El ordenador y sus componentes

El ordenador y sus componentes

Informática Aplicada. 4º E.S.O.

1

Contenidos

Historia de la informática Codificación de la información El ordenador La placa base y el microprocesador Conectores, puertos y tarjetas de expansión Dispositivos de entrada Dispositivos de salida La memoria y los sistemas de almacenamiento Otros dispositivos de almacenamiento

1. Historia de la informática El ábaco (2000 – 1000 a.C.):

Primer instrumento de cálculo. Simplifica las operaciones aritméticas básicas (+ – × ÷)

1. Historia de la informática Calculadoras mecánicas:

Calculadora de Pascal (+ –). Calculadora de Leibniz (+ – × ÷). Máquina Charles Babbage (1832): primera

en encadenar varias operaciones automáticamente.

1. Historia de la informática Máquina censadora

de Hollerith (1887): Diseñada para acelerar la

confección del censo de EE.UU.

Utilizaba tarjetas perforadas para procesar los datos.

1. Historia de la informática MARK I (1944):

Primer ordenador. Basado en las ideas de Babbage. Dimensiones: 15 × 2,5 m. Peso: 5 toneladas.

1. Historia de la informática ENIAC (1945):

Construido con más de 18.000 válvulas de vacío (más velocidad).

Se averiaba con frecuencia debido al calor que generaba.

Dimensiones: 140 m²

1. Historia de la informática Nuevos modelos del MARK I

(1951 - ): MARK III: sólo componentes electrónicos. MARK IV: sólo válvulas de vacío. Modelo de Von Neumann, en el que se

basan los ordenadores modernos de programa almacenado.

Constituyen la primera generación de ordenadores.

1. Historia de la informática Primeros transistores y

circuitos integrados o chips (1958): Reducen el tamaño de los ordenadores. Aumentan su velocidad. Son ordenadores de segunda y tercera

generación.

1. Historia de la informática Microprocesadores (1969):

Millones de transistores y resistencias en un solo chip.

Integra una unidad central de proceso completa.

Ordenadores muy pequeños.

Procesador Intel 4004 (4 bits)

1. Historia de la informática Ordenadores personales:

Destaca el IBM PC (1981). Basado en el sistema operativo MS-DOS

de Microsoft. Compatible y muy versátil. Utilizaba discos magnéticos de 5”½.

1. Historia de la informática PC's más potentes:

Procesadores 8086, 80286, 80386, 80486, Pentium... Interconexión de PC's mediante redes: intercambio de

información y recursos. Generalización del uso de portátiles.

1. Historia de la informática Multimedia:

Ordenadores con capacidades gráficas, sonido, vídeo, etc. Nuevos soportes de almacenamiento masivo: CD-ROM y

DVD.

1. Historia de la informática Comunicación entre

ordenadores: Conexión en una red de área

local (LAN): intranet. Conexión a través de Internet.

1. Historia de la informática Actualidad:

Nuevos dispositivos para conectar al ordenador.

Formas más fiables y rápidas de conectarse a Internet (ADSL).

1. Historia de la informática Para saber más...

Ver el documental «El ordenador» en la página web de la asignatura:

http://iaiesjlm.googlepages.com/materialescuarto

Contenidos


2. Codificación de la información

Datos e información Datos: números, palabras, símbolos... Por sí solos carecen de

significado. Información: son datos procesados (con significado). Para que la información sea duradera debe plasmarse en un

soporte físico (papel, disco...).

DatosDatos ProcesamientoProcesamiento InformaciónInformación


Códigos Código: cada una de las formas de representar información. Todo código está formado por un conjunto de símbolos y unas

reglas de uso. Ejemplos: lenguaje escrito, código Morse, señales de humo, etc.


Sistemas de numeración Sistema de numeración: conjunto de reglas y de símbolos

(código) que permite representar números.

Sistema de numeración decimal: utiliza diez símbolos o dígitos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) y es un sistema de numeración posicional (el valor de un dígito depende de su posición en el número).

Ejemplo: el valor del número 5283 viene dado por:5·103 + 2·102 + 8·10 + 3 = 5000 + 200 + 80 + 3


Sistemas de numeración Sistema de numeración binario: también es

posicional pero emplea solo dos símbolos (0 y 1).

Empleado por los ordenadores para representar la información porque sus circuitos trabajan con dos estados: apagado (0) y encendido (1).

Apagado = 0 Encendido = 1

DEC BIN

0 01 1

2 103 11

4 1005 101

6 1107 111

2. Codificación de la información Cálculo de la expresión binaria de un número decimal y

viceversa: Paso de un número del sistema decimal al binario:

Método de las divisiones sucesivas por 2

74(10

= 1001010(2

Paso de un número del sistema binario al decimal:

Método del desarrollo polinómico

10010110(2 = 150

(10


Unidades de medida de la información El bit (b) es la unidad más pequeña de información que un

ordenador puede manejar.Corresponde a un dígito binario (0 ó 1).

Un byte u octeto (B) es un grupo formado por 8 bits. Se emplea como unidad para medir la cantidad de memoria.Corresponde al tamaño de un carácter ASCII.

Magnitud Equivalencia Magnitud Equivalencia

1 kilobit (kb) 1000 b 1 Kilobyte (KB) 1024 B

1 Megabit (Mb) 1000 kb 1 Megabyte (MB) 1024 KB

1 Gigabit (Gb) 1000 Mb 1 Gigabyte (GB) 1024 MB

1 Terabit (Tb) 1000 Gb 1 Terabyte (TB) 1024 GB

Múltiplos del bit Múltiplos del byte

bb BB


Código ASCII Conjunto de caracteres de lenguas

occidentales. Asigna a cada carácter un número

decimal comprendido entre 0 y 255. Estos números, en binario, ocupan un

byte.

Carácter Código Byte

A 65 01000001

B 66 01000010

z 122 01111010

9 57 00111001

Código Unicode Código de caracteres de multitud de lenguas del mundo y

símbolos técnicos de uso común. Está basado en el código ASCIl y emplea dos octetos (16 bits)

para representar cada carácter (hasta 65536 caracteres distintos).

Contenidos


3. El ordenador

Ordenador Máquina capaz de recibir datos e información y, mediante un

conjunto de instrucciones que se le suministra (programa), procesarla para conseguir unos resultados determinados.

Hardware y software Hardware o soporte físico: conjunto de componentes físicos de

un ordenador Software: conjunto de instrucciones (programas) necesarias para

que el ordenador pueda funcionar.

3. El ordenador

Cómo funciona un ordenador El funcionamiento de un ordenador se reduce a recibir, almacenar,

procesar y mostrar información. Hay un dispositivo para cada una de estas acciones:

Dispositivos de entrada. Para introducir datos e instrucciones en el ordenador. Son transformados previamente a código binario.

Dispositivos del almacenamiento. Almacenan información procesada o introducida por el usuario.

Dispositivos de procesamiento. La Unidad Central de Proceso (CPU) es la encargada de ejecutar las instrucciones de los programas y de controlar el funcionamiento del ordenador.

Dispositivos de salida. Muestran los resultados obtenidos por el procesamiento de la CPU.

3. El ordenador

TECLADOTECLADO

ESCÁNERESCÁNER

MICRÓFONOMICRÓFONO

CD-ROMCD-ROM

RATÓNRATÓN

CPUCPU

MEMORIAMEMORIA

DISPOSITIVOS DEALMACENAMIENTODISPOSITIVOS DE

ALMACENAMIENTO

MONITORMONITOR

IMPRESORAIMPRESORA

ALTAVOCESALTAVOCES

Diagrama de bloques. Componentes de un ordenador personal

3. El ordenador

Una visión global de un PC Los componenes de un PC se distingen en dispositivos externos (fuera

de la torre) y en dispositivos internos (dentro de la torre). Todos los dispositivos se comunincan entre sí mediante buses (cables y

pistas de circuito impreso). Los dispositivos externos se acoplan a la torre mediante conectores o

puertos de comunicación. La placa base o placa madre es una gran placa en el interior de la torre

a la que se conectan todos los dispositivos. El chip más importante de la placa base es el microprocesador o CPU. Los modulos de memoria RAM contiene la información con la que

trabaja la CPU. Están conectados a placa base. Las ranuras de expansión son unas ranuras en la placa base donde se

conectan las tarjetas de expansión.

3. El ordenador

Zócalo delmicroprocesador

(CPU)

Zócalos dememoria

Conectores dedispositivos

externos

Placa base

Ranuras deexpansión

Contenidos


4. La placa base y el microprocesador La placa base y el chipset

La placa base contiene componentes tan importantes como el microprocesador, la memoria principal, las ranuras de expansión, el chipset, los puertos y toda la cirtuitería en general.

El chipset es un conjunto de chips encargado de tareas como: Gestionar los periféricos externos. Controlar las ranuras de expansión. Controlar las transferencias de datos

entre el microprocesador y la memoria.

4. La placa base y el microprocesador Unidad Central de Proceso (CPU)

Es el componente principal de un ordenador. Realiza todas las operaciones de control y procesamiento de

datos: Procesa las instrucciones de los programas. Realiza cálculos. Toma decisiones. Maneja el flujo de información.

Está formada por varios componentes: Unidad aritmético-lógica: realiza cálculos y toma decisiones

lógicas. Conjunto de registros: contienen los datos con los que se

está trabajando en ese momento. Unidad de control: interpreta y ejecuta las instrucciones.

4. La placa base y el microprocesador Buses

Son conductos (cables y pistas de circuito impreso) por donde fluye la información.

Clases de buses: Bus de datos: transmite datos. Bus de control: transmite intrucciones de

control desde la CPU a los otros dispositivos. Bus de direcciones: indica en qué lugar de la

memoria se deben leer o escribir los datos. La calidad de un bus depende de:

El número de hilos: 8 hilos (1 byte), 16 hilos (2 bytes), 32 hilos (4 bytes) o 64 hilos (8 bytes).

La velocidad: determinada por la frecuencia del bus.

Contenidos


5. Conectores, puertos y tarjetas de expansión Conectores

Todos los dispositivos deben tener unas conexiones para comunicarse entre sí y con el ordenador.

En la placa base existen múltiples conectores para conectar diversos dispositivos: unidades de disco, teclado, impresoras...

Algunos de estos conectores están en la parte trasera de la torre para poder conectar los dispositivos externos.

5. Conectores, puertos y tarjetas de expansión Conectores de teclado y ratón

En la parte trasera de la torre se encuentran los conectores para el teclado (morado) y para el ratón (verde).

También existen teclados y ratones inalámbricos.

Puertos Puertos serie: son lentos (bit a bit). Se usan para conectar el

ratón y otros dispositivos lentos: ratones, módems... Puertos paralelo: (byte a byte) para dispositivos más rápidos

(impresoras y escáneres). Puertos USB: puerto serie de alta velocidad de transferencia. Los

dispositivos se pueden conectar «en caliente». Hay varios tipos de diferente velocidad USB 1.0, USB 1.1 y USB 2.0.

Puertos Firewire: similar al USB 2.0 pero para conectar videocámaras digitales.

5. Conectores, puertos y tarjetas de expansión Tarjetas de expansión

Proporcionan conectores especiales que la placa base no posee para ciertos disposivos externos. Ejemplo: monitor.

Existen otros dispositivos que físicamente son tarjetas de expansión: tarjeta de sonido, módem interno, tarjeta de red, etc.

Algunas tarjetas de expansión: Tarjeta gráfica: genera las imágenes que se van a mostrar en

el monitor a partir de los datos que le envía la CPU. Tarjeta de sonido: genera y recoge sonidos. A ella se

conectan los altavoces, el micrófono y el joystick. Módem interno: permite enviar y recibir datos a través de la

línea telefónica. Tarjeta de red: permite conectar varios ordenadores entre sí

formando una red de área local.

Contenidos


6. Dispositivos de entrada

Dispositivos de entrada Permiten introducir información desde el exterior al ordenador. Algunos ejemplos:

Teclado: permite introducir caracteres en el ordenador para así escribir textos.

Ratón: los movimientos del ratón se transmiten al puntero del ratón en la pantalla. Hay dos tipos: de bola y ópticos.

Escáner: digitaliza imágenes y textos impresos en papel. La resolución del escáner se mide en puntos por pulgada (ppp). La imagen generada es un mapa de bits que se almacena en un archivo o puede procesarse con un programa de OCR.

Joystick: dispositivo para controlar un juego de ordenador. Micrófono: capta sonidos y los envía a la tarjeta de sonido

para que ésta pueda procesarlos y almacenarlos en un archivo.

Contenidos


7. Dispositivos de salida

Dispositivos de salida Permiten obtener información desde el ordenador al exterior. Monitor. Permite visualizar los datos que se introducen,

comprobar los procesos que se realizan y visualizar sus resultados.

Tipos: Monitores convencionales (CRT): tubo de rayos catódicos. Pantallas planas de cristal líquido (LCD): cristal líquido

polarizable. Pantallas planas TFT: matriz de puntos transistorizada.

Conexiones: A una toma de corriente eléctrica. Al conector VGA de la tarjeta de vídeo.

7. Dispositivos de salida

Dispositivos de salida Impresora. Obtienen resultados impresos en papel. Tipos:

Láser: utilizan una tecnología similar a las fotocopiadoras. Son muy rápidas (varias páginas por minuto, ppm). Las hay en negro o en color.

De chorro de tinta: son más lentas. Imprimen mediante pequeñas gotas de tinta que obtienen de los cartuchos de tinta. Las hay en negro y en color.

Las impresoras tradicionalmente se han conectado la puerto paralelo LPT1 aunque las actuales se conectan a un puerto USB.

Para que una impresora funcione, hay que instalar un software especial denominado controlador de impresora.

Contenidos


8. La memoria y los sistemas de almacenamiento La memoria

Contiene las instrucciones y los datos con los que la CPU va a trabajar, y almacena temporalmente los resultados.

El término memoria también hace alusión a los dispositivos de almacenamiento permanente: discos duros, DVD...

Memoria RAM (Random Access Memory) Es la memoria a la que accede directamente la CPU para leer y

grabar información. Su contenido es temporal; se pierde al apagar el ordenador. El rendimiento del ordenador depende directamente de la cantidad

de memoria RAM porque la CPU trabaja directamente con los datos que contiene (cuanta más capacidad, mejor).

Actualmente el tamaño de la memoria RAM suele estar entre 512 MB y 2 GB.

8. La memoria y los sistemas de almacenamiento Memoria RAM (Random Access Memory)

Proceso que realiza la CPU para llevar a cabo una acción: Lee las instrucciones (programas) y los datos desde un

sistema de almacenamiento (ej. disco) o de un dispositivo de entrada (ej. teclado), y los almacena en la memoria RAM.

Ejecuta las instrucciones. Los resultados los guarda en la memoria RAM. Envía los resultados a un periférico de salida (ej. monitor) o los

guarda en un sistema de almacenamiento (ej. disco). La memoria RAM se puede ampliar añadiendo o sustituyendo

módulos de memoria en los zócalos de memoria de la placa base.

Módulo de memoria RAM DDR-II de 1 GB a 667 MHz

8. La memoria y los sistemas de almacenamiento Memoria ROM (Read Only Memory)

Es de sólo lectura (no se puede borrar ni modificar). Es permanente (su contenido no desaparece al apagar el

ordenador). Contiene programas y datos técnicos grabados por el fabricante

de placa base que se utilizan para chequear el ordenador cuando éste se enciende.

ROM-BIOS

8. La memoria y los sistemas de almacenamiento Sistemas de almacenamiento: discos

magnéticos Se utilizan para almacenar permanentemente la información de la

memoria RAM que se perdería al apagar el ordenador. Sistemas de almacenamiento más frecuentes:

Discos magnéticos: discos duros y discos flexibles. Discos ópticos: CD y DVD.

Disco magnético: disco metálico o de plástico recubierto de una película magnetizable que permite almacenar información en código binario.

Se graba por una o las dos caras y un brazo, que se mueve por su superficie, contiene las cabezas que leen o graban la información mientras el disco gira a gran velocidad.

Los disco magnéticos pueden ser internos (dentro de la caja; ej. disco duro), o externos o extraíbles (disquetes).

8. La memoria y los sistemas de almacenamiento Discos flexibles

Disco magnético extraíble recubierto por una carcasa de plástico y con un protector metálico que protege del polvo la apertura de acceso de las cabezas de lectura/escritura.

Los más utilizados son los discos de 3½ cuya capacidad máxima es de 1440 KB.

Discos duros Suelen estar fijos en el interior de la torre

aunque algunos son externos o extraíbles. Formados por varios discos metálicos apilados

que giran sobre un eje común. Son más rápidos y tienen más capacidad (entre

100 GB y 500 GB) que un disco de 3½.

Contenidos


9. Otros dispositivos de almacenamiento CD (Compact Disc)

Es un disco que utiliza tecnología láser para almacenar gran cantidad de información de todo tipo.

La información, en código binario, se almacena en forma de pequeñas endiduras creadas en la superficie del disco seguiendo una pista espiral.

Su capacidad habitual es de 700 MB. Tipos de CD:

CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory): se compran con la información ya grabada y sólo puedn ser leídos.

Discos grabables o CD-R (Compact Disc Recordable): se compran sin información y se graba en ellos con un láser de alta potencia. Una vez escritos, no se pueden volver a grabar.

Discos regrabables o CD-RW (Compact Disc Rewritable): se compran sin información, se graba en ellos pero se pueden borrar y volver a grabar en ellos.

9. Otros dispositivos de almacenamiento Lectores de CD-ROM

Para leer un CD es necesario desponer de una lector de CD-ROM.

La calidad de un lector de CD-ROM depende de su velocidad de transferencia.

La velocidad máxima se obtiene multiplicando el número que está delante de la «×» por 150 KB/s. Por ejemplo:Una unidad de 50× tendrá una velocidad máxima de 75000 KB/s.

9. Otros dispositivos de almacenamiento Grabadoras y regrabadoras de CD

Una unidad grabadora puede leer cualquier CD y además escribir en un CD-R virgen.

Las unidades regrabadoras funcionan como las unidades grabadoras pero además permiten escribir y borrar CD-RW.

Las regrabadoras tienen un láser triple: El más potente para escritura. El de intensidad media para borrado. El menos potente para lectura.

Como las regrabadoras realizan tres funciones (grabar, regrabar y leer) se caracterizan por las velocidades con qué efectúan estas operaciones. Así, una grabadora de 16× , 8× , 48× Graba a 16× Regraba a 8× Lee a 48×

9. Otros dispositivos de almacenamiento DVD

Son discos similares a los CD pero con una capacidad de hasta 17 GB (típicamente 4,7 GB).

Tienen más capacidad porque los huecos son más pequeños y además pueden grabarse en varias capas o a doble cara.

La mayoría de las lectoras actuales son lectoras de DVD que también pueden leer CD.

También existen DVD grabables (DVD-R y DVD+R) y DVD regrabables (DVD-RW y DVD+RW). Para utilizarlos es necesario disponer de una grabadora de DVD o de una regrabadora de DVD.

Fin del Tema 1

Education

El ordenador y sus componentes