Tema: Componentes físicos de un Computador
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¿Dónde se lleva a cabo el procesamiento de los datos en un Computador?
En la Unidad Central de Procesamiento (CPU)
¿Qué unidades conforman el procesador?
• Unidad Aritmética-Lógica (UAL)• Unidad de Control (UC)
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Recordando …
¿La Unidad Central de Procesamiento forma parte del hardware?
¡Claro que sí!La CPU o procesador es un componente físico, un
chip
Recordando …
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¿Cuál es la función de la UAL?
Ejecutar las operaciones aritméticas y lógicas con los datos.
¿Cuál es la función de la UC?
• Administrar los recursos del Computador.• Dirigir el flujo de datos hacia la UAL.
Recordando …
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ROM ¿Cuáles son las dos categorías de memoria
principal?
RAM
Recordando …
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Características de la memoria ROM
• Permanente• El fabricante graba información en ella, que no
puede ser borrada o alterada. Contenido de la memoria ROM
Instrucciones para iniciar la operación del Computador. ¿Porqué se llama “firmware” a la memoria ROM?
Porque es resultado de la integración de hardware y software.
Recordando …
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Características de la memoria RAM
• Volátil• Su contenido cambia constantemente según se
ejecutan diferentes programas y se procesan nuevos datos.
• La localización de los datos es aleatoria. Contenido de la memoria RAM
Todos los programas y datos que se están procesando en un momento específico, porque ellos deben ser transferidos a la memoria RAM
para poder ejecutarse.
Recordando …
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Representa gráficamente la Arquitectura de VON NEWMANN
Dispositivosde Entrada
Dispositivos de Salida
Almacenamiento Secundario
Procesador(CPU)
MemoriaPrincipal
Recordando …
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Identificar los elementos de hardware que influyen en la velocidad de procesamiento de un Computador.
Explicar el funcionamiento e implicaciones de esos elementos.
Describir la función de la tarjeta madre y sus componentes.
Objetivos
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Factores que afectan la velocidad de procesamiento de un Computador:
Memoria RAMMemoria cachéTamaño del registroReloj del sistemaBuses
Tarjeta madre (motherboard) de un Computador y sus componentes.
Contenidos
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Los usuarios queremos un Computador que respondarápido ...
… Más rápido ...… Más rápido ...
… Más rápido !!!Factores que
afectan la velocidad de procesamient
o
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¿Qué hace rápida a un Computador?
1. Reducción de la distancia entre los transistores que conforman el chip de la CPU.
2. Otros componentes:• Memoria RAM• Memoria Caché• Tamaño del registro• Reloj del sistema• Buses (datos y direcciones)
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Cantidad de memoria RAMUnidad de medida: Megabytes, Gigabytes, etc.
Si el Computador tiene poca memoria RAM, la frecuencia de transferencia de datos y programas
entre la RAM y el disco duro es más alta.
Este proceso de transferencia se llama paginación (Swapping) y reduce la velocidad de
procesamiento.
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Memoria Caché (L1/L2)Unidad de medida: Kilobytes
• Almacena los programas y datos referenciados más reciente y frecuentemente.
• Más rápida que la memoria RAM.• Está ubicada directamente en el CPU o
entre el CPU y la RAM => menor distancia.
Es muy cara, por la tecnología con que está hecha.
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Tamaño del registroUnidad de medida: bits
UAL: incluye localidades de memoria de alta velocidad que conservan los datos procesados en cada momento.
Estas localidades se conocen como:
Registros
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Indica la cantidad de datos con los que puede trabajar el Computador en cualquier momento.
Procesadores de 32 bits o de 64 bits.
Mientras más grande es el registro, más rápido es el procesamiento.
Tamaño del registroUnidad de medida: bits
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Reloj del sistemaUnidad de medida: Megahertz (MHz)
• El reloj del sistema controla los impulsos eléctricos en un determinado período de tiempo, permitiendo medir las operaciones de procesamiento del Computador.
• Un ciclo del reloj del sistema es el tiempo que le toma a un transistor apagarse y encenderse de nuevo.
• Hertz = ciclos por segundo.
• Megahertz (MHz): Millones de ciclos por segundo.
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Rutas o caminos físicos (cables) entre los componentes de un Computador. Los buses han evolucionado de acuerdo a los avances de los Computadores, para ayudar a la velocidad de procesamiento.
Tipos de buses:• Bus de datos.• Bus de direcciones.
Buses
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Bus de DatosConjunto de pistas (cables) por las cuales viajan
datos o pulsos, desde y hacia el procesador. Estos cables conectan la CPU con la memoria y el resto
de los dispositivos de hardware.
Pistas (cables) por donde viajan las direcciones de memoria, que permiten acceder a los datos y
programas del Computador. Estos cables conectan la CPU y la memoria RAM.
Bus de Direcciones
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Es el elemento principal de todo Computador.A ella se conectan todos los demás dispositivos.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)
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Conector eléctricoEs donde se conectan los cables para que la
tarjeta madre reciba la alimentación eléctrica proporcionada por la fuente de poder.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)
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La pila o acumulador se encarga de conservar los parámetros de la BIOS cuando el Computador
está apagado. Sin ella, al encender el Computador tendríamos que introducir las
características del disco duro, del chipset, la fecha y la hora, etc.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)Pila
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Bajo esta denominación englobamos todos los
conectores para dispositivos integrados
(internos), tales como la unidad de disquete, el
disco duro, el CD-ROM o el altavoz interno.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)Conectores internos
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Se trata de los conectores para dispositivos periféricos, es decir, dispositivos que se
encuentran fuera de nuestra computadora y que deben conectarse a ella para ejecutar sus
funciones. Estos conectores también reciben el nombre de
“puertos” y algunos ejemplos son:Puerto para tecladoPuerto para ratón
Puerto para impresora.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)Conectores externos
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Cada dispositivo periférico debe conectarse a uno de los “puertos” (conector externo) que están en la parte
posterior del Computador.
Existen diferentes puertos, con distintas capacidades y usos.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)Conectores externos
Vamos a verlos en detalle
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Puerto paralelo
(LPT1 )
Puertos serie
(COM o RS232 )
Puerto para ratón
PS/2
En realidad, un conector mini-DIN como el de teclado; el nombre proviene de su uso en los ordenadores PS/2 de IBM.
Puerto de juegos
O puerto para joystick o teclado midi. De tamaño algo mayor que el puerto serie estrecho, de unos 25 mm, con 15 pines agrupados en 2 hileras.
Puerto VGA
Incluyendo las modernas SVGA, XGA... pero no las CGA o EGA. Aunque lo normal es que no esté integrada en la placa base sino en una tarjeta de expansión, vamos a describirlo para evitar confusiones: de unos 17 mm, con 15 pines agrupados en 3 hileras.
USB Bus Serial Universal. USB .2.0
Son conectores macho, suelen ser dos: uno estrecho de unos 17 mm, con 9 pines (habitualmente "COM1"), y otro ancho de unos 38 mm, con 25 pines (generalmente "COM2").
Teclado
Bien para clavija DIN ancha, propio de las placas Baby-AT, o mini-DIN en placas ATX y muchos diseños propietarios.
En los pocos casos en los que existe más de uno, el segundo sería LPT2. Es un conector hembra de unos 38 mm, con 25 pines agrupados en 2 hileras.
ConectoresExternos
PuertosPuerto serial: Transmite 1 bit a la vez (Ejemplos son los puertos para ratón y modem).Puerto paralelo: Transmite 8 bits a la vez (Ejemplo es el puerto para impresora).Puerto FireWire: Conexión para dispositivos de alta velocidad de transferencia (cámaras de video).Puerto USB: Conexión para cualquier periférico. El dispositivo debe disponer de conector para USB. Más rápido que los puertos paralelos y seriales comunes.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)
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Ranuras (slots) para tarjetas de expansiónSi requerimos conectar un dispositivo y no hay un
puerto disponible, se debe instalar una tarjeta de circuitos, que incluya el puerto necesario.
A estas tarjetas se les llama “Tarjetas de expansión” y se insertan en ranuras disponibles
en la tarjeta madre.
Estas ranuras son extensiones del bus del Computador, que permiten agregar nuevos
componentes de hardware.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)
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Ranuras (slots) para tarjetas de expansiónSon unas ranuras de plástico con conectores
eléctricos (slots) donde se introducen las tarjetas de expansión (tarjeta de video, tarjeta de sonido,
tarjeta de red, etc.)Tipos de ranuras:
• Ranuras ISA• Ranuras PCI• Ranuras AGP
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)
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Ranuras ISAArquitectura Estándar de la Industria
Son las más veteranas, un legado de los primeros tiempos del PC.
Funcionan a unos 8 MHz y ofrecen un máximo de 16 MB/s, suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido, pero muy poco para una
tarjeta de video.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)
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Ranuras PCIInterconexión de Componentes Periféricos
Es el estándar actual.
Pueden dar hasta 528 MB/s a 66 MHz, lo que es suficiente para casi todo tipo de tarjetas de
expansión, excepto quizá para algunas tarjetas de video 3D. Miden unos 8,5 cm y generalmente son
blancas.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)
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Ranura AGPPuerto Gráfico Acelerador
Se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de video 3D, por lo que sólo suele haber una.
Su propia estructura impide que se utilice para todos los propósitos, por lo que se usa como una
ayuda para las PCI.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)
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Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)
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Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)Instalación de tarjetas de expansión en
Computadores personales de escritorio
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Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)Instalación de tarjetas de expansión en
Computadores personales portables
Las tarjetas de expansión de los Computadores portátiles, se denominan tarjetas PC (o PCMCIA) y son dispositivos,
del tamaño de una tarjeta de crédito, que se insertan en
una ranura, en la parte lateral o posterior del Computador.
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El ChipsetEs el conjunto (set) de chips que controlan
funciones especiales del computador, tales como la forma en que interactúa el procesador con la
memoria RAM o con la memoria Caché, el control de los puertos y ranuras.
De la calidad y características del chipset dependerán:
• La obtención del máximo rendimiento del procesador.
• La posibilidad de actualización del Computador.
• El uso de ciertas tecnologías más avanzadas para memorias y periféricos.
Tarjeta madre (Motherboard / Mainboard)
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d) BUS o calles/cables
Concepto: Son cada una de líneas metálicas de los circuitos impresos, por aquí circula todo tipo de información, que va de un dispositivo a otro
Función: Es el elemento responsable de establecer una correcta interacción entre los diferentes componentes del Computador, es por lo tanto, el dispositivo principal de comunicación.
e) Chipset Son microprocesadores y están situados cerca de la CPU. Controlan el intercambio de datos entre las diferentes unidades de la placa madre.
f) Interface IDE Configuran las unidades de memoria. Gobiernan el uso y prioridad en el arranque de las diferentes unidades de memoria, es muy útil en el caso de tener que formatear alguna unidad.
Se suele configurar para que arranque inicialmente la unidad A: o D: con discos de arranque.
g) Fuente de alimentación. Un Computador funciona a nivel de placa base a unos 5 voltios de corriente continua (baterías de los portátiles). A mas voltaje las diferentes unidades se quemarían. Para adecuar el voltaje de 240v en c. alterna a 5v de c. continua se colocan las fuentes de alimentación (transformador). Como se calientan suelen llevar un ventilador anexo.
PERIFERICOS ALMACENAMIENTO (E/S)
-magnéticos-láser-flash o pendrive
DISCOS MANGNÉTICOS La estructura física de los discos magnéticos es similar en todos ellos, con algunas pequeñas diferencias. A continuación, se indican algunos conceptos básicos:
Caras; son las superficies superior e inferior de cada disco. Pistas; son los círculos concéntricos en que se divide cada cara del disco. Sectores; son las divisiones que se hacen en cada pista; todos
los sectores de un mismo disco tienen la misma capacidad. Cilindros; en el caso de discos duros, y puesto que estos tienen
varios discos, aparece el concepto de cilindros para designar los distintos conjuntos de pistas situadas en la misma posición de cada disco.
MAGNÉTICOS Discos Duros (ROM): Están formados por un conjunto de discos apilados con un eje común; entre ellos están situadas las cabezas de lectura-escritura de manera que puedan leer y escribir en las dos caras de cada disco. ( 20Gb a 1 Tb actual).Pueden ser internos o externos.
Discos flexibles: 5 ¼ y 3 ½. Son de plástico, recubiertos con óxidos metálicos. De esta forma es posible grabar y transportar información. (1,44Mb) casi en desuso.
LÁSER CD-ROM: Utiliza tecnolgia láser. (Read only memory, solo lectura). La información en el CD se almacena en forma de pequeñas hendiduras creadas en la superficie del disco, siguiendo una pista circular. Cada hueco representa el número binario 1, y su ausencia representa el número 0. (700 Mb)
DVD: Igual que los CD, pero con una capacidad de almacenamiento mucho mayor. (4,7 Gb). Como un disco DVD tiene muchas más hendiduras por unidad de superficie grabada que un CD, la unidad lectora de DVD dispone de un láser mas fino para poder leer con precisión los datos almacenados, también lee CD.
8Gb de doble capa. Blue-Ray: Mayor capacidad todavía 25 Gb. Está empezando, también de doble capa.
Flash o pendrive Versátiles por su fácil transporte (son diminutas) y por sus conexiones sin necesidad de apagar o reiniciar equipo. También llamada memoria USB por su conector.
Son baratos. Almacenamiento digital de caracteres mediante puertas lógicas.
Actualmente hasta 256 Gb.
CONECTORES Serie Larga distancia. Puertos que solo transmiten un dato a la vez, por lo que resultan lentos; suelen utilizarse para conectar dispositivos como módems externos, ratones,…
Paralelo Corta distancia. Pueden transferir más información que los puertos serie, por lo que son más rápidos. Suele haber un solo puerto paralelo que se utiliza para conectar la impresora o el escáner.
USB Poseen una velocidad de transferencia de información muy alta. Además, permiten conectar y desconectar los dispositivos sin necesidad de apagar el Computador. Los puertos USB pueden alimentar electricamente a otros dispositivos. Si son HUB conectan hasta 8 dispositivos distintos en el mismo puerto.Con puertos USB (impresora, escáner, ratón, cámara digital,…)
Firewire Tienen una velocidad de transferencia similar a los USB 2, y también permiten conectar y desconectar los dispositivos sin necesidad de apagar el Computador. Suelen utilizarse para transferir video desde una videocámara digital.
Infrarrojos(IrDA) se suelen utilizar para intercambiar información con teléfonos móviles, Computadores de bolsillo,...
PS2 de ratón y teclado clásicos. RCA para dispositivos de sonido y video.