Hardware 1
- 1. • Harware es la parte física del ordenador, tanto la caja y los componentes internos como los elementos conectados a él. • Firmware es el software específico con el que está configurado el hardware. La arquitectura de Von Neumann divide los dispositivos en los siguientes bloques: • CPU: unidad central del proceso. Se compone de: Unidad de control (UC): determina el envío de instrucciones desde la memoria hasta la CPU. Unidad aritmético-lógica (ALU): decodifica o interpreta las instrucciones. • Memoria principal: en ella residen las instrucciones y los datos. • Unidad de entrada/salida: consta de módulos que se encargan de obtener datos de los periféricos o mostrarlos al exterior.
- 2. Funcionamiento interno del ordenador: El proceso de funcionamiento es la unidad de control que determina el envío de instrucciones desde la memoria hasta la CPU. La ALU decodifica o interpreta las instrucciones mediante un conjunto de operaciones aritméticas, lógicas o de transferencia. Los resultados obtenidos son enviados a los periféricos a través de los módulos de entrada/salida. Estos bloques se comunican entre sí a través de unos cables o pistas en paralelo llamados buses. • Tipos de buses: -Bus de datos: cables por los cuales circula la información. Es el único bidireccional, es decir, los datos entran en la CPU y salen de ella. -Bus de direcciones: La CPU utiliza las líneas del bus de direcciones para determinar a dónde debe ir el flujo de información. Es unidireccional, ya que sólo la CPU fija la selección. -Bus de control: conjunto de líneas para las señales auxiliares de gobierno y sincronización, la indicación de si una operación es de lectura o de escritura, etc.
- 3. • Características principales de los buses: -Ancho del bus: numero de líneas o bits en paralelo que es capaz de transmitir. Cada línea es capaz de transmitir un bit a la vez. -Frecuencia del bus: es la velocidad de transmisión. Codificación de la información: El lenguaje que entiende el ordenador es el llamado lenguaje máquina, en el que la información está codificada en forma de ceros y unos. Se conoce como lenguaje de bajo nivel porque es el único que puede entender el hardware del ordenador. Las señales que se transmiten por los cables son señales eléctricas; Cuando tienen un cierto voltaje se entiende como unos y cuando el voltaje es inferior se codifican como ceros; si al ordenador no le llega ningún voltaje, entenderá que ha ocurrido un error. El lenguaje de alto nivel es el que utilizan los programas o el sistema operativo como interfaz con las personas. El mecanismo que permite trasladar la información tal como nosotros la manejamos a como la puede manejar un ordenado, y viceversa, se denomina codificación de la información. Y las diferentes formas de codificar la información que se llaman tipos de datos. Las clases de codificación de datos mas utilizadas son e sistema decimal (base 10), el binario (base 2), el hexadecimal (base 16), el octal (base 8), el ASCII y el EBCDIC.
- 4. Unidades de medida de la información: La unidad mínima de información es el bit, que representa un 1 o un 0. Los múltiplos de éste son potencias de base 2:2 n Placa base: La placa base o la placa madre es la tarjeta con el circuito impreso mas grande de las que podemos ver al abrir un ordenador. Forma la parte fundamental del ordenador. Entre los principales circuitos insertados están el microprocesador, el chipset, la ROM, la RAM, los conectores de expansión, etc. Los diseños de placa base más importantes están basados en los formatos ATX y AT. Microprocesador: El microprocesador es la parte más importante del ordenador. Se encarga de profesar los datos y realizar las operaciones aritméticoslógicas para después enviarlas al exterior. Físicamente es un chip que contiene un conjunto de circuitos integrados con millones de transistores y que va montado sobre un zócalo. Suele llevar superpuesto un ventilador, ya que si alcanza altas temperaturas se puede bloquear el ordenador. Los principales fabricantes de microprocesadores son Intel y AMD
- 5. CARACTERÍSTICAS: Velocidad interna: Número de instrucciones que es capaz de procesar, internamente por segundo. Se mide en hercios (HZ). Los Dual-core trabajan a más de 3GHz Velocidad externa: También llamada velocidad FSB o velocidad del bus, es aquella a la que el microprocesador se comunica con la placa base. Memoria caché: Existe un desajuste entre la velocidad del microprocesador y la velocidad de acceso a la memoria principal, ya que el microprocesador se ha desarrollado más rápidamente que la memorias y alcanza velocidades muy superiores. La solución es introducir entre el microprocesador y la memoria principal una memoria pequeña pero muy rápida, la memoria caché, también llamada L1. La eficiencia de la memoria caché depende de varios factores: de la probabilidad de que el dato esté en la caché y no en la memoria principal; del tiempo de acceso a la memoria principal y del tiempo de acceso a la propia caché.
- 6. Sistemas Multiprocesador: están formados por varios microprocesadores que se comunican a través de la memoria con un único sistema operativo. Microprocesadores de doble núcleo: consisten en un chip con dos microprocesadores físicos en su interior. Consumen menos y ocupan menos espacio, pero disipan más calor que los demás tipos de microprocesadores. Chipset: el chipset es un conjunto de circuitos integrados sobre la placa base que controla el modo de operación de la placa e integra todas sus funciones, por lo que determina su rendimiento y sus características. Se encarga de controlar todas las comunicaciones entre el microprocesador, la memoria, los periféricos y el control de los puertos y slots ISA, PCI, AGP y USB.
- 7. Memoria principal: Memorias de un puerto: Clasificación: RAM: SRAM, DRAM ROM: EPROM, EEPROM, Flash Memorias multipuerto: permiten que varios sistemas accedan simultáneamente a la memoria. Dual Port Ram FIFO
- 8. RAM (random acess memory): memoria de acceso aleatorio. Permite la lectura y la escritura. Es volátil: cuando se apaga la alimentación, la información contenida en ella se pierde. Se puede clasificar en dinámicas (DRAM) y estáticas (SRAM). DRAM (dynamic RAM): necesita que se refresque la carga de la memoria. Tiene gran capacidad y bajo coste. Constituida en forma de matriz (celdas), para acceder a ella, se debe identificar la fila y la columna. Existen dos tipos: FP DRAM (fast paged mode DRAM) y EDO RAM (extended data out DRAM). SRAM (static RAM): no necesita que se refresque la carga de la memoria. Menor capacidad que las DRAM pero es más rápida y más cara. Existen varios tipos: SDRAM, DDR SDRAM, RDRAM, SLDRAM… ROM (read only memory): memoria de solo lectura. No es volátil: la información no se pierde al apagar el ordenador EPROM (erasable programmable ROM): permite ser borrada por rayos ultravioletas y volver a ser grabada de nuevo. Flash: se utiliza mucho en dispositivos móviles, cámaras, teléfonos, etc. Es fácil de borrar y de utilizar.
- 9. Conectores internos y puertos Son todas aquellas ranuras de expresión, que se conecta a la placa base, además de los puertos internos o interfaces. Existen varios tipos de slots: IDE (integrated device electronics) o ATA: controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros CD-ROM, DVD, etc. PCI (peripheral component interconnect): puede tener un ancho de 32 bits para la transferencia de datos y una tasa de transferencia de 133 MB/s. Es asíncrono, la CPU envia sus instrucciones sin necesidad de obtener respuestas. AGP (accelerated graphics port): tiene como objetivo los gráficos y la conectividad. SATA (serial advanced technology attachment): es un interfaz de transmisión entre la placa base y algunos dispositivos como el disco duro. Existe una versión de SATA externo, eSATA en fase de expansión, para discos externos y otros componentes. Será un competidor del USB.
- 10. Los puertos sirven para conectar los periféricos de entrada/salida a la placa base Paralelo: transmiten los datos en paralelo, y se usa para impresoras y escáneres. USB: permiten la interconexión de prácticamente cualquier dispositivo. La conexión y reconocimiento se realizan sin necesidad de reiniciar el dispositivo (plug and play). IEEE 1394 (Firewire o i.Link) es una interfaz que permite la interconexión de cámaras, videos, teléfonos, discos duros externos, impresoras y escáneres al ordenador. Soporta dispositivos plug and play. Puerto infrarrojos IrDA: la transmisión de datos se realiza sin soporte físico por rayos infrarrojos. La velocidad puede llegar a los 4 Mbps. Se suelen usar en teléfonos móviles, portátiles, PDA y calculadoras científicas.
- 11. Unidades de almacenamiento internas: disco duro Disco duro magnético: está formado por una aleación de aluminio recubierta de una aleación magnética. • Plato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro • Cara: cada uno de los lados del plato. • Pista: cada una de las circunferencias concéntricas sobre las cuales se disponen en línea los datos. • Sectores: cada una de las partes de igual tamaño en que se divide la circunferencia de una pista; proceso de lecturaescritura, el cabezal del disco duro se desplaza hasta la pista adecuada y espera a que llegue el sector donde está la información. Actualmente podemos encontrar discos duros de varios terabytes
- 12. Unidades de almacenamiento externas CD-ROM (compact disc-read only memory): Es un disco compacto que permite almacenar la información de forma óptica. Una superficie de policarbonato y otra de aluminio reflectante recubierta de plástico protector. La información se graba en una sola cara, los datos se almacenan en formato digital codificado por medio del láser, que va deformando la pista de material fotosensible creando hendiduras y salientes. En el proceso de lectura se enfoca con un láser la pista en espiral y mediante un fotodiodo se leen los cambios de la luz reflejada en las hendiduras y los salientes. Normalmente los CD se graban una única vez, aunque existen CD regrabables (CD-RW). DVD (digital versatile disc): Es semejante al CD pero con una capacidad de almacenamiento muy superior, ya que codifica la información en un formato más eficiente y tiene una mayor densidad en las pistas y en la grabación de las hendiduras.
- 13. Blue Ray: es uno de los últimos formatos de disco óptico, desarrollado por Sony, puede almacenar hasta 50 GB gracias a la menor longitud de onda del láser y permite una sobreescritura más fiable. Memoria USB, pendrive o USB flash drive: ha desplazado a los CD y DVD como método de almacenamiento y transporte de información. Se estima que puede durar unos 20 años (o un millón de grabaciones). Puede albergar un sistema operativo igual o distinto al de nuestro ordenador y es posible arrancarlo sin necesidad de disco duro. Su memoria es de tipo EEPROM.
- 14. Periféricos de entrada Teclado: cada tecla se encuentra en el cruce de un cable vertical y un cable horizontal. Cuando se pulsa una tecla, el interruptor se cierra y circula una pequeña cantidad de corriente. Un microcontrolador situado en un chip del teclado detecta los circuitos que han sido cerrados e identifica la tecla que ha pulsado mediante la asignación de coordenadas. El microcontrolador va a una tabla y calcula un código, que es enviado al microprocesador para que lo interprete. Hay dos tipos principales de teclados: de resorte y de membrana. Ratón: tipos Ratón mecánico: una bola situada en su interior mueve dos rodillos, en el extremo de los rodillos existe una rueda con ranuras y a cada lado de ambas hay un emisor de luz y un receptor, de forma que, al girar, el movimiento es recogido por los sensores. Ratón óptico: un sensor fotografía la superficie y detecta las variaciones entre sucesivas fotografías, con lo cual determina si el ratón ha cambiado de posición. Trackball: solamente necesitamos mover con los dedos una bola situada dentro del ratón.
- 15. Escáner: sirve para introducir imágenes o texto en el ordenador. Después de colocar el papel en un cristal transparente, una fuente de luz barre el documento línea a línea y recoge los rayos reflejados mediante un sensor, que convertirá los datos analógicos en datos digitales para que los interprete el ordenador. Otros tipos son el lector de códigos de barras, el lector de huellas dactilares, la tableta digitalizadora y el lápiz óptico. Otros dispositivos de entrada: micrófono, tablet PC, pantalla tactil,etc.
- 16. Periféricos de salida Monitor: las características principales del monitor son la resolución y la velocidad de creación de imágenes. Los datos que salen de la CPU deben pasar por la tarjeta de vídeo para ser convertidos en información capaz de ser interpretada por la pantalla. Tipos: CRT (tubo de rayos catódicos): es similar a un televisor convencional: tres cañones disparan un haz de electrones contra una pantalla de material fosforescente que está dividida en celdas. El haz de electrones va realizando un barrido de todos los píxeles de la pantalla y al impactar sobre cada uno de ellos hace que se iluminen. LCD (pantalla de cristal liquido): es una pantalla formada por un liquido situado entre dos placas de vidrio paralelas con una separación de micrones. Cuando se aplica la polarizacion adecuada, las moléculas del liquido se agrupan de forma que el LCD refleja o absorbe mas o menos luz, lo cual provoca que la pantalla aparezca como un segmento oscuro.
- 17. Plasma: los píxeles de una pantalla contienen neón y xenón, y además tanto delante como detrás del píxel se sitúan unos electrodos que al cargarse provocan que el gas se ionice y forme el plasma. Los iones del gas se desplazan hacia los electrodos y al colisionar emiten fotones. Impresora: sus características son la resolución, medida en puntos por pulgada (dpi), y la velocidad de impresión, medida en páginas por minuto (ppm). Pueden ser: Matriciales (aguja y margarita): una aguja o rueda golpea contra una cinta con tinta y el resultado es una impresión de un punto o un carácter en el papel que está detrás de la cinta. De inyección de chorro de tinta: mediante unos inyectores de tinta se producen unas minúsculas burbujas de tinta que son expulsadas hacia el papel. Láser: la luz de un láser incide sobre un tambor fotosensible que crea en el rodillo una imagen electrostática del documento a imprimir; al pasar por el depósito donde está el tóner, éste queda adherido al tambor, que luego será transferido al papel por presión y calor. Térmicas: una serie de agujas calientes van recorriendo un papel especial que al contacto se vuelve de color negro. Otras impresoras: las hay de tinta sólida, de sublimación de tinta, de cera, trazadores (plotters), etc.
- 18. FIN