TEMA 2: ARQUITECTURA DE ORDENADORES 1. EL HARDWARE DEL ORDENADOR Hardware es un término inglés que se refiere a los componentes físicos tecnológicos que constituyen el ordenador o interactúan con él. Incluye elementos internos como el disco duro, el lector de discos ópticos, el cableado, los circuitos, la impresora, el ratón, el teclado, el monitor, etc. Por la función que desempeña, el hardware se puede clasificar en: Hardware básico. Formado por los dispositivos necesarios para que el ordenador pueda iniciarse y funcione. Entre ellos destacan la placa base, la fuente de alimentación, el microprocesador (formado a su vez por la unidad de proceso y diversos registros o memorias auxiliares), la memoria central, el monitor y el teclado. Hardware complementario. Formado por dispositivos que permiten un mejor uso del ordenador, pero que no son vitales para su funcionamiento. Por ejemplo, la impresora y las unidades de almacenamiento. 1.1. ARQUITECTURA DE VON NEUMAN La Organización más habitual del Hardware es la conocida como arquitectura de Von Neumann, cuyo esquema se muestra a continuación:
PRÁCTICA: CONOCE TU SISTEMA INFORMÁTICO Es importante conocer los elementos que componen un ordenador para utilizarlo mejor. El tipo de procesador y la memoria que tiene son datos muy importantes, ya que proporcionan una idea de capacidad. En esta práctica se aprende a ver esa información. En esta práctica aprenderás a ver toda la información básica del equipo para Windows y Linux. Comprobarás que hay bastantes semejanzas: Para realizar esta práctica necesitaremos: Debes anotar en tu cuaderno el sistema operativo instalado, el tipo de procesador, la frecuencia del mismo y la memoria RAM del sistema. En el aula de informática los pasos a seguir serán Inicio Panel de Control Sistema. Si queremos más información sobre los dispositivos conectados: Inicio Panel de Control Dispositivo en cuestión
1.2 La unidad central de proceso (CPU) La CPU, también denominada microprocesador en los ordenadores personales, gestiona todas las operaciones elementales del ordenador por medio de señales de control, que selecciona direcciones de memoria o intercambian datos entre los diferentes dispositivos del ordenador. La CPU es el verdadero cerebro del ordenador está compuesta por tres elementos: La unidad de control, la unidad aritmético-lógica y los registros. La unidad de control. El elemento encargado de controlar y coordinar el funcionamiento del ordenador. Lee las instrucciones indicadas en el programa, que está almacenado en la memoria, las interpreta y ejecuta la operación solicitada. La unidad aritmético-lógica. Realiza todas las operaciones aritméticas y lógicas: sumas, restas, multiplicaciones, divisiones, etc. Registros. Son pequeñas memorias del procesador, generalmente muy rápidas, en las que se guardan los datos mientras se están ejecutando las instrucciones ( operaciones sencillas que el procesador puede llevar a cabo, se almacena en la memoria principal) del programa. Cabe destacar los siguientes: Registro acumulador (ACC). Guarda los resultados de las operaciones aritmético lógicas. Registro de estado. Contiene los indicadores de estado del sistema (por ejemplo, guarda la memoria de eventos como el acarreo en una suma o el desbordamiento cuando no caben los datos del resultado). Registro de instrucción (RI). Contiene la instrucción que está siendo ejecutada en cada momento. Contador ordinal. Almacena la dirección de memoria donde se encuentra la siguiente instrucción que tiene que ejecutar el procesador. Registro del buffer. Almacena datos de manera temporal desde la memoria principal para agilizar la ejecución de las instrucciones. 1.3 La memoria caché La memoria caché es una memoria más rápida que la memoria del procesador que permite reducir los tiempos de acceso a los datos. Necesita una sola instrucción para ejecutarse. En los ordenadores actuales, esta memoria se organiza en varios niveles más o menos cercanos a la CPU y, por tanto, tiene un acceso más o menos rápido.
PRÁCTICA: AUMENTA LA MEMORIA VIRTUAL A veces la RAM de nuestro equipo no es suficiente para la ejecución de un programa. En estos casos el sistema hace uso de la memoria virtual, que sólo es una porción del disco duro. Por defecto tiene asignado un valor que se puede incrementar para que determinadas aplicaciones puedan ejecutarse de forma rápida. En esta práctica aprenderás a aumentar la memoria virtual de tu ordenador. Para ello debes realizar los siguientes pasos(recuerda esto es para el aula de informática si tienes otro sistema operativo tendrás que investigar): Inicio panel de control sistema configuración avanzada del sistema opciones avanzadas rendimiento (efectos virtuales, programación del procesador uso de memoria y memoria virtual ) configuración opciones avanzadas programas cambiar (una vez llegado a este punto puedes administrar manualmente o de manera automática el tamaño del archivo de paginación te recomiendo la segunda opción.
1.4. Elementos importantes de la placa base La placa base es un circuito impreso que contiene los zócalos o conectores donde se insertan los principales circuitos integrados del ordenador. Contiene, además los conectores unidos a la fuente de alimentación que son necesarios para alimentar los circuitos. Las placas bases modernas incorporan muchos dispositivos multimedia y de red integrados, como la tarjeta de red, la tarjeta gráfica, la tarjeta de sonido o controladores de discos duros actualizados. No obstante, pueden ser desactivados si es necesario.
1.5. Los puertos de comunicación y tarjetas de expansión. PUERTOS DE COMUNICACIÓN Todos Los dispositivos PC deben ir enchufados, por norma general, a la parte posterior de la CPU, por lo que deberá observar en ella diferentes entradas para cada conexión y dispositivo como: Conector PS2 del teclado: Se sitúa en la esquina superior izquierda de la CPU, más al exterior que el conector del ratón y tiene forma redondeada. En él debe conectarse el cable del teclado. Conector PS2 del ratón: Se sitúa en la parte superior izquierda de la CPU, más el centro que el conector del teclado y tiene forma redondeada. En él debe conectar el cable del ratón. Puerto USB: Estos conectores van siempre por duplicado (dos, cuatro, etc.)y, en ellos, podrá conectar dispositivos en caliente, es decir, sin necesidad de apagar el PC. Algunos ejemplos son escáner, impresora, módem y demás dispositivos con este tipo de entrada. En el futuro, sustituirá la función de los puertos en serie y paralelo. Puertos serie: Reconocidos por el PC como COM1 y COM2 (si es un segundo). Poseen una función idéntica a la de los puertos USB, salvo que éstos no permiten una conexión en caliente. Puerto paralelo: Conector hembra con forma rectangular formado por 25 pines; es el más largo de la CPU. Se conectará a él la impresora el escáner, etc. Conector de red: Usado para transmitir datos. Su forma es muy parecida la del conector donde enchufa el teléfono. Mediante él, podrá conectarse a otros PC. Conector de video o VGA: Es el conector hembra más pequeño de la CPU, con tan solo 15 pines. Debe conectar a él, el cable por el que circula la información que se visualizará en el monitor. Conectores de sonido: Dependiendo del tipo de tarjeta que posea el PC, veremos diferentes entradas para dispositivos como auriculares, puertos para juegos (joystick), etc Conector HDMI: HDMI provee una interfaz entre cualquier fuente de audio y vídeo digital como podría ser un sintonizador TDT, un reproductor de Blu-ray, un Tablet PC, un ordenado.
Fuentes de alimentación: En ella, veremos dos conectores: uno hembra y otro macho -Conector macho: A él se conecta el cable que proporciona corriente al PC. -Conector hembra: A él podrá conectar la toma de corriente proveniente del monitor El conector hembra no estará disponible en algunas fuentes de alimentación, en cuyo caso, el monitor deberá alimentarse directamente de un enchufe. Tarjetas de expansión Se utilizan las tarjetas de expansión para adaptar las características de una placa base a las necesidades del usuario, por ejemplo, aumentar la calidad del sonido o de las imágenes que puede reproducir su PC. Tarjeta de vídeo: Este dispositivo que permite al monitor mostrar imágenes virtuales. En algunas ocasiones, la tarjeta de vídeo se encuentra impresa en la placa base. 1.6 Dispositivos de almacenamiento Los dispositivos de almacenamiento son elementos que permiten guardar la información con la que trabaja el ordenador, tanto datos como resultados. También, pueden almacenar temporal o permanentemente programas y procesos.
1.7 Dispositivos periféricos Los dispositivos externos que se conectan al PC permitiéndole la comunicación con el exterior se llaman periféricos. Estos periféricos se clasifican en: Periféricos de entrada: Son los que permiten que el usuario aporte información exterior. Periféricos de salida: Son los que muestran al usuario el resultado de las operaciones realizadas por el PC. Periféricos de entrada/salida: Son los dispositivos que pueden aportar simultáneamente información exterior al PC y al usuario. Por ejemplo un módem dicho dispositivo traduce la señal digital que transmite el PC a señal analógica, que es la que entiende la línea telefónica, y viceversa para que la información pueda ser enviada o recibida. 2. EL SOFTWARE DEL ORDENADOR Software es un término inglés que se refiere a todos aquellos programas o aplicaciones programadas que permiten llevar a cabo acciones o tareas específicas haciendo uso del hardware del ordenador 2.1 Clasificación del software según su licencia Una licencia de software es el permiso que el creador del mismo concede para poder utilizar su programa, estableciendo unos límites y derechos respecto a su forma de uso. Según su licencia, el software puede clasificarse en libre o privativo. Software libre. Son programas de código abierto (open source), es decir, que una vez adquiridos cualquiera puede realizar modificaciones o mejoras en los programas de aplicación y redistribuirlo libremente. Un ejemplo es el paquete integrado Open Office. En general, es gratuito.
Software privativo. Son programas comerciales en los que, en general es preciso abonar la licencia para poder hacer uso de los mismos. Este software es de código cerrado, ya que nadie puede acceder al código del programa para realizar modificaciones y redistribuirlo. Son ejemplos de software privativo: Microsoft Office y Photoshop. Existen varias modalidades de software con distintos grados de gratuidad. PRÁCTICA: Cómo saber el software instalado en nuestro ordenador? Inicio Panel de control programas y características Desde este panel se puede organizar y desinstalar cualquier programa. También puedes establecer programas determinados para realizar una determinada función (imágenes, navegador, etc..) Inicio Panel de control Programas determinados Establecer programas determinados 2.2 Clasificación del software según su función La función del software está definida por el tipo de operaciones que pueda llevar a cabo para facilitar al usuario, desde la mera interacción con el ordenador hasta la resolución de problemas concretos. Según su función, el software se clasifica en aplicaciones del sistema, aplicaciones de usuario y aplicaciones de desarrollo.
EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN 1. Qué relación existe entre el hardware y software? a)no hay relación b) El software utiliza el hardware c) El hardware utiliza al software 2. Cuál es la función de la CMOS? a)interfaz entre el sistema operativo y la placa madre. b) Emite unos pulsos a una frecuencia. c) Controla la mayoría de los recursos d) Conserva datos del sistema
3. Qué memoria mantiene sus datos cuando se apaga el ordenador? a) RAM b)rom c)principal d) Caché 4. Si la memoria RAM de tu ordenador es de 1GB Cuántos bits puede llegar a almacenar tu memoria? a) 8,6 10 9 b) 8 10 9 c) 8,6 10 6 d) 8,6 10 7 5. Cuál es la misión del reloj del procesador? a) Controlar los recursos. b) Conservar los datos del sistema c) Sincronizar las señales del sistema d) Interfaz entre el sistema operativo y la placa madre. 6. Cuáles de las siguientes opciones son periféricos? a) BIOS b)teclado c)memoria d)buses de datos. e) Señala la clasificación y dispositivos básicos del hardware. f) Describe los elementos que componen la CPU. g) Detalla los tipos de memoria más comunes. h) Describe los elementos elementales que forman la placa base. i) Define qué son los periféricos y cómo se clasifican. Pon ejemplos. j) Indica la clasificación básica del software. k) Detalla los diferentes tipos de software según su licencia. Pon ejemplos. l) Detalla los diferentes tipos de software según su función. Pon ejemplos.