Concepto
de Hardware
Es la parte que se puede ver del
computador, es decir todos los componentes de todas las partes físicas y tangibles de una computadora, sus componentes
eléctricos, electromecánicos y mecánicos; sus cables, gabinetes o
cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico.
Unidades
de información y procesamiento:
La
CPU, siglas en inglés de Unidad Central de Procesamiento,
es la componente fundamental del computador, encargada de interpretar y
ejecutar instrucciones y de procesar datos. En los computadores modernos, la
función de la CPU la realiza uno o más microprocesadores. Se conoce como
microprocesador a un CPU que es manufacturado como un único circuito integrado.
Un
servidor de red o una máquina de
cálculo de alto rendimiento (supercomputación),
puede tener varios, incluso miles de microprocesadores trabajando
simultáneamente o en paralelo (multiprocesamiento);
en este caso, todo ese conjunto conforma la CPU de la máquina.
Las
unidades centrales de proceso (CPU) en la forma de
un único microprocesador no sólo están presentes en las computadoras personales (PC),
sino también en otros tipos de dispositivos que incorporan una cierta capacidad
de proceso o "inteligencia electrónica"; como pueden ser:
controladores de procesos industriales , televisores, automóviles,
calculadores, aviones, teléfonos móviles, electrodomésticos, juguetes y muchos
más.
El
microprocesador se monta en la llamada placa madre, sobre el un zócalo conocido
como zócalo de CPU, que permite además las conexiones eléctricas entre los
circuitos de la placa y el procesador. Sobre el procesador y ajustado a la
tarjeta madre se fija un disipador de calor, que por lo general es de aluminio,
en algunos casos de cobre; éste es indispensable en los microprocesadores que
consumen bastante energía, la cual, en gran parte, es emitida en forma de
calor: En algunos casos pueden consumir tanta energía como una lámpara
incandescente de 40 a 130 vatios.
La
gran mayoría de los circuitos electrónicos e integrados que componen el
hardware del computador van montados en la placa madre.
La
placa madre, también conocida como placa base o con el anglicismo board, es un gran circuito
impreso sobre el que se suelda los chipset, las ranuras de expansión (slots), los zócalos,
conectores, diversos integrados, etc. Es el soporte fundamental que aloja y
comunica a todos los demás componentes por medio de: Procesador, módulos de memoria RAM, tarjetas gráficas, tarjetas de expansión,
periféricos de entrada y salida. Para comunicar esos componentes, la placa base
posee una serie de buses con los cuales se trasmiten los datos dentro y hacia
afuera del sistema.
La
tendencia de integración ha hecho que la placa base se convierta en un elemento
que incluye también la mayoría de las funciones básicas (vídeo, audio, red, puertos de
varios tipos), funciones que antes se realizaban con tarjetas de expansión.
Aunque ello no excluye la capacidad de instalar otras tarjetas adicionales
específicas, tales como capturadoras de vídeo, Tarjetas de adquisición de
datos, etc.
Memoria
RAM
La
RAM es la memoria utilizada en una computadora para el almacenamiento
transitorio y de trabajo no masivo. Almacena temporalmente la información,
datos y programas que la Unidad de Procesamiento (CPU) lee, procesa y ejecuta.
La memoria RAM es conocida como Memoria principal de la computadora, también
como "Central o de Trabajo";
a diferencia de las llamadas memorias auxiliares y de almacenamiento masivo
(como discos duros, cintas magnéticas u otras memorias).
La
memoria RAM de un computador se provee de fábrica e instala en lo que se conoce
como “módulos”. Ellos albergan varios circuitos integrados de memoria DRAM que, conjuntamente,
conforman toda la memoria principal.
Módulo
de memoria RAM dinámica
Entre
las tecnologías recientes para integrados de memoria DRAM usados en los módulos
RAM se encuentran:
1. SDR SDRAM Memoria con un ciclo sencillo de
acceso por ciclo de reloj. Actualmente en desuso, fue popular en
Memorias
RAM con tecnologías usadas en la actualidad.
los
equipos basados en el Pentium III y los primeros Pentium 4.
2. DDR SDRAM Memoria con un ciclo doble y acceso
anticipado a dos posiciones de memoria consecutivas. Fue popular en equipos
basados en los procesadores Pentium 4 y Athlon 64.
3. DDR2 SDRAM Memoria con un ciclo doble y
acceso anticipado a cuatro posiciones de memoria consecutivas. Es la memoria
más usada actualmente.
4. DDR3 SDRAM Memoria con un ciclo doble y
acceso anticipado a ocho posiciones de memoria consecutivas. Es un tipo de
memoria en auge, pero por su costo sólo es utilizada en equipos de gama alta.
Los
estándares JEDEC, establecen las características eléctricas y las físicas de
los módulos, incluyendo las dimensiones del circuito impreso.
Los
estándares usados actualmente son:
- DIMM(del inglés Dual
In Line Memory Module) con presentacion de 168 pines (usadas con SDR y
otras tecnologías antiguas), 184 pines (usadas con DDR y el obsoleto SIMM)
y 240 (para las tecnologías de memoria DDR2 y DDR3).
- SO-DIMM para computadores portátiles, es una miniaturización de la
versión DIMM en cada tecnología. Existen de 144 pines (usadas con SDR),
200 pines (usadas con DDR y DDR2) y 240 pines (para DDR3).
Memorias
RAM especiales
Hay
memorias RAM con características que las hacen particulares, y que normalmente
no se utilizan como memoria.
Módulos
de memoria RAM instalados.
Central
de la computadora; entre ellas se puede mencionar:
1. SRAM: Siglas de
Static Random Access Memory. Es un tipo
de memoria más rápida que la DRAM (Dynamic RAM). El término
"estática" se deriva del hecho que no necesita el refresco de sus
datos. La RAM estática no necesita circuito de refresco, pero ocupa más espacio
y utiliza más energía que la DRAM. Este tipo de memoria, debido a su alta
velocidad, es usada como memoria caché.
2. NVRAM: Siglas de
Non-Volatile Random Access Memory. Memoria
RAM no volátil (mantiene la información en ausencia de alimentación eléctrica).
Hoy en día, la mayoría de memorias NVRAM son memorias flash, muy usadas para teléfonos móviles y
reproductores portátiles de MP3.
3. VRAM: Siglas de Video Random Access Memory.
Es un tipo de memoria RAM que se utiliza en las tarjetas gráficas del
computador. La característica particular de esta clase de memoria es que es
accesible de forma simultánea por dos dispositivos. Así, es posible que la CPU
grabe información en ella, al tiempo que se leen los datos que serán
visualizados en el Monitor de computadora.
Fundamentos
de Bits, Bytes y múltiplos de Bytes:
Bit es el acrónimo de Binary
digit. (dígito binario). Un bit es un dígito del sistema de numeración binario.Mientras que en el sistema de
numeración decimal se usan diez dígitos, en el binario se usan sólo dos
dígitos, el 0 y el 1.El bit es la unidad mínima de
información empleada en informática. Con él, podemos representar dos
valores cuales quiera, basta con asignar uno de esos valores al estado de
"apagado" (0), y el otro al estado de "encendido" (1).
El byte es la unidad de capacidad
de almacenamiento estándar. Con esta unidad de medida se mide desde el
almacenamiento de datos hasta la capacidad de memoria de un ordenador. Representa
un carácter (un número, una letra, un espacio, o cualquier otro signo) y está
constituido por 8 bits consecutivos, de modo tal que un byte equivaldría a 8
bits.Hay 256 combinaciones de 8 bits
posibles, por lo que hay 256 caracteres.Debido a que es una medida de
capacidad mínima (si bien como hemos dicho la más pequeña es el bit), existen
otras magnitudes que se utilizan para capacidades superiores y que son
múltiplos del byte (Múltiplos de 8).
Hertz y
múltiplos de Hertz:
Unidad
de medida de frecuencia del Sistema Internacional de
Unidades, su símbolo es Hz, debe su nombre al alemán Heinrich Rudolf Hertz. Un hertz representa un ciclo por cada
segundo, entendiendo ciclo como la repetición de un suceso. Por ejemplo, el
hertz se aplica en física a la medición de la cantidad
de veces por un segundo que se repite una onda (ya sea sonora o electromagnética),
magnitud denominada frecuencia y que es, en este sentido,
la inversa del período. Un hertz es la frecuencia de una partícula en un
período de un segundo.
Clasificación del Hardware típico de una PC
hoy en día:
El Hardware aparece en dos categorías: por un lado, el
"básico", que abarca el conjunto de componentes indispensables
necesarios para otorgar la funcionalidad mínima a una computadora, y por otro
lado, el "Hardware
complementario", que, como su nombre indica, es el utilizado
para realizar funciones específicas (más allá de las básicas), no estrictamente
necesarias para el funcionamiento de la computadora. Así es que: Un medio de
entrada de datos, la unidad de procesamiento y memoria y un medio de salida de
datos constituye el "hardware básico".
Dispositivo
de entrada:
Los
dispositivos de entrada son los que nos permiten ingresar la información al
computador ya sean instrucciones o comandos y así obtener los resultados
requeridos, Estos dispositivos se comunican con el PC mediante una tarjeta
denominada como tarjeta controladora que conjuntamente con el software de dicha
tarjeta permiten controlar y establecer la comunicación con los puertos para
luego estos datos ser enviados al procesador, es decir un dispositivo de entrada
se comunican con el computador mediante la tarjeta controladora del dispositivo
y del puerto.
Dispositivos
de salida:
Los dispositivos de salida son
aquellos que reciben información de la computadora, su función es eminentemente
receptora y por ende están imposibilitados para enviar información. Entre los
dispositivos de salida más conocidos están: la impresora (matriz, cadena,
margarita, láser o de chorro de tinta), el delineador (plotter), la grabadora
de cinta magnética o de discos magnéticos y la pantalla o monitor.
Cabina del sistema (CASE):
Las herramientas CASE (Computer
Aided Software Engineering, Ingeniería de Software Asistida por
Computadora) son diversas aplicaciones
informáticas o programas informáticos destinadas
a aumentar la productividad en el desarrollo de software reduciendo
el costo de las mismas en términos de tiempo y de dinero
Fuente
de energía:
La fuente de energía es un
dispositivo que convierte la corriente alterna que tenemos en nuestras casas en
corriente continua, almacenando en un capacitor o condensador la que no se
utiliza y entregándola durante un cambio de ciclo. También se ocupa de filtrar
y entregar las distintas tensiones que necesitan las partes de una computadora
para funcionar (tengamos en cuenta que ciertos circuitos utilizan 3,3 volts;
otros, 5; y otros, 12).
Dispositivos
de almacenamiento secundario:
· El almacenamiento Magnético.
El almacenamiento Óptico.
Tarjeta
Madre -Mother Board:
La placa base, también conocida como placa
madre o placa principal (motherboard o mainboard en
inglés), es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan los
componentes que constituyen la computadora.
Es una parte fundamental para armar cualquier computadora
personal de escritorio o portátil. Tiene instalados una
serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el circuito
integrado auxiliar (chipset), que sirve como centro de conexión
entre el microprocesador (CPU), la memoria de acceso
aleatorio (RAM),
las ranuras de expansión y otros dispositivos.
Unidad
Central de Procesamiento (CPU):
Es el cerebro de la
computadora, pues es el coordinador de la máquina y la parte encargada de
supervisar el funcionamiento de las otras secciones. La CPU le dice a la unidad
de entrada cuándo debe leerse información para introducirla en la unidad de
memoria, le dice a la ALU cuando la información de la unidad de memoria debe
utilizarse en los cálculos y le dice la unidad de salida cuando debe enviar la
información que está es la unidad de memoria a ciertos dispositivos de salida.
La Unidad
Central de Procesamiento CPU se divide en dos:
- Unidad de Control: Coordina
las actividades de la computadora y determina que operaciones se deben
realizar y en que orden; así mismo controla todo el proceso de la
computadora.
- Unidad Aritmético - Lógica: Realiza
operaciones aritméticas y lógicas, tales como suma, resta, multiplicación,
división y comparaciones.
Dispositivos
de almacenamiento primario:
Los
dispositivos de almacenamiento primario son un tipo de dispositivo de almacenamiento en computadoras, que sirven
para guardar información temporal y a los que el microprocesador tiene
rápido acceso. Contrasta con los dispositivos de almacenamiento secundario.
El conjunto de dispositivos de almacenamiento primario de una computadora constituye la Memoria Principal de la misma.
Las memorias de almacenamiento primario guardan información por un corto período de tiempo mientras la computadora está encendida. Estas memorias tienen altísimo rendimiento en su velocidad de escritura, lectura y acceso, pero a su vez son mucho más caras que las de almacenamiento secundario.
La memoria RAM y el caché son dos típicos ejemplos de almacenamiento primario.
El conjunto de dispositivos de almacenamiento primario de una computadora constituye la Memoria Principal de la misma.
Las memorias de almacenamiento primario guardan información por un corto período de tiempo mientras la computadora está encendida. Estas memorias tienen altísimo rendimiento en su velocidad de escritura, lectura y acceso, pero a su vez son mucho más caras que las de almacenamiento secundario.
La memoria RAM y el caché son dos típicos ejemplos de almacenamiento primario.
Bus de datos, bus de direcciones y control:
Bus:
Medio de Transmisión por donde se envían los bits.
Existen
3 tipos de buses:
1) De Datos:
- Por este se enviarán
los bits que conforman al dato.
- Están compuestos por
8, 16, 32 y 64 lineas.
- Son bidireccionales.
Para
medir el rendimiento de un bus de datos tenemos en cuenta 2 factores:
a)
Ancho de Bus:
1. Cantidad de líneas físicas que lo componen.
2. Cada línea envía u bit a la vez.
b)
Frecuencia:
1. Velocidad a la que se envían los bits por una
línea.
2. Se mide en Hz (Hertz)
2) De Control:
- Por este se envían
los bits que indican las instrucciones a realizar con el dato.
- Se indica también la
IRQ y DMA del dispositivo.
Puertos:
Es
una interfaz a través de la cual se pueden enviar y recibir
los diferentes tipos de datos. La
interfaz puede ser de tipo física o puede ser a nivel lógico o de software en cuyo caso se usa frecuentemente el término puerto lógico (por ejemplo, los puertos de redes que permiten la transmisión de datos
entre diferentes computadoras ).
Tarjetas del sistema
Es
un tipo de dispositivo con diversos circuitos integrados (chips)
y controladores, que
insertada en su correspondiente ranura de expansión sirve
para expandir las capacidades de la computadora a la que se inserta.
Ranuras de expansión:
Este
dispositivo recibe también el nombre de slot de expansión, es un com,ponente de
la motherboar o Placa base de una computadora,y permite que se conecte a tarjeta adicional o de
expansión,que, por lo general, suele realizar funciones de control de Dispositivos
periféricos adicionales tales como monitores, impresoras o
unidades de disco.
Reloj del sistema:
Es
un componente del microprocesador que emite una serie
de pulsos eléctricos a intervalos constantes
llamados ciclos, estos ciclos marcan el ritmo que
ha de seguirse para la realización de cada paso de que consta la instrucción.
Se
basa en la teoría binaria para marcar el ritmo (también denominado pulso), el
cual se considera como 1 al estado de encendido y 0 como al estado de apagado.
La velocidad de cambio se denomina en hercios (Hz) que son los ciclos de cambio por segundo.
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