Revista digital - Software y Hardware
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09/04/2014 Hardware y Software Eddie Osorio
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09/04/2014
Hardware y Software
Eddie Osorio
Eddie Osorio
Arquitectura de la computadora
El hardware contrasta con el software, que es intangible y le da lógica al hardware (además de
ejecutarse dentro de éste).
El hardware no es frecuentemente cambiado, en tanto el software puede ser creado, borrado y
modificado sencillamente. (Excepto el firmware, que es un tipo de software que raramente es
alterado).
Hardware típico de una computadora
El típico hardware que compone una computadora personal es el siguiente:
• Su chasis o gabinete
• La placa madre, que contiene: CPU, cooler, RAM, BIOS, buses (PCI, USB, HyperTransport, CSI,AGP,
etc.)
• Fuente de alimentación
• Controladores de almacenamiento: IDE, SATA, SCSI
• Controlador de video
• Controladores del bus de la computadora (paralelo, serial, USB, Firmware), para conectarla a
periféricos
• Almacenamiento: disco duro, CD-
ROM, disquetera, ZIP driver y otros
• Tarjeta de sonido
• Redes: módem y tarjeta de red
El hardware también puede incluir
componentes externos como:
• Teclado
• Mouse, TrackBall
• Joystick, gamepad, volante
• Escáner, webcam
• Micrófono, parlante
• Monitor (LCD, o CRT)
• Impresora
Eddie Osorio
Arquitectura de la computadora
Unidad Central del Sistema
La Unidad Central del Sistema (System Unit
en inglés) es el centro de operaciones de
cualquier computadora existente en
el mercado actual. En la unidad central del
sistema se alojan los componentes y circuitería
que van a realizar las tareas fundamentales de
la computadora.
Al abrir la unidad central del sistema de una
computadora se pueden apreciar una serie de
componentes:
- Placa principal.
- Microprocesador central o unidad central de
proceso (CPU).
- Bus.
- Memoria principal.
- Otros componentes controladores.
- Fuente de alimentación eléctrica.
A continuación se estudiará detenidamente
cada uno de ellos.
1. Placa Principal.
Es una placa con un circuito impreso donde se
conectan los elementos básicos de la
computadora: el microprocesador, el bus y
toda o parte de la memoria principal.
En algunos lugares también aparece
denominada como placa base o placa madre.
2. Microprocesador Central o Unidad Central
de Proceso (CPU).
Es el elemento fundamental de la
computadora. El microprocesador va a
ocuparse de la ejecución de las órdenes de
comandos, los
cálculos matemáticos solicitados por las
referidas órdenes, el manejo de los datos
asociados a los cálculos. Otra función
importante del microprocesador va a ser el
control de los componentes del sistema
informático conectados a él y que le dan apoyo
y le permiten realizar todas las operaciones
que le son solicitadas por los diferentes
programas de aplicación.
El microprocesador se va a ocupar también de
controlar y gestionar el tráfico de datos entre la
unidad central del sistema y los periféricos
optimizando los procesos a realizar por la
computadora.
3. Bus.
El bus, quizá fuera mejor decir los buses ya
que existen varios con diversas funciones, es
un circuito que conecta el procesador central
con todo el resto de componentes de la
computadora.
El bus sirve para que le llegue al procesador la
información y las solicitudes de trabajo, desde
el exterior, y envíe hacia afuera los resultados
del trabajo realizado.
4. Memoria Principal.
Es la zona de trabajo donde la computadora va
a almacenar temporalmente las órdenes a
ejecutar y los datos que deberán manipular
esas órdenes.
Cuanto mayor sea la cantidad de memoria
existente en el sistema informático, mayores
serán las posibilidades de trabajo de la
computadora, ya que ésta podrá manipular
una cantidad superior de datos al
mismo tiempo (siempre que el sistema
operativo lo permita).
5. Componentes de Control.
Son elementos que sirven como apoyo al
funcionamiento del microprocesador central.
Fundamentalmente, son componentes
especializados en realizar determinadas
operaciones, descargando al microprocesador
central de estas actividades y permitiéndole
obtener una mayor rapidez y efectividad en el
manejo del conjunto del sistema informático.
Los controladores más importantes son el
controlador de interrupciones, el generador de
reloj y el controlador de acceso directo a
memoria.
Las placas de expansión interna más
importantes son las de control del subsistema
de vídeo, que manejarán las señales que envía
la CPU a la pantalla del sistema informático y
las del controlador de los discos de la
computadora que controlará el flujo de datos
entre la memoria principal y el subsistema de
almacenamiento.
Estos componentes serán estudiados en el
apartado concreto de sus tareas dentro del
sistema informático.
6. Fuente de Alimentación Eléctrica.
Las fuentes de alimentación proporcionan la
energía eléctrica que necesita por la
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computadora para funcionar. Esa energía se
estabiliza para impedir que la computadora se
vea afectada por oscilaciones bruscas en el
suministro de las compañías eléctricas.
La fuente de alimentación transforma
la corriente alterna de 220 voltios de
la red ciudadana en corriente continua y de
menor voltaje, que es la que necesitan los
diferentes componentes de la computadora.
Los voltajes que proporciona la fuente de
alimentación son de 12 y 5 voltios. El primero
se utiliza para poner en funcionamiento los
componentes mecánicos de la computadora
(discos, diskettes, etc.). El segundo se utiliza en
los componentes electrónicos (el
microprocesador, la memoria, el reloj, etc.).
En caso de que se abra la unidad central del
sistema de la computadora es muy importante
no manipular la fuente de alimentación; hay
que tener en cuenta que, si el sistema
informático está enchufado y encendido, la
fuente de alimentación es potencialmente
peligrosa. Si se está intentando realizar alguna
operación dentro de la caja de la unidad,
deben manipularse cuidadosamente los cables
que entran y salen de la caja de la fuente de
alimentación y bajo ningún concepto intentar
abrirla.
Unidad Central de Proceso
La Unidad Central de Proceso es el lugar
donde se realizan las operaciones de cálculo y
control de los componentes que forman la
totalidad del conjunto del sistema informático.
Las CPU de las
actuales computadoras son microprocesadores
construidos sobre un cristal de silicio
semiconductor donde se crean todos los
elementos que forman un circuito electrónico
(transistores, etc.) y las conexiones necesarias
para formarlo.
El microcircuito se encapsula en una pastilla
de plástico con una serie de conexiones hacia
el exterior, en forma de patillas metálicas, que
forman su nexo de unión al resto del sistema
informático. Estas pastillas de plástico, con una
multitud de patillas de conexión metálicas,
reciben el nombre de chips.
El microprocesador central de una
computadora se divide en:
• Unidad de Control (Control Unit o CU en
inglés).
• Unidad Aritmético-Lógica (Aritmethic
Control Unit o ALU en inglés).
• Registros.
La Unidad de Control maneja y coordina todas
las operaciones del sistema informático, dando
prioridades y solicitando los servicios de los
diferentes componentes para dar soporte a la
unidad aritmético-lógica en sus operaciones
elementales.
La Unidad Aritmético-Lógica realiza los
diferentes cálculos matemáticos y lógicos que
van a ser necesarios para la operatividad de la
computadora; debe recordarse que todo el
funcionamiento del sistema de una
computadora se realiza sobre la base de una
serie de
operaciones matemáticas en código binario.
Los Registros son una pequeña memoria
interna existente en la CPU que permiten a la
ALU el manejo de las instrucciones y los datos
precisos para realizar las diferentes
operaciones elementales.
De la misma forma que la placa principal tiene
un bus para conectar la CPU con los diferentes
dispositivos del sistema informático, la unidad
de control tiene un bus interno para conectar
sus componentesName=g12;
HotwordStyle=BookDefault;
Unidad de Control (CU)
Es la parte de la unidad central de proceso que
actúa como coordinadora de todas las tareas
que ha de realizar la computadora. Asimismo,
se encarga de manejar todas las órdenes que la
computadora necesita para realizar la
ejecución de las operaciones requeridas por los
programas de aplicación.
Sus funciones Básicas son:
1. Manejar todas las operaciones de
acceso, lectura y escritura a cada una de las
posiciones de la memoria principal donde se
almacenan las instrucciones necesarias para
realizar un proceso.
2. Interpretar la instrucción en proceso.
3. Realizar las tareas que se indican en la
instrucción.
Esta unidad también se ocupa de controlar y
coordinar a las unidades implicadas en las
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operaciones anteriormente mencionadas, de
manera que se eviten problemas internos que
se puedan producir entre los componentes de
la computadora.
La unidad de control, finalmente, comunica
entre sí y dirige las entradas y salidas desde y
hasta los periféricos, dando el oportuno
tratamiento a la información en proceso.
Para realizar su cometido, la unidad de control
necesita manejar la siguiente información:
• El registro de estado.
• El registro puntero de instrucciones.
• La instrucción a ejecutar.
• Las señales de entrada/salida.
La salida que proporcionará la unidad de
control será el conjunto de órdenes
elementales que servirán para ejecutar la orden
solicitada.
Los pasos en que se divide este proceso son:
1. Extraer de la memoria principal la
instrucción a ejecutar.
2. Tras reconocer la instrucción, la unidad de
control establece la configuración de las
puertas lógicas (las interconexiones de los
diferentes componentes del circuito lógico)
que se van a ver involucradas en la operación
de cálculo solicitada por la instrucción,
estableciendo el circuito que va a resolverla.
3. Busca y extrae de la memoria principal los
datos necesarios para ejecutar la instrucción
indicada en el paso número 1.
4. Ordena a la unidad involucrada en la
resolución de la instrucción en proceso que
realice las oportunas operaciones elementales.
5. Si la operación elemental realizada ha
proporcionado nuevos datos, éstos se
almacenan en la memoria principal.
6. Se incrementa el contenido del registro
puntero de instrucciones.
Unidad Aritmética y Lógica (ALU)
Su misión es realizar las operaciones con los
datos que recibe, siguiendo las indicaciones
dadas por la unidad de control.
El nombre de unidad aritmética y lógica se
debe a que puede realizar operaciones tanto
aritméticas como lógicas con los datos
transferidos por la unidad de control.
La unidad de control maneja las instrucciones
y la aritmética y lógica procesa los datos.
Para que la unidad de control sepa si la
información que recibe es una instrucción o
dato, es obligatorio que la primera palabra que
reciba sea una instrucción, indicando
la naturaleza del resto de la información a
tratar.
Para que la unidad aritmética y lógica sea
capaz de realizar una operación aritmética, se
le deben proporcionar, de alguna manera, los
siguientes datos:
1. El código que indique la operación a
efectuar.
2. La dirección de la celda donde está
almacenado el primer sumando.
3. La dirección del segundo sumando
implicado en la operación.
4. La dirección de la celda de memoria donde
se almacenará el resultado.
Eddie Osorio
Dispositivos o periféricos de la computadora
Periféricos de entrada
Son los que permiten introducir datos externos
a la computadora para su posterior
tratamiento por parte de la CPU. Estos datos
pueden provenir de distintas fuentes, siendo la
principal un ser humano. Los periféricos de
entrada más habituales son:
Teclado
Micrófono
Escáner
Ratón o mouse
Palanca de mando (Joystick)
Gamepad
Escáner de código de barras
Cámara web
Lápiz óptico
Cámara digital
Periféricos de salida
los que reciben la información procesada por
la CPU y la reproducen, de modo que sea
perceptible por el usuario. Algunos ejemplos
son:
Visualizador
Monitor
Impresora
Fax
Tarjeta de sonido
Altavoz
Proyector digital
Auriculares
Periféricos de almacenamiento
Se encargan de guardar los datos de los que
hace uso la CPU, para que ésta pueda hacer
uso de ellos una vez que han sido eliminados
de la memoria principal, ya que ésta se borra
cada vez que se apaga la computadora.
Pueden ser internos, como un disco duro, o
extraíbles, como un CD. Los más comunes son:
Disco duro
Disquete
Unidad de CD
Unidad de DVD
Unidad de Blu-ray Disc
Memoria flash
Memoria USB
Cinta magnética
Tarjeta perforada
Memoria portátil
Eddie Osorio
Clasificación de las computadoras según su capacidad
Las computadoras pueden ser clasificadas de
diversas maneras, pese a la inexistencia de una
clasificación formal, es un tema que se toca en
varios libros.
A continuación veremos cómo se clasifican
según su capacidad.
Macro-computadoras
las macro-computadoras son también
conocidas como mainframes. Los mainframes
son sistemas grandes, rápidos y caros con
capacidad de controlar cientos de usuarios en
forma simultánea, así como manejar cientos de
dispositivos de entrada y salida.
Su costo va desde los 350 mil dólares hasta
varios millones de dólares. De alguna forma
los mainframes son más poderosos que las
supercomputadoras porque soportan más
programas simultáneamente. Sin embargo las
supercomputadoras pueden ejecutar un sólo
programa más rápido que un mainframe.
En el pasado, los Mainframes ocupaban
cuartos completos o hasta pisos enteros de
algún edificio, hoy en día, un Mainframe es
parecido a una hilera de archiveros en algún
cuarto con piso falso, esto para ocultar los
cientos de cables de los periféricos, y su
temperatura tiene que estar controlada.
Minicomputadoras
Son computadoras que pueden tener varios
procesadores y son utilizadas primordialmente
en el sector manufacturero y financiero.
También tienen aplicación en el manejo de
bases de datos de información y se emplean
para la administración de redes de
computadoras.
Utilizan sistemas operativos multiusuarios con
una gran cantidad de variantes y fabricantes.
Una mini-computadora puede trabajar
individualmente pero es más común
encontrarla como estación central con muchos
usuarios conectados a ella.
Eddie Osorio
Microcomputadoras
Una microcomputadora es un tipo
de computadora que utiliza
un microprocesador como unidad central
de procesamiento (CPU). Generalmente
son computadoras que ocupan espacios físicos
pequeños, comparadas a sus predecesoras
históricas, las mainframes y
las minicomputadoras.
En general la palabra microcomputadora suele
asociarse a computadoras viejas,
especialmente a las pequeñas computadoras
de 8 bits como la Apple II, la Commodore 64,
la BBC Micro y la TRS 80.
De todas maneras dentro del término
microcomputadora pueden agruparse
computadoras de diferentes tipos y usos como
consolas de videojuegos, notebooks, tablet
PCs, dispositivos de mano, teléfonos celulares
y las computadoras personales (PC).
Microprocesador
El microprocesador es la parte de la
computadora diseñada para llevar acabo o
ejecutar los programas. Este viene siendo
el cerebro de la computadora, el motor,
el corazón de esta máquina. Este ejecuta
instrucciones que se le dan a la computadora a
muy bajo nivel haciendo operaciones lógicas
simples, como sumar, restar, multiplicar y
dividir. El microprocesador, o simplemente el
micro, es el cerebro del ordenador. Es un chip,
un tipo de componente electrónico en cuyo
interior existen miles (o millones) de elementos
llamados transistores, cuya combinación
permite realizar el trabajo que tenga
encomendado el chip.
Eddie Osorio
Software
Jerarquía de la información
Bit
Bit es la abreviación de Binary Digit (digito
binario), la cual en términos técnicos es la
menor unidad de información de una
computadora. Un bit tiene solamente un valor
(que puede ser 0 o 1). Varios bits combinados
entre sí dan origen a otras unidades, como
byte, mega, giga y Tera
Toda la información procesada por una
computadora es medida y codificada en
bits. El tamaño de los archivos son medidos en
bits, las tasas de transferencia son medidas en
bit, toda la información en el lenguaje del
usuario es convertida a bits para que la
computadora la "entienda", etc.
Los Bits también son utilizados para la
clasificación de colores de una imagen. Por
ejemplo: una imagen monocromática tiene 1
bit en cada punto (blanco o negro), mientras
una imagen de 8 bits soporta hasta 256
colores.
Byte
Es un término creado por Werner Buchholz en
1957 como una unidad de información
digital equivalente a cuatro bits.
Originalmente y posteriormente como
estándar se adoptó que 1 byte equivale a ocho
bits. La palabra byte proviene de bite, que
significa mordisco, como la cantidad más
pequeña de datos que un ordenador podía
"morder" a la vez. El símbolo de byte es un B
mayúscula, para distinguir de bit, cuyo
símbolo es b minúscula. El byte se utiliza
generalmente en las áreas de informática y
telecomunicaciones, en esta última se
denomina comúnmente octeto, que proviene
del francés octet, derivado del latín octo y del
griego okto, que significa ocho, diferenciando
así el byte de 8 bits de otros bytes con diferente
equivalencia de bits.
El término byte se utiliza a menudo para
especificar cantidad, por ejemplo, la cantidad
de memoria de un determinado dispositivo o
la capacidad de almacenamiento. Ejemplo: 16
GB (gigabyte).
Eddie Osorio
Medidas de almacenamiento
Las medidas de almacenamiento son aquellas
unidades de medición que permiten
determinar cuánto espacio hay disponible en
una unidad de memoria.
Se le llama medida de almacenamiento al
registro del espacio que hay en un dispositivo
dado para grabar datos e información de
manera permanente o temporal. También se
puede decir que una medida de
almacenamiento es aquella práctica que se
realiza con el interés de optimizar el
rendimiento y aprovechar todo el espacio que
existe dentro de una unidad.
En informática, existen distintos dispositivos
de almacenamiento que facilitan
la conservación de información, ya sea dentro
del ordenador o fuera, como una memoria
portátil. Los dispositivos pueden ser tanto una
memoria o disco duro, un disco o CD – ROM,
una memoria flash o portátil, un DVD y varias
otras. En éstas la información puede
almacenarse en forma provisoria o temporaria
o de manera permanente. Entre las unidades
de medición de almacenamiento, es decir, el
tamaño o espacio disponible en cada uno de
estos dispositivos, se cuentan:
- el bit o dígito binario: un bit es la unidad de
información más pequeña que el procesador
manipula y físicamente se representa con un
elemento como un pulso o un punto. Ocho bits
constituyen un byte.
- el byte o unidad de almacenamiento: cuenta
con 8 bits. Equivale a un sólo carácter, como
una letra o un número.
- el kilobyte (kB): equivale a 1.024 bytes y a
menudo es la unidad en la que se registra el
almacenamiento 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 de
tamaño 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 se
maneja hoy en día, y los ordenadores más
comunes proveen de un espacio de más de 100
GB 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 a
ordenadores de alta complejidad.
Eddie Osorio
Clasificación de software
Software de aplicaciones
El software de Aplicación es aquel que hace
que el computador coopere con el usuario en
la realización de tareas típicamente humanas,
tales como gestionar una contabilidad o
escribir un texto.
La diferencia entre los programas de
aplicación y los de sistema estriba en que los
de sistema suponen ayuda al usuario para
relacionarse con el computador y hacer un uso
más cómo del mismo, mientras los de
aplicación son programas que cooperan con el
usuario para la realización de las actividades
mencionadas.
Es en este software de Aplicación donde se
aprecia en forma más clara la ayuda que puede
suponer un computador en las actividades
humanas, ya que la máquina se convierte en
un auxiliar del hombre, liberándole de las
tareas repetitivas.
Software de desarrollo
Como su nombre lo indica, un software de
desarrollo es un programa que permite el
desarrollo de aplicaciones, algunos de estos
son java, visual Basic, c++, etc.
El software de desarrollo comúnmente se
conoce por IDE (Integrated Development
Environment, por sus siglas en inglés). Se
utiliza para hacer programas en diferentes
lenguajes (C++, Java, Python, Lisp, etc.).
Software de sistemas operativos
Un sistema operativo es un software de
sistema, es decir, un conjunto de programas de
computadora destinado a permitir una
administración eficaz de sus recursos.
Comienza a trabajar cuando es cargado en
memoria por un programa específico, que se
ejecuta al iniciar el equipo, o al iniciar una
máquina virtual, y gestiona el hardware de la
máquina desde los niveles más básicos,
brindando una interfaz con el usuario.
Un sistema operativo se puede encontrar
normalmente en la mayoría de los aparatos
electrónicos que utilicen microprocesadores
para funcionar, ya que gracias a éstos podemos
entender la máquina y que ésta cumpla con
sus funciones (teléfonos móviles,
reproductores de DVD, autorradios,
computadoras, etc.)
Eddie Osorio
Egrafía
Arquitectura de la computadora
http://www.monografias.com/trabajos17/arquitectura-computadoras/arquitectura-
computadoras.shtml
Periféricos de la computadora
http://www.informatica-hoy.com.ar/aprender-informatica/Perifericos-de-la-
computadora.php
Clasificación de las computadoras
Macro-computadoras
https://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080818235353AAHeIJg
Minicomputadoras
http://www.ipcitec.freeservers.com/minicomp.html
Microcomputadoras
http://www.alegsa.com.ar/Dic/microcomputadora.php
Microprocesador
http://www.monografias.com/trabajos11/micro/micro.shtml#q
Software
jerarquía de la información
Bit
http://www.informatica-hoy.com.ar/aprender-informatica/Que-es-el-bit-.php
Byte
http://www.significados.info/byte/
Clasificación de software
Software de aplicaciones
http://www.bloginformatico.com/software-de-aplicacion.php
Software de desarrollo
http://www.definicionesde.com/e/software-de-desarrollo/
Software de sistema operativo
https://sites.google.com/site/flaviodanesse/gnu-linux/-que-es-un-sistema-operativo
