Tema 2 - Hardware

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Datos e información.

Los datos son información codificada lista para ser introducida y procesada. Un sistema de numeración es un conjunto de símbolos y reglas que permiten representar datos numéricos. Hay tres tipos:

Codificación binaria: consiste en los dígitos 1 y 0 que tienen distinto valor dependiendo de la posición que ocupan.

Sistema numeración octal: consiste en los digitos del 0 al 7 determinados por una potencia de base 8.

Sistema de numeración hexadecimal consiste en los digitos del 0 al 9 y de la A a la F determinado por una potencia de base 16.

Código ASCII

Todos los caracteres disponen de una codificación binaria denominada código de caracteres.

Medidas de la información

La unidad más pequeña es un bit, que equivale a un dígito del binario. Al conjuntos de 8 bits se le denomina byte.

2. Arquitectura de ordenadores

Se denomina hardware al conjunto de dispositivos físicos que integran el ordenador, y software, al conjunto de instrucciones que dirigen a los distintos componentes del ordenador para que realicen distintas tareas.

El software y el hardware evolucionan rápidamente por un lado el hardware está orientado a conseguir máquinas rápidas. El software está orientada al desarrollo de nuevas aplicaciones o programas que aprovechan mejor el hardware disponible.

Arquitectura básica

El hardware de un ordenador está constituido, básicamente por la Unidad Central de Proceso (CPU) que se encarga de procesar todos los datos; la memoria que es la que almacena la información que se esta procesando y los resultados; los periféricos de entrada o salida, que permiten el intercambio de datos o información con el exterior los dispositivos de almacenamiento.

3. Dispositivos con arquitectura de ordenador

Teléfono móvil

Los teléfonos móviles tienen como función mantener una conversación telefónica mediante una tecnología inalámbrica (GSM) Estos dispositivos evolucionan en dos aspectos: el tamaño y en su funcionalidad.

En la actualidad hay terminales de telefonía móvil que ofrecen la posibilidad de escuchar música en formato MP3, realizar fotografías de alta calidad, radio FM, navegar por internet, etc.

Por debajo de todos los programas y aplicaciones que ofrecen los teléfonos móviles hay un sistema operativo que tiene la misma funcionalidad que el de cualquier ordenador. Symbian aunque también hay terminales que utilizan, como sistema operativo, Windows Mobile.

Gracias a estos sistemas operativos, es posible instalar distintas aplicaciones en los teléfonos sólo es necesario que sea compatible con el sistema operativo.

Reproductores multimedia

Memoria flash gracias a esto surgen nuevos dispositivos que aprovechan la posibilidad de tener almacenada gran cantidad de información en muy poco espacio.

Los reproductores MP3 han incrementado sus prestaciones la mayoría llevan incorporado un sintonizador de FM y otros capaces de reproducir videos. Hay uno que se diferencian del resto , el IPod, fue creado por Apple Computer, cuyas prestaciones superan a los demas MP3, su capacidad de almacenamiento es muy superior.

PDA

Una PDA es un tipo de microordenador que comenzó siendo una agenda electrónica, y ahora se ha convertido en un pequeño dispositivo que dispone de hardware y un sistema operativo propio y sobre los que se pueden instalar multitud de aplicaciones. Las PDA se pueden clasificar en función de su sistema operativo

Palm, cuyo sistema operativo es Palm OS.

Pocket PC:su sistema operativo es Windows 8.

Blackberry: sistema operativo propio, está más orientada a la telefonía móvil.

La mayoría de PDA se manejan mediante un puntero para dar órdenes como para introducir información. Las PDA utilizan tarjetas de memoria para disponer de más capacidad que son las tarjetas SD y Micro SD.

Navegadores GPS

El GPS es un sistema que permite determinar la posición de un objeto o de una persona en cualquier punto del mundo.

Los navegadores GPS dispones de un receptor GPS capaz de percibir las señales de los satélites GPS. También disponen de una cartografía y de un software capaz de indicar la posición en el mapa. Es el encargado de realizar las correcciones necesarias respecto a la posición hasta situarla en el mapa, en un lugar que el sistema considere correcto.

La utilización de navegadores específicos, también se están generalizando el uso de teléfonos y sobre todo PDA como navegadores GPS. La evolución de los dispositivos hace posible que un mismo aparato puede utilizarse para varios fines, el caso más representativo es el de las nuevas PDA GPS.

Videoconsolas

Las videoconsolas son dispositivos cuyo objetivo principal es jugar a videojuegos, por lo que su hardware como su software están diseñados específicamente para ello. Estas consolas ofrecen nuevas utilidades como son las de reproductor de CD y DVD y la posibilidad de conectarse a internet.

La evolución de todas las videoconsolas va encaminada, sobre todo, a la consecución de juegos con imágenes cada vez más reales y a una mayor interactividad con el jugador, las videoconsolas utilizan la última tecnología en tarjetas gráficas y ofrecen mandos específicos para el juego. Las que más destacan son:

Videoconsolas portátiles: Game Boy, Nintendo DS y la PSP.

Videoconsolas no portátiles: Microsoft Xbox 360, Wii y Sony PlayStation 3.

El sistema de almacenamiento utilizado varía de unas a otras, en las portátiles suelen ser cartuchos, aunque algunos de los últimos modelos utilizan sistema de almacenamiento propios para evitar la piratería. En cambio las videoconsolas de sobremesa, disponen de lector DVD y de un disco duro.

4. Placa base, chipset y microprocesador.

Se denomina placa base a la que actúa como una plataforma, a ella se conectan ranuras de expansión, todos los demás componentes: teclado, monitor, impresora, etc.

En las ranuras de expansión se introducen otras placas menores, tarjetas de expansión que permiten conectar distintos periféricos exteriores al ordenador.

Los buses son los canales por los que circulan toda la información del ordenador, por lo que están presentes tanto en la placa base como en todos los dispositivos conectados al ordenador.

Un bus está constituido por un elevado número de líneas metálicas, algunas transmiten los comandos de control y por el resto, simplemente, circulan los datos.

El número de estas últimas depende de la arquitectura del ordenador que corresponde a la cantidad de bits que pueden transferirse a la vez.

Otra cosa que también podemos encontrar en un ordenador son los chips existentes, tanto en la placa base como en las tarjetas de expansión y en la totalidad de dispositivos conectados al ordenador. Se han dispuesto millones de pistas electrónicas formando circuitos, que están cubiertos por una carcasa de plástico, dejando sólo al exterior unos pines.

Chipset

El chipset es un conjunto de chips situados en la placa base. Es un elemento fundamental en el ordenador, ya que se encarga de tareas tan importantes como la gestión de de los periféricos externos a través de los puertos de comunicación.

Tan importante es el chipset de una placa base que la calidad de esta depende en gran medida del modelo de chipset,.

El microprocesador

El más importante, se dice que es el auténtico cerebro del ordenador, ya que es el encargado de realizar todas las operaciones del procesamiento de datos.

Para que la CPU puede procesar un dato, debe conocer tantos las instrucciones del proceso. Además dicha información debe estar disponible en la memoria, el resultado de procesar el dato es enviado por la CPU a la memoria RAM.

Una CPU se compone varias partes, que podrían resumirse en la unidad de control, encargada de dirigir todas las operaciones con las instrucciones dadas por los programas y la unidad aritmético- lógica que realiza todas las operaciones.

El reloj y la velocidad del ordenador

El reloj del generador es uno de los componentes más importantes del ordenador ya que se está estrechamente relacionado con la velocidad de trabajo del PC.

La velocidad de un PC se mide en Hz que es una medida física de frecuencia; 1Hz equivale a la relación de un ciclo en un segundo.

5. Memoria

La memoria principal está formada por el conjunto de componentes capaces de almacenar datos que están conectados directamente con la CPU del ordenador, a diferencia de la memoria secundaria. Algunas de los componentes de la memoria principal son la memoria RAM. la memoria caché y la memoria ROM.

La memoria RAM

Es un componente imprescindible para el ordenador. Su función consiste en tener preparadas las instrucciones y los datos para que la CPU pueda procesarlos y almacenar temporalmente el resultado de las operaciones realizadas por la CPU.

La memoria RAM es una memoria de acceso aleatorio en la que se puede leer y escribir información. Se asemeja a un panel constituido por un conjunto de casillas, denominadas posiciones de memoria en las que se almacenan los datos. El microprocesador debe ser exactamente la posición en memoria denominado dirección de memoria.

Es muy fácil ampliar la cantidad de memoria RAM de un ordenador.

Los módulos de memoria RAM se clasifican en:

Módulos SIMM.

Módulos DIMM: DDR3 SDRAM

Módulos RIMM:

Memoria caché

La memoria caché es un tipo de memoria RAM mucho más rápida que la convencional. Su misión es almacenar información , pero, en este caso, la memoria caché dispondrá de las instrucciones o los datos que acaba de utilizar el microprocesador.

Existen dos tipos de memoria de caché: la denomina de caché externa, situada en la placa base, y la caché interna está situada en el interior del micro.

Memoria virtual

Dependiendo del sistema operativo,se la puede denominar con otro nombre, memoria de intercambio swap, la memoria virtual es mucho más lenta que la memoria RAM.

Memoria ROM - BIOS

Rom es sólo de 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 u ordenador. la BIOS chequea, en este orden los siguiente componentes, la CPU, memoria RAM y la memoria CMOS detectando cualquier cambio en los componentes del sistema.

Memoria RAM CMOS

Es una cantidad de memoria incorporada en un chip de la placa base cuya función es almacenar parte de la configuración de los periféricos no controlados ni chequeados por la BIOS.

6. Conectores y puertos de comunicación

Conectores específicos

Hay algunos dispositivos del ordenador, como por ejemplo, el teclado y el ratón, que se conectan al ordenador a través de unos conectores específicos que se están implementados en la placa base.

Puertos de comunicación

Algunos de los conectores existentes en el ordenador reciben el nombre de puertos de comunicación, término que engloba a un conjunto de conectores genéricos que pueden asumir diferentes dispositivos externos. Placas base.

Puertos USB: gran velocidad de transferencia de información , se puede conectar hasta 127 dispositivos. USB 2 hasta el USB 3.

Puertos IEEE 1394, Firewire o i.Link: son puertos de alta velocidad. Suelen transferir video.

HDMI: es un puerto que permite transmitir video digital en la alta definición y sonido digital por lo que se utiliza para conectar dispositivos multimedia de alta definición.

Tarjetas de expansión

Por lo que deben ser proporcionados por las tarjetas de expansión. Este es el caso del monitor, cuya conexión se realiza a través de un conector VGA, proporcionado por una tarjeta específica denominada tarjeta de video.

Existen ciertos dispositivos que son, físicamente, tarjetas de expansión, que también pueden conectarse a las ranuras libres de la placa base.

Ranuras de expansión y controladores

ISA: es el más antiguo

PCI: Plug & Play, PCI-X y PCI- Express

AGP

7. Dispositivos de entrada y salida

Dispositivos de entrada

Ratón: movimiento en la pantalla.

Teclado: sirve para poder escribir.

Lectores de codigo de barras: identifica un producto.

Escaner: introduce información desde documentos en papel.

Joystick: introduce movimientos efectuados sobre la palanca.

Tabletas digitalizadoras: realiza dibujos.

Lectores de bandas magnéticas.

Pantallas táctiles.

Tablet PC.

Cámaras digitales.

Micrófono.

Dispositivos de salida

Monitores convencionales: tubo de rayos catódicos.

Pantallas planas de cristal líquido: celdas de cristal líquido que se polarizan, que componen la imagen en el monitor.

Monitores de plasma: utilización de un gas que en cada uno de los puntos adquiere color.

Pantallas CED: formadas por puntos (LED’S) que adquieren un color diferente.

Impresoras

La calidad de una impresora se mide en ppp de puntos de que pueden dibujar. La velocidad se mide en ppm páginas por minuto)

Impresoras de margarita: se basaban en el golpeo sobre una cinta impregnada de tinta que al tomar contacto con la impresora, marcaba la información.

Impresoras termicas: su funcionamiento en el teñido del papel mediante un proceso térmico.

Impresoras laser: fotocopiadoras.

Impresoras de chorro de tinta: impresoras a color.

Plotter

Diseño asistido, dibujos técnicos. Está constituido por un brazo robótico, en cuyo extremo se encuentra en una plumilla, utilizar papel de grandes dimensiones.

8. Dispositivos de almacenamiento

Puesto que está memoria es volátil, es imprescindible disponer de un sistema de almacenamientos. Dependiendo de la tecnología,magnéticos, ópticos, magnetico-opticos y memoria flash.

Discos magnéticos

Guardan las información en superficies (discos) de naturaleza magnética. Este ha de ser preparado (formateado) el disco en pistas y sectores.

Los discos flexibles magnéticos eran el soporte almacenamiento que se utilizaban para guardar documentos personales en discos de 3 ½.

Los discos magnéticos es el disco duro también llamado disco ya que suele estar dentro del ordenador, son frecuente también los discos duros extraíbles y discos duros externos.

Discos ópticos

CD-ROM

El CD-ROM contiene información que sólo puede ser leída. La información está almacenada en una sola cara, siguiendo una pista única en forma de espiral. Para que el ordenador pueda leer la información, debe disponer de una unidad lectora de CD-ROM.

CD grabables y discos regrabables.

DVD-ROM.

DVD grabables y regrabables.

DVD-R

DVD-RW

DVD+R

DVD+RW

DVD de alta definición.

Dispositivos de almacenamiento basados en memoria FLASH

Almacena los datos de la BIOS se han popularizado y su uso se ha generalizado hasta el punto de que cada vez son más de los dispositivos de almacenamiento que utilizan esta tecnología. Las características que tienen es su reducido tamaño y la no necesidad de energía a la memoria para mantener la grabación.

Funcionamiento de la memoria flash

Está constituidas en las que se guarda la información que se requiere almacenar. La memoria flash no es una memoria RAM. El borrado de información se realiza con un suministro elevado de corriente eléctrica por un proceso lento.

9. Dispositivos de comunicación. Redes

Redes locales

Es un conjunto de ordenadores conectados entre sí, con la finalidad de compartir recursos e información. La conexión se realiza a través de la tarjeta red. El protocolo más utilizado en las redes locales era Ethernet, aunque cada vez es más frecuente utilizar el protocolo TCP/IP. A las rede que utilizan este protocolo se le denomina intranet.

Tecnología de una red

Red en anillo: se trata de una red cerrada. La información circula en un sentido y cada ordenador analiza si el es el destinatario.

Red en estrella: los ordenadores no están unidos directamente lo hacen a través de un dispositivo específico. Estable, segura y con una velocidad de transmisión alta.

Hub: envía información.

Switch no envía información a todos ellos, sino al destinatario.

Router.

Servidor.

Cableado de una red local

Cableado coaxial: conductor central protegido de las corrientes eléctricas externas por una malla de cobre.

Cableado UTP: cuatro pares de hilos dentro de una misma camisa; trenzado para evitar la interferencia.

Cableado de fibra óptica: la fibra óptica transportan pulsos de luz, no afectan las corrientes eléctricas.

Redes inalámbricas

WiFI: red domésticas, 54 Mbps, se basa en ondas de radio como en microndas para transmitir información.

WiMax: permite conexiones entre dos puntos hasta un máximo de 50 km.

Redes Externas. Internet

Una red externa es un conjunto de ordenadores conectados entres sí cuya ubicación física puede estar en diferentes edificios, como una red global.

Redes privadas virtuales

Las redes privadas virtuales VPN, la infraestructura de una red externa (internet pero agregan una serie de medidas de seguridad.

Conexión a través de una línea telefónica

Modems: antes era externos pero en la actualidad son internos.

Tarjetas RDSI: mayor velocidad de transmisión y la información es digital

Modems ADSL: el uso de un hilo de cobre de una línea telefónica para la transmisión de datos de alta velocidad.

Router: es capaz de buscar el camino para poner en contacto dos ordenadores que se quieren conectar. La información que pase a ser enviada únicamente a sus destinatarios. Es capaz de comprobar si una ruta funciona y si no lo hace busca una alternativa.

Conexion via satelite

En realidad se trata de una conexión híbrida, el usuario recibe información vía satélite pero la envía por un sistema terrestre. Aprovecha la alta velocidad de la conexión vía satélite para recibir grandes bloques de información.

Conexión móvil

GSM: la voz se convierte en una señal digital codificada y es transmitida hasta un terminal encargado de decodificar, los enlaces establecidos para la comunicación se mantienen durante el tiempo que dure está.

GPRS está basado en la comunicación de paquetes y no de circuitos, no es necesario disponer de un canal exclusivo para cada usuario. La velocidad es de 115 kbps.

UMTS: trabaja con una frecuencia muy alta de 2MBps con TV y videoconferencia. Conmutaciónn de paquetes que permite estar conectado a la red de forma permanente.

PUNTOS 1-3

PUNTOS 4-6

PuntoS 7-9