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  1. 1. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1TEMA 1: Arquitectura de un Sistema Informático.1. INTRODUCCIÓN.La Informática es la ciencia que estudia el tratamiento automático de la información utilizandodispositivos electrónicos y sistemas computacionales.También es definida como el procesamiento de información de forma automática, de hecho, elvocablo Informática proviene del francés informatique, acuñado por el ingeniero PhilippeDreyfus en 1962, acrónimo de las palabras information y automatique.Tareas básicas de los Sistemas Informáticos: • Entrada: Captación y almacenamiento de la información. • Procesamiento: Tratamiento de dicha información. • Salida: Transmisión de los resultados obtenidos.Está compuesto de tres partes indivisibles: • Humanware: es el personal que desarrolla y/o explota el Sistema. • Hardware: es la parte física del sistema ("lo que se puede tocar"). El conjunto de elementos materiales que conforman una computadora. • Software: es la parte lógica del sistema (lo que no se puede tocar"). Es decir, todos los componentes intangibles de una computadora, o lo que es lo mismo; el conjunto de programas y procedimientos necesarios para la realización de una tarea específica. o Tipología: Si bien esta distinción es, en cierto modo, arbitraria y difusa, se puede clasificar al software de la siguiente forma: de Sistema: es la parte que permite funcionar al hardware. Incluye entre otros: Sistemas Operativos Controladores de dispositivos (drivers) Herramientas de diagnóstico y otras utilidades Servidores de Desarrollo: que proporciona las herramientas necesarias al programador para crear aplicaciones informáticas usando diferentes lenguajes de programación. Editores de texto Compiladores Intérpretes Enlazadores Depuradores Los Entornos Integrados de Desarrollo (IDE) agrupan estas herramientas de forma que el programador no necesite introducir múltiples comandos para compilar, interpretar, depurar, etcétera, gracias a que habitualmente cuentan con una Interfaz Gráfica de Usuario (GUI) avanzada.Fernando Jiménez Peña 1
  2. 2. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 de Aplicación: que permite a los usuarios llevar a cabo una o varias tareas más específicas, en cualquier campo de actividad susceptible de ser automatizado o asistido, con especial énfasis en los negocios. Incluye entre otros: Aplicaciones de automatización industrial Aplicaciones ofimáticas Software educativo Software médico Bases de datos Videojuegos Archivos de datos Una buena metáfora de la diferencia entre software y hardware sería un libro: las páginas y la tinta son el hardware, mientras que las palabras, oraciones, párrafos y el significado del texto (información) son el software.2. EL SISTEMA BINARIO.El sistema binario, en matemáticas, es un sistema de numeración en el que los números serepresentan utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 1). • Los ordenadores trabajan internamente con dos niveles de voltaje, por lo que su sistema de numeración natural es el sistema binario. • Por ejemplo, los valores numéricos binarios pueden ser representados: o por dos voltajes diferentes (1 voltaje alto, 0 voltaje bajo). o sobre un disco magnético pueden utilizarse la polaridades magnéticas (1 positivo, 0 negativo). o La correspondencias con el 0 y el 1 depende de la arquitectura usada. • Historia: o El antiguo matemático hindú Pingala presentó la primera descripción que se conoce de un sistema de numeración binario en el siglo III a.C. lo cual coincidió con su descubrimiento del concepto del número cero. o En 1605 Francis Bacon habló de un sistema por el cual las letras del alfabeto podrían ser codificados como secuencias de dígitos binarios. Él añadió que este método podría ser usado con cualquier objeto: "siempre que aquellos objetos sean capaces de representar sólo dos estados: campanas, trompetas, luces y antorchas, mosquetes y cualquier otro instrumento de naturaleza parecida". o El sistema binario moderno fue documentado en su totalidad por Leibniz, en el siglo XVII en su artículo "Explication de lArithmétique Binaire". o En 1854, el matemático británico George Boole, publicó un artículo que marcó un antes y un después, detallando un sistema de lógica que terminaría denominándose Álgebra de Boole (tablas de la verdad, puertas lógicas, etc). Dicho sistema jugaría un papel fundamental en el desarrollo del sistema binario actual, particularmente en el desarrollo de circuitos electrónicos.Fernando Jiménez Peña 2
  3. 3. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 13. TIPOLOGIA. • La Máquina de Turing: Turing ideó un modelo formal de computador, la máquina de Turing, con este aparato extremadamente sencillo es posible resolver cualquier problema computacional: si la máquina no se puede implementar, el problema no tiene solución. o Las operaciones que se pueden realizar en esta máquina se limitan a: Avanzar el cabezal lector/escritor hacia la derecha. Avanzar el cabezal lector/escritor hacia la izquierda. o Componentes: La máquina de Turing consta de un cabezal lector/escritor y una cinta infinita en la que el cabezal lee el contenido, borra el contenido anterior y escribe un nuevo valor. Memoria: Cinta de longitud indeterminada que contiene datos binarios (0 o 1) de forma secuencial. Se divide en espacios de trabajo denominados celdas, donde se pueden escribir y leer símbolos. Procesador: Dependiendo de los datos de entrada anteriores procesa los datos y genera las respuestas. Toma como parámetros el estado actual de la máquina y el carácter leído de la cinta, dando la dirección para mover el cabezal, el nuevo estado de la máquina y el valor a escribir en la cinta. Las instrucciones que determinan el funcionamiento de la máquina tienen la forma, "si estamos en el estado x leyendo la posición y, donde hay escrito el símbolo z, entonces este símbolo debe ser reemplazado por este otro símbolo, y pasar a leer la celda siguiente, bien a la izquierda o bien a la derecha". o Aplicaciones: Semáforos. Sistemas de riego. Puertas automáticas. Brazos robóticos (cadena de montaje). • La arquitectura Harvard: Originalmente, el término Arquitectura Harvard hacía referencia a las arquitecturas de computadoras que utilizaban dispositivos de almacenamiento físicamente separados para las instrucciones y para los datos (en oposición a la Arquitectura de Von Neumann). El término proviene de la computadora Harvard Mark I, que almacenaba las instrucciones en cintas perforadas y los datos en interruptores.Fernando Jiménez Peña 3
  4. 4. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 Todas las computadoras constan principalmente de dos partes, la CPU que procesa los datos, y la memoria que guarda los datos. o Cuando hablamos de memoria manejamos dos parámetros, los datos en sí, y el lugar donde se encuentran almacenados (o dirección). o En los últimos años la velocidad de las CPUs ha aumentado mucho en comparación a la de las memorias con las que trabaja, así que se debe poner mucha atención en reducir el número de veces que se accede a ella para mantener el rendimiento. Si, por ejemplo, cada instrucción ejecutada en la CPU requiere un acceso a la memoria, no se gana nada incrementando la velocidad de la CPU (este problema es conocido como limitación de memoria). o Se puede fabricar memoria mucho más rápida, pero a costa de un precio muy alto. La solución, por tanto, es proporcionar una pequeña cantidad de memoria muy rápida conocida con el nombre de memoria caché. Mientras los datos que necesita el procesador estén en la caché, el rendimiento será mucho mayor que si la caché tiene que obtener primero los datos de la memoria principal. La optimización de la caché es un tema muy importante de cara al diseño de computadoras. o La arquitectura Harvard ofrece una solución particular a este problema. Las instrucciones y los datos se almacenan en cachés separadas para mejorar el rendimiento. o Por otro lado, tiene el inconveniente de tener que dividir la cantidad de caché entre los dos, por lo que funciona mejor sólo cuando la frecuencia de lectura de instrucciones y de datos es aproximadamente la misma. o Esta arquitectura suele utilizarse en DSPs, o procesador de señal digital, usados habitualmente en productos para procesamiento de audio y video. • La arquitectura Von Neumann: La arquitectura de von Neumann es una familia de arquitecturas de computadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard). La mayoría de computadoras modernas están basadas en esta arquitectura. El nacimiento u origen de la arquitectura Von Neumann surge a raíz de una colaboración en el proyecto ENIAC del matemático de origen húngaro, John Von Neumann. o Este trabajaba en 1945 en el Laboratorio Nacional Los Álamos en el Proyecto Manhattan cuando se encontró con uno de los constructores de la ENIAC. o Compañero de Albert Einstein, Kurt Gödel y Alan Turing en Princeton, Von Neumann se interesó por el problema de la necesidad de recablear la máquina para cada nueva tarea. o En 1949 había encontrado y desarrollado la solución a este problema, consistente en poner la información sobre las operaciones a realizar en laFernando Jiménez Peña 4
  5. 5. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 misma memoria utilizada para los datos, escribiéndola de la misma forma, es decir en código binario. o Su "EDVAC" fue el modelo de las computadoras de este tipo construidas a continuación. o El primer computador comercial construido en esta forma fue el UNIVAC I, fabricado en 1951 para la Oficina del Censo de Estados Unidos. Los ordenadores con esta arquitectura constan de cinco partes: o Unidad Aritmético-Lógica (UAL) o Unidad de Control (UC) o Memoria o dispositivo de E/S o Bus de Datos. Un ordenador con esta arquitectura realiza o emula los siguientes pasos secuencialmente: o Enciende el ordenador y obtiene la siguiente instrucción desde la memoria en la dirección indicada por el contador de programa y la guarda en el registro de instrucción. o Aumenta el contador de programa en la longitud de la instrucción para apuntar a la siguiente. o Decodifica la instrucción mediante la unidad de control. Ésta se encarga de coordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una función determinada. o Se ejecuta la instrucción. Ésta puede cambiar el valor del contador del programa, permitiendo así operaciones repetitivas. El contador puede cambiar también cuando se cumpla una cierta condición aritmética, haciendo que el ordenador pueda tomar decisiones, que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad, mediante la aritmética y lógica anteriores. Los primeros computadores constaban de programas almacenados. Algunos muy simples siguen utilizando este diseño, por ejemplo, una calculadora es un computador que tiene un programa almacenado. Puede hacer operaciones matemáticas simples, pero no puede ser usada como procesador de textos o videoconsola. Cambiar el programa que contenían los dispositivos que usaban esta tecnología requería reescribir, reestructurar y/o rediseñar el dispositivo. Los primeros computadores no estaban lo suficiente programados cuando fueron diseñados. La tarea de reprogramar, cuando era posible, era un proceso laborioso, empezando con notas en papel y siguiendo con detallados diseños de ingeniería. Y tras esto llegaba el a veces complicado proceso de reescritura y reestructuramiento físico del computador. El concepto de programa almacenado cambió por completo, se pensó en un computador que en su diseño contenía un conjunto de instrucciones que podían ser almacenadas en memoria, o sea, un programa que detallaba la computación del mismo. Es decir, el programa guarda tanto la información o instrucciones como los datos a procesar. El diseño de un programa almacenado también daba la posibilidad a los programas de ser modificados ellos mismos durante su ejecución.Fernando Jiménez Peña 5
  6. 6. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 Uno de los primeros motivos para su creación fue la necesidad de un programa que incrementara o modificara las direcciones de memoria de algunas instrucciones, las cuales tenían que ser hechas manualmente en los primeros diseños. A gran escala, la habilidad de tratar instrucciones como datos es lo que hacen los ensambladores, compiladores y otras herramientas de programación automáticas. Se pueden "escribir programas para escribir programas". Existen inconvenientes en el diseño de Von Neumann: o Las modificaciones en los programas por accidente o por diseño) podía ser algo perjudicial, podría dañar el computador. o El canal de transmisión de los datos entre CPU y memoria genera un cuello de botella para el rendimiento del procesador. En la mayoría de computadoras modernas, la velocidad de comunicación entre la memoria y la CPU es más baja que la velocidad a la que puede trabajar esta última, reduciendo el rendimiento del procesador y limitando seriamente la velocidad de proceso eficaz, sobre todo cuando se necesitan procesar grandes cantidades de datos. La CPU se ve forzada a esperar continuamente a que lleguen los datos necesarios desde o hacia la memoria. La velocidad de procesamiento y la cantidad de memoria han aumentado mucho más rápidamente que el rendimiento de transferencia entre ellos, lo que ha agravado el problema del cuello de botella. El problema de funcionamiento se redujo introduciendo una memoria caché entre la CPU y la memoria principal, y mejorando los algoritmos del predictor de ramas. Existen dos tipos de arquitectura Von Neuman: o CISC o Complex Instruction Set Computer (Computador de Set Complejo de Instrucciones). Es la más antigua y común, el objetivo principal de la arquitectura CISC es completar una tarea en el menor número de líneas de código ensamblador posibles. Este objetivo es conseguido mediante la construcción de un microprocesador capaz de comprender y ejecutar una serie de operaciones complejas. Menos velocidad y mayor consumo de energía. Muchas instrucciones complejas. Ejemplos: Motorola, Intel, AMD... o RISC o Reduced Instruction Set Computer (Computador de Set Reducido de Instrucciones). Los procesadores RISC sólo usan instrucciones sencillas que se puedan ejecutar rápidamente. Los programas para RISC son difíciles de implementar. Más velocidad y menor consumo de energía. Pocas instrucciones y muy básicas. Ejemplos: Nintendo, Mac, Iphone,Playstation...Fernando Jiménez Peña 6
  7. 7. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 14. HARDWARE INTERNO. 1. LA CAJA (TORRE). • Definición: Es el chasis compuesto de metal y plástico que sirve de soporte para los elementos internos del ordenador y protegerlos del exterior: golpes, polvo, etc. • Características: Tiene que... o Ser rígida para poder fijar las piezas. o Ser pesada para evitar el movimiento y también caídas accidentales. o Poseer buena ventilación para que no se calienten las piezas, no se produzcan cortocircuitos, para que no cambien las propiedades de los diodos y los transistores (que a determinadas temperaturas se pueden fundir) y para remover el aire. o Tiene que facilitar el acceso a los elementos. • Soportes: o Anclajes para la placa base (no debe haber contacto, ya que se crearía un cortocircuito). o Bahías de 5,25” (unidades reproductoras de CD, DVD, etc). o Bahías de 3,5” (Disco duros, diskettes antiguos…). o Zócalos para ventiladores (o base donde se puedan atornillar). o Ranuras para las tarjetas de expansión (tarjeta gráfica, de sonido…). 2. LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN. Es uno de los elementos más importantes, ya que es el encargado de suministrar la energía a nuestro sistema. • Funciones: o Convertir la corriente alterna que recibimos de la red eléctrica a corriente continua, que es la utilizada por el ordenador (en la UE de 220V a 3-12V). La conversión genera una gran cantidad de calor. o Estabilizar esa corriente de salida para que el voltaje que entrega por los diferentes canales sea siempre el mismo, independientemente de las fluctuaciones que pueda sufrir la corriente eléctrica de entrada. Debemos adecuar la potencia a las necesidades del equipo (200-700W, no menos de 450W). La eficiencia determinará cuanta energía se desperdicia en forma de calor (cuanto más vatios menos energía se desperdiciará). • Tipos: o Fuentes AT. Hoy en día están en desuso. El suministro de corriente a la placa lo hacía mediante dos conectores planos de 6 pines cada uno. Esto entre otros representaba el problema de la posible colocación equivocada de estos, lo que podía llegar a producir averías. En cuanto al sistema de encendido, este es por interruptor, que corta la entrada de corriente a la fuente. Estas fuentes se utilizaron en las placas AT, que eran las usadas hasta la llegada de los PentiumFernando Jiménez Peña 7
  8. 8. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 o Fuentes ATX. Sustituyeron a las fuentes AT a partir de la salida de los procesadores Pentium, y que son las que se utilizan en la actualidad. Estas fuentes no llevan interruptor como sistema de encendido (si acaso llevan uno para seguridad), correspondiendo la función de encendido a un contacto controlado por la placa base, que mediante un corto envía una señal que es la encargada de activar o desactivar la fuente. Las fuentes ATX siempre están suministrando un canal de 5V a la placa base para mantener constante esta función. También permiten activarse mediante otros medios, como puede ser mediante la tarjeta de red o mediante el módem. o Fuentes Redundantes. Se trata de dos fuentes de alimentación en una. Tienen una sola entrada y un solo juego de cables de salida, pero internamente son dos fuentes, por lo que si una se estropea la otra sigue manteniendo la alimentación (por ejemplo: una fuente de alimentación de 300W redundante es en realidad dos fuentes de 150W en una misma carcasa). Su precio es muy elevado y suele utilizarse en servidores. • Fuentes de portátiles: o El adaptador de corriente es externo. o Tipos de cables de alimentación: Estándar. Dos pines. Tres pines. o Conector específico al portátil. o Batería de Litio (Li-Ion) con autonomía de hasta 9 horas. 3. REFRIGERACIÓN. • Función: Reducir la temperatura de los componentes que más se calientan (procesadores). • Tipos: o Refrigeración Pasiva por Aire: Es probablemente el método más antiguo y común para enfriar no sólo componentes electrónicos sino cualquier cosa. Se trata de incrementar la superficie de contacto con el aire para maximizar el calor que éste es capaz de retirar. Justamente con el objeto de maximizar la superficie de contacto, los disipadores o en inglés heatsinks consisten en cientos de aletas delgadas. Mientras más aletas, más disipación. Mientras más delgadas, mejor todavía. Las principales ventajas de la disipación pasiva son: • su inherente simplicidad, pues se trata básicamente de un gran pedazo de metal (cobre o aluminio), • su durabilidad, pues carece de piezas móviles, • su bajo costo y además no producen ruido.Fernando Jiménez Peña 8
  9. 9. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 La mayor desventaja es: • su limitada capacidad dispersar grandes cantidades de calor rápidamente. • Son incapaces de refrigerar efectivamente CPUs de gama alta, sin mencionar GPUs de la misma categoría sin ayuda de un ventilador. o Refrigeración Activa por Aire: La refrigeración activa por aire es, en palabras sencillas, tomar un sistema pasivo y adicionar un elemento que acelere el flujo de aire. Este elemento es usualmente un ventilador aunque se han visto variantes en las que se utiliza una especie de turbina. Aunque la refrigeración activa por aire no es mucho más cara que la pasiva, la solución tiene desventajas significativas: Al tener partes móviles es susceptible de averiarse, pudiendo ocasionar daños irreparables en el sistema si es que esta avería no se detecta a tiempo. En segundo lugar, aunque este aspecto ha mejorado mucho todos los ventiladores hacen ruido. o Disipadores: Aumentando la superficie de contacto con el aire permitiendo así una eliminación más rápida del calor excedente. o Resina Térmica: Es bastante obvio que mientras más superficie tenga un heatsink mejor será su disipación, pero además de la superficie en este fenómeno interviene una propiedad llamada conductividad térmica, que es la capacidad de un material de canalizar el calor. Esta resina es una sustancia que incrementa la conducción de calor entre las superficies de dos o más objetos. o Refrigeración Líquida (más conocida como Watercooling): Un método más complejo y menos común es la refrigeración por agua. El agua tiene un calor específico más alto y una mejor conductividad térmica que el aire, gracias a lo cual puede transferir calor más eficientemente y a mayores distancias. Bombeando agua alrededor de un procesador es posible remover grandes cantidades de calor de éste en poco tiempo, para luego ser disipado por un radiador ubicado en algún lugar dentro (o fuera) del computador. La principal ventaja de la refrigeración líquida, es su habilidad para enfriar incluso los componentes más calientes de un computador. Desventajas: Es cara, compleja e incluso peligrosa en manos sin experiencia (puesto que el agua y los componentes electrónicos no son buena pareja). Aunque usualmente menos ruidosos que los basados en refrigeración por aire, los sistemas de refrigeración por agua tienen partes móviles y en consecuencia se sabe eventualmente pueden sufrir averías.Fernando Jiménez Peña 9
  10. 10. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 o Refrigeración por Metal Líquido Está basado en un metal líquido con una conductividad térmica mayor que la del agua, constituido principalmente por Galio e Indio. A diferencia del agua, este compuesto puede ser bombeado electromagnéticamente, eliminando la necesidad de una bomba mecánica. o Refrigeración por Heatpipes Un heatpipe es una máquina térmica que funciona mediante un fenómeno llamado "convección natural". Este fenómeno, derivado de la expansión volumétrica de los fluídos, causa que al calentarse los fluidos tiendan a hacerse menos densos, y viceversa. En un mismo recipiente, el calentamiento de la base producirá la subida del fluido caliente de abajo y la bajada del fluido aún frío de la parte superior, produciéndose una circulación. Es un ciclo cerrado en donde un fluido similar al que recorre nuestros refrigeradores se calienta en la base, en contacto con el CPU, se evapora, sube por una tubería hasta el disipador, se condensa y baja como líquido a la base nuevamente. o Criogenia: Utiliza nitrógeno líquido o hielo seco (dióxido de carbono sólido). Estos materiales son usados a temperaturas extremadamente bajas directamente sobre el procesador para mantenerlo frío. Sin embargo, después que el líquido refrigerante se haya evaporado por completo debe ser reemplazado. Daño al procesador a lo largo del tiempo producto de los frecuentes cambios de temperatura es uno de los motivos por los que la criogenia sólo es utilizada en casos extremos de overclocking y sólo por cortos periodos de tiempo.Fernando Jiménez Peña 10
  11. 11. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 4. PLACA BASE (mainboard). La placa base, también conocida como placa madre (del inglés motherboar) es una placa de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. Va instalada dentro de una caja que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar los distintos componentes dentro de la caja. • FUNCIONES: o Conexión física todos los componentes internos, unidades de almacenamiento y periféricos. o Servir de base de anclaje. o Administración, control y distribución de energía eléctrica. o Controlar todo el flujo de datos en el equipo o Temporización. o Sincronismo. o Control y monitoreo. • COMPONENTES: o BASE: La base propiamente dicha es una plancha de material sintético en la que están incrustados los circuitos en varias capas y a la que se conectan los demás elementos que forman la placa base. o PARTE ELECTRICA: Es una parte muy importante de la placa base, y de la calidad de sus elementos va a depender en gran medida la vida de nuestro ordenador. Es una de las partes que más diferencia la calidad dentro de una placa base. Está formado por condensadores, transformadores, diodos, estabilizadores, etc. Es la encargada de asegurar el suministro justo de tensión a cada parte integrante de la placa base.Fernando Jiménez Peña 11
  12. 12. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 o BIOS: Se conoce como la BIOS (Basic Input Output System o Sistema Básico de Entrada y Salida) al módulo de memoria tipo ROM (Read Only Memory o Memoria de solo lectura), que actualmente suele ser una EEPROM o una FLASH, en el que está grabado el BIOS, que es un software muy básico de comunicación de bajo nivel, normalmente programado en lenguaje ensamblador (es como el firmware de la placa base). El BIOS puede ser modificado (actualizado) por el usuario mediante unos programas especiales. Tanto estos programas como los ficheros de actualización deben ser suministrados por el fabricante de la placa base. Esta memoria no se borra si se queda sin corriente, por lo que el BIOS siempre está en el ordenador. Algunos virus atacan el BIOS y, además, este se puede corromper por otras causas, por lo que algunas placas base de gama alta incorporan dos EEPROM conteniendo el BIOS, uno se puede modificar, pero el otro contiene el BIOS original de la placa base, a fin de poder restaurarlo fácilmente, y no se puede modificar. Su función es la de chequear los distintos componentes en el arranque, dar manejo al teclado y hacer posible la salida de datos por pantalla. También emite por el altavoz del sistema una serie pitidos codificados, caso de que ocurra algún error en el chequeo de los componentes. Al encender el equipo, se carga en la RAM (aunque también se puede ejecutar directamente). Una vez realizado el chequeo de los componentes (POST – Power On Seft Test), busca el código de inicio del sistema operativo, lo carga en la memoria y transfiere el control del ordenador a este. Una vez realizada esta transferencia, ya ha cumplido su función hasta la próxima vez que encendamos el ordenador. En el mismo chip que contiene el BIOS se almacena un programa de configuración (éste si modificable por el usuario dentro de una serie de opciones ya programadas) llamado SETUP o también CMOS - SETUP, que es el encargado de comunicar al BIOS los elementos que tenemos activados en nuestra placa base y su configuración básica. Entre los datos guardados en el SETUP se encuentran la fecha y la hora, la configuración de los dispositivos de entrada, como discos duros, lectores de cd, dvd, tipo y cantidad de memoria, orden en el que la BIOS debe buscar el código de inicio del sistema operativo, configuración basica de algunos componentes de la placa base, disponibilidad de los mismos, etc. Los datos de este programa sí se borran si la placa base se queda sin corriente, y es por ello por lo que las placas base llevan una pequeña pila tipo botón, cuya única misión es la de mantener la corriente necesaria para que no se borren estos datos cuando el ordenador esta desconectado de la corriente.Fernando Jiménez Peña 12
  13. 13. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 o CHIPSET: Si definimos el microprocesador como el cerebro de un ordenador, el chipset es su corazón. Es el conjunto de chips encargados de controlar las funciones de la placa base, así como de interconectar los demás elementos de la misma. Hay varios fabricantes de chipset, siendo los principales INTEL, VIA y SiS. Los principales elementos del chipset son: Northbridge: Aparecido junto con las placas ATX (las placas AT carecían de este chip), debe su nombre a la colocación inicial del mismo, en la parte norte (superior) de la placa base.  Es el chip más importante, encargado de controlar y comunicar el microprocesador, la comunicación con la tarjeta gráfica AGP y la memoria RAM, estando a su vez conectado con el SouthBridge.  Actualmente tienen un bus de datos de 64 bit y unas frecuencias de entre 400 Mhz y 1333 Mhz. Dado este alto rendimiento, generan una alta temperatura, por lo que suelen tener un disipador y en muchos casos un ventilador. Southbridge: Es el encargado de conectar y controlar los dispositivos de E/S, tales como los slot PCI, teclado, ratón, discos duros, DVD, lectores de tarjetas, puertos USB, etc. Se conecta con el microprocesador a través de NorthBridge. o MEMORIA CACHÉ: Chip de memoria Caché en placa base. Es una memoria tipo L2, ultrarrápida, en la que se almacenan los comandos más usados por el procesador, con el fin de agilizar el acceso a estos. Las placas base actuales no suelen llevar memoria caché, ya que ésta está integrada en los propios procesadores, sistema por el que trabaja de una forma más rápida y eficiente. o SOCKET: Es el slot donde se inserta el microprocesador. Consiste en una matriz de pequeños agujeros (zócalo) donde encajan, sin dificultad, los pines de un microprocesador; dicha matriz, denominada Pin Grid Array (PGA) permite la conexión entre el microprocesador y dicha placa base. En los primeros ordenadores personales, el microprocesador venía directamente soldado a la placa base, pero la aparición de una amplia gama de microprocesadores llevó a la creación del socket. o SLOTS DE MEMORIA: Son los bancos donde van insertados los módulos de memoria. Hay distintos tipos: DIMM 168 (módulos SDR) DIMM 184 (módulos DDR) DIMM 240 (módulos DDR2) DIMM 240 (módulos DDR3) SO-DIMM 144 (módulos SDR compactos) SO-DIMM 200 (módulos DDR compactos) SO-DIMM 200 (módulos DDR2 compactos) SO-DIMM 204 (módulos DDR3 compactos).Fernando Jiménez Peña 13
  14. 14. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 o SLOTS DE ESPANSIÓN: Una ranura de expansión (también llamada slot de expansión) es un elemento de la placa base de un ordenador que permite conectar a ésta una tarjeta adicional o de expansión, la cual suele realizar funciones de control de dispositivos periféricos adicionales, tales como monitores, impresoras o unidades de disco. Las ranuras están conectadas entre sí. Una computadora personal dispone generalmente de ocho unidades, aunque puede llegar hasta doce. Pueden ser de varios tipos. ISA: es una ranura de expansión de 16 bits que hoy en día está en desuso. PCI o Peripheral Component Interconnect: Son ranuras de uso general, es decir; para todo tipo de expansiones. Están cada vez más en desuso ya que son relativamente lentas (no sirven para gráficos). A diferencia de las ISA, permite la configuración dinámica de un periférico (plug & play). AGP: Exclusivas para las tarjetas gráficas. Son muchos más rápidas que las PCI. A simple vista se diferencian en que las AGP están más desplazadas a la derecha y la posición de las muescas es diferente ya que se conecta al puente Norte (y las otras PCI al Sur). También están cada vez están más en desuso. PCI-Express (PCI-E o PCIe): Es la evolución de las ranuras PCI. De uso general. Está hecha para que no dé problemas. Son muy rápidas (ideales para gráficos). Están reemplazando a las PCI y AGP. Existen distintas velocidades dependiendo de la forma y número de pines. En teoría deberían de ser compatibles con las PCI, pero en la práctica no es así. No cabe, las muescas están cambiadas. Se clasifican por velocidades: X16, X8, X4, X2, X1. o CONECTORES: IDE o PATA: Es la conexión utilizada para las unidades de almacenamiento, con una tasa de transferencia máxima de 133 Mbps. Admiten sólo dos periféricos por conector, teniendo que estar estos configurados uno como Master o maestro y otro como Slave o esclavo. Están cada vez más en desuso. Transmiten los datos en paralelo. Sus cables de datos son anchos, lo que es un problema para la ventilación.Fernando Jiménez Peña 14
  15. 15. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 SATA o Serial ATA: Es una conexión de alta velocidad para discos duros (aunque ya están saliendo al mercado otros periféricos con esta conexión, como grabadoras de DVD). Son muy rápidas, hasta 50 veces más que los PATA. Transmiten los datos en serie. Sus cables de datos son estrechos, lo que los hace muchos más aerodinámicos. USB: Consiste en una conexión para dispositivos de expansión por USB tales como placas adicionales de USB, lectores de tarjetas, puertos USB frontales, etc. Las placas base cada vez traen más conectores USB, siendo ya habitual que tengan cuatro puertos traseros y otros cuatro conectores internos. Las placas actuales incorporan USB 2.0, con una tasa de transferencia de hasta 480 Mbps (teóricos, en la práctica raramente se pasan de 300 Mbps). Es la conexión más utilizada en la actualidad, siendo pocos los periféricos que no usan o tienen una versión USB. Una de las grandes ventajas de los puertos USB es que nos permiten conectar y desconectar periféricos en caliente, esto es, sin necesidad de apagar el ordenador, además de llevar alimentación (hasta 5v) a éstos. PC-Card: Es una conexión externa que conecta a la placa base tarjetas de expansión especiales. Tiene la misma velocidad que un puerto PCI. Se utiliza en portátiles para ampliar sus capacidades. Express-Card: Es la evolución del puerto PC Card. Tiene la misma velocidad que un puerto PCI Express. Admite dos tipos de formato de tarjeta compatibles. o PUERTOS (o conexiones I-O): Las conexiones Input-Output son las encargadas de comunicar el PC con el usuario a través de los llamados periféricos de interfaz humana (teclado y ratón), así como con algunos periféricos externos. Conectan al Puente Sur. Situadas en la parte superior trasera de la placa base, la posición de estos en cuanto a situación con respecto al resto de la placa base y medidas totales del soporte está estandarizada, salvo en aquellas placas diseñadas para equipos muy concretos de algún fabricante (HP, Sony, Dell...).Fernando Jiménez Peña 15
  16. 16. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 Estos conectores, en el formato estándar, son: PS/2: Dos conectores del tipo PS2, de 6 pines, uno para el teclado y otro para el ratón, normalmente diferenciados por colores (verde para ratón y malva para teclado). USB: Suelen llevar cuatro conectores USB 2.0 En muchos casos traen otros dos en una plaquita que se conecta a los USB internos de la placa. RS-232: Conocidos también como puertos serie. Suelen traer uno o dos aunque cada vez son más las placas que traen solo uno e incluso ninguno ya que es un dispositivo que cada vez se utiliza menos. Paralelo: Es un puerto cuya principal misión es la conexión de impresoras. Dado que las impresoras vienen con puerto USB cada vez se utiliza menos, habiendo ya algunas placas que carecen de este puerto. Ethernet: Es un conector para redes en formato RJ-45. WIFI: Algunas placas de gama alta, además de la tarjeta de red ethernet, tienen una tarjeta de red Wireless Fidelity para redes inalámbricas. Sonido: Igual que en el caso anterior. La calidad del sonido en placa base es cada vez mejor, lo que ha hecho que los principales fabricantes de tarjetas de sonido abandonen las gamas bajas de estas, centrándose en gamas media-alta y alta. El sonido que incorporan las placas base va desde el 5.1 de las placas de gama baja hasta las 8.1 de algunas de gama media-alta y alta. Utilizan el estándar AC97 (Audio Codec 97) de alta calidad y 16 ó 20 bit. Muchas de ellas incorporan salida digital. Firewire: Introducido por Apple en colaboración con Sony es de uso común en las placas de gama alta, es un puerto diseñado para comunicaciones de alta velocidad mantenida, sobre todo para periféricos de multimedia digital y discos duros externos. Su velocidad de transferencia es de 400 Mbps reales pudiéndose conectar un máximo de 63 periféricos. Si bien en teoría un USB 2.0 tiene una tasa de transferencia mayor (480 Mbps), en la práctica no es así. Suelen tener una conexión exterior y una toma interior, de aspecto similar a las USB. VGA: Las placas Mini ATX suelen llevar incorporada la tarjeta gráfica en placa base. Esto se hace para adaptar estas placas a ordenadores de pequeño tamaño y de bajo coste. Estas gráficas suelen ser de bajas prestaciones, aunque están saliendo al mercado unas series de gráficas integradas con memoria incorporada y unas prestaciones superiores, que incorporan incluso salidas DVI.Fernando Jiménez Peña 16
  17. 17. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 SATA: Cada vez son más las placas base que incorporan un conector de este tipo en el panel posterior, recordemos que SATA permite conexión en caliente. o PILA: Es una batería de botón de litio que mantiene: La fecha y la hora del equipo aun estando apagado. La configuración personalizada de la BIOS. Si la pila deja de funcionar: Los valores vuelven a los de fábrica. La placa no retiene los cambios de configuración. 5. MICROPROCESADOR (CPU). • Función: Es el circuito que gobierna todos los componentes del ordenador. o Están compuestos por millones de transistores. o Sólo encaja en un tipo de zócalo, aunque un mismo zócalo puede albergar varios tipos de microprocesadores. o Las marcas de los micros son incompatibles entre sí. o Adquieren muy altas temperaturas. • Características: o Juego de instrucciones (32 bit o 64 bits). o Frecuencia de reloj (MHz o GHz). o Número de núcleos. o Memoria caché L2 (KB o MB) • Componentes: o Unidad de Control (UC): Gestiona el funcionamiento del procesador (e indirectamente de todo el ordenador). En ella se halla el Reloj que marca el ritmo de todo el sistema. o Unidad de Proceso (UP): Ejecuta las tareas encomendadas por la unidad de control. Se compone de: Unidad aritmético-lógica (ALU) → Operaciones enteras. Unidad coma flotante (FPU) → Operaciones reales. Banco de registros: memoria auxiliar necesaria para la ejecución de las instrucciones.Fernando Jiménez Peña 17
  18. 18. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 • Técnicas que aumentan la eficiencia de la CPU: Hay que destacar que los grandes avances en la construcción de microprocesadores se deben más a la Arquitectura de Computadores que a la miniaturización electrónica. En los primeros procesadores gran parte de sus muchos componentes estaban ociosos el 90% del tiempo. Sin embargo hoy en día los componentes están repetidos una o más veces en el mismo microprocesador, y los cauces están hechos de forma que siempre están todos los componentes trabajando. Por eso los microprocesadores son tan rápidos y tan productivos. Esta productividad tan desmesurada, junto con el gran número de transistores es lo que hace que se necesiten los inmensos sistemas de refrigeración que se usan hoy en día. Inmensos en comparación con el microprocesador, que habitualmente consiste en una cajita de 2 centímetros de largo y de ancho por 1 milímetro de altura, cuando los refrigeradores suelen tener volúmenes de al menos 5 centímetros cúbicos. o Segmentación de Cauce: Se divide la ejecución en etapas independientes. Las instrucciones empiezan a ejecutarse antes de que hayan terminado las anteriores ya que no tiene que esperar a que termine todas las etapas. o Arquitectura Superescalar: Se ejecutan varias instrucciones al mismo tiempo. Se requiere que existan etapas repetidas en la CPU. o Juego de instrucciones MMX: Mejoran el rendimiento al usar registros e instrucciones orientados al tratamiento multimedia. o Juego de instrucciones SSE: Mejoran las decodificaciones de MPEG2 y el proceso gráfico 3D. Usa registros e instrucciones orientados a cálculos de coma flotante. o Arquitectura Multinúcleo: Se lleva la arquitectura superescalar a su máximo exponente. Un microprocesador multi núcleo es aquel que combina dos o más procesadores independientes en un solo paquete. Se replican casi todas las unidades funcionales de la CPU de forma independiente. Se comparten sólo algunos recursos, como la caché. Ley de Moore El Dr. Gordon Moore, uno de los fundadores del Intel, formuló en el año de 1965 una ley que se ha venido a conocer como la "Ley de Moore". La citada ley que esta reflejada en el Gráfico adjunto, nos viene a decir, que el número de transistores contenido en un microprocesador se dobla más o menos de cada 18 meses. Esta afirmación que en principio estaba destinada a los dispositivos de memoria, se ha cumplido también en los microprocesadores. Una ley que significa para el usuario que cada 18 meses, de forma continua pueda disfrutar de una mejor tecnología, algo que se ha venido cumpliendo durante los últimos 30 años, y se espera siga vigente en los próximos 15 o 20 años.Fernando Jiménez Peña 18
  19. 19. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 • Tipos: o INTEL 32 BITS Gama Pentium Pentium, Pentium II, Pentium II, Pentium IV Pentium M (portátiles) Gama Celeron Celeron Celeron M (Portátiles). o INTEL 64 BITS Gama Intel Core Pentium D, Extreme, Dual-Core Core Solo, Core Duo, Core 2 Solo / Duo / Quad / Extreme Core i3 / i5 / i7 / i7 Extreme. Gama Celeron Celeron Dual Core o INTEL REDUCIDOS Gama Atom sin procesador gráfico Intel Atom Z5, N2 Intel Atom 2, Atom 3 (2 núcleos). Gama Atom con procesador gráfico Intel Atom Z6, N4, D4 D5 (2 núcleos). o INTEL PARA SERVIDORES Gama Pentium Pentium II Xeon Pentium III Xeon Gama Xeon Intel Xeon o PLATAFORMAS CENTRINO PARA PORTÁTILES Combinación de elementos Intel Microprocesador Chipset Tarjeta de red Modelos: Centrino Centrino Solo, Duo, Pro Centrino 2, 2 vPRo, Atom o AMD 32 BITS Gama K5 Gama K6 Gama K7 Athlon Duron Athlon XP, Athlon XP-M (Portátiles) Semprom.Fernando Jiménez Peña 19
  20. 20. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 o AMD 64 BITS Gama K7 Athlon 64 Athlon 64 Mobile Gama K8 Opteron Athlon 64 FX Turion 64 (Portátiles) Sempron Semprom Mobile Gama K9 Athlon 64 X2 Turion 64 X2 (Portátiles) Sempron X2 Gama K10 Phenom X3 Phenom II X2-X6 Athlon II X2-X4 Sempron Sempron X2 6. Memoria RAM (Random Access Memory). • Función: En la arquitectura Von Neumann es el lugar donde se alojan los procesos en ejecución y los datos que se están utilizando. o Es la memoria principal. o Ningún proceso puede ejecutarse sin cargarse en memoria RAM. o Los módulos de RAM poseen muescas para facilitar su colocación. o Sus siglas significan memoria de acceso aleatorio. o Los diferentes tipos de módulos con incompatibles tanto en el sentido físico como lógico. • Características: o Tecnología. o Velocidad de trabajo (MHz). Es doble en los DDR. o Tasa de transferencia (GB/Seg). o Latencia (nanosegundos). o Capacidad (GB). • Tipos: o Según el largo de la ranura: DIMM SO-DIMM (DIMM reducido). o Según la tecnología: Velocidad fsb x1 SDR Velocidad fsb x2 DDR DDR2 DDR3Fernando Jiménez Peña 20
  21. 21. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 Tecnología dual (Dual channel). Acceso en paralelo a los módulos de memoria. Se consigue duplicar la velocidad de transferencia de la memoria RAM La placa debe admitir esta tecnología. Los módulos deben ser iguales (simétricos y colocarse de dos en dos). 7. TARJETAS DE EXPANSIÓN. • Función: Añaden funciones al sistema. o Son placas de circuitos que se insertan en las ranuras (slots) de expansión. o Pueden estar integradas en las placas. • Tipos más comunes: o Gráfica o de Video. o de Sonido y de Audio. o de Red o Ethernet. o Capturadora de señales de antena. o de Interfaz. o Tarjeta Gráfica: Genera las imágenes que después se verán en el monitor. A veces están integradas en la placa. Se conectan al bus PCI-e o AGP. Tienen su propio procesador, llamado GPU. Tienen su propia RAM, llamada VRAM. Características: GPU VRAM Bus Puertos Tarjetas ATI ATI rag, rage II, rage pro, rage GL ATI radeon, radeon X ATI Xenos ATI Radeon HD AMD Radeon HD. Tarjetas nVidia RIVA 128, RIVA TNT GeForce Quadro Tesla. Tarjetas Intel (Integradas) Intel 2700G Intel GMA Intel GMA HD. o Tarjeta de Sonido:Fernando Jiménez Peña 21
  22. 22. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 Generan los sonidos que después se escuchan en los altavoces o auriculares. También pueden grabar sonidos. Casi siempre hay una integrada en la placa. Se conectan al bus PCI o PCI-e. A veces al USB o al bus Express Card. Tienen un procesador muy sencillo. No tienen memoria como las gráficas, aunque tiene un buffer. Marcas: Creative Soundblaster Realteck AC97 (Integradas). o Tarjeta de Red: Conecta al equipo con una red local (LAN) o mundial (Internet). Casi siempre hay una integrada en la placa. Se conectan al bus PCI, PCI-e o Express card. Su circuitería es muy básica. Pueden ser inalámbricas (Puntos de acceso Wi-Fi). o Tarjeta Capturadora de señales de antena: Permite reproducir señales de televisión analógica, TDT y radio. Se conectan al bus PCI-e o Express card. o Tarjeta de Interfaz: Permite añadir nuevas interfaces al equipo. No debemos confundirlas con la extensión de puertos. Se conectan al bus PCI, PCI-e o Express Card5. UNIDADES DE ALMACENAMIENTO. 1. DISCO DURO (HD). • Función: Es la unidad principal de almacenamiento del equipo. o Entre otros datos contiene el Sistema Operativo o Es el elemento de almacenamiento que tiene mayor cantidad de memoria. o Se pueden instalar varios Discos Duros en un equipo. o Necesita conectarse a la fuente de alimentación. • Características: o Velocidad de giro: como mínimo 7200 rpm. o Tiempo de acceso (s). Es lo que tarda en acceder a un dato. o Capacidad (GB o TB). o Caché y Buffer. El buffer es un reserva para evitar colas de trabajo. o Bus de conexión: IDE, SCSI (asíncrono con el procesador), SATA (síncrono con el procesador, SAS o USB. o Tamaño (2,5” o 3,5”)Fernando Jiménez Peña 22
  23. 23. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 • Estructura: o Consta de una serie de discos unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica hermética. o Elementos: Platos: Discos recubiertos con una superficie magnética que contiene la información binaria. Caras: Lado de los platos (2xplato). Cabezales: de escritura/lectura (2xplato). Pistas: Circunferencia dentro de una cara. Cilindro: El conjunto de todas las pistas alineadas verticalmente en cada uno de los discos. Sector: Unidad de almacenamiento mínimo (una pista está dividida en sectores). Actualmente contienen 512 bytes. Para direccionar los sectores se utiliza el sistema Cilindro-Cabezal- Sector (CHS) o el sistema lógico de bloques (LBA). • Controladores: es la circuitería que dirige el funcionamiento del dispositivo, según el bus que utilice tendremos diferentes tipos. o Transmisión en paralelo: ATA (PATA o IDE): Hasta 2 dispositivos ATAPI (configuración master- slave). El flujo de datos es mayor cuanto mas Maestro sea el dispositivo, está en desuso desde el serial-ATA. SCSI: Hasta 16 dispositivos SCSI. Antiguamente los dispositivos como escáneres e impresoras se conectaban en margarita. o Transmisión en serie: SATA: un solo dispositivo SATA. SA SCSI (SAS): Un dominio SAS puede estar formado de hasta 16384 unidades. USB: Un solo dispositivo. 2. UNIDADES ÓPTICAS. • Función: unidad auxiliar de almacenamiento. o Utiliza discos ópticos para funcionar (CD/DVD/BR) o Su tamaño es siempre de 5.25” • Características: o Capacidad de grabación: o Bus de conexión (IDE, SATA, SCSI, SAS o USB). o Velocidad de lectura/grabación/regrabación (flexo “X”). ▪ CD → 1x = velocidad de reproducción de audio (150 Kb/s). ▪ DVD → 1x = velocidad de reproducción de video (1.35 Mb/s). ▪ Blu-Ray → 1x = velocidad de reproducción de video HD (4.5 Mb/s). o Éxito de los soportes ópticos. ▪ Reducido tamaño ▪ Bajo coste ▪ Capacidad de memoria ▪ Versatilidad.Fernando Jiménez Peña 23
  24. 24. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 o Tipos más comunes según su capacidad: ▪ mini-CD (24 min) ............... 14Mb ▪ CD (74-80 min) ...... 650 y 700 Mb ▪ DVD 5 ................................ 4,7 Gb ▪ DVD 9 DL (2 capas) ........... 8,5 Gb ▪ Blu-Ray.......................27 y 54 Gb. o Formatos de CD. ▪ Sólo lectura. CD-A → hasta 80 min de audio CD-ROM → hasta 700 Mb de archivos. ▪ Grabables sólo una vez. CD-R (grabables). ▪ Reutilizables. CD-RW (regrabables). o Formatos de DVD Sólo lectura. DVD-ROM. Grabables sólo una vez. DVD-R DVD+R. Reutilizables. DVD-RW DVD-RAM DVD+RW. o Formatos de Blu-Ray. Sólo lectura. BD. Grabables sólo una vez. BD-RE Regrabables. BD-RW.Fernando Jiménez Peña 24
  25. 25. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 3. UNIDADES FLASH. • Función: Es una unidad auxiliar de almacenamiento. Aunque se empieza a utilizar como unidad de almacenamiento principal en unidades portátiles. o Al no poseer partes móviles son ultra-silenciosas. o Son resistentes a las altas temperaturas y a los golpes. o Su comportamiento es análogo a los discos duros. o Tienen muy bajo consumo. o Únicos inconvenientes: Aunque rápidas en la lectura, son relativamente lentas en la escritura. Sólo pueden reescribirse datos entre 10.000 y 1.000.000 de veces. • TIpos: o USB flash drives (Pendrives). Son llaveros con circuitos electrónicos evolucionados de la memoria EPPROM (BIOS). Llevan incorporado un controlador con el que se efectúan la lectura y la escritura en puerto USB. Son relativamente baratas. Su capacidad de memoria es, en principio, potencialmente infinita. Su límite está en el coste. Pueden incluir otras funciones como radio FM, grabación de voz, reproducción MP3, vídeo, etc. o Tarjetas de memoria (Memory cards). para Videojuegos: Constituyen la antigua memoria donde se ubicaban los videojuegos de consola (cartuchos). Se siguen utilizando para videojuegos de consolas portátiles. Hoy en día se siguen utilizando para guardar datos adicionales en consolas (partidas guardadas, configuraciones, etc). Se conecta a un puerto específico en cada consola. Removibles: Son la última evolución de las tarjetas de memoria. Se utilizan en cámaras fotográficas digitales y en los teléfonos móviles entre otras cosas. No llevan incluido el lector/grabador, se deben insertar en una unidad lectora de tarjetas. Hay multitud de formatos diferentes, los tipos más importantes son: Tarjeta SIM ............................................. Móviles (Hasta 512 Kb) Tarjeta Smart Media (SMC)............... Fotografía (Hasta 128 Mb) Picture Card (xD) .................................... Fotografía (Hasta 2 Gb) Multimedia Card (MMC) ........................ Fotografía (hasta 8 Gb) Memory Stick (MS)............................... Fotografía (hasta 32 Gb) Secure Digital Card (SD) ....................... Fotografía (hasta 32 Gb)  Tamaño normal (SD)  MiniSD  MicroSD Compact Flash (CF) → Unidades PCMCIA (hasta 137 Gb).Fernando Jiménez Peña 25
  26. 26. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 16. HARDWARE EXTERNO O PERIFERICOS. • Definición: Son todos aquellos componentes que se conectan la placa base (o a una tarjeta de expansión) de forma externa y realizan una función concreta. o Cada periférico generalmente tiene un controlador asociado en su interior. o Se conectan al equipo mediante conexiones (puertos). • Tipos: o De Entrada: se utilizan para introducir datos desde el equipo. o De Salida: Se utilizan para recibir datos desde el equipo. o De comunicación (Entrada / Salida): Se utilizan para comunicar equipos entre sí mediante una red. • Puertos: o Puerto serie (COM) de 9 pines. Es muy antiguo, y ya no se usa si no es en casos muy específicos. Servían para conectar los antiguos ratones. Es muy lento, solo sirve para conectar algo tipo ratón, o modem. Es el antecesor de los puertos USB. Se identifica con el color verde, azul claro o negro. o Puerto paralelo (LPT) de 25 pines. Es también algo antiguo y muy lento. Se utilizaban para impresoras y escáneres. Se identifican con los colores azul oscuro y violeta. o Puerto serie PS/2 Es antiguo, pero se utiliza todavía. Son específicos para ratones y teclados. Se identifican con colores según el periférico: Turquesa para el ratón. Violeta para el teclado. o Puerto USB (Universal serial Bus): Su uso está muy extendido y su estándar ha desplazado a los demás conectores. Es Hot plug-and-play (se puede conectar en caliente). Se puede utilizar para casi todo lo que se puede conectar al ordenador. A diferencia de otros puertos, la conexión incluye alimentación eléctrica de 5v. Un puerto USB se puede multiplexar hasta en 256 derivaciones. Alcanza velocidades de transmisión muy altas: USB 1.0 → 0,19 MB/s USB 1.1 → 1,50 MB/s USB 2.0 → 60 MB/s USB 3.0 → 600 MB/s Se identifica con el color gris.Fernando Jiménez Peña 26
  27. 27. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 Tipos de conectores: USB-A (estándar) USB-B (normalmente acompaña al USB-A mini_USB (PDA y videocámaras, etc...) micro-USB (móviles, cámaras, etc...). o Puerto IEEE 1394 (Firewire) Es el competidor del puerto USB, aunque no está demasiado extendido. Es Plug & Play, como el USB. Se utilizaban para conectar dispositivos a muy alta velocidad: Firewire400 .................................................................... 50 Mb/s Firewire800 ................................................................. 100 Mb/s Firewire1600 ............................................................... 200 Mb/s Firewire3200 ............................................................... 400 Mb/s En preparación ............................................................. 800 Mb/s Transmite alimentación eléctrica de 25V Se utiliza sobre todo en videocámaras y reproductores. Se identifican con el color negro. Tipos de conectores: Firewire s400 de 4 pines. Firewire s400 de 6 pines. Firewire s800 de 9 pines. o Puerto SATA externo (eSATA) Es Hot Plug-and-Play, permite conectar discos duros en caliente. Alcanza velocidades de 115 MB/s. o Puerto VGA Se utiliza como puerto de video analógico (compatible con monitores CRT). Es muy común en portátiles y netbooks como salida de video secundario. Esta siendo desplazado por los conectores digitales. Se identifica con el color azul. o Puerto S-Video Se utiliza como puerto de vídeo analógico. Está en desuso actualmente debido a su mala calidad. Se identifica con el color negro. Hay dos tipos: S-Video IN (7 pines) → Entrada de video S-Vídeo OUT (4 pines) → Salida de video. o Puerto DVI Es una evolución digital del puerto VGA. Se utiliza en monitores actuales tipo LCD y TFT. No sirve para proveer alta definición. Se identifica con el color blanco.Fernando Jiménez Peña 27
  28. 28. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 o Puerto HDMI Es un puerto de vídeo digital de alta definición y de audio. Se utiliza en dispositivos de última generación, como reproductores de Blu-ray, consolas o pantallas de alta definición. Existen dos versiones: HDMI mini-HDMI. Se identifica con los colores negro y rojo. o Puerto RCA Es un puerto que se puede actuar transmitiendo tanto vídeo como audio. Dependiendo de lo que transmita, tendremos diferentes colores: RCA de vídeo analógico → Amarillo RCA de audio analógico → Rojo y Blanco RCA de audio digital → Naranja o Puerto Mini-Jack Transporta la señal de audio analógica. Son los más extendidos en la mayoría de los aparatos. Pueden encontrarse en varios tamaños aunque en informática solo se utiliza el formato mediano (3,5 mm). COLOR 2 ALTAVOCES 6-8 ALTAVOCES Estereo (estandar) Rosa Micrófono Verde Salida estéreo Altavoces frontales Azul Entrada estéreo (Line in) Sistema envolvente Naranja Altavoz central SUBWOOFER 5.1 Negro Altavoces traseros Gris Altavoces laterales o Puerto RJ Conectan el equipo a un periférico de comunicaciones. Existen dos tipos: Rj-11 (4 pines) → Conecta teléfonos y módems. Rj-45 (8 pines) → Cable de red (Ethernet). • Puertos Inalambricos: o Conectan el equipo a una red sin necesidad de cable. o Puerto WiFi: Se conecta mediante una antena de radio, en una tarjeta de red inalámbrica a una red LAN. o Puerto Bluetooth: Permite al usuario intercambiar archivos con otro equipo, pero no conecta a a una red LAN. o Puerto de infrarrojos (IrDA): Es muy parecido al Bluetooth, pero más engorroso y lento. Está en desuso, aunque aún se usa en algunos portátiles.Fernando Jiménez Peña 28
  29. 29. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 1. de ENTRADA. • Teclado o Se pueden conectar por medio del puerto PS/2 (violeta), USB, Bluetooth... o Tienen como mínimo 104 teclas (90 teclas en portátiles) lo normal es que traigan más teclas de uso especifico multimedia. o Siguen la distribución QWERTY. • Ratón o Sirve para introducir datos asociados al movimiento y posición de un cursos en pantalla. o Se pueden conectar por medio de puertos PS/2, USB, Bluetooth. o Tienen como mínimo dos botones, que es lo mínimo necesario exigido por el S.O.: Botón izquierdo o principal. Botón derecho o secundario (menú contextual). o Tipos: Mecánico → bolita y rodillos perforados con sensor fotoeléctrico. Óptico → funciona por infra-rojos y contiene un microprocesador que hace millones de fotografías digitales a partir de las cuales calcula la dirección y la velocidad. TrackBall → más preciso que los dos anteriores. TouchPad → pantalla tác_l de los portá_les. • Escaner o Sirve para convertir datos impresos en datos analógicos. o Mediante software OCR podemos convertir una imagen en un documento de texto editable. o Se pueden conectar por medio del LPT, SCSI, SAS o USB. o La característica más relevante es su resolución, medido en puntos por pulgada (ppp o dpi). o Tipos: de sobremesa (5400 ppp) de mano (800 ppp). • Webcam o Sirve para capturar imágenes y secuencias de video. o Se utiliza en mensajería por Internet. o Generalmente se conectan al puerto USB. o Se puede utilizar una videocámara digital como webcam. o Las características más relevantes son: Su resolución en megapíxeles (mpx) Su frecuencia en imágenes por segundo (fps). • Micrófono o Sirve para digitalizar sonido, normalmente la voz humana. o Se conectan al puerto mini-Jack de color rosa. o Lo podemos encontrar integrado en la webcam o el los auriculares, casi siempre de forma invisible.Fernando Jiménez Peña 29
  30. 30. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 2. de SALIDA. • Monitor o Sirve para mostrar datos en la superficie de una pantalla mediante imágenes. o Se puede conectar al puerto analógico (VGA) o digital (DVI o HDMI). o Características: Tamaño diagonal medido en pulgadas (1”=2.5 cm) Formato estándar (4:3) o panorámico (16:9). Resolución en píxeles, en normal en un monitor 1.280x1024 Frecuencia de refresco: Velocidad con la que se refresca la imagen, en hercios (Hz). Dot pitch: Distancia entre puntos del mismo color. o Tipos: CRT (Cathodic Ray Tube o Tubo de Rayo Catódico) Funcionan al disparar un rayo de electrones de fósforos de colores (rojo, verde y azul). La imagen se forma al pasar el rayo por los puntos de forma muy rápida. Tienen una calidad de imagen excelente, la mejor. Consumen mucha energía y son muy engorrosos. LCD (Crystal Liquid Display o Cristal Liquido) Funcionan mediante la impresión de puntos de colores (rojo, verde y azul) en cristal líquido. Este sistema es una evolución de los LCD de las calculadoras. Tienen una peor calidad de imagen comparada con los CRT. Consumen poca energía y son ligeros. TFT (Thin Film Transistor o Transistor de Película Delgada) Es una evolución de los LCD. Funciona mediante transistores que emiten luz en pantalla en puntos de colores (rojo, verde y azul). Consumen poca energía y son ligeros. LED (Light Emitting Diode o Diodo Emisor de Luz) Es una evolución de los TFT. Funciona mediante diodos LEDs pequeñísimos de colores (rojo, verde y azul). Tienen una mejor calidad de imagen que los LCD y TFT. Consumen muy poca energía, menos que sus predecesores. • Impresora o Muestra los datos de salida en un papel impreso. o Se pueden conectar a los puertos LPT, USB, SCSI, SAS, RJ-45 (ethernet), Bluetooth o Wi-Fi. o La imagen se forma mediante la mezcla de colores primarios (magenta, cian y amarillo) o Características: Tipo de impresora. Tipo de impresión: blanco y negro (B/N) o color. Velocidad de impresión en paǵinas por minuto (ppm). Resolucióon en puntos por pulgada (ppp o dpi).Fernando Jiménez Peña 30
  31. 31. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 o Tipos: de Inyección de tinta (Inkjet): Tiene un sistema de cabezales que inyecta tinta en polvo línea por línea como una máquina de escribir. No hay forma de colores, forma los colores con el efecto moirè. Tienen muy buena calidad de impresión, ideales para fotografías caseras. Láser (Laserjet): Imprime mediante ionización de un polvo contenido en el tóner. La ionización se realiza mediante un láser en un rodillo. Tienen una calidad de impresión regular y suelen ser en blanco y negro. La velocidad de impresión es muy rápida, es ideal para imprimir texto. Matriciales: Tienen un sistema de impresión de carrete muy similar a una máquina de escribir antiguas. Usan papel continuo. Dan muy mala calidad de impresión, en blanco y negro. Plotters: Funcionan mediante una plumilla que inyecta el color de forma muy precisa. Son ideales para gráficos profesionales. Utilizan rollos de papel continuo, tienen una cuchilla incorporada para cortar el papel. Impresoras térmicas: No utilizan tinta, los cabezales calientan un papel especial produciendo así la impresión. Puede ser de color o blanco y negro. Se utilizan sólo para impresión de tickets. Es una impresora muy cara. de tinta Sólida: Utilizan cartuchos de cera que se derriten para aplicarlos después mediante un tambor. Se utilizan para imprimir en tela, plástico o cartulina. Es una impresora cara. de Sublimación de tinta_ Utilizan cartuchos de tinta de forma muy similar a la inyección de tinta, pero aquí la mezcla es perfecta. La calidad de imagen es excelente. Al finalizar se aplica un barniz protector al papel. Se utilizan para imprimir fotografías de calidad profesional. Es una impresora muy cara.Fernando Jiménez Peña 31
  32. 32. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 • Altavoces: o Reproducen sonidos procedentes del PC. o Se conecta mediante puertos mini-Jack aunque también hay altavoces inalámbricos. o A veces integran un micrófono. o Tipos: Auriculares (Estéreo). Altavoces 2.0 (Estéreo). Altavoces 5.1 (Sonido surround). 3 altavoces delanteros: sonidos principales (estéreo). 2-3 altavoces traseros: sonidos ambientales (estéreo). Subwoofer: sonidos graves (mono). 3. de E/S (de Comunicaciones). • Módem: Conecta un solo equipo a una red mediante la línea telefónica mediante un puerto RJ-11. • Concentrador (Hub): Sirve para enlazar varios equipos en la misma subred mediante puertos RJ-45 (Conexión LAN). • Conmutador (Switch): Sirve para enlazar varios equipos en subredes vecinas diferentes (Conexión MAN). • Enrutador (Router): Sirve para enlazar varios equipos en redes diferentes (Conexión WAN e Internet).Fernando Jiménez Peña 32
  33. 33. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 17. DISPOSITIVOS MÓVILES. • Definición: Los dispositivos móviles (PalmTops) son pequeños sistemas informáticos de naturaleza totalmente portátil. o Tienen la versatilidad de un ordenador personal aunque no su potencia. o Su arquitectura está adaptada a su carácter portátil: Periféricos integrados. Inmunidad a las vibraciones (ausencia de partes mecánicas). Bajo consumo. La mayoría presentan conectividad de red. Orientados a telefonía. • Inicios o La empresa Motorola diseñó en 1937 una red de comunicaciones llamada “Handie/Talkie” . o Estaba destinada a uso militares durante la II Guerra Mundial. o Su tecnología sentó las bases para la telefonía posterior. o Se utilizaban ondas de radio con modulación AM. o Su rango de frecuencia no superaba los 55 MHz. • Telefonía móvil. o Generación cero 0G (1946): Después de la guerra, la empresa Bell (AT & T) empezó a comercializar unidades basadas en la transmisión de ondas de radio con modulación AM (sistemas MTS). Se mejoró la transmisión utilizando FM en vez de AM. Al igual que la telefonía fija, necesitaba la intermediación de un operador. La transmisión se realizaba mediante repetidores terrestres. Un equipo MTS pesaba alrededor de 40 Kgs. En 1969 apareció el IMTS que mejoraba las prestaciones de la telefonía móvil y prescindía del uso de operadores. En 1976 se implanta en España bajo el nombre de ATV. o Primera Generación 1G (1981): La compañía sueca Ericsson desarrolló un modelo de telefonía móvil analógica mucho más sofisticada que sus predecesores. Funcionaba con ondas de radio con modulación FM. Funcionaba en un rango de frecuencia de 450 MHz (sistema NMT-450). La transmisión seguía requiriendo repetidores terrestres. Los equipos eran mucho más pequeños y ligeros (el tamaño ya era no como los anteriores que eran como un maletín sino como un inalámbrico). Posteriormente, en 1986. Ericsson lanzó el NMT-900, un sistema mucho más potente y versátil. Con el NMT-Text tenía una limitada capacidad de transferencia de datos en forma de texto (antecedente de los SMS). La variante ETACS (Motorola) fue lanzada en España en 1990 con el nombre de Moviline.Fernando Jiménez Peña 33
  34. 34. CGFS D.A.M. Sistemas Informáticos. Tema 1 o Segunda Generación 2G (1992): En este punto se cambia al sistema digital: Ofrece mejor calidad de sonido. El formato digital no tiene ruido ya que permite el procesado de la señal. Itinerancia (roaming). Puede conectar con otras compañías (por ejemplo cuando viajas al extranjero). Integración global o mundial (GSM-900): Ancho de frecuencias de 900 MHz que permite la multiplexión de la señal (es decir mandar varias líneas de datos en 1 sola). Reducción del tamaño y del coste. Se utilizan satélites de telecomunicaciones para aumentar la cobertura. Se usa como identificador una memoria SIM. El servicio de datos se limita a mensajes cortos (SMS). En 1995, Telefónica se implantó en España bajo el nombre de Movistar. o Segunda Generación y media 2.5G (2001): La norma GSM no evoluciona, solo aumenta la velocidad de transmisión de datos: GPRS: 144 Kbps. EDGE: 384 Kbps. Servicios: EMS (Servicio SMS extendido). MMS (Servicio de mensajería multimedia). WWW (Protocolo de acceso a Internet). WAP (Protocolo de acceso a Internet desde inalámbrico). Correo electrónico. Permiten al usuario utilizar su sistema como modem. o Tercera generación 3G (2006): Los sistemas 2,5 G (basados en GSM) eran incapaces de extenderse para proveer de nuevos servicios. Se reconstruyó totalmente el sistema de telecomunicaciones UMTS- 2000 (2000 MHz) Es totalmente compatible con la generación 2G y 2,5G. Mejora la calidad de la señal telefónica Se aumenta le velocidad de datos hasta 7200 Kbps Se aumenta también la velocidad de conexión y reconexión frente a caídas. Nuevos servicios: Videollamadas. Conexión con total funcionalidad a internet. Transferencia y reproducción multimedia (El móvil se comporta como un ordenador, las posibilidades son infinitas, es decir, el smartphone).Fernando Jiménez Peña 34

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