Componentes del ordenador

1- Componentes hardware de un ordenadore
Los componentes hardware de un ordenador son los siguientes:

• Unidad central: conjunto de dispositivos que conforman el ordenador como: 

1. Placa base
2. Microprocesador
3. Memoria principal
4. Disco duro
5. Conectores
6. Puertos

• Los periféricos: los dispositivos que se conectan a la unidad central para desempeñar operaciones de salida y entrada de datos, almacenamiento o comunicación en red.

La conexión puede ser cableada, puertos, o de forma inalámbrica, bluetooth, Wi-Fi, infrarrojos...
Los móviles, tablets... tienen integrada la unidad central y los periféricos, como la pantalla, micrófono...

2-Arquitectura de Von Neumann.

Los primeros ordenadores se programaban cableándolos por lo que podía llevar semanas el ejecutarlo. El matemático Von Neumann introdujo el concepto de programa almacenado que permitía independizar el software del hardware y almacenar los programas y datos en la memoria del ordenador.
Desde este momento se empezó a utilizar una misma arquitectura hardware.
Actualmente los ordenadores están basados en esta arquitectura pero con nuevos componentes.

Esta arquitectura diferencia 5 partes en un ordenador:

1. La unidad aritmética-lógica o ALU: Ejecuta todas las operaciones matemáticas y decisiones lógicas, utiliza registros donde se almacenan los datos para las operaciones y resultados. 
2. La unidad de control: Gestiona las señales, lee instrucciones de memoria y ejecuta las órdenes. Son equivalentes a los microprocesadores actuales. 
3. La memoria principal: Se corresponde con la memoria RAM y la caché. Es un espacio de almacenamiento temporal de instrucciones y datos, ordenado de manera reticular para localizar su contenido mediante direcciones. 
4. El sistema de entrada/salida (E/S): Se asocia con los periféricos que se comunican con el ordenador a través de los puertos. Permite obtener información de otros dispositivos externos y devolver los resultados obtenidos. 
5. Los buses: Proporcionan un medio de transporte para los datos, las instrucciones y la información de control, conectándolas. 

Todos los ordenadores están constituidos por:

• Microprocesador: ejecuta los programas y procesa la información 
• Memoria: contiene los programas y los datos que se están ejecutando. 
• Periféricos: Permiten la comunicación con el exterior, la entrada, salida y almacenamiento de información.

Video de la arquitectura Von Neumann-https://youtu.be/apM1_35fdRA

3-Placa base, Chipset y microprocesador. 

• Placa base (placa madre): es el soporte donde se conectan todos os componentes del ordenador, de forma directa o por unas ranuras de expansión. Esta compuesta por buses, entre los que esta situado el chipset, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador,memoria RAM,...

• Chipset: es un conjunto de circuitos integrados en la placa base que determinan el tipo de procesador que puede utilizar. Es el puente entre el procesador y el resto de componentes de la placa.

• Microprocesador: es el circuito integrado central y mas complejo del ordenador, ejecuta el sistema operativo y las aplicaciones. Se dice que es el cerebro del ordenador. Sus componentes básicos son: los registros, unidad de control, unidad aritmética-lógica y una unidad de calculo en coma flotante. El microprocesador esta conectado a la placa base mediante un zócalo y lleva incorporado un sistema de refrigeración.

Las características de un microprocesador esta en función de los siguientes parámetros:

1. La marca 
2. Núcleos 
3. Velocidad 
4. Caché 
5. Bus de datos 
6. Arquitectura

4.Tipos de memoria

• Memoria primaria : está formada por aquellos componentes capaces de almacenar datos y que están conectados directamente con la CPU del ordenador, esta memoria es volátil.(Requiere energía constante para mantener la información almacenada). Tienen menos capacidad que los dispositivos de almacenamiento secundarios pero mucha mayor velocidad. Dentro de esta memoria principal podemos encontrar la memoria RAM, la memoria caché y la memoria ROM. 
• Memoria RAM: Su función es tener preparadas las instrucciones y los datos para que la CPU pueda procesarlos y almacenar temporalmente el resultado de las operaciones. Un ordenador irá más rápido cuanto mayor sea la cantidad de memoria RAM que tenga instalada. Es una memoria de acceso aleatorio, volátil ya que su contenido se pierde al apagar el ordenador. Dentro de estas memorias existen diversos tipos que se diferencian por su formato físico y velocidad de acceso que logran desarrollar. Esta memoria se coloca en los zócalos de la placa base y utiliza módulos DIMM para ordenadores de sobremesa y módulos SO-DIMM para portátiles. 
• Memoria caché: Es de menor tamaño que la principal pero de acceso más rápido. Se utiliza para reducir el tiempo de acceso a los datos ubicados en la memoria principal que se usan con frecuencia. La primera vez que se accede a un dato se copia de la memoria principal a la caché. Los diferentes tipos de caché se organizan por niveles: Caché del procesador, suelen ser del tipo L1, integrada en el núcleo del procesador o L2 más lenta pero de mayor capacidad. La L3 es un tipo de memoria poco utilizada en la actualidad. Caché de memoria RAM, la memoria RAM suele hacer de caché para los dispositivos de almacenamiento y otros tipos de periféricos. 
• Memoria virtual: Los sistemas operativos, emplean parte del disco duro para simular memoria RAM y aumentar la memoria total del ordenador, a esta memoria se le conoce como memoria virtual. Esta memoria es mucho más lenta que la memoria RAM, por lo que interesa que el sistema la utilice poco. Si la cantidad e memoria RAM es elevada el sistema operativo utilizara poco la memoria virtual. 
• Memoria ROM-BIOS: La memoria ROM es solo de lectura y constiene información grabada por el fabricante que no desaparece. La BIOS es imprenscindible para la puesta en funcionamiento del ordenador. Cuando se arranca un ordenador, la BIOS chequea, la CPU, la memoria RAM, el teclado y las unidades de disco. La información obtenida se compara con la almacenada en la memoria CMOS y detecta cualquier cambio en los componentes o configuración del sistema. Si el chequeo es correcto, comenzara a cargarse el sistema,a operativo, pero si es incorrecto el sistema emitirá un pitido e informara del problema. 
• Memoria RAM-CMOS: es una cantidad de memoria incorporada en un chip de la placa base cuya función es almacenar parte de la configuración del sistema. Esta memoria está alimentada constantemente por una pila o batería para no perder su información cuando se apaga el ordenador. 

5-Puertos de Comunicación y tarjetas de expansión.

Los más habituales son:

• Puerto USB.Es un puerto serie con gran velocidad de transferencia de información que permite conectar y desconectar dispositivos sin necesidad de apagar el ordenador. El estándar USB ha evolucionado en varias versiones que se diferencian por la tasa de transferencia de información y el numero máximo de dispositivos que se pueden conectar a ellos.
• Puerto eSATA.Conecta dispositivos de almacenamiento internos y externos, la conexión de discos duros, discos multimedia y unidades ópticas.
• HDMI: Una interfaz digital para transferir datos multimedia de alta definición de audio y de vídeo. Permite conectar dispositivos como ordenadores, televisiones digitales...
• Puerto de red. Se emplean para conectar dispositivos en red. Se utilizan en dos tipos de redes:

1. Las redes Ethernet
2. Las redes de fibra óptica.

• Puerto de audio.Tiene diversos conectores Jack que se utilizan para transmitir sonido. Los conectores se diferencias por colores en función de su utilidad.
• Puerto Thunderbolt. Es un puerto de alta velocidad que hace uso de la tecnología óptica con capacidad para ofrecer un gran ancho de banda. Reemplaza a los puertos HDMI, USB,FireWire y puede transferir un Blu-ray en pocos segundos.

Las tarjetas de expansion:
son dispositivos con diversos circuitos integrados y sirven para ampliar la capacidad de un ordenador.
La GPU:

Puede ser igual de potente que un ordenador y es la encargada de procesar los gráficos y de enviar las señales de vídeo al monitor
Para que los dispositivos conectados a una tarjeta de expansión puedan funcionar correctamente se deben realizar dos operaciones básicas:
1- Conectar la tarjeta de expansión a un zócalo de la placa base.
2- Configurar la propia tarjeta.
Los zócalos más frecuentes son: PCI, AGP o PCI Express.

6-Periféricos, tipos.
Periféricos de entrada:
1- El teclado
El teclado es el dispositivo que permite introducir datos en el ordenador haciendo uso de las teclas que contiene. Se conecta al ordenador mediante un puerto USB o inalámbricamente.
2-El ratón
Al presionar los botones del ratón es posible efectuar ciertas acciones, dependiendo del lugar donde esté colocado el puntero.
Hay dos tipos de ratones:

• Ratones ópticos
• Ratones láser

3-El escáner
Es un dispositivo óptico que xplora un documento y lo digitaliza para introducirlo en el ordenador.
Hay diferentes tipos:

• Escáner de documentos. para digitalizar imágenes y textos.
• Escáner 3D. Para escanear objetos tridimensionales para modelado 3D.
• Escáner biométrico. Para identificar a personas a través de su iris.

4-Lector de códigos de barras y códigos QR
Leen e interpretan códigos que llevan asociada información.
Otros dispositivos de entrada

• Tabletas digitalizadoras y lápices ópticos
• Lectores de tarjeta
• Cámaras digitales
• Micrófono.

Vídeo de los periféricos de entrada-https://youtu.be/7Uaycg6L40k
Periféricos de salida:
1-El monitor.
Algunas de sus características más importantes son:

• Tamaño: viene determinado por las pulgadas que mide la diagonal de la pantalla.
• Tecnología: la imagen de un monitor se compone por pequeños puntos, denominados píxeles.
• Resolución: Es el numero de píxeles que se pueden ubicar en la horizontal y en la vertical de la pantalla.
• Calidad de imagen: hay varios factores que influyen en la calidad de la imagen como el contraste, el brillo, el tiempo de respuesta...
• Pantalla táctil: permite realizar, con los dedos, las mismas funciones que el teclado o el ratón.
• 3D: los monitores 3D son capaces de dar volumen a las imágenes creando u efecto visual tridimensional.
• Frecuencia: se mide en hercios e indica el numero de veces que se refresca la pantalla cada segundo.
• Conectores y accesorios: el monitor va conectado al ordenador mediante una conexión de vídeo digital que puede ser HDMI, DVI...

2-La impresora
La impresora permite obtener una copia impresa de la información digital y pueden conectarse al ordenador por cable o de forma inalámbrica.
Su calidad se mide en puntos por pulgada y su velocidad en puntos por minuto.
En función de su tecnología las impresoras se clasifican en:

• Impresoras de margarita o matriciales: estas impresoras están en desuso y se basaban en el golpeo de un conjunto de agujas sobre una cinta impregnada de tinta que al tomar contacto con el papel marcaba los caracteres
• Impresoras de inyección de tinta: son las más populares, de bajo coste e imprimen a traves de un cabezal con pequeñas inyecciones que disparan gotas microscópicas de tinta sobre el soporte utilizado.
• Impresoras láser: Su tecnología es similar a la de las fotocopiadoras y emplean polvo tóner que se adhiere al papel por atracción electrostática.
• Impresoras 3D: son capaces de moldear diseños en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas a partir de diseños realizados por ordenador.

Otros dispositivos de salida son:

• Altavoces y auriculares.
• Proyectores.
• Plotter.

7-Dispositivos de almacenamiento.
Se utilizan para guardar información de forma permanente. esta información se guarda en binario, ceros y unos.
Dependiendo de la tecnología que se utilice para grabar la información, estos dispositivos se clasifican en magnéticos, ópticos, magnético-ópticos y memorias flash.

• DISCOS MAGNÉTICOS

 Guardan la información sobre una superficie de naturaleza magnética y son por ejemplo, los discos duros, los discos flexibles, las cintas de vídeo...

Disquetes o discos flexibles. antes de la aparición de la memoria flash, eran el soporto de almacenamiento, que se utilizaba para guardar y transportar la información de un ordenador a otro.
Constaban de una lamina circular de material magnético, protegida por una cascara de plástico, los mas utilizados eran los discos de 31/2 con capacidad 1,44 MB
Discos duros. Dispositivo utilizado par almacenar gran cantidad de información, formados por varios platos entre los que están situadas las cabezas de lectura-escritura que leen y escriben en las dos caras de cada disco, estos discos están apilados en un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja magnética sellada.
Dependiendo de la tecnología pueden ser: IDE, SCSI,SATA,SAS... y su tamaño a aumentado hasta los discos actuales de varios TB y de tamaño un poco mayor al de un teléfono móvil.

• MEMORIA FLASH.

 Es un sistema de almacenamiento estático que no necesita corriente para mantener guardados los datos. funciona mediante impulsos eléctricos y alcanza velocidades muy superiores a otros dispositivos y permite leer y escribir datos de forma simultánea.
Entre sus características destacan su gran capacidad, sus pequeñas dimensisones, su precio asequible, su gran resistencia, su facilidad de empleo... Esta memoria no es indefinida, se cifran entre cien mil y un millón de veces que se puede grabar información en ella.
Las más empleadas son:
Memoria USB. tienen un chip de memoria flash y se conectan a través del puerto USB y no hay que instalar ningún software ni driver para utilizarlas.
Tarjetas de memoria. son utilizados habitualmente en camaras digitales y moviles, por lo que se suelen conectar a traves de un lector de tarjetas de memoria para transferir su información. Existen muchos tipos y los más comunes son SD, miniSD, NanoSD, Compact Flash, MMC...

• UNIDAD DE ESTADO SÓLIDO.

Una unidad de estado solido es un dispositivo de almacenamiento secundario de gran capacidad y alta velocidad. No esta formado por discos mecánicos sino por memorias de circuitos integrados, utilizando tecnologías como la memoria flash, memoria SDRAM... y se ha convertido en una alternativa mucho más rápida que los discos duros. Esta unidad de estado sólido es fácilmente intercambiables para compatibilizarlas con el equipo.
Son inmunes a vibraciones externas y aptas para ordenadores portátiles, vehículos...

• DISCOS ÓPTICOS.

Son un soporte de almacenamiento digital y son discos circulares donde la información se lee y se almacena con un láser. Los discos ópticos, CD-ROM, pueden contener enorme cantidad de información. Estos discos fueron sustituidos por los DVD y estos por los Blu-ray.
Estos discos se presentan en varios formatos:
Solo lectura. Discos que vienen grabados de fábrica y no se pueden grabar información en ellos. Son el CD-ROM, Blu-ray...
Grabable. Se pueden grabar una sola vez y son por ejemplo: CD-R,DVD+R... la diferencia entre los signos + y - es que los fabricantes utilizan diferentes especificaciones de lectura y escritura.
Reglabable. Permite borrar los datos y grabar nueva información. son: CD-RW, DVD+RW...
Doble capa. Utilizan una segunda capa para grabar datos. son por ejemplo: DVD+R DL, BD-R DL.
Los discos ópticos están fabricados en diversas capas de materiales, destacan:

Policarbonato

Tinte fotosensible

Capa reflectante metálica.

Discos ópticos son por ejemplo:

• CD. utilizado para almacenar cualquier tipo de información, esta información solo se puede grabar en una cara.
• DVD. Tiene una capacidad de 4,7 GB por capa y su tecnología es análoga a la de los CD, su láser es distinto.
• HVD. utiliza la tecnología de la holografía, combinando un láser rojo y otro verde-azul en un único haz. Tiene almacenamiento de hasta 6 TB.

DISCOS MÁGNETO-ÓPTICOS.
Utilizan una tecnología mixta: magnética y óptica.Graban información de forma magnética por la incidencia de un rayo láser y un campo magnético, la reproducción por medios ópticos.
Actualmente, no tiene gran relevancia en el mercado y se utiliza solo para almacenar datos que suelen cambiar poco.

Vídeo-https://youtu.be/Qsunfh8DXD0

8-Dispositivos de comunicación
Los ordenadores se conectan en red por medio de dispositivos físicos con la finalidad de compartir información, recursos y servicios.
La conexión puede ser cableada o inalámbrica.
Algunos de los dispositivos de comunicación más importantes son:

1. Tarjeta de red. Para que un ordenador pueda establecer comunicación con otros ordenadores debe disponer de una tarjeta de red y tener instalado su controlador en el sistema operativo para que se pueda utilizar. A estas tarjetas también e les denomina NIC. Existen también tarjetas de red inalámbricas que transmiten la información por ondas electromagnéticas.
2. Concentrador y conmutador

Concentrador o hub. Actúa como puente. Cuando un ordenador envía información el concentrador la reenvía a todos para que el destinatario la tome y el resto la deseche.
Conmutador o switch. Además de servir de puente es capaz de identificar los equipos que tiene conectados por lo que nonecesita enviar informacio´na todos ellos, sino solo al destinatario. Permite interconectar redes de todo tipo.

       3.  Punto de acceso. En una red de área local cableada es posible instalar un punto de acceso que además de los ordenadores conectados por cable, se pueden conectar a la red otros dispositivos de forma inalámbrica.

       4. Router. Permite interconectar diferentes redes informáticas.

       5.Dispositivos PLC. Utiliza la linea eléctrica tradicional para transmitir datos. Permite el acceso         a Internet mediante banda ancha, la transmisión de vídeo de alta definición y el uso de la        telefonía IP
       6.Módem. Son dispositivos que permiten enviar o recibir información través de una línea analógica o digital.
En función de la tecnología para transmitir la información se distiguen varios tipos:

• Módem ADSL. Esta tecnología se denomina asimétrica.
• Cable módem. Diseñado para modular la señal de datos sobre una insfraestructura de conexión por cable.
• Módem USB. Utiliza la banda ancha del móvil para obtener Internet en cualquier lugar y momento.
• Satmódem para satélite. La conexión a Internet se hace vía satélite.

       7.Cableado de red. Es uno de los medios para transmitir datos, existen diferentes tipos:

1. Cableado coaxial. formado por un hilo conductor dentral.
2. Cableado de par trenzado. constituido por 4 pares de hilos. se distinguen los siguientes tipos:

• UTP. un cable no apantallado.
• STP. un cable apantallado
• FTP. cable apantallado con blindaje global.

Existen diversas categorías de cables, dependiendo de su velocidad de transmisión.
Cable de fibra óptica. Fibra muy fina por la que se envía un haz de luz. Sus conectores más utilizados son: ST, LC, FC Y SC.