HARDWARE

A lo largo del tiempo el hardware ha ido evolucionando vertiginosamente para adaptarse a las necesidades de los usuarios. En pocos años, se ha pasado de ordenadores de varias toneladas que ocupaban cientos de metros cuadrados a pequeños dispositivos móviles muy potentes que permiten conectarse en red para compartir información.

1º Bachillerato

EL HARDWARE DEL ORDENADORComponentes físicos tecnológicos que constituyen el ordenador o interactúan con él. Se pueden clasificar:

HARDWARE BÁSICO:Dispositivos necesarios para que el ordenador pueda iniciarse y funcione. Destacamos el microprocesador, fuente de alimentación, placa base, buses (cables de comunicación), memoria central, monitor y teclado.HARDWARE COMPLEMENTARIO:Formado por dispositivos que requieren un mejor uso del ordenador pero no son vitales para su funcionamiento. Ej impresora, unidades de almacenamiento, micrófono, scaner, etc…

PLACA BASEEs el soporte donde se conectan todos los componentes que constituyen el ordenador. Esta compuesta por una serie de circuitos integrados (buses), entre los que está situado el “chipset”, que sirve como centro de conexión entre le microprocesador, la memoria de acceso aleatoria (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos periféricos. Contiene los conectores que se unen a la fuente de alimentación que son necesarios para alimentar los circuitos.Las placas base actuales incorporan muchos dispositivos multimedia y de red integrados. (Ej tarjeta gráfica, tarjeta de red, tarjeta de sonido, controladores de discos duros).

Ranura de tarjeta gráfica (PCI, AGP, PCIexpress)

Tarjeta gráficaPuertos de conexión

MICROPROCESADOREl microprocesador (CPU) es el chip principal del ordenador, se dice que es el auténtico cerebro del ordenador.

El microprocesador se coloca en la placa base, en un zócalo preparado especialmente que tiene tantos agujeros como patas tiene el microprocesador, colocados de tal forma que cada pata del chip entra exactamente en el agujero del zócalo.

¿Cómo es físicamente?Esta formado por una fina lámina de silicio sobre la que se encuentran millones de circuitos electrónicos (millones de transistores) formando circuitos. Exteriormente va recubierto por una cápsula de cerámica o plástico que lo protege y en su parte inferior dispone de cientos de patas (pines) que sirven para conectarlos con el resto de componentes del ordenador.

¿Dónde se encuentra?

Como consecuencia del funcionamiento de los millones de transistores que hay en el interior se calienta mucho, por eso lleva incorporado un sistema de refrigeración formado por un disipador y un ventilador que elimina el exceso de calor absorbido por el disipador.

¿Cuál es la función de un microprocesador?

Se encarga de recibir toda la información proveniente de los periféricos de entrada, de realizar todas las operaciones de procesamiento de datos (operación aritmético-lógica, de control y de comunicación) y de enviar los resultados a los periféricos de salida.Un microprocesador se compone de varias partes, que las resumimos: Unidad aritmético – lógica.

Unidad de control.

Para que la CPU pueda procesar un dato, debe conocer tanto las instrucciones del proceso (se las proporciona el programa que se esté utilizando) como el propio dato. Toda esta información debe estar disponible en la memoria. El resultado de procesar el dato es enviado por la CPU, a la memoria RAM, desde donde podrá distribuirse a los restantes dispositivos (monitor, altavoz, impresora, etc)¿Quién marca el ritmo de trabajo del microprocesador?

Es el “reloj”. Es un dispositivo que mide la velocidad del PC.La velocidad se mide Hz (medida de frecuencia), 1Hz equivale a un ciclo (operación) en 1 segundo, el reloj emite un pulso eléctrico.Pero como esta velocidad es muy pequeña utilizamos los múltiplos, actualmente los microprocesadores funcionan a velocidades de 1,5 y 3,5 GHz

3,5 GHz = 3.500.000.000 pulsos en un segundo

EJERCICIOS:1. ¿Qué es un bus? ¿Por qué está constituido?2. Conoce tu placa base a través del programa Speccy de Piriform y anota los datos

de fabricante, modelo, chipset. (Ejecuta cmd: wmic baseboard get product,Manufacturer, version,serialnumber)

3. Las características de un microprocesador están en función de unos parámetros, averígualos y después obtén esa información del microprocesador que tiene tu PC

4. La velocidad de diferentes componentes en un ordenador (procesador, buses, RAM,etc) se mide en hercios. ¿Cuántas operaciones por segundo sería capaz de ejecutar un procesador que funciona a 5 GHz?

MEMORIA CENTRAL

La memoria es un componente esencial en los ordenadores. En un ordenador hay varias memorias, de diferentes tipos y con distintas funciones: memoria RAM, memoria Caché, memoria ROM, etc.

MEMORIA RAM¿Cómo es físicamente?La memoria RAM está formada por varios circuitos integrados (chips) que están soldados en una placa de plástico. El conjunto recibe el nombre de “módulo de memoria RAM”¿Cuál es su función?El microprocesador de un ordenador trabaja continuamente con una gran cantidad de información. Para procesarla y obtener un producto útil, necesita almacenar temporalmente datos (números, fechas, letras, etc.) y programas (instrucciones que le indican que hacer con estos datos). Para ello se utiliza la memoria RAM.Cuando se abre un programa (un procesador de texto, un videojuego, etc.), éste se carga en la memoria RAM. Por esta razón, es muy importante que el ordenador tenga suficiente RAM, si no, no podrá abrir los programas necesarios a la vez o funcionarán muy lentamente.

El contenido de la memoria RAM se modifica constantemente, se borran los datos ya utilizados y se guardan otros nuevos. Si apagamos el ordenador, la información almacenada en la RAM desaparece, se pierde. Se dice que es una memoria volátil.

MEMORIA CACHÉ

MEMORIA VIRTUAL.

Es un tipo de memoria RAM mucho más rápida que la convencional. Como cualquier memoria RAM, su misión es almacenar información, pero, en este caso, la memoria caché dispondrá de las instrucciones o los datos que acaba de utilizar, o vaya a utilizar el microprocesador. Esta memoria esta situada entre el microprocesador y la memoria RAM, para agilizar la transferencia de información entre ellos.

Existen dos tipos de memoria caché: la denominada caché externa o de segundo nivel, situada en la placa base y descrita anteriormente, y la caché interna o de primer nivel que está situada en el interior del micro y es aún más cara que la externa, motivo por el que la cantidad es menor.La memoria caché resulta mucho más cara que la memoria RAM, por este motivo, los ordenadores solo disponen de una pequeña cantidad alrededor de 1MB

Todos los sistemas operativos utilizan parte del disco duro para simular memoria RAM y aumentar así la memoria total del ordenador. A esta memoria se la conoce, como memoria virtual. Esta memoria por estar en el disco duro es mucho más lenta que la memoria RAM, por eso conviene que el sistema la utilice poco.

Ejercicio 2: Aumentamos la memoria virtual. ( por defecto tiene asignado un valor que se puede incrementar para determinadas aplicaciones.

A continuación aprendemos a aumentar la memoria virtual

Compara la cantidad de memoria virtual de tu equipo con la memoria RAM del mismo, ¿Qué diferencia existe?

MEMORIA RAM-CMOS

MEMORIA ROM-BIOS

Este tipo de memoria es de solo lectura, es decir, no se puede escribir en ella. Contiene información grabada por el fabricante, que no desaparece al desconectar el ordenador.La BIOS es imprescindible para la puesta en funcionamiento del ordenador, ya que contiene instrucciones para realizar el chequeo inicial del equipo, además de datos técnicos de los componentes más elementales conectados en el sistema.Cuando se arranca un ordenador, la BIOS chequea, en este orden, los siguientes componentes: la CPU, el bus de sistema para comprobar que todos los periféricos funcionan correctamente, el reloj del sistema, la memoria RAM, el teclado y las unidades de disco. Si todo es correcto comenzará a cargarse el sistema operativo.

Es una cantidad de memoria incorporada en un chip de la placa base cuya función es almacenar parte de la configuración del sistema: información del reloj (fecha y hora) y datos de configuración de los periféricos no controlados ni chequeados por la BIOS.

Al tratarse de una memoria RAM, y puesto que contiene información que no debe eliminarse al apagar el ordenador, la memoria CMOS está alimentada constantemente por una pila o batería.

PERIFÉRICOS DE ENTRADA:

DE SALIDA:

Permite mover el cursor en diferentes puntos de las interfaces gráficas. Al presionar sus botones es posible efectuar ciertas acciones. Los dos tipos mas utilizados son: ópticos y los láser.

Permite introducir datos en el ordenador, escribiéndolos en el teclado y generando un archivo digital. Existen diferente tipos de teclados y algunos incluyen accesorios como lector de tarjetas.

Convierte documentos de papel (textos, imágenes, etc.) en archivos digitales que se pueden utilizar directamente por el ordenador

Muestra a través de una pantalla información generada por el ordenador. Algunas de las características mas importantes son: Tamaño, resolución, calidad de imagen, frecuencia y conectores.

Permite imprimir en papel u otros soportes la información generada por el ordenador. Las hay láser, de inyección de tinta, 3D.

Producen los sonidos del ordenador. Se comunican con el microprocesador mediante la tarjeta de sonido.

Ejercicio 3: ¿Qué otros periféricos de entrada y salida conoces? Explícalos brevemente. Existen diferentes variantes del escáner: Escáner 3D, escáner biométrico y

los lectores de códigos de barras y códigos QR. Averigua cuales su función y pon un ejemplo en el cual los utilicemos.

¿Qué es un software de reconocimiento de caracteres? ¿has utilizado alguna vez alguno? ¿Cuál? ¿Cuál es tu valoración?

Si tienes la posibilidad, utiliza tu teléfono para escanear los siguientes código QR y descifrar la información que contiene

Usando alguna aplicación web, crea un código QR para transmitir a una información .

(Utiliza esta dirección: http://www.codigos-qr.com/generador-de-codigos-qr/) Averigua sobre la tecnología de funcionamiento, ventajas y desventajas de

las impresoras de inyección de tinta y las impresoras láser. Define las impresoras 3D y como esta siendo su evolución. Haz una relación con los diferentes puertos de comunicación, añade la

imagen de cada uno y su tasa de transferencia aproximada.

UNIDADES 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.

EJEMPLOS:

DISCOS DUROS: permite almacenar de forma masiva, en un soporte magnético, aplicaciones y archivos utilizados por el ordenador. Capacidad llega al terabyte. En la estructura de un disco magnético se puede diferenciar: caras, pistas, sectores y cilindros. Dependiendo de la tecnología utilizada para la transferencia de datos, los discos pueden ser IDE, SCSI, SATA, SAS.DISCOS ÓPTICOS: permiten guardar la información utilizando luz láser. Son los conocidos CD-ROM, DVD, Blu-ray. Capacidad varios GB.

MEMORIA FLASH: memoria externa de almacenamiento para guardar la información de forma permanente. Capacidad de almacenamiento varios GB. Las más empleadas son las memorias USB y las tarjetas de memorias.

Ejercicio 4: Definición de disco duro y sus partes. (imagen) Crea una tabla comparativa sobre los diferentes discos ópticos que incluya los

siguientes parámetros: nombre, foto, capacidad, precio, fecha en que surgió y capas.

¿Conoces los discos MiniCD y MiniDVD? Si no es así, busca información sobre sus características y aplicaciones.

Los últimos dispositivos que han aparecido en el mercado son las Unidades de estado sólido. Haz un estudio comparativo entre las ventajas y limitaciones de las unidades de estado sólido frente a los discos duros mecánicos. Algunos parámetros que debes mencionar son su velocidad, latencia, ruido, consumo de energía, resistencia, capacidad y precio.

Existen una amplia gama de dispositivos que no son ordenadores, pero tienen una arquitectura similar. Averigua sobre los siguientes dispositivos y anota alguna funcionalidad; sistemas de domótica, televisiones inteligentes y los relojes inteligentes.

Utiliza YouTube para visualizar la experiencia de utilizar las gafas de Google. ¿Qué aplicaciones suelen tener?

¿Qué sistemas de numeración existen?• Sistema decimalEl sistema de numeración que se utiliza habitualmente es el decimal,

formado por 10 dígitos. El valor de cada dígito esta asociado al de una potencia de base 10 (nº que coincide con la cantidad de dígitos) y a un exponente igual a la posición que ocupa el dígito (contando desde la derecha y empezando por el 0)Por ejemplo el valor del número 6.259 se puede calcular como:

6*103 + 2*102 + 5*101 + 9*100 = 6.259• Sistema binarioEl sistema de numeración esta formado por 2 dígitos. El valor de cada dígito

esta asociado al de una potencia de base 2 (tal y como ocurría con el sist. Decimal, que coincide con la cantidad de dígitos) y a un exponente igual a la posición que ocupa el dígito (contando desde la derecha y empezando por el 0)Por ejemplo el valor del número 11011 se puede calcular como:

1*24 + 1*23 + 0*22 + 1*21 + 1*20 = 16+8+0+2+1=27• Conversión de un número decimal-binario y viceversa.

Carácteres especiales

 

Carácteres imprimibles

Nombre  Dec  Hex  Car. Dec  Hex  Car.

 

Dec  Hex  Car.

 

Dec  Hex  Car.

Nulo 0 00 NUL 32 20 Espacio 64 40 @  96 60 ` 

Inicio de cabecera 1 01 SOH 33 21 !  65 41 A  97 61 a 

Inicio de texto 2 02 STX 34 22 "  66 42 B  98 62 b 

Fin de texto 3 03 ETX 35 23 #  67 43 C  99 63 c 

Fin de transmisión 4 04 EOT 36 24 $  68 44 D  100 64 d 

Investigación 5 05 ENQ 37 25 %  69 45 E  101 65 e 

Reconocimiento 6 06 ACK 38 26 &  70 46 F  102 66 f 

Campanilla (Pitido) 7 07 BEL 39 27 '  71 47 G  103 67 g 

Espacio Atras 8 08 BS 40 28 (  72 48 H  104 68 h 

Tabulador horizontal 9 09 HT 41 29 )  73 49 I  105 69 i 

Salto de línea 10 0A LF 42 2A *  74 4A J  106 6A j 

Tabulador vertical 11 0B VT 43 2B +  75 4B K  107 6B k 

Salto de página 12 0C FF 44 2C ,  76 4C L  108 6C l 

Retorno de carro 13 0D CR 45 2D -  77 4D M  109 6D m 

Alternar fuera 14 0E SO 46 2E .  78 4E N  110 6E n 

Alternar dentro 15 0F SI 47 2F /  79 4F O  111 6F o 

Escape línea de datos 16 10 DLE 48 30 0  80 50 P  112 70 p 

Control dispositivo 1 17 11 DC1 49 31 1  81 51 Q  113 71 q 

Control dispositivo 2 18 12 DC2 50 32 2  82 52 R  114 72 r 

Control dispositivo 3 19 13 DC3 51 33 3  83 53 S  115 73 s 

Control dispositivo 4 20 14 DC4 52 34 4  84 54 T  116 74 t 

Reconoc. Negativo 21 15 NAK 53 35 5  85 55 U  117 75 u 

Sincronismo 22 16 SYN 54 36 6  86 56 V  118 76 v 

Fin bloque transmitido 23 17 ETB 55 37 7  87 57 W  119 77 w 

Cancelar 24 18 CAN 56 38 8  88 58 X  120 78 x 

Fin medio 25 19 EM 57 39 9  89 59 Y  121 79 y 

Sustituto 26 1A SUB 58 3A :  90 5A Z  122 7A z 

Escape 27 1B ESC 59 3B ;  91 5B [  123 7B { 

Separador archivos 28 1C FS 60 3C <  92 5C \  124 7C | 

Separador grupos 29 1D GS 61 3D =  93 5D ]  125 7D } 

Separador registros 30 1E RS 62 3E >  94 5E ^  126 7E ~ 

Separador unidades 31 1F US 63 3F ?  95 5F _  127 7F DEL 

El ordenador necesita los datos codificados, por tanto todos los caracteres (letras, símbolos, nº) deben disponer de su correspondiente codificación binaria. Es decir un CODIGO DE CARACTERES, el más utilizado es el CODIGO ASCII

UNIDADES DE MEDIDA DE LA INFORMACIÓN

En los ordenadores la unidad de medida de la información es el “byte”, que representa un conjunto de 8 caracteres agrupados ó bits , es decir, 0 ó 1

Unidad de medida Equivalencia

1 bit Un 0 ó un 1

1 byte 8 bits

1 kilobyte (Kb) 1024 bytes

1 Megabyte (Mb) 1024 kb

1 giga byte (Gb) 1024 Mb

1 Terabyte (TB) 1024 GB

1 Petabyte (PB) 1024TB

1 Exabyte (EB) 1024 PB

Realiza los siguientes ejercicios:

1. ¿Cuántos bytes ocuparía tu nombre completo? ¿Cómo sería tu nombre de pila en binario?

2. ¿Cuántos caracteres (bytes) podrías almacenar en un disco de 210Mb?

3. ¿Cuántos disquetes 3 ½, de capacidad 1´44Mb, podrías copiar en un disco de 2Gb?

4. Expresa los siguientes números binarios en el sistema decimal: (101110110010111), (10100011), (1101011001101)

Soluciones: 2) 220.200.960bytes.3) 1.423 disquetes. 4) 23959 ; 163 ;

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