Unidad 3 

3.1 Concepto de Hardware

Concepto de Hardware: Son todos los dispositivos y componentes físicos que realizan las tareas de entrada y salida, también se conoce al hardware como la parte dura o física del computador. La mayoría de las computadoras están organizadas de la siguiente forma:

Los dispositivos de entrada (Teclados, Lectores de Tarjetas, Lápices Ópticos, Lectores de Códigos de Barra, Escáner, Mouse, etc.) y salida (Monitor, Impresoras, Plotters, Parlantes, etc.) y permiten la comunicación entre el computador y el usuario.\

3.2 Unidades de procesamiento e información

La unidad central de procesamiento o unidad de procesamiento central (conocida por las siglas CPU, del inglés: central processing unit), es el hardware dentro de un ordenador u otros dispositivos programables, que interpreta las instrucciones de un programa informático mediante la realización de las operaciones básicas aritméticas, lógicas y de entrada/salida del sistema. El término, y su acrónimo, han estado en uso en la industria de la Informática por lo menos desde el principio de los años 1960.1 La forma, el diseño de CPU y la implementación de las CPU ha cambiado drásticamente desde los primeros ejemplos, pero su operación fundamental sigue siendo la misma.

Un ordenador puede tener más de una CPU; esto se llama multiprocesamiento. Todas las CPU modernas son microprocesadores, lo que significa que contienen un solo circuito integrado (chip). Algunos circuitos integrados pueden contener varias CPU en un solo chip; estos son denominados procesadores multinúcleo. Un circuito integrado que contiene una CPU también puede contener los dispositivos periféricos, y otros componentes de un sistema informático; a esto se llama un sistema en un chip .

 3.2.1 Fundamentos de Bits, Bytes y múltiplos de Bytes

Un bit, o dígito binario, es la unidad meas pequeña que puede almacenar una computadora, cada conmutador almacena una pequeña cantidad de información; de forma muy parecida, una computadora puede procesar fragmentos más grandes de información tratando grupos de bits como unidades lógicas.

Bits como números

Representan números utilizando el sistema numérico binario, un sistema que denota todos los números con combinaciones de dos dígitos, además tiene reglas claras, coherentes para cada operación aritmética. Las personas que trabajaron con las primeas computadoras tenían que utilizar la aritmética binaria, pero las actuales tienen software que convierten automáticamente los números decimales en números binarios, y viceversa.

Bits como códigos

Las computadoras actuales trabajan con texto como también con números, para que las palabras, los párrafos y las frases puedan encajar en la circuitería únicamente binaria de la computadora los programadores han diseñado códigos que representen cada letra, dígito y carácter especial como una cadena única de bits.

El código más utilizado es el ASCII, representa cada carácter como un dígito único de 8 bits, las computadoras actuales trabajan con algo más que caracteres, un grupo de bits puede representar también colores, sonidos, medidas cuantitativas del entorno, o cualquier otra clase de información que necesitemos procesar.

Bits como instrucciones en programas

La computadora almacena los programas como un conjunto de bits, de igual manera como almacena los datos. Las instrucciones del programa, como caracteres están representados en notación binaria mediante el uso de códigos.

Byte: en informática, unidad de información que consta de 8 bits; en procesamiento informático y almacenamiento, el equivalente a un único carácter, como puede ser una letra, un número o un signo de puntuación. Como el byte representa sólo una pequeña cantidad de información, la cantidad de memoria y de almacenamiento de una máquina suele indicarse en kilobytes (1.024 bytes), en megabytes (1.048.576 bytes) o en gigabytes (1.024 megabytes).

KB (kilobyte o K): unos mil bytes de información, ejemplo: se necesitan 5K de almacenamiento para contener 5.000 caracteres (1 K = 1.024 bytes), lo que simplifica el cálculo para las computadoras basadas en el sistema binario.

MB (megabyte o mega): en ordenadores o computadoras, bien un millón de bytes o 1.048.576 bytes (220).

GB (gigabyte o giga): el significado exacto varía según el contexto en el que se aplique. En un sentido estricto, un gigabyte tiene mil millones de bytes. No obstante, y referido a computadoras, los bytes se indican con frecuencia en múltiplos de potencias de dos. Por lo tanto, un gigabyte puede ser bien 1.000 megabytes o 1.024 megabytes, siendo un megabyte 220 o 1.048.576 bytes.

TB (terabyte): aproximadamente 1.000 megabytes o un billón de bytes, es una unidad masiva de unidades que se aplica a los mayores dispositivos de almacenamiento

PB (petabyte): este valor astronómico equivale a 1.024 terabytes, a pesar de ser incomparable y a su vez nadie sea capaz de almacenar por ahora 1PB de datos en su PC doméstico.

Estas abreviaturas describen la capacidad de los componentes de almacenamiento y de memoria. Un archivo es un conjunto organizado de información almacenado en un formato legible por la computadora.

3.2.3 Hertz y múltiplos de Hertz

El Hertz, Hertzio, hercio o Hz es una unidad física usada para medir la frecuencia de ondas y vibraciones de tipo electromagnético. Debe su nombre a su descubridor, H.R. Hertz quien vio que los impulsos eléctricos se comportaban como ondas, y por tanto se podía medir su frecuencia contando los ciclos que hacían por segundo.

La velocidad de un procesador se mide en Hertz y, mientras mayor es el número de Hertz con que trabaja la computadora, tiene mayor velocidad en los procesos. En realidad, los megahertz y los Gigahertz indican la velocidad del reloj interno que posee todo microprocesador. Éste establece el número de pulsos que se efectúan en cada segundo. Cuanto mayor sea el número de pulsos, mayor será la velocidad del microprocesador.

Hertzio (Hz):

Unidad de medida de la frecuencia electromagnética. Se utiliza para medir la velocidad de los procesadores. Equivale a un ciclo por segundo. En informática se utiliza para dar una idea de la velocidad del microprocesador, indicando cual es la frecuencia de su clock (componente de los microprocesadores que genera una señal cuya frecuencia es utilizada para enmarcar el funcionamiento del procesador: a mayor frecuencia mayor velocidad).

Megahercio (Mhz): Unidad de medida de frecuencia. Su unidad base es el hercio. En los procesadores expresa el número de pulsos eléctricos desarrollados en un segundo (Mega=millón). Sus múltiplos empleados son el Gigahercio (Ghz) y el Terahercio (Thz).

Gigahercio (Ghz): Unidad de medida de frecuencia múltiplo del hercio que equivale a mil millones de hercios.

Terahercio (Thz): Unidad de medida de frecuencia múltiplo del hercio que equivale a un billón de hercios. Otros múltiplos superiores serían el Petahercio (Phz), el Exahercio (Ehz) y el Zetahercio (Zhz) hoy por hoy no utilizados.

3.2.3 Estándares de codificación

Un estándar de codificación completo comprende todos los aspectos de la generación de código. Si bien los programadores deben implementar un estándar de forma prudente, éste debe tender siempre a lo práctico. Un código fuente completo debe reflejar un estilo armonioso, como si un único programador hubiera escrito todo el código de una sola vez. Al comenzar un proyecto de software, establezca un estándar de codificación para asegurarse de que todos los programadores del proyecto trabajen de forma coordinada. Cuando el proyecto de software incorpore código fuente previo, o bien cuando realice el mantenimiento de un sistema de software creado anteriormente, el estándar de codificación debería establecer cómo operar con la base de código existente.

3.4.1 Dispositivos de entrada

Los dispositivos de entrada son los que nos permiten ingresar la información al computador ya sean instrucciones o comandos y así obtener los resultados requeridos, Estos dispositivos se comunican con el PC mediante una tarjeta denominada como tarjeta controladora que conjuntamente con el software de dicha tarjeta permiten controlar y establecer la comunicación con los puertos para luego estos datos ser enviados al procesador, es decir un dispositivo de entrada se comunican con el computador mediante la tarjeta controladora del dispositivo y del puerto.

TECLADO: El teclado es que nos permite ingresar la información en forma de caracteres los mismos que son codificados al lenguaje binario y así ser entendibles por parte del PC, hoy en día el mas utilizado por la mayoría de computadoras es el teclado QWERTY ya que este presenta los caracteres requeridos en la mayoría de países Americanos. Además hay una gran cantidad de teclados de acuerdo a la necesidad del usuario como son los teclados extendidos, multimedia, inalámbricos, estándares, cada uno de ellos tiene una función por ejemplo el teclado multimedia tiene un conjunto de teclas que nos permiten la manipulación de la música y del video.

RATÓN: El ratón también conocido como Mause es el que nos permite manipular la información del computador, este se visualiza en la pantalla como un puntero, por lo general estos poseen tres botones principales que son: el clic izquierdo, el clic derecho y una tecla giratoria en el centro que nos permite desplazarse de arriba hacia abajo o viceversa. La funcionalidad esta basada en dos rodillos en función de X y Y esto para los ratones que poseen una bola, ya que la bola es la que gira los rodillos y mediante un sensor la tarjeta controladora envía la señal por el cable la posición que esta ocupando. Hoy en día en el mercado los fabricantes sacan números tipos de ratones que permiten la comodidad del usuario, ejemplo de ello tenemos los ratones óptico, los ratones inalámbricos, etc.

DISCO FLEXIBLE: Un disquete o disco flexible (en inglés floppy disk o diskette) es un medio o soporte de almacenamiento de datos formado por una pieza circular de material magnético, fina y flexible (de ahí su denominación) encerrada en una cubierta de plástico cuadrada o rectangular. Los disquetes se leen y se escriben mediante un dispositivo llamado disquetera (o FDD, del inglés Floppy Disk Drive). En algunos casos es un disco menor que el CD. La disquetera es el dispositivo o unidad lectora/grabadora de disquetes, y ayuda a introducirlo para guardar la información.Este tipo de dispositivo de almacenamiento es vulnerable a la suciedad y los campos magnéticos externos, por lo que, en muchos casos, deja de funcionar con el tiempo.

LA LECTURA DE CÓDIGOS DE BARRAS: El lector de código de barras decodifica la información a través de la digitalización proveniente de una fuente de luz reflejada en el código y luego se envía la información a una computadora como si la información hubiese sido ingresada por teclado.

ESCANER: El escáner (del inglés scanner, el que explora o registra) es un aparato o dispositivo utilizado en medicina, electrónica e informática, que explora el cuerpo humano, un espacio, imágenes o documentos. Su plural es escáneres.

Se ha creado el verbo escanear, que significa 'pasar [algo] por un escáner', para obtener o "leer" imágenes (escáner de computador o de barras) o encontrar un objeto o señal (escáner de un aeropuerto, o de radio).

CD-ROM: Un CD-ROM (siglas del inglés Compact Disc - Read Only Memory, "Disco Compacto - Memoria de Sólo Lectura"), es un disco compacto utilizado para almacenar información no volátil, el mismo medio utilizado por los CD de audio, puede ser leído por un computador con lectora de CD. Un CD-ROM es un disco de plástico plano con información digital codificada en una espiral desde el centro hasta el borde exterior.

3.4.2 Dispositivos de salida

Los dispositivos de salida son aquellos que reciben información de la computadora, su función es eminentemente receptora y por ende están imposibilitados para enviar información. Entre los dispositivos de salida más conocidos están: la impresora (matriz, cadena, margarita, láser o de chorro de tinta), el delineador (plotter), la grabadora de cinta magnética o de discos magnéticos y la pantalla o monitor.

 MONITOR

Dispositivo de salida más común de las computadoras con el que los usuarios ven la información en pantalla. Recibe también los nombres de CRT, pantalla o terminal. En computación se distingue entre el “monitor”, que incluye todo el aparato que produce las imágenes, y la “pantalla”, que es sólo el área donde vemos las imágenes. Así, el dispositivo de salida es todo el monitor, no solamente la pantalla.

 IMPRESORA

Es el periférico que el ordenador utiliza para presentar información impresa en papel. Las primeras impresoras nacieron muchos años antes que el PC e incluso antes que los monitores, siendo durante años el método más usual para presentar los resultados de los cálculos en aquellos primitivos ordenadores, todo un avance respecto a las tarjetas y cintas perforadas que se usaban hasta entonces.

 PARLANTES

Cada vez las usa más la computadora para el manejo de sonidos, para la cual se utiliza como salida algún tipo de bocinas. Algunas bocinas son de mesas, similares a la de cualquier aparato de sonidos y otras son portátiles (audífonos). Existen modelos muy variados, de acuerdo a su diseño y la capacidad en watts que poseen.

PLOTTER

Es un periférico destinado a trabajos de impresión específicos (planos, esquemas complejos, dibujo de piezas, grandes formatos, etc.). Se utilizan en diversos campos: ciencias, ingeniería, diseño, arquitectura, etc.

 VIDEBEAM O VIDEOPROYECTOR

Un proyector de vídeo o vídeo proyector es un aparato que recibe una señal de vídeo y proyecta la imagen correspondiente en una pantalla de proyección usando un sistema de lentes, permitiendo así visualizar imágenes fijas o en movimiento.

3.4.3 cabina del sistema

Cabina del sistema (CASE) ¢

Unidad de sistema en una computadora personal, es la caja que contiene los componentes de hardware esenciales del sistema, incluyendo al procesador, las unidades de disco y la tarjeta madre.

3.4.3.1 Fuente de energía

 Fuente de energía: Es uno de los componentes más importantes del computador, es popularmente conocido como Power Supply, por sus siglas en inglés. Se encarga de enviar la energía eléctrica a los demás componentes del sistema computacional.

3.4.3.2 Dispositivos de almacenamiento

Los dispositivos de almacenamiento, como su nombre lo indica, son los componentes de hardware que se utilizan para guardar o almacenar temporal o permanente los datos y programas que son manejados por las aplicaciones de un computador.

 Entre los dispositivos de almacenamientos secundarios se encuentran: los diskettes, CD, DVD, Pen drive o memory flash, Unidades de Zip, entre otras.

3.4.3.3 Tarjeta madre (Mother Board)

La placa madre o placa base es el panel de circuitos que contiene a la CPU, a otros chips y componentes electrónicos en una PC.

 Definiendo algunos componentes de La placa madre o placa base, iniciaremos con: La Unidad Central de Procesamiento, CPU: a menudo solo llamado procesador, realiza las transformaciones de entrada en salida. Es el cerebro de la PC.

La Unidad Central de Procesamiento, CPU: se utiliza para interpretar y ejecutar las instrucciones de cada programa, para hacer las manipulaciones aritméticas y lógicas de datos, y para comunicarse con las otras partes del sistema indirectamente a través de la memoria.

3.4.3.2 Dispositivos de almacenamiento primarios

Dispositivos de almacenamiento primario: entre ellos se encuentran la RAM (Random Access Memory, memoria de acceso aleatorio) es el tipo más común de este tipo de almacenamiento o memoria.

 La ROM (Read Only Memory, memoria de solo lectura) es otro tipo de memoria donde se almacena la información que no se quiere perder.

3.4.3.3.3 Bus de datos, bus de direcciones y control

Bus de datos: mueve los datos entre los dispositivos del hardware: de Entrada como el Teclado, el Escáner, el Ratón, etc.; de salida como la Impresora, el Monitor o la tarjeta de Sonido; y de Almacenamiento como el Disco Duro, el Diskette o la MemoriaFlash. M.A. Agustina De los Santos Rosari

Bus de direcciones: para tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecución de los procesos de cómputo.

Bus de control: transporta señales de estado de las operaciones efectuadas por el CPU con las demás unidades.

3.4.3.3.4 Puertos

Puertos: son conectores en el exterior del chasis de la computadora. es una forma genérica de denominar a una interfaz a través de la cual los diferentes tipos de datos se pueden enviar y recibir. Dicha interfaz puede ser de tipo físico, o puede ser a nivel de software (por ejemplo, los puertos que permiten la transmisión de datos entre diferentes ordenadores.

3.4.3.3.5 Tarjetas de sistemas

Tarjetas del sistema: son el conjunto de tarjetas que forma parte del sistema computacional.  

3.44.3.3.6 Ranuras de expansión: llamadas sólo ranuras, son utilizadas por los usuarios para insertar paneles de circuitos con propósitos especiales.

3.4.3.3.7 Reloj del sistema:  es un pulso electrónico usado para sincronizar el procesamiento. (Entre pulso y pulso solamente puede tener lugar una sola acción).