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Herramientas Informáticas I

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Hardware: Estructura General.Una computadora esta compuesta por diversidad

de elementos encuadrados en dos áreas principales:

Unidad Central de Proceso (UCP ó Unidad Central de Proceso (UCP ó CPU).CPU).•Procesador/es.•Memoria Principal.•Placa Madre (Motherboard).Dispositivos Periféricos.Dispositivos Periféricos.•Entrada.•Salida.•Entrada/Salida (E/S).•Almacenamiento.•Comunicación

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Generalidades: La tecnología Informática, duplica su capacidad cada 18 meses (Ley de Moore).

• Eso implica que cada 15 años, por el mismo costo se obtiene 1000 veces mayor capacidad computacional.

• En 30 años, las computadoras son UN MILLON DE VECES mas potentes.

• Desde que se fabricó la primera computadora electrónica (±1944) a la fecha, las computadoras son un billón ( 1e12 ) de veces mas capaces. La tecnología informática MilitarMilitar está alrededor de 10 años adelantada a la Comercial.

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UCP - Generaciones: 1ra. Las computadoras usaban como elementos de elementos de conmutaciónconmutación que son necesarios para las operaciones aritmético y lógicas y de control, formados por válvulas electrónicas, de elevado consumo y gran generación de calor (1945-1954) (inicialmente 18000) 2da. Se pasa a utilizar transistores por lo que su tamaño se redujo cientos de veces, aumentando la velocidad en la misma escala. (1954-década del '60) 3ra. En ésta se empezó a utilizar circuitos integrados, con otro salto en la velocidad y reducción de tamaño, consumo y costos. 4ta. Empezó con el primer microprocesador a principio de los '70, permitiendo que en la década del '80 surgieran los PCs, cuyos primeros procesadores contaban con algo mas de 85000 elementos de conmutación. 5ta.? Con el avance tecnológico (altísima conectividad) puede decirse que se está ante una nueva generación con procesadores generales con 200 millones de elementos de conmutación.

Computadoras deComputadoras dePrimera GeneraciónPrimera Generación

Computadoras de Segunda Generación.

La IBM /360 es el principal

exponente de esta generación.

Computadoras de Tercera Generación

Un importante exponente

de una computadora de tercerageneración fue la PDP 11

(Digital, DEC) que fue uno

de los modelos donde empieza

a desarrollarse el lenguaje de

programación C y el Sistema

operativo Unix.

Computadoras de Cuarta Generación.

Modelos de Servidores IBM

de la Familia

AS/400.

A la izquierda de los

’80, debajo de los

’90.

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Clasificando Computadoras:

Computadoras de uso Personal: • PCs, Notebooks, Netbooks, Handhelds, Organizadores personales, Celulares, etc. Estaciones de Trabajo:• Terminales “bobas” y WorkStations Servidores:•De Archivos (documentos, base de datos, etc.)

•De Comunicaciones.

•Minicomputadoras, Main Frames,

Super-Computadoras.

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Unidad Central de Proceso: La UCP ó CPU es el Cerebro de la

Computadora,no podría existir una computadora sin CPU, aunque

no tendría sentido que no contase con al menos un dispositivo periférico. En una PC (Personal Computers ó Computadoras Personales), el gabinete que contiene la UCP, incluye además varios dispositivos periféricos. En una Notebook, tanto UCP como dispositivos periféricos están integrados en la misma caja o libro. Las supercomputadoras, generalmente tienen la UCP en un gabinete separado o puede distribuirse en varios gabinetes interconectados.

Esquemas de U.C.P y periféricos dentro de un gabinete.

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Procesador/es: Una computadora tiene al menos un procesador principal (las hay con +65000) y puede tener cero, uno o más procesadores auxiliares o específicos. Cuenta con dos elementos principales:• Unidad Aritmético/Lógica (UAL).• Que se encargada de Procesar los DatosProcesar los Datos. Efectúa las operaciones matemáticas de las que es capaz su diseño.• Lleva a cabo operaciones lógicas, las cuales son genéricamente comparacionescomparaciones de datos.• Los procesadores específicos llevan a cabo cómputos especiales (gráficos, sonidos, matemáticos, etc.).• Unidad de Control (UC).• Asume la coordinación de ubicar datos en la memoria datos en la memoria principal, hacer el seguimiento de instrucciones de programa y sincronización de todo el funcionamiento de la computadora.

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Procesador/es: Para medir la capacidad de un procesador,generalmente se usan al menos 3 parámetros: Longitud de Palabra.• Cantidad de bits que procesa en cadaciclo de trabajo, por ejemplo 16, 32, 64.• También se relaciona con la capacidad de direccionamiento. Velocidad de Reloj.• Cantidad de operaciones elementales por segundo (Hertz) que puede llevar a cabo. Desde unos pocos Megahertz a a varios miles (aquí es evidente la ley de Moore). Arquitectura Interna.• CISC ó RISC: Conjunto de Instrucciones de bajo nivel Complejo (especializado) o Reducido (ultra rápido).• Núcleo Simple o múltiple (1 o más UAL y UC).• Conjuntos de Instrucciones especializado (p.e. Gráficos).

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Memoria Principal:Es el escritorio donde trabaja el procesador, se Clasifican según: Características Físicas:•RAM: Memoria de Acceso Aleatorio. Constituye el principal área de trabajo para almacenar Datos y Programas, se borra al apagarse la computadora (arquitectura Von Newman).•ROM: Memoria de Solo Lectura. Contiene el programa de arranque inicial de la computadora.•xPROM: Memorias especiales, que pueden escribirse pero se mantienen aún con la computadora apagada (usan pila). Funcionalidad:•Principal para Datos y Programas.•Dedicadas para Datos de procesos especiales:

→ Gráficos. → Memorias Intermedias. → etc. Se mide en:•Kilobytes (ROM y xPROM).•Megabytes o Gigabytes (crece con Ley de Moore).

Ejemplos de Memoria

ROM donde se almacena

el BIOS de la PC. Tarjetas de Memoria.

Comparación: Memoria de Núcleos 1er Tarjetas de Memorias ubicadas en

Generación con Chip de memoria integrada. Los slots de la tarjeta madre.

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Placa Madre (Motherboard):

Es un tablero que permite interconectar todos los componentes de la UCP, contiene, sostiene y/o interconecta en general a:• Procesador/es.• Memoria/s Principal/es.• Los buses (canales) de datos, direccionamiento y control que relacionan procesador, memorias principales, etc.• Sistema de alimentación eléctrico de elementos conectados.• Dispositivos de enfriamiento (coolers).• Los zócalos (slots) donde se conectan y/o montan conexiones con dispositivos que requieren interacción muy cercana a la UCP. Es importante al elegirlas que sus capacidades de transferencia de datos y/o direccionamiento, sean acordes con el procesador y/o la memoria RAM utilizada, ya que puede resultar un cuello de botella en el funcionamiento de los restantes elementos.

cada cicloProcesador ubicado en Placa Madre.

Placa Madre (Motherboard).

Esquema Placa Madre.

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Dispositivos Periféricos: Constituyen los órganosórganos de la computadora por los cuales se comunica con el medio exterior, la variedad y cantidad que se pueden conectar va creciendo a pasos agigantados. Algunos son esenciales para una computadora, al menos debería contar con un dispositivo de entrada y uno de salida. En la actualidad, prácticamente cualquier aparato que pueda generar (y/o recibir) una señal digital, puede conectarse a una computadora, directamente o mediante dispositivos intermediarios.

Los periféricos pueden clasificarse en 5 categorías principales: de Entradade Entrada: captan y envían los datos al dispositivo que los

procesará. de Salidade Salida: son dispositivos que muestran o proyectan

información hacia el exterior de la computadora. La mayoría son para informar, alertar, comunicar, proyectar o dar al usuario cierta información, de la misma forma se encargan de convertir los impulsos eléctricos en información legible para el usuario. Sin embargo, no todos de este tipo de periféricos es información para el usuario.

de Entrada/Salidade Entrada/Salida (E/S). de Almacenamientode Almacenamiento: son los dispositivos que almacenan

datos e información por bastante tiempo. La memoria RAM no puede ser considerada un periférico de almacenamiento, ya que su memoria es volátil y temporal.

de Comunicaciónde Comunicación: son los periféricos que se encargan de comunicarse con otras máquinas o computadoras, ya sea para trabajar en conjunto, o para enviar y recibir información.

Dispositivos Periféricos:

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Dispositivos de Entrada:• Son aquellos dispositivos que se utilizan para ingresar datos a la computadora, con ellos se indica a la misma que funciones debe desempeñar (que debe hacer el programa cargado) y constituyen el medio de ingreso de datos mas común o elemental.

Solo se incluyen en esta categoría aquellos que generan solo una corriente de datos de entrada: Entrada de Texto:• Teclado (QWERTY, DVORAK, etc.). Apuntadores:• Ratón (o Mouse), Joystick, Tableta Digitalizadora, etc. Sonido e Imágenes:• Micrófono, Cámara Web, Escáner (p.e. código de barras). Señales Eléctricas:• Conversor Analógico digital, Biométrico, etc.• Lectores de Discos Ópticos (CD, DVD, blue ray, HD DVD)

Ejemplos de Dispositivos de Entrada:

Cámara

Web

Teclado Ergonométrico

Lector de

Código

de Barras

Teclado Inalámbrico

Ejemplos de Dispositivos de Entrada (apuntadores):

Ratón Común.

Esquema Interno Ratón Mecánico.

Ratón

Inalam-

brico

en su

base.

Trackball y Joystick.

Otros Dispositivos de Entrada:

Lectora de Discos Ópticos

Escáneres de mano. Escáneres de página completa.

TabletaDigitalizadora

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Dispositivos de Salida:• Son aquellos dispositivos que se utilizan para que la computadora, muestre los resultados de los programas que en ella corren. Los más visibles o conocidos, son aquellos que generan información en un formato perceptible por el ser humano, pero hay dispositivos que puede emitir datos hacia otras computadoras.

Solo se incluyen en esta categoría aquellos que generan solo una corriente solo de salida: Imágenes:• Pantalla o Monitor, proyector de video. Salida de Material Impreso:• Impresora, Trazadores (ploter). Salida de Sonido• Altavoz o Parlante, Auriculares. Señales Eléctricas:• Conversor Digital Analógico (p.e. Fax.)

Monitores: Tecnologías:

Monocromos/Color.Tubo de Rayos Catódicos.LCD.Plasma.

Características a tener en cuenta:Resolución:

Cantidad de Pixeles.Refresco de Pantalla:

Veces que se renuevala imagen por segundo.

Tamaño Pantalla:Se Especifica en pulgadasde largo de la diagonalprincipal.

Impresoras: Método de Impresión:Método de Impresión:

Impacto: La primera tecnología disponible, primerousaban martillos y luego sistema de agujas independientes. Son muy ruidosas pero de insumos económicos, permiten sacar copias simultáneas.

Térmico: Imprime mediante calor, se usan en casosparticulares.

Láser: Utiliza un sistema similar a fotocopiadoras.Son caras al comprar, pero tienen muy alta velocidad y losinsumos en general son baratos.

Chorro de Tinta: Utiliza cañonesque lanzan tinta en micro-gotas.Son económicas para compra,silenciosas, pero de insumos caros.

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Dispositivos de Entrada/Salida:• Son aquellos dispositivos que transfieren datos desde y

hacia la UCP, son los utilizados para almacenamiento de datos y comunicación con otras computadoras.

Solo se incluyen en esta categoría aquellos que generan tanto corriente de datos de entrada como de salida, no se incluyen los dispositivos combinados:

Son los que potencian significativamente la Son los que potencian significativamente la capacidad de la computadora, ya que es mayor el capacidad de la computadora, ya que es mayor el tráfico de datos entre la UCP y estos dispositivos tráfico de datos entre la UCP y estos dispositivos que el tráfico (desde y hacia) con los previamente que el tráfico (desde y hacia) con los previamente enunciados.enunciados. Almacenamiento.• Acceso Secuencial.• Acceso Aleatorio. Comunicaciones.• Físicas• Inalámbricas. Evolución Unidades Almacenamiento

Pueden a su vez categorizar se como: Almacenamiento Secuencial:Almacenamiento Secuencial:

Tarjetas perforadas.Cintas de papel y magnéticas.

Almacenamiento Aleatorio:Almacenamiento Aleatorio: Magnético:

Disquete. Disco Duro o Rígido.

Óptico: Lectora-Grabadora de Discos Ópticos

CD, DVD, Blu-ray, etc. Memorias Holográficas

Electrónico: Memoria Flash. Memoria Portátil. Discos de Estado Sólido.

Dispositivos de Almacenamiento:

Medios de Almacenamiento Aleatorio (Discos):Esquema de Formateo de un

disco: a) Pistas, b) Sectores,

c) Cilindro, d) Grupo Sectores. Disquete 5¼

Esquema de las Disquete 3½

Cabezas Lectoras

Escritoras y un

Disco de Múltiples

Platos.

Disco CD/DVD

Conexión Física: Internos:

Controladores de puertos(serie, paralelo, etc.)

Fax-Módem. Tarjeta de red

Externos: Hub (nodo central de una red tipo estrella). Bridge (para segmentar de redes). Switch (intercomunicador/conmutador de redes). Router (selector de red para envío de datos).

Conexión Inalámbrica (Controladores/Tarjetas): Wireless Bluetooth. Infrarrojo.

Dispositivos de Comunicaciones:

Ejemplo de Hub donde seobserva el cableado de laRed.Cada cable es una conexiónExclusiva con una PC y/oServidor de la Red.Pueden conectarse otrosDispositivos comoimpresoras.

HUB tecnología USB.Switch Inalámbrico.

Esquemade una RedCompleta:

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Dispositivos Combinados:• Son aquellos dispositivos que reúnen la funcionalidad de varios dispositivos en su solo componente físico, en algunos casos son computadoras específicas o dedicadas. Pantalla táctil. Incluye un dispositivo

de salida (pantalla) recubierto por una

membrana táctil que funciona como

dispositivo de entrada (apuntador)

Dispositivos Multi-función.Incluye capacidades de salida (impresora),de entrada (Escáner) y transmisión (Fax), con los

dos primeros funciona como fotocopiadora. Micrófono Integrado a Auriculares y/o Cámara Web. Cascos y Ropa Multimediales (Imagen, tacto, sonido).