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FUNCIONAMIENTO Y COMPONENTES DE UN ORDENADOR. HARDWARE

1. CÓMO FUNCIONA UN ORDENADOR

Las diferentes operaciones básicas que realiza un ordenador son:

1.1. Entrada de datos. Los periféricos de entrada se comunican con el

ordenador (microprocesador), introduciendo datos al ordenador. Algunos

de ellos son: el teclado, el ratón, el joystick, el micrófono, el escáner, etc.

1.2. Procesamiento de los datos. La CPU (Unidad Central de Proceso) o

microprocesador tiene como misión procesar los datos que le llegan a

través de los periféricos de entrada y ejecutar todas las instrucciones. Es el

chip más importante del ordenador.

1.3. Almacenamiento de la información. Una vez que los datos han sido

procesados, es necesario almacenar la información, utilizando, para ello, la

memoria del ordenador CACHÉ y RAM y los dispositivos de

almacenamiento (disco duro, DVD, CD-ROM, etc).

1.4. Salida de la información. Los periféricos de salida son los encargados

de mostrar los resultados de los procesos realizados por la CPU. Algunos

de ellos son: monitor, impresora, altavoces, plotter, etc.

DEFINICIÓN DE INFORMÁTICA

La palabra informática está

compuesta por la unión de

otras dos, información y

automática, por tanto la

informática es la ciencia

que realiza el tratamiento

automático de la

información por medio del

ordenador.

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2. LOS COMPONENTES DE LA "CPU" O TORRE

Es la caja metálica que almacena los componentes internos del ordenador. Se comercializan varios

modelos: sobremesa, semi-torre, slim, etc. Habitualmente al ordenador se le denomina “torre”, “caja”

o “CPU”. Los componentes que contiene constituyen el ordenador que para poder utilizarlo, hemos

de conectarlo con los periféricos.

Dentro de la “torre” se alojan los siguientes componentes:

• Fuente de alimentación.

• Placa base.

• Sistemas de almacenamiento.

Veamos cada uno de ellos con más profundidad.

2.1. LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN.

Transforma la corriente alterna de la red (230V AC) en corriente continua de

baja tensión (12 V, 5V, 3,3V) para alimentar los distintos elementos y circuitos

del ordenador. En los ordenadores de sobremesa la fuente de alimentación

es interna, va alojada dentro de la carcasa. En los ordenadores portátiles es

externa y se emplea para recargar la batería.

2.2 LA PLACA BASE O PLACA MADRE.

Es una placa de circuito impreso con múltiples conectores. Es la base sobre

la que se construye el ordenador. A la placa base se conectan todos los

demás elementos que forman parte de un equipo informático.

La placa base dispone de varios conectores,

zócalos, slots, ranuras y puertos, que se

detallan a continuación:

1.- Zócalo para conectar el

microprocesador.

2.- Zócalos o ranuras DIMM para conectar

los módulos de memoria RAM.

3.- Conectores IDE o SATA donde pueden

conectarse discos duros y unidades

ópticas(CD, DVD, Blu-Ray), hasta dos por

conector.

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4.- Ranuras o Slots de expansión PCI y PCI Express, donde podemos conectar diferentes tarjetas de ampliación o expansión, como: tarjeta de sonido, tarjeta capturadora, tarjeta de red, tarjeta sintonizadora de TV, tarjeta de modem interno, etc.

5.- Ranura AGP o PCI express, para conectar la tarjeta gráfica.

6.- Conector de alimentación, por donde recibe la alimentación eléctrica a través de un manojo de cables de corriente procedentes de la fuente de alimentación.

7.- También tiene una pila de botón para alimentar el reloj y la ROM-BIOS.

8.- Dos chipsets, puente norte y puente sur, que son dos circuitos integrados que se encargan de regular y controlar todos los flujos de datos que circulan por la placa base, interconectando los diferentes conectores y ranuras de la placa entre sí.

9.- ROM-BIOS, es el chip alimentado por la pila, aún con el ordenador apagado, que contiene las instrucciones básicas para el chequeo del hardware y el arranque del ordenador.

10.- Puertos de E/S (Entrada/Salida), que nos permiten conectar a la placa base todo tipo de periféricos externos. Los puertos más usuales son:

▪ Conector PS2 del teclado y del ratón. Tiene forma redondeada.

▪ Puerto USB: Estas conexiones van siempre por duplicado (dos, cuatro, etc.) y en ellos, se pueden conectar dispositivos en caliente (plug and play), es decir, sin necesidad de apagar el PC. Algunos ejemplos son escáner, impresora, módem y demás dispositivos con este tipo de entrada.

▪ Puertos serie y paralelo. Están en desuso.

▪ Conector de red, ethernet o RJ-45: Usado para transmitir datos. Su forma es parecida la del conector donde enchufa el teléfono, pero de diferente tamaño. Mediante él, podrá conectarse al router y así a Internet.

▪ Conector de video o VGA: Es el conector hembra más pequeño de la CPU, con tan solo 15 pines. Debe conectar a él, el cable por el que circula la información que se visualizará en el monitor.

▪ Conectores de sonido: Dependiendo del tipo de tarjeta que posea el PC, veremos diferentes entradas y salidas para dispositivos como auriculares, puertos para juegos (joystick), etc…

▪ Conector HDMI: Puerto de alta velocidad de audio y vídeo digital, como una pantalla LED digital HD (alta definición), un sintonizador TDT, un reproductor de Blu-ray, un Tablet PC, un ordenador.

Velocidad de

transferencia

Serie 896 Kbps

(112 KB/seg)

Paralelo 1200 Kbps-8 Mbps

(150 KB/seg-

1MB/seg) USB 1.1 12 Mbps

(1,5 MB/seg)

Firewire(IEEE

1394a)

400 Mbps

(unos 50 MB/seg)

USB 2.0 480 Mbps

(unos 60 MB/seg)

Firewire 2

(IEEE 1394b)

800 Mbps

(100 MB/seg)

USB 3.0 4,8 Gbps

(unos 600 MB/seg)

Velocidad de transferencia de

los puertos externos.

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2.2.1. Procesador o Unidad Central de Proceso:

También llamada CPU o Microprocesador. Es un

microchip o circuito integrado formado por millones

de transistores, encargado de realizar todas las

tareas que el usuario solicita del ordenador. Si

hacemos una comparación entre el ordenador y

una persona, el procesador correspondería a

nuestro cerebro. Se encarga de leer y ejecutar los

programas almacenados en la memoria RAM. Es

el componente principal de un ordenador. Para

extraer el calor generado durante su

funcionamiento necesita un disipador y un

ventilador colocados ambos sobre él en la placa

base.

Los microprocesadores actuales también llevan

incorporada internamente una memoria caché que

es mucho más rápida y cara que la memoria RAM

y gracias a ella puede realizar las operaciones más

rápidamente.

Tres características fundamentales del procesador

son las siguientes:

• Fabricante y modelo: Los dos fabricantes más conocidos actualmente son INTEL y AMD. Aunque actualmente existen otros como ARM dedicados a equipos de bajo consumo, como móviles o tablets.

• La velocidad: A mayor velocidad del procesador más rápido funcionará nuestro ordenador. La velocidad del procesador se mide en Hertzios y sus múltiplos MHz y GHz, los ordenadores actuales están entre los 2GHz y 3GHz. esta velocidad se incrementa de manera considerable con cada nueva generación de ordenadores.

• Número de núcleos. A mayor número de núcleos más operaciones realizará al mismo tiempo. Hoy día, suelen llevar dos, cuatro u ocho núcleos.

2.2.2. Memoria Principal o memoria RAM, o

memoria de acceso aleatorio. Es la memoria principal del

ordenador, debido a que es la memoria más rápida y en la que se

almacena la información en el momento en el que el procesador

está trabajando con ella, por ejemplo el texto que estamos

escribiendo en un editor y que aún no hemos guardado.

La información que entiende y

procesa un ordenador se encuentra

en formato digital o binario. La

unidad básica de información es el

bit que puede tomar únicamente

dos valores '1' y '0'.

Los bits se agrupan en bytes; un

byte es un conjunto de 8 bits, es

decir, una serie de ocho unos o

ceros, o combinación de ambos.

Como el byte es una unidad muy

pequeña de información se

emplean múltiplos:

KiloByte (kB) = 1024 Bytes

MegaByte (MB) = 1024 kB

GigaByte (GB) = 1024 MB

TeraByte (TB) = 1024 GB

La ley de Moore expresa que aproximadamente

cada dos años se duplica el número de transistores

en un microprocesador.

Esta ley la formuló Gordon E. Moore en 1965 y lleva

cumpliéndose más de 50 años.

La Ley de Moore es, en definitiva, una apasionante

carrera hacia el infinito y hacia los límites de la

miniaturización. Cada chip que la humanidad ha ido

produciendo es más barato que el anterior y más

poderoso.

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Se añade a la placa base en forma de módulos (placas de circuito impreso con varios chips) como

los de la foto, que pueden ampliarse hasta completar todas las ranuras disponibles. Es una memoria

volátil, es decir, su contenido se borra al apagar el ordenador. En ella se carga el sistema operativo

y el programa o programas que estemos usando en ese momento. Sus características más

importantes son su capacidad, indicada en MegaBytes (MB) o GigaBytes (GB), y su velocidad.

2.2.3. Tarjetas de ampliación o expansión

Se conectan a los SLOTS o “ranuras de expansión” sirven para aumentar las funciones del ordenador o mejorar su funcionamiento. Algunos ejemplos son:

➢ Tarjeta gráfica

Se conecta a la ranura AGP o PCI Express, la función principal

es procesar y gestionar la imagen que vemos por el monitor,

liberando así al microprocesador y memoria RAM de la placa

base de esta tarea, por lo que las ventanas de las aplicaciones

e imágenes de un ordenador con esta tarjeta irán siempre más

rápidas y fluidas. El monitor se conecta a la tarjeta gráfica.

Es uno de los dispositivos más importantes si el ordenador va a ser destinado al uso de programas

gráficos o de videojuegos. Tiene un microprocesador que calcula las imágenes en movimiento, a

veces, tan potente que necesita un ventilador y una memora RAM de similares características a la

de la placa principal.

Además de la salida VGA, DVI o HDMI a la que se conecta el monitor suelen tener una salida s-

Vídeo para ver en un televisor normal la imagen del ordenador.

➢ Tarjeta de sonido.

Se conecta a una ranura PCI y su función es convertir la información digital contenida en archivos de sonido (tipo WAV, MP3…) en una señal de sonido analógica que pueda ser transmitida a unos auriculares, altavoces u otro dispositivo de sonido analógico. También tiene la función de grabar la señal de sonido procedente de una fuente analógica (micrófono, reproductor de CD, DVD…) en un archivo de sonido binario digital.

Tiene diferentes conexiones para micrófono, entrada de línea

(por ejemplo para conexión de un cassette.), salida de

altavoces y puerto para joystick (videojuegos).

Existen tarjetas que son especiales para sistema de altavoces

5.1 (usados en los home cinemas).

➢ Sintonizadora TV

Se utilizan para ver la TV en un ordenador. Disponen de varias entradas de vídeo y antena. Se

conecta a las ranuras PCI.

➢ Otras tarjetas de expansión

Existen otros muchos tipos de tarjetas que se conectan a las ranuras PCI.

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• Capturadora de vídeo, para codificar vídeo desde una videocámara.

• Modem, para conectar el ordenador a internet a través de una línea telefónica normal.

• Tarjeta de red, para conectar varios ordenadores entre sí.

• Router, para conectar el ordenador a internet a través de ADSL.

2.3. MEMORIA SECUNDARIA o UNIDAD DE ALMACENAMIENTO:

Es un tipo de memoria mucho más lenta en su funcionamiento que la memoria principal (RAM), en

ella se almacena la información de forma definitiva, cuando hemos terminado de trabajar con ella y

le damos a guardar, por tanto no es volátil y su contenido solo se borrará por orden expresa del

usuario del ordenador. Al ser más lenta también es más barata y por tanto se suele incluir mayor

cantidad de memoria secundaria en un ordenador.

Dentro de la memoria secundaria existen distintos dispositivos que utilizan dos tipos de tecnologías:

• Los magnéticos como el disco duro HHD (Hard Disk Drive), que utilizan las capacidades

de algunos materiales a ser magnetizados para almacenar información digital. 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. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un

cabezal de lectura/escritura que flota sobre los discos.

• En la actualidad existen nuevos discos duros de estado sólido SSD (Solid State Drive). En

estos al contrario que ocurre con los discos duros convencionales se utiliza una memoria

formada por semiconductores (en circuitos integrados) para almacenar la información, muy

parecida a la que puedes encontrar en otros dispositivos como los pendrives USB o las

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tarjetas de memoria de las cámaras digitales. Son más rápidos, silenciosos y consumen

menos energía que los HHD, al no tener partes móviles.

• Los ópticos como CD, DVD y Blu-Ray que utilizan la capacidad de refracción de la luz de

algunos materiales para almacenar información. La información digital es grabada y leída

mediante un láser.

3. PERIFÉRICOS

Un periférico es cualquier dispositivo electrónico externo susceptible de conectarse a un ordenador

para intercambiar información. Pueden ser de entrada, de salida y de entrada/salida.

3.1 PERIFÉRICOS EN ENTRADA

Sirven para introducir información al ordenador; son el teclado, ratón, micrófono, escáner, lectores

de códigos de barras, cámaras de fotos, webcam, tabletas digitalizadoras…

• Teclado. Es el periférico de entrada más básico. Incorpora diferentes agrupaciones de

teclas:

Discos CD

(700 MB)

Discos DVD

(4,7 GB hasta 17 GB)

Discos BLU-RAY

(25 GB o 50 GB)

Sólo leer CD-ROM DVD-ROM Blu-Ray

Leer y grabar una sola vez

CD-R DVD-R Blu-Ray -R

Leer y regrabar múltiples veces

CD-RW DVD-RW Blu-Ray -RW

Tipos de discos ópticos y capacidades de almacenamiento.

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• Ratón. Su función es desplazar el puntero o cursor por la

pantalla y seleccionar las distintas opciones disponibles en los menús. La conexión al ordenador se realiza mediante cable a través del puerto PS/2 o de un puerto USB. También existen ratones inalámbricos alimentados por pilas que se conectan mediante bluetooth.

Los ordenadores portátiles integran una zona táctil, denominada touchpad que realiza la misma función que el ratón.

• Micrófono. Se utiliza para la grabación de sonido. Existen

modelos de sobremesa como el de la foto y modelos que lo integran junto con los cascos de audio. Los portátiles poseen un micrófono integrado en la carcasa y disponen de un conector para micrófonos externos con mejor calidad de sonido.

• Escáner. Convierte documentos de papel en archivos digitales que

puede usar el ordenador directamente. Sus principales características son la resolución en ppp y la velocidad de escaneo.

3.2 PERIFÉRICOS DE SALIDA

A través de ellos el ordenador muestra los datos procesados; son el monitor, impresoras, altavoces

y auriculares, proyector, TV, etc.

• Monitor. Es el periférico de salida más esencial. Existen diversos tipos dependiendo de

sus características fundamentales:

o Según su tecnología, CRT (ya en desuso),TFT, LCD y LED.

o El tamaño del monitor se mide en pulgadas (2,54 cm) y corresponde a la medida de la diagonal de la pantalla. Los modelos más usuales son de de 17, 19 y 21 pulgadas. Existen monitores multimedia que tienen altavoces integrados.

o Resolución que se indica en píxeles. Por ejemplo, una resolución de 1024x768 píxeles, el primer número es el número de píxeles en horizontal y el segundo la resolución vertical. El valor de los monitores actuales es de 1920x1080 que corresponde al estándar de alta definición HD (Full HD). Aunque ya están a la venta los de 4K.

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Se conectan a través de los puertos VGA, DVI o HDMI (los de alta definición) a la placa base.

• Altavoces y auriculares. A través de ellos podemos

escuchar cualquier archivo de música y sonido. Existen altavoces externos, muy usados en los ordenadores de sobremesa y en algunos casos altavoces internos alojados en la carcasa del ordenador. Los ordenadores portátiles incorporan unos pequeños altavoces integrados y conectores de sonido para poder conectar altavoces externos con una mayor calidad de audio o auriculares.

• Impresora. Su función es presentar en papel los

documentos que le indiquemos. Existen modelos en color y en blanco y negro. Según la tecnología de impresión empleada se clasifican en impresoras de inyección de tinta y láser.

Las impresoras de inyección, se suelen emplear en los hogares, pues son las más económicas y

sencillas. Aunque los cartuchos no tienen mucha duración y hay que reponerlos asiduamente.

Tienen varios cartuchos de tinta, existen modelos que tienen un cartucho negro y otro de color; y

otros tienen cartuchos independientes para cada color (Magenta, Cyan y Amarillo), de esta manera

cuando se agota un color sólo es necesario cambiar ese cartucho.

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Las impresoras láser imprimen mediante un tóner. Se usan en el mundo empresarial por su

velocidad de impresión y el bajo coste para la impresión de grandes cantidades de papel. Debido a

la reducción del precio, tanto de estas impresoras como de los tóner, también se están usando

mucho en el ámbito doméstico. Las más complejas disponen, además del tóner negro, de tóner

magenta, cyan y amarillo y permiten la impresión en color.

Propiedades importantes de una impresora son la resolución en ppp (puntos por pulgada) y

velocidad de impresión en ppm (páginas por minuto).

La conexión al ordenador se realiza mediante el puerto USB .

También existen impresoras de red que se conectan mediante el conector de red RJ-45 a un

concentrador, por lo que la impresora puede sr usada por todos los ordenadores conectados a esa

red. También la hay con conexión inalámbrica.

• Otros periféricos de salida. Los televisores son dispositivos independientes que

pueden conectarse a un ordenador convirtiéndose en un periférico del mismo con una función parecida a un monitor. El proyector es otro dispositivo de salida de uso habitual en el aula y en la empresa.

3.3 PERIFÉRICOS DE ENTRADA/SALIDA

Existen gran cantidad de periféricos que permiten tanto la entrada como la salida de datos del

ordenador. Por ejemplo las unidades de almacenamiento (pendrives USB, tarjetas de memoria,

discos duros externos), smartphones, cámaras digitales, reproductores MP3, MP4, MP5, las

impresoras multifunción, las pantallas táctiles y los periféricos de comunicación (router, modem,

concentradores, tarjetas wi-fi y puntos de acceso).

3.4. DRIVERS o CONTROLADORES

En muchos casos, cuando conectamos un periférico al ordenador es necesario instalar en el equipo

un programa denominado driver o controlador que facilita el fabricante en un disco (o bien se

descarga desde Internet). Dicho programa le indica al ordenador cómo debe comunicarse el

ordenador con el periférico, proporcionándole las características técnicas y funcionalidades del

mismo. En algunos casos el sistema operativo instala automáticamente el driver si lo incorpora en

su base de datos o instala un driver genérico.