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7/25/2019 Unidad 5con el ndice

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INFORM TICA 4 ESO TEOR A 2 TRIMESTRE: COMPONENTES F SICOS DEL ORDENADOR

Colegio Sagrada Familia de Urgel - Sevilla | Dpto. Tecnologas de la Informacin y la Comunicacin 1

Tema 5

COMPONENTES DE LA INFORMTICA

Antecedentes de la informtica-El baco.-Las primeras mquinas de calcular.-La mquina analtica de Babbage.-El sistema de cmputo automtico de Holleritz.

2

Desarrollo de la informtica.-Primera generacin de ordenadores.-Segunda generacin de ordenadores.-Tercera generacin de ordenadores.-Cuarta generacin de ordenadores.-La informtica desde 1981.

3 Hardware.-Organizacin fsica del ordenador.

-Microprocesador o CPU.-Memoria principal.-Memorias secundarias.-Dispositivos o perifricos.-Conexiones del hardware.

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Vocabulary.


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COMPONENTES FSICOS DEL ORDENADOREl conjunto de componentes fsicos que componen un sistema informtico se conoce como

hardware. Este concepto abarca tanto los componentes estrictamente necesarios para elfuncionamiento del equipo como aquellos perifricos que realizan funciones especficas y amplansus posibilidades.

ANTECEDENTES DE LA INFORMTICA

Los ordenadores actuales tienen una historia relativamente reciente que se remonta unos 70 aosatrs. No obstante, los seres humanos siempre han buscado tener dispositivos que les permitieranrealizar clculos de forma rpida y precisa.

El baco (s.V a.C.)

El dispositivo de clculo ms antiguo que se conoce es el baco.Su nombre proviene del griego abakos, que significa superficieplana. Se sabe que los antiguos griegos empleaban tablas paracontar en el siglo V a.C. y que los chinos ya utilizaban un contador

de bolas hacia el siglo IX a.C.

Las primeras mquinas de calcular: mquina de Pascal ymquina deLeibnitz (s.XVII)

En el siglo XVII, como consecuencia delcapitalismo emergente, la vida econmica sufri ungran empuje. Tambin se produjeronimportantes avances

baco

cientficos. Fue entoncescuando

varios matemticos

idearon mquinas que realizaban operacionesaritmticas elementales que funcionaban medianteruedas dentadas, a semejanza de los mecanismosde relojera.

En 1642, el matemtico Blaise Pascal cresu mquina aritmtica, la mquina de Pascal opascalina, que nicamente permita hacer sumas.

La mquina de Leibnitz apareci tres dcadasdespus, en 1672. Era una mquina ms avanzada

que la de Pascal puesto que con ella, adems desumar, se poda multiplicar, dividir y obtener racescuadradas.

Leibnitz propuso la idea de una mquina declculo basada en el sistema binario de numeracin,que es el empleado por los ordenadores en laactualidad.

La mquina analtica de Babbage (s.XIX)

Pascalina

Mquina de Leibnitz

Con la industrializacin, se produjo un gran desarrollo de la mecnica y los procesos de

fabricacin en serie. Con ello, las necesidades de clculo fueron creciendo. En 1833, el matemticoingls Charles Babbage,considerado el padre de la informtica moderna, dise la mquinacon la

fundamentos tericos delos ordenadores


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actuales: la mquina analtica. que se asentaban losEsta mquina era completamente mecnica. Estaba formada por engranajes, palancas, levas y otrostipos

de mecanismos. Se disepara

que realizara cualquier operacinaritmtica

y pudiera enlazar estas

operaciones entre s, con el objetivo de poder resolver cualquier problema aritmtico que se planteara.Al igual que los modernos ordenadores, la mquina de Babbage tena un mecanismo de entrada

y salida de informacin basado en el uso de tarjetas perforadas, que adems permitan almacenar lainformacin.


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Mquinaanaltica deBabbage

Tarjeta perforada

Sistema de cmputo automtico de Holleritz (s.XIX)

El gran avance de la Revolucin Industrial durante el siglo XIX, as como la creciente complejidadde la organizacin social y el aumento de la poblacin en los pases industrializados, plante unnuevo problema: el tratamiento de grandes cantidades de informacin.

Herman Hollerith ide un sistema de cmputo automtico para la realizacin del censo depoblacin de Estados Unidos de 1890. El sistema ideado por Hollerith utilizaba tarjetasperforadas que codificaban la informacin de los ciudadanos: edad, gnero, raza, etc.

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

2 DESARROLLO DE LA INFORMTICA

El desarrollo de la informtica est marcado por la evolucin de su hardware. Se puede clasificaren cuatro generaciones, cada una caracterizada por un salto tecnolgico de importancia.

Primera generacin de ordenadores (1939 - 1958)

La tecnologa de la primera generacin se basaba en grandes y pesadas vlvulas de vaco, lascuales se sobre calentaban y haba que cambiarlas con frecuencias. La entrada y salida de los datosse realizaba mediante tarjetas o cintas perforadas, por lo que el procesamiento de la informacin eralento y secuencial.

El MARK I es el primer ordenador construido a gran escala. Se trata del primer ordenadorelectromecnico capaz de realizar largas operaciones de forma automtica. Meda 15 metros de

largo, 2,40 m de altura y pesaba 5 toneladas. A pesar de su enorme tamao, era muchsimo mslento que cualquier calculadora de bolsillo actual.


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Vlvulas de vaco


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nicacin

MARK 1

Segunda generacin de ordenadores (1958 - 1964)

Esta generacin se caracteriza por el empleo de transistores en lugarde vlvulas de vaco. Ambos cumplen las mismas funciones, pero eltamao de los transistores y la tensin con la que funcionaban sonmucho menores.

En este periodo aparecen los primeros discos extrables,generalmente cilindros y cintas magnticas. Durante este perodonacieron los lenguajes de programacin (FORTRAN, COBOL,BASIC, etc.) y los ordenadores secomenzaron a utilizar con fines mltiples: cientficos, militares,administrativos, comerciales, etc.

Tercera generacin de ordenadores (1965 - 1971)

Los rasgos ms caractersticos de esta generacin son la utilizacinde circuitos integrados que permitan agrupar miles de transistores

en espacios reducidos. Asimismo, cabe destacar el gran desarrollodel software y la simplificacin de los lenguajes de programacin, loque facilitaba el uso de los ordenadores.

Cuarta generacin de ordenadores (1971 - 1981)

La cuarta generacin se caracteriza por la aparicin delmicroprocesador o CPU, que permite la miniaturizacin de loscircuitos electrnicos en un chip. Consecuentemente, se mejora lavelocidad de proceso de datos y los ordenadores siguen hacindosems pequeos.

Es durante este perodo cuando verdaderamente nace la industriade la informtica.

La informtica desde 1981

Transistores

Circuito integrado

Microprocesador

En los inicios de los aos 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 evolucion al MS-DOS, un sistema operativo que llev a Microsoft a liderar la industriainformtica, posicin que se mantiene en la actualidad.

Macintosh

PC

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En1984,Applecambi laforma deutilizar los

ordenadores con ellanzamiento delordenadorMacintosh,en el queel uso delratn yunacuidada

interfazgrficafacilitaronel uso delosequipos.Con estesistema, seeliminabala

necesidadde escribirloscomplicadoscomandosde MS-DOS paraoperaciones tancomunescomocopiar omoverarchivos.

En1985,Microsoftpresenta laprimeraversin deWindows,queintrodujo

la interfaz grfica en los PC. Desde entonces Windows y, enmenor medida, el sistema operativo MacOS de Macintosh son losms utilizados en el mundo de los ordenadores personales.Adems, el software libre liderado por el sistema operativoLinux ha ganado mucho protagonismo en los ltimos aos.

En los aos 90 y el inicio del siglo XXI, el desarrollo de las

aplicaciones multimedia, la eclosin de Internet y la popularidadde los nuevos dispositivos porttiles (smartphones, tablets, etc.)marcan la evolucin de la informtica y la forma de relacionarnoscon ella hasta convertirla en la herramienta imprescindible que eshoy. Los recientes avances en micro y nanotecnologa permitenprever la aparicin de ordenadores mucho ms avanzados.


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3 EL HARDWARE

El hardware puede definirse como el conjunto de los componentesque conforman la parte material (fsica) de un ordenador, a diferencia delsoftware que refiere a los componentes lgicos (intangibles).

El hardware de un sistema informtico lo componen tanto los

componentes fsicos internos (procesador, disco duro, etc.) como las memoriasexternas, los perifricos (escners, impresoras, ratn, etc.) y todas lasconexiones entre los distintos elementos (ranuras, cables, puertos, etc.).

A. ORGANIZACIN FSICA DEL HARDWARE

Prcticamente todos los ordenadores existentes, independientemente de supotencia, tamao, utilizacin o fabricante, poseen los siguientes elementosfsicos y estructura de hardware:

B. MICROPROCESADOR o CPU

La Unidad Central de Proceso o CPU (Central Process Unit),tambin conocido como microprocesador, es el elemento principal o"cerebro" de un ordenador y su misin consiste en coordinar yrealizar todas las operaciones del sistema informtico. Consta de lossiguientes elementos:

UNIDAD DE CONTROL (UC, Control Unit): es la

parte del procesador encargada de gobernar al resto de lasunidades, adems de interpretar (decodificar) y ejecutarlas instrucciones.

UNIDAD ARITMTICOLGICA (ALU, Arithmetic-Logical Unit): es la parte del procesador encargada derealizar todas las operaciones elementales de tipoaritmtico y de tipo lgico.

C. MEMORIA PRINCIPAL

La memoria principal es el elemento encargado de almacenar los programas y los datos que la

CPU est procesando o que va a procesar en un determinado momento. Por su funcin, la memoriaprincipal est directamente comunicada con la CPU.

Los dos principales tipos de memoria principal son:


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Memoria RAM (Random Access Memory) omemoria de acceso aleatorio: Contiene los programasque el usuario est ejecutando en cada instante y losdatos necesarios para que estos programas funcionendebidamente. El ordenador puede leer, modificar yborrar el contenido de esta memoria. Se trata de una

memoria voltil, es decir, su contenido desaparece alapagar el ordenador.

Memoria ROM (Read Only Memory) o memoria deslo lectura: Contiene los programas necesarios paraque el ordenador pueda arrancar y detectar losdispositivos imprescindibles para su funcionamiento.Como su nombre indica, el ordenador puede leer sucontenido pero no puede modificarlo ni borrarlo. Setrata de una memoria permanente, su contenido nodesaparece al apagar el ordenador.

D. MEMORIAS SECUNDARIAS

Las memorias secundarias, auxiliares o externas son dispositivos externos a la CPU (aunquealgunos puedan estar incluidos dentro de la carcasa del ordenador) cuya misin es almacenarde manera permanente programas y datos en soportes de gran capacidad. En funcin de latecnologa empleada para almacenar la informacin, pueden clasificarse en tres grupos:

SOPORTES MAGNTICOS: recurren a las propiedades magnticas de losmateriales para procesar los datos. Los ms comunes son los discos duros (internos yexternos), las cintas magnticas o los discos flexibles (en desuso en la actualidad).

SOPORTES PTICOS: utilizan tecnologa lser para la lectura y grabacin de los

datos. Son soportes pticos el CD-ROM, DVD y BluRay.

SOPORTES FLASH: emplean impulsos elctricos para la lectura y grabacin de datos.Los ms comunes actualmente son las memorias USB y las tarjetas SD en sus diferentestipos.

Como veremos ms adelante, es frecuente considerar las memorias secundarias comodispositivos de entrada/salida, pues permiten tanto grabar informacin en ellos como extraerla.

E. DISPOSITIVOS O PERIFRICOS

En informtica, se conoce como dispositivo o perifrico a todo aquel elemento externo alordenador que permita introducir informacin, obtener informacin o ambas cosas. Segn estecriterio, los perifricos se pueden clasificar en tres categoras: dispositivos de entrada, dispositivosde salida y dispositivos de entrada/salida.

DISPOSITIVOS DE ENTRADA: Sirven para introducir informacin en el ordenador.Los ms importantes son:

o Teclado: sirve para introducir informacin de carcter alfa-numrico, adems depermitir otras funciones de edicin y funcin. Existen distintas disposiciones deteclado, para que se puedan utilizar en diversos lenguajes. El tipo estndar deteclado ingls se conoce como QWERTY.

o Ratn: sirve para introducir informacin de forma grfica, seleccionando objetos

que se presentan en la pantalla o en respuesta a botones o enlaces. Segn sutecnologa, pueden ser mecnicos, pticos, lser o trackball. Atendiendo a suconexin, los podemos encontrar por cable o inalmbricos (radio frecuencia,


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infrarrojos, bluetooth).

o Escner: se utiliza para convertir, mediante el uso de la luz, imgenesimpresas o documentos a formato digital. Dependiendo del software del que sedisponga tambin


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puede servir para introducir texto. El parmetro ms relevante de un escner es laresolucin a las que puede obtener las imgenes.

o WebCam: usualmente utilizada para la videoconferencia, su misin es la deintroducir imgenes de vdeo en el ordenador.

o Micrfono: permite introducir informacin sonora

al ordenador.o Lpiz ptico: con forma de varita fotosensible, puede

ser usado para apuntar a objetos mostrados en unmonitor, de forma similar a una pantalla tctil perocon mayor precisin.

DISPOSITIVOS DE SALIDA: Sirven para extraerinformacin del ordenador. Los ms importantes:

o Monitor: pantalla a travs de la cual se visualiza la informacin. Los monitores hoyen da pueden ser de rayos catdicos, de cristal lquido o LCD, pantalla LED, etc. El

tamao de un monitor se mide en pulgadas (midiendo la diagonal). El tamaotradicional era 14 o 15 pulgadas, aunque cada vez se usan ms los de 17 o 19pulgadas. La calidad de un monitor viene dada entre otros factores por suresolucin, que indica el nmero de puntos de luz o pxeles que componen elmonitor. La tarjeta grfica es el dispositivo que sirve de conexin entre el monitory la CPU. Los monitores tctiles de ltima generacin pueden considerarsedispositivos de entrada/salida.

o Proyector: perifrico capaz de recibir y decodificar las seales de vdeodigital procedentes del ordenador para luego proyectarlas por medio de luz.Poseen una lmpara emisora de luz que es necesario reemplazar al final de su vida

til.o Impresora: dispositivo que permite obtener informacin alfanumrica e

informacin grfica en soporte de papel. Los tipos de impresoras ms comuneshoy en da son las impresoras de inyeccin (que utilizan cartuchos de tinta quedibujan el papel) y las impresoras lser (ms rpidas y caras, emplean un tner con"tinta seca" y un sistema parecido al de las fotocopiadoras tratando el papel conuna sustancia sensible a la luz). El plotter, impresoras de gran tamao y altacalidad, se emplea para trabajos profesionales.

o Impresora 3D: mquina capaz de realizar "impresiones" de diseos en 3D, creandopiezas o maquetas volumtricas a partir de un diseo hecho por ordenador.

Normalmente utilizan plsticos especiales como material de impresin.o Altavoces y auriculares: conectados a la tarjeta de sonido del ordenador,

permiten reproducir la informacin acstica generada por las aplicaciones.

o Fax: consiste en la transmisin telefnica de material escaneado impreso.

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

o Disco duro: emplea un sistema de grabacinmagntica para almacenar los datos digitales. Se

compone de uno o ms platos o discos rgidos, unidospor un mismo eje que gira a gran velocidad dentro deuna caja metlica sellada. Sobre cada plato, y en cada

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una de sus caras, se sita un cabezal delectura/escritura que "flota" sobre los discos.

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



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vdeo, documentos y otros datos). La lectura y grabacin de los datos sobre unCD se hace mediante un haz de un rayo lser que incide sobre el disco enrotacin. Los CD tienen capacidades entre 650 y 700 Mb. Pueden ser de variostipos: CD-ROM (de slo lectura, que se compran con la informacin yagrabada), CD-R (grabables, permiten grabar datos de forma permanente) y CD-RW (regrabables, permiten grabar y borrar datos).

o DVD (Digital Versatile Disc): tambin son discos pticos de apariencia similar aun CD, pero con mayor capacidad de almacenamiento (hasta 4,7 Gb). Los hayde slo 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 queutiliza un soporte flash para guardar informacin, y se conecta al ordenador atravs de un puerto USB. Se le denomina tambin como pendrive, lpiz dememoria o lpiz USB.

o Tarjetas memoria: soportesde almacenamiento tipo flashcon apariencia de una tarjetaque se inserta en una ranuracapaz de leer sus datos. Lashay de mltiples tipos, formasy capacidad.

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

o Monitor o pantalla tctil: pantalla que mediante un toque directo sobre susuperficie permite la entrada de datos y rdenes al dispositivo, mostrando entiempo real el resultado de las acciones que estamos realizando.

o Mdem: dispositivo que permite la comunicacin entre distintos ordenadores atravs de las redes de telefona.

o Tarjeta de red: perifrico que permite la comunicacin con aparatos conectadosentre s y tambin permite compartir recursos entre dos o ms ordenadores.

F. CONEXIONES DEL HARDWARE

El microprocesador, las memorias externas, los dispositivos, as como cualquier otro elemento delhardware, necesitan estar comunicados entre s. Para ello, los ordenadores cuentan con una serie deinfraestructuras de conexiones internas y hacia exterior.

Placa base

La placa base, placa principal, o placa madre es unsoporte al que se conectan los componentesfundamentales que constituyen el ordenador. En la placabase se instalan el microprocesador (CPU), la memoriaprincipal, as como una serie de circuitos integrados,ranuras de expansin y entradas de alimentacin,entre otros dispositivos. Es una parte fundamental paraarmar cualquier ordenador, ya sea de sobremesaescritorio o porttil.

1) Zcalo de conexin del microprocesador

2) Chip de memoria ROM(BIOS)

3) Chipset: conjunto de chips de circuitos integrados queconectan el procesador con el resto de elementos

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(RAM, ROM, etc.)4) Ranuras deexpansin

5) Ranuras de memoria RAM6) Puerto de conexin a placa

base


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Bus

Se denomina bus (o canal) al conjunto de conexiones fsicas que comunican entre s loscomponentes del hardware. Lo constituyen los cables, pistas en un circuito impreso, circuitosintegrados, adems de otros dispositivos.

Los canales de comunicacin entre el procesador y la memoria principal constituyen el bus

principal, y los canales de comunicacin entre estos elementos y el resto de dispositivos constituyenlos bus secundario.

Circuitos impresos (verde) ycircuitos integrados (negro)

Ranuras de expansin

Permiten conectar a la placa principal dispositivos perifricosinternos, es decir, aquellos que se situarn dentro de la caja delordenador.

Puertos

Cable Bus (deplaca base adisco duro)

En informtica, los puertos son conexiones

que enlazan la placa base con distintos tipos deperifricos.

El tipo de puerto ms utilizado en losordenadores actuales es el puerto USB(Universal Serial Bus). Los puertos USB estndiseados para transmitir energa elctrica aldispositivo que se encuentra conectado, deesta manera no se necesita de un cableadicional para conectarse a una toma decorriente.

Adems, son muy frecuentes los puertos mini-USB en cmaras de fotos, reproductores de msica,discos duros externos y otros pequeos gadgets, mientras que el puerto micro-USB aparece enprcticamente todos los smartphones actuales.


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o U

VOCABULARY OF THE UNIT

bacoSistema

binario

ESPAOL ENGLISHAbacusBinary System

Lenguaje de programacin programming languageUnidad Central de Proceso Central Process Unit (CPU)Microprocesador

Microprocessor

Unidad de control Control unit (UC)Unidadaritmetic

lgica Arithmetic-logical unit (AL )

Memoria de acceso aleatorio Random access memory(RAM) Memoria de slo lectura Read only memory (ROM)

Dispositivo TecladoRatnEscnerMicrfonoMonitorPantallaPantalla tctilProyectorImpresora

Cartucho detinta AltavozAuricularesDisco duroDisco compactoDisco digitalvers

DeviceKeyboardMouseScanerMicrophone MonitorScreenTouch screenProjectorPrinter

Ink cartridge SpeakerHeadphones/Earphones Hard diskCompact disc (CD)

til Digital versatiledisc(DVD)

Bus de serie universal Universal serial bus (USB)PuertoUSB

USB port

Tarjeta de memoria Memory cardPlaca base Motherboard

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