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arquitectura de un ordenador

ARQUITECTURA DE UN ORDENADOR 1.Funcionamiento básico del 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 información. El tratamiento automático de la información también llamado procesamiento de datos se puede dividir en tres fases. -

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 utilizarse otros elementos de entrada.

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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 qué acciones hay que realizar sobre los datos para obtener resultados que desea el usuario.

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Fase de salida: Una vez procesados los datos hay que mostrar los resultados al usuario, los datos pueden obtenerse en papel, con una impresora o simplemente ser mostrados en la pantalla del ordenador para que el usuario los pueda consultar.

En los sistemas informáticos existen dos componentes claramente diferenciables. La parte física o hardware y la pate lógica o software.  HARDWARE: El 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 puedan conectar al ordenador.  SOFTWARE: Es el conjunto de programas que nos permite controlar el funcionamiento del ordenador. Los programas nos permiten realizar todo tipo de tareas con el ordenador: escribir una carta, consultar una enciclopedia, hacer los planos de una casa, llevar la gestión de una empresa o simplemente jugar. 1


arquitectura de un ordenador Ambas partes son imprescindibles para que el ordenador pueda funcionar de nada sirve un ordenador sin el software para manejarlo y lo mismo que de nada sirve un programa sin un ordenador donde ejecutarlo.

2.Software 1-Software de sistemas. 2-Software de programación. 3-Software de aplicación. El software se clasifica en 3 grandes grupos dependiendo de los objetivos para los que haya sido creado: -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 cada vez se dice que es un sistema operativo mono tarea , por el contrario si permite que varios trabajos se ejecuten se denomina multitarea. También se clasifican según el número de usuarios que pueden trabajar con el ordenador de forma simultánea. Si solo puede trabajar usuario se llama mono usuario, si pueden trabajar varios a la vez poli usuario. Ejemplos: ( Windows en todas sus versiones) -Software

de

programación:

reúne

los

programas

que

reúnen los

programadores para crear nuevos programas. Los programas se crean utilizando un lenguaje de programación. Un lenguaje de programación es un conjunto de palabras clave o instrucciones y unas reglas sintácticas que indican cómo hacer los programas. -Software de aplicación: Es el conjunto de programas que utilizan los usuarios para trabajar con el ordenador. Estos programas son creados por lenguajes de programación

y se ejecutan sobre un determinado sistema

operativo. Este software de aplicación se clasifica en 2 tipos. Programas verticales y programas horizontales : 2


arquitectura de un ordenador *Programas Verticales: Son aquellos que resuelven problemas concretos y han sido diseñados para cumplir una misión específica. *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 cálculo. -Bases de datos . -Paquetes integrados. -Diseño gráfico. -Autoedición.

3.HARDWARE -Información digital : es un formato multimedia desarrollado por el consorcio homónimo que mantiene y promueve un sistema de acceso a documentos impresos estándar para invidentes, personas con baja visión, disléxicas, u otros problemas. Consiste en la grabación de documentos por medio de lectores especializados en este tipo de producción, manejando la misma información que el documento original. Los libros hablados digitales en formato Daisy permiten acceder a la lectura de los textos de manera fluida, consultarlos, retomarlos, releerlos, colocar marcas, transportarlos, superando en algunos casos las ventajas de los libros convencionales. -En el interior del PC : *Fuente de alimentación: En electrónica, 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.).

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arquitectura de un ordenador *Placa base: es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. Es una parte fundamental a la hora de armar una PC de escritorio o portátil. 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.

Chipset: (traducido como circuito integrado auxiliar) es el conjunto de circuitos integrados diseñados con base a la arquitectura de un procesador (en algunos casos, diseñados como parte integral de esa arquitectura), 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.

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arquitectura de un ordenador BIOS : El Sistema Básico de Entrada/Salida (Basic Input-Output System), conocido simplemente con el nombre de 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.1 Se encarga de realizar las funciones básicas de manejo y configuración del ordenador.

CMOS: Complementary metal-oxide-semiconductor o CMOS es una de las familias lógicas empleadas en la fabricación de circuitos integrados. Su principal característica consiste en la utilización conjunta de transistores de tipo pMOS y tipo nMOS configurados de tal forma que, en estado de reposo, el consumo de energía es únicamente el debido a las corrientes parásitas.

*Microprocesadores: El microprocesador (o simplemente procesador) es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar por analogía el «cerebro» de un computador. Es un circuito integrado conformado por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador.

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arquitectura de un ordenador 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. Esta unidad central de procesamiento está constituida, esencialmente, por registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante.

*Memoria RAM : RAM son las siglas de random access memory, un tipo de memoria de ordenador a la que se puede acceder aleatoriamente; es decir, se puede acceder a cualquier byte de memoria sin acceder a los bytes precedentes. La memoria RAM es el tipo de memoria más común en ordenadores y otros dispositivos como impresoras.

*Tarjeta gráfica y de sonido: Una tarjeta de sonido o placa 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). 6


arquitectura de un ordenador 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.

Una tarjeta gráfica, tarjeta de vídeo, placa de vídeo, tarjeta aceleradora de gráficos o adaptador de pantalla, es una tarjeta de expansión para una computadora u 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. Las tarjetas gráficas más comunes son las disponibles para las computadoras compatibles con la IBM PC, debido a la enorme popularidad de éstas, pero otras arquitecturas también hacen uso de este tipo de dispositivos

*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.

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arquitectura de un ordenador *Unidades ópticas: 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. Para referirse a las unidades con ambas capacidades se suele usar el término lectograbadora. Los discos compactos (CD), DVD, y Blu-ray Disc son los tipos de medios ópticos más comunes que pueden ser leídos y grabados por estas unidades. 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. Las unidades de discos ópticos (junto a las memorias flash) han desplazado a las disqueteras y a las unidades de cintas magnéticas para este propósito debido al bajo coste de los medios ópticos y la casi ubicuidad de las unidades de discos ópticos en las computadoras y en hardware de entretenimiento de consumo.

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 por el Comité Estadounidense de Estándares (ASA, conocido desde 1969 como el Instituto Estadounidense de Estándares Nacionales) 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 para formar el código conocido como US-ASCII. El código ASCII utiliza 7 bits para representar los carácteres, aunque inicialmente empleaba un bit adicional (bit de paridad) que se usaba para detectar errores en la transmisión. A menudo se llama incorrectamente ASCII a otros códigos de carácteres de 8 bits, como el estándar ISO-8859-1, que es una extensión que utiliza 8 bits para proporcionar carácteres adicionales usados en idiomas distintos al inglés, como el español.

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arquitectura de un ordenador 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 obsoletos 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).

TIPOS DE PUERTOS:  PUERTO SERIE: se define como una interfaz de comunicación entre una computadora y los elementos periféricos. Aquí los datos son transferidos de un bit por vez, de forma secuencial. En un comienzo, los puertos serie eran muy lentos en el traspaso de información. Sin embargo, a medida que el tiempo fue transcurriendo, adquirieron gran velocidad. Disponen de un escaso cableado y son utilizados para conectar la computadora con el Mouse, la impresora, el modem, etc.

 PCI (PERIPHERAL COMPONENT INTERCONNECT): el término alude a ranuras expansivas propias de la placa madre, por medio de las cuales es posible conectar placas de video, sonido, entre otros. Actualmente se sigue utilizando el slot PCI (ranura de expansión a través de la cual se conecta una tarjeta adicional), y entre los elementos que lo emplean encontramos a las tarjetas de red y las tarjetas de sonido

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arquitectura de un ordenador  PUERTOS DE MEMORIA: los puertos de memoria permiten colocar tarjetas de memoria nuevas con el propósito de ampliar la capacidad de ésta. La capacidad de almacenamiento de datos oscila entre 256 Mb y 4 Gb.

 PUERTOS INALÁMBRICOS: este tipo de puerto tiene la peculiaridad de que la conexión se lleva a cabo a través de ondas electromagnéticas. Esta clase de conexión puede ser por medio de un puerto infrarrojo (si la frecuencia de onda es establecida en el espectro del infrarrojo) o un puerto Bluetooth. Ésta última permite que tanto el emisor como el receptor de la información se encuentren alejados uno del otro al momento de establecer la conexión.

 PUERTO USB: un puerto USB tiene la capacidad para conectar más de 120 dispositivos. Además los mismos son reconocidos e instalado sólo con conectarlos a la computadora en funcionamiento. Por otra parte esta clase de puerto cuenta con una amplia velocidad de transmisión de información.

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TIPOS DE CABLES PC: 1. Faja FDD o de disquetera:

Es el cable o faja que conecta la disquetera con la placa base. Se trata de un cable de 34 hilos con dos o tres terminales de 34 pines. Uno de estos terminales se encuentra en un extremo, próximo a un cruce en los hilos. Este es el conector que va a la disquetera asignada como unidad A. En el caso de tener tres conectores, el del centro sería para conectar una segunda disquetera asignada como unidad B.

2. Faja IDE de 40 hilos:

Las fajas de 40 hilos son también llamadas Faja ATA 33/66, en referencia a la velocidad de transferencia que pueden soportar. Al igual que en las fajas FDD, el hilo 1 se marca en color diferente, debiendo este coincidir con el pin 1 del conector. Este tipo de faja no sirve para los discos IDE modernos, de 100Mbps o de 133Mbps, pero si se pueden utilizar tanto el lectoras como en re grabadoras de CD / DVD.

3. Faja IDE de 80 hilos:

Los cables IDE80, también llamados Faja ATA 100/133, son los utilizados para conectar dispositivos ATA - PATA a los puertos IDE de la placa base. Son fajas de 80 hilos, pero con terminales de 40 contactos. Esto se debe a que llevan 40 hilos de datos o tensión y 40 hilos de masa. Estos últimos tienen la finalidad de evitar interferencias entre los hilos de datos, por lo que permiten una mayor velocidad de transmisión.

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arquitectura de un ordenador A diferencia de las fajas de 40 hilos, en las que es indiferente el orden de conexión maestro / esclavo, en las fajas de 80 hilos estas deben estar en un orden establecido, estando este orden determinado por el color de los conectores, que suele ser: Azul.-En un extremo, al IDE de la placa base. Gris.-En el centro, al dispositivo esclavo. Negro.-En el otro extremo, al dispositivo Master. Estas fajas se pueden utilizar también sin problemas para conectar lectoras y regrabadoras de CD / DVD o en discos durosATA 33 o ATA 66. Al igual que en las fajas IDE 40, el hilo 1 se marca en color diferente, debiendo este coincidir con el pin 1 del conector.

4. Cable SATA:

Las unidades SATA (discos duros, regrabadoras de DVD...) utilizan un tipo específico de cable de datos. Estos cables de datos están más protegidos que las fajas IDE y tienen bastantes menos contactos. En concreto, se trata de conectores de 7 contactos, formados por dos pares apantallados y con una impedancia de 100 Ohmios y tres cables de masa (GND). Los cables de masa corresponden a los contactos 1, 4 y 7, el par 2 y 3 corresponde a transmisión + y transmisión - y el par 5 y 6 a recepción - y recepción +. Este tipo de cables soporta unas velocidades muchísimo más altas que los IDE (actualmente hasta 3Gbps en los SATA2), así como unas longitudesbastante mayores (de hasta 2 metros). Las conexiones SATA son conexiones punto a punto, por lo que necesitamos un cable por cada dispositivo.

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arquitectura de un ordenador 5. Cables IEEE1394 (Firewire):

Se trata de una conexión de alta velocidad, ofreciendo una velocidad en su estándar Firewire 400 algo inferior a la teórica de un USB 2.0, pero enla práctica ofrece una mayor velocidad y, sobre todo, más estable en esta que la USB. Además de una mayor estabilidad, también tiene un mayor voltaje en su salida de alimentación (hasta 25 - 30 voltios).

6. Cables PS/2:

Los cables con conectores PS/2son los utilizados para el teclado y el ratón. Normalmente los conectores están señalados en color violeta para el teclado y verde para el ratón.

7. Cables UTP (RJ-45):

Son los utilizados para las conexiones de red, ya sea interna o para Internet mediante un router. Pueden ser planos (cuando los dos conectores tienen los mismos códigos de colores en el cableado) o cruzados. Puede ser de varios tipos y categorías, siendo el mas empleado el de categoría 5 (C5). Tiene en su interior 4 pares de cables trenzados y diferenciados por colores (blanco naranja, naranja, blanco verde, verde, blanco azul, azul y blanco marrón y marrón). Es importante recordar que la longitud máxima de un cable de red no debe exceder de los 100 metros. Vamos a numerar los hilos: 1 Blanco – Naranja 2 Naranja 3 Blanco – verde 4 Verde 5 Blanco – Azul 6 Azul 7 Blanco – Marrón 8 Marrón 13


arquitectura de un ordenador El orden estándar de colocación de los hilos, siempre con la pestaña del conector hacia abajo, seria: Estándar 568-B: 1-2-3-5-6-4-7-8, correspondiendo estos números al orden indicado en cable de red. Estándar 568-A: 3-4-1-5-6-2-7-8, correspondiendo estos números al orden indicado en cable de red.

8. Conectores de gráfica:

Los cables conectores de gráfica son los que unen la salida de la tarjeta gráfica con el monitor. Estos cables pueden ser de dos tipos. Los tradicionales VGA de 15 pines o los nuevos digitales DVI. En la actualidad las tarjetas gráficas de gama alta suelen traer solo conectores DVI, pero existen adaptadores DVI-VGA.

9. Conectores de audio:

El audio se conecta mediante cables con clavijas del tipo Mini jack, de 3.5 mm. Existe un código de colores según el cual la salida de señal a los altavoces es una clavija verse y la entrada de micrófono es una clavija rosa.

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arquitectura de un ordenador 10. Conectores eléctricos:

En nuestro PC encontramos una serie de conectores eléctricos, encargados de suministrar energía a los diferentes componentes. Todos estos conectores provienen de la fuente de alimentación, y son los siguientes: - Conector ATX: Es el conector encargado de suministrar alimentación a la placa base y a los componentes que se alimentan a través de ella. En estándar ATX se compone de un conector rectangular de 20 o 24 pines, dependiendo que sea ATX 1.0 o 2.2. La versión actual de ATX es la 2.2, que consta deun conector de 24 pines, un conector de 4 pines (2 x 12v y 2 x masa), un conector de 6 pines (3 x 12v y 3 x masa) para placas PCIe y conectores de alimentación para SATA, además de los habituales molex de alimentación de componentes. Algunas fuentes de alimentación llevan también conectores de alimentación para tarjetas gráficas SLI.

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Molex de alimentación: Se conocen como Molex a los conectores de alimentación utilizados para los dispositivos IDE. Hay multiplicadores de molex y adaptadores molex - SATA, como los mostrados en las imágenes inferiores. ESTRUCTURA CD/DVD

Un disco compacto regrabable, conocido popularmente como CD-RW es un soporte digital óptico utilizado para almacenar cualquier tipo de información. Este tipo de CD puede ser grabado múltiples veces, ya que permite que los datos almacenados sean borrados. Fue desarrollado conjuntamente en 1996 por las empresas Sony y Philips, y comenzó a comercializarse en 1997. Hoy en día tecnologías como el DVD han desplazado en parte esta forma de almacenamiento, aunque su uso sigue vigente. En el disco CD-RW la capa que contiene la información está formada por una aleación cristalina de plata, indio, antimonio y telurio que presenta una interesante cualidad: si se calienta hasta cierta temperatura, cuando se enfría deviene cristalino, pero si al calentarse se alcanza una temperatura aún más elevada, cuando se enfría queda con estructura amorfa. La superficie cristalina permite que la luz se refleje bien en la zona reflectante mientras que las zonas con estructura amorfa absorben la luz.

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arquitectura de un ordenador Por lo cual el CD-RW utiliza tres tipos de luz: -

Láser de escritura: Se usa para escribir. Calienta pequeñas zonas de la superficie para que el material se torne amorfo. Láser de borrado: Se usa para borrar. Tiene una intensidad menor que el de escritura con lo que se consigue el estado cristalino. Láser de lectura: Se usa para leer. Tiene menor intensidad que el de borrado. Se refleja en zonas cristalinas y se dispersa en las amorfas.

Antes, la capacidad de un CD-RW era de 650 MB, hoy en día la capacidad es la misma que la de un CD-R, que son 700 MB.

El DVD es un disco de almacenamiento de datos cuyo estándar surgió en 1995. . Unidad de DVD: el nombre de este dispositivo hace referencia a la multitud de maneras en las que se almacenan los datos: DVD-ROM (dispositivo de lectura únicamente), DVD-R y DVD+R (solo pueden escribirse una vez), DVD-RW y DVD+RW (permiten grabar y luego borrar). También difieren en la capacidad de almacenamiento de cada uno de los tipos

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PERIFÉRICOS 

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 , Escáner de código de barras, Cámara web, Lápiz óptico, Cámara digital.

Periféricos de salida: Son los que reciben la información procesada por la CPU y la reproducen, de modo que sea perceptible por el usuario. Algunos ejemplos son: monitor, impresora, auriculares.

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