El Hardware de la computadora!

Capitulo 2.

Las Computadoras!

Una computadora o computador (del inglés computer y este del latín computare -calcular), también denominada ordenador (del francés ordinateur, y este del latín ordinator), es una máquina electrónica que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil. Una computadora es una colección de circuitos integrados y otros componentes relacionados que puede ejecutar con exactitud, rapidez y de acuerdo a lo indicado por un usuario o automáticamente por otro programa, una gran variedad de secuencias o rutinas de instrucciones que son ordenadas, organizadas y sistematizadas en función a una amplia gama de aplicaciones prácticas y precisamente determinadas, proceso al cual se le ha denominado con el nombre de programación y al que lo realiza se le llama programador. La computadora, además de la rutina o programa informático, necesita de datos específicos (a estos datos, en conjunto, se les conoce como "Input" en inglés o de entrada) que deben ser suministrados, y que son requeridos al momento de la ejecución, para proporcionar el producto final del procesamiento de datos, que recibe el nombre de "output" o de salida. La información puede ser entonces utilizada, reinterpretada, copiada, transferida, o retransmitida a otra(s) persona(s), computadora(s) o componente(s) electrónico(s) local o remotamente usando diferentes sistemas de telecomunicación, pudiendo ser grabada, salvada o almacenada en algún tipo de dispositivo o unidad de almacenamiento.
La característica principal que la distingue de otros dispositivos similares, como la calculadora no programable, es que es una máquina de propósito general, es decir, puede realizar tareas muy diversas, de acuerdo a las posibilidades que brinde los lenguajes de programación y el hardware.

Cuenta con un sistema informatico se compone de una unidad central de procesamiento (CPU) ?Central Proscesor Unity? la cual se encarga de procesar los datos, uno o varios elementos de entrada, los que permiten el ingreso de la informacion, uno o varios elementos de salida, los que posibilitan dar salida (normalmente en forma visual o auditiva) y mixtos que le permiten recibir, transmitir y almacenar a los datos procesados. En informatica a esta integracion se le conoce como Hardware.

Hardware!
corresponde a todas las partes tangibles de un sistema informático: sus componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos;sus cables, gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado; contrariamente, el soporte lógico es intangible y es llamado software. El término es propio del idioma inglés (literalmente traducido: partes duras), su traducción al español no tiene un significado acorde, por tal motivo se la ha adoptado tal cual es y suena; la Real Academia Española lo define como «Conjunto de los componentes que integran la parte material de una computadora». El término, aunque es lo más común, no solamente se aplica a una computadora tal como se la conoce, ya que, por ejemplo, un robot, un teléfono móvil, una cámara fotográfica o un reproductor multimedia también poseen hardware (y software), por lo que es más correcto el uso de sistema informático.
El término hardware tampoco correspondería a un sinónimo exacto de «componentes informáticos», ya que esta última definición se suele limitar exclusivamente a las piezas y elementos internos, independientemente de los periféricos.
La historia del hardware del computador se puede clasificar en cuatro generaciones, cada una caracterizada por un cambio tecnológico de importancia. Este hardware se puede clasificar en: básico, el estrictamente necesario para el funcionamiento normal del equipo; y complementario, el que realiza funciones específicas.
Un sistema informático se compone de una unidad central de procesamiento (CPU), encargada de procesar los datos, uno o varios periféricos de entrada, los que permiten el ingreso de la información y uno o varios periféricos de salida, los que posibilitan dar salida (normalmente en forma visual o auditiva) a los datos procesados.
El hardware ha sido un componente importante del proceso de cálculo y almacenamiento de datos desde que se volvió útil para que los valores numéricos fueran procesados y compartidos. El hardware de computador más primitivo fue probablemente el palillo de cuenta;después grabado permitía recordar cierta cantidad de elementos, probablemente ganado o granos, en contenedores. Algo similar se puede encontrar cerca de las excavaciones de Minoan. Estos elementos parecen haber sido usadas por los comerciantes, contadores y los oficiales del gobierno de la época.
Los dispositivos de ayuda provenientes de la computación han cambiado de simples dispositivos de grabación y conteo al ábaco, la regla de cálculo, el computadora analógica y los más recientes, la computadora u ordenador. Hasta hoy, un usuario experimentado del ábaco usando un dispositivo que tiene más de 100 años puede a veces completar operaciones básicas más rápidamente que una persona inexperta en el uso de las calculadoras electrónicas, aunque en el caso de los cálculos más complejos, los computadores son más efectivos que el humano más experimentado.

Historia de los cambios del Hardware!

1º Generacion (1945-1956): Electronica implementada con tubos de vacio. Fueron las primeras maquinas que desplazaron los componentes electromecanicos (relés).

2º Generacion (1957-1963): Electronica desarrollada con transitores. Reduciendo así el espacio con el mismo resultado, por lo que se redujo entre otros factores el tamaño de las computadoras y sus componentes.

3º Generacion (1964-2010): Electronica basada en circuitos Integrados. Esta tecnología permitio integrar cientos de transistores y otros componentes electronicos en un unico circuito integrado conformando una pastilla de silicio. Así las computadoras redujeron considerablemente su tamaño y costo, mejorando su capacidad, velocidad y fiabilidad.

4º Generacion (futuro): Probablemente se originara cuando los circuitos de silicio, integrados a alta escala, sean reemplazados por algo más pequeño, veloz y fiable, tal vez la llamada ?Nanotecnología?

Hardware básico de una computadora!

El gabinete. Es una caja metalica, horizontal o vertical (en este ultimo caso, tambien es llamado torre o tower), en el que se encuentran todos los componentes de la computadora, la tarjeta madre, el disco duro, el procesador, etc. Dentro del gabinete son instaladas las placas, que son grupos de circuitos electronicos que sirven para comandar la computadora y sus perifericos. Las principales placas ya vienen instaladas cuando se compra la computadora, pero otras pueden ser instaladas, para mejorar la capacidad, tales como una tarjeta aceleradora de video, una tarjeta de sonido etc.

Fuente  de Alimentacion!

En electronica es un dispositivo que convierte el suministro de corriente alterna en corriente directa de 5 a 12 volts, para alimentar los distintos circuitos del aparato electronico al que se instala, puede ser una coputadora, una impresora, el escaner, la television, etc. Así, la fuente de alimentacion electrica debe tener una potencia adecuada para la cantidad de perifericos que se pretende instalar en el equipo. Mientras más componetes se instalen más potencia será necesaria.

La Tarjeta Madre!

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 u 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.
Va instalada dentro de una caja o gabinete que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro de la caja.
La placa base, además, incluye un 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.

Componentes de la Tarjeta Madre.

Una placa base típica admite los siguientes componentes:

• Uno o varios conectores de alimentación: por estos conectores, una alimentación eléctrica proporciona a la placa base los diferentes voltajes e intensidades necesarios para su funcionamiento.
• El zócalo de CPU es un receptáculo que recibe el microprocesador y lo conecta con el resto de componentes a través de la placa base.
• Las ranuras de memoria RAM, en número de 2 a 6 en las placas base comunes.
• El chipset: una serie de circuitos electrónicos, que gestionan las transferencias de datos entre los diferentes componentes de la computadora (procesador, memoria, tarjeta gráfica,unidad de almacenamiento secundario, etc.).

Se divide en dos secciones, el puente norte (northbridge) y el puente sur (southbridge). El primero gestiona la interconexión entre el microprocesador, la memoria RAM y la unidad de procesamiento gráfico; y el segundo entre los periféricos y los dispositivos de almacenamiento, como los discos duros o las unidades de disco óptico. Las nuevas líneas de procesadores de escritorio tienden a integrar el propio controlador de memoria en el interior del procesador ademas de que estas tardan en dregadarse aproximadamente de 100 a 200 años.

• Un reloj: regula la velocidad de ejecución de las instrucciones del microprocesador y de los periféricos internos.
• La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información importante (como la configuración del equipo, fecha y hora), mientras el equipo no está alimentado por electricidad.
• La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito constantemente y que éste último no se apague perdiendo la serie de configuraciones guardadas.
• La BIOS: un programa registrado en una memoria no volátil (antiguamente en memorias ROM, pero desde hace tiempo se emplean memorias flash). Este programa es específico de la placa base y se encarga de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos periféricos. Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del MBR (Master Boot Record), o registradas en un disco duro o SSD, cuando arranca el sistema operativo. Actualmente los ordenadores modernos sustituyen el MBR por el GPT y la BIOS por Extensible Firmware Interface.
• El bus (también llamado bus interno o en inglés front-side bus'): conecta el microprocesador al chipset, está cayendo en desuso frente a HyperTransport y Quickpath.
• El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal.
• El bus de expansión (también llamado bus I/O): une el microprocesador a los conectores entrada/salida y a las ranuras de expansión.
• Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99: estos conectores incluyen:
  • Los puertos PS2 para conectar el teclado o el ratón, estas interfaces tienden a desaparecer a favor del USB
  • Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos antiguos.
  • Los puertos paralelos, por ejemplo para la conexión de antiguas impresoras.
  • Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo para conectar periféricos recientes.
  • Los conectores RJ45, para conectarse a una red informática.
  • Los conectores VGA, DVI, HDMI o Displayport para la conexión del monitor de la computadora.
  • Los conectores IDE o Serial ATA, para conectar dispositivos de almacenamiento, tales como discos duros, unidades de estado sólido y unidades de disco óptico.
  • Los conectores de audio, para conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o micrófonos.
• Las Ranuras de Expansión: se trata de receptáculos que pueden acoger tarjetas de expansión (estas tarjetas se utilizan para agregar características o aumentar el rendimiento de un ordenador; por ejemplo, un tarjeta gráfica se puede añadir a un ordenador para mejorar el rendimiento 3D). Estos puertos pueden ser puertos ISA (interfaz antigua), PCI (en inglés Peripheral Component Interconnect) y, los más recientes, PCI Express.

Con la evolución de las computadoras, más y más características se han integrado en la placa base, tales como circuitos electrónicos para la gestión del vídeo IGP (en inglés Integrated Graphic Processor), de sonido o de redes (10/100 Mbps/1 Gbps), evitando así la adición de Ranuras de expansion.

Tipos de bus

Los buses son espacios físicos que permiten el transporte de información y energía entre dos puntos de la computadora.
Los buses generales son los siguientes:

• Bus de datos: son las líneas de comunicación por donde circulan los datos externos e internos del microprocesador.
• Bus de dirección: línea de comunicación por donde viaja la información específica sobre la localización de la dirección de memoria del dato o dispositivo al que se hace referencia.
• Bus de control: línea de comunicación por donde se controla el intercambio de información con un módulo de la unidad central y los periféricos.
• Bus de expansión: conjunto de líneas de comunicación encargado de llevar el bus de datos, el bus de dirección y el de control a la tarjeta de interfaz (entrada, salida) que se agrega a la tarjeta principal.
• Bus del sistema: todos los componentes de la CPU se vinculan a través del bus de sistema, mediante distintos tipos de datos el microprocesador y la memoria principal, que también involucra a la memoria caché de nivel 2. La velocidad de transferencia del bus de sistema está determinada por la frecuencia del bus y el ancho del mínimo.

 Placa multiprocesador

Este tipo de placa base puede acoger a varios procesadores (generalmente de 2, 4, 8 o más). Estas placas base multiprocesador tienen varios zócalos de microprocesador, lo que les permite conectar varios microprocesadores físicamente distintos (a diferencia de los de procesador de doble núcleo).
Cuando hay dos procesadores en una placa base, hay dos formas de manejarlos:

• El modo asimétrico, donde a cada procesador se le asigna una tarea diferente. Este método no acelera el tratamiento, pero puede asignar una tarea a una unidad central de procesamiento, mientras que la otra lleva a cabo a una tarea diferente.
• El modo simétrico, llamado multiprocesamiento simétrico, donde cada tarea se distribuye de forma simétrica entre los dos procesadores.

Linux fue el primer sistema operativo en gestionar la arquitectura de doble procesador en x86. Sin embargo, la gestión de varios procesadores existía ya antes en otras plataformas y otros sistemas operativos. Linux 2.6.x maneja multiprocesadores simétricos, y las arquitecturas de memoria no uniformemente distribuida
Algunos fabricantes proveen placas base que pueden acoger hasta 8 procesadores (en el caso de socket 939 para procesadores AMD Opteron y sobre socket 604 para procesadores Intel Xeon).

Memoria RAM: (Random Acces Memory) o memoria aleatoria, son unos chips en los que el procesador almacena de forma temporal los datos y los programas con los que trabaja. La cantidad de memoria RAM influye bastante en la velocidad de una computadora, entre más memoria RAM tenga, más rapido trabaja los programas y más programas se pueden tener abiertos al mismo tiempo.
La expresión memoria RAM nunca se utiliza frecuentemente para referirse a los modulos de memoria que se usan en los computadores personales y servidores. En el sentido estricto, los módulos de memoria contienen un tipo, entre varios de memoria de acceso aleatorio, ya que las ROM, memorias Flash, caché (SRAM), los registros en procesadores y otras unidades de procesamiento también poseen la cualidad de presentar retardos de acceso iguales para cualquier posición. Los módulos de RAM son la presentación comercial de este tipo de memoria, que se compone de circuitos integrados soldados sobre un circuito impreso, en otros dispositivos como las consolas de videojuegos, esa misma memoria va soldada sobre la placa principal.
Su capacidad se mide en bytes, y dada su naturaleza siempre binaria, sus múltiplos serán representados en múltiplos binarios tales como Kilobyte, Megabyte, Gigabyte, Terabyte ... y así sucesivamente.

Memoria Cache:Caché o de segundo nivel (L2) es un chip de memoria de alta velocidad (mucho más rapida que la memoria RAM) Este chip mejora el desempeño debido a que la computadora puede colocar y tomar datos e instrucciones del caché secundario, enlugar de usar la más lenta memoria RAM.

Hardware Periférico!

Los siguientes elementos son dispositivos perifericos, sin embargo son necesarios para poder operar las computadoras modernas, por lo que tambien son considerardos dentro del hardware básico de las computadoras actuales.

Monitor: Es un dispositivo electronico que consta de una pantalla de color que se conecta al puerto serial de la computadora y nos permite interactuar y visualizar la informacion grafica en forma de iconos, ventanas, imágenes, herramientas etc.

Teclado: Por medio de este dispositivo podemos ingresar la informacion a la computadora, y consta de un conjunto ordenado de teclas señaladas con letras, números y simbolos, que al teclearlos en orden grupal formamos palabras que la computadora interpreta, de acuerdo a la tarea especifica que se le solicicta.

Ratón o Mouse: Es un pequeño dispositivo de forma ergonómica para usarse con la mano, sobre una superficie plana, el mas sencillo consta de dos botones a cada lado, que hacen la fincion del ?clic?, llamado así por el sonido que emite cuando se presiona, por lo general el boton de la izquierda sirve para ejecutar una tarea y el de la derecha para informarnos a cerca de la misma. Los hay más complejos y con más botones, para navegar más facil en Internet, como los equipados con una rueda para poder recorrer las paginas mas rapido.