmente utilizados en las computadoras son: la Unidad de Disquete, la Unidad de Disco Óptico, la Unidad de Disco Duro y más recientemente la Unidad de Estado Sólido. Unidad de Disquete La unidad de disquete o disquetera (FDD por Floppy Disk Drive) utiliza discos magnéticos extraíbles de 3.5 pulgadas (las primeras versiones eran de 5.25 pulgadas). Esos discos pueden almacenar hasta 1.44 MB de datos. Son útiles a la hora de un fallo en el sistema, ya que se pueden emplear para arrancar la PC con los llamados disquetes de arranque. Actualmente la unidad de disquete se considera una tecnología antigua y rara vez se utiliza. Unidad de Disco Óptico La unidad de disco óptico se llama así porque utiliza un láser para leer los datos almacenados en medios ópticos como el Disco Compacto (CD), el Disco Versátil Digital (DVD) o el Disco Blu-ray (BD). Esos medios ópticos pueden estar previamente grabados (sólo lectura) o pueden ser regrabables (permiten el borrado y la escritura de datos varias veces). Las capacidades de estos medios puede variar desde los 700 MB para los CD hasta los 50 GB en los Blu-ray doble capa. Unidad de Disco Duro (HDD) Otro elemento importante en el listado de las partes de una computadora es la unidad de disco duro o 7

8 unidad de disco rígido (también conocida como HDD por su nombre en inglés Hard Disc Drive). Este componente es el principal dispositivo de almacenamiento en un computador. Contiene el sistema operativo y las aplicaciones informáticas. También se utiliza para almacenar otros archivos digitales como música, videos, fotos, etc. Los discos duros tradicionales utilizan tecnología de almacenamiento magnético. En su interior hay platos magnéticos en los que se graba la información. Estos platos giran a gran velocidad y los datos son escritos o leídos por medio de los llamados cabezales. Unidad de Estado Sólido (SSD) La unidad de estado sólido o SSD( Solid State Drive) es la nueva tecnología que pretende reemplazar a los discos duros tradicionales. Los SSD no tienen partes móviles y utilizan semiconductores para almacenar la información. Al no tener partes móviles, las unidades de estado sólido utilizan mucho menos energía, no producen ningún ruido y son menos sensibles a los golpes. Otra ventaja importante con respecto a los HDD, es que la escritura y el acceso a los datos es muchísimo más rápido. Tarjetas de Expansión Las tarjetas de expansión sirven para aumentar las funcionalidades un ordenador. Son componentes con diversos circuitos integrados y controladores que se integran a la placa base insertándolas en las ranuras de expansión. Hay varios tipos y se usan comúnmente para añadir memoria, puertos adicionales, unidades de disco, controladoras de video, red, audio, etc. El uso cada vez más extendido de dispositivos con conexión USB y la integración de audio, video y red en la placa base, han hecho que las tarjetas de expansión no sean tan necesarias en la actualidad. 8

9 Las que se utilizan con mayor frecuencia son: la Tarjeta de Red y la Tarjeta Gráfica. Tarjeta de Red (NIC) informática. La tarjeta de red, también llamada placa de red, adaptador de red o simplemente NIC por sus iniciales en inglés ( Network Interface Card), permite conectar la computadora a una red Dependiendo del tipo de tarjeta de red que se use, la conexión se puede realizar ya sea mediante cables de red, o de forma inalámbrica ( wireless). Tarjeta Gráfica Otra de las partes de una computadora es la tarjeta gráfica. También se le llama adaptador de video, placa de video o tarjeta de video. Este componente proporciona la capacidad gráfica de una PC. La tarjeta de video se encarga de procesar los datos provenientes de la CPU y los transforma en información que puede ser vista en dispositivos de salida gráfica. Gracias a ella podemos ver imágenes, películas o juegos en el monitor de un ordenador. Fuente de Alimentación La fuente de alimentación o fuente de poder provee de energía a la computadora. Convierte la corriente alterna (CA) del tomacorriente de pared en corriente continua (CC) de menor voltaje. Esa conversión es necesaria ya que los componentes electrónicos de la PC trabajan con corriente continua. Las fuentes de poder tienen varios conectores para alimentar las distintas partes de una computadora y los diversos puertos de la tarjeta madre. Sistema de Refrigeración - Cooler 9

10 El flujo de corriente a través de los componentes electrónicos genera calor. Y las partes de una computadora funcionan mejor cuando se mantienen a baja temperatura. El exceso de calor puede hacer que la PC funcione más lento, o incluso, se pueden dañar los componentes. Es por eso que los ordenadores necesitan refrigeración. Aparte de los ventiladores instalados en los gabinetes, es necesario un disipador térmico que le quite calor al núcleo de la CPU. Ese disipador térmico muy a menudo se complementa con un ventilador que se coloca encima. Hay otros componentes que también generan mucho calor, como las tarjetas de video. A veces también se les coloca ventiladores. En computadoras más potentes y sofisticadas se pueden utilizar sistemas de refrigeración por agua. Caja de Computadora Aunque no es un dispositivo electrónico, este elemento también se incluye en la lista de las partes de una computadora. La caja de computadora (conocida también como carcasa, chasis, gabinete, torre o cubierta) sirve para dar soporte a los componentes internos de una PC. También cumple con la función de brindarles protección adicional. Además de las funciones señaladas, las cajas están diseñadas para mantener refrigerados los componentes internos. Se le agregan rejillas y ventiladores para que circule el aire a través del ellas. Este proceso evita el recalentamiento de los componentes de la PC. Los gabinetes generalmente están hechos de plástico, acero o aluminio, y tienen diferentes formas y estilos. Conectores y Puertos 10

11 Cada uno de estos puertos sirve para conectar al equipo un determinado elemento, ya que suelen ser conectores para el sonido, el audio, el video, del tipo USB, serie, paralelos y demás. Por tal motivo es sumamente importante que sepamos donde conectar cada cosa de forma correcta, a fin de que tanto la computadora como el periférico o conexión funcionen de manera adecuada. Además, tengamos en cuenta que cada uno de estos puertos se encuentra conectados físicamente a la motherboard del equipo, lo que permite que los dispositivos periféricos que conectemos a través de estos puertos puedan comunicarse con la computadora. A continuación te contamos para qué se utiliza cada uno de los puertos físicos más comunes en una computadora: PUERTO USB (UNIVERSAL SERIAL BUS) A través de los puertos USB que dispone nuestro equipo podemos conectar diversos periféricos a la computadora, como por ejemplo mouse, teclado, parlantes y demás, como así también antenas Wireless para periféricos que funcionan de forma inalámbrica con esta tecnología. También podemos conectar pendrives, tarjetas de memoria con lector, discos externos, teléfonos y demás. Es importante mencionar que los puertos USB también pueden utilizarse como fuente de alimentación para diferentes dispositivos, es decir para cargar teléfonos celulares, cámaras, e incluso hacer que funcione un disco externo o una compactera externa. PUERTOS ETHERNET/INTERNET (RJ45) Este puerto es exclusivamente para conectar el cable que sale de nuestro modem y que nos provee de Internet. Si bien también podemos optar por añadir a nuestra PC, si es 11

12 que no lo ha traído de fábrica, una placa con antena Wi-Fi, para disponer de una conexión inalámbrica, lo cierto es que la conexión a Internet por cable ha demostrado ser más estable y veloz. PUERTOS PS2 Si bien en la actualidad son muy pocas las computadoras que utilizan este tipo de puertos, se trata básicamente de un conector para teclado y mouse. Por supuesto que para poder conectar uno de estos elementos a través de este tipo de puertos, el mouse o el teclado deben disponer de un conector PS2. PUERTO SERIE Se utiliza también para conectar periféricos externos a la computadora, pero ya no es tan implementado debido a que permite transferencias de un solo bit a la vez. PUERTOS VGA Se trata de un puerto que permite conectar el monitor con la motherboard de la PC, a fin de que la misma pueda mostrar en pantalla todo los que sucede en la computadora, es decir permitirnos visualizar la interfaz gráfica del sistema operativo y los programas. Con las nuevas tecnologías de pantallas que desde hace unos años han reemplazado a los viejos monitores, el tipo de puerto VGA ha quedado prácticamente obsoleto, y ha sido reemplazado en muchos casos por la tecnología HDMI. PUERTO HDMI (HIGH DEFINITION MULTIMEDIA INTERFACE) Como mencionamos, este tipo de puerto nos permite conectar una pantalla con nuestra computadora, y una de sus principales características es que brinda la posibilidad de transmitir video de alta definición, es decir 1080p o más, y se conecta a la placa de 12

13 video de la PC. Además, el estándar HDMI no sólo transporta video, sino que también transporta audio, es por ello que actualmente es el tipo de conexión elegida también para conectar diversos dispositivos a grandes pantallas de televisión. PUERTOS JACK La PC dispone de una serie de puertos Jack 3.5mm para que conectemos allí un micrófono (conector rosa), altavoces (conector verde), y una entrada en línea (conector azul). Si nuestro equipo dispone de una placa de audio separada, seguramente incluirá otros conectores más, entre los que se incluye la salida de audio en 5.1 y 7.2. PUERTOS PARALELOS Aunque ya casi no se utiliza, su función es básicamente permitir la conexión de una impresora, o periférico similar, con la PC. Hoy en día la mayoría de las impresoras disponen de conectividad USB, incluso también con tecnología inalámbrica a través de distintas plataformas. 13