HARDWARE

1. DATOS E INFORMACIÓN


CODIFICACIÓN BINARIA

En informática, la codificación de la información se realiza mediante dos dígitos: 0 y 1, por lo que se la conoce como codificación binaria. La codificación binaria está basada en el sistema de numeración binario que emplea los dígitos 0 y 1 para representar cualquier número.
El lenguaje que entiende el ordenador es el llamado lenguaje máquina, en el que la información está codificada en forma de ceros y unos. Este lenguaje se conoce como lenguaje de bajo nivel, ya que es el único que puede entender el hardware del ordenador. Las señales que se transmiten por los cables son señales eléctricas, entendidas como ceros y unos.
Por el contrario, el llamado lenguaje de alto nivel es el que utilizan los programas o el sistema operativo como interfaz con las personas.
El mecanismo que permite trasladar la información tal como nosotros la manejamos a como la puede manejar un ordenador, y viceversa, se denomina codificación de la información. Y las diferentes formas de codificar la información que entiende un lenguaje de programación se llaman tipos de datos. las clases de codificación de datos más utilizadas son el sistema decimal, el binario, el hexadecimal, el octal, el ASCII y el EBCDIC.

SISTEMAS DE NUMERACIÓN




EJERCICIOS 1, 2, 3, 4.

CÓDIGO ASCII
El ordenador necesita tener los datos codificados en forma binaRia, por tanto, todos los caracteres (leras, números y símbolos) deben disponer de su correspondiente codificación binaria, lo que da lugar al denominado código de caracteres.
Este código de caracteres representa cada carácter mediante un número binario constituido por una serie de dígitos menor o igual a ocho, aunque se completan hasta formar octetes. ExistEn distintos códigos de caracteres, siendo el más utilizado el código ASCII (American Standard Code for Information Interchange).
Los 32 primeros caracteres del código ASCII están constituidos por los caracteres del control: Intro, delete,...

codigo_ascii.jpg

Ejemplo:
ascii.JPG

EJERCICIO 5


MEDIDAS DE LA INFORMACIÓN

La unidad más pequeña de información en un ordenador corresponde a un dígito binario, es decir, un cero o un uno. A ese dígito se le denomina bit.
Al conjunto de ocho bit se denomina byte.
1 kilobyte
1024 bytes
1 megabyte
1024 kilobytes
1 gigabyte
1024 megabytes
1 terabyte
1024 gigabytes
1 petabyte
1024 terabytes
1 exabyte
1024 petabytes

2. ARQUITECTURA DEL ORDENADOR


Se denomina Hardware al conjunto de dispositivos físicos que integran el ordenador y Software al conjunto de instrucciones que dirigen a los distintos componentes del ordenador para que realicen las distintas tareas.
El firmware es el software específico con el que está configurado el hardware, por ejemplo, el software de la memoria ROM; una vez instalado, rara vez se actualiza.

ARQUITECTURA BÁSICA

El hardware de un ordenador está formado,básicamente, por la Unidad Central de Proceso (CPU) que se encarga de procesar los datos; la memoria, que almacena la información que se está procesando y los resultados; los periféricos de entrada o salida, que permiten el intercambio de datos o información con el exterior, y los dispositivos de almacenamiento, que guardan la información de forma permanente.
Todos los dispositivos deben estar interconectados para que la información fluya de unos a otros sgún sea necesario; esta es la misión de los buses.

PLACA BASE


La placa base actúa como plataforma del resto de componentes; a ella se conectan, directamente o a través de ranuras de expansión (slots), los demás componentes; teclado, monitor, impresora, ,...

EJERCICIO 6

En las **ranuras de expansión**se introducen otras placas menores, denominadas tarjetas de expansión, que permiten conectar distintos periféricos exteriores al ordenador, como, por ejemplo, la tarjeta de vídeo. En la actualidad, las placas base traen incorporadas ciertas tarjetas de expansión, como la tarjeta de vídeo, la tarjeta de sonido, el módem y la tarjeta de red. Esto se hace para dejar libres más ranuras en la placa base.

EJERCICIO 7

Los buses son los canales por los que circula toda la información del ordenador, por lo que están presentes tanto en la placa base como en todos los dispositivos conectados al ordenador. Un bus está constituido por un elevado número de líneas metálicas, cada una de las cuales transmite diferente información: algunas transmiten los comandos de control, otras transportan las direcciones en las que deben leerse o escribirse los datos y por el resto circulan los datos. El número de estas últimas (8, 16, 32, 64 líneas) corresponde a la cantidad de bits que pueden transferirse a la vez (ancho de bus). la frecuencia de bus es la velocidad de transmisión de datos, que deberá estar en consonancia con la velocidad del microprocesador. Actualmente tenemos buses desde los 66 Mhz hasta los 1.333 Mhz.

EJERCICIO 8

El chipset es un conjunto de chips que se encarga de la gestión de los periféricos externos a través de los puertos de comunicación y de las ranuras de expansión, así como del control de la transferencia de datos entre el microprocesador y la memoria. PUENTE NORTE Y PUENTE SUR

EJERCICIO 9

El microprocesadoro CPU es el chip más importante de la placa base, llamado también el cerebro del ordenador. Es el encargado de realizar todas las operaciones de procesamiento de datos, además de controlar el funcionamiento de todos los dispositivos del ordenador. Lleva superpuesto un ventilador o un disipador de calor para refrigerarlo.
Para que la CPU pueda procesar un dato, debe conocer tanto las instrucciones del proceso (se las proporciona el programa que se está utilizando) como el propio dato. Además, dicha información debe estar disponible en la memoria; el resultado de procesar el dato es enviado, por la CPU, a la memoria RAM, desde donde podrá distribuirse a los restantes dispositivos del ordenador.
La CPU se compone de la unidad de control, encargada de dirigir todas las operaciones con las instrucciones dadas por los programas, y la unidad aritmético-lógica, que realiza todas las operaciones aritméticas y lógicas.
Las características que determinan la velocidad del microprocesador son:
la frecuencia de reloj (medida en Hz), que marca el ritmo de trabajo. el reloj es un dispositivo que genera impulsos eléctricos de modo continuo. Cada vez que el microprocesador recibe un impulso, realiza una operación; lee un dato de la memoria, procesa datos leídos o almacena un dato. Un microprocesador de 4 GHz realiza 4.000 millones de instrucciones por segundo.
El número de bits que puede transmitir simultáneamente en sus operaciones; en la actualidad, el ancho de bus de los microprocesadores es de 64 bits.
Otros factores que hay que tener en cuenta en el microprocesador son la cantidad de memoria que posee (memoria caché) y la velocidad a la que se comunica con la memoria RAM.

EJERCICIOS 10, 11, 12.


La memoria RAM(Random Access Memory) es un componente cuya función consiste en tener preparadas las instrucciones y los datos para que la CPU pueda procesarlos, y almacenar temporalmente el resultado de las operaciones realizadas por la CPU. Es una memoria de acceso aleatorio y volátil. Con los módulos de memoria RAM se puede ampliar la memoria inicial de un equipo. Según el tipo de formato, en la actualidad, pueden ser módulos DIMM y según la tecnología desarrollada DDR2, DDR3.



La memoria caché es un tipo de memoria RAM mucho más rápida que la convencional. Dispone de las instrucciones y datos que acaba de utilizar o va a utilizar el micro; está situada entre el microprocesador y la m. RAM para agilizar la transferencia de información entre ellos.
Existen dos tipos de memoria caché: caché externa o de segundo nivel (L2), situada en la placa base y descrita anteriormente, y la caché interna o de primer nivel (L1) que está situada en el interior del micro.

Todos los sistema operativos utilizan parte del disco duro para simular memoria RAM y aumentar así la memoria total de ordenador. Se conoce como memoria virtual (SWAP EN LlINUX) y es más lenta que la m. RAM, por lo que interesa que el sistema la utilice poco.

La memoria ROM (Read Only Memory), es solo de lectura. Contiene información grabada por el fabricante, que no desaparece al desconectar el ordenador. La BIOS es imprescindible para la puesta en funcionamiento del ordenador, ya que contiene instrucciones para realizar el chequeo inicial de equipo, además de datos técnicos de los componentes más elementales conectados en el sistema.
Cuando se arranca un ordenador, la BIOS chequea, en este orden, la CPU, el bus de sistema para comprobar que todos los periféricos funcionan correctamente, el reloj del sistema, la memoria RAM, el teclado y las unidades de disco. La información obtenida se compara con la almacenada en la memoria CMOS, detectando algún cambio en los componentes o configuración del sistema. Si el resultado es correcto, comenzará a cargarse el sistema operativo, en caso contrario, el sistema emitirá un pitido e informará del problema.

La RAM CMOS es una memoria incorporada en un chip de la placa base cuya función es almacenar parte de la configuración del sistema: información del reloj (fecha y hora) y datos de configuración de los periféricos no controlados ni chequeados por la BIOS. Al tratarse de una m. RAM y contener información que no debe eliminarse al apagar el ordenador, la memoria CMOS está alimentada constantemente por una pila.
EJERCICIOS 13, 14.

CONECTORES Y PUERTOS DE COMUNICACIÓN


Muchos de los dispositivos del ordenador se conectan a la placa base mediante conectores internos específicos. La mayoría de los dispositivos externos, al estar fuera de la CPU, deben conectarse a través de conectores externos o puertos que, habitualmente, están situados en la parte posterior del ordenador.
Conectores internos: alimentación, conectores FAN, socket, bancos de memoria, ranuras de expansión, conectores SATA e IDE, conector FDD, conector USB interno.
Conexiones externas: PS/2, USB, RJ-45, FIREWIRE, puerto serie, puerto paralelo, sonido, VGA, DVI, HDMI.
En el siguiente enlace se describen brevemente todos los conectores internos y externos de la placa base. Pincha aquí.
EJERCICIOS 15, 16, 17, 18, 19.

TARJETAS DE EXPANSIÓN


Hay ciertos dispositivos externos, como el monitor, que necesitan conectores especiales que la placa base no posee, por lo que deben ser proporcionados por las tarjetas de expansión. por otra parte, existen ciertos dispositivos que son, físicamente, tarjetas de expansión, que también pueden conectarse a las ranuras libres de la placa base; tal es el caso de la tarjeta de sonido, el módem interno, la tarjeta de red,...

Tarjeta gráfica
EJERCICIOS 21, 22
Tarjeta de sonido
EJERCICIO 23
Tarjeta de red
EJERCICIOS 24, 25

LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN

La fuente de alimentaciónes un dispositivo indispensable para que el resto pueda funcionar. Como los componentes del ordenador funcionan con pequeñas tensiones continuas (de 1,5v a 12v) es preciso utilizar una fuente de alimentación que transforme los 230v de tensión alterna de la red en tensión continua de bajo voltaje.
EJERCICIO 26

DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA

dispositivos_entrada.JPG
dispositivos_salida.JPG

Ratón, Teclado, Lector de código de barras, Escáner, joystic, tableta digitalizadora, lector de bandas magnéticas, pantallas táctiles, tablet pc.

monitor, impresora, plotter.
EJERCICIOS 27-36

DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO

La CPU trabaja directamente con la memoria RAM, pero al ser esta última volátil su contenido desaparece al apagar el ordenador. Por ello, es imprescidible disponer de un sistema de almacenamiento que permita guardar la información de forma permanente. Dependiendo de la tecnología que utilicen, los dispositivos de almacenamiento se clasifican en magnéticos, ópticos, magnético-ópticos y memoria flash.
Disco magnético: la información se guarda en superficies de naturaleza magnética. Antes de poder utilizar el disco magnético, ha de ser preparado (formateado) para que pueda recibir la información; esta operación divide el disco en pistas y sectores en los que se almacenará la información.
Disco duro
Disco duro 2
EJERCICIOS 37, 38, 39, 40..
Disco óptico: Utiliza la tecnología óptica (láser) para grabar la información.
EJERCICIOS 41, 42..

MANTENIMIENTO DE LOS EQUIPOS INFORMÁTICOS



ACTIVIDADES

  1. Expresa, en código binario, los números 55 Y 205.
  2. Indica, sin convertirlos al sistema decimal, cuál es el mayor de los siguientes números binarios: 01001000 y 01000010.
  3. ¿Cuántos carácteres dferentes se pueden representar, utilizando el sistema de numeración binario, con tres dígitos? ¿y con ocho dígitos?
  4. ¿Cuál sería el numero más grande que se podría representar en ambos casos?
  5. Calcula el código binario de cada uno de los caracteres que constituyen tu nombre; ten en cuenta que tendrás que consultar, en la tabla ASCII, el valor decimal de cada uno de ellos.
  6. Identifica los componentes de la placa base conforme los vayamos conociendo: placa base.bmp
  7. ¿Qué ranuras de expansión nos solemos encontrar actualmente en la placas base? iInserta una imagen de cada tipo.
  8. El Bus del sistema está fomado por el bus de datos, el bus de direcciones y el bus de control. Explica qué tipo de información circula en cada caso.
  9. ¿Qué dispositivos coordinan el puente norte y el puente sur para la transferencia de datos?
  10. ¿Qué dos factores determinan la velocidad del microprocesador?
  11. Intel y AMD son los dos fabricantes de microprocesadores. ¿Qué tipos posee cada uno?
  12. Haz un esquema en el que aparezcan todos los componentes conectados a la CPU. Este esquema se puede ir completando conforme avancemos en el tema.Aquí tienes un ejemplo: esquema_cpu.JPG ejercicio12.bmp
  13. En algunas ocasiones, al agotarse la pila interna del ordenador, éste se desconfigura. Intenta explicar este hecho.
  14. ¿Para qué sirve el programa BIOS SETUP que puede ejecutarse al arrancar el ordenador?
  15. ¿Qué dispositivo conecta el conector FDD?
  16. ¿qué tipo de conectores se utilizan para conectar discos duros?
  17. ¿Qué diferencias hay entre IDE y SATA?
  18. ¿Qué son los conectores FAN?
  19. ¿Qué conector se utiliza para conectar una cámara de vídeo al pc?
  20. ¿Qué significa el término buffer?
  21. ¿Por qué llevan las tarjetas gráficas actuales alimentación?
  22. ¿Qué ranuras de expansión se utilizan en la actualidad en las tarjetas gráficas?¿Qué conectores se emplean para conectar con el monitor?
  23. ¿Cuáles son los conectores habitualmente utilizados en las tarjetas de sonido?
  24. ¿Qué conectores se utilizan para conectar la tarjeta de red alámbrica?
  25. ¿Cuál es el rol de una tarjeta de red?
  26. ¿Qué potencia suministra una fuente de alimentación?¿qué dispositivos conectan directamente con la fuente de alimentación?
  27. ¿Cómo funciona un ratón óptico?
  28. ¿Qué significa teclado tipo QWERTY?
  29. ¿Cómo funciona el teclado?
  30. ¿Cómo elegir un lector de código de barras?
  31. Cita las características de un escáner.
  32. ¿Cómo funciona un joystick?
  33. ¿Cuál es el uso principal de la tableta digital?
  34. ¿Qué características hacen que los monitores LED sean mejores que los LCD?
  35. Compara la resolución y las páginas por minuto de una impresora láser y una impresora de inyección de tinta.
  36. ¿Qué conectores tienen habitualmente los plotter?
  37. Ve a Inicio; todos los programas; accesorios; herramientas del sistema; información del sistema. Accede a Componentes; almacenamiento; discos.aquí tedrás información de tus unidades de disco. Anota la información obtenida, calcula la capacidad del disco y comprueba que coincide con el valor dado. Calcula el número total de pistas y comprueba que coincide con el valor dado. Calcula cuántos archivos podrías guardar si cada uno de ellos ocupa 1000 sectores ¿cuántos sectores desaprovecharías? ¿cuántos bytes?
  38. En el disco duro, ¿a qué distancia está la cabeza lectora del disco?
  39. ¿Qué elementos forman el disco duro?
  40. ¿Qué significa dar formato a un disco magnético?
  41. ¿Cuántas capas forman un disco óptico?
  42. ¿En qué capa se hacen los surcos donde queda grabada la información en un disco óptico?

Enlaces de interés:

Arquitectura del ordenador

Test de informática

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