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FUNDAMENTOS COMPUTADORAS I

IT ESSENTIALS I

Manuel A. Salgado Muñoz

CCNA/CCNA Security/CCNA Voice

Soporte Computacional Nivel Superior

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OBJETIVOS CAPITULO 1.

TÓPICOS QUE CUBRE ESTE CAPITULO:

- DESCRIPCIÓN DE UN SISTEMA DE COMPUTACIÓN

- COMPONENTES DE HARDWARE BASICOS

- ELECTRICIDAD

- COMPONENTES DE HARDWARE FUNDAMENTALES

- CONOCIENDO LA CPU A FONDO

- SISTEMAS DE REFRIGERACION

- RAM Y ROM

- TIPOS DE MEMORIAS RAM

- TARJETAS ADAPTADORAS

- UNIDADES DE ALMACENAMIENTO

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DESCRIPCIÓN DE UN SISTEMA DE COMPUTACIÓN

Un sistema de computación está formado por componentes de hardware ysoftware.

HARDWARE

Es el equipo físico, como el chasis, los dispositivos de almacenamiento, losteclados, los monitores, los cables, los parlantes y las impresoras

SOFTWARE

Incluye el sistema operativo y los programas. El sistema operativo le indica ala computadora cómo operar. Estas operaciones pueden incluir laidentificación y el procesamiento de la información, y también el acceso aésta.

PROGRAMAS & APLICACIONES

Realizan diferentes funciones. Los programas varían considerablemente segúnel tipo de información que se genera o a la cual se accede

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COMPONENTES DE HARDWARE BASICOS

CHASIS

Brinda protección y soporte para los componentes internos de lacomputadora. Todas las computadoras necesitan una fuente de energía paraconvertir la corriente alterna (CA) de la toma de corriente de pared encorriente continua (CC). El tamaño y la forma del chasis de la computadorageneralmente varían en función de la Motherboard y otros componentesinternos. En general, el chasis de la computadora debe ser duradero y de fácilacceso, y debe contar con espacio suficiente para posibles expansiones.

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CHASIS FRONTAL

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1. Bahía almacenamiento Vacía 5.25-inch (Pulgadas)2. Unidad DVD Regrabable 3. Flash memory/Card reader4. Luces Actividad5. Reset6. Power7. Puerto USB8. Microphone jack9. Speaker/headset jack10. Puerto IEEE-1394a (FireWire 400)


CHASIS TRASERO

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1. Ventilador Fuente de Poder2. Ventilador Case (Gabinete)3. Slot de expansion vacio sin cubierta4. Slot de expansion vacio con cubierta5. Tarjeta TV Tuner6. Luces Diagnostico Motherboard 7. Puertos USB8. Fuente de Poder on/off9. Conector de poder AC

10. Puerto PS/2 Teclado11. Puerto PS/2 Mouse12. Puerto HDMI audio/video13. Puerto VGA video14. Puerto Video DVI-D15. Puerto IEEE-1394a (FireWire 400)16. Puerto Ethernet (RJ-45)17. Cluster de puertos audio 1/8-inch mini-jack


TIPOS DE CHASIS

El chasis de la computadora incluye la estructura que sostiene loscomponentes internos de la computadora y, al mismo tiempo, los protege.Por lo general, los chasis están hechos de plástico, acero y aluminio, y sepuede encontrar una gran variedad de diseños. Se denomina factor de formaal tamaño y el diseño de un chasis. Existen muchos tipos de chasis pero losfactores de forma básicos se dividen en chasis escritorio y torre.

CONSIDERACIONES PARA ELEGIR UN CHASIS

TIPO DE MODELO

TAMAÑO

ESPACIO DISPONIBLE

FUENTE DE ENERGIA

ASPECTO

VISOR DE ESTADO

VENTILACIÓN7


FUENTE DE ENERGIA

La fuente de energía, convierte la corriente alterna (CA) proveniente de la toma decorriente de pared en corriente continua (CC), que es de un voltaje menor. Todos loscomponentes de la computadora requieren CC.

CONECTORESLa mayoría de los conectores de hoy son conectores de llave. Los conectores de llave están diseñados para inserción una sola dirección. Cada parte del conector tiene un cable de color que conduce un voltaje diferente. Se usan diferentes conectores para conectar componentes específicos y varias ubicaciones en la Motherboard.

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DESCRIPCION

COLORES

FUENTES ENERG.

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TIPOS DE CONECTORES FUENTE DE ENERGIA

1 Motherboard

2 Auxiliar

3 Disqueteras

4 HDD, DVD, CD

5 HDD, DVD, CD

6 Ranuras PCI Express

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1 2 3

4 5 6

ELECTRICIDAD

LA LEY DE OHM

Éstas son las cuatros unidades básicas de la electricidad:

Voltaje (V) - Corriente (I) - Energía (P) - Resistencia (R)

Existe una ecuación básica que expresa la relación entre tres de los términos. Supone que el voltaje es igual a la corriente multiplicada por la resistencia. Esto se conoce como Ley de Ohm.

V = IR

En un sistema eléctrico, la energía (P) es igual al voltaje multiplicado por la corriente.

P = VI

En un circuito eléctrico, un aumento en la corriente o el voltaje da como resultado mayor energía.

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ELECTRICIDAD

LA LEY DE OHM

El voltaje es una medida de la fuerza requerida para impulsar electrones a través de uncircuito. Se mide en voltios (V). La fuente de energía de una computadora generalmenteproduce diferentes voltajes.

La corriente es una medida de la cantidad de electrones que pasan por un circuito. Semide en amperios (A). Las fuentes de energía de computadoras proporcionan diferentesamperajes para cada voltaje de salida.

La energía es una medida de la presión requerida para impulsar electrones a través deun circuito, denominado voltaje, multiplicada por la cantidad de

electrones que pasan por dicho circuito (dicha cantidad se denomina corriente).Lamedida se llama vatio (W). Las fuentes de energía de las computadoras se miden envatios.

La resistencia es la oposición al flujo de corriente de un circuito. Se mide en ohmios.Una resistencia más baja permite que fluya más corriente y, por lo tanto, más energía) através de un circuito.

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COMPONENTES DE HARDWARE FUNDAMENTALES

MOTHERBOARD

Representa los fundamentos lógicos de una computadora, todo lo que significa fabricaruna computadora debe ir conectado a la placa madre. Desde el CPU a los dispositivos dealmacenamiento, desde la RAM hasta los puertos de impresoras, USB, etc. LaMotherboard es la encargada de hacer que todo trabaje junto y unir las conexionesentre estos.

LOS 2 BUSES

La placa madre esta dividida en 2 buses, que tienen que ver con la mayor operación querealiza esta, el BUS DE SISTEMA y el BUS I/O.

BUS DE SISTEMA

Interconexiona la circuiteria mediante un diseño de circuito impreso como un conjuntode chips, entrelaza 4 tipos de señales eléctricas, data, power, control y address

BUS DE I/O (ENTRADA & SALIDA)

Conectan dispositivos de almacenamiento, y hacen que los datos fluyan a través de laMotherboard, entre el bus de sistema y de I/O, hacen llegar cada señal eléctrica y datosa cada dispositivo de la Motherboard. 13


TIPICA MOTHERBOARD ATX CON SOPORTE SLI (SCALABLE LINK INTERFACE)

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1. Socket CPU procesador 775

2. Slot Memoria Dual-channelDDR2

3. Disipador de Calor del North Bridge

4. Conector de poder 24-pin ATX v2.0

5. Chip South Bridge6. Slot PCI (2)7. Slot PCI Express x16 (2)8. Slot PCI Express x19. Batería CMOS10. Clúster Puertos11. Adaptador para Host SATA

(4)12. Controlador de Floppy13. Adaptador PATA (2)14. Conector Auxiliar 4-pin

ATX12 15. Afirmadores


FACTORES FORMA MOTHERBOARD

Existen distintos factores de forma de placas, entre ellas se encuentran ATX, Micro ATX,BTX, y NLX.

ATX y MICRO ATX

La familia de motherboards ATX fue denominada como computadoras de escritorio, enel 90, ATX es Advanced Technology Extended, reemplazaron a las AT y las Baby-AT delos 80, y sus rivales IBM PC AT.

Tienen un grupo de cluster de puertos de I/O

Los slots de expansion corren paralelamente en un corto espacio en la motherboard.

Se abren por el lado izquierdo (es visto desde el frente como una torre)

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4 TIPOS DE FACTORES FORMA ATX (Medidas Pulgadas)

La mayoría de los conjuntos de chips se divide en dos componentes: Northbridge ySouthbridge. La función de cada componente varía según el fabricante, pero en general elNorthbridge controla el acceso a la memoria RAM, la tarjeta de vídeo y las velocidades a lascuales la CPU puede comunicarse con ellas. La tarjeta de vídeo a veces está integrada alNorthbridge. El Southbridge, en la mayoría de los casos, permite que la CPU se comuniquecon los discos duros, la tarjeta de sonido, los puertos USB y otros puertos de entrada/salida.

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Tipo Motherboard Ancho Profundidad Max. Slots Expansión

Uso Típico

ATX 12 9,6 7 Full Tower

Mini-ATX 11,2 8,2 7 Full Tower

MicroATX 9,6 9,6 4 Mini Tower

FlexATX 9.0 7,5 4 Small


BTX

Un problema con el factor forma ATX, es el sistema de enfriamiento, para activar unmejor sistema que eliminara estas fallas en los componentes que producen altastemperaturas como CPU, Módulos de memoria, y reguladores de voltaje, nació BTX.

Tienen montado el procesador a 45 grados.

El fabricante puede añadir mas módulos de expansión gracias al espacio.

El cluster de puertos I/O, se ah movido para mejor organización.

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COMPARATIVA ATX Y BTX EN DISEÑO

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1. ATX motherboard2. microATX motherboard3. FlexATX motherboard4. BTX motherboard5. microBTX motherboard6. nanoBTX motherboard7. picoBTX motherboard8. Cluster de puertos9. Processor (CPU) socket10. PCI 32-bit slot11. Conector Poder Motherboard12. PCI Express x16 slot13. PCI Express x1 slot14. Socket de pares de memorias15. Solo un socket de memoria


NLX

Están diseñadas para un rápido reemplazo en un ambiente corporativo, tiene unconector raiser, para los slot de expansión de esta forma los slot quedan paralelos a laMotherboard, NLX fue diseñado por INTEL en colaboración con IBM.

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1. Procesador y un ventilador pasivo2. Módulos de memoria3. Cluster de puertos4. Riser card5. Conexión a Motherboard6. Slots de Expansión7. Motherboard


NLX SINGLE Y MULTI SLOT RAISER

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CPU (CENTRAL PROCESSOR UNIT)

La unidad central de proceso (CPU) se considera el cerebro de la máquina. También sedenomina procesador. La mayoría de los cálculos tienen lugar en la CPU. En términoscomputacionales, la CPU es el elemento más importante de un sistema de computación.Las CPU vienen en diferentes factores de forma, y cada estilo requiere una ranura osocket especial en la Motherboard. Dos fabricantes conocidos de CPU son Intel y AMD.

SOCKET

El socket o la ranura de la CPU es el conector que actúa como interfaz entre lamotherboard y el procesador mismo. La mayoría de los sockets y los procesadores deCPU que se utilizan hoy se construyen sobre la arquitectura de la matriz de rejilla depines (PGA, pin grid array), en la cual los pines de la parte inferior del procesador estáninsertados en el socket, habitualmente con una fuerza de inserción cero (ZIF). ZIF serefiere a la cantidad de fuerza necesaria para instalar una CPU en el socket o la ranurade la motherboard. Los procesadores de ranura tienen forma de cartucho y encajandentro de una ranura de aspecto similar a una ranura de expansión.

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CPU (CENTRAL PROCESSOR UNIT)Los 2 gigantes INTEL y AMD, son los fabricantes de procesadores mas importantes del mercado,cada una de estas empresas fabrican CPU en 2 arquitecturas diferentes, x86 y x64.

DIFERENCIASCada procesador usa un socket diferente.

Diferentes tipos de microcodigo

Diferentes diseños en dual-core y multi-core

Diferentes tamaños de Cache

Desempeño versus velocidad de reloj

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Para mayor informaciónacerca de velocidadesy FSB, Se recomienda ver Paper 23.1Procesadores Intel & AMD

CPU TIPOS Y SOCKETS

PROCESADORES & SOCKETS

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1. Intel Celeron (Socket 370)2. AMD Athlon XP (Socket 462/Socket A)3. Pentium 4 (Socket 423)4. Pentium 4 (Socket 478)5. Core 2 Duo (LGA775)6. AMD Sempron (Socket 754)7. AMD Athlon 64 FX (Socket 940)8. AMD Athlon 64 FX (Socket 939)9. AMD Athlon 64 X2 (Socket AM2)10. Socket 37011. Socket 462/Socket A12. Socket 42313. Socket 47814. LGA775 (Socket 775/Socket T)15. Socket 75416. Socket 94017. Socket 93918. Socket AM2

CPU CONCEPTO DE INSTRUCCIONES

JUEGOS DE INSTRUCCIONES

La CPU ejecuta un programa, que es una secuencia de instrucciones almacenadas.Cada modelo de procesador tiene un conjunto de instrucciones, que ejecuta. La CPUejecuta el programa procesando cada fragmento de datos según lo indicado por elprograma y el conjunto de instrucciones. Mientras la CPU ejecuta un paso delprograma, las instrucciones y los datos restantes se almacenan cerca, en una memoriaespecial llamada caché. Existen dos arquitecturas principales de CPU relacionadas conconjuntos de instrucciones:

CPU con conjunto reducido de instrucciones (RISC, Reduced Instruction Set Computer)

Las arquitecturas usan un conjunto de instrucciones relativamente pequeño, y los chips RISC están diseñados para ejecutar estas instrucciones muy rápidamente.

CPU con conjunto de instrucciones (CISC, Complex Instruction Set Computer)

Las arquitecturas usan un amplio conjunto de instrucciones, lo que implica menos pasos por operación.

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CPU MEMORIA CACHE

CACHE CPU

Mejora el desempeño del sistema activando en el CPU una reusabilidad en aquellaslocalidades en donde se accedió recientemente sin necesidad de acudir a otros recursosen la Motherboard. Existen varios niveles de cache.

CACHE L1 (LEVEL 1)

Nivel 1, el cache esta construido en el núcleo del procesador, es relativamente pequeño(8-64 KB), cuando el procesador necesita acceder chequea la CACHE L1 primero.

CACHE L2

También se construye dentro del procesador, cuando se necesita acceder a esta cachees externamente puede ser mas lenta que la velocidad del procesador y generalmentese encuentra en el die (circuitos integrados)

CACHE L3

Esta cache es encontrada en procesadores de alto desempeño y también es construidaen el die, (circuitos integrados), cuando el procesador quiere acceder a esta cache revisaprimero L3, después L1 y L2 25

CPU, FSB, MHz, GHz

POTENCIA

La potencia de una CPU se mide por la velocidad y la cantidad de datos que puedeprocesar. La velocidad de una CPU se mide en ciclos por segundo. La velocidad de lasCPU actuales se calcula en millones de ciclos por segundo, llamados megahertz (MHz), oen miles de millones de ciclos por segundo, llamados gigahertz (GHz). La cantidad dedatos que puede procesar una CPU a la vez depende del tamaño del bus de datos delprocesador. Éste también se denomina bus de CPU o bus frontal (FSB). Cuanto mayor esel ancho del bus de datos del procesador, mayor potencia tiene el procesador. Losprocesadores actuales tienen un bus de datos del procesador de 32 bits o de 64 bits.

32 VS 64 BITS

Existen procesadores diseñados para sistemas operativos de 32 y 64 bits, los de 32 bitsno pueden accesar a una memoria mayor a 4 GB, en el mundo real son solo 3.25 GB, encambio el de 64 bits, puede manejar mucho mas allá de 4 GB de RAM, y ser compatibleabsolutamente con software de 32 Bits.

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TECNOLOGIAS CPU

HYPERTHREADING (HT TECHNOLOGY)Se trata de una tecnología desarrollada por INTEL, cuando se activa emula tener 2 procesadorescorriendo como uno solo, activa un juego de instrucciones especiales multi-tarea. El Pentium 4, fueel primer CPU en soportar HT, Intel lo desarrollo primer para estaciones de trabajo XEON, y sufamilia de CPU de servidores.

DUAL CORE Y MULTI-COREMulti-Core significa tener 2 o mas procesadores físicos en un sistema que es bastante caro, activanuna velocidad asombrosa en cuanto a multitarea, o ejecución de muchas aplicaciones a la vez, peroel sistema operativo o la aplicación tiene que ser optimizado para ello. La tecnología Dual Core,significa tener 2 núcleos en un solo procesador físico, virtualmente es como si se estuviera corriendocon 2 procesadores físicos a la vez, y es de mucho mas bajo costo y trabajan con cualquier sistemaoperativo.

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CPU EL VRM

VOLTAGE REGULATOR MODULE

A partir del socket 7, la fuente de poder no alimentaba directamente al CPU, undispositivo conocido como VRM, es el que alimenta al CPU de 5 a 12 voltios, desde lafuente de poder. En la imagen una porción del VRM de una Motherboard con Athlon 64

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SISTEMAS DE REFRIGERACION

EL CALOR

Los componentes electrónicos generan calor. El calor es causado por el flujo de corriente dentro de los componentes. Los componentes de la computadora funcionan mejor cuando se mantienen fríos. Si no se elimina el calor, la computadora puede funcionar a una velocidad más lenta. Si se acumula mucho calor, los componentes de la computadora pueden dañarse. El aumento del flujo de aire en el chasis de la computadora permite eliminar más calor. Un ventilador de chasis, se instala en el chasis de la computadora para aumentar la eficacia del proceso de refrigeración.

Además de los ventiladores de chasis, un disipador de calor elimina el calor del núcleo de la CPU

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MEMORIAS

ROM

Los chips de la memoria de sólo lectura (ROM) están ubicados en la Motherboard. Loschips de la ROM contienen instrucciones a las que la CPU puede acceder directamente.Las instrucciones básicas para iniciar la computadora y cargar el sistema operativo sealmacenan en la ROM. Los chips de la ROM retienen sus contenidos aun cuando lacomputadora está apagada. Los contenidos no pueden borrarse ni modificarse pormedios normales. En la Figura 1, se muestran diferentes tipos de ROM.

RAM

La memoria de acceso aleatorio (RAM) es la ubicación de almacenamiento temporalpara datos y programas a los que accede la CPU. Esta memoria es volátil; por lo tanto,su contenido se elimina cuando se apaga la computadora. Cuanta más RAM tenga unacomputadora, mayor capacidad tendrá para almacenar y procesar programas y archivosde gran tamaño, además de contar con un mejor rendimiento del sistema. En la Figura2, se muestran diferentes tipos de RAM.

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TIPOS DE MEMORIAS RAM

SDRAM

Synchronous DRAM (SDRAM) fue el primer tipo de memoria en correr sincrónicamentecon el bus del procesador, la mayoría son de 168-pin módulos DIMM usan memoriasSDRAM. Para determinar si un modulo DIMM contiene memoria SDRAM hay quechequear la velocidad: La memoria SDRAM esta determinada por la velocidad de bus(PC66 igual a 66MHz de velocidad bus. PC100 es igual a 100MHz de velocidad de bus;PC133 es igual a 133MHz.

Dependiendo del modulo especifico y el chipset de la Motherboard existen veces quelas PC133 corren en sistemas diseñados para módulos PC100

DDR SDRAM

Muchos de los sistemas recientes usan double-data-rate SDRAM (DDR SDRAM).

DDR SDRAM desempeña 2 transferencias por ciclo de reloj. La memoria DDR SDRAM esa veces generalizada en MHz, o (MBps). Las velocidades comunes de la DDR SDRAMincluyen PC1600 (200MHz/1600 MBps), PC2100 (266 MHz/2100 MBps), PC2700 (333MHz/2700MBps), y PC3200 (400 MHz/3200 MBps). Son de 184-Pin.

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DDR2 SDRAM

Double-double data rate SDRAM (DDR2 SDRAM) es la sucesora de la DDR SDRAM. DDR2SDRAM corre con un bus de datos externo 2 veces mayor que la DDR SDRAM, activandoun alto desempeño. Sin embargo DDR2 SDRAM tiene una gran latencia que la DDRSDRAM. La latencia es la medida de cuanto es lo que tarda la memoria en recibir lainformación. Los módulos de esta memoria son de 240-pin DDR2 SDRAM. PC2- indicalos módulos DDR2, Las velocidades comunes de esta memoria PC2-3200 (DDR2-400;3200 MBps); PC2-5200 (DDR2-667); PC2-6400 (DDR2-800); PC2-8500 (DDR2-1066).

DDR3

La memoria mas reciente comercializada por gigantes de la computación es 2 veces masrápida que la DDR2, mas información aquí:

http://es.wikipedia.org/wiki/DDR3

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MEMORIAS ESTETICAMENTE

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TABLA COMPARATIVA

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MEMORIAS SISTEMA DE VERIFICACION DE ERRORES

METODO DE PARIDAD

La memoria de paridad contiene 8 bits para datos y uno para la comprobación deerrores. El bit para comprobación de errores se denomina bit de paridad.

ECC (ERROR CORRECTING CODE)

La memoria con código de corrección de errores (ECC) puede detectar errores de variosbits y corregir errores de bits individuales en la memoria.

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TARJETAS ADAPTADORAS

En una Motherboard existen de 2 a 3 tipos de slots distintos de expansión en los cuales

podemos encontrar PCI Express x16, PCI Express x1 and PCI, or PCI and AGP.

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1. Slots disponibles y cubiertas2. No disponible, demasiado cerca del slot vecino. 3. Disponible solo para un cable por encima del slot.4. No disponible el cable bloquea el slot.


TIPOS COMUNES PARTE I:1. NIC: Conecta una computadora a una red mediante un cable de red.

2. NIC inalámbrica: Conecta una computadora a una red mediante frecuencias de radio.

3. Tarjeta Sonido

4. Tarjeta de Video

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1 2 3

4


TIPOS COMUNES PARTE II:1. Adaptador SCSI: Conecta dispositivos SCSI, tales como discos duros o unidades de cinta.

2. Adaptador RAID: Conecta varios discos duros a una computadora para proporcionar redundancia ymejorar el rendimiento.

3. Adaptador Serial: Conecta una computadora a dispositivos periféricos.

4. Adaptador USB: Conecta una computadora a dispositivos periféricos.

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1

2

3

4

UNIDADES DE ALMACENAMIENTO

DISCO DURO (HDD)

Medio de almacenamiento magnético, contiene el sistema operativo, aplicaciones einformación en general, su capacidad se mide en GB o TB. Su velocidad es medida enrevoluciones por minuto (RPM). Existen discos de mayores velocidad de accesollamados SSD (Solid State Disk), que alcanzan velocidades a 60 Mbps.

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MEDIOS OPTICOS

Una unidad óptica es un dispositivo de almacenamiento que usa láser para leer losdatos en el medio óptico. Hay dos tipos de unidades ópticas:

Disco compacto (CD) 700 MB y Disco versátil digital (DVD) 4.7 GB, a pesar que la nuevatecnología es HD DVD, y Blu-Ray logrando almacenamiento de 30 a 80 GB y mas.

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UNIDADES FLASH

Una unidad flash, también denominada unidad de almacenamiento portátil, es undispositivo de almacenamiento extraíble que se conecta a un puerto USB. Una unidadflash usa un tipo especial de memoria que no requiere energía para conservar los datos.El sistema operativo puede acceder a estas unidades de la misma manera en que accedea otros tipos de unidades.

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CAPITULO 1 TERMINADO.

CONSULTAS

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