Saberes Básicos

Arquitectura interna de un ordenador. Placa base. Fuente de alimentación. Disco duro interno. Monitor. Tarjeta gráfica.

Sistemas Operativos. Funciones. 

Interfaz de entorno de trabajo.

1. HISTORIA DE LOS ORDENADORES

Desde que el Hombre empezó a comerciar y a construir, ha tenido la necesidad de calcular y manejar datos. Nuestros antepasados más remotos contaban con los dedos, es la razón de que nuestro sistema de numeración sea decimal. Actualmente existen calculadoras electrónicas y ordenadores muy potentes para este fin, sin embargo, el invento del ordenador ha sido la consecuencia de un largo camino de descubrimientos que empezó con el primer instrumento de cálculo: el ábaco.

1.1. El ábaco

El uso del ábaco se remonta a los siglos III y IV a. de C. El primer ábaco era muy rudimentario, constaba de una caja de madera llena de arena en la que se hacían surcos en los que se ponían una serie de piedras hasta llegar a 10 y se pasaba al siguiente surco. Más adelante se perfecciono sustituyendo los surcos por varillas con fichas para marcar las centenas, las decenas y las unidades.

El ábaco se sigue usando por sus beneficios en el cálculo mental en la actualidad, sobre todo en los países asiáticos, donde es una asignatura obligatoria desde los primeros cursos hasta los estudios universitarios. 

1.2. Las calculadoras mecánicas

El físico y matemático francés Blas Pascal desarrolló en 1642 un calculador mecánico, primeramente llamado Máquina Aritmética, y después Pascalina, capaz realizar sumas y restas mediante un sistema de ruedas dentadas.

En 1671, el barón alemán Gottfred Leibniz mejoró la máquina de Pascal gracias al descubrimiento del tambor de dientes desiguales, que le permitió construir la Máquina Universal, capaz de realizar sumas, restas, multiplicaciones y divisiones

1.3. Las calculadoras electromecánicas

Gracias a la invención de los relés electromecánicos, se consiguió reducir el número de engranajes de las máquinas calculadoras y aumentar su velocidad y precisión.

En 1938, Konrad Zuze construía una calculadora totalmente mecánica y posteriormente, otra máquina suya, cuya unidad aritmética estaba construida con relés, iba a acreditarse como la primera calculadora programable.

Todas las máquinas de calcular que hemos visto anteriormente son máquinas Analógicas, basadas en mecanismos de ruedas dentadas, sin embargo, la máquina calculadora de Zuse era Digital, basada en códigos binarios, lo que supuso un gran avance en la flexibilidad de programación y en la velocidad de cómputo. 

El IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), más conocido como Mark I, fue el primer ordenador electromecánico, construido en la Universidad de Harvard por Howard H. Aiken en 1944, con la subvención de IBM. Tenía 760.000 ruedas y 800 kilómetros de cable y se basaba en la máquina analítica de Charles Babbage.

El computador Mark I empleaba señales electromagnéticas para mover las partes mecánicas. Esta máquina era lenta (de 3 a 5 segundos por cálculo) e inflexible (la secuencia de cálculos no se podía cambiar); pero ejecutaba operaciones matemáticas básicas y cálculos complejos de ecuaciones sobre el movimiento parabólico de proyectiles.

Funcionaba con relés, se programaba con interruptores y leía los datos de cintas de papel perforado.

1.4. Las máquinas electrónicas

En 1904, el británico John Fleming inventó la válvula de vacío, que realizaba la misma operación que un relé, pero sin partes móviles y sin consumir tanta electricidad.

En el año 1945, tan solo un año después de terminar el Mark 1 un equipo de la universidad de Pensilvania diseñó el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and calculator), considerado el primer ordenador electrónico. El ENIAC ocupaba todo el primer piso de la universidad de Filadelfia, pesaba 30 toneladas y contenía 18.200 tubos electrónicos que consumían cerca de 200 kilovatios, cuando se ponía en marcha las luces del oeste de la ciudad parpadeaban.

A pesar de los inconvenientes, el ENIAC obtuvo un éxito rotundo gracias a que era 300 veces más rápido de cálculo y era 10 veces más barato.

2. LAS GENERACIONES DE LOS ORDENADORES

Los sucesivos modelos de ordenadores que han ido apareciendo en el mercado, a partir de los más primitivos, se agrupan, actualmente, en generaciones. Cada generación viene dada por la aparición de algún avance importante en el campo de la electrónica, que permitía hacer ordenadores más potentes, baratos y pequeños que los de la generación anterior.

2.1. Ordenadores de primera generación

La primera generación se extiende entre los años 1945 y 1954. En ella, los ordenadores se caracterizan por sus memorias de válvulas de vacío y relés. Otra característica era su complicada programación, puesto que únicamente podía emplearse el lenguaje binario propio de la máquina u otro algo más evolucionado denominado lenguaje ensamblador. Estos ordenadores solo se empleaban con fines científicos o militares. El primer ordenador de primera generación fue el Eniac, visto anteriormente.

2.2. Ordenadores de segunda generación

Esta segunda generación abarca desde 1955 a 1964. A finales de los años 50 se sustituyeron las válvulas de vacío por los transistores, que al igual que las válvulas de vacío producen dos tipos de voltaje que se asocian a los dígitos binarios, el 0 y el 1.

Esta generación tenía numerosas mejoras:

• • Operaban en microsegundos, es decir eran mucho más veloces.

  • Tenían un tamaño mucho más reducido.

  • Se empezó a dotar a los ordenadores de entradas entre las que destacan las impresoras

  • Se generalizó el uso de discos, cintas de reducido tamaño

  • Se idearon nuevos lenguajes de programación.

2.3. Ordenadores de tercera generación

La tercera generación incorpora los circuitos integrados dentro del hardware del ordenador. Aparece en el año 1965 con el ordenador de la compañía IBM, modelo 360 y se extiende, aproximadamente, hasta 1974. Cada vez se consigue más miniaturización en el hardware, lo que contribuye a una reducción notable en el tamaño de las máquinas.

Los circuitos integrados comienzan a sustituir a los transistores a partir de los años 60, esto produce un gran avance por varias razones:

• • Los circuitos ocupaban por cada elemento 0,002 milímetros cuadrados y constaban de 5000 elementos así que el tamaño era mucho menor

  • Eran más baratos fundamentalmente porque los circuitos estaban compuestos mayormente de silicio un material muy abundante en la corteza terrestre.

  • La velocidad de cálculo era 1000 veces mayor y los elementos periféricos también eran más rápidos.

  • Los ordenadores empezaron a utilizarse en el control de la producción industrial.

2.4. Ordenadores de cuarta generación

El principal cambio de los ordenadores actuales, es la introducción de un microprocesador, es decir, un dispositivo electrónico que contiene la unidad de control del ordenador, el primer microprocesador fue fabricado en 1972 por la empresa INTEL.

En los años 80, dos jóvenes estadounidenses, Steve Jobs y Steve Wozniak dieron, el gran salto al fabricar en un garaje el primer prototipo de ordenador Apple.

A partir de ese momento la velocidad con la que se mejoraba todo era increíble, los ordenadores empezaron a ser compatibles gracias a la fusión de Apple e IBM que en 1992 sacaron el primer ordenador compatible conjuntamente con otras marcas, del mercado.

El microprocesador 8080 aparece en el mercado en el año 1974 introducido por la compañía Intel. Se trataba de un modelo con más capacidades y mejor rendimiento que los anteriores.

2.5. Ordenadores de quinta generación

Por último, la quinta generación, que aparece con los ordenadores del año 1991, está aún sin concluir; podemos decir que actualmente utilizamos ordenadores de esta generación.

Durante este periodo se desarrollan tecnologías nuevas como la multimedia, los sistemas expertos o el paralelismo masivo, todas ellas descansando en los ordenadores más actuales y potentes. También se ha producido un espectacular aumento del ordenador como un medio más de comunicación, gracias sobre todo a la popularización de Internet y a las posibilidades y facilidad de uso que las técnicas multimedia proporcionan.

Hoy día no se concibe empresa sin ordenador, y dentro de poco, el ordenador será un electrodoméstico mas, o mejor dicho, será el centro de nuestros electrodomésticos.

Actualmente, la comunicación de los ordenadores está muy avanzada, todos los ordenadores del mundo se pueden interconectar entre sí, por medio de un simple cable telefónico. El teletrabajo empieza a cobrar vida, la vídeoconferencia, la telemedicina, los WebPC’s salen al mercado... ¿habremos llegado a la sexta generación ? ¿la generación de la aldea global?.... La respuesta, como siempre, la tiene el tiempo. 

3. FUNCIONAMIENTO DE UN ORDENADOR

La informática es la "tecnociencia" que estudia el tratamiento automatizado de la información para obtener de ella la máxima utilidad. La informática se basa en el uso de equipos de procesamiento de información, conocidos como computadoras u ordenadores.

INFORMÁTICA = INFORMACIÓN + AUTOMÁTICA

El tratamiento de la información tiene como fin dotar a las personas de un soporte estable donde depositar sus conocimientos y datos, con el fin de hacer manipulaciones y cálculos con los mismos.

En principio, los ordenadores fueron construidos para ser utilizados por una sola persona o usuario (PC=Personal Computer), pero debido a la gran aceptación que tuvo este equipo, se fueron desarrollando una gran variedad de modelos y marcas y se redujo sus precios de venta, al mismo tiempo aparecieron una gran cantidad de aplicaciones y funciones que agilizaron gran cantidad de trabajo cotidiano en diversas áreas.

Los ordenadores personales se han introducido prácticamente en todos los países, tanto en los países desarrollados como en los países en vías de desarrollo y en todas las áreas de la sociedad: comercios, industrias, negocios de todo tipo, hospitales, escuelas, hogares, etc., convirtiéndose en máquinas más prácticas y asequibles para todos y aumentando en nuestra sociedad las aplicaciones a que se destinan día tras día.

Estas máquinas han pasado a ser un instrumento que cualquier persona utiliza para realizar de manera rápida y eficiente procesos y trabajos manuales que hasta hace poco eran lentos, tediosos y que consumían mucho tiempo.

3.1. ¿Qué es un ordenador?

Una computadora (del latín computare "calcular"), también denominada ordenador o computador, es una máquina electrónica compuesta por varios circuitos integrados, que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil.

El ordenador puede ejecutar con exactitud, rapidez, una gran variedad de instrucciones que son ordenadas, organizadas y sistematizadas.

La información introducida en un ordenador puede ser utilizada, reinterpretada, copiada, transferida, o retransmitida a otras personas, computadoras o componentes electrónicos, usando diferentes sistemas de telecomunicación, pudiendo ser grabada, salvada o almacenada en algún tipo de dispositivo o unidad de almacenamiento.

Un ordenador es una máquina electrónica que sirve para procesar información digital, es decir, aquella información que puede ser almacenada y transmitida mediante señales eléctricas. Para ello, los ordenadores utilizan el sistema binario en el que solo existe el «0» y el «1».

Los ordenadores guardan la información en celdas de memoria, que son circuitos electrónicos elaborados con transistores y condensadores.

Cuando circula corriente por una celda de memoria de un ordenador, se representa mediante un «1» y si no circula corriente por dicha celda, 

se representa mediante un «0». 

Toda la información que introducimos en un ordenador (Texto, imágenes, vídeos, sonidos, etc.) tiene que ser «convertida» al sistema binario para que éste pueda procesarla. A este proceso se le llama digitalización.

Conversión de texto a binario

Cada vez que pulsamos una tecla del ordenador, un circuito electrónico del teclado se encarga de traducir el carácter pulsado en un número binario. Existe una tabla llamada código ASCII (American Standard Code for Information Interchange – Código Estándar estadounidense para el Intercambio de Información) que representa el número binario correspondiente a cada carácter.

De la misma forma, el ordenador transforma el código ASCII en caracteres para representarlos en la pantalla.

Conversión de imagen a binario

Las imágenes digitales están formadas por miles de pixeles. Cada pixel es un cuadrado de un determinado color y nivel de brillo. El ordenador guarda en binario el numero de orden, del color y brillo de cada pixel.

Cuantos más píxeles tenga una imagen, más resolución tiene (Se verá mejor).

De la misma forma, el monitor transforma el código binario de cada pixel en un puntito en la pantalla del color y brillo adecuado.

Conversión de vídeo a binario

Un vídeo digital no es más que una serie de imágenes digitales que se muestran a gran velocidad, lo que hace que parezca que estamos viendo una imagen en movimiento. Por lo tanto, un vídeo se digitaliza de igual forma que las imágenes.

Los vídeos ocupan mucho espacio en memoria, ya que tienen que guardar muchas imágenes. Cuanta más resolución tenga un vídeo, más espacio ocupará en memoria.

Conversión de sonido a binario

Los sonidos son ondas que se propagan por el aire desde la fuente hasta nuestros oídos. Un ordenador puede recibir esa onda a través de un micrófono y transformarla mediante una tarjeta de sonido en niveles de sonido. Luego, se traduce cada nivel de sonido en un número binario, que se guarda en la memoria del ordenador.

De igual forma, la tarjeta de sonido convierte los datos digitales en sonido que reproduce mediante el altavoz o la salida de auriculares. 

Todo lo visto anteriormente también se aplica a los teléfonos móviles, tabletas y otros dispositivos al enviar y recibir mensaje de texto, fotos, vídeos, audios, etc.

3.2. La arquitectura de Von Neumann

Como vimos en el apartado anterior, para programar los primeros ordenadores había que conectar con cables las distintas entradas y salidas.    Para cambiar el programa, había que desconectar todos los cables y comenzar de nuevo, por lo que era una tarea tediosa y complicada.

No fue hasta 1945 cuando John Von Neumann, propuso una nueva arquitectura que evitaba el tener que cablear todo cada vez que queríamos cambiar de tarea en el ordenador. Esta arquitectura ha sido bautizada con su nombre y es la base de todos los ordenadores modernos.

Neumann introdujo el concepto de programa almacenado, que se guardaba en memoria junto con los datos, y que básicamente contenía las instrucciones sobre que hacer, que bloques entran en juego y como manejar los resultados de estos para cumplir la tarea deseada.

En esta arquitectura, programa y datos se guardan juntos en la memoria, y cuando el ordenador lee el contenido de la memoria, discrimina si se trata de datos o de un programa, y actúa según corresponda.

La arquitectura de Von Neuman distingue cuatro componentes fundamentales: el procesador (CPU), la memoria, los interfaces de Entrada y Salida, y los buses. (Recuerda que la máquina analítica de Babbage ya disponía de estos mismos elementos).

• Procesador (CPU): Es el cerebro del ordenador, el bloque que realmente ejecuta todas las instrucciones y controla el funcionamiento del resto de los componentes.

• Memoria: Almacena los datos que emplea el ordenador, ya sean programas o datos empleados por estos.

• Interfaces de Entrada y Salida: Dispositivos que permiten intercambiar información con el exterior.

• Los buses: las conexiones que interconectan los distintos bloques de la arquitectura.

En el siguiente vídeo de Youtube podemos ver el proceso que realiza un ordenador basado en la arquitectura de Von Neumann para sumar dos números.

Observa la cantidad de pasos que tiene que realizar un ordenador para hacer una simple suma de dos números, lo interesante es la velocidad a las que la realiza, ya que un ordenador actual puede realizar millones de suma en un segundo.

El ordenador se divide, básicamente, en dos partes: el hardware y el software.

Se define al hardware como el conjunto de elementos físicos (el monitor, el teclado, la impresora) y al software como los elementos lógicos o intangibles (sistema operativo, aplicaciones, documentos, etc.).

3.3. Hardware

El hardware de un ordenador se divide en dos grupos:

• • La CPU o unidad central de proceso, que se encarga de controlar todo lo que ocurre en el ordenador y los diferentes elementos que, junto a ella, se encuentran dentro de la caja (memoria RAM, tarjetas de sonido, de video, de red y módem interno, etc).

  • Los periféricos, que pueden ser de entrada, si se emplean para introducir información al ordenador, como el teclado, el ratón o el escáner, o de salida, si a través de los mismos, el ordenador nos devuelve la información, como la impresora, el monitor, etc.

Respecto al software, existen muchas clases: software de sistema, drivers aplicaciones, utilidades, juegos, etc.

Parte del software es privativo y parte es libre, como ya veremos en este mismo tema.

3.2.1.1. La fuente de alimentación

Es la que proporciona la energía eléctrica dentro de la CPU. Los distintos elementos del interior del ordenador funcionan con niveles de tensión de +5V, -5V, +12V y -12V. La fuente de alimentación genera todos estos niveles de tensión a partir de la corriente de un enchufe, la transforma y la lleva a cada uno de los elementos mediante conectores (Placa base, disco duro, disquetera, CD-ROM o DVD, etc).

Las distintas partes de la placa base son las siguientes:

• • BIOS: Contiene el programa básico que hace arrancar al ordenador.

  • Ranuras PCI: Sirven para conectar tarjetas de expansión (de sonido, de red, más puertos, etc.).

  • Ranura AGP: Sirve para conectar tarjetas de video.

  • Puertos paralelo, serie, USB, etc.: Sirve para comunicar la placa base con los periféricos externos (Pantalla, ratón, teclado, etc.).

  • Zócalo de la CPU: Es donde se conecta el microprocesador.

  • Conector de alimentación: Es donde se conecta la fuente de alimentación, para dar energía a cada una de las partes de la placa base.

  • Conectores de memoria DDR: Aquí es donde se conectan las placas de memoria RAM.

  • Conectores IDE: Sirve para conectar discos duros, unidades de CD y unidades de DVD. (El conector blanco que hay a la derecha de los conectores IDE es el conector para la disquetera, que ya no se usa).

  • Batería: Mantiene la hora de sistema y la configuración de la BIOS cuando el ordenador está apagado.

  • Ranura CNR: Es un conector especial para tarjetas de red (ya no se usa).

3.2.1.3. El microprocesador

Es el microchip más importante en un ordenador, es considerado el "cerebro" de una computadora. Está constituido por  millones de transistores integrados. Este dispositivo se ubica en un zócalo especial en la placa madre y dispone de un sistema de enfriamiento (generalmente un ventilador).

Los microprocesadores han ido haciéndose más rápidos y más pequeños con el tiempo, aunque en los útimos años se está llegando al máximo nivel de integración posible.

En 1965, Gordon Moore afirmó que la tecnología tenía futuro, y enunció la Ley de Moore, que afirma que el número de transistores por unidad de superficie en circuitos integrados se duplicaba cada dos años y que la tendencia continuaría durante las siguientes dos décadas, lo cual se ha cumplido.

3.2.1.4. La memoria RAM

En informática, una memoria es un dispositivo basado en circuitos que posibilitan el almacenamiento limitado de información y su posterior recuperación.

Dentro del microprocesador existe una memoria llamada memoria caché, que es muy rápida y sólo la puede usar el microprocesador para realizar operaciones internas.

En la placa base se conectan placas de memoria RAM (Random Access Memory), que el ordenador utiliza para almacenar el programa que se está ejecutando y los datos necesarios. Una vez apagado el ordenador, la memoria RAM se borra completamente.

Cada vez que se ha modernizado el microprocesador, también lo ha hecho la memoria RAM, siendo cada vez más rápida y de más capacidad.

Unidades de medida de información digital

Para medir la información digital se utilizan diferentes unidades, según el tamaño de la información a medir. La unidad elemental es el Bit (Acrónimo de binary digit), que corresponde a cada uno de los ceros y unos de que consta una información digital. 

Un conjunto formado por 8 bits recibe el nombre de Byte. Además, se utilizan los siguientes múltiplos del byte:

• 1 Kilobyte (KB) = 1.024 Bytes

• 1 Megabyte (MB) = 1.024 KB = 1.048.576 Bytes

• 1 Gigabyte (GB) = 1.024 MB = 1.048.576 KB = 1.073.741.824 Bytes

• 1 Terabyte (TB) = 1.024 GB = 1.048.576 MB = 1.073.741.824 KB = 1.099.511.627.776 Bytes

3.2.1.5. Las unidades de almacenamiento

Como hemos visto, la memoria RAM se borra al apagar el ordenador, por eso, debemos tener unidades de almacenamiento que conserven los datos, programas, archivos, etc.

Las principles unidades de almacenamiento de un ordenador son las siguientes:

Discos duros: Es el medio de almacenamiento por excelencia. Desde que en 1955 saliera el primer disco duro hasta nuestros días, el disco duro o HDD ha tenido un gran desarrollo.

El disco duro esta compuesto básicamente de:

• • Varios discos de metal magnetizado, que es donde se guardan los datos.

  • Un motor que hace girar los discos.

  • Un conjunto de cabezales, que son los que leen la información guardada en los discos.

  • Un electroimán que mueve los cabezales.

  • Un circuito electrónico de control, que incluye el interface con el ordenador y la memoria caché.

  • Una caja hermética (aunque no al vacío), que protege el conjunto.

La capacidad de un disco duro actual es de 1 Terabyte.

Los discos duros están siendo desplazados por los discos de estado sólido SSD, que son mucho más rápidos y silenciosos.

Se pueden utilizar los discos duros y los SSD de manera externa, dentro de una caja que se conecta al ordenador mediante un cable USB.

 Unidades NMVE: Actualmente se están empleando un tipo nuevo de discos duros: Las unidades NMVE. Este tipo de unidades se conectan en la placa base y tienen un acceso más directo a la memoria RAM, por lo que la transferencia de datos es mucho más rápida. 

Pen drives: Creados por IBM en 1998 para sustituir a los disquetes en las IBM Think Pad, los lápices de memoria (también llamados Memory Pen o Pendrive) funcionan bajo el Estándar USB Mass Storage (almacenamiento masivo USB).

Los actuales Pendrive usan el estándar USB 2.0, con una transferencia de hasta 480 Mbit/s, o el estándar USB 3.0. con una transferencia de hasta 600 Mbit/s.

En su interior tienen una memoria de tipo flash.

El uso de los Pendrives está muy extendido últimamente, debido a su facilidad de uso, su bajo precio y su reducido tamaño.

Actualmente existen la capacidad de los mismos va desde 1 Gb hasta 256 Gb.

Tarjetas de memoria: Basadas en memorias del tipo flash, pero, a diferencia de los lápices de memoria, sin controladores, por lo que necesitan de unidades lectoras para poder funcionar. Se utilizan sobre todo en teléfonos móviles y en cámaras de fotos por su reducido tamaño.

Discos Compactos (CDs y DVDs): Los discos compactos se han visto relegados por los pendrives, que tienen más capacidad, y son más pequeños.

Existen CD,s con una capacidad de 700 Mb, que suelen usarse para grabar música y existen DVD´s de 4,7 Gb que se utilizan para grabar películas.

Los discos compactos están desapareciendo en los últimos años y siendo sustituidos por discos duros externos y pendrives.

3.2.1.6. Las tarjetas de expansión

Las tarjetas de expansión son dispositivos con diversos circuitos integrados, y controladores que, insertadas en sus correspondientes ranuras de expansión, sirven para ampliar las capacidades de un ordenador. Las tarjetas de expansión más comunes sirven para añadir memoria, controladoras de unidad de disco, controladoras de vídeo, puertos serie o paralelo y dispositivos de módem internos. Por lo general, se suelen utilizar indistintamente los términos «placa» y «tarjeta» para referirse a todas las tarjetas de expansión.

En la actualidad las tarjetas suelen ser de tipo PCI (Peripheral Component Interconnect, "Interconexión de Componentes Periféricos") , PCI Express o AGP (Accelerated Graphics Port, "Puerto de Gráficos Acelerado").

En la foto se pueden apreciar dos ranuras PCI (blancas) y una ranura AGP (marrón)

Las ranuras de expansión no existen en los ordenadores portátiles, por tanto, éstos no se pueden ampliar.

Gracias al avance de la tecnología USB y a la integración de audio, vídeo o red en la placa base, hoy en día son menos imprescindibles para tener un PC completamente funcional.

Las principales tarjetas de expansión que podemos encontrar son:

Tarjeta de vídeo:

• • Integran dentro un circuito integrado o chip encargado del proceso de gráficos, por lo que liberan al microprocesador de estas actividades, llamado GPU/VPU.

  • También integran memoria RAM propia para evitar el consumo de la RAM principal.

  • Tienen uno o varios puertos para la conexión de los dispositivos externos como monitores y proyectores.

  • Cuentan con un conector especial que permite insertarlas en las ranuras de expansión AGP de la tarjeta principal.

  • Algunas tienen capturadora de vídeo, sintonizador de televisión, etc.

3.3. Periféricos

Denominamos periféricos a todos los elementos que podemos conectar a la CPU a través de sus puertos.

Los puertos son el medio para que la PC se comunique con el mundo exterior. El nombre de puertos se debe a que cumplen con una función similar a la de los puertos de los barcos, que permiten intercambiar productos con otros puertos, mientras que en los puertos de entrada y salida se posibilita la transmisión de información entre el PC y cualquier dispositivo externo.

Los puertos se clasifican según el procesamiento que se utiliza para transmitir los datos:

• • Puertos paralelos: son capaces de transmitir varios bits al mismo tiempo, a través de varios conductores, uno para cada bits, conectado en paralelo (de ahí su nombre). (Ejemplo: El puerto de la impresora).

  • Puertos serie: transmiten unos bits detrás de otro a través de un solo conductor es decir en serie. (Ejemplo: Los puertos USB).

Por su parte, los periféricos pueden clasificarse por la dirección en la que viaja la comunicación entre la CPU y el periférico:

• • Entrada: Mediante estos periféricos introducimos información al ordenador. (Ratón, teclado, webcam y jostick).

  • Salida: Son los periféricos que utiliza en ordenador para mostrarnos información. (Pantalla, impresora y altavoces).

  • Entrada y salida: Son periféricos que pueden actuar en ambas direcciones. (Modem, Pendrives y otras unidades de almacenamiento externas).

3.3.1. Periféricos de entrada

Son componentes que se conectan a diferentes puertos del ordenador, pero que permanecen externos a ella. Son de "entrada" porque el flujo principal de datos va desde el periférico hacia el ordenador.

Los más importantes son los siguientes:

Ratón: Periférico de entrada para interactuar con la computadora a través de un puntero mostrado en pantalla en sistemas GUI (gráficos). El ratón fue diseñado originalmente por Douglas Engelbart y Bill English en la década del 60. Más tarde fue mejorado en los laboratorios de Palo Alto de la compañía Xerox. Lleva ese nombre por su parecido a un ratón con cola, cuando no eran inalámbricos.

El ratón o mouse suele tener dos o tres botones, y rueda de desplazamiento.

El ratón clásico posee una bola interna, que gira cuando se desplaza el ratón sobre una superficie adecuada (pad o alfombrilla).

Actualmente ha sido reemplazado por el ratón óptico, que utiliza un láser para detectar el movimiento.

También existen los ratones inalámbricos (sin cables), que no necesitan conectarse a la computadora utilizando un cable, sino que se comunican con esta utilizando infrarrojo o radiofrecuencia.

Los ratones con cable pueden tener los siguientes conectores DB-9 o USB.

Teclado: Periférico de entrada que sirve para dar instrucciones y/o datos a la computadora a la que está conectada.

La forma actualmente más extendida de ubicación de las teclas en el teclado es llamada QWERTY.

Los teclados pueden tener ciertas características adicionales como ser:

• • Teclados inalámbricos, que no utilizan cable para conectarse con la computadora sino que usan rayos infrarrojos o radiofrecuencias.

  • Teclados ergonómicos, que se adaptan a la fisiología humana.

  • Teclados con funciones especiales: estos dependen del fabricante. Pueden incluir teclas adicionales para abrir el navegador, controlar el volumen de la PC, abrir el reproductor, etc. También pueden incluir un touchpad.

Los tipos de conectores de teclados más usuales son DIN de 5 patillas y 180º o USB.

Las teclas en los teclados pueden agruparse, en general, en:

• • Teclas alfanuméricas: conformada por las letras y los números.

  • Teclas de puntuación: punto, coma, punto y coma, acentos, entre otros.

  • Teclas especiales: teclas de funciones, teclas de control, teclas de direcciones, etc.

Webcam: Videocámara para realizar videoconferencias o para instalar en lugares fijos para transmitir video por internet.

Suele tener una resolución baja, parar elevar la velocidad de transmisión.

Los ordenadores portátiles la suelen traer incorporada en el marco de la pantala.

Escáner: Periférico que permite transferir una imagen desde un papel o superficie y transformarlos en gráficos digital (proceso también llamado digitalización). Existen actualmente escáneres que capturan objetos en tres dimensiones. Suelen utilizar un haz de luz o láser para realizar el proceso.

Actualmente los escáneres vienen junto con las impresoras, estos dispositivos son llamados impresoras multifunción.

Joystick: Palanca de mando. Dispositivo que se conecta con un ordenador o videoconsola para controlar de forma manual un software, especialmente juegos o programas de simulación.

Pueden clasificarse en joysticks digitales y joysticks analógicos, estos últimos más precisos.

Existen dispositivos similares que cumplen funciones similares como los gamepad y los volantes.

3.3.2. Periféricos de salida

Son componentes que se conectan a diferentes puertos de la computadora, pero que permanecen externos a ella. Son de "salida" porque el flujo principal de datos va desde la computadora hacia el periférico.

3.3.3. Periféricos de entrada-salida

Algunos periféricos no pueden ser clasificados de entrada o de salida porque funcionan en ambos sentidos de la comunicación, como por ejemplo los discos externos y pen-drives.

3.4. Software

Como ya hemos visto, el software es la parte lógica de un sistema informático, que está formado por los programas, datos, drivers, etc. El software es el conjunto de órdenes que tiene que realizar un ordenador, por tanto, éste no puede hacer nada sin un software adecuado.

3.4.1. Tipos de software

Podemos encontrar distintos tipos de software:

Software de sistema: Es el software que nos permite tener una interacción con nuestro hardware, es decir, el que controla la CPU y los periféricos; tambiés es llamado sistema operativo. Dicho sistema es un conjunto de programas que administran los recursos del hardware y proporciona una interfaz al usuario. Es el software esencial para una computadora, sin el no podría funcionar, como ejemplo tenemos a Windows, Linux, Mac OS X. Se clasifica en:

• • Sistemas operativos: Windows, Linux, Mac Os, etc.

  • Controladores de dispositivo: Drivers, firmware.

  • Utilidades de sistema: Herramientas de diagnóstico, corrección y optimización.

Software de Aplicación: Son los programas que nos permiten realizar tareas especificas en nuestro sistema. A diferencia del software de sistema, el software de aplicación esta enfocada en un área especifica para su utilización. La mayoría de los programas que utilizamos diariamente pertenecen a este tipo de software, ya que nos permiten realizar diversos tipos de tareas en nuestro sistema. Las aplicaciones son parte del software de una computadora, y suelen ejecutarse sobre el sistema operativo.

• • Editores gráficos, de música, de video, etc.

  • Sistemas gestores de bases de datos. (MySQL)

  • Programas de comunicaciones.

  • Paquetes integrados de ofimática. (Editores de texto, hojas de cálculo, bases de datos, etc.).

  • Programas de diseño asistido por computador.

  • Aplicaciones de Sistema de control y automatización industrial.

  • Software educativo.

  • Software médico.

  • Software de cálculo numérico.

Una aplicación de software suele tener un único objetivo: navegar en la web, revisar correo, explorar el disco duro, editar textos, jugar, etc. (Ejemplo: Internet Explorer, Outlook, Word, Excel, WinAmp, etc.).

Una aplicación que posee múltiples programas se considera un paquete. (Ejemplo: Microsoft office, Openoffice, etc.).

Características de las aplicaciones:

• En general, una aplicación es un programa compilado, escrito en cualquier lenguaje de programación.

• Las aplicaciones pueden tener distintas licencias de distribución como ser freeware, shareware, trialware, etc.

• Las aplicaciones tienen algún tipo de interfaz, que puede ser una interfaz de texto o una interfaz gráfica (o ambas).

4. SISTEMAS OPERATIVOS

El sistema operativo (SO) es el software principal de un ordenador o cualquier otro dispositivo electrónico, se inicia al encender el equipo, se encarga de gestionar los recursos del sistema (hardware y software) y permite la comunicación del usuario con la máquina.

Los sistemas operativos no solo gestionan ordenadores, sino que se encuentran en todos los dispositivos que utilicen microprocesadores para funcionar: teléfonos móviles, tabletas, libros electrónicos, PDA, reproductores MP4 o MP5, etc. Estos dispositivos deben de disponer de un sistema operativo que permita al usuario navegar por menús y ejecutar las aplicaciones instaladas:

Existen multitud de sistemas operativos: Android, iOS, Symbian OS, Windows, Firefox OS, Ubuntu, MacOS, Red Hat, Ubuntu, Debian, GNU Linux, etc. pero la familia de sistemas operativos Windows es la más utilizada, pues ofrece distintas versiones según el destinatario: servidores, empresas, usuarios personales y dispositivos móviles.

4.1. Tipos de sistemas operativos

Los sistemas operativos pueden clasificarse utilizando diversos criterios:

Existen sistemas monousuario, en los que sólo un usuario puede trabajar con el ordenador en un momento dado (a este grupo pertenecen las primeras versiones de muchos sistemas) y sistemas multiusuario, que permiten la ejecución de procesos u órdenes de varios usuarios a la vez (actualmente casi la totalidad de los sistemas son de este tipo).

Hay sistemas monotarea, que no pueden ejecutar más de un programa a la vez, y sistemas multitarea, que permiten la ejecución concurrente en la memoria del ordenador de varios programas (lo habitual hoy en día es que el sistema sea multitarea).

Hablamos de sistema operativo de red si se ha fabricado para un entorno empresarial o para un servidor de red, es decir, para uno de los ordenadores principales de una empresa u organización (sistema servidor), y hablamos de sistema monopuesto si se trata de un sistema para ordenadores personales.

Distinguimos entre sistemas de software libre o libre distribución (son gratuitos) y sistemas propietarios (cuya licencia se debe pagar, incluida o no en el precio del equipo).

4.2. Principales funciones del sistema operativo

Podemos resumir las funciones del sistema operativo en las siguientes:

Proporciona una interfaz de comunicación entre el usuario y la máquina, empleando un lenguaje común (órdenes o comandos) o mediante elementos visuales intuitivos (ventanas, menús, cuadros de diálogo, etc.).

• Controla el funcionamiento de los dispositivos (memoria, disco duro, impresoras, etc.) para que los usuarios puedan acceder a ellos y usarlos. Por ello, el sistema necesita configurar y reconocer cada uno de los dispositivos del hardware.

• Administra la instalación y ejecución de las aplicaciones del usuario, dotándolas de los recursos de hardware necesarios y controlando los posibles fallos que puedan generar.

• Gestiona el proceso de almacenamiento de la información en los distintos soportes o discos, así como los movimientos de datos que se realizan entre los distintos componentes del ordenador.

• Proporciona medidas de seguridad para que los distintos recursos utilizados por los usuarios y las aplicaciones sigan unos permisos y reglas que impidan un uso accidental o no autorizado.

Los sistemas operativos actuales incluyen numerosas herramientas en forma de programas accesorios: reproductores multimedia, servicios de actualización, complementos para compresión y grabación de archivos, etc.

Cada vez son más los usuarios que disponen de dos sistemas operativos en un mismo equipo. Para hacerlo se necesita particionar el disco duro y tener un programa de arranque que nos permita seleccionar el sistema operativo con el que queramos trabajar. También es posible disponer de un programa que actúe como máquina virtual (como Virtual Box), en el que se instale un nuevo sistema operativo.

4.3. El intérprete de comandos

El intérprete de comandos es una aplicación que se utiliza para comunicar al usuario con el sistema operativo mediante la escritura de órdenes que son conocidas por el sistema para la realización de unas tareas.

El usuario escribe un comando u orden que el sistema operativo interpreta para ejecutar una determinada acción.

La respuesta del sistema operativo a esta orden aparece en una nueva línea en la misma ventana. Al intérprete de comandos también se le da el nombre de símbolo de sistema, cmd, consola de comandos o Shell del sistema operativo.

En Windows, el símbolo de sistema utiliza los comandos de MS-DOS, uno de los primeros sistemas operativos para ordenadores personales, que aún subyace en el sistema operativo.

4.4. Instalación de un sistema operativo

Por lo general, cuando compramos un ordenador personal, este suele tener el sistema operativo preinstalado, ya sea de forma comercial con Windows o MAC o de forma libre y gratuita con alguna distribución Linux. Sin embargo, en muchas ocasiones nos vemos obligados a formatear el disco duro de nuestro ordenador y a reinstalar de nuevo el sistema operativo. Lo primero que necesitamos para ello es el disco de instalación del sistema.

En el caso de Ubuntu, podemos obtener el archivo .iso en la zona de descargas de su sitio web y posteriormente grabar este archivo .iso en un DVD o en pen-drive, de este modo, ya tendremos un medio de instalación de Ubuntu. Si se trata de Windows, se puede comprar un disco de instalación con su licencia incluida, o bien descargar una versión de prueba, grabarla en un disco y después activarla con nuestra licencia comercial.

Para comenzar una instalación limpia del SO, iniciamos el equipo con el disco de instalación ya colocado en el lector de DVD o con el pen-drive conectado. Para asegurarnos de que se va a leer el disco de instalación antes que nuestro disco duro, debemos cambiar la secuencia de arranque entrando en la BIOS. Cada ordenador tiene su combinación de teclas para entrar en la BIOS; nada más encender el ordenador nos aparece un mensaje durante unos segundos en la zona inferior de la pantalla informando de dicha combinación de teclas, que en la mayoría de los casos suelen ser Esc, Del, Supr, F2 o F10.

Dentro de la BIOS tenemos que cambiar la secuencia de arranque y dejar en primer lugar el lector de DVD o la unidad USB (si estamos utilizando un USB booteable). Tras estos cambios, iniciamos el ordenador y comenzará la instalación del sistema operativo.

Una vez iniciado el sistema desde el disco de instalación, solamente hay que seguir los pasos del asistente de instalación del sistema operativo elegido. 

Los sistemas operativos actuales poseen grandes bases de datos con información sobre los drivers de la mayoría de nuestros dispositivos, por lo que serán reconocidos e instalados sin que tengamos que intervenir. Si existe algún element sin drivers, aparecerá en el administrador de dispositivos del panel de control de Windows o en el Administrador de hardware de las preferencias de Ubuntu.