componentes físicos de un ordenador

INFORMÁTICA 4º ESO TEORÍA 2º TRIMESTRE: COMPONENTES FÍSICOS DEL ORDENADOR

Colegio Sagrada Familia de Urgel - Sevilla | Dpto. Tecnologías de la Información y la Comunicación

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ÍndiceComponentes físicos de un ordenador:

Antecedentes de la informática 1. Ábaco 2. Las primeras máquinas de calcular: máquina pascal y

máquina lelbnltz3. La máquina analística de Babbage4. Sistemas de cómputos automáticos de Hollerltz

Desarrollo de la informática 1. Primera generación de ordenadores (1939-1958)2. Segunda generación de ordenadores (1958-1964)3. Tercera generación de ordenadores(1965-1971)4. Cuarta generación de ordenadores (1971-1981)5. La informática del 1981

Hardware1. Organización física del hardware2. Microprocesadores o cpu3. Memoria principal 4. Memoria segundaria 5. Dispositivos o periféricos 6. Dispositivos de salida 7. Dispositivos de entrada y salida 8. Condiciones de hardware

COMPONENTES FÍSICOS DEL ORDENADOREl conjunto de componentes físicos que componen un sistema informático se conoce como hardware.

Este concepto abarca tanto los componentes estrictamente necesarios para el funcionamiento del equipo como aquellos periféricos que realizan funciones específicas y amplían sus posibilidades.

1 ANTECEDENTES DE LA INFORMÁTICA

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Los ordenadores actuales tienen una historia relativamente reciente que se remonta unos 70 años atrás. No obstante, los seres humanos siempre han buscado tener dispositivos que les permitieran realizar cálculos de forma rápida y precisa.

El ábaco (s.V a.C.)

El dispositivo de cálculo más antiguo que se conoce es el ábaco. Su nombre proviene del griego abakos, que significa superficie plana. Se sabe que los antiguos griegos empleaban tablas para contar en el siglo V a.C. y que los chinos ya utilizaban un contador de bolas hacia el siglo IX a.C.

Las primeras máquinas de calcular: máquina de Pascal y máquina deLeibnitz (s.XVII)

En el siglo XVII, como consecuencia del capitalismo emergente, la vida económica sufrió un gran empuje. También se produjeron importantes avances

Ábaco

científicos. Fue entonces cuando varios matemáticosidearon máquinas que realizaban operaciones aritméticas elementales que funcionaban mediante ruedas dentadas, a semejanza de los mecanismos de relojería.

En 1642, el matemático Blaise Pascal creó su máquina aritmética, la máquina de Pascal o pascalina, que únicamente permitía hacer sumas.

La máquina de Leibnitz apareció tres décadas después, en 1672. Era una máquina más avanzada que la de Pascal puesto que con ella, además de sumar, se podía multiplicar, dividir y obtener raíces cuadradas.

Leibnitz propuso la idea de una máquina de cálculo basada en el sistema binario de numeración, que es el empleado por los ordenadores en la actualidad.

La máquina analítica de Babbage (s.XIX)

Pascalina

Máquina de Leibnitz

Con la industrialización, se produjo un gran desarrollo de la mecánica y los procesos de fabricación en serie. Con ello, las necesidades de cálculo fueron creciendo. En 1833, el matemático inglés Charles Babbage,considerado el padre de la informática moderna, diseñó la máquina con lafundamentos teóricos de los ordenadores actuales: la máquina analítica.

que se asentaban los

Esta máquina era completamente mecánica. Estaba formada por engranajes, palancas, levas y otros tiposde mecanismos. Se diseñó para que realizara cualquier operación aritmética y pudiera enlazar estasoperaciones entre sí, con el objetivo de poder resolver cualquier problema aritmético que se planteara.

Al igual que los modernos ordenadores, la máquina de Babbage tenía un mecanismo de entrada y salida de información basado en el uso de tarjetas perforadas, que además permitían almacenar la información.

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Máquina analítica de Babbage

Tarjeta perforada

Sistema de cómputo automático de Holleritz (s.XIX)

El gran avance de la Revolución Industrial durante el siglo XIX, así como la creciente complejidad de la organización social y el aumento de la población en los países industrializados, planteó un nuevo problema: el tratamiento de grandes cantidades de información.

Herman Hollerith ideó un sistema de cómputo automático para la realización del censo de población de Estados Unidos de 1890. El sistema ideado por Hollerith utilizaba tarjetas perforadas que codificaban la información de los ciudadanos: edad, género, raza, etc.

Ante las posibilidades comerciales del invento, Hollerith dejó su empleo para fundar su propia compañía: IBM (International Bussines Machines).

2 DESARROLLO DE LA INFORMÁTICA

El desarrollo de la informática está marcado por la evolución de su hardware. Se puede clasificar en cuatro generaciones, cada una caracterizada por un salto tecnológico de importancia.

Primera generación de ordenadores (1939 - 1958)

La tecnología de la primera generación se basaba en grandes y pesadas válvulas de vacío, las cuales se sobre calentaban y había que cambiarlas con frecuencias. La entrada y salida de los datos se realizaba mediante tarjetas o cintas perforadas, por lo que el procesamiento de la información era lento y secuencial.

El MARK I es el primer ordenador construido a gran escala. Se trata del primer ordenador electromecánico capaz de realizar largas operaciones de forma automática. Medía 15 metros de largo, 2,40 m de altura y pesaba 5 toneladas. A pesar de su enorme tamaño, era muchísimo más lento que cualquier calculadora de bolsillo actual.

Válvulas de vacío

MARK 1



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Segunda generación de ordenadores (1958 - 1964)

Esta generación se caracteriza por el empleo de transistores en lugar de válvulas de vacío. Ambos cumplen las mismas funciones, pero el tamaño de los transistores y la tensión con la que funcionaban son mucho menores.

En este periodo aparecen los primeros discos extraíbles, generalmente cilindros y cintas magnéticas. Durante este período nacieron los lenguajes de programación (FORTRAN, COBOL, BASIC, etc.) y los ordenadores se comenzaron a utilizar con fines múltiples: científicos, militares, administrativos, comerciales, etc.

Tercera generación de ordenadores (1965 - 1971)

Los rasgos más característicos de esta generación son la utilización de circuitos integrados que permitían agrupar miles de transistores en espacios reducidos. Asimismo, cabe destacar el gran desarrollo del software y la simplificación de los lenguajes de programación, lo que facilitaba el uso de los ordenadores.

Cuarta generación de ordenadores (1971 - 1981)

La cuarta generación se caracteriza por la aparición del microprocesador o CPU, que permite la miniaturización de los circuitos electrónicos en un chip. Consecuentemente, se mejora la velocidad de proceso de datos y los ordenadores siguen haciéndose más pequeños.

Es durante este período cuando verdaderamente nace la industria de la informática.

La informática desde 1981

Transistores

Circuito integrado

Microprocesador

En los inicios de los años 80, las empresas IBM y Microsoft, lanzaron el sistema operativo PC-DOS que supuso el posterior lanzamiento al mercado de los ordenadores PC (Personal Computer). El PC-DOS evolucionó al MS-DOS, un sistema operativo que llevó a Microsoft a liderar la industria informática, posición que se mantiene en la actualidad.

PC

Macintosh

En 1984, Apple cambió la forma de utilizar los ordenadores con el lanzamiento del ordenador Macintosh, en el que el uso del ratón y una cuidada interfaz gráfica facilitaron el uso de los equipos. Con este sistema, se eliminaba la necesidad de escribir los complicados comandos de MS-DOS para operaciones tan comunes como copiar o mover archivos.

En 1985, Microsoft presenta la primera versión de Windows, que introdujo la interfaz gráfica en los PC. Desde entonces Windows y, en menor medida, el sistema operativo MacOS de Macintosh son los más utilizados en el mundo de los ordenadores personales. Además, el software libre liderado por el sistema operativo Linux ha ganado mucho protagonismo en los últimos años.

En los años 90 y el inicio del siglo XXI, el desarrollo de las aplicaciones multimedia, la eclosión de Internet y la popularidad de los nuevos dispositivos portátiles (smartphones, tablets, etc.) marcan la evolución de la informática y la forma de relacionarnos con ella hasta convertirla en la herramienta imprescindible que es hoy. Los recientes avances en micro y nanotecnología permiten prever la aparición de ordenadores mucho más avanzados.



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3 EL HARDWARE

El hardware puede definirse como el conjunto de los componentes que conforman la parte material (física) de un ordenador, a diferencia del software que refiere a los componentes lógicos (intangibles).

El hardware de un sistema informático lo componen tanto los componentes físicos internos (procesador, disco duro, etc.) como las memorias externas, los periféricos (escáners, impresoras, ratón, etc.) y todas las conexiones entre los distintos elementos (ranuras, cables, puertos, etc.).

A. ORGANIZACIÓN FÍSICA DEL HARDWARE

Prácticamente todos los ordenadores existentes, independientemente de su potencia, tamaño, utilización o fabricante, poseen los siguientes elementos físicos y estructura de hardware:

B. MICROPROCESADOR o CPU

La Unidad Central de Proceso o CPU (Central Process Unit), también conocido como microprocesador, es el elemento principal o "cerebro" de un ordenador y su misión consiste en coordinar y realizar todas las operaciones del sistema informático. Consta de los siguientes elementos:

UNIDAD DE CONTROL (UC, Control Unit): es la parte del procesador encargada de gobernar al resto de las unidades, además de interpretar (decodificar) y ejecutar las instrucciones.

UNIDAD ARITMÉTICOLÓGICA (ALU, Arithmetic-Logical Unit): es la parte del procesador encargada de realizar todas las operaciones elementales de tipo aritmético y de tipo lógico.

C. MEMORIA PRINCIPAL

La memoria principal es el elemento encargado de almacenar los programas y los datos que la CPU está procesando o que va a procesar en un determinado momento. Por su función, la memoria principal está directamente comunicada con la CPU.

Los dos principales tipos de memoria principal son:

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rdenador de esta

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ositivos externos a la CPU (aunque algunos

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Memoria RAM (Random Access Memory) o memoria de acceso aleatorio: Contiene los programas que el usuario esté ejecutando en cada instante y los datos necesarios para que estos programas funcionen debidamente. El opuede leer, modificar y borrar el contenido memoria. Se trata de una memoria volátil, es contenido desaparece al apagar el ordenador.

Memoria ROM (Read Only Memory) o memoria lectura: Contiene los programas necesarios par ordenador pueda arrancar y detectar los dis imprescindibles para su funcionamiento. Como su indica, el ordenador puede leer su contenido pero modificarlo ni borrarlo. Se trata de una permanente, su contenido no desaparece al a ordenador.

D. MEMORIAS SECUNDARIAS

Las memorias secundarias, auxiliares o externas son disppuedan estar incluidos dentro de la carcasa del ordenador) cuya misión es almacenar de manera permanente programas y datos en soportes de gran capacidad. En función de la tecnología empleada para almacenar la información, pueden clasificarse en tres grupos:

SOPORTES MAGNÉTICOS: recurren a las propiedades magnéticas de los materiales para procesar los datos. Los más comunes son los discos duros (internos y externos), las cintas magnéticas o los discos flexibles (en desuso en la actualidad).

SOPORTES ÓPTICOS: utilizan tecnología láser para la lectura y grabación de los datos. Son soportes ópticos el CD-ROM, DVD y BluRay.

SOPORTES FLASH: emplean impulsos eléctricos para la lectura y grabación de datos. Los más comunes actualmente son las memorias USB y las tarjetas SD en sus diferentes tipos.

Como veremos más adelante, es frecuente considerar las memorias secundarias como dispositivos de entrada/salida, pues permiten tanto grabar información en ellos como extraerla.

E. DISPOSITIVOS O PERIFÉRICOS

En informática, se conoce como dispositivo o periférico a todo aquel elemento externo al ordenador que permita introducir información, obtener información o ambas cosas. Según este criterio, los periféricos se pueden clasificar en tres categorías: dispositivos de entrada, dispositivos de salida y dispositivos de entrada/salida.

DISPOSITIVOS DE ENTRADA: Sirven para introducir información en el ordenador. Los más importantes son:

o Teclado: sirve para introducir información de carácter alfa-numérico, además de permitir otras funciones de edición y función. Existen distintas disposiciones de teclado, para que se puedan utilizar en diversos lenguajes. El tipo estándar de teclado inglés se conoce como QWERTY.

o Ratón: sirve para introducir información de forma gráfica, seleccionando objetos que se presentan en la pantalla o en respuesta a botones o enlaces. Según su tecnología, pueden ser mecánicos, ópticos, láser o trackball. Atendiendo a su conexión, los podemos encontrar por cable o inalámbricos (radio frecuencia, infrarrojos, bluetooth).

o Escáner: se utiliza para convertir, mediante el uso de la luz, imágenes impresas o documentos a formato digital. Dependiendo del software del que se disponga también


u misión es la de introducir


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puede servir para introducir texto. El parámetro más relevante de un escáner es laresolución a las que puede obtener las imágenes.

o WebCam: usualmente utilizada para la videoconferencia, s imágenes de vídeo en el ordenador.

o Micrófono: permite introducir información sonora al ordenador.

o Lápiz óptico: con forma de varita fotosensible, puede ser usado para apuntar a objetos mostrados en un monitor, de forma similar a una pantalla táctil pero con mayor precisión.

DISPOSITIVOS DE SALIDA: Sirven para extraer información del ordenador. Los más importantes:

o Monitor: pantalla a través de la cual se visualiza la información. Los monitores hoy en día pueden ser de rayos catódicos, de cristal líquido o LCD, pantalla LED, etc. El tamaño de un monitor se mide en pulgadas (midiendo la diagonal). El tamaño tradicional era 14 o 15 pulgadas, aunque cada vez se usan más los de 17 o 19 pulgadas. La calidad de un monitor viene dada entre otros factores por su resolución, que indica el número de puntos de luz o píxeles que componen el monitor. La tarjeta gráfica es el dispositivo que sirve de conexión entre el monitor y la CPU. Los monitores táctiles de última generación pueden considerarse dispositivos de entrada/salida.

o Proyector: periférico capaz de recibir y decodificar las señales de vídeo digital procedentes del ordenador para luego proyectarlas por medio de luz. Poseen una lámpara emisora de luz que es necesario reemplazar al final de su vida útil.

o Impresora: dispositivo que permite obtener información alfanumérica e información gráfica en soporte de papel. Los tipos de impresoras más comunes hoy en día son las impresoras de inyección (que utilizan cartuchos de tinta que dibujan el papel) y las impresoras láser (más rápidas y caras, emplean un tóner con "tinta seca" y un sistema parecido al de las fotocopiadoras tratando el papel con una sustancia sensible a la luz). El plotter, impresoras de gran tamaño y alta calidad, se emplea para trabajos profesionales.

o Impresora 3D: máquina capaz de realizar "impresiones" de diseños en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador. Normalmente utilizan plásticos especiales como material de impresión.

o Altavoces y auriculares: conectados a la tarjeta de sonido del ordenador, permiten reproducir la información acústica generada por las aplicaciones.

o Fax: consiste en la transmisión telefónica de material escaneado impreso.

DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SALIDA: Como se señaló anteriormente, las memorias secundarias pueden considerarse como dispositivos de entrada/salida ya que podemos introducir y extraer datos de ellas. Las principales memorias secundarias son:

o Disco duro: emplea un sistema de grabación magnética para almacenar los datos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que "flota" sobre los discos.

o CD (Compact Disc): es un soporte de tipo óptico utilizado para almacenar datos en formato digital (audio, imágenes,



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vídeo, documentos y otros datos). La lectura y grabación de los datos sobre un CD se hace mediante un haz de un rayo láser que incide sobre el disco en rotación. Los CD tienen capacidades entre 650 y 700 Mb. Pueden ser de varios tipos: CD-ROM (de sólo lectura, que se compran con la información ya grabada), CD-R (grabables, permiten grabar datos de forma permanente) y CD-RW (regrabables, permiten grabar y borrar datos).

o DVD (Digital Versatile Disc): también son discos ópticos de apariencia similar a un CD, pero con mayor capacidad de almacenamiento (hasta 4,7 Gb). Los hay de sólo lectura (DVD-ROM), grabables (DVD+R y DVD-R) y regrabables (DVD+RW y DVD-RW).

o Memoria USB (Universal Serial Bus): Dispositivo de almacenamiento que utiliza un soporte flash para guardar información, y se conecta al ordenador a través de un puerto USB. Se le denomina también como pendrive, lápiz de memoria o lápiz USB.

o Tarjetas memoria: soportes de almacenamiento tipo flash con apariencia de una tarjeta que se inserta en una ranura capaz de leer sus datos. Las hay de múltiples tipos, formas y capacidad.

Además de las memorias secundarias, otros dispositivos de entrada/salida son los siguientes:

o Monitor o pantalla táctil: pantalla que mediante un toque directo sobre su superficie permite la entrada de datos y órdenes al dispositivo, mostrando en tiempo real el resultado de las acciones que estamos realizando.

o Módem: dispositivo que permite la comunicación entre distintos ordenadores a través de las redes de telefonía.

o Tarjeta de red: periférico que permite la comunicación con aparatos conectados entre sí y también permite compartir recursos entre dos o más ordenadores.

F. CONEXIONES DEL HARDWARE

El microprocesador, las memorias externas, los dispositivos, así como cualquier otro elemento del hardware, necesitan estar comunicados entre sí. Para ello, los ordenadores cuentan con una serie de infraestructuras de conexiones internas y hacia exterior.

Placa base

La placa base, placa principal, o placa madre es un soporte al que se conectan los componentes fundamentales que constituyen el ordenador. En la placa base se instalan el microprocesador (CPU), la memoria principal, así como una serie de circuitos integrados, ranuras de expansión y entradas de alimentación, entre otros dispositivos. Es una parte fundamental para armar cualquier ordenador, ya sea de sobremesa escritorio o portátil.

1) Zócalo de conexión del microprocesador2) Chip de memoria ROM (BIOS)

3) Chipset: conjunto de chips de circuitos integrados que conectan el procesador con el resto de elementos (RAM, ROM, etc.)

4) Ranuras de expansión5) Ranuras de memoria RAM

6) Puerto de conexión a placa base



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Bus

Se denomina bus (o canal) al conjunto de conexiones físicas que comunican entre sí los componentes del hardware. Lo constituyen los cables, pistas en un circuito impreso, circuitos integrados, además de otros dispositivos.

Los canales de comunicación entre el procesador y la memoria principal constituyen el bus principal, y los canales de comunicación entre estos elementos y el resto de dispositivos constituyen los bus secundario.

Circuitos impresos (verde) y circuitos integrados (negro)

Ranuras de expansión

Permiten conectar a la placa principal dispositivos periféricos internos, es decir, aquellos que se situarán dentro de la caja del ordenador.

Puertos

Cable Bus (de placa base a disco duro)

En informática, los puertos son conexiones que enlazan la placa base con distintos tipos de periféricos.

El tipo de puerto más utilizado en los ordenadores actuales es el puerto USB (Universal Serial Bus). Los puertos USB están diseñados para transmitir energía eléctrica al dispositivo que se encuentra conectado, de esta manera no se necesita de un cable adicional para conectarse a una toma de corriente.

Además, son muy frecuentes los puertos mini-USB en cámaras de fotos, reproductores de música, discos duros externos y otros pequeños gadgets, mientras que el puerto micro-USB aparece en prácticamente todos los smartphones actuales.

o

á

U



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VOCABULARY OF THE UNIT

ÁbacoESPAÑOL ENGLISH

AbacusSistema binario Binary SystemLenguaje de programación programming languageUnidad Central de Proceso Central Process Unit (CPU)Microprocesador MicroprocessorUnidad de control Control unit (UC)Unidad aritmetic lógica Arithmetic-logical unit (AL )Memoria de acceso aleatorio Random access memory (RAM) Memoria de sólo lectura Read only memory (ROM)Dispositivo Teclado Ratón Escáner Micrófono Monitor PantallaPantalla táctilProyector Impresora Cartucho de tinta Altavoz AuricularesDisco duroDisco compactoDisco digital vers

Device Keyboard Mouse Scaner Microphone Monitor ScreenTouch screenProjectorPrinterInk cartridge Speaker Headphones/Earphones Hard diskCompact disc (CD)

til Digital versatile disc (DVD)

Bus de serie universal Universal serial bus (USB)Puerto USB USB portTarjeta de memoria Memory cardPlaca base Motherboard

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