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UNIDAD IUNIDAD IUNIDAD IUNIDAD I

HARDWARE del HARDWARE del HARDWARE del HARDWARE del

ComputadorComputadorComputadorComputador

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COMPUTADORA

Ing. Yesika Medina

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¿Que es la computadora?

Es un sistema digital con tecnología

microelectrónica capaz de procesar datos a partir de un

grupo de instrucciones denominado programa. La

estructura básica de una computadora incluye

microprocesador (CPU), memoria y dispositivos de

entrada/salida (E/S), junto a los buses que permiten la

comunicación entre ellos.

La computadora es una dualidad entre hardware

(parte física) y software (parte lógica), que interactúan

entre sí para una determinada función.

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La característica principal que la distingue de otros

dispositivos similares, como una calculadora no

programable, es que puede realizar tareas muy diversas

cargando distintos programas en la memoria para que

los ejecute el procesador.

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TIPOS DE COMPUTADORA

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Tipos de Computadoras

SupercomputadorasUna supercomputadora es el tipo de computadoramás potente y más rápido que existe en unmomento dado. Estas máquinas están diseñadaspara procesar enormes cantidades de informaciónen poco tiempo y son dedicadas a una tareaespecífica. Así mismo son las más caras, susprecios alcanzan los 30 MILLONES de dólares ymás; y cuentan con un control de temperaturaespecial.Se utilizan en:1. Búsqueda y estudio de la energía y armasnucleares.2. Búsqueda de yacimientos petrolíferos congrandes bases de datos sísmicos.3. El estudio y predicción de tornados.4. El estudio y predicción del clima de cualquierparte del mundo.5. La elaboración de maquetas y proyectos de lacreación de aviones, simuladores de vuelo.

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Tipos de Computadoras

SupercomputadorasAlgunas supercomputadoras son:• Blue Gene• Seymour Cray• Deep Blue• Earth Simulator• MareNostrum

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Tipos de ComputadorasMacrocomputadoras o Mainframes

Las macrocomputadoras son también conocidascomo Mainframes. Los mainframes son grandes,rápidos y caros sistemas que son capaces decontrolar cientos de usuarios simultáneamente, asícomo cientos de dispositivos de entrada y salida.Los mainframes tienen un costo que va desde350,000 dólares hasta varios millones de dólares.De alguna forma los mainframes son máspoderosos que las supercomputadoras porquesoportan más programas simultáneamente. PEROlas supercomputadoras pueden ejecutar un sóloprograma más rápido que un mainframe.

En el pasado, los Mainframes ocupaban cuartoscompletos o hasta pisos enteros de algún edificio,hoy en día, un Mainframe es parecido a una hilerade archiveros en algún cuarto con piso falso.

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Tipos de ComputadorasMinicomputadoras

En 1960 surgió la minicomputadora, unaversión más pequeña de laMacrocomputadora. Al ser orientada a tareasespecíficas, no necesitaba de todos losperiféricos que necesita un Mainframe, y éstoayudo a reducir el precio y costos demantenimiento .

Las minicomputadoras , en tamaño y poderde procesamiento, se encuentran entre losmainframes y las estaciones de trabajo. Engeneral, una minicomputadora, es un sistemamultiproceso (varios procesos en paralelo)capaz de soportar de 10 hasta 200 usuariossimultáneamente. Actualmente se usan paraalmacenar grandes bases de datos,automatización industrial y aplicacionesmultiusuario. Ing. Yesika Medina

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Tipos de ComputadorasMicrocomputadoras

Las microcomputadoras o ComputadorasPersonales (PC´s) tuvieron su origen con lacreación de los microprocesadores. Las PC´sson computadoras para uso personal yrelativamente son baratas y actualmente seencuentran en las oficinas, escuelas yhogares.El término PC se deriva de que para el año de1981 , IBM®, sacó a la venta su modelo "IBMPC", la cual se convirtió en un tipo decomputadora ideal para uso "personal", de ahíque el término "PC" se estandarizó y losclones que sacaron posteriormente otrasempresas fueron llamados "PC ycompatibles", usando procesadores del mismotipo que las IBM , pero a un costo menor ypudiendo ejecutar el mismo tipo deprogramas. Ing. Yesika Medina

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PARTES DE UNA COMPUTADORA

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PARTES DEL HW DE UNA

COMPUTADORA

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Tarjeta Madre

Placa base, placa madre, tarjeta madre o motherboard, es latarjeta de circuitos impresos que sirve como medio deconexión entre: El microprocesador, circuitos electrónicos desoporte, ranuras para conectar la RAM del sistema, la ROM yranuras de expansión (slots) que permiten la conexión detarjetas adaptadoras adicionales.

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Unidad Central de Proceso (CPU)

Se llama CPU (siglasde Central Processing Unit) oUnidad Central de Proceso(UCP) a la unidad donde seejecutan las instrucciones delos programas y se controla elfuncionamiento de los distintoscomponentes del computador.

Suele estar integradaen un solo chip denominadomicroprocesador.

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UALLa Unidad Aritmético-Lógica (UAL) o ALU (Arithmetic and logicalunit) Físicamente, es parte de la altamente integrada lógica-electrónica del microprocesador principal de cualquier computadora.Hay diferentes tipos de UAL: especializadas en operaciones connúmeros enteros, con números en coma flotante, etc. Hace algunosaños, existía el denominado coprocesador matemático, una UALespecializada en cálculos con números reales que estaba en unmicrochip diferente al de la CPU.Esta unidad, de forma concreta se compone básicamente de:Circuito Operacional, Registros de Entradas, Registro Acumulador yun Registro de Estados, conjunto de registros que hacen posible larealización de cada una de las operaciones.

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RAMRAM es el acrónimo inglés de Random Access Memory(memoria de acceso aleatorio). Se trata de una memoria desemiconductor en la que se puede tanto leer como escribirinformación. Es una memoria volátil, es decir, pierde sucontenido al desconectar la energía eléctrica. Se utilizanormalmente como memoria temporal para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes.

• Alta velocidad• Puede residir en dos ubicaciones:

Dentro de la CPU (Caché L1)Entre la CPU y la memoria RAM (Caché L2)

• Almacena datos e instrucciones que la computadora usa frecuentemente.• La CPU recupera datos e instrucciones de la caché, con mayor rapidez que de la memoria RAM o de un dispositivo de almacenamiento secundario.

Memoria Caché

Memoria Caché

Unidad aritmético lógica (UAL) es la encargada de realizar las operaciones aritméticas y lógicas requeridas por el programa en ejecución.

La memoria esta encargada de almacenar toda la información que el computador esta usando, es decir, la información que es accedida por la UCP y por los dispositivos. Existen diferentes tipos de memoria, entre las cuales se encuentran las siguientes:

RAM (Random Access Memory): Memoria de escritura y lectura, es la memoria principal del computador. Solo se mantiene mientras el computador está encendido.

ROM (Read Only Memory): Memoria de solo lectura, es permanente y no se afecta por el encendido o apagado del computador.

Cache: Memoria de acceso muy rápido, usada como puente entre la UCP y la memoria RAM, para evitar las demoras en la consulta de la memoria RAM.

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Unidades de Memoria

� el bit o dígito binario: un bit es la unidad de información más pequeña que el procesadormanipula y físicamente se representa con un elemento como un pulso o un punto. Ocho bitsconstituyen un byte.- el byte o unidad de almacenamiento: cuenta con 8 bits. Equivale a un sólo carácter, comouna letra o un número.- el kilobyte (kB): equivale a 1.024 bytes y a menudo es la unidad en la que se registra elalmacenamiento de archivos pequeños como documentos de texto o imágenes en baja

resolución.- el megabyte (MB): equivale a más de un millón de bytes, y comúnmente archivos detamaño considerable se almacenan en esta unidad. Por ejemplo, imágenes en alta resolución,archivos, carpetas, documentos y hasta programas.- el gigabyte (GB): equivale a mil millones de bytes. Es la unidad que más típicamente semaneja hoy en día, y los ordenadores más comunes proveen de un espacio de más de 100GB para memoria. Los archivos de todo un ordenador de tamaño considerable se miden en

GB.- el terabyte (TB): equivale a 1024 Gigabytes y es una medida que se utiliza para referir aordenadores de alta complejidad.

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ROM

ROM es el acrónimo de Read-Only Memory (memoria desólo lectura). Es una memoriade semiconductor no volatil, esdecir, que conserva intacta lainformación almacenada,incluso en el caso deinterrupción de corriente.

La ROM suele almacenar laconfiguración del sistema o elprograma de arranque delordenador.

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Slot

Un slot (también llamado slotde expansión o ranura deexpansión) es un puerto(puerto de expansión) quepermite conectar a la tarjetamadre una tarjeta adaptadoraadicional la cual suele realizarfunciones de control deperiféricos tales comomonitores, impresoras,unidades de disco, etc.

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Tarjeta de SonidoEs una tarjeta de expansión que permite la entrada ysalida de audio bajo el control de un programa. Incorporaun chip de sonido que por lo general tiene el convertidorDigital-Análogo el cual cumple con la importante función de"traducir" formas de ondas grabadas o generadasdigitalmente en una señal analógica y viceversa. Estaseñal es enviada a un conector en donde se puedeconectar cualquier otro dispositivo como un amplificador,un altavoz, etc.

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Tarjeta de VideoEs la encargada de transformar las señales eléctricas quellegan desde el microprocesador en informacióncomprensible y representable por la pantalla. Normalmentelleva chips o incluso un procesador de apoyo para poderrealizar operaciones gráficas con la máxima eficienciaposible, así como memoria para almacenar tanto la imagencomo otros datos que se usan en esas operaciones.

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Fuente de PoderLas fuentes de poder se encargan de entregar la energíanecesaria a las distintas piezas del computador, mediantela transformación de los a 110/220Vac en líneas de voltajede 3.3, 5 y 12 Vdc. Para elegir una fuente de poder hayque tomar en cuenta su potencia en Vatios.

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Periféricos

Un periférico es un dispositivo de soporte físico a unacomputadora, que le permite interactuar con el exterior pormedio de la entrada, salida y el almacenamiento de datosasí como la comunicación entre ordenadores.

El término suele aplicarse a los dispositivos que no formanparte indispensable de una computadora (como lo son cpuy memoria) y que son, en cierta forma, opcionales.También se suele utilizar habitualmente para definir a loselementos que se conectan externamente a un puerto dela misma, aunque muchos de ellos se han vuelto tanindispensables para las computadoras personales de hoyen día que ya son integrados desde la fabricación en latarjeta principal.

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Periféricos de Entrada

� Teclado� Mouse o ratón� Escáner� Lectores de códigos de barras� Pantallas sensibles al tacto� Lápiz óptico� Joysticks� Micrófono� Cámara digital� Lectores de bandas magnéticas

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Teclado

Un teclado de ordenador es un periféricoutilizado para la introducción de órdenes ydatos en un ordenador. Existen distintasdisposiciones de teclado, para que sepuedan utilizar en diversos lenguajes. Eltipo estándar de teclado inglés se conocecomo QWERTY. Denominación de losteclados de ordenador y máquinas deescribir que se utilizan habitualmente enlos países occidentales, con alfabetolatino. Las siglas corresponden a lasprimeras letras del teclado, comenzandopor la izquierda en la fila superior.

Mouse

Es un periférico de uso manual,generalmente fabricado en plástico,utilizado como entrada o control de datos.Se utiliza con una de las dos manos delusuario y detectar su movimiento relativoen dos dimensiones por la superficiehorizontal en la que se apoya, reflejándosehabitualmente a través de un puntero oflecha en el monitor.

Scanner

Del idioma inglés (scanner) es un periférico que se utiliza paraconvertir, mediante el uso de la luz, imágenes impresas aformato digital. Hay varios tipos.

• De rodillo. Como el escáner de un fax• Planos. Como el de las fotocopiadoras.• De mano. Muy económicos, pero de muy baja calidad.

Lector de Barras

Escáner que por medio de un láserlee un código de barras e ingresa elnumero correspondiente a lacomputadora..

Tiene varios medios de conexión:USB, Puerto serie, wifi, bluetoothincluso directamente al puerto delteclado por medio de un adaptador.

Webcam

Es una pequeña cámara digital lacual puede capturar imágenes ytransmitirlas a través de Internet endirecto, ya sea a una página web o aotro u otros computadores de formaprivada.

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Periféricos de Salida

�Monitor� Impresora�Plotter

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Monitor

Un monitor es el dispositivo periférico desalida más importante de un ordenador.Su función es la de representar lainformación con la que estamostrabajando (formato del programa,imágenes, texto, etc.)�Tipos según colores :

• Monocromáticos• Color

�Tipos según tecnología:• Pantalla de tubo de rayos catódicos o CRT • Pantalla de cristal líquido o LCD

� Monitor de matriz activa (Monitor TFT )� Monitor de matriz pasiva

Una impresora es un periférico cuyafunción es transcribir un documento(imagen o texto) desde el ordenador aun medio físico, generalmente papel,mediante el uso de cinta, cartuchosde tinta o tecnología láser.

Métodos de creación de imagen�Toner�Chorro de tinta (Ink Jet)�Matriz de puntos (Dot-Matrix)

Impresoras

Efectúa impresiones gráficas con gran precisión y en grandes formatos. Se utiliza en diseño gráfico y arquitectura

Plotter

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Dispositivos de Almacenamiento Secundario

Son dispositivos periféricos para elalmacenamiento masivo de datos, con mayorcapacidad que la memoria principal, pero máslenta que ésta.

◦ Discos flexibles◦ Discos Duros◦ Cintas magnéticas◦ Discos Compactos (CD)◦ DVD◦ Pendrives

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Discos flexibles

Un disco flexible o disquete es undispositivo de almacenamiento dedatos formado por una piezacircular de material magnético,fina y flexible (de ahí sudenominación) encerrada en unacarcasa de plástico cuadrada orectangular. Los disquetes se leeny se escriben mediante unaunidad conocida como Floppy oFDD, del inglés Floppy Disk Drive.

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Disco Duro

En inglés hard disk, abreviado con frecuencia HD oHDD; es el dispositivo encargado de almacenarinformación de forma persistente en unacomputadora. Los discos duros generalmente utilizanun sistema de grabación magnética analógica. En estetipo de disco encontramos dentro de la carcasa unaserie de platos metálicos apilados girando a granvelocidad. Sobre estos platos se sitúan los cabezalesencargados de leer o escribir los impulsosmagnéticos. Hay distintos estándares a la hora decomunicar un disco duro con la computadora. Losmás utilizados son IDE/ATA, SCSI, y SATA, este ultimosiendo de reciente aparición.

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El disco compacto (conocido popularmentecomo CD, del inglés Compact Disc) es unsoporte digital óptico utilizado paraalmacenar cualquier tipo de información(audio, video, documentos...).Desarrollado conjuntamente en 1980 por lasempresas Sony y Philips.Tipos de disco compacto:

• De sólo lectura: CD-ROM (Compact Disc -Read Only Memory).

• Grabable: CD-R (Compact Disc - Recordable).• Reescribible: CD-RW (Compact Disc - Re-

Writable).

Disco Compacto

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DVDEl DVD ("Digital Versatile Disc" o "Disco Versátil Digital",aunque también se le puede denominar como "DigitalVideo Disc" o "Disco de Video Digital") es un formatomultimedia de almacenamiento óptico que puede serusado para guardar datos, incluyendo películas con altacalidad de vídeo y audio. Se asemeja a los CD en cuanto asus dimensiones físicas (diámetro de 12 u 8 cm), peroestán codificados en un formato distinto y a una densidadmucho mayor..

Los DVD se pueden clasificar:

según su contenido: •DVD-Video: Películas (vídeo y audio) •DVD-Audio: Audio de alta definición •DVD-Data: Datos cualesquiera

según su capacidad de regrabado: •DVD-ROM: Sólo lectura, manufacturado con prensa •DVD-R: Grabable una sola vez •DVD-RW: Regrabable •DVD-RAM: Regrabable de acceso aleatorio. •DVD+R: Grabable una sola vez •DVD+RW: Regrabable •DVD-R DL: Grabable una sola vez de doble capa •DVD+R DL: Grabable una sola vez de doble capa •DVD-RW DL: Regrabable de doble capa •DVD+RW DL: Regrabable de doble capa

Tecnologías recientes

Memoria Flash

Memoria no volátil y re-escribible quefunciona como una mezcla de RAM y discoduro.

A causa de su alta velocidad , durabilidad ybajos requerimientos, son ideales paracamaras digitales, telefonos celulares,impresoras, palmPCs, pagers, etc.

Memoria RAM

Tecnologías de memoria RAM

FPM DRAM (Fast page mode dynamic random access memor y)2% del mercado (28.5 MHz)

EDO DRAM (Extended data-out dynamic random access me mory)3% del mercado (40 MHz)

SDRAM (Synchronous dynamic random access memory)86% del mercado en 2000, se estima el 50% en el 2003 (133 MHz)

DDR SDRAM (Double-data-rate SDRAM)41% del mercado en 2002, se estima 50% en el 2003 (166 MHz)

RDRAM (Rambus dynamic random access memory)Nicho en mercado de usuarios de alto nivel (1066 MHz)

Cintas MagnéticasLa cinta magnética es un tipo de medio o soporte de almacenamiento de informaciónque se graba en pistas sobre una banda plástica con un material magnetizado,generalmente óxido de hierro o algún cromato. El tipo de información que se puedealmacenar en las cintas magnéticas es variado, como vídeo, audio y datos.

Hay diferentes tipos de cintas, tanto en sus medidas físicas, como en su constituciónquímica, así como diferentes formatos de grabación, especializados en el tipo deinformación que se quiere grabar.

Los dispositivos informáticos de almacenamiento masivo de datos de cinta magnéticason utilizados principalmente para respaldo de archivos y para el proceso deinformación de tipo secuencial, como en la elaboración de nóminas de las grandesorganizaciones públicas y privadas. Al almacén donde se guardan estos dispositivosse lo denomina cintoteca.

Su uso también se ha extendido para el almacenamiento analógico de música (comoel casete de audio) y para vídeo, como las cintas de VHS (véase cinta de video).