DEFINICIÓN 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.
Clasificaremos el hardware en dos tipos:
El que se encuentra dentro de la torre o CPU, y que por lo tanto no podemos ver a simple vista.
El que se encuentra alrededor de la torre o CPU, y que por lo tanto, si que vemos a simple vista, y que denominamos periféricos.
El gabinete de una computadora de escritorio contiene los componentes internos, como la fuente de alimentación, la placa madre, la unidad de procesamiento central (CPU), la memoria, las unidades de disco y distintas tarjetas de adaptador.
Por lo general, los gabinetes están hechos de plástico, acero o aluminio, y proporcionan la estructura para el soporte, la protección y la refrigeración de los componentes internos.
Tipos de gabinete:
Gabinete horizontal: Estos fueron populares entre los primeros sistemas de computación. El gabinete de la computadora se orientaba de manera horizontal en el escritorio del usuario con el monitor ubicado en la parte superior. Este factor de forma ya no es popular.
Torre completa: (Figura 1) Es un gabinete de computadora que se orienta de manera vertical. Por lo general, se ubica en el piso, debajo o al lado de un escritorio o una mesa. Proporciona espacio de expansión para incorporar componentes adicionales como unidades de disco, tarjetas de adaptador y otros. Requiere un teclado externo, un mouse y un monitor.
Torre compacta: Es una versión más pequeña de la torre y se encuentra comúnmente en el entorno corporativo. También puede denominarse mini torre o modelo de factor de forma pequeño. Puede estar ubicado en el escritorio del usuario o en el piso. Proporciona espacio limitado para expansión. Requiere un teclado externo, un mouse y un monitor.
Todo en uno: Todos los componentes del sistema de computación están integrados en la pantalla. A menudo, incluyen entrada de pantalla táctil, micrófono incorporado y altavoces. Según el modelo, las computadoras todo en uno ofrecen poca capacidad de expansión o ninguna. Requieren un teclado externo, un mouse y una fuente de alimentación.
Nota: Los gabinetes de computadoras también se conocen como el chasis, el gabinete, la torre, la cubierta o, simplemente, la caja.
Los componentes de la computadora tienden a generar mucho calor; por lo tanto, los gabinetes de la computadora contienen ventiladores que hacen circular aire a través del gabinete. A medida que el aire circula por los componentes calientes, absorbe el calor y luego sale del gabinete. Este proceso evita el recalentamiento de los componentes de la PC. Los gabinetes también están diseñados para proporcionar protección contra daños de electricidad estática. Los componentes internos de la computadora están conectados a tierra mediante la conexión al gabinete.
La electricidad proveniente de los tomacorrientes es de tipo corriente alterna (CA). Sin embargo, todos los componentes internos de una computadora requieren alimentación de corriente continua (CC). Para obtener alimentación de CC, las computadoras utilizan una fuente de alimentación, para convertir la alimentación de CA a un voltaje inferior de alimentación de CC.
Los distintos conectores también proporcionan diferentes voltajes. Los voltajes más comunes suministrados son de 3,3 voltios, 5 voltios y 12 voltios. Las fuentes de 3,3 voltios y 5 voltios se usan normalmente en circuitos digitales, mientras que las fuentes de 12 voltios se utilizan para alimentar los motores de las unidades de disco y de los ventiladores.
Una PC puede tolerar leves fluctuaciones de alimentación, pero una desviación considerable puede provocar que la fuente de alimentación falle.
La placa madre, también conocida como la placa del sistema o la placa principal, es la médula de la computadora. Una placa madre es una placa de circuito impreso (PCB) que contiene los buses, o las rutas eléctricas, que interconectan los componentes electrónicos. Estos componentes se pueden soldar directamente a la placa madre o se pueden agregar mediante sockets, ranuras de expansión y puertos.
Conjunto de chips: Consta de los circuitos integrados en la placa madre que controlan la manera en que el hardware del sistema interactúa con la CPU y la placa madre. Además, establece cuánta memoria se puede agregar a una placa madre y el tipo de conectores de esta placa.
Chip de sistema básico de entrada y salida (BIOS) y chip de Unified Extensible Firmware Interface (UEFI): El BIOS se usa para ayudar a arrancar la computadora y administrar el flujo de datos entre la unidad de disco duro, la tarjeta de video, el teclado, el mouse y otros componentes. Recientemente, por UEFI ha mejorado el BIOS. UEFI especifica una interfaz de software diferente para los servicios de arranque y de tiempo de ejecución, pero aún depende del BIOS tradicional para la configuración del sistema, la prueba automática de encendido (POST) y la configuración.
Puente norte: Controla el acceso de alta velocidad a la RAM y a la tarjeta de video. También controla la velocidad a la que la CPU se comunica con todos los demás componentes de la computadora. A veces, la tarjeta de video está integrada en el puente norte.
Puente sur: Permite la comunicación de la CPU con dispositivos de menor velocidad, entre ellos, discos duros, puertos de bus serial universal (USB) y ranuras de expansión.
En tanto la placa madre se considera la médula de la computadora, la unidad de procesamiento central (CPU) se considera el cerebro. En términos de capacidad de computación, la CPU, a veces llamada procesador, es el elemento más importante de un sistema de computación. La mayoría de los cálculos se realizan en la CPU.
Las CPU tienen distintos factores de forma, y cada estilo requiere una ranura o un socket en particular en la placa madre. Entre los fabricantes de CPU más conocidos se incluyen Intel y AMD.
El socket o la ranura de la CPU es la conexión entre la placa madre y el procesador. Los procesadores y los sockets de CPU modernos se basan en las siguientes arquitecturas:
Matriz de pines en cuadrícula (PGA, Pin Grid Array): En la arquitectura de PGA, los pines se encuentran en la parte inferior del procesador, que se inserta en el socket de la CPU de la placa madre mediante fuerza de inserción cero (ZIF). La ZIF se refiere a la cantidad de fuerza que se necesita para instalar una CPU en el socket o la ranura de la placa madre.
Matriz de contactos en cuadrícula (LGA, Land Grid Array): En una arquitectura de LGA, los pines se encuentran en el socket y no en el procesador.
Llamado tambien Fan Cooler. El flujo de corriente entre los componentes electrónicos genera calor. Los componentes de la PC funcionan mejor cuando se los mantiene refrigerados. Si no se elimina el calor, es posible que la computadora funcione más lentamente. Si se genera mucho calor, la computadora puede bloquearse o pueden dañarse los componentes. Por lo tanto, es fundamental que las computadoras se mantengan ventiladas.
Una computadora posee diferentes tipos de chips de memoria. Sin embargo, todos los chips de memoria almacenan los datos en forma de bytes. Un byte es una agrupación de información digital y representa la información como letras, números y símbolos. Específicamente, un byte es un bloque de ocho bits almacenados como un 0 o un 1 en el chip de memoria.
Un chip de computación esencial es el chip de memoria de solo lectura (Read-Only Memory, ROM). Los chips de ROM se ubican en la placa madre y otras placas de circuitos, y contienen instrucciones a las que la CPU puede acceder de forma directa. Las instrucciones almacenadas en la ROM incluyen instrucciones de operaciones básicas como arrancar la computadora y cargar el sistema operativo.
La RAM es el área de almacenamiento de trabajo temporal de datos y programas a los que accede la CPU.
Al contrario de la ROM, la RAM es una memoria volátil, lo cual significa que el contenido se borra cuando la computadora se apaga.
Agregar más RAM en una computadora mejora el rendimiento del sistema. Por ejemplo, más RAM aumenta la capacidad de memoria de la computadora para mantener y procesar programas y archivos. Con menos memoria RAM, una computadora debe intercambiar datos entre la RAM y la unidad de disco duro, que es mucho más lenta. La cantidad máxima de RAM que se puede instalar depende de la placa madre.
Las unidades de almacenamiento, leen o escriben información en medios de almacenamiento magnéticos, ópticos o semiconductores. La unidad se puede utilizar para almacenar datos de forma permanente o para recuperar información de un disco de medios.
Los siguientes son tipos comunes de unidades de almacenamiento:
Unidad de disco duro (HDD): Las unidades de disco duro son dispositivos de discos magnéticos tradicionales que se han utilizado durante años. Su capacidad de almacenamiento va de gigabytes (GB) a terabytes (TB). Su velocidad se mide en revoluciones por minuto (RPM). Esta es la velocidad a la que el eje hace girar los platos que contienen los datos. Cuanto más rápido gira el eje, más rápido recupera el disco duro los datos almacenados en los platos. Las velocidades comunes de ejes de disco duro son 5400, 7200 y 10 000 rpm.
Unidad de estado sólido (SSD): Esta unidad utiliza chips de memoria flash no volátiles para almacenar datos. Esto significa que es más rápida que las HDD magnéticas. Su capacidad de almacenamiento también abarca de GB a TB. Las SSD no poseen piezas móviles y por lo tanto no hacen ruido, proporciona más ahorros de energía y producen menos calor que las HDD. Las SSD tienen el mismo factor de forma que las HDD y se usan cada vez más en lugar de las HDD magnéticas.
Unidades ópticas: Utilizan láseres para leer los datos almacenados en los medios ópticos. Existen tres tipos de unidades ópticas, incluido el disco compacto (CD), el disco versátil digital (DVD) y el disco Blu-ray (BD). Los CD, DVD y BD pueden estar previamente grabados (solo lectura), pueden ser grabables (de una sola escritura) o pueden ser regrabables (se leen y se escriben varias veces).
Unidad de memoria flash externa: La unidad de memoria flash externa es un dispositivo de memoria USB que se conecta a un puerto USB. Las unidades de memoria flash externas utilizan el mismo tipo de chips de memoria no volátil que las SSD. No requieren energía para mantener los datos. Su capacidad de almacenamiento se extiende de MB a GB.
Un puerto de video conecta un monitor a una PC mediante un cable. Los puertos de video y los cables de monitor transfieren señales analógicas, señales digitales o ambas. Las PC son dispositivos digitales que producen señales digitales. Las señales digitales se envían a la tarjeta gráfica y, de allí, se transmiten a una pantalla digital a través de un cable. Las señales digitales también se pueden convertir en señales analógicas mediante la tarjeta gráfica y transferirse a una pantalla analógica. Una calidad de imagen más baja es el resultado de convertir una señal digital en una señal análoga. Las pantallas y los cables de monitor que admiten señales digitales proporcionan mejor calidad de imagen que los que solo admiten señales analógicas.
Existen varios tipos de puertos y conectores de video:
Interfaz visual digital (DVI, Digital Visual Interface): Por lo general, el conector DVI es blanco y consta de 24 pines (tres filas de ocho contactos) para las señales digitales, 4 pines para las señales analógicas y 1 pin plano denominado barra de conexión a tierra. Específicamente, la interfaz DVI-D solo maneja señales digitales, mientras que la interfaz DVI-A solo maneja señales analógicas. DVI utiliza una interfaz de doble enlace que crea dos grupos de canales de datos que pueden transmitir más de 10 Gb/s de la información de video digital.
HDMI: La interfaz multimedia de alta definición fue desarrollada específicamente para los televisores de alta definición. Sin embargo, sus funciones digitales también lo convierten en un buen candidato para las computadoras. Existen dos tipos comunes de cables HDMI. El cable HDMI de tamaño normal tipo A es el cable estándar que se utiliza para conectar los dispositivos de video. Las HDMI de tipo C se utilizan para conectar computadoras portátiles y dispositivos portátiles como tablets.
Conector VGA: Es un conector para video analógico. Tiene 3 filas y 15 pines. También se conoce como conector DE-15 o HD-15.
Los puertos de entrada/salida (E/S) de una PC conectan dispositivos periféricos, como impresoras y escáneres y unidades portátiles. Además de los puertos y las interfaces que analizamos anteriormente, una computadora también puede tener otros puertos:
Puertos PS/2: Un puerto PS/2 conecta un teclado o un mouse a una computadora. El puerto PS/2 tiene un conector mini-DIN hembra de 6 pines. Los conectores para el teclado y el mouse a menudo son de colores diferentes. Si los puertos no están codificados por colores, busque una pequeña figura de un mouse o un teclado junto a cada puerto.
Puertos de audio: Los puertos de audio conectan dispositivos de audio a la computadora. Los puertos analógicos suelen incluir una línea en el puerto para conectar a una fuente externa (p. ej., un sistema estéreo), un puerto de micrófono y una línea a través de puertos para conectar altavoces o auriculares. La entrada digital y los puertos de salida también están disponibles para conectar las fuentes digitales y los dispositivos de salida. Estos conectores y cables transfieren pulsaciones de luz mediante cables de fibra óptica.
Puerto de red Ethernet: Se trata de un puerto de red que anteriormente se conocía como puerto RJ-45. Un puerto de red Ethernet tiene 8 pines y conecta los dispositivos a una red. La velocidad de conexión depende del tipo de puerto de red. Existen dos estándares de Ethernet que se utilizan. Específicamente, Fast Ethernet (o 100BASE) puede transmitir hasta 100 Mb/s y Gigabit Ethernet (1000BASE) puede transmitir hasta 1000 Mb/s. La longitud máxima del cable de red Ethernet es de 100 m (328 pies).
Puertos y cables USB: El bus universal en serie (USB, Universal Serial Bus) es una interfaz estándar que conecta dispositivos periféricos a una computadora. Los dispositivos USB son intercambiables con el sistema activo, lo que significa que los usuarios pueden conectarlos y desconectarlos mientras la PC está encendida. Las conexiones USB se pueden encontrar en PC, cámaras, impresoras, escáneres, dispositivos de almacenamiento y muchos otros dispositivos electrónicos. Los concentradores USB conectan varios dispositivos USB. Un único puerto USB en una PC puede admitir hasta 127 dispositivos independientes mediante varios concentradores USB. Algunos dispositivos incluso pueden recibir alimentación mediante el puerto USB, lo que elimina la necesidad de una fuente de energía externa.
Los dispositivos de entrada introducen datos o instrucciones en una PC.
Los siguientes son ejemplos de dispositivos de entrada:
Mouse y teclados: Estos son los dos dispositivos de entrada que se utilizan con más frecuencia. El teclado se utiliza para introducir texto mientras que el mouse se utiliza para navegar la interfaz gráfica de usuario (GUI).
Pantallas táctiles: Estos dispositivos de entrada tienen pantallas táctiles o sensibles a la presión. La PC recibe instrucciones específicas según el lugar de la pantalla que toque el usuario.
Joysticks y controladores para juegos: Estos son dispositivos de entrada que se usan para jugar juegos. Los controladores para juegos permiten al jugador controlar el movimiento y la vista con pequeños joysticks y varios botones. Muchos controladores para juegos también tienen gatillos que registran la cantidad de presión que ejerce el jugador.
Cámaras digitales y cámaras de video digitales: Estos dispositivos de entrada capturan las imágenes que pueden almacenarse, mostrarse, imprimirse o alterarse. Las cámaras web independientes o integradas capturan imágenes en tiempo real.
Escáneres:Estos dispositivos digitalizan imágenes o documentos. La digitalización de la imagen se almacena como un archivo que se puede mostrar, imprimir o modificar. Un lector de código de barras es un tipo de escáner que lee las barras del código de producto universal (UPC, Universal Product Code).
Digitalizadores: Este dispositivo permite a un diseñador o un artista crear planos, imágenes u otros trabajos artísticos usando una herramienta similar a un lápiz, llamada stylus, sobre una superficie que detecta dónde la toca la punta del stylus. Algunos digitalizadores cuentan con más de una superficie o sensor que le permiten al usuario crear modelos 3D al realizar acciones con el lápiz en el aire.
Dispositivos de identificación biométrica: Estos dispositivos de entrada identifican a un usuario basado en función de una característica física única, como sus huellas digitales o su voz. Ahora, muchas computadoras portátiles cuentan con lectores de huellas digitales para automatizar el inicio de sesión en el dispositivo.
Lectores de tarjetas inteligentes: Estos dispositivos de entrada se utilizan en una computadora para autenticar al usuario. Una tarjeta inteligente puede tener el tamaño de una tarjeta de crédito con un microprocesador integrado que se encuentra generalmente en un relleno de contacto dorado en un lado de la tarjeta.
Los dispositivos de salida le presentan información de una PC al usuario.
Los monitores y proyectores son dispositivos de salida principales de una PC. Existen dos tipos de monitores. La diferencia más importante entre estos tipos de monitores es la tecnología que se utiliza para crear una imagen:
LCD: La pantalla de cristal líquido (LCD, liquid crystal display) se suele utilizar en los monitores de pantalla plana y en las computadoras portátiles. Consta de dos filtros polarizadores con una solución de cristal líquido entre ambos. Una corriente electrónica alinea los cristales a fin de permitir o impedir el paso de luz. El efecto del paso de la luz en ciertas áreas y del bloqueo de la luz en otras es lo que crea la imagen.
LED: Las pantallas de diodos emisores de luz (LED, Light-Emitting Diode) son pantallas de LCD que utilizan iluminación de fondo con LED para iluminar la pantalla. Los LED consumen menos energía que la iluminación de fondo de la pantalla de LCD estándar y permiten que el panel sea más delgado, liviano y brillante, y que tenga un mejor contraste.
OLED: Las pantallas de LED orgánicos (OLED, organic LED) utilizan una capa de material orgánico que responde a estímulos eléctricos para emitir luz. Este proceso permite que cada pixel se ilumine de forma individual, lo que tiene como resultado niveles de negro mucho más profundos que los de las pantallas de LED. Las pantallas de OLED también son más delgadas y livianas que las pantallas de LED.
Plasma: Las pantallas de plasma son otro tipo de monitor de pantalla plana que pueden lograr altos niveles de brillo, niveles profundos de negro y una amplia gama de colores. Las pantallas de plasma reciben su nombre del uso de diminutas celdas de gas ionizado que se iluminan cuando reciben un estímulo eléctrico.
Actividad
1. Elabore un breve resumen en su cuaderno de la información presentada en clase y lo leido en la página web. Mediante un mapa conceptual construya las ideas propias de lo entendido.
2. Explique con su palabras, que es un computador y como es su funcionamiento.
3. Explique con sus palabras, para que sirven los periféricos de entrada y dibuje 5 ejemplos
4. Explique con sus palabras, para que sirven los periféricos de salida y dibuje 5 ejemplos
5. Explique con sus palabras, como funcionan los periféricos de almacenamiento y dibuje 5 ejemplos
6. Explique como funcionan los periféricos de procesamiento, cuales son los mas importantes?
7. Explique que es memoria RAM, memoria ROM y Memoria Caché
8. Explique cuál es la función de la tarjeta principal (Mainboard, Tarjeta Madre)
9. Explique el funcionamiento del disco duro
10. Explique el funcionamiento de la unidad de DVD
12. Defina que es una memoria Flash
13. Haga un glosario con las palabras desconocidas
14. Resuelve la siguiente Ruleta dando clic en el enlace: https://es.educaplay.com/recursos-educativos/5600304-ruleta_del_computador.html. Toma la foto o pantallazo del puntaje obtenido en el ejercicio y adjúntalo junto con la demás evidencia de la actividad. Define cada una de las palabras