HARDWARE
COMPONENTES FÍSICOS
DE UN ORDENADOR
DEFINICIÓN
Son los
componentes electrónicos interconectados
que se usan para la entrada, procesamiento y salida de datos e información.
CLASIFICACIÓN DEL HARDWARE
- Procesador.
- Memoria Principal.
- Dispositivos de entrada.
- Dispositivos de salida.
- Dispositivos de almacenamiento secundario.
PROCESAMIENTO DE LOS DATOS
Es el
procedimiento mediante el cual los datos crudos se transforman en información útil.
En esta
transformación intervienen los componentes de hardware procesador (CPU) y
memoria principal.
RELACIÓN ENTRE LOS ELEMENTOS DE HARDWARE
ARQUITECTURA DE VON NEUMANN
Desde los
inicios de la era de la computación se ha buscado un modelo eficiente para Procesar
datos, es decir, hardware capaz de “memorizar” datos, transformarlos y mostrar
los resultados.
Hacia 1950,
John Von Neumann tuvo la idea de construir una máquina que memorizara una serie
de órdenes y un grupo de datos, para que pudiera luego "trabajar
sola" hasta lograr un resultado.
COMPONENTES HARDWARE
EL PROCESADOR (CPU)
Son pequeños chips llamados microprocesadores. Básicamente es el
cerebro del ordenador donde se manipulan realmente los datos.
Está compuesto por dos elementos:
La Unidad de Control y la Unidad
Aritmética-Lógica.
1.
La unidad de contral (UC)
Administra los recursos del ordenador (memoria,
dispositivos de entrada, de salida y de almacenamiento) mediante un conjunto de
instrucciones básicas.
Además, transfiere los datos a la Unidad Aritmética-Lógica,
para su procesamiento.
2.
La unidad aritmetico-lógica (UAL)
Es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas
(como suma, resta, multiplicación, etc.) y operaciones lógicas (si, y, o, no),
entre dos números.
El procesador (CPU) puede ser de distintas tecnologías, como son Intel, Motorola, AMD, Cyrix...
- Tecnolología INTEL
- Tecnología MOTOROLA
- Tecnología AMD
- Tecnología CYRIX Se iniciaron como fabricantes decoprocesadores matemáticos, orientados a PC de bajo costo ybajo desempeño.
MEMORIA PRINCIPAL
Físicamente,
son pequeños chips conectados a la tarjeta principal del ordenador. Almacena información vital para la operación
del odenador y para el procesamiento de los datos.
Los
tipos de memoria principal son la Memoria ROM (Read Only Memory) y Memoria RAM
(Random Access Memory).
MEMORIA ROM
• Sólo de lectura.
• Permanente (No volátil).
• Los datos no pueden cambiarse.
• Contiene toda la información
necesaria para iniciar la operación del ordenador.
• Su contenido lo graba el
fabricante.
• Puede tener dos variantes:
– PROM: No puede ser modificada.
– EPROM: chip que puede ser borrado con luz ultra violeta.
• Forma parte de la categoría
conocida como “firmware”.
La BIOS (Basic
Input/Output System) en los ordenadores personales, es el “firmware” encargado de cargar el sistema operativo del ordenador y
verificar los componentes de hardware disponibles.
MEMORIA RAM
• De acceso aleatorio.
• Temporal (Volátil).
• Los datos pueden cambiarse.
• Durante el procesamiento,
todos los programas y datos deben ser transferidos a la memoria RAM, desde un dispositivo
de entrada o de almacenamiento secundario.
• Todos los datos e
instrucciones tiene una ubicación específica en la RAM, que se denomina dirección.
• El contenido que se encuentra
en cada dirección cambia constantemente, conforme se ejecutan diferentes programas
y se procesan nuevos datos.
MÓDULOS DE MEMORIA
Son placas que
contienen los chips de memoria y que se conectan a la tarjeta principal del
ordenador y además son las piezas que se adquieren, para ampliar la memoria RAM
del ordenador.
Tipos
de módulos de Memoria:
·
SIMM: módulo simple de memoria en línea (single
in-line memory module).
·
DIMM: módulo doble de memoria en línea (dual
in-line memory module).
Tecnologías de Memoria Ram:
·
FPM DRAM (Fast page mode dynamic random access
memory) 2% del mercado (28.5 MHz).
·
EDO DRAM (Extended data-out dynamic random
access memory) 3% del mercado (40 MHz).
·
SDRAM (Synchronous dynamic random access memory)
86% del mercado en 2000, se estima el 50% en el 2003 (133 MHz).
·
DDR SDRAM (Double-data-rate SDRAM) 41% del
mercado en 2002, se estima 50% en el 2003
(166 MHz).
·
RDRAM (Rambus dynamic random access memory) en el
mercado de usuarios de alto nivel (1066
MHz).
MEMORIA CACHÉ
Las
Memorias Caché son de alta velocidad y pueden residir en dos ubicaciones, dentro
de la CPU (Caché L1) y entre la CPU y la memoria RAM (Caché L2).
Almacena
datos e instrucciones que el ordenador usa frecuentemente y la CPU recupera
datos e instrucciones de la caché, con mayor rapidez que de la memoria RAM o de
un dispositivo de almacenamiento
secundario.
MEMORIAS FLASH
Son memorias
no volátiles y re-escribibles que funcionan como una mezcla de RAM y disco duro. A causa de su alta velocidad, durabilidad y
bajos requerimientos, son ideales para cámaras digitales, teléfonos móviles,
impresoras, palmPCs, pagers, etc.
PROCESAMIENTO
Los factores que afectan la velocidad de procesamiento
de un ordenador son la Memoria RAM, Memoria caché, Tamaño del registro, Reloj
del sistema y los Buses (de datos y direcciones).
Lo
que hace rápido a un ordenador es la reducción de la distancia entre los transistores que
conforman el chip de la CPU.
FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE PROCESAMIENTO
·
MEMORIA
RAM
La unidad de
medida es en Megabytes, Gigabytes… Si el ordenador tiene poca memoria RAM, la
frecuencia de transferencia de datos y programas entre la RAM y el disco duro es más alta.
Este proceso
de transferencia se llama paginación Swapping) y reduce la velocidad de
procesamiento.
·
MEMORIA
CACHÉ (L1/L2)
La
unidad de medida es el Kilobytes. Almacena
los programas y datos referenciados
más reciente y frecuentemente.
Es
más rápida que la memoria RAM y está ubicada directamente en el CPU o entre
el CPU y la RAM.
Es
muy cara, por la tecnología con que está hecha.
·
TAMAÑO
DEL REGISTRO
La unidad de
medida son los bits.
La UAL:
incluye localidades de memoria de alta velocidad que conservan los datos
procesados en cada momento.
Estas localidades
se conocen como registros e indica la cantidad de datos con los que puede
trabajar el ordenador en cualquier momento.
Trabaja con
procesadores de 32 bits o de 64 bits. Cuanto más grande es el registro, más
rápido es el procesamiento.
·
RELOJ DEL
SISTEMA
La unidad de
medida: Mega Hertz (MHz).
El reloj del
sistema controla los impulsos eléctricos en un determinado período de tiempo,
permitiendo medir las operaciones de procesamiento del ordenador.
Un ciclo del
reloj del sistema es el tiempo que le toma a un transistor apagarse y
encenderse de nuevo.
Los Hertz son
ciclos por segundo y los Mega Hertz (MHz) son millones de ciclos por segundo.
·
BUSES
Rutas o caminos físicos (cables)
entre los componentes de un ordenador. Los buses han evolucionado de acuerdo a
los avances de los ordenadores, para ayudar a la velocidad de procesamiento.
Tipos de buses:
• Bus de datos.
• Bus de direcciones.
Bus de Datos
Conjunto de
pistas (cables) por las cuales viajan datos o pulsos, desde y hacia el Procesador.
Estos cables conectan la CPU con la memoria y el resto de los dispositivos de
hardware.
Bus de Direcciones
Pistas
(cables) por donde viajan las direcciones de memoria, que permiten acceder a
los datos y programas del ordenador. Estos cables conectan la CPU y la memoria
RAM.
TARJETA MADRE (MOTHERBOARD / MAINBOARD)
Es el elemento
principal de todo ordenador. A ella se conectan todos los demás dispositivos.
Componentes:
- Conector eléctrico: Es donde se conectan los
cables para que la tarjeta madre reciba la alimentación eléctrica proporcionada
por la fuente de poder.
- Pila: La pila o acumulador se encarga de
conservar los parámetros de la BIOS cuando el ordenador está apagado. Sin ella,
al encender el ordenador tendríamos que introducir las características del
disco duro, del chipset, la fecha y la hora, etc.
- Conectores internos: Bajo esta denominación
englobamos todos los conectores para dispositivos integrados (internos), tales
como la unidad de disquete, el disco duro, el CD-ROM o el altavoz interno.
- Conectores externos: Se trata de los conectores
para dispositivos periféricos, es decir, dispositivos que se encuentran fuera
de nuestra computadora y que deben conectarse a ella para ejecutar sus
funciones. Estos conectores también
reciben el nombre de “puertos” y algunos ejemplos son: Puerto para teclado,
puerto para ratón, puerto para impresora…
Cada
dispositivo periférico debe conectarse a uno de los “puertos” (conector
externo) que están en la parte posterior del ordenador. Existen diferentes puertos, con distintas
capacidades y usos.
PUERTOS
Puerto paralelo: Transmite
8 bits a la vez (Ejemplo es el puerto para impresora).
Puerto FireWire: Conexión
para dispositivos de alta velocidad de transferencia (cámaras de video).
Puerto USB: Conexión para
cualquier periférico. El dispositivo debe disponer de conector para USB. Más
rápido que los puertos paralelos y seriales comunes.
RANURAS (SLOTS)
Ranuras
(slots) son para tarjetas de expansión. Si requerimos conectar un dispositivo y
no hay un puerto disponible, se debe instalar una tarjeta de circuitos, que incluya
el puerto necesario.
A estas
tarjetas se les llama “Tarjetas de expansión” y se insertan en ranuras disponibles en la tarjeta
madre. Estas ranuras son extensiones del bus del ordenador, que permiten agregar nuevos componentes de hardware.
Son unas
ranuras de plástico con conectores eléctricos (slots) donde se introducen las
tarjetas de expansión (tarjeta de video, tarjeta de sonido, tarjeta de red,
etc.)
- Ranuras ISA
- Ranuras PCI
- Ranuras AGP
RANURAS ISA
Arquitectura
Estándar de la Industria. Son las más veteranas, un legado de los primeros
tiempos del PC. Funcionan a unos 8 MHz y ofrecen un máximo de 16 MB/s,
suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido, pero muy poco para
una tarjeta de video.
RANURAS PCI
Es para la interconexión
de Componentes Periféricos y es el estándar actual..
Pueden dar
hasta 528 MB/s a 66 MHz, lo que es suficiente para casi todo tipo de tarjetas
de expansión, excepto quizá para algunas tarjetas de video 3D. Miden unos 8,5
cm y generalmente son blancas.
RANURA AGP
Puerto Gráfico
Acelerador, que se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de video 3D, por lo que sólo suele haber una.
Su propia
estructura impide que se utilice para todos los propósitos, por lo que se usa
como una ayuda para las PCI.
TARJETAS DE EXPANSIÓN
INSTALACIÓN DE TARJETAS DE EXPANSIÓN EN ORDENADORES PERSONALES DE ESCRITORIO
Las tarjetas
de expansión de los ordenadores portátiles, se denominan tarjetas PC (o PCMCIA)
y son dispositivos, del tamaño de una tarjeta de crédito, que se insertan en
una ranura, en la parte lateral o posterior del ordenador.
EL CHIPSET
Es el conjunto
(set) de chips que controlan funciones especiales del computador, tales como la
forma en que interactúa el procesador con la memoria RAM o con la memoria
Caché, el control de los puertos y ranuras.
De la calidad
y características del chipset dependerán:
·
La obtención del máximo rendimiento del procesador.
• La
posibilidad de actualización del ordenador.
• El uso de
ciertas tecnologías más avanzadas para memorias y periféricos.
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