Una computadora es una máquina electrónica que realiza cálculos a partir de un conjunto de instrucciones. Las primeras computadoras eran máquinas inmensas del tamaño de una habitación, cuyo armado, administración y mantenimiento requerían de equipos de personas. Los sistemas de computación de la actualidad son exponencialmente más rápidos, y su tamaño es de apenas una fracción del de aquellas primeras computadoras.

Un sistema de computación consta de componentes de hardware y software. El hardware es el equipo físico. Este incluye el gabinete, las unidades de almacenamiento, los teclados, los monitores, los cables, los altavoces y las impresoras. El software incluye el sistema operativo y los programas. El sistema operativo administra los recursos de hardware de la PC y ofrece servicios comunes para los programas de la PC. Estas operaciones pueden incluir la identificación y el procesamiento de información, así como el acceso a esta. Los programas o aplicaciones se encargan de distintas funciones. Los programas varían ampliamente según el tipo de información a la que se accede o que se genera. Por ejemplo, las instrucciones para reconciliar una chequera difieren de las instrucciones para simular un mundo de realidad virtual en Internet.

Gabinetes y fuentes de energía

El gabinete de la PC contiene el marco de soporte para los componentes internos de una PC y, al mismo tiempo, proporciona un recinto de protección adicional. En general, los gabinetes de las PC están hechos de plástico, acero o aluminio, y vienen en distintos estilos.

Además de proporcionar protección y soporte, los gabinetes ofrecen un entorno diseñado para mantener refrigerados los componentes internos. Los ventiladores del gabinete hacen circular el aire a través del gabinete de la PC. A medida que el aire circula por los

componentes calientes, absorbe el calor y luego sale del gabinete. Este proceso evita el recalentamiento de los componentes de la PC. Los gabinetes también ayudan a prevenir daños que puede causar la electricidad estática. Los componentes internos de la PC están conectados a tierra mediante la conexión al gabinete.

Todas las PC necesitan una fuente de energía que convierta la energía de corriente alterna (CA) proveniente de un tomacorriente de pared en energía de corriente continua (CC). Además, toda PC necesita una motherboard. La motherboard es la placa de circuitos principal de una PC. Por lo general, el tamaño y la forma del gabinete de la PC dependen de la motherboard, la fuente de energía y otros componentes internos.

El tamaño y la disposición de un gabinete se denominan “factor de forma”. Los factores de forma básicos para los gabinetes de las PC incluyen el de escritorio y en torre, como los que se muestran en la Figura 1. Los gabinetes de escritorio pueden ser delgados o de tamaño normal. Los gabinetes en torre pueden ser pequeños o de tamaño normal.

Puede seleccionar un gabinete más grande para la PC, a fin de incluir otros componentes que se puedan requerir en el futuro. O bien, puede seleccionar un gabinete más pequeño que requiera un espacio mínimo. En general, el gabinete de la PC debe ser duradero, fácil de reparar, y debe tener espacio suficiente para expandir el equipo.

Los gabinetes de las PC se conocen con distintos nombres:

Chasis

Gabinete

Torre

Caja

Cubierta

Al elegir un gabinete, se deben tener en cuenta varios factores:

Tamaño de la motherboard

Número de ubicaciones de unidades externas o internas, denominadas “bahías”

Espacio disponible

Gabinetes y fuentes de energía

La fuente de energía debe proporcionar suficiente alimentación a los componentes que se encuentran instalados, además de permitir que se agreguen otros componentes más adelante. Si elige una fuente de energía que solo suministra alimentación a los componentes actuales, es posible que deba reemplazarla cuando se actualicen otros componentes.

La fuente de energía, que se muestra en la Figura 1, convierte la alimentación de corriente alterna (CA) que proviene de un tomacorriente de pared en alimentación de corriente continua (CC), que tiene un voltaje inferior. Para todos los componentes internos de la PC, se requiere alimentación de CC. Existen tres factores de forma principales para las fuentes de energía: tecnología avanzada (AT, Advanced Technology), AT extendida (ATX, AT Extended) y ATX12V. ATX12V es el factor de forma que se usa con más frecuencia en las PC actuales.

Una PC puede tolerar leves fluctuaciones de alimentación, pero una desviación considerable puede provocar que la fuente de energía falle. Una fuente de energía ininterrumpible (UPS, uninterruptible power supply) puede proteger a una PC de los problemas que ocasionan las fluctuaciones de alimentación. Una UPS usa un convertidor de potencia. Un convertidor de potencia proporciona alimentación de CA a la PC desde una batería incorporada, al convertir la CC de la batería de la UPS en alimentación de CA. Esta batería incorporada se carga de forma continua mediante la CC que se convierte desde la fuente de CA.

Conectores

La mayoría de los conectores hoy en día están enchavetados. Un conector enchavetado tiene un diseño asimétrico para evitar que se inserte en una dirección errónea. Cada conector de la fuente de energía usa un voltaje distinto, como se muestra en la Figura 2. Se usan distintos conectores para conectar componentes específicos a diversos puertos de la motherboard.

El conector enchavetado Molex se conecta a las unidades ópticas, a los discos duros o a otros dispositivos que usan tecnología más antigua.

El conector enchavetado Berg se conecta a la unidad de disquete. El conector enchavetado Berg es más pequeño que el conector Molex.

El conector enchavetado SATA se conecta a una unidad óptica o un disco duro. El conector SATA es más ancho y más delgado que el conector Molex.

El conector ranurado de 20 o 24 pines se conecta a la motherboard. El conector de 24 pines tiene dos filas de 12 pines cada una, y el conector de 20 pines tiene dos filas de 10 pines cada una.

El conector de alimentación auxiliar de cuatro a ocho pines tiene dos filas de dos a cuatro pines y alimenta a todas las áreas de la motherboard. El conector de alimentación auxiliar tiene la misma forma que el conector de alimentación principal, pero es más pequeño. También puede alimentar otros dispositivos de la PC.

Un conector de alimentación PCIe de seis a ocho pines tiene dos filas de tres a cuatro pines y alimenta a otros componentes internos.

Los conectores de alimentación de estándares más antiguos usaban dos conectores denominados P8 y P9 para establecer la conexión a la motherboard. Los conectores P8 y P9 no estaban enchavetados. Se podían instalar al revés, lo cual podía dañar la motherboard o la fuente de energía. La instalación requería que los conectores estuvieran alineados con los cables negros en el centro.

Por lo general, las PC usan fuentes de energía cuya potencia de salida varía entre los 250 W y los 800 W. No obstante, algunas PC necesitan fuentes de energía con una potencia de 1200 W o más. Al armar una PC, elija una fuente de energía con el vatiaje suficiente para alimentar a todos los componentes. Cada componente dentro de la PC utiliza cierta cantidad de potencia. Consulte la información sobre el vatiaje en los documentos del fabricante. Al elegir una fuente de energía, asegúrese de elegir una que tenga potencia más que suficiente para alimentar a los componentes actuales. Una fuente de energía con una clasificación de vatiaje superior tiene más potencia y, en consecuencia, puede alimentar a más dispositivos.

Componentes internos de una PC

La motherboard es la placa de circuitos impresos principal que contiene los buses o rutas eléctricas que se encuentran en una PC. Estos buses permiten que los datos se desplacen entre los diversos componentes que forman parte de una PC. En la Figura 1, se muestra una variedad de motherboards. La motherboard también se conoce como “placa del sistema” o “placa base”.

La motherboard alberga a la unidad central de proceso (CPU, central processing unit), la memoria de acceso aleatorio (RAM, random access memory), las ranuras de expansión, el conjunto de disipador térmico y ventilador, el chip del sistema básico de entrada y salida (BIOS, basic input/output system), el conjunto de chips y los circuitos que interconectan los componentes de la motherboard. Los sockets, los conectores internos y externos, y diversos puertos también se encuentran en la motherboard.

El factor de forma de las motherboards se refiere al tamaño y la forma de la placa. También describe la disposición física de los distintos componentes y dispositivos en la motherboard. El factor de forma establece cómo se conectan los componentes individuales a la motherboard y la forma del gabinete de la PC. Existen diversos factores de forma para las motherboards, como se muestra en la Figura 2.

El factor de forma más común en las computadoras de escritorio era el AT, basado en la motherboard AT de IBM. La motherboard AT puede medir hasta 30 cm de ancho aproximadamente. Este tamaño incómodo llevó a la creación de factores de forma más pequeños. La colocación de disipadores térmicos y ventiladores suele interferir en el uso de las ranuras de expansión en los factores de forma más pequeños.

Un factor de forma para motherboard más moderno, el ATX, mejoró el diseño AT. El gabinete ATX alberga los puertos integrados de E/S en la motherboard ATX. La fuente de energía ATX se conecta a la motherboard mediante un único conector de 20 pines, en lugar de los confusos conectores P8 y P9 que se usaban con algunos de los primeros factores de forma. En lugar de usar un interruptor físico de cambio de estado, la fuente de energía ATX se puede encender y apagar con las señales que envía la motherboard.

El Micro-ATX es un factor de forma más pequeño que se diseñó para ser compatible con el factor anterior ATX. Como los puntos de montaje de una motherboard Micro-ATX son un subconjunto de los que se usan en una placa ATX, y el panel de E/S es idéntico, se puede usar la motherboard Micro-ATX en un gabinete ATX de tamaño normal.

Como las placas Micro-ATX suelen usar los mismos conjuntos de chips (puente norte y puente sur) y los mismos conectores de alimentación que las placas ATX de tamaño normal, pueden usar muchos de los mismos componentes. Sin embargo, los gabinetes Micro-ATX generalmente son mucho más pequeños que los ATX y tienen menos ranuras de expansión.

Algunos fabricantes tienen factores de forma exclusivos basados en el diseño ATX. Como consecuencia, algunas motherboards, fuentes de energía y otros componentes no son compatibles con los gabinetes ATX estándar.

El factor de forma ITX adquirió popularidad debido a que es muy pequeño. Existen muchos tipos de motherboards ITX. El Mini-ITX es uno de los más populares. El factor de forma Mini-ITX utiliza muy poca potencia, por lo que no se necesitan ventiladores para mantenerlo refrigerado. Las motherboards Mini-ITX solo tienen una ranura PCI para las tarjetas de expansión. Una PC basada en un factor de forma Mini-ITX se puede usar en lugares en los que no es conveniente tener una PC de gran tamaño o un ambiente en el cual la PC debe hacer poco ruido.

Un grupo de componentes importantes en la motherboard es el conjunto de chips. El conjunto de chips consta de diversos circuitos integrados conectados a la motherboard. Estos controlan la interacción del hardware del sistema con la CPU y la motherboard. La CPU se instala en una ranura o un socket en la motherboard. El tipo de CPU que se puede instalar depende del socket en la motherboard.

El conjunto de chips permite la comunicación y la interacción de la CPU con los demás componentes de la PC, y el intercambio de datos con la memoria del sistema o RAM, las unidades de disco duro, las tarjetas de video y otros dispositivos de salida. El conjunto de chips establece cuánta memoria se puede agregar a una motherboard. El tipo de conectores en la motherboard también depende del conjunto de chips.

La mayoría de los conjuntos de chips se dividen en dos componentes diferentes, el puente norte y el puente sur. La función de cada componente varía según el fabricante. Por lo general, el puente norte controla el acceso a la RAM y a la tarjeta de video, y la velocidad de comunicación de la CPU con ellas. A veces, la tarjeta de video está integrada en el puente norte. AMD e Intel tienen chips que integran la controladora de memoria en el circuito integrado de la CPU, lo cual mejora el rendimiento y el consumo de energía. En la mayoría de los casos, el puente sur permite la comunicación de la CPU con el disco duro, la tarjeta de sonido, los puertos USB y otros puertos de E/S.

La unidad central de proceso (CPU, central processing unit) se considera el cerebro de la PC. A veces, se la denomina “procesador”. La mayoría de los cálculos se realizan en la CPU. Con respecto a la capacidad de cómputo, la CPU es el elemento más importante de un sistema de computación. Las CPU tienen distintos factores de forma, y cada estilo requiere una ranura o un socket en particular en la motherboard. Entre los fabricantes de CPU más conocidos se incluyen Intel y AMD.

El socket o la ranura de la CPU es la conexión entre la motherboard y el procesador. La mayoría de los sockets de CPU y de los procesadores que se usan en la actualidad se fabrican sobre la base de las arquitecturas de matriz de rejilla de pines (PGA, pin grid array), que se muestra en la Figura 1, y de matriz de contactos en rejilla (LGA, land grid array), que se muestra en la Figura 2. En la arquitectura PGA, los pines en la parte inferior del procesador se insertan en el socket, generalmente con una fuerza de inserción nula (ZIF, zero insertion force). La ZIF se refiere a la cantidad de fuerza que se necesita para instalar una CPU en el socket o la ranura de la motherboard. En la arquitectura LGA, los pines se encuentran dentro del socket y no en el procesador. Los procesadores de ranura, que se muestran en la Figura 3, tienen forma de cartucho

y encajan en una ranura que se asemeja a una ranura de expansión, la cual se muestra en la parte inferior izquierda de la Figura 4.

La CPU ejecuta un programa, que es una secuencia de instrucciones almacenadas. Cada modelo de procesador tiene un conjunto de instrucciones que debe ejecutar. La CPU ejecuta el programa al procesar cada uno de los datos como lo ordena el programa y el conjunto de instrucciones. Mientras la CPU ejecuta un paso del programa, las instrucciones restantes y los datos se almacenan en una memoria especial cercana denominada “caché”. Existen dos arquitecturas principales de CPU relacionadas con los conjuntos de instrucciones:

PC con conjunto de instrucciones reducido (RISC, Reduced Instruction Set Computer): las arquitecturas usan un conjunto de instrucciones relativamente pequeño. Los chips RISC se diseñan para ejecutar estas instrucciones muy rápidamente.

PC con conjunto de instrucciones complejo (CISC, Complex Instruction Set Computer): las arquitecturas usan un amplio conjunto de instrucciones, lo cual provoca que haya menos pasos por operación.

Algunas CPU Intel incorporan la tecnología hyperthreading para mejorar el rendimiento de la CPU. Con la tecnología hyperthreading, se ejecutan varias porciones de código (subprocesos) simultáneamente en la CPU. Para un sistema operativo, una única CPU con tecnología hyperthreading opera como si hubiera dos CPU cuando se procesan varios subprocesos.

Algunos procesadores AMD usan la tecnología hypertransport para mejorar el rendimiento de la CPU. La tecnología hypertransport es una conexión de alta velocidad y baja latencia entre la CPU y el chip puente norte.

La potencia de una CPU se mide según la velocidad y la cantidad de datos que puede procesar. La velocidad de una CPU se clasifica en ciclos por segundo, como millones de ciclos por segundo, denominados “megahercios” (MHz), o miles de millones de ciclos por segundo, denominados “gigahercios” (GHz). La cantidad de datos que una CPU puede procesar a la vez depende del tamaño del bus en la parte delantera (FSB, front side bus). Este también se denomina “bus de la CPU” o “bus de datos del procesador”. Se puede aumentar el rendimiento si se aumenta el ancho del FSB. El ancho del FSB se mide en bits. El bit es la unidad de datos más pequeña de una PC y es el formato binario en el que se procesan los datos. Los procesadores actuales usan un FSB de 32 bits o de 64 bits.

La técnica de aceleración del reloj se utiliza para hacer que un procesador funcione a una velocidad mayor que la que se le especificó originalmente. Esta técnica no es un método recomendable para mejorar el rendimiento de la PC y puede provocar daños a la CPU. Lo opuesto a la técnica de aceleración del reloj es la moderación de velocidad de la CPU. La moderación de velocidad de la CPU es una técnica que se usa cuando el procesador funciona a una velocidad inferior a la nominal para conservar la energía o producir menos calor. La moderación de velocidad se suele utilizar en las computadoras portátiles y en otros dispositivos móviles.

Las tecnologías de procesador más modernas ayudaron a que los fabricantes de CPU encontraran formas de incorporar más de un núcleo de CPU en un único chip. Estas CPU pueden procesar varias instrucciones a la vez:

CPU de núcleo único: un núcleo dentro de una única CPU que se encarga de todos los procesos. El fabricante de la motherboard puede proporcionar sockets para más de un único procesador, lo que proporciona la capacidad de armar un equipo multiprocesador potente.

CPU de doble núcleo: dos núcleos dentro de una única CPU en la que ambos núcleos pueden procesar información al mismo tiempo.

CPU de triple núcleo: tres núcleos dentro de una única CPU que en realidad es un procesador de cuatro núcleos en el que uno de ellos está deshabilitado.

CPU de cuatro núcleos: cuatro núcleos dentro de una única CPU.

CPU de seis núcleos: seis núcleos dentro de una única CPU.

CPU de ocho núcleos: ocho núcleos dentro de una única CPU.

El flujo de corriente entre los componentes electrónicos genera calor. Los componentes de la PC funcionan mejor cuando se los mantiene refrigerados. Si no se elimina el calor, es posible que la PC funcione más despacio. Si se acumula demasiado calor, se pueden dañar los componentes de la PC.

Aumentar la circulación de aire en el gabinete de la PC permite que se elimine el calor. El ventilador instalado en el gabinete de la PC, como se muestra en la Figura 1, hace que el proceso de refrigeración sea más eficaz. Además del ventilador del gabinete, el disipador térmico le quita calor al núcleo de la CPU. El ventilador que se encuentra en la parte superior del disipador térmico, como se muestra en la Figura 2, aleja el calor de la CPU.

Existen otros componentes que también son vulnerables al daño que causa el calor y que a veces cuentan con ventiladores. Las tarjetas adaptadoras de video también generan mucho calor. El propósito de los ventiladores es refrigerar la unidad de procesamiento gráfico (GPU, graphics-processing unit), como se muestra en la Figura 3.

Las PC con CPU y GPU extremadamente rápidas pueden utilizar un sistema de refrigeración por agua. Se coloca una placa metálica sobre el procesador y se bombea agua por encima de la parte superior para que absorba el calor que genera el procesador. El agua se bombea a un radiador para liberar el calor en el aire y, a continuación, se hace que vuelva a circular.

Los chips de memoria almacenan los datos en forma de bytes. Los bytes representan información, por ejemplo, letras, números y símbolos. Un byte es la unidad de información direccionable más pequeña de la PC. Cada bit se almacena como un 0 o un 1 en el chip de memoria.

Los chips de memoria de solo lectura (ROM, read-only memory) se encuentran en la motherboard y en otras placas de circuitos. Los chips de ROM contienen instrucciones a las que la CPU puede acceder de forma directa. Las instrucciones básicas para el funcionamiento, como arrancar la PC y cargar el sistema operativo, se almacenan en la ROM. Los chips de ROM retienen el contenido aun cuando la PC está apagada. El contenido no se puede borrar ni cambiar por medios normales.

PROM: Memoria programable de solo lectura. La información se escribe en el chip de PROM después de que se lo fabrica. Un chip de PROM no se puede borrar ni volver a escribir.

EPROM: Memoria borrable programable de solo lectura. La información se escribe en el chip de EPROM después de que se lo fabrica. Un chip de EPROM se puede borrar al exponerlo a la luz UV. Se requieren equipos especiales.

EEPROM: Memoria programable de solo lectura borrable eléctricamente. La información se escribe en el chip de EEPROM después de que se lo fabrica. Los chips de EEPROM también se denominan “ROM flash”. Un chip de EEPROM se puede borrar y volver a escribir sin necesidad de quitarlo de la PC.

La RAM es el área de almacenamiento temporal de datos y programas a los que accede la CPU. La RAM es una memoria volátil, lo cual significa que el contenido se borra cuando se apaga la PC. Cuanta más RAM tiene una PC, más capacidad tiene de contener y procesar programas y archivos de gran tamaño. Una mayor cantidad de RAM también mejora el rendimiento del sistema. La cantidad máxima de RAM que se puede instalar está limitada por la motherboard y el CPU instalados.

Tipos de Memoria Ram :

SRAM: La RAM estática es un chip de memoria que se utiliza como memoria caché. La SRAM es mucho más rápida que la DRAM, y no es necesario actualizarla con tanta frecuencia. La SRAM es mucho más costosa que la DRAM.

Memoria FPM: La DRAM en modo paginado rápido es una memoria que admite la paginación. La paginación permite acceder a los datos con más rapidez que la DRAM común. La memoria FPM se utilizaba en los sistemas Intel 486 y Pentium.

Memoria EDO: La DRAM de salida extendida de datos es una memoria que superpone los accesos consecutivos a los datos. Esto acelera el tiempo de acceso para recuperar los datos de la memoria, ya que la CPU no necesita esperar a que termine un ciclo de acceso a los datos para que comience otro ciclo.

SDRAM: La DRAM síncrona es una DRAM que funciona en sincronización con el bus de memoria. El bus de memoria es la ruta de datos entre la CPU y la memoria principal. Las señales de control se usan para coordinar el intercambio de datos entre la SDRAM y la CPU.

DDR SDRAM: La SDRAM de doble velocidad de datos es una memoria que transfiere datos al doble de velocidad que la SDRAM. La DDR SDRAM aumenta el rendimiento al transferir los datos dos veces por ciclo de reloj.

DDR2 SDRAM: La SDRAM de doble velocidad de datos 2 es más rápida que la memoria DDR-SDRAM. El rendimiento con la DDR2 SDRAM es mejor que con la DDR SDRAM, porque se reduce el ruido y la diafonía entre los cables de señal.

DDR3 SDRAM: La SDRAM de doble velocidad de datos 3 expande el ancho de banda de memoria al duplicar la frecuencia de reloj de la DDR2 SDRAM. La DDR3 SDRAM consume menos potencia y genera menos calor que la DDR2 SDRAM.

La RAM que tenían las primeras computadoras en la motherboard se instalaba en forma de chips individuales. Los chips de memoria individuales, denominados “chips de paquete doble en línea” (DIP, dual inline package), eran difíciles de instalar y solían aflojarse. Para solucionar este problema, los diseñadores soldaron los chips de memoria en una placa de circuitos especial para crear un módulo de memoria. En la Figura 1, se describen los distintos tipos de módulos de memoria.

La velocidad de la memoria tiene un impacto directo en la cantidad de datos que puede trabajar un procesador, ya que una memoria más rápida mejora el rendimiento de este último. Al aumentar la velocidad del procesador, la velocidad de la memoria también debe aumentar. Por ejemplo, la memoria de canal único es capaz de transferir datos a 64 bits por ciclo de reloj. La memoria de doble canal aumenta la velocidad al usar un segundo canal de memoria, lo cual genera una velocidad de transferencia de datos de 128 bits.

La tecnología de doble velocidad de datos (DDR, Double Data Rate) duplica el ancho de banda máximo de la RAM sincrónica dinámica (SDRAM, Synchronous Dynamic RAM). La tecnología DDR2 ofrece un rendimiento más rápido y utiliza menos energía. La tecnología DDR3 funciona a velocidades aun mayores que la DDR2. Sin embargo, ninguna de las tecnologías DDR es compatible con tecnologías anteriores o posteriores. En la Figura 2, se muestran varios tipos y velocidades comunes de memoria.

Caché

La RAM estática (SRAM, Static RAM) se usa como memoria caché para almacenar los datos y las instrucciones de uso más reciente. La SRAM le proporciona al procesador un acceso más rápido a los datos que la RAM dinámica (DRAM, dynamic RAM), o memoria principal, que tarda más en recuperarlos. En la Figura 3, se describen los tres tipos de memoria caché más comunes.

Verificación de errores

Los errores de memoria se producen cuando los datos no se almacenan correctamente en los chips de RAM. La PC utiliza distintos métodos para detectar y corregir los errores de datos en la memoria. En la Figura 4, se describen los distintos tipos de verificación de errores.

Modulos de Memoria

DIP: El paquete doble en línea es un chip de memoria individual. El DIP tiene filas dobles de pines que se usan para fijarlo a la motherboard.

SIMM: El módulo de memoria en línea simple es una pequeña placa de circuitos que contiene varios chips de memoria. Los SIMM tienen configuraciones de 30 pines o 72 pines.

Memoria DIMM: El módulo de memoria en línea doble es una placa de circuitos que contiene chips SDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM, y DDR3 SDRAM. Existen módulos SDRAM DIMM de 168 pines, módulos DDR DIMM de 184 pines, y módulos DDR2 y DDR3 DIMM de 240 pines.

RIMM: El módulo de memoria RAMBus en línea es una placa de circuitos que contiene chips RDRAM. El módulo RIMM típico tiene una configuración de 184 pines.

SODIMM: El módulo DIMM de contorno pequeño tiene configuraciones de 72 y 100 pines, a fin de admitir transferencias de 32 bits, o configuraciones de 144, 200 y 204 pines para admitir transferencias de 64 bits. Esta versión más pequeña y condensada de los módulos DIMM proporciona un almacenamiento de datos de acceso aleatorio que es ideal para usar en computadoras portátiles y otros dispositivos en los que se desea ahorrar espacio.

Memorias Cache:

L1: La caché L1 es una caché interna que se integra en la CPU.

L2: La caché L2 es una caché externa que originalmente se montaba en la motherboard cerca de la CPU. En la actualidad, la caché L2 se integra en la CPU.

L3: La caché L3 se usa en algunas estaciones de trabajo y CPU de servidores de tecnología avanzada.

Errores de Memoria:

Memoria sin paridad: La memoria sin paridad no revisa los errores de la memoria.

Memoria con paridad: La memoria con paridad contiene ocho bits para los datos y un bit para verificar errores. El bit para la verificación de errores se denomina “bit de paridad”.

ECC: La memoria con código de corrección de errores puede detectar errores de varios bits y corregir errores de bits individuales en la memoria.

Tarjetas Adaptadoras:

Las tarjetas adaptadoras aumentan la funcionalidad de una PC al agregar controladores para dispositivos específicos o al reemplazar los puertos que no funcionan correctamente. Tarjeta de interfaz de red (NIC, Network Interface Card): conecta una PC a una red mediante un cable de red.

NIC inalámbrica: conecta una PC a una red mediante el uso de radiofrecuencias.

Adaptador de sonido: proporciona capacidad de audio.

Adaptador de video: proporciona capacidad gráfica.

Tarjeta de captura: envía una señal de video a una PC para que se pueda grabar la señal en el disco duro de la PC con un software de captura de video.

Tarjeta sintonizadora de TV:proporciona la capacidad de mirar y grabar señales de televisión en una PC al conectar una televisión por cable, un satélite o una antena a la tarjeta sintonizadora instalada.

Adaptador de módem: conecta una PC a Internet mediante una línea telefónica.

Adaptador de interfaz de sistema para pequeñas computadoras (SCSI, Small Computer System Interface):conecta los dispositivos SCSI, como los discos duros o las unidades de cinta, a una PC.

Adaptador de matriz redundante de discos independientes (RAID, Redundant Array of Independent Disks): conecta varios discos duros a una PC para proporcionar redundancia y mejorar el rendimiento.

Puerto de bus serie universal (USB, Universal Serial Bus): conecta una PC a los dispositivos periféricos.

Puerto paralelo: conecta una PC a los dispositivos periféricos.

Puerto serie: conecta una PC a los dispositivos periféricos.

Las PC tienen ranuras de expansión en la motherboard para instalar las tarjetas adaptadoras. El tipo de conector de la tarjeta adaptadora debe coincidir con la ranura de expansión.

La tarjeta riser se utilizaba en los sistemas de computación con el factor de forma LPX para permitir la instalación horizontal de las tarjetas adaptadoras. La tarjeta riser se usaba principalmente en las computadoras de escritorio de línea delgada.

El elevador de comunicaciones y red (CNR, Communications and Networking Riser) es una ranura especial que se utilizaba para algunas tarjetas de expansión de red o de audio. El CNR ya no se usa, porque muchas de las funciones que tiene ahora se encuentran integradas a la motherboard.

Ranuras de Expansion:

Isa

Eisa MCA

Unidades de Almacenamiento:

Las unidades de almacenamiento, como las que se muestran en la Figura 1, leen la información de o la escriben en medios de almacenamiento magnéticos, ópticos o semiconductores. La unidad se puede utilizar para almacenar datos de forma permanente o para recuperar información de un disco de medios. Las unidades de almacenamiento, por ejemplo, un disco duro, se pueden instalar dentro del gabinete de la PC. Para fines de portabilidad, algunas unidades de almacenamiento se pueden conectar a la PC mediante un puerto USB, un puerto FireWire, eSATA o un puerto SCSI. Estos dispositivos de almacenamiento portátiles, a veces, se denominan “unidades extraíbles” y se pueden usar en varias PC. Las siguientes son algunas de las unidades de almacenamiento más comunes:

Unidad de disquete

Disco duro

Unidad óptica

Unidad flash

Unidad de disquete

Si bien las unidades de disquete (FDD, Floppy Disk Drives) aún tienen algunos usos limitados, fueron reemplazadas en gran medida por unidades flash USB, discos duros externos, CD, DVD y tarjetas de memoria. Si una FDD existente presenta una falla, reemplácela por un dispositivo de almacenamiento más moderno.

Discos duros

Los discos duros almacenan datos en platos magnéticos. Existen varios tipos y tamaños de discos duros diferentes. Los discos duros utilizan distintos tipos de conexión. En la Figura 1, se muestran

los conectores PATA, SATA, eSATA y SCSI. Al comprar un disco duro nuevo, se deben tener en cuenta varios factores:

Si se requiere adición o reemplazo

Si es interno o externo

Ubicación del gabinete

Compatibilidad con el sistema

Generación de calor

Generación de ruido

Requisitos de potencia

Los discos duros PATA utilizan cables de 40 pines y 80 conductores o de 40 pines y 40 conductores. Elija un disco duro PATA si el sistema del cliente es antiguo o si no admite SATA.

Los discos duros SATA y eSATA utilizan un cable de 7 pines y 4 conductores. Aunque los cables de SATA y eSATA son similares, no son intercambiables. Las unidades SATA son internas, mientras que las eSATA son externas. Elija un disco duro SATA o eSATA si el cliente necesita una velocidad de transferencia de datos mucho más alta que la que ofrece PATA y si el sistema admite SATA o eSATA.

Los discos duros SCSI utilizan un conector de 50 pines, 68 pines u 80 pines. Se pueden conectar hasta 15 unidades SCSI a la controladora de unidades SCSI. Uno de los usos típicos de las unidades SCSI es la ejecución de un servidor o la implementación de RAID. Comúnmente, los dispositivos SCSI se conectan en serie en la forma de una cadena conocida como “cadena margarita”, como se muestra en la Figura 2. En la Figura 3 se muestran distintos tipos de SCSI.

Cada dispositivo en la cadena SCSI debe tener una ID única para que la PC se comunique con el dispositivo correcto. Esto incluye al adaptador SCSI. Normalmente se le asigna el número más alto al adaptador SCSI. Para los SCSI de tipo narrow, están disponibles las ID del 0 al 7. Para los SCSI de tipo wide, están disponibles las ID del 0 al 15. La controladora es 7 o 15, y el resto de los dispositivos en la cadena utilizan las ID restantes. En las primeras instalaciones de SCSI, se utilizaban jumpers para asignar las ID de SCSI a los adaptadores y dispositivos. Los adaptadores modernos generalmente asignan las ID utilizando un programa instalado en el adaptador o en el sistema operativo.

Es posible que algunos de los dispositivos se puedan intercambiar en caliente. Las unidades intercambiables en caliente se pueden conectar a la PC y desconectarse de esta sin apagarla. Normalmente, para instalar un disco duro eSATA, debe apagar la PC, conectar la unidad y volver a encender la PC. Una unidad eSATA intercambiable en caliente se puede conectar a la PC en cualquier momento. Los discos duros USB externos también se pueden intercambiar en caliente.

Consulte los documentos de la motherboard para determinar si puede utilizar unidades intercambiables en caliente.

Unidad óptica

Las unidades ópticas utilizan láseres para leer los datos almacenados en los medios ópticos. Existen tres tipos de unidades ópticas:

Disco compacto (CD)

Disco versátil digital (DVD)

Disco Blu-ray (BD)

Los CD, DVD y BD pueden estar previamente grabados (solo lectura), pueden ser grabables (de una sola escritura) o pueden ser regrabables (se graban y se escriben varias veces). Los CD tienen una capacidad de almacenamiento de datos de aproximadamente 700 MB. Los DVD tienen una capacidad de almacenamiento de datos de aproximadamente 4,7 GB en un disco de capa simple, y de aproximadamente 8,5 GB en un disco de doble capa. Los BD tienen una capacidad de almacenamiento de 25 GB en un disco de capa simple y de 50 GB en un disco de capa doble.

Existen varios tipos de medios ópticos:

CD-ROM: medio de CD de memoria de solo lectura que viene pregrabado.

CD-R: medio de CD grabable que se puede grabar una vez.

CD-RW: medio de CD regrabable que se puede grabar, borrar y volver a grabar.

DVD-ROM: medio de DVD de memoria de solo lectura que viene pregrabado.

DVD-RAM: medio de DVD RAM que se puede grabar, borrar y volver a grabar.

DVD+/-R: medio de DVD grabable que se puede grabar una vez.

DVD+/-RW: medio de DVD regrabable que se puede grabar, borrar y volver a grabar.

BD-ROM: medio de Blu-ray de memoria de solo lectura en el que se graban previamente películas, juegos o software.

BD-R: medio de Blu-ray grabable en el que se puede grabar video de alta definición (HD, high-definition) y almacenar datos de PC una vez.

BD-RE: formato Blu-ray regrabable para grabar video en HD y almacenar datos de PC.

Unidad flash externa

Una unidad flash externa, también denominada “unidad en miniatura”, es un dispositivo de almacenamiento extraíble que se conecta a un puerto USB. Las unidades flash externas utilizan el mismo tipo de chips de memoria no volátil que las SSD y no requieren energía para conservar los datos. Es posible acceder a estas unidades mediante el sistema operativo de la misma manera en que se accede a otros tipos de unidades.

Unidades de estado sólido Las unidades de estado sólido (SSD, Solid State Drives) utilizan RAM estática en lugar de platos magnéticos para almacenar datos, como se muestra en la Figura 1. Se considera que las SSD son sumamente confiables porque no poseen piezas movibles.

Elija una SSD si el cliente tiene algunas de las siguientes necesidades:

Utilizar la PC en entornos extremos.

Consumir menos energía.

Producir menos calor.

Reducir el tiempo de inicio.

Lectores de medios

Un lector de medios es un dispositivo de lectura y escritura para distintos tipos de tarjetas de medios, por ejemplo, las utilizadas en cámaras digitales, smartphones o reproductores de MP3. Cuando reemplace un lector de medios, asegúrese de que admita el tipo de tarjetas utilizadas y la capacidad de almacenamiento de las tarjetas que se leerán. Al comprar un lector de medios nuevo, se deben tener en cuenta varios factores:

Si es interno o externo

Tipo de conector utilizado

Tipos de tarjetas de medios admitidos

Elija el lector de medios adecuado sobre la base de las necesidades actuales y futuras del cliente. Por ejemplo, si un cliente necesita utilizar varios tipos de tarjetas de medios, requiere un lector de tarjetas que admita varios formatos. Las siguientes son algunas tarjetas de medios comunes, que se muestra en la Figura 2:

Secure digital (SD): las tarjetas SD se diseñaron para su uso en dispositivos portátiles como cámaras, reproductores de MP3 y tablet PC. Las tarjetas SD pueden almacenar hasta 4 GB. Las tarjetas SD de alta capacidad (SDHC, SD High Capacity) pueden almacenar hasta 32 GB, mientras que las SD de capacidad extendida (SDXC, Extended Capacity) pueden almacenar hasta 2 TB de datos.

microSD: es una versión mucho más pequeña de la SD, utilizada comúnmente en teléfonos celulares.

CompactFlash: CompactFlash es un formato antiguo, pero aún muy utilizado debido a su gran capacidad (es común que tengan capacidades de hasta 128 GB) y su alta velocidad. Se suele utilizar CompactFlash como medio de almacenamiento para cámaras de video.

Memory Stick: una memoria flash exclusiva creada por Sony Corporation. La tarjeta Memory Stick se utiliza en cámaras, reproductores de MP3, sistemas portátiles de videojuegos, teléfonos celulares y otros dispositivos electrónicos portátiles.

Otro tipo de tarjeta de medios es la Extreme Digital (xD o xD-Picture Card). Las tarjetas xD se desarrollaron para su uso en diversas cámaras y grabadoras de voz, pero se volvieron obsoletas debido al uso extendido de las tarjetas SD. Las tarjetas xD tienen una capacidad máxima de 2 GB.

Las unidades requieren tanto un cable de alimentación como un cable de datos. Las fuentes de energía pueden tener conectores de alimentación SATA para las unidades SATA, conectores de alimentación Molex para las unidades PATA y conectores Berg para las unidades de disquete. Los botones y las luces LED de la parte delantera del gabinete se conectan a la motherboard mediante los cables del panel frontal.

Los cables de datos conectan las unidades a la controladora de unidades, que se encuentra en

una tarjeta adaptadora o en la motherboard. Los siguientes son algunos de los cables de datos más comunes:

Cable de datos de unidad de disquete (FDD, floppy disk drive):tiene hasta dos conectores de unidad de 34 pines y un conector de 34 pines para la controladora de unidades.

Cable de datos PATA (IDE/EIDE) de 40 conductores: originalmente, la interfaz IDE admitía dos dispositivos en una única controladora. Con la introducción de la interfaz IDE extendida, se introdujeron dos controladoras capaces de admitir dos dispositivos cada una. El cable plano de 40 conductores utiliza conectores de 40 pines. Este cable tiene dos conectores para las unidades y un conector para la controladora.

Cable de datos PATA (EIDE) de 80 conductores: al aumentar las velocidades de datos disponibles en la interfaz EIDE, también aumentó la posibilidad de que se dañen los datos durante la transmisión. Los cables de 80 conductores se introdujeron para los dispositivos que transmiten a velocidades de 33,3 MB/s y superiores, lo cual permitió una transmisión de datos más confiable y equilibrada. El cable de 80 conductores utiliza conectores de 40 pines.

Cable de datos SATA: este cable tiene siete conductores, un conector enchavetado para la unidad y un conector enchavetado para la controladora de unidades.

Cable de datos SCSI: existen tres tipos de cables de datos SCSI. Los cables de datos SCSI Estrecho (Narrow SCSI) tienen 50 conductores, hasta siete conectores de 50 pines para las unidades y un conector de 50 pines para la controladora de unidades, que también se denomina “adaptador de host”. Los cables de datos SCSI Ancho (Wide SCSI) tienen 68 conductores, hasta 15 conectores de 68 pines para las unidades y un conector de 68 pines para el adaptador de host. Los cables de datos SCSI Alt-4 tienen 80 conductores, hasta 15 conectores de 80 pines para las unidades y un conector de 80 pines para el adaptador de host.

Un puerto de video conecta un monitor a una PC mediante un cable. Los puertos de video y los cables de monitor transfieren señales analógicas, señales digitales o ambas. Las PC son dispositivos digitales que producen señales digitales. Las señales digitales se envían a la tarjeta gráfica y, de allí, se transmiten a una pantalla digital a través de un cable. Las señales digitales también se pueden convertir en señales analógicas mediante la tarjeta gráfica y transferirse a una pantalla analógica. Convertir una señal digital en una señal analógica suele tener como resultado una imagen de menor calidad. Las pantallas y los cables de monitor que admiten señales digitales proporcionan mejor calidad de imagen que los que solo admiten señales analógicas. Existen varios tipos de puertos y conectores de video:

La interfaz visual digital (DVI, Digital Visual Interface), como se muestra en la Figura 1, tiene 24 pines para las señales digitales y 4 pines para las señales analógicas. La interfaz DVI-I se utiliza

para las señales analógicas y digitales. La interfaz DVI-D solo maneja señales digitales, mientras que la interfaz DVI-A solo maneja señales analógicas.

La interfaz Displayport, como la que se muestra en la Figura 2, tiene 20 pines, y se puede utilizar para la transmisión de audio, video o ambos.

Los conectores RCA, como se muestra en la Figura 3, tienen una clavija central rodeada por un anillo, y se pueden utilizar para transportar audio o video. Los conectores RCA se suelen encontrar en grupos de tres, en los que un conector amarillo transporta el video, y un par de conectores rojo y blanco transporta el audio de los canales izquierdo y derecho.

El conector DB-15, como se muestra en la Figura 4, tiene 3 filas y 15 pines, y se suele utilizar para video analógico.

Los conectores BNC, como los que se muestran en la Figura 5, conectan un cable coaxial a los dispositivos mediante un mecanismo de bayoneta para asegurarlo al dispositivo. Los conectores BNC se utilizan con audio o video analógico o digital.

Los conectores RJ-45, como el que se muestra en la Figura 6, tienen 8 pines, y se pueden utilizar con audio o video analógico o digital.

Los conectores MiniHDMI, también denominados “tipo C”, como el que se muestra en la Los conectores Din-6 tienen 6 pines, y se suelen utilizar para audio y video analógico, y para la alimentación en aplicaciones de cámaras de seguridad.

Los cables de pantalla transfieren las señales de video desde la PC hasta las pantallas. Existen varios tipos de cables de pantalla:

Interfaz multimedia de alta definición (HDMI, High-Definition Multimedia Interface): transporta señales de audio y video digitales. Las señales digitales proporcionan video de alta calidad y alta resolución (Figura 8).

DVI: transporta señales de video analógicas, digitales o ambas (Figura 8).

Matriz de gráficos de video (VGA, Video Graphics Array): transporta señales de video analógicas. El video analógico es de baja calidad y puede sufrir interferencias de las señales eléctricas y de radio (Figura 8).

Componente/RGB: transporta señales de video analógicas a través de tres cables blindados (rojo, verde, azul) (Figura 8).

Compuesto: transporta señales de audio o video analógicas (Figura 9).

S-Video: transporta señales de video analógicas (Figura 9).

Coaxial: transporta señales de audio o video analógicas, digitales o ambas (Figura 9).

Ethernet: transporta señales de audio o video analógicas, digitales o ambas (Figura 9). Los cables Ethernet también pueden transportar energía.

Puertos y cables externos

Los puertos de entrada/salida (E/S) de una PC conectan dispositivos periféricos, como impresoras y escáneres y unidades portátiles. Los puertos y cables que se utilizan con más frecuencia son los siguientes:

Serie

USB

FireWire

Paralelo

SCSI

Red

PS/2

Audio

Puertos y cables serie

Un puerto serie puede ser un conector DB-9, como se muestra en la Figura 1, o un conector DB-25 macho. Los puertos serie transmiten un bit de datos por vez. Para conectar un dispositivo serie, como un módem o una impresora, se debe usar un cable serie. Los cables serie tienen una longitud máxima de 50 ft (15,2 m).

Puertos y cables de módem

Además del cable serie que se utiliza para conectar un módem externo a una PC, un cable telefónico conecta el módem a una toma telefónica. Este cable utiliza un conector RJ-11, como se muestra en la Figura 2. En la Figura 3, se muestra la configuración tradicional de un módem externo con un cable serie y un cable telefónico.

Puertos y cables USB

El bus universal en serie (USB, Universal Serial Bus) es una interfaz estándar que conecta dispositivos periféricos a una PC. Originalmente se diseñó para reemplazar a las conexiones en serie y en paralelo. Los dispositivos USB son intercambiables en caliente, lo que significa que los usuarios pueden conectarlos y desconectarlos mientras la PC está encendida. Las conexiones USB se pueden encontrar en PC, cámaras, impresoras, escáneres, dispositivos de almacenamiento y muchos otros dispositivos electrónicos. Los hubs USB conectan varios dispositivos USB. Un único puerto USB en una PC puede admitir hasta 127 dispositivos independientes mediante el uso de varios hubs USB. Algunos dispositivos incluso pueden recibir alimentación mediante el puerto USB, lo que elimina la necesidad de una fuente de energía externa. En la Figura 4, se muestran cables USB con los conectores.

La tecnología USB 1.1 permitió alcanzar velocidades de transmisión de hasta 12 Mb/s en el modo de velocidad máxima y de 1,5 Mb/s en el modo de baja velocidad. Los cables USB 1.1 tienen una longitud máxima de 9,8 ft (3 m). La tecnología USB 2.0 permite alcanzar velocidades de transmisión de hasta 480 Mb/s. Los cables USB 2.0 tienen una longitud máxima de 16,4 ft (5 m). Los dispositivos USB solo pueden transferir datos a la velocidad máxima que permite el puerto específico. La tecnología USB 3.0 permite obtener velocidades de transmisión de hasta 5 Gb/s. Esta tecnología es compatible con las versiones anteriores de USB. Los cables USB 3.0 no tienen una longitud máxima definida, aunque se suele aceptar una longitud máxima de 9,8 ft (3 m).

Puertos y cables FireWire

FireWire es una interfaz de alta velocidad intercambiable en caliente que conecta dispositivos periféricos a una PC. Un único puerto FireWire en una PC puede admitir hasta 63 dispositivos. Algunos dispositivos incluso pueden recibir alimentación mediante el puerto FireWire, lo que elimina la necesidad de una fuente de energía externa. FireWire utiliza el estándar 1394 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers) y también se conoce como i.Link. El IEEE crea publicaciones y estándares tecnológicos. En la Figura 5, se muestran cables FireWire con los conectores.

El estándar IEEE 1394a admite velocidades de datos de hasta 400 Mb/s para los cables de 15 ft (4,5 m) de longitud o menos. Dicho estándar utiliza conectores de 4 o 6 pines. Los estándares EEE 1394b e IEEE 1394c permiten un rango más amplio de conexiones, incluidos los cables CAT5 UTP y los de fibra óptica. Según los medios que se utilicen, se admiten velocidades de datos de hasta 3,2 Gb/s para distancias de 328 ft (100 m) o menos.

Puertos y cables paralelos

El puerto paralelo en una PC es un conector hembra DB-25 tipo A estándar. El conector paralelo de una impresora es un conector Centronics tipo B estándar de 36 pines. Algunas impresoras más modernas pueden utilizar un conector tipo C de 36 pines de alta densidad. Los puertos paralelos pueden transmitir 8 bits de datos al mismo tiempo y utilizan el estándar IEEE 1284. Para conectar un dispositivo paralelo, como una impresora, se debe usar un cable paralelo. Un cable paralelo, como se muestra en la Figura 6, tiene una longitud máxima de 15 ft (4,5 m).

Cables de datos eSATA

Los cables eSATA conectan dispositivos SATA a la interfaz eSATA mediante un cable de datos de 7 pines. Estos cables no le suministran potencia al disco externo SATA. Un cable de alimentación independiente le proporciona potencia al disco.

Puertos y cables SCSI

Los puertos SCSI pueden transmitir datos paralelos a velocidades superiores a los 320 Mb/s y admitir hasta 15 dispositivos. Si se conecta un único dispositivo SCSI a un puerto SCSI, el cable puede medir hasta 80 ft (24,4 m) de longitud. Si se conectan varios dispositivos SCSI a un puerto SCSI, el cable puede medir hasta 40 ft (12,2 m) de longitud. Los puertos SCSI de una PC pueden tener un conector de 25, 50 u 80 pines, como se muestra en la Figura 7.

NOTA: un dispositivo SCSI debe terminar en el extremo de la cadena SCSI. Consulte los procedimientos de terminación en el manual del dispositivo.

PRECAUCIÓN: algunos conectores SCSI se asemejan a los conectores paralelos. Tenga cuidado de no conectar el cable al puerto incorrecto. El voltaje que se utiliza en el formato SCSI puede dañar la interfaz paralela. Los conectores SCSI deben estar claramente rotulados.

Puertos y cables de red

Los puertos de red, que también se conocen como puertos RJ-45, tienen 8 pines y conectan una PC a una red. La velocidad de conexión depende del tipo de puerto de red. La tecnología Ethernet estándar puede transmitir hasta 10 Mb/s, Fast Ethernet puede transmitir hasta 100 Mb/s y Gigabit Ethernet puede transmitir hasta 1000 Mb/s. La longitud máxima de un cable de red es de 328 ft (100 m). En la Figura 8, se muestra un conector de red.

Puertos PS/2

Los puertos PS/2 conectan un teclado o un mouse a una PC. El puerto PS/2 tiene un conector mini-DIN hembra de 6 pines. Los conectores para el teclado y el mouse suelen tener colores

diferentes, como se muestra en la Figura 9. Si los puertos no están codificados por color, busque la imagen pequeña de un mouse o un teclado junto a cada puerto.

Puertos de audio

Los puertos de audio conectan dispositivos de audio a la PC. Algunos de los puertos de audio que se utilizan con más frecuencia son los siguientes, que se muestran en la Figura 10:

Entrada de línea: se conecta a una fuente externa, por ejemplo, un sistema estéreo.

Micrófono: se conecta a un micrófono.

Salida de línea: se conecta a altavoces o auriculares.

Formato de interfaz digital Sony/Philips (S/PDIF, Sony/Philips Digital Interface Format): se conecta a un cable coaxial mediante conectores RCA o a un cable de fibra óptica mediante conectores TosLink para admitir audio digital.

Puerto de juegos/MIDI: se conecta a un joystick o a un dispositivo de interfaz MIDI.

Dispositivos de entrada y de salida

Los dispositivos de entrada introducen datos o instrucciones en una PC. Los siguientes son algunos ejemplos de dispositivos de entrada:

Mouses y teclados

Joysticks y controladores para juegos

Cámaras digitales y cámaras de video digitales

Dispositivos de autenticación biométrica

Pantallas táctiles

Digitalizadores

Escáneres

Mouses y teclados

El mouse y el teclado son los dos dispositivos de entrada que más se utilizan. El mouse se utiliza para navegar la interfaz gráfica de usuario (GUI, graphical user interface). El teclado se utiliza para introducir comandos de texto que controlan la PC.

Un switch de teclado, video y mouse (KVM, keyboard, video, mouse) es un dispositivo de hardware que se puede usar para controlar más de una PC con un único teclado, monitor y mouse. En las empresas, los switches KVM proporcionan un acceso rentable a varios servidores. Los usuarios domésticos pueden ahorrar espacio mediante un switch KVM, como el que se ve en la Figura 1, para conectar varias PC a un teclado, un monitor y un mouse.

Los switches KVM más modernos incorporaron la capacidad de compartir dispositivos USB y altavoces con varias PC. Generalmente, al presionar un botón en el switch KVM, el usuario puede cambiar el control de una PC conectada a otra. Algunos modelos de switch transfieren el control de una PC a otra mediante una secuencia de teclas específica en un teclado, por ejemplo, Ctrl > Ctrl > A > Entrar para controlar la primera PC conectada al switch y, luego, Ctrl > Ctrl > B > Entrar para transferir el control a la PC siguiente.

Joysticks y controladores para juegos

Los dispositivos de entrada para jugar incluyen joysticks y controladores para juegos, como los que se muestran en la Figura 2. Los controladores para juegos le permiten al jugador controlar los movimientos y las vistas por medio de pequeñas palancas que mueve con los pulgares. Se presionan varios botones para lograr resultados específicos en un juego, por ejemplo, saltar o disparar. Muchos controladores para juegos incluso tienen gatillos que registran la cantidad de presión que ejerce el jugador. Por ejemplo, al ejercer más presión sobre el gatillo, el jugador acelera más rápido en un juego de conducción.

Los joysticks también se utilizan para jugar y para ejecutar simulaciones. Los joysticks son ideales para simulaciones de vuelo, en las que las acciones como tirar del joystick hacia uno mismo permiten el ascenso del avión simulado.

Cámaras digitales y cámaras de video digitales

Las cámaras digitales y las cámaras de video digitales, como las que se muestran en la Figura 3, crean imágenes que se pueden almacenar en medios magnéticos. La imagen se almacena como un archivo que se puede mostrar, imprimir o modificar. Las cámaras Web pueden estar incorporadas en los monitores o en las computadoras portátiles, o pueden ser independientes, y permiten capturar imágenes en tiempo real. Las cámaras Web se suelen utilizar para crear videos y publicarlos en Internet, o para realizar sesiones de chat de video con otras personas. También pueden tomar imágenes fijas que se pueden guardar en la PC. Los micrófonos le permiten al usuario comunicarse de forma audible con otras personas durante una sesión de chat de video o grabar voces al crear un video.

Dispositivos de identificación biométrica

La identificación biométrica utiliza características únicas de los usuarios, como las huellas digitales, el reconocimiento de voz o el reconocimiento de retina. Al combinarla con los nombres de usuario

corrientes, la biometría garantiza que quien accede a los datos sea una persona autorizada. En la Figura 4, se muestra una computadora portátil con un escáner de huellas digitales incorporado. Al medir las características físicas de la huella digital, le concede acceso al usuario si dichas características coinciden con la base de datos y si suministra la información de inicio de sesión correcta.

Pantallas táctiles

Las pantallas táctiles cuentan con un panel transparente sensible a la presión. La PC recibe instrucciones específicas según el lugar de la pantalla que toque el usuario.

Digitalizadores

Un digitalizador, como el que se muestra en la Figura 5, le permite a un diseñador o artista crear planos, imágenes u otro material gráfico mediante el uso de una herramienta similar a un bolígrafo denominada “lápiz” sobre una superficie que detecta su ubicación. Algunos digitalizadores cuentan con más de una superficie o sensor que le permiten al usuario crear modelos 3D al realizar acciones con el lápiz en el aire.

Escáneres

Los escáneres digitalizan imágenes o documentos. La digitalización de la imagen se almacena como un archivo que se puede mostrar, imprimir o modificar. Un lector de código de barras es un tipo de escáner que lee códigos de barras de código de producto universal (UPC, universal product code). Este tipo se utiliza ampliamente para registrar información de precios e inventario.

Los dispositivos de salida le presentan información de una PC al usuario. Los siguientes son algunos ejemplos de dispositivos de salida:

Monitores y proyectores

Impresoras, trazadores y máquinas de fax

Altavoces y auriculares

Monitores y proyectores

Los monitores y proyectores son dispositivos de salida principales de una PC. Existen diferentes tipos de monitores, como se muestra en la Figura 1. La diferencia más importante entre estos tipos de monitores es la tecnología que se utiliza para crear la imagen:

CRT: el tubo de rayos catódicos (CRT, cathode-ray tube) tiene tres haces de electrones. Cada haz se dirige a puntos de fósforo coloreados en la pantalla que destellan con color rojo, azul o verde cuando los toca dicho haz. Las áreas que no toca ningún haz de electrones no destellan. La combinación de las áreas que destellan y que no destellan crea la imagen en la pantalla. Algunos televisores utilizan esta tecnología. Los CRT suelen tener un botón de desmagnetización en la parte delantera que el usuario puede presionar para eliminar la decoloración provocada por la interferencia magnética.

LCD: la pantalla de cristal líquido (LCD, liquid crystal display) se suele utilizar en los monitores de pantalla plana, en las computadoras portátiles y en algunos proyectores. Consta de dos filtros polarizadores con una solución de cristal líquido entre ambos. Una corriente electrónica alinea los cristales a fin de permitir o impedir el paso de luz. El efecto del paso de la luz en ciertas áreas y del bloqueo de la luz en otras es lo que crea la imagen. Las LCD vienen en dos formas, de matriz activa o de matriz pasiva. En ocasiones, la matriz activa se denomina “transistor de película delgada” (TFT, thin film transistor). El TFT permite que se controle cada píxel, lo que crea imágenes en color muy nítidas. La matriz pasiva es menos costosa que la activa, pero no proporciona el mismo nivel de control de la imagen. La matriz pasiva no se suele utilizar en las computadoras portátiles.

LED: las pantallas de diodos emisores de luz (LED, light-emitting diode) son pantallas de LCD que utilizan iluminación de fondo con LED para iluminar la pantalla. Los LED consumen menos energía que la iluminación de fondo de la pantalla de LCD estándar y permiten que el panel sea más delgado, liviano y brillante, y que tenga un mejor contraste.

OLED: las pantallas de LED orgánicos (OLED, organic LED) utilizan una capa de material orgánico que responde a estímulos eléctricos para emitir luz. Este proceso permite que cada píxel se ilumine de forma individual, lo que tiene como resultado niveles de negro mucho más profundos que los de las pantallas de LED. Las pantallas de OLED también son más delgadas y livianas que las pantallas de LED.

Plasma: las pantallas de plasma son otro tipo de monitor de pantalla plana que pueden lograr altos niveles de brillo, niveles profundos de negro y una amplia gama de colores. Las pantallas de plasma se pueden fabricar en tamaños de hasta 150 in (381 cm) o más. Las pantallas de plasma reciben su nombre del uso de diminutas celdas de gas ionizado que se iluminan cuando reciben un estímulo eléctrico. Las pantallas de plasma se suelen utilizar en aplicaciones de centros de entretenimientos debido a su representación precisa del video.

DLP: el procesamiento digital de luz (DLP, Digital Light Processing) es otra tecnología que se utiliza en los proyectores. Los proyectores DLP utilizan una rueda de colores giratoria con un conjunto de espejos controlado por un microprocesador denominado “dispositivo digital de microespejos” (DMD, digital micromirror device). Cada espejo corresponde a un píxel específico. Cada espejo refleja la luz hacia las ópticas del proyector o en dirección contraria a ellas. Esto crea una imagen monocromática en una escala de hasta 1024 tonalidades de gris entre el blanco y el negro. A continuación, la rueda de colores agrega los datos de color para completar la imagen en color proyectada.

Impresoras multifuncionales

Las impresoras son dispositivos de salida que crean copias impresas de archivos de PC. Algunas impresoras se especializan en aplicaciones específicas, como la impresión de fotografías en color. Las impresoras multifuncionales, como la que se muestra en la Figura 2, están diseñadas para proporcionar varios servicios, como imprimir, escanear, enviar faxes y hacer copias.

Altavoces y auriculares

Los altavoces y los auriculares son dispositivos de salida para señales de audio. La mayoría de las PC cuentan con soporte de audio, ya sea integrado en la motherboard o en una tarjeta adaptadora.

El soporte de audio incluye puertos que permiten la entrada y la salida de señales de audio. La tarjeta de audio cuenta con un amplificador para alimentar auriculares y altavoces externos,

Elección de componentes de PC

Con frecuencia, las nuevas motherboards tienen nuevas características o estándares que pueden ser incompatibles con componentes anteriores. Al seleccionar una motherboard de reemplazo, asegúrese de que sea compatible con la CPU, la RAM, el adaptador de video y otras tarjetas adaptadoras. El socket y el conjunto de chips en la motherboard deben ser compatibles con la CPU. La motherboard también debe tener espacio para el conjunto de disipador térmico y ventilador existente si se vuelve a utilizar la CPU. Preste especial atención a la cantidad y el tipo de ranuras de expansión. Asegúrese de que coincidan con las tarjetas adaptadoras existentes y que permitan el uso de nuevas tarjetas. La fuente de energía existente debe poseer conexiones que se adapten a la nueva motherboard. Por último, la nueva motherboard debe encajar físicamente en el gabinete actual de la PC.

Las distintas motherboards utilizan conjunto de chips diferentes. Un conjunto de chips consta de circuitos integrados que controlan la comunicación entre la CPU y el resto de los componentes. El conjunto de chips establece cuánta memoria se puede agregar a una motherboard y el tipo de conectores de esta placa. Al armar una PC, elija un conjunto de chips que proporcione las capacidades que necesita. Por ejemplo, puede comprar una motherboard con un conjunto de chips que permita el uso de varios puertos USB, conexiones eSATA, sonido envolvente y video.

Las motherboards tienen diferentes tipos de sockets y ranuras de CPU. Estos sockets o ranuras proporcionan a la CPU el punto de conexión y la interfaz eléctrica. El paquete de CPU debe coincidir con el tipo de socket de la motherboard o con el tipo de ranura de la CPU. Un paquete de CPU contiene la CPU, los puntos de conexión y los materiales que rodean a la CPU y disipan el calor.

Los datos se transfieren de una parte de la PC a otra mediante un grupo de cables conocidos como “bus”. El bus tiene dos partes. La porción de datos del bus, conocida como “bus de datos”, transfiere datos entre los componentes de la PC. La porción de dirección, conocida como “bus de direcciones”, transmite las direcciones de memoria de las ubicaciones en donde la CPU lee o escribe datos.

El tamaño del bus determina la cantidad de datos que se pueden transmitir al mismo tiempo. Un bus de 32 bits transmite 32 bits de datos al mismo tiempo desde el procesador a la RAM o a otros componentes de la motherboard, mientras que un bus de 64 bits transmite 64 bits de datos al mismo tiempo. La velocidad a la que se transfieren los datos a través del bus depende de la velocidad del reloj, que se mide en MHz o GHz.

Las ranuras de expansión PCI se conectan a un bus paralelo, que envía varios bits a través de varios hilos simultáneamente. En la actualidad, las ranuras de expansión PCI se ven reemplazadas por las ranuras de expansión PCIe que se conectan a un bus serie, que envía un bit por vez a mayor velocidad. Al armar una PC, elija una motherboard que posea las ranuras adecuadas para satisfacer sus necesidades actuales y futuras. Por ejemplo, si desea armar una PC para jugar videojuegos avanzados que requiere tarjetas gráficas dobles, tendría que elegir una motherboard con ranuras PCIe x16 dobles.

La velocidad de los procesadores modernos se mide en GHz. La clasificación de velocidad máxima hace referencia a la velocidad máxima a la que puede funcionar un procesador sin errores. Hay dos factores principales que pueden limitar la velocidad de un procesador:

El chip del procesador es un conjunto de transistores conectados entre sí mediante hilos. La transmisión de datos mediante transistores e hilos provoca demoras.

Cuando los transistores pasan de estar habilitados a deshabilitados, o viceversa, se genera una pequeña cantidad de calor. El calor generado aumenta a medida que aumenta la velocidad del procesador. Cuando el procesador se calienta demasiado, comienza a producir errores.

El bus Frontal (FSB, front-side bus) es la trayectoria entre la CPU y el puente norte, y se utiliza para conectar diversos componentes, como el conjunto de chips y las tarjetas de expansión, y la RAM. Los datos pueden transferirse en ambas direcciones a través del FSB. La frecuencia del bus se mide en MHz. La frecuencia a la que opera una CPU se determina aplicando un multiplicador de reloj a la velocidad del FSB. Por ejemplo, es posible que un procesador que opera a 3200 MHz utilice un FSB de 400 MHz. Como 3200 MHz dividido 400 MHz es igual a 8, la CPU es ocho veces más rápida que el FSB.

Además, los procesadores se clasifican en procesadores de 32 bits y 64 bits. La principal diferencia es la cantidad de instrucciones que puede cumplir el procesador al mismo tiempo. Un procesador de 64 bits procesa más instrucciones por ciclo de reloj que uno de 32 bits. Además, los procesadores de 64 bits pueden admitir más memoria. Para utilizar las capacidades del procesador de 64 bits, asegúrese de que el sistema operativo y las aplicaciones que se instalaron sean compatibles con un procesador de ese tipo.

Uno de los componentes más delicados y costosos en un gabinete de PC es la CPU. La CPU se puede sobrecalentar. Para propósitos de refrigeración, muchas CPU requieren un disipador térmico combinado con un ventilador. El disipador térmico es una pieza de cobre o aluminio ubicada entre el procesador y el ventilador de la CPU. El disipador térmico absorbe el calor del procesador, y el ventilador lo dispersa. Al elegir un disipador térmico o un ventilador, se deben tener en cuenta varios factores.

Tipo de socket: el tipo de disipador térmico o de ventilador debe coincidir con el tipo de socket de la motherboard.

Especificaciones físicas de la motherboard: el disipador térmico o el ventilador no debe interferir con ninguno de los componentes conectados a la motherboard.

Tamaño del gabinete: el disipador térmico o el ventilador debe caber en el gabinete.

Entorno físico: el disipador térmico o el ventilador deben dispersar el calor suficiente para mantener refrigerada la CPU en ambientes calurosos.

La CPU no es el único componente de un gabinete de PC que se puede ver afectado por el calor. En una PC hay numerosos componentes internos que generan calor mientras la PC está en funcionamiento. Se deben instalar ventiladores de gabinete para introducir aire frío en el gabinete de la PC y expulsar el calor. Al elegir ventiladores de gabinete, se deben tener en cuenta varios factores:

Tamaño del gabinete: los gabinetes de mayor tamaño suelen requerir ventiladores más grandes debido a que los pequeños no generan el flujo de aire necesario.

Velocidad del ventilador: los ventiladores más grandes giran a menor velocidad que los más pequeños, lo que disminuye el ruido del ventilador.

Cantidad de componentes en el gabinete: la presencia de varios componentes en la PC genera más calor, por lo que se requieren más ventiladores, ventiladores más grandes o más rápidos.

Entorno físico: los ventiladores de gabinete deben dispersar el calor suficiente para mantener refrigerado el interior del gabinete.

Cantidad de lugares disponibles para instalación: los distintos gabinetes tienen diferentes cantidades de lugares donde se pueden instalar ventiladores.

Ubicación de lugares disponibles para instalación: los distintos gabinetes tienen diferentes ubicaciones donde se pueden instalar ventiladores.

Conexiones eléctricas: algunos ventiladores de gabinete se conectan directamente a la motherboard, mientras que otros se conectan en forma directa a la fuente de energía.

Las tarjetas adaptadoras, también conocidas como “tarjetas de expansión”, están diseñadas para realizar tareas específicas y agregan funcionalidades adicionales a la PC. En la ilustración se muestran algunas de las tarjetas adaptadoras disponibles.

Tarjetas gráficas

El tipo de tarjeta gráfica instalada afecta el rendimiento general de la PC. Es posible que los programas y las tareas que se sirvan de la tarjeta gráfica sean de uso intensivo de la RAM, de uso intensivo de la CPU, o ambos. Al comprar una tarjeta gráfica nueva, se deben tener en cuenta varios factores:

Tipo de ranura

Tipo de puerto

Cantidad y velocidad de RAM de video (VRAM, video RAM)

Unidad de procesamiento gráfico

Resolución máxima

El sistema de computación debe contar con ranuras, RAM y CPU que admitan la funcionalidad total de la tarjeta gráfica actualizada para poder hacer uso de todos sus beneficios. Elija la tarjeta gráfica adecuada sobre la base de las necesidades actuales y futuras del cliente. Por ejemplo, si un cliente desea jugar juegos en 3D, la tarjeta gráfica debe cumplir o superar los requisitos mínimos de cualquier juego que le interese jugar.

Algunas unidades de procesamiento gráfico (GPU, graphics processor unit) están integradas a la CPU. Cuando la GPU está integrada a la CPU, no hace falta adquirir una tarjeta gráfica, a menos que se requieran características avanzadas de video, como gráficos en 3D o una resolución muy

alta. Para utilizar la capacidad gráfica incorporada en la CPU, adquiera una motherboard que admita esa característica.

Tarjetas de sonido

El tipo de tarjeta de sonido instalada determina la calidad de sonido de la PC. Al comprar una tarjeta de sonido nueva, se deben tener en cuenta varios factores:

Tipo de ranura

Procesador digital de señales (DSP, Digital signal processor)

Frecuencia de muestreo

Tipos de puertos y conexiones

Decodificador de hardware

Relación señal-ruido

El sistema de computación debe tener altavoces y un subwoofer de buena calidad que admitan la funcionalidad total de la actualización de la tarjeta de sonido. Elija la tarjeta de sonido adecuada sobre la base de las necesidades actuales y futuras del cliente. Por ejemplo, si un cliente desea escuchar un tipo específico de sonido envolvente, la tarjeta de sonido debe contar con el decodificador de hardware necesario para reproducirlo. Además, el cliente puede obtener una mejora en la precisión del sonido con una tarjeta de sonido que posea una frecuencia de muestreo más alta.

Controladoras de almacenamiento

Una controladora de almacenamiento es un chip que puede estar integrado a la motherboard o colocado en una tarjeta de expansión. Las controladoras de almacenamiento permiten la expansión de las unidades internas y externas de un sistema de computación. Las controladoras de almacenamiento, tales como los controladores RAID, también pueden proporcionar tolerancia a fallas o un aumento de velocidad. Al comprar una tarjeta controladora de almacenamiento nueva, se deben tener en cuenta varios factores:

Tipo de ranura

Tipo de unidad

Cantidad de conectores

Ubicación de los conectores

Tamaño de la tarjeta

RAM de la tarjeta controladora

Procesador de la tarjeta controladora

Tipo de RAID

La cantidad de datos y el nivel de protección de datos necesarios para el cliente influyen en el tipo de controladora de almacenamiento requerida. Elija la controladora de almacenamiento adecuada sobre la base de las necesidades actuales y futuras del cliente. Por ejemplo, si un cliente desea implementar RAID 5, se necesita una controladora de almacenamiento RAID con, al menos, tres unidades.

Tarjetas de E/S

Instalar una tarjeta de E/S en una PC es una manera rápida y fácil de agregar puertos de E/S. Al comprar una tarjeta de E/S nueva, se deben tener en cuenta varios factores:

Tipo de ranura

Tipo de puerto de E/S

Cantidad de puertos de E/S

Requerimientos de potencia adicionales

Los puertos FireWire, USB, paralelos y serie son algunos de los puertos más comunes que se instalan en las PC. Elija la tarjeta de E/S adecuada sobre la base de las necesidades actuales y futuras del cliente. Por ejemplo, si un cliente desea agregar un lector de tarjeta interno y la motherboard no tiene conexión USB interna, se necesita una tarjeta de E/S USB con conexión USB interna.

NIC

Los clientes realizan una actualización de la tarjeta de interfaz de red (NIC, network interface card) para tener mayor velocidad, mayor ancho de banda y mejor acceso. Al comprar una NIC, se deben tener en cuenta varios factores:

Tipo de ranura

Velocidad

Tipo de conector

Tipo de conexión

Compatibilidad de estándares

Tarjetas de captura

Las tarjetas de captura importan video en una PC y lo graban en un disco duro. Al agregar una tarjeta de captura con un sintonizador de televisión, se puede ver y grabar programación televisiva. Al comprar una tarjeta de captura, se deben tener en cuenta varios factores:

Tipo de ranura

Resolución y velocidad de fotogramas

Puerto de E/S

Estándares de formato

Los sistemas de computación deben tener la suficiente potencia de CPU, la RAM adecuada y un sistema de almacenamiento de alta velocidad para admitir las demandas de captura, grabación y edición del cliente. Elija la tarjeta de captura adecuada sobre la base de las necesidades actuales y futuras del cliente. Por ejemplo, si un cliente desea grabar un programa mientras mira otro, se deben instalar varias tarjetas de captura o una tarjeta de captura con sintonizador de televisión doble.