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ARQUITECTURA Y FUNCIONAMIENTO DE UN ORDENADOR SOFTWARE Y HARDWARE Función básica de un ordenador, fases del procesamiento de datos, software y tipos de software, hardware, interior del PC e información digital. Víctor Iván Pizarro y Gabriel Santamaría 2013


Arquitectura y Funcionamiento del ordenador

INDICE Contenido 

Funcionamiento básico de un ordenador ............................................................................... 2 1.

Fase de entrada: ................................................................................................................ 3

2.

Fase de proceso:................................................................................................................ 3

3.

Fase de salida: ................................................................................................................... 3

a)

Hardware:...................................................................................................................... 3

b)

Software ........................................................................................................................ 3

Tipos de Software: ................................................................................................................ 4 1.

Programas verticales: .................................................................................................... 4

2.

Programas horizontales ................................................................................................ 4

INFORMACIÓN DIGITAL: ................................................................................................ 5

Fuente de alimentación.......................................................................................................... 5 Clasificación ............................................................................................................................... 5 1.

Lineales .......................................................................................................................... 5

2.

Conmutada .................................................................................................................... 5

Especificaciones ........................................................................................................................ 6 Fuentes de alimentación especiales ......................................................................................... 6 

Placa Base ............................................................................................................................. 6 1.

CHIPSET ............................................................................................................................. 6

2.

El BIOS: .............................................................................................................................. 7

3.

El CMOS: ............................................................................................................................ 7

MICROPROCESADOR: ...................................................................................................... 7

MEMORIA RAM ................................................................................................................. 7

TARJETA GRÁFICA Y DE SONIDO ................................................................................. 8

DISCO DURO ...................................................................................................................... 8

UNIDADES ÓPTICAS ......................................................................................................... 8

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Arquitectura y Funcionamiento del ordenador  Funcionamiento básico de un ordenador Un ordenador es una máquina electrónica que sirve para procesar información digital. La información digital es aquella que puede expresarse en términos de 0 y 1, es decir, en el sistema binario de numeración. El tratamiento automático de la información, también llamado procesamiento de datos, se puede dividir en 3 fases: 1. Fase de entrada: Los datos son introducidos en el ordenador por el usuario. Generalmente, para esta fase, se utiliza el teclado del ordenador, aunque pueden utilizase otros elementos de entrada. 2. Fase de proceso: Una vez que los datos se han introducido en el ordenador, este comienza su tratamiento y realiza los cálculos y las operaciones necesarias para obtener los resultados. Estas operaciones y cálculos que se ejecutan están establecidas en los programas. Un programa es un conjunto de órdenes que indican al ordenador que acciones hay que realizar sobre los datos para obtener los resultados que desea el usuario. 3. Fase de salida: Una vez procesados los datos, hay que mostrar el resultado al usuario. Los datos pueden obtenerse en papel, por medio de una impresora, o simplemente ser mostrados en la pantalla del ordenador para que el usuario los pueda consultar. En los sistemas informáticos existen 2 componentes claramente diferenciables: La parte física o hardware y la parte lógica o software. a) Hardware: Está formado por los elementos físicos con los que se construye el ordenador: La carcasa, los circuitos electrónicos interiores, el teclado, el monitor, la impresora y todos los elementos que se pueden conectar al ordenador. b) Software: Conjunto de programas que nos permiten controlar el funcionamiento del ordenador. Los programas nos permiten realizar todo tipo de tareas en nuestro ordenador: Escribir una carta, consultar una enciclopedia, realizar los planos de una casa, llevar la gestión de una empresa o simplemente jugar. Ambas partes son imprescindibles para que el ordenador pueda funcionar. De nada sirve un ordenador sin un buen Software para manejarlo y lo mismo que de nada sirve un buen programa sin un ordenador donde ejecutarlo.

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Arquitectura y Funcionamiento del ordenador  Tipos de Software: El software se clasifica en 3 grandes grupos, dependiendo de los objetivos para los que haya sido creado. 1) Software de sistemas: Está formado por los programas que se encargan de controlar, coordinar y gestionar todo el hardware del ordenador. Estos programas reciben el nombre de sistemas operativos, y actúan como intermediarios entre los componentes físicos del ordenador y el usuario. Los sistemas operativos se clasifican según el tipo de comportamiento que proporcionan al ordenador, por ejemplo, según el número de programas que el ordenador puede ejecutar a la vez. Si el ordenador solo puede trabajar con un programa a la vez se dice que es un sistema operativo mono-tarea, por el contrario si permite que varios programas se ejecuten de forma simultánea se denomina multitarea. También se clasifican según el número de usuarios que pueden trabajar con el ordenador de forma simultánea. Si solo puede trabajar un usuario se llama monousuario, si pueden trabajar varios a la vez multiusuario. 2) Software de programación: El software de programación reúne los programas que utilizan los programadores para crear nuevos programas. Los programas se crean utilizando un lenguaje de programación es un conjunto de palabras clave o instrucciones y unas reglas sintácticas que indican cómo hacer los programas. 3) Software de aplicación: Es el conjunto de programas que utilizan los usuarios para trabajar con el ordenador. Estos programas son creados con lenguajes de programación y se ejecutan sobre un determinado sistema operativo. Este software de aplicación se clasifica en 2 tipos: 1. Programas verticales: son aquellos que resuelven problemas concretos y han sido diseñados para cumplir una misión específica. 2. Programas horizontales: son aquellos programas que sirven para realizar tareas de carácter amplio y general y que pueden ser utilizados por la mayoría de los usuarios de un ordenador: - Procesadores de texto - Hojas de cálculos - Bases de datos - Paquetes integrados - Diseño grafico - Autoedición

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Arquitectura y Funcionamiento del ordenador  INFORMACIÓN DIGITAL: El código ASCII es un código de carácteres basado en el alfabeto latino, tal como se usa en inglés moderno y en otras lenguas occidentales. Fue creado en 1963 como una refundición o evolución de los conjuntos de códigos utilizados entonces en telegrafía. Más tarde, en 1967, se incluyeron las minúsculas, y se redefinieron algunos códigos de control. El código ASCII utiliza 7 bits para representar los carácteres, aunque inicialmente empleaba un bit adicional que se usaba para detectar errores en la transmisión. ASCII fue publicado como estándar por primera vez en 1967 y fue actualizado por última vez en 1986. En la actualidad define códigos para 32 carácteres no imprimibles, de los cuales la mayoría son carácteres de control que tienen efecto sobre cómo se procesa el texto, más otros 95 carácteres imprimibles que les siguen en la numeración (empezando por el carácter espacio). Casi todos los sistemas informáticos actuales utilizan el código ASCII o una extensión compatible para representar textos y para el control de dispositivos que manejan texto como el teclado.

 Fuente de alimentación Una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tensión alterna, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.).

Clasificación Las fuentes de alimentación, para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse básicamente como fuentes de alimentación lineales y conmutadas. 1. Lineales: tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente. Las fuentes lineales siguen el esquema: transformador, rectificador, filtro, regulación y salida. 2. Conmutada: es más pequeña y normalmente más eficiente, pero más compleja y por tanto más susceptible a averías. Transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación. Las fuentes conmutadas tienen por esquema: rectificador, conmutador, transformador, otro rectificador y salida.

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Arquitectura y Funcionamiento del ordenador Especificaciones Una especificación fundamental de las fuentes de alimentación es el rendimiento. El factor de potencia es la potencia activa entre la potencia aparente de entrada. Es una medida de la calidad de la corriente. La fuente debe mantener la tensión de salida al voltaje solicitado independientemente de las oscilaciones de la línea, regulación de línea o de la carga requerida por el circuito, regulación de carga.

Fuentes de alimentación especiales Entre las fuentes de alimentación alternas, tenemos aquellas en donde la potencia que se entrega a la carga está siendo controlada por transistores, los cuales son controlados en fase para poder entregar la potencia requerida a la carga. Otro tipo de alimentación de fuentes alternas, catalogadas como especiales son aquellas en donde la frecuencia es variada, manteniendo la amplitud de la tensión logrando un efecto de fuente variable en casos como motores y transformadores de tensión.

 Placa Base La placa base es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen el ordenador. Es una parte fundamental a la hora de armar una PC. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el circuito integrado auxiliar, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos. Va instalada dentro de una caja o gabinete que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro de la caja. La placa base, además, incluye un firmware llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema operativo.

1. CHIPSET: Un chipset es el conjunto de circuitos integrados diseñados con base a la arquitectura de un procesador, permitiendo que ese tipo de procesadores funcionen en una placa base. Sirven de puente de comunicación con el resto de componentes de la placa, como son la memoria, las tarjetas de expansión, los puertos USB, ratón, teclado, etc. Las placas base modernas suelen incluir dos integrados, denominados puente norte y puente sur. Las últimas placa base carecen de puente norte, ya que los procesadores de última generación lo llevan integrado. Página 6


Arquitectura y Funcionamiento del ordenador 2. El BIOS: es un programa informático inscrito en componentes electrónicos de memoria Flash existentes en la placa base. Este programa controla el funcionamiento de la placa base y de dichos componentes. Se encarga de realizar las funciones básicas de manejo y configuración del ordenador.

3. El CMOS: es una de las familias lógicas empleadas en la fabricación de circuitos integrados. Su principal característica consiste en la utilización conjunta de transistores configurados de tal forma que, en estado de reposo, el consumo de energía es únicamente el debido a las corrientes parásitas. En la actualidad, la mayoría de los circuitos integrados que se fabrican utilizan la tecnología CMOS. Esto incluye microprocesadores, memorias, procesadores digitales de señales y muchos otros tipos de circuitos integrados digitales cuyo consumo es considerablemente bajo.

 MICROPROCESADOR: El microprocesador es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar el «cerebro» de un computador. Es un circuito integrado conformado por millones de componentes electrónicos. Es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

 MEMORIA RAM La memoria de acceso aleatorio o RAM utiliza como memoria de trabajo para el sistema operativo, los programas y la mayoría del software. Es allí donde se cargan todas las instrucciones que ejecutan el procesador y otras unidades de cómputo. Se denominan «de acceso aleatorio» porque se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para cualquier posición, no siendo necesario seguir un orden para acceder a la información de la manera más rápida posible.

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Arquitectura y Funcionamiento del ordenador  TARJETA GRÁFICA Y DE SONIDO Una tarjeta gráfica es una tarjeta de expansión para un ordenador, encargada de procesar los datos provenientes de la CPU y transformarlos en información comprensible y representable en un dispositivo de salida, como un monitor o televisor. Una tarjeta de sonido es una tarjeta de expansión para computadoras que permite la salida de audio controlada por un programa informático llamado controlador (en inglés driver). El uso típico de las tarjetas de sonido consiste en hacer, mediante un programa que actúa de mezclador, que las aplicaciones multimedia del componente de audio suenen y puedan ser gestionadas. Estas aplicaciones incluyen composición de audio y en conjunción con la tarjeta de videoconferencia también puede hacerse una edición de vídeo, presentaciones multimedia y entretenimiento (videojuegos). Algunos equipos (como los personales) tienen la tarjeta ya integrada, mientras que otros requieren tarjetas de expansión. También hay equipos que por su uso (como por ejemplo servidores) no requieren de dicha función.

 DISCO DURO Un disco duro es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.

 UNIDADES ÓPTICAS Una unidad de disco óptico es una unidad de disco que usa una luz láser u ondas electromagnéticas cercanas al espectro de la luz como parte del proceso de lectura o escritura de datos desde un archivo a discos ópticos. Algunas unidades solo pueden leer discos, pero las unidades más recientes usualmente son tanto lectoras como grabadoras. Las unidades de discos ópticos son una parte integrante de los aparatos de consumo autónomos como los reproductores de CD, reproductores de DVD y grabadoras de DVD. También son usados muy comúnmente en las computadoras para leer software y medios de consumo distribuidos en formato de disco, y para grabar discos para el intercambio y archivo de datos.

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