COLEGIO MIRAFLORES

HARDWARE

COMPONENTES FISICOS DE UNA COMPUTADORA

Una computadora procesa datos para generar información. El proceso se realiza dentro de la computadora por lo que es necesario introducir los datos a procesar hasta el interior de la misma. Una vez procesados, es necesario comunicarse al exterior de la computadora. De lo expuesto anteriormente surge el concepto de CICLO DEL PROCESO ELECTRONICO DE DATOS, en donde para llevar a cabo el proceso de datos se requieren de tres operaciones:

ENTRADA

En esta operación se definen las acciones y los datos que se introduciran a la computadora.

PROCESO

Consiste en ejecutar las instrucciones que permiten procesar a los datos y generar información. Cabe mencionar que las instrucciones también deberan estar dentro de la computadora.

SALIDA

Es el conjunto de acciones que permite a la computadora comunicar al exterior los resultados del proceso.

Para poder realizar este ciclo la computadora requiere de tener el hardware básico que se clasica como sigue:

Unidad de Almacenamiento Primario

Unidad Central de Procesamiento

Unidad de Control

Unidad Aritmético Lógica

Periféricos

Periféricos de Entrada

Periféricos de Salida

Periféricos de Almacenamiento Secundario

UNIDAD DE ALMACENAMIENTO PRINCIPAL

También se conoce como MEMORIA PRINCIPAL o simplemente memoria. Es la encargada de almacenar toda la información que se requiere para realizar un proceso.

La memoria principal de una computadora actual, está compuesta de un grupo de chips relacionados entre si, de tal forma que proporcionan capacidades de almacenamiento mayores.

Las memorias a base de chips se clasifican como sigue:

MEMORIAS VOLATILES

Son aquellas que necesitan del suministro de corriente eléctrica para conservar almacenada la información. Cuando se suspende el suministro de energía, se borra su contenido.

MEMORIAS NO VOLATILES

Son aquellas que no necesitan del suministro de corriente eléctrica para conservar su información y su contenido no se destruye al apagar la computadora.

Actualmente se manejan diferentes tipos de chips, siendo los más comunes los siguientes:

ROM (READ ONLY MEMORY)

Son memorias que solo podemos utilizar para lectura y son de tipo no volátil. Su contenido es definido durante la manufactura y no puede ser alterado por ningun proceso de la computadora. Normalmente se usan para almacenar indicaciones hacia la computadora.

RAM (RANDOM ACESS MEMORY)

Son memorias de acceso aleatorio que permiten almacenar datos en cualquier momento mediante procesos de la computadora. Son del tipo volátil y es aqui donde el usuario puede almacenar datos e instrucciones para la ejecución de programas.

CONCEPTOS BASICOS PARA EL ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACION

NOTACION BINARIA

Se denomina con este nombre, a la representación de los datos a través de bits.

Todas computadoras manejan los datos bajo la modalidad binaria, es decir, usando 0's y 1's, estos símbolos se denominan BITs; esto es, un bit es un 0 o un 1.

CARACTER

Una letra (A..Z; a..z;), un digito (0..9) o un símbolo especial (,$,#,",@.¿.+,...,etc).

BYTE

Puede almacenar un caracter de información, para poder representar un caracter, se agrupan generalmente 8 bits.

La división de la memoria en bytes o celdas para almacenar la información nos proporciona un patron para medir la capacidad de la memoria. Las unidades más usuales para señalar la capacidad de la memoria son las siguientes:

UNIDAD EQUIVALENCIA NUMERO DE CARACTERES
BYTE (b) 8 bits

1

KILOBYTE (Kb) 1,024 bytes

1,024

MEGABYTE (Mb) 1,024 kilobytes

1,048,576

GIGABYTE 1,024 megabytes

1,073,741,824

CODIGOS

Un código es un conjunto de reglas que nos establece de que manera se combinarán los 0's y 1's para representar los diferentes caracteres.

En algunas ocasiones es necesario conocer el contenido de la memoria, bajo esta situación, la computadora emplea la representación hexadecimal para mostrar su contenido.

La computadora utiliza la notación binaria para operar internamente y emprea representaciones hexadcinales para mostrar la información almacenada, la interpretación correspondiente dependerá del código que se esté utilizando.

DIRECCIONAMIENTO DE LA MEMORIA

La memoria puede ser considerada como un grupo de casillas en donde cada casilla puede almacenar un caracter. Cada casilla está identificada de menera única mediante un número conocido com DIRECCION DE MEMORIA.

Dependiendo del diseño de la computadora existen diversos tipos de direccionamiento:

DIRECCIONAMIENTO A LA PALABRA:

Se denomina palabra a un grupo de bytes contiguos, con la característica de que el byte que se encuentra a la izquierda contiene la dirección que identifica a toda la palabra.

DIRECCIONAMIENTO AL CARACTER

Bajo este tipo de direccionamiento, cada byte es direccionable, utilizando el concepto de palabra, diremos que la palabra está compuesta de un solo byte.

ORGANIZACION DE LA MEMORIA EN UN PROCESO.

Una computadora es capaz de realizar cualquier tipo de proceso. Cuando se efectúa el proceso, la memoria principal se organiza con una cierta estructura que le permite intervenir en la ejecución del mismo, esta estructura en términos generales está compuesta de las siguientes partes.

AREA DE INSTRUCCIONES

Esta area está destinada a almacenar las instrucciones que forman al programa y que deberá seguir la computadora para efectuar el proceso.

AREA DE ENTRADA SALIDA

Se utiliza para almacenar la información que proviene de los dispositivos periféricos o bien la información que se mandará a estos.

AREA DE TRABAJO

Esta área se utiliza para almacenar información y resultados intermedios que sirven de apoyo para la ejecución de los procesos.

El número de bytes que ocupa cada área, así como su ubicacción dentro de la memoria principal (direcciones de memoria) variará de acuerdo las caracteristicas, dimensiones y necesidades de cada programa.

UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (UCP O CPU)

Es la parte de la computadora que se encarga de realizar todas las actividades del procesamiento de la información.

Esta formada por dos partes escenciales:

UNIDAD ARITMETICA Y LOGICA

Tiene como función realizar las operaciones aritméticas y lógicas que se requieren para efectuar un proceso.

OPERACION ARITMETICA

Se denomina así a toda operación donde intervienen valores númericos para realizar sumas, restas, multiplicaciones, etc.

OPERACION LOGICA

Se dice que una operación es lógica si la información que se obtiene tiene dos posibles valores: verdadero o falso. Las operaciones lógicas pueden involucrar datos que no necesariamente son númericos.

UNIDAD DE CONTROL

Como su nombre lo indica, es la parte de la CPU que se encarga de controlar la ejecución de los procesos.

Para efectuar un cierto proceso se requieren de un conjunto de instrucciones a seguir. Las instrucciones son proporcionadas a través de un programa, el cual se encuentra almacenado en la MEMORIA PRINCIPAL, La unidad de control en el REGISTRO DE SECUENCIAS contiene la dirección de memoria de la instrucción a ejecutar, posteriormente realizará una copia de la instrucción en la memoria que se almacenará en el REGISTRO DE INSTRUCCIONES, Toda instrucción tien dos partes básicas.

TIPO DE OPERACION: Indica que operación se va a efectuar.

DIRECCIONES: Contiene las direcciones de memoria de datos que van a intervenir en la operación.

La unidad de control se encarga de separar las dos partes de la instrucción. El tipo de operación se envia al DECODIFICADOR que interpretará la operación a realizar. La parte de direcciones se almacena en el REGISTRO de DIRECCIONES.

Si la operación a realizar requiere de la intervención de la Unidad Aritmético Lógica. Entonces la Unidad de Control tomará los datos de la memoria principaly hara una copia en los registros de la UAL además de señalar la operación a realizar y finalmente supervisar que la operación se haya efectuado.

Es el corazón de la computadora. En ella reside el microprocesador, la memoria RAM, la memoria ROM y opcionalmente el coprocesador matemático, ademas de la circuiteria para que la microcomputadora opere.

MICROPROCESADOR

El microprocesador es el cerebro de la microcomputadora. Es la CPU construida en un chip. Procesa los datos, recupera y almacena información, interpreta programas y ejecuta operaciones lógicas; realiza los procesos de control de la microcomputadora.

La capacidad de proceso de información del microprocesador depende de la amplitud del bus de datos y la frecuencia de los ciclos de la máquina determinada por su reloj electrónico.

La amplitud del bus de datos determina cuántos bits pueden transferirse al mismo tiempo. La frecuencia de los ciclos es una medida de cuántas operaciones de proceso separadas pueden ser ejecutadas por la computadora en un segundo. Conforme la amplitud del bus de datos del microprocesador se incrementa, se requieren menos ciclos para completar la tarea deseada.

DISPOSITIVOS PERIFERICOS DE ENTRADA

Son los equipos por donde vamos a darle ordenes a la computadora, algunos de ellos son:

TECLADO

Es el más utilizado como dispositivo de entrada, tiene tres tipos de teclas: Alfanúmericas (Las de una máquina de escribir), de Funciones y de Calculadora o númerico.

RATON (MOUSE)

Es un dispositivo que al deslizarlo sobre el tapete mueve un apuntador por el monitor, tiene dos o tres botones que envian comandos a la computadora con su pulsación.

LAPIZ LUMINOSO

Emite un rayo de luz que al tocar una pantalla especial dibuja en ella puntos luminosos.

SCANNER (DIGITALIZADOR)

Es como una fotocopiadora, convierte un dibujo o fotografía a código binario de forma que puede ser procesado por la computadora.

JOSTICK

Es una palanca con la que se mueve un apuntador en la pantalla (muy usado en los juegos de video).

DISPOSITIVOS DE SALIDA

Son los equipos necesarios para que la computadora se comunique con el usuario, donde mostrará los resultados de todas las operaciones efectuadas por él. Estos dispositivos son:

MONITOR

Es una pantalla donde el usuario puede ver la información gráfica y texto; los hay monocromáticos (un solo color: verde, ámbar, gris.) y policromáticos (muchos colores: desde 16 hasta 1 millon de colores). También los hay en diferentes tipos de resoluciones (cantidades de puntos en pantalla o pixeles). Algunos tipos de monitor son:

TIPO DESCRIPCION RESOLUCION (pixeles) COLORES
TTL HERCULES 720*348 Mono y Policromático
CGA COLOR GRAPHICS ADAPTER 624*200 Dos colores
EGA ENHACED GRAPHICS ADAPTER 640*35 16 Colores
VGA VIDEO GRAPHICS ARRAY 640*480 16 a 2024 Colores
LDC LIQUID DISPLAY QUARTZ Varias Resoluciones Mono y Policromatico
SVGA SUPER VIDEO GRAPHICS ARRAY 1280*1024 Mas de 1 Millón de Colores

IMPRESORA

Este dispositivo permite la impresión de información sobre papel utilizando varias tecnologías, las hay en diferentes precios, velocidad y calidad de impresión.

IMPRESORAS DE IMPACTO

Se caracterizan por que requieren de pequeños golpes en el papel entre los que se encuentra una cinta entintada que es la que marca el caracter que se imprima.

IMPRESORA DE CADENA

En esta clase de impresoras los tipos que representan a los diferentes caracteres se disponen en una cadena continua que gira a gran velocidad. Un grupo de martillos controlados electrónicamente efectúan los golpes que permiten imprimir sobre el papel los caracteres. La velocidad de impresión varia desde las 300 líneas por minuto a 2400.

IMPRESORA DE MATRIZ DE PUNTOS

Esta impresoras realizan la impresión de los caracteres o gráficas utilizando un pequeño mecanismo de corte rectangular, de donde surgen alambres delgados que delinean los diferentes caracteres o gráficos a manera de minúsculos puntos sobre el papel. La velocidad de impresión varia desde 100 caracteres por segundo hasta 1000.

IMPRESORA DE MARGARITA

Estas son impresoras similares a algunas máquinas de escribir electrónicas, cuyos tipos de impresión se localizan sobre una rueda denominada margarita, que al girar posiciona el caracter adecuado que se imprimirá por medio de un golpe proporcionado por un pequeño martillo. La velocidad de impresión que caracterizan a éstas impresoras varía alrededor de 40 cps. (caracteres por segundo).

IMPRESORAS DE NO IMPACTO

Se caracterizan principalmente porque utilizan técnicas de impresión que no requieren de golpes físicos para marcar o imprimir los caracteres. Dentro de este grupo se encuentran las siguientes:

IMPRESORAS TERMICAS

Estas impresoras utilizan el calor para efectuar la impresión, para ello requieren de papel especial que es sensible al calor. De ésta manera los caracteres van apareciendo al enegrecerse el papel por acción del calor. Alcanza una velocidad de impresión que va desde los 100 hasta los 2200 cps.

IMPRESORAS DE GOTAS DE TINTA (O DE INYECCION DE TINTA)

Estas impresoras realizan la impresión utilizando gotas microscópicas de tinta que son lanzadas hacia el papel para crear las imágenes de los caracteres o gráficos. El suministro de tinta es proporcionado por pequeños cartuchos reemplazables. De ésta manera se puede imprimir en uno o varios colores. La velocidad de impresión que se obtiene ya desde los 30 hasta los 100 cps.

IMPRESORA LASER

Estas impresoras emplean un rayo láser de baja potencia que permite transferir particulas hacia la superficie del papel. La velocidad que se obtiene varía desde 400 hasta 21000 lineas por minuto.

DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO SECUNDARIO

En la memoria auxiliar encontramos la propiedad de poder almacenar programas o información extensa, que de otra manera no cabrían en la memoria principal; para lograr este objetivo, la memoria auxiliar se localiza en periféricos especiales que presentan las siguientes caracteristicas:

- Tienen gran capacidad de almacenamiento.

- No se pierde la información al apagarse la computadora, es decir, la memoria es de tipo volátil.

- Tienen altas velocidades de transferencia de información.

- La información se almacena en el mismo formato como se hace en la memoria principal.

CINTA MAGNETICA:

Consiste básicamente en una tira de plástico cubierta de material magnético de media pulgada de ancho. La información se almacena como pequeños puntos magnetizados dispuestos a lo largo y ancho de la cinta.

Cada punto representa un bit y cada columna equivale a un byte de información.

DISCO MAGNETICO

Son discos métalicos circulares cubiertos de material magnético. Se pueden disponer varios discos en forma horizontal, uno encima de otro, compartiendo un eje que permite, que los diferentes discos giren de manera sincronizada. Al grupo de discos dispuestos de esta manera se le conoce como valumen o paquete de discos.

La superficie de ambas caras de cada disco está disponible para almacenar información mediantes puntos magnéticos. Para tener acceso a la información (leer o grabar), se destina una cabeza de lectura-escritura por cada lado del disco. Todas las cabezas de lectura-escritura se disponen sobre un brazo móvil que permite desplazar al conjunto de cabezas sobre la superficie de grabación de los discos quede al alcance de las cabezas de lectrura-escritura.

PISTA

Es una delgada área circular sobre la cual se colocan los puntos magnéticos que representan a los bits y a los bytes. Todas pistas de un disco se disponen de forma concéntrica por ambas caras de un disco.

Cada pista de una cara se reconoce mediante un número único. La primera pista se enuentra en la parte más externa del disco y se identifica con el número 0, que sigue con el 1 y así sucesivamente hasta el centro del disco.

SECTOR

Cada pista se encuentra dividida en un número igual de partes. Cada parte recibe el nombre de sector que presenta las siguientes caracteristicas:

- Cada sector de una pista esta identificado mediante un número único.

- Cada sector tiene capacidad para almacenar un número determinado de bytes. Generalmente 512 o 1024 bytes.

CILINDRO

Todas las pistas identificadas con el mismo número dentro de un volumen forman un cilindro. Cada cilindro se identifica mediante el mismo número que identifican a las pistas que contiene; así tenemos que el cilindro 0 contiene a todas las pistas 0 de cada disco que forman el volumen.

DISCO OPTICO

Este es un medio de almacenamiento introducido recientemente, el cual se apoya en tecnología que emplea el rayo lasér de baja potencia, para el manejo de la información. Entre los atributos principales con que cuenta podemos mencionar los siguientes:

- Proporciona mayor capacidad de almacenamiento alrededor de 13 Mb por pulgada cuadrada.

- Tiempos de acceso a la información menores con respecto al disco magnético.

- Proporciona dos tipos de acceso: secuencial y directo.

- Trasportabilidad por sus dimensiones físicas. Un solo disco de 10cm de diámetro aproximadamente.

La principal desventaja del disco óptico consiste en que la información se registra sobre una superficie del disco como pequeñas marcas, haciendo que una vez registrada la información ésta no se pueda alterar o borrar. La anaterior caracteristica hace que el disco óptico sea utilizado como un medio para almacenar grandes cantidades de información de caracteres históricos (Se refiere al tipo de información que ya no sufrira más cambios con el paso del tiempo y que se utilizará como información de consulta o referencia).