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Herramientas Informáticas I. Hardware. (Componentes Físicos). Una computadora esta compuesta por diversidad de elementos encuadrados en dos áreas principales: Unidad Central de Proceso (UCP ó CPU). Procesador/es. Memoria Principal. Placa Madre ( Motherboard ). Dispositivos Periféricos.

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Herramientas inform ticas i

Herramientas Informáticas I

Hardware

(Componentes Físicos)


Hardware estructura general

Una computadora esta compuesta por diversidad de elementos encuadrados en dos áreas principales:

Unidad Central de Proceso (UCP ó CPU).

Procesador/es.

Memoria Principal.

Placa Madre (Motherboard).

Dispositivos Periféricos.

Entrada.

Salida.

Entrada/Salida (E/S).

Almacenamiento.

Comunicación

Hardware: Estructura General.


Generalidades

La tecnología Informática, duplica su capacidad cada 18 meses (Ley de Moore).

Eso implica que cada 15 años, por el mismo costo se obtiene 1000 veces mayor capacidad computacional.

En 30 años, las computadoras son UN MILLON DE VECES mas potentes.

Desde que se fabricó la primera computadora electrónica (±1944) a la fecha las computadoras son un billón ( 1e12 ) de veces mas capaces.

La tecnología informática Militar está alrededor de 10 años adelantada a la Comercial.

Generalidades:


Ucp generaciones

1ra. Las computadoras usaban como elementos de conmutación (necesarios para las operaciones aritmético y lógicas y de control, formados por válvulas electrónicas, de elvado consumo y gran generación de calor (1945-1954)

2da. Se pasa a utilizar transistores con lo que su tamaño se redujo cientos de veces, aumentando la velocidad en la misma escala. (1954-década del '60)

3ra. En ésta se empezó a utilizar circuitos integrados, con otro salto en la velocidad y reducción de tamaño, consumo y costos.

4ta. Empezó con el primer microprocesador a principio de los '70, permitiendo que en la década del '80 surgieran los PCs, cuyos primeros procesadores contaban con algo mas de 85000elementos de conmutación.

5ta.? Con el avance tecnológico (altísima conectividad) puede decirse que se está ante una nueva generación con procesadores generales con 200 millones de elementos de conmutación.

UCP - Generaciones:


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Computadoras de

Primera Generación


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  • Computadoras de Segunda Generación.

    • La IBM /360 es el principal

    • exponente de esta generación.


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  • Computadoras de Tercera Generación

  • Un importante exponente

  • de una computadora de tercera

  • generación fue la PDP 11

  • (Digital, DEC) que fue uno

  • de los modelos donde empieza

  • a desarrollarse el lenguaje de

  • programación C y el Sistema

  • operativo Unix.


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Computadoras de Cuarta Generación.

Modelos de Servidores IBM de la Familia AS/400.

A la izquierda de los ’80, debajo de los ’90.


Clasificando computadoras

Computadoras de uso Personal:

PCs, Notebooks, Netbooks, Handhelds, Organizadores personales, Celulares, etc.

Estaciones de Trabajo:

Terminales “bobas” y WorkStations

Servidores:

De Archivos (documentos, base de datos, etc.)

De Comunicaciones.

Minicomputadoras, MainFrames,

Super-Computadoras.

Clasificando Computadoras:


Unidad central de proceso

La UCP ó CPU es el Cerebro de la Computadora,

no podría existir una computadora sin CPU, aunque

no tendría sentido que no contase con al menos un dispositivo periférico.

En una PC (Personal Computersó Computadoras Personales), el gabinete que contiene la UCP, incluye además varios dispositivos periféricos.

En una Notebook, tanto UCP como dispositivos periféricos están integrados en la misma caja o libro.

Las supercomputadoras, generalmente tienen la UCP en un gabinete separado o puede distribuirse en varios gabinetes interconectados.

Unidad Central de Proceso:


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  • Esquemas de U.C.P y periféricos dentro de un gabinete.


Procesador es

Una computadora tiene al menos un procesador

principal (las hay con +65000) y contar a su vez con

uno o más procesadores auxiliares o específicos.

Cuenta con dos elementos principales:

Unidad Aritmético/Lógica (UAL).

Que se encargada de Procesar los Datos. Efectúa las operaciones matemáticas de las que es capaz su diseño.

Lleva a cabo operaciones lógicas, las cuales son genéricamentecomparaciones de datos.

Los procesadores específicos llevan a cabo cómputos especiales (gráficos, sonidos, matemáticos, etc.).

Unidad de Control (UC).

Asume la coordinación de ubicar datos en la memoria principal, hacer el seguimiento de instrucciones de programa y sincronización de todo el funcionamiento de la computadora.

Procesador/es:


Procesador es1

Para medir la capacidad de un procesador,

en general se utilizan al menos 3 parámetros:

Longitud de Palabra.

Cantidad de bits que procesa en cada

ciclo de trabajo, por ejemplo 16, 32, 64.

También se relaciona con la capacidad de direccionamiento.

Velocidad de Reloj.

Cantidad de operaciones elementales por segundo (Hertz) que puede llevar a cabo. Desde unos pocos Megahertz a a varios miles (aquí es evidente la ley de Moore).

Arquitectura Interna.

CISC ó RISC: Conjunto de Instrucciones de bajo nivel Complejo (especializado) o Reducido (ultra rápido).

Núcleo Simple o múltiple (1 o más UAL y UC).

Conjuntos de Instrucciones especializado (p.e. Gráficos).

Procesador/es:


Memoria principal

Es el escritorio donde trabaja el procesador, se Clasifican según:

Características Físicas:

RAM: Memoria de Acceso Aleatorio. Constituye el principal área de trabajo para almacenar Datos y Programas, se borra al apagarse la computadora (arquitectura Von Newman).

ROM: Memoria de Solo Lectura. Contiene el programa de arranque inicial de la computadora.

xPROM: Memorias especiales, que pueden escribirse pero se mantienen aún con la computadora apagada (usan pila).

Funcionalidad:

Principal para Datos y Programas.

Dedicadas para Datos de procesos especiales:

→ Gráficos. → Memorias Intermedias. → etc.

Se mide en:

Kilobytes (ROM y xPROM).

Megabytes o Gigabytes (crece con Ley de Moore).

Memoria Principal:


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Ejemplos de Memoria

ROM donde se almacena

el BIOS de la PC.Tarjetas de Memoria.

Comparación: Memoria de Núcleos 1erTarjetas de Memorias ubicadas en

Generación con Chip de memoria integrada.los slots de la tarjeta madre.


Placa madre motherboard

Es un tablero que permite interconectar todos los componentes de la UCP, contiene, sostiene y/o interconecta en general a:

Procesador/es.

Memoria/s Principal/es.

Los buses (canales) de datos, direccionamiento y control que interconectan procesador, memorias principales, etc.

Sistema de alimentación eléctrico de elementos conectados.

Dispositivos de enfriamiento (coolers).

Los zócalos (slots) donde se conectan y/o montan conexiones con dispositivos que requieren interacción muy cercana a la UCP.

Es importante al elegirlas que sus capacidades de transferencia de datos y/o direccionamiento, sean acordes con el procesador y/o la memoria RAM utilizada, ya que puede resultar un cuello de botella en el funcionamiento de los restantes elementos.

Placa Madre (Motherboard):


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  • cada ciclo

Procesador ubicado en Placa Madre.

Placa Madre (Motherboard).

 Esquema Placa Madre.


Dispositivos perif ricos

Constituyen los órganos de la computadora por los cuales se comunica con el medio exterior, la variedad y cantidad que se pueden conectar va creciendo a pasos agigantados.

Algunos son esenciales para una computadora, al menos debería contar con un dispositivo de entrada y uno de salida.

En la actualidad, prácticamente cualquier aparato que pueda generar (y/o recibir) una señal digital, puede conectarse a una computadora, directamente o mediante dispositivos intermediarios.

Dispositivos Periféricos:


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Dispositivos Periféricos:

  • Los periféricos pueden clasificarse en 5 categorías principales:

  • de Entrada: captan y envían los datos al dispositivo que los procesará.

  • de Salida: son dispositivos que muestran o proyectan información hacia el exterior de la computadora. 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 de este tipo de periféricos es información para el usuario.

  • de Entrada/Salida (E/S).

    • de Almacenamiento: 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.

    • de Comunicación: son los periféricos que se encargan de comunicarse con otras máquinas o computadoras, ya sea para trabajar en conjunto, o para enviar y recibir información.


Dispositivos de entrada

Son aquellos dispositivos que se utilizan para ingresar datos a la computadora, con ellos se indica a la computadora que funciones debe desempeñar (que debe hacer el programa cargado) y constituyen el medio de ingreso de datos mas común o elemental.

Solo se incluyen en esta categoría aquellos que generan solo una corriente de datos de entrada:

Entrada de Texto:

Teclado (QWERTY, DVORAK, etc.).

Apuntadores:

Ratón (o Mouse), Joystick, Tableta Digitalizadora, etc.

Sonido e Imágenes:

Micrófono, Cámara Web, Escáner (p.e. código de barras).

Señales Eléctricas:

Conversor Analógico digital, Biométrico, etc.

Lectores de Discos Ópticos (CD, DVD, blue ray, HD DVD)

Dispositivos de Entrada:


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Ejemplos de Dispositivos de Entrada:

Cámara

Web

Teclado Ergonométrico

Lector de

Código

de Barras

Teclado Inalámbrico


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Ejemplos de Dispositivos de Entrada (apuntadores):

Ratón Común.

Esquema Interno Ratón Mecánico.

Ratón Inalámbrico en su base.

Trackball Joystick.


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 Lectora de Discos Ópticos

  • Otros Dispositivos de Entrada:

  • Tableta

    Digitalizadora

Escáneres de mano.Escáneres de página completa.


Dispositivos de salida

Son aquellos dispositivos que se utilizan para que la computadora, muestre los resultados de los programas que en ella corren. Los más visibles o conocidos, son aquellos que generan información en un formato perceptible por el ser humano, pero hay dispositivos que puede emitir hacia otras computadoras.

Solo se incluyen en esta categoría aquellos que generan solo una corriente solo de salida:

Imágenes:

Pantalla o Monitor, proyector de video.

Salida de Material Impreso:

Impresora, Trazadores (ploter).

Salida de Sonido

Altavoz o Parlante, Auriculares.

Señales Eléctricas:

Conversor Digital Analógico (p.e. Fax.)

Dispositivos de Salida:


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  • Monitores:

    • Tecnologías:

      • Monocromos/Color.

      • Tubo de Rayos Catódicos.

      • LCD.

      • Plasma.

    • Características a tener en cuenta:

      • Resolución:

        Cantidad de Pixeles.

      • Refresco de Pantalla:

        Veces que se renueva

        la imagen por segundo.

      • Tamaño Pantalla:

        Se Especifica en pulgadas

        de largo de la diagonal

        principal.


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  • Impresoras:

    • Método de Impresión:

      • Impacto: La primera tecnología disponible, primero

        usaban martillos y luego sistema de agujas independientes. Son muy ruidosas pero de insumos económicos, permiten sacar copias simultáneas.

      • Térmico: Imprime mediante calor, se usan en casos

        particulares.

      • Láser: Utiliza un sistema

        similar a fotocopiadoras.

        Son caras al comprar, pero

        tienen muy alta velocidad y los

        insumos en general son baratos.

      • Chorro de Tinta: Utiliza cañones

        que lanzan tinta en micro-gotas.

        Son económicas para compra,

        silenciosas, pero de insumos caros.


Dispositivos de entrada salida

Son aquellos dispositivos que transfieren datos desde y hacia la UCP, son los utilizados para almacenamiento de datos y comunicación con otras computadoras.

Solo se incluyen en esta categoría aquellos que generan tanto corriente de datos de entrada como de salida, no se incluyen los combinados:

Son los que potencia significativamente la capacidad de la computadora, ya que es mayor el trafico de datos entre la UCP y estos dispositivos que los que hacia y desde previamente enunciados.

Almacenamiento.

Acceso Secuencial.

Acceso Aleatorio.

Comunicaciones.

Físicas

Inalámbricas.Evolución Unidades Almacenamiento

Dispositivos de Entrada/Salida:


Dispositivos de almacenamiento

Dispositivos de Almacenamiento:

Pueden a su vez categorizar se como:

  • Almacenamiento Secuencial:

    • Tarjetas perforadas.

    • Cintas de papel y magnéticas.

  • Almacenamiento Aleatorio:

    • Magnético:

      • Disquete.

      • Disco Duro o Rígido.

    • Óptico:

      • Lectora-Grabadora de Discos Ópticos

        CD, DVD, Blu-ray, etc.

      • Memorias Holográficas

    • Electrónico:

      • Memoria Flash.

      • Memoria Portátil.

      • Discos de Estado Sólido.


  • Herramientas inform ticas i

    Medios de Almacenamiento Aleatorio (Discos):

    Esquema de Formateo de un

    disco: a) Pistas, b) Sectores,

    c) Cilindro, d) Grupo Sectores. Disquete 5¼

    Esquema de lasDisquete 3½

    Cabezas Lectoras

    Escritoras y un

    Disco de Múltiples

    Platos.

    Disco CD/DVD


    Dispositivos de comunicaciones

    Dispositivos de Comunicaciones:

    • Conexión Física:

      • Internos:

        • Controladores de puertos

          (serie, paralelo, etc.)

        • Fax-Módem.

        • Tarjeta de red

      • Externos:

        • Hub (nodo central de una red tipo estrella).

        • Bridge (para segmentar de redes).

        • Switch (intercomunicador/conmutador de redes).

        • Router (selector de red para envío de datos).

    • Conexión Inalámbrica (Controladores/Tarjetas):

      • Wireless

      • Bluetooth.

      • Infrarrojo.


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    Ejemplo de Hub donde se

    observa el cableado de la

    Red.

    Cada cable es una conexión

    Exclusiva con una PC y/o

    Servidor de la Red.

    Pueden conectarse otros

    Dispositivos como

    impresoras.

    HUB tecnología USB.

    Switch Inalámbrico.


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    Esquema

    de una Red

    Completa:


    Dispositivos combinados

    Son aquellos dispositivos que reúnen la funcionalidad de varios dispositivos en su solo componente físico, en algunos casos son computadoras específicas o dedicadas.

    Pantalla táctil. Incluye un dispositivo

    de salida (pantalla) recubierto por una

    membrana táctil que funciona como

    dispositivo de entrada (apuntador)

    Dispositivos Multi-función.

    Incluye capacidades de salida (impresora),

    de entrada (Escáner) y transmisión (Fax), con los

    dos primeros funciona como fotocopiadora.

    Micrófono Integrado a Auriculares y/o Cámara Web.

    Cascos y Ropa Multimediales (Imagen, tacto, sonido).

    Dispositivos Combinados:


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