martes, 13 de septiembre de 2022

TEMA 2: HARDWARE




1. CODIFICACIÓN DE LA INFORMACIÓN
1.1. CODIFICACIÓN BINARIA


1.2. SISTEMAS DE NUMERACIÓN














Si no te ha quedado claro puedes ver este vídeo







Si no te ha quedado claro puedes ver este vídeo


1.3. UNIDADES DE MEDIDA DE LA INFORMACIÓN


Así como usamos medidas para saber cuánto pesan o miden las cosas, también hay unidades de medida que te permiten calcular la capacidad de almacenamiento de información o procesamiento de datos. 

Las unidades de medida más usadas son el Bit, Byte, Kilobyte, Megabyte, Gigabyte y Terabyte. 

Para que entiendas cómo se relacionan estas unidades de medida entre sí, imagina esto: 


Tienes un libro muy grande, y una sola letra de ese libro representa un Byte. Esta letra está compuesta por (8) ocho partes y cada una de esas partes se llama Bit.

Si juntas varias letras (bytes) formarías palabras, y con las palabras un párrafo, que aquí contaría como un Kilobyte.
Con varios párrafos (Kilobytes) podrías conformar algunas páginas del libro, lo que podría ser un Megabyte.
Y uniendo todas las páginas (megabytes), tendrías el libro completo, que puedes imaginar que es Gigabyte.
Si unes ese libro a muchos otros libros (Gygabytes), tendrías una gran biblioteca que, en este caso, equivaldría a un Terabyte


Relación entre medidas de almacenamiento:


1.4. CÓDIGO ASCII








2. ARQUITECTURA DE ORDENADORES
2.1. COMPONENTES HARDWARE DE UN ORDENADOR




2.2. ARQUITECTURA DE VON NEUMAN







3. TIPOS DE ORDENADORES

A menudo se le llama a la caja del ordenador CPU con todo lo que contiene dentro, aunque ya veremos que la CPU es solo el microprocesador.

Dentro de la CPU podemos encontrar varios elementos electrónicos, que funcionan en conjunto para conseguir que el ordenador funcione correctamente.

En los ordenadores de sobremesa, se pueden cambiar varios de estos elementos con el fin de ampliar el sistema o repararlos. Los ordenadores portátiles, al ser más compactos, no permiten tanta flexibilidad.

Los elementos principales de la CPU son los siguientes:

    • La fuente de alimentación

    • La placa base

    • El microprocesador

    • La memoria RAM

    • Las unidades de almacenamiento

    • Las tarjetas de expansión


3.1. SUPERORDENADORES


Actualizan periódicamente el ranking de superordenadores como puedes comprobar en el siguiente enlace


3.2. ORDENADORES DE SOBREMESA

3.3. PORTÁTILES

3.4. TABLETS

3.5. TELLÉFONOS INTELIGENTES





ENLACE ACTIVIDADES EPÍGRAFE 2 y 3


4. FUENTE DE ALIMENTACIÓN PLACA BASE, CHIPSET Y MICROPROCESADOR
4.1. FUENTE DE ALIMENTACIÓN
Es la que proporciona la energía eléctrica dentro de la CPU. Los distintos elementos del interior del ordenador funcionan con niveles de tensión de +5V, -5V, +12V y -12V. La fuente de alimentación genera todos estos niveles de tensión a partir de la corriente de un enchufe, la transforma y la lleva a cada uno de los elementos mediante conectores (Placa base, disco duro, disquetera, CD-ROM o DVD, etc).




4.2. LA PLACA BASE

La placa base, también conocida como placa madre o tarjeta madre (del inglés motherboard o mainboard) es una placa de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. Es una parte fundamental a la hora de armar un pc de escritorio o portátil. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos.

La placa base, además, incluye un programa (firmware) llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema operativo.




Las distintas partes de la placa base son las siguientes:

    • BIOS: Contiene el programa básico que hace arrancar al ordenador.

    • Ranuras PCI: Sirven para conectar tarjetas de expansión (de sonido, de red, más puertos, etc.).

    • Ranura AGP: Sirve para conectar tarjetas de video.

    • Puertos paralelo, serie, USB, etc.: Sirve para comunicar la placa base con los periféricos externos (Pantalla, ratón, teclado, etc.).

    • Zócalo de la CPU: Es donde se conecta el microprocesador.

    • Conector de alimentación: Es donde se conecta la fuente de alimentación, para dar energía a cada una de las partes de la placa base.

    • Conectores de memoria DDR: Aquí es donde se conectan las placas de memoria RAM.

    • Conectores IDE: Sirve para conectar discos duros, unidades de CD y unidades de DVD. (El conector blanco que hay a la derecha de los conectores IDE es el conector para la disquetera, que ya no se usa).

    • Batería: Mantiene la hora de sistema y la configuración de la BIOS cuando el ordenador está apagado.

    • Ranura CNR: Es un conector especial para tarjetas de red (ya no se usa).



4.2. CIRCUITOS INTEGRADOS Y EL CHIPSET






4.3. EL MICROPROCESADOR

Lógicamente funciona como la unidad central de procesos (CPU), que está constituida por registros, la unidad de control y la unidad aritmético-lógica. En el microprocesador se procesan todas las acciones del ordenador.

Su "velocidad" es medida por la cantidad de operaciones por segundo que puede realizar: la frecuencia de reloj. La frecuencia de reloj se mide en Megahercios (Mhz) o Gigahercios (GHz).

También dispone de una memoria caché (medida en kilobytes), y un ancho de bus (medido en bits).

Los principales fabricantes de microprocesadores son AMD e Intel.

El microprocesador se comunica con la memoria RAM y con el disco duro y los periféricos mediante buses, que son varios cables unidos en paralelo.

Existe un bus de datos, un bus de direcciones y un bus de control.


Para aclarar el concepto microprocesador


               Así se fabrica un  microprocesador

BUSES



Los BUSES  pueden ser de varios tipos:
BUS DE DATOS: Es el encargado de transmitir los caracteres.







BUS DE DIRECCIÓN: Es el encargado de direccionar los datos a su origen o destino.



BUS DE CONTROL: Es el encargado de conducir las señales IRQ de solicitud de interrupción que hacen los dispositivos al microprocesador.


5. MEMORIA PRIMARIA
5.1. LA MEMORIA RAM
En informática, una memoria es un dispositivo basado en circuitos que posibilitan el almacenamiento limitado de información y su posterior recuperación.

Dentro del microprocesador existe una memoria llamada memoria caché, que es muy rápida y sólo la puede usar el microprocesador para realizar operaciones internas.

En la placa base se conectan placas de memoria RAM (Random Access Memory), que el ordenador utiliza para almacenar el programa que se está ejecutando y los datos necesarios. Una vez apagado el ordenador, la memoria RAM se borra completamente.

Cada vez que se ha modernizado el microprocesador, también lo ha hecho la memoria RAM, siendo cada vez más rápida y de más capacidad.


5.2. MEMORIA CACHÉ

5.3. MEMORIA VIRTUAL

5.4. MEMORIA ROM-BIOS


5.5. MEMORIA RAM-CMOS


Para aclarar conceptos: tipos de memorias 



DIFERENCIA ENTRE MEMORIA BIOS CMOS






6.PUERTOS DE COMUNICACIÓN Y TARJETAS DE EXPANSIÓN
6.1. PUERTOS DE COMUNICACIÓN



    6.2. PUERTOS EN DESUSO


    6.3. TARJETAS DE EXPANSIÓN

    Las tarjetas de expansión son dispositivos con diversos circuitos integrados, y controladores que, insertadas en sus correspondientes ranuras de expansión, sirven para ampliar las capacidades de un ordenador. Las tarjetas de expansión más comunes sirven para añadir memoria, controladoras de unidad de disco, controladoras de vídeo, puertos serie o paralelo y dispositivos de módem internos. Por lo general, se suelen utilizar indistintamente los términos «placa» y «tarjeta» para referirse a todas las tarjetas de expansión.

    En la actualidad las tarjetas suelen ser de tipo PCI (Peripheral Component Interconnect, "Interconexión de Componentes Periféricos") , PCI Express o AGP (Accelerated Graphics Port, "Puerto de Gráficos Acelerado").

    En la foto se pueden apreciar dos ranuras PCI (blancas) y una ranura AGP (marrón)



    Las ranuras de expansión no existen en los ordenadores portátiles, por tanto, éstos no se pueden ampliar.

    Gracias al avance de la tecnología USB y a la integración de audio, vídeo o red en la placa base, hoy en día son menos imprescindibles para tener un PC completamente funcional.

    Las principales tarjetas de expansión que podemos encontrar son:

    Tarjeta de vídeo:

      • Integran dentro un circuito integrado o chip encargado del proceso de gráficos, por lo que liberan al microprocesador de estas actividades, llamado GPU/VPU.

      • También integran memoria RAM propia para evitar el consumo de la RAM principal.

      • Tienen uno o varios puertos para la conexión de los dispositivos externos como monitores y proyectores.

      • Cuentan con un conector especial que permite insertarlas en las ranuras de expansión AGP de la tarjeta principal.

      • Algunas tienen capturadora de vídeo, sintonizador de televisión, etc.


    Tarjeta de sonido:

      • Integran dentro un circuito integrado o chip encargado de procesar el sonido, por lo que libera al microprocesador de esta actividad.

      • También integran una pequeña memoria RAM denominada "Buffer" que almacena datos, para que no se produzcan interrupciones en el sonido durante otras actividades internas que puedan interferir.

      • Suelen tener varias conexiones: Entrada de micrófono, salida de altavoces, entrada auxiliar, etc.

    Tarjeta de red:

      • Tienen uno o varios puertos para la conexión en red del ordenador.

      • Actualmente se están sustituyendo por las tarjetas de red inalámbricas (Wifi), ya que ésta última tiene muchas ventajas y el precio es similar.









        7.PERIFÉRICOS DE ENTRADA

        Son componentes que se conectan a diferentes puertos del ordenador, pero que permanecen externos a ella. Son de "entrada" porque el flujo principal de datos va desde el periférico hacia el ordenador.


        Los más importantes son los siguientes:

        Ratón:

        Periférico de entrada para interactuar con la computadora a través de un puntero mostrado en pantalla en sistemas GUI(gráficos). El ratón fue diseñado originalmente por Douglas Engelbart y Bill English en la década del 60. Más tarde fue mejorado en los laboratorios de Palo Alto de la compañía Xerox. Lleva ese nombre por su parecido a un ratón con cola, cuando no eran inalámbricos.

        El ratón o mouse suele tener dos o tres botones, y rueda de desplazamiento. El ratón clásico posee una bola interna, que gira cuando se desplaza el ratón sobre una superficie adecuada (pad o lfombrilla).Actualmente ha sido reemplazado por el ratón óptico, que utiliza un láser para detectar el movimiento. También existen los ratones inalámbricos (sin cables), que no necesitan conectarse a la computadora utilizando un cable, sino que se comunican con esta utilizando infrarrojo o radiofrecuencia. Los ratones con cable pueden tener los siguientes conectores DB-9 o USB.



        Teclado: Periférico de entrada que sirve para dar instrucciones y/o datos a la computadora a la que está conectada.

        La forma actualmente más extendida de ubicación de las teclas en el teclado es llamada QWERTY. Los teclados pueden tener ciertas características adicionales como ser:       

        Teclados inalámbricos, que no utilizan cable para conectarse con la computadora sino que usan rayos infrarrojos o radiofrecuencias.  

        Teclados ergonómicos, que se adaptan a la fisiología humana.

        Teclados con funciones especiales: estos dependen del fabricante. Pueden incluir teclas adicionales para abrir el navegador, controlar el volumen de la PC, abrir el reproductor, etc. También pueden incluir un touchpad.


        Los tipos de conectores de teclados más usuales son DIN de 5 patillas y 180º o USB.

        Las teclas en los teclados pueden agruparse, en general, en:

          • Teclas alfanuméricas: conformada por las letras y los números.

          • Teclas de puntuación: punto, coma, punto y coma, acentos, entre otros.

          • Teclas especiales: teclas de funciones, teclas de control, teclas de direcciones, etc.


        Webcam: Videocámara para realizar videoconferencias o para instalar en lugares fijos para transmitir video por internet.

        Suele tener una resolución baja, parar elevar la velocidad de transmisión.

        Los ordenadores portátiles la suelen traer incorporada en el marco de la pantala.

        8.PERIFÉRICOS DE SALIDA

        8.1. EL MONITOR
        • Monitor: Periférico de salida que muestra la información de forma gráfica de una computadora. Los monitores se conectan a la computadora a través de una tarjeta gráfica o tarjeta de vídeo.

        Un monitor puede clasificarse, según la tecnología empleada para formar las imágenes en: LCD, CRT, plasma o TFT.

        La calidad de un monitor se mide por su resolución, que se mide en píxeles por pulgada.






        8.2. LA IMPRESORA



        IMPRESORAS 3D



        8.3. OTROS DISPOSITIVOS DE SALIDA




        9.DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO

        Discos duros: Es el medio de almacenamiento por excelencia. Desde que en 1955 saliera el primer disco duro hasta nuestros días, el disco duro o HDD ha tenido un gran desarrollo.

        El disco duro esta compuesto básicamente de:

          • Varios discos de metal magnetizado, que es donde se guardan los datos.

          • Un motor que hace girar los discos.

          • Un conjunto de cabezales, que son los que leen la información guardada en los discos.

          • Un electroimán que mueve los cabezales.

          • Un circuito electrónico de control, que incluye el interface con el ordenador y la memoria caché.

          • Una caja hermética (aunque no al vacío), que protege el conjunto.

        La capacidad de un disco duro actual es de 1 Terabyte.

        Los discos duros están siendo desplazados por los discos de estado sólido SSD, que son mucho más rápidos y silenciosos.

        Se pueden utilizar los discos duros y los SSD de manera externa, dentro de una caja que se conecta al ordenador mediante un cable USB





        HISTORIA DE DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO





        9.1. DISCOS MAGNÉTICOS




        9.2. MEMORIA FLASH

        Lápices de memoria: Creados por IBM en 1998 para sustituir a los disquetes en las IBM Think Pad, los lápices de memoria (también llamados Memory Pen o Pendrive) funcionan bajo el Estándar USB Mass Storage (almacenamiento masivo USB).

        Los actuales Pendrive usan el estándar USB 2.0, con una transferencia de hasta 480 Mbit/s, o el estándar USB 3.0. con una transferencia de hasta 600 Mbit/s.

        En su interior tienen una memoria de tipo flash.








        9.3. UNIDAD DE ESTADO SÓLIDO


        ¿QUÉ ES UN DISCO SSD?






        9.6. ALMACENAMIENTO EN LA NUBE



        Hoy en día, todos y todas hemos utilizado alguna vez un servicio de almacenamiento en nube. 
        Este servicio se trata de una especie de disco duro en el que puedes almacenar distintos archivos, pero que en vez de tener un formato físico, tiene un formato virtual, está en Internet.
        Eso quiere decir que si utilizas un servicio de almacenamiento en nube, podrás acceder a él desde cualquier dispositivo con acceso a Internet, siempre y cuando tengas los datos de acceso.
        Además de ser una forma muy práctica de poder trabajar en un mismo documento desde distintos dispositivos, o de poder visualizar tus fotos estés donde estés, es también una forma muy recomendada de hacer copias de seguridad.
        Entonces, nos queda claro que utilizar un servicio de almacenamiento en nube es algo muy recomendado, pero... ¿qué servicio debo escoger?
        Tu elección dependerá de muchos factores: espacio que desees, tipo de herramientas extra que prefieras y, sobre todo, el precio. 
        10.DISPOSITIVOS DE COMUNICACIÓN

        10.1. TARJETA DE RED

        10.2. CONCENTRADOR Y CONMUTADOR

        10.3. PUNTO DE ACCESO

        10.4. MÓDEM

        10.5. ROUTER

        10.6. DISPOSITIVO PLC

        10.7. CABLEADO DE RED


        FIBRA ÓPTICA


        11.DISPOSITIVOS CON ARQUITECTURA DE ORDENADOR

        11.1. SISTEMA DE DOMÓTICA

        11.2. NAVEGADOR GPS

        11.3. REPRODUCTORES MULTIMEDIA

        11.4. TELEVISIÓN INTELIGENTE

        11.5. GOOGLE GLASS

        11.6. RELOJES INTELIGENTES

        11.7. VIDEO CONSOLA




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