TEMA 2: HARDWARE

Definición de HARDWARE: Elementos físicos que componen un sistema informático y pueden ser eléctricos, electrónicos o mecánicos .

Arquitectura de una Computadora: Puede definirse como la forma de seleccionar e interconectar componentes de hardware para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo.

El concepto de arquitectura en el entorno informático proporciona una descripción de la construcción y distribución física de los componentes de la computadora, explicando la situación de sus componentes y permite determinar las posibilidades de que un sistema informático, con una determinada configuración, pueda realizar las operaciones para las que se va a utilizar.

Los componentes que encontramos en un hardware:

· UCP ó CPU: Unidad Central de Proceso, encargada de procesar los datos· Periféricos de Entrada: Componentes que permiten dar entrada de datos a la CPU para su proceso· Periféricos de salida: Componentes que dan una salida, visual o auditiva, a los datos procesados

3. Arquitectura de Ordenadores2.1 – Componentes hardware de un ordenador

3. Tipos de Ordenadores3.1 - Superordenadores

Superordenador o supercomputadora: Es aquella con capacidades de cálculo muy superiores a las computadores u ordenadores normales. Son usadas con fines específicos.

También pueden ser potentes ordenadores unidos entre sí para aumentar la capacidad de proceso y cálculo, de forma que se incrementa el rendimiento y la potencia de trabajo.

Su principal uso se encuentra en el campo de la medicina, astronomía y estudios de clima.

Imagen de una granja de ordenadores conectados entre sí para aumentar el rendimiento.

3. Tipos de Ordenadores3.2 – Ordenadores de Sobremesa

Ordenador de Sobremesa: También denominado ordenador personal u ordenador fijo.Están diseñados para estar ubicados de forma permanente sobre un escritorio o zona específica para albergarlos.

Pueden estar dedicadas a tareas domésticas o entretenimiento, en el caso de ordenadores de uso doméstico, o bien es la herramienta de trabajo por excelencia en el ámbito empresarial, considerándose un elemento muy importante en el negocio.

3. Tipos de Ordenadores3.3 – Portátiles

Ordenador Portátil: También denominado ordenador personal móvil o transportable, por lo que suelen pesar entre 1 a 3 kilográmos.Están diseñados para poderlos transportar de forma cómoda y con capacidad para funcionar un periodo de tiempo sin estar conectados a la corriente eléctrica.

La capacidad de proceso es similar a la de los ordenadores de sobremesa.

3. Tipos de Ordenadores3.4 – Tablets

Tablets: Es una computadora portátil más grande que un Smartphone o teléfono inteligente pero más pequeña que un ordenador portátil propiamente dicho. Se caracteriza por contar con pantalla táctil: esto quiere decir que para utilizarla no se necesita ratón ni teclado.

3.5 – Teléfonos inteligentes

Teléfonos inteligentes: O Smartphone. Son teléfonos móviles que incluyen componentes de ordenador, por lo que los dota de capacidad de procesamiento y almacenamiento. También tiene mayor capacidad de comunicación que un teléfono móvil.

4. Placa base, chipset y microprocesador4.1 – La Placa base. Buses

La placa madre de un ordenador es la base fundamental sobre la que se conectan los componentes que forman la computadora. Es una tarjeta de circuito impreso y su tamaño y forma debe ser compatible con la caja que la va a alojar.

Alberga la BIOS, los buses, el zócalo para el procesador, las ranuras de expansión, los chipset entre otros elementos.

Los buses son canales o pistas que transportan la energía y la información entre dos puntos de la placa. Suelen ser 5:

· Bus de datos: Circulan los datos internos y externos del microprocesador· Bus de dirección: Viaja la información específica sobre la localización de la dirección de memoria del dato o dispositivo al que se hace referencia.· Bus de control: Se controla el intercambio de información entre la CPU y los periféricos· Bus de expansión: Se encarga de llevar el bus de datos, el de dirección y el de control a la tarjeta que se agrega a la placa base.· Bus del sistema: Todos los componentes de la placa madre se vinculan a través de este canal, mediante distintos tipos de datos del microprocesador y de la memoria principal.

4. Placa base, chipset y microprocesador4.2 – Circuitos integrados y el chipset

Los circuitos integrados, también conocidos como chip, son una estructura de pequeñas dimensiones de material semiconductor, generalmente silicio, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos y protegida dentro de un encapsulado de plástico o de cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre el Circuito Integrado y un circuito impreso.

El chipset es un conjunto de circuitos integrados diseñados con base a la arquitectura de un procesador, permitiendo que estos funcionen en una placa base. Sirven de enlace de comunicación con el resto de los componentes de la placa base como puede ser la memoria, puertos USB, etc.

En las placas base modernas, se usan dos, el northbridge, o puente norte, que enlaza el procesador, la memoria y el puerto gráfico. Este chipset acabará en desuso puesto que los procesadores más actuales lo traen incluido.El otro chipset se denomina southbridge, o puente sur, que controla dispositivos asociados de almacenamiento como discos duros, puertos USB, Firewire, SATA, RAID, ranuras PCI. En otras palabras, el encargado de comunicar el procesador con el resto de periféricos.

4. Placa base, chipset y microprocesador4.3 – El microprocesador

El microprocesador es la parte de la computadora diseñada para llevar acabo o ejecutar los programas. Este viene siendo el cerebro de la computadora, el motor, el corazón de esta máquina. Una parte fundamental del equipo.

El microprocesador ejecuta instrucciones que se le dan a la computadora a muy bajo nivel haciendo operaciones lógicas simples, como sumar, restar, multiplicar y dividir.

Es un chip, en cuyo interior existen millones de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.

5. Memoria primaria5.1 – La memoria RAM

La memoria RAM (Random Access Memory) o memoria de acceso aleatorio es un tipo de memoria que utilizan los ordenadores para almacenar los datos y programas a los que necesita tener un rápido acceso. Se denomina de acceso aleatorio porque se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera idéntico a cualquier posición.

Se trata de una memoria de tipo volátil, es decir, que se borra cuando apagamos el ordenador.

Los datos almacenados en la memoria RAM no sólo se borran cuando apagamos el ordenador, sino que cuando dejamos de usar un programa este se descarga de la RAM, por ejemplo, si abrimos un documento de Excel este se carga en la memoria RAM y trabajamos sobre este espacio, no sobre el disco duro.

5. Memoria primaria5.2 – Memoria caché

La memoria caché es un tipo de memoria de rápido acceso que guarda temporalmente datos recientemente procesados. Funciona de manera similar a la memoria RAM pero es de menor capacidad y de acceso más rápido. Suele estar incluida en el interior del microprocesador.

Se encarga de acelerar las lecturas y escrituras que necesita el microprocesador del sistema para conseguir así que todas las aplicaciones funcionen más rápido.

Este tipo de memoria también se encuentra en los discos duros, para dotarlos de más rapidez en la entrega de datos repetitivos, evitando la lectura en el disco que siempre es más lenta.

En el caso de la memoria caché del microprocesador se organiza en varios niveles.

6. Puertos de comunicación y tarjetas de expansión6.1 – Puertos de comunicación

Los puertos de comunicación de un sistema informático son una serie de puertos que sirven para comunicar nuestro ordenador con los periféricos u otros ordenadores. Se trata de dispositivos I/O (Input/Output, o Entrada/Salida).

Hay ya muchos puertos de comunicación en desuso, como por ejemplo los puertos PS/2, puerto serie o RS-232 y puerto paralelo.

En la actualidad los puertos que se utilizan son el USB ya por su versión 3, que se creó para dotarlos de mayor velocidad de transmisión en las comunicaciones con periféricos frente a los puertos serie o paralelo.

Puertos RJ-45 ó Ethernet, que se usan para comunicar con otros ordenadores.

Puertos VGA, display port, HDMI y DVI: Puertos que se utilizan para conectar con monitores.

Puertos audio: Para la conexión de altavoces y micrófono.

6. Puertos de comunicación y tarjetas de expansión6.2 – Tarjetas de expansión

Las tarjetas de expansión son tarjetas con circuitos integrados y otros componentes electrónicos que sirven para aumentar las capacidades de un sistema informático.

Las tarjetas de expansión se insertan en los slots o ranuras de expansión que poseen las placas base.

Estos slot en la actualidad son todos de tipo PCI-Express, existiendo alguna placa base con algún tipo de slot de expansión antiguo para dotarlos de retrocompatibilidad, como puede ser ranuras AGP o PCI.

7. Periféricos de entrada7.1 – El teclado

El teclado es un dispositivo o periférico de entrada, con una disposición de botones o teclas, inspirado en las máquinas de escribir, con la misma colocación o disposición que envía información al computador al pulsarlas.

7.2 – El Ratón

El ratón o mouse es un dispositivo de entrada que se utiliza para facilitar el manejo en un entorno gráfico en los ordenadores. Es un periférico apuntador y cuentan con un mecanismo que permite detectar el movimiento en dos dimensiones. Al mover el ratón sobre una superficie plana, este movimiento se refleja en la pantalla.

7. Periféricos de entrada7.3 – El escáner

El escáner es un dispositivo de entrada que permite crear documentos o imágenes mediante la adaptación de un soporte impreso hacia un formato digital.Este proceso permite transformar una imagen impresa, pudiendo ser desde un documento hasta una fotografía, en un archivo que puede ser leído, modificado o distribuido.

7.4 – Otros

Otros dispositivos de entrada pueden ser:

· Micrófono· Gamepad· Joystick· Webcam· Cámaras de fotografía digital· Tabletas digitalizadoras

8. Periféricos de salida8.1 – El monitor

El monitor es un dispositivo salida en el que se muestran gráficos y textos generados. Se puede considerar el principal periférico de salida y su función es permitir la interacción del usuario con el ordenador.

8.2 – La impresora

La impresora es un periférico de salida. Su función es hacer una copia de los documentos almacenados de forma electrónica.Estos documentos pueden ser textos o imágenes que son impresos en una hoja o transparencia utilizando cartuchos de tintas o tecnología láser, ya sea monocromo o color.

8. Periféricos de salida8.3 – Otros

Otros dispositivos o periféricos de salida pueden ser:

· Proyector· Altavoces· Auriculares· Plotter (Impresoras de gran tamaño)

9. Dispositivos de almacenamiento9.1 – Discos magnéticos

Un disco magnético es un sistema de almacenamiento de la información.Es un tipo de soporte que utiliza discos con propiedades magnéticas para almacenar la información digital.Se consideran memoria auxiliar o secundaria, que son capaces de conservar la información de forma permanente

9.2 – Memoria flash

La memoria Flash es otro dispositivo de almacenamiento de la información.

Están destinadas a almacenar grandes cantidades de información en un espacio muy reducido. Es posible encontrarlas guardando las fotos de una cámara digital, los programas de calles y rutas de un GPS, la agenda de contactos de un Smartphone… Son no volátiles, ya que mantienen la información en ausencia de flujo eléctrico.

9. Dispositivos de almacenamiento9.3 – Discos ópticos

Un disco óptico es otro sistema de almacenamiento de la información.Son capaces de guardar datos por medio de un rayo láser en su superficie plástica, ya que se almacenan por medio de ranuras microscópicas y quemadas.La información queda grabada en la superficie de manera física, por lo que solo el calor porque puede producir deformaciones en la superficie del disco y las ralladuras pueden producir la pérdida de los datos, sin en cambio es inmune a los campos magnéticos y la humedad.

Pueden ser grabables de forma permanente, con lo cual se convierten en dispositivos de almacenamiento de solo lectura o bien también regrabables, pudiendo volver a ser reutilizados.

10. Dispositivos de comunicación10.1 – Tarjeta de red 10.2 – Modem

La tarjeta de red sirve para conectar nuestro ordenador a una red de ordenadores.Esta tarjeta de red puede ser de cable, con lo cual tendrá un puerto RJ-45 y la conexión se realizará mediante o bien puede ser inalámbrica, con lo cual la conexión con la red se realizará mediante WIFI.

El modem es otro dispositivo de comunicación con una red de comunicaciones.

Es un periférico en desuso, se conectaba a la red a través del puerto RJ-11, conectaba el ordenador, con señales digitales, con la red, que era analógica, de ahí su nombre, ya que su función era modular y demodular la señal.

10. Dispositivos de comunicación10.3 – Router 10.4 – Dispositivo PLC

El router es un dispositivo que sirve para interconectar redes de datos.Se usa para enrutar los paquetes de datos entre una red y otra. Por ejemplo entre una LAN o red local y una WAN o internet.Los router permiten que varios ordenadores tengan acceso a internet a través de una única conexión. La conexión LAN suele ser por cable y WIFI.

Un dispositivo PLC es un dispositivo de comunicación de datos entre ordenadores o dispositivos dotados de conectividad.

Los datos viajan a través de la línea eléctrica desde y hacia unos dispositivos conectados en el enchufe y que disponen de un conector RJ-45.

10. Dispositivos de comunicación10.5 – Cableado de red

El cableado de red se utiliza para la interconexión de ordenadores y otros dispositivos. De cada ordenador o dispositivo parte un cable hacia un dispositivo denominado switch que se encarga de conmutar los paquetes de datos hacia su destino.

El cable está formado por 8 cables cada uno de un color y formando 4 pares. La conexión con los dispositivos se realiza a través de conectores RJ-45 siguiendo un estándar.

También se usa cable de fibra óptica, que es un filamento de vidrio sumamente delgado diseñado para la transmisión de la luz. Poseen enormes capacidades de transmisión, del orden de miles de millones de bits por segundo. Además de que los impulsos luminosos no son afectados por interferencias causadas por la radiación aleatoria del ambiente. Actualmente la fibra óptica está remplazando en grandes cantidades a los cables comunes de cobre.