*El hardware:
En computación, término inglés que hace referencia a cualquier componente físico tecnológico, que trabaja o interactúa de algún modo con la computadora. No sólo incluye elementos internos como el disco duro, CD-ROM, disquetera, sino que también hace referencia al cableado, circuitos, gabinetes, etc. E incluso hace referencia a elementos externos como la impresora, el mouse, el teclado, el monitor y demás periféricos.
El hardware contrasta con el software, que es intangible y le da lógica al hardware (además de ejecutarse dentro de este).
El hardware no es frecuentemente cambiado, en tanto el software puede ser creado, borrado y modificado sencillamente. (Excepto el firmware, que es un tipo de software que raramente es alterado).
*Componentes básicos del hardware:
-Unidad Central de Proceso (CPU):
La CPU, siglas en inglés de Unidad Central de Procesamiento, es el componente fundamental del computador, encargado 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 una CPU que es manufacturada 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.
-Placa principal:
También llamada Tarjeta Madre o Motherboard es donde se encuentran las conexiones básicas para todos los componentes de la computadora, los cuales giran en torno al microprocesador. Es básicamente la que permite o no el futuro crecimiento de las habilidades de cualquier computadora, una tarjeta con una arquitectura muy cerrada terminará con la vida de todo el equipo en el momento que ésta requiera una reparación o mejora, éste fue el caso de la mayoría de las computadoras que existieron en el pasado, como por mencionar algunas, podemos citar a la Comodore 64, Tandy 1000 e incluso todas las XT´s y algunas 286 de IBM.
-Microprocesador:
Es en sí el cerebro, el cual se compone a su vez de Unidad Aritmética, lógica y de control. Esta unidad trabaja en base a un reloj (clock) maestro que coordina la ejecución de todas las operaciones que realiza el microprocesador. La unidad fundamental de trabajo de este reloj es la cantidad de instrucciones que el microprocesador puede ejecutar en un segundo. Así, un clock de 12 MHz limita al microprocesador a realizar 12 millones de instrucciones por segundo. La rapidez y poder de ejecución de tareas esta determinado completamente por el microprocesador el cual subdivide a las computadoras en diferentes tipos, entre ellos algunas ya obsoletas como son : las llamadas 8086 XT (80286, 80386, 80486) y Pentium (80586),bautizadas así por la compañía fabricante INTEL la cual ha proveído desde las primeras PC’s y hasta hoy a la mayoría de las computadoras con sus modelos de cerebro.
-El coprocesador aritmético:
Es un microprocesador de instalación opcional, también denominado unidad de punto flotante que auxilia al microprocesador en el uso eficiente de programas de graficación, cálculos matemáticos complejos y diseño entre tantos, lo cual al especializarse en dichas funciones acelera la velocidad con que una computadora puede responder a necesidades tansofisticadas.En la actualidad ya vienen incluidos en todas las computadoras nuevas, ya que el poder que exigen no puede descartar la falta de éste coprocesador.
-La memoria central:
La memoria principal o primaria, también llamada memoria central, es aquella memoria que está adentro del gabinete y fuera del ordenador, donde se encuentran el código de instrucciones y los datos del programa, que es ejecutado actualmente.
La estructura de la memoria principal ha cambiado en la historia de las computadoras. Desde los años 1980 es prevalentemente una unidad dividida en celdas que se identifican mediante una dirección. Está formada por bloques de circuitos integrados o chips capaces de almacenar, retener o "memorizar" información digital, es decir, valores binarios; a dichos bloques tiene acceso el microprocesador de la computadora.
*Tipos de memoria central:
-Memoria ROM:
Esta memoria es sólo de lectura (Read Only Memory), y sirve para almacenar el programa básico de iniciación, instalado desde fábrica. Este programa entra en función en cuanto es encendida la computadora y su primer función es la de reconocer los dispositivos.
-Memoria RAM:
Esta es la denominada memoria de acceso aleatorio (Random Access Memory) o sea, como puede leerse también puede escribirse en ella, tiene la característica de ser volátil, esto es, que sólo opera mientras esté encendida la computadora. En ella son almacenadas tanto las instrucciones que necesita ejecutar el microprocesador como los datos que introducimos y deseamos procesar, y los resultados obtenidos de esto. Como puede usted ver, si al momento de apagar nuestra computadora se volatilizan nuestros datos almacenados en la memoria RAM, requerimos por lo tanto, de medios de almacenamiento por tiempo indefinido que nos garanticen la seguridad y confiabilidad de nuestros datos, o sea, otro tipo de memorias, que definiremos como memorias auxiliares, entre ellas ubicamos al disco duro, los disquete, los CD/DVD, los pen drive, etc.
-Memoria EPROM:
EPROM son las siglas de Erasable Programmable Read-Only Memory. (ROM programable borrable). Es un tipo de chip de memoria ROM no volátil inventado por el ingeniero Dov Frohman. Està firmada por celdas de FAMOS (Floating Gate Avalanche-Injection Metal-Oxide Semiconductor) o “transistores de puerta flotante”, cada uno de los cuales viene de fábrica sin carga, por lo que son leídos como 1 (por eso, una EPROM sin grabar se lee como FF en todas sus celdas.
*Fuente de alimentación:
Tanto el microprocesador como todos los circuitos que forman los dispositivos se alimentan de cantidades de energía bien definidas y precisas, o sea necesitan de una fuente que les suministre y regule la cantidad necesaria ya que cualquier variación en el voltaje podría ser suficiente para quemar dichos circuitos.
*Dispositivos de crecimiento (Slots):
Son las puertas que están listas para recibir la conexión de cualquier otro aparato o tarjeta que permita ampliar las capacidades de trabajo de una computadora, y son el punto más importante para asegurarnos haber hecho una buena inversión. Estos son las ranuras de expansión y los puertos. Los puertos son los puntos de conexión que ya vienen con la computadora y que permiten la instalación rápida de los dispositivos más comunes, como lo son el teclado, la impresora, el monitor, etc
* Periféricos:
Se denominan periféricos tanto a las unidades o dispositivos a través de los cuales la computadora se comunica con el mundo exterior, como a los sistemas que almacenan o archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar de la memoria principal.
Se entenderá por periférico a todo conjunto de dispositivos que, sin pertenecer al núcleo fundamental de la computadora, formado por la CPU y la memoria central, permitan realizar operaciones de entrada/salida (E/S) complementarias al proceso de datos que realiza la CPU.
Estas tres unidades básicas en un computador, CPU, memoria central y el subsistema de E/S, están comunicadas entre sí por tres buses o canales de comunicación: el bus de direcciones, para seleccionar la dirección del dato o del periférico al que se quiere acceder, el bus de control, básicamente para seleccionar la operación a realizar sobre el dato (principalmente lectura, escritura o modificación) y el bus de datos, por donde circulan los datos.
-Periféricos de entrada:
Captan y envían los datos al dispositivo que los procesará. Son los que introducen datos externos a la computadora para su posterior tratamiento por parte de la CPU. Estos datos pueden provenir de distintas fuentes, siendo la principal un ser humano. Los periféricos de entrada más habituales son:
Teclado
Mouse
Cámara web
Escáner
Micrófono
Conversor Analógico digital
Escáner de código de barras
Joystick
Tableta digitalizadora
Pantalla tácti
-Periféricos de salida:
Son dispositivos que muestran o proyectan información hacia el exterior del ordenador. La mayoría son para informar, alertar, comunicar, proyectar o dar al usuario cierta información, de la misma forma se encargan de convertir los impulsos eléctricos en información legible para el usuario. Sin embargo, no todos este tipo de periféricos es información para el usuario. Cabe aclarar también que ciertos periféricos de salida pueden ser duales, o sea, de entrada y salida.Los periféricos de salida más habituales son:
Monitor
Impresoras
Altavoces
Auriculares
Fax
-Periféricos de almacenamiento secundario:
Son los dispositivos que almacenan datos e información por bastante tiempo. La memoria RAM no puede ser considerada un periférico de almacenamiento, ya que su memoria es volátil y temporal. En otras palabras, se encargan de guardar o salvar datos para que la CPU pueda hacer uso de ellos una vez que han sido eliminados de la memoria principal, ya que ésta se borra cada vez que se apaga la computadora. Pueden ser internos, como un disco duro, o extraíbles, como un CD. Los periféricos de almacenamiento más habituales son:
Disco duro
Grabadora y/o lector de CD
Grabadora y/o lector de DVD
Memoria Flash (usualmente las de las cámaras fotográficas).
Cintas magnéticas
Memoria portátil (pendrive)
Disquete
*Buses del sistema:
Es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de una computadora o entre computadoras. Está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistores y condensadores además de circuitos integrados.
En los primeros computadores electrónicos, todos los buses eran de tipo paralelo, de manera que la comunicación entre las partes del computador se hacía por medio de cintas o muchas pistas en el circuito impreso, en los cuales cada conductor tiene una función fija y la conexión es sencilla requiriendo únicamente puertos de entrada y de salida para cada dispositivo.
*Clasificacion:
Existen dos grandes tipos clasificados por el método de envío de la información: bus paralelo o bus serie.
Hay diferencias en el desempeño y hasta hace unos años se consideraba que el uso apropiado dependía de la longitud física de la conexión: para cortas distancias el bus paralelo, para largas el serial.
-Bus paralelo
Es un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo tiempo, con la ayuda de varias líneas que tienen funciones fijas. La cantidad de datos enviada es bastante grande con una frecuencia moderada y es igual al ancho de los datos por la frecuencia de funcionamiento. En los computadores ha sido usado de manera intensiva, desde el bus del procesador, los buses de discos duros, tarjetas de expansión y de vídeo, hasta las impresoras.
El front-side bus de los procesadores Intel es un bus de este tipo y como cualquier bus presenta unas funciones en líneas dedicadas:
§ Las líneas de dirección son las encargadas de indicar la posición de memoria o el dispositivo con el que se desea establecer comunicación.
§ Las líneas de control son las encargadas de enviar señales de arbitraje entre los dispositivos. Entre las más importantes están las líneas de interrupción, DMA y los indicadores de estado.
§ Las líneas de datos transmiten los bits de forma aleatoria de manera que por lo general un bus tiene un ancho que es potencia de 2.
Un bus paralelo tiene conexiones físicas complejas, pero la lógica es sencilla, que lo hace útil en sistemas con poco poder de cómputo. En los primeros micro-computadores el bus era simplemente la extensión del bus del procesador y los demás integrados "escuchan" las línea de direcciones, en espera de recibir instrucciones. En el PC IBM original, el diseño del bus fue determinante a la hora de elegir un procesador con I/O de 8 bits (Intel 8088), sobre uno de 16 (el 8086), porque era posible usar hardware diseñado para otros procesadores, abaratando el producto.
-Bus serie
En este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de registros o rutinas de software. Está formado por pocos conductores y su ancho de banda depende de la frecuencia. Es usado desde hace menos de 10 años en buses para discos duros, unidades de estado sólido, tarjetas de expansión y para el bus del procesador.
*Unidades y Medios de almacenamiento
-Unidades de almacenamiento
Unidad de CD-ROM
Unidad de disquete
-Medios de almacenamiento
Disco magnético
Discos flexibles
CD-ROM
-Periféricos de almacenamiento
Acceso secuencial
Acceso aleatorio
*Unidades de almacenamiento
-Unidad de CD-ROM
Esta unidad sirve para leer los discos compactos (CD), sean estos programas, música o material multimedia (sonidos, imágenes, textos), como las enciclopedias y los juegos electrónicos.
La velocidad de esta unidad depende de dos factores: la tasa de transferencia de datos y el tiempo de acceso.
La tasa de transferencia de datos se refiere a la cantidad de datos que la unidad de CD ROM puede enviar a la PC en un segundo.
Esa tasa se mide en kilobytes por segundo (kbps) y se indica con un número al lado de un X, por ejemplo: 16X, 24X o 48X. Mientras más X, mayor velocidad.
El tiempo de acceso se refiere a lo que tarda el proceso completo.
-Unidad de disquete
Esta unidad lee y escribe en los disquetes.
Estos discos sirven para guardar y leer información, pero a diferencia del disco duro, que está fijo dentro de la PC, se pueden introducir y sacar de la unidad, por lo que permiten transportar datos de un lado a otro.
Los disquetes tienen una capacidad de almacenamiento de datos muy baja: 1.4 megabytes (MB).
*Medios de almacenamiento
-Disco magnético
Es una superficie plana circular, puede ser plástica o metálica, recubierta con oxido de hierro. La superficie recubierta es magnetizada formando puntos microscópicos, cada uno de los cuales actúa como un pequeño imán permanente. Según la polarización de los puntos la señal puede indicar falso o verdadero, 0 o 1.
Los puntos se disponen en forma de líneas concéntricas que reciben el nombre de pistas y se numeran desde 0 comenzando desde el exterior. Para poder establecer las direcciones en que se almacena la información, es necesario trazar líneas en sentido perpendicular a las pistas, estas se denominan sectores y dividen el disco en forma similar a como se cortan las rebanadas de un pastel. Cada sector tiene una dirección única en el disco.
El proceso de trazado de pistas y sectores en un disco se denomina formatear que equivale a preparar el disco para que pueda almacenar información de manera confiable.
-Discos flexibles
Comúnmente están fabricados en material plástico y tienen la particularidad de que pueden ser introducidos y retirados de la unidad de disco o drive. Estos son muy útiles por cuando son pequeños y fáciles de portar sin embargo su capacidad de almacenamiento es pequeña y su velocidad de acceso es baja. Los discos flexibles más utilizados en el momento son los de 3 ½ pulgadas que almacenan 1.44 megabytes.
Los discos flexibles tienen la desventaja que pueden dañarse con facilidad, por ello es importante tener en cuenta algunos cuidados, como son:
· No doblarlos, ni arquearlos
· No presionarlos
· No acercarlos a campos magnéticos
-CD-ROM
Disco compacto de solo lectura. Estos discos forman parte de la nueva tecnología para el almacenamiento de información.
Esta tecnología consiste en almacenar la información en forma de pozos y planos microscópicos que se forman en la superficie del disco. Un haz de un pequeño láser en el reproductor de CD-ROM ilumina la superficie y refleja la información almacenada. Un disco compacto de datos, en la actualidad, almacena 650 y 700 megabytes de información.
*Funcionamiento del computador
El computador es un dispositivo que funciona basándose en información, esto es: recibe información, la procesa o la modifica y la entrega.
Debido a que sus componentes son digitales la información se procesa en forma binaria, esto es la energía con la cual funcionan los circuitos se presenta en pulsos los cuales pueden estar en uno de los dos estados siguientes: ON (1) u OFF (0), a cada pulso de estos se les conoce con el nombre de Bit. A un conjunto de bits generalmente de ocho se le llama Byte, donde éste representa un carácter que puede ser una letra minúscula o mayúscula, un numero del 0 al 9, un espacio en blanco, un signo o un símbolo. El funcionamiento del computado digital se basa en la lógica de Boole, creado por compuertas digitales de las cuales las básicas son:
- Compuerta AND (Y) o multiplicador lógico. La salida es 1 únicamente cuando todas las entradas sean 1.
- OR (O) o sumador lógico. La salida es 0 solamente cuando todas las estradas sean 0.
- Not (No) o inversor lógico. La salida es lo contrario de la entrada.
- Not (No) o inversor lógico. La salida es lo contrario de la entrada.
Con la combinación de estas compuertas se ha llegado a otras más complejas o especiales.
Con el fin de hacer que los computadores manejen la información de igual manera se establecieron normas o estándares entre las cuales la más conocida es el ASCII (American Standard Code for Interchange Information) Código Americano de Normas para Intercambio de Información.
