UNIDAD TRES

 Nombre de la Unidad:      Hardware
Periodo:                               Tercero
Tiempo: Semanas:              10                           Horas:                    10
Contenido Temático:
1.              Hardware
2.              Breve historia
3.              Tipos de hardware
3.1.         Unidad Central de Proceso
3.2.         Memoria RAM
3.2.1.    Módulo de memoria RAM
3.3.         Memoria ROM
3.4.         Periféricos
3.4.1.    Periféricos de entrada (E)
3.4.2.    Periféricos de salida (S)
3.4.3.    Periféricos mixtos (E/S)
3.5.         Hardware Gráfico


Hardware
corresponde a todas las partes tangibles de una computadora: sus componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos; sus cables, gabinetes o cajas,periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado; contrariamente, el soporte lógico es intangible y es llamado software. El término es propio del idioma inglés (literalmente traducido: partes duras), su traducción al español no tiene un significado acorde, por tal motivo se la ha adoptado tal cual es y suena; la Real Academia Española lo define como «Conjunto de los componentes que integran la parte material de una computadora. El término, aunque es lo más común, no solamente se aplica a una computadora tal como se la conoce, ya que, por ejemplo, un robot, un teléfono móvil, una cámara fotográfica o un reproductor multimedia también poseen hardware (y software).


tipos de Hardware:
  1. Hardware básico: son todos aquellos elementos que son imprescindibles para el correcto funcionamiento del equipo.
        +  Ejemplos
  • Memoria RAM: es una memoria que almacena la información de manera temporal. Si no hay este elemento, no hay dónde almacenar la información mientras se trabaja con la computadora.
  • Microprocesador: se encarga de administrar el software y Hardware del equipo, así como procesar toda la información, es imposible trabajar sin este dispositivo.
  • Memoria ROM: almacena información básica del equipo, sin ella, no es posible determinar que elementos básicos integra al momento del arranque.
  • Tarjeta principal (Motherboard): permite la interconexión de todos los dispositivos internos esenciales para el correcto funcionamiento de la computadora.
  • Dispositivo de salida de datos: es necesario ya que el usuario debe de poder saber lo que la computadora está realizando (puede ser una pantalla, monitor, una impresora, etc.).
  • Dispositivo de entrada de datos: la información debe de ser introducida al equipo por algún medio y además ejercer el control básico del mismo (teclado, ratón, escáner, etc.).
  • Gabinete: aunque se ha demostrado que una computadora trabaja correctamente sin gabinete, no es lo mas recomendable, así que los dispositivos internos deben estar montados en una estructura diseñada para ellos.

    1. Hardware complementario: son todos aquellos elementos de los que se puede prescindir para el funcionamiento del equipo.
          +  Ejemplos
    • Bocinas: son dispositivos que se encargan de recibir las señales de audio de la computadora y convertirlas en sonidos. Una computadora puede trabajar de manera correcta sin bocinas.
    • Ratón: se encarga mover el puntero por la pantalla, en este caso hay métodos para moverlo en por medio del teclado.
    • Disco duro: aunque podríamos pensar en que es imprescindible, una computadora es capaz de trabajar un sistema operativo desde undisquete, un DVD ó una memoria USB.
    • Unidad lectora de disco óptico: permite la introducción de información a la computadora pero no es necesaria, ya que puede ser por otros medios como disquetes, discos duros externos e incluso desde la red por medio de un cable ó de manera inalámbrica.
    • WebCam: se utiliza solo para aplicaciones de comunicación en tiempo real y el funcionamiento de la computadora no depende de su presencia.
    • Tarjeta aceleradora de video AGP: se utiliza para mejorar los gráficos de un videojuego, sin embargo la computadora puede trabajar de manera correcta con una tarjeta de video básica integrada.


      unidad central de procesamiento

      La unidad central de procesamiento o CPU (por el acrónimo en inglés de central processing unit), o simplemente el procesador o microprocesador, es el componente del computador y otros dispositivos programables, que interpreta las instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos. Los CPU proporcionan la característica fundamental de la computadora digital (la programabilidad) y son uno de los componentes necesarios encontrados en las computadoras de cualquier tiempo, junto con el almacenamiento primarioy los dispositivos de entrada/salida. Se conoce como microprocesador el CPU que es manufacturado con circuitos integrados. Desde mediados de los años 1970, los microprocesadores de un solo chip han reemplazado casi totalmente todos los tipos de CPU, y hoy en día, el término "CPU" es aplicado usualmente a todos los microprocesadores

      MEMORIA RAM.

      La memoria principal o RAM (Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el computador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. El almacenamiento es considerado temporal por que los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida o no sea reiniciada.
      Se le llama RAM por que es posible acceder a cualquier ubicación de ella aleatoria y rápidamente
      Físicamente, están constituidas por un conjunto de chips o módulos de chips normalmente conectados a la tarjeta madre. Los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos:

      TIPOS DE MODELOS DE MEMORIA RAM


      • DRAM: Dinamic-RAM, o RAM DINAMICA, ya que es "la original", y por tanto la más lenta.
      • Usada hasta la época del 386, su velocidad típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns), tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente serie de datos. Por ello, es más rápida la de 70 ns que la de 80 ns.
      • Físicamente, aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.
      • Fast Page (FPM): a veces llamada DRAM (o sólo "RAM"), puesto que evoluciona directamente de ella, y se usa desde hace tanto que pocas veces se las diferencia. Algo más rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida) como por ser de 70 ó 60 ns.
      • Usada hasta con los primeros Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486).
      • EDO: o EDO-RAM, Extended Data Output-RAM. Evoluciona de la Fast Page; permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo (haciendo su Output), lo que la hace algo más rápida (un 5%, más o menos).
      • Muy común en los Pentium MMX y AMD K6, con velocidad de 70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168.
      • SDRAM: Sincronic-RAM. Funciona de manera sincronizada con la velocidad de la placa (de 50 a 66 MHz), para lo que debe ser rapidísima, de unos 25 a 10 ns. Sólo se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos; es usada en los Pentium II de menos de 350 MHz y en los Celeron.
      • PC100: o SDRAM de 100 MHz. Memoria SDRAM capaz de funcionar a esos 100 MHz, que utilizan los AMD K6-2, Pentium II a 350 MHz y computadores más modernos; teóricamente se trata de unas especificaciones mínimas que se deben cumplir para funcionar correctamente a dicha velocidad, aunque no todas las memorias vendidas como "de 100 MHz" las cumplen.
      • PC133: o SDRAM de 133 MHz. La más moderna (y recomendable).
       SIMMs y DIMMs
      Se trata de la forma en que se juntan los chips de memoria, del tipo que sean, para conectarse a la placa base del ordenador. Son unas plaquitas alargadas con conectores en un extremo; al conjunto se le llama módulo.
      El número de conectores depende del bus de datos del microprocesador, que más que un autobús es la carretera por la que van los datos; el número de carriles de dicha carretera representaría el número de bits de información que puede manejar cada vez.
      • SIMMs: Single In-line Memory Module, con 30 ó 72 contactos. Los de 30 contactos pueden manejar 8 bits cada vez, por lo que en un 386 ó 486, que tiene un bus de datos de 32 bits, necesitamos usarlos de 4 en 4 módulos iguales. Miden unos 8,5 cm (30 c.) ó 10,5 cm (72 c.) y sus zócalos suelen ser de color blanco.
      Los SIMMs de 72 contactos, más modernos, manejan 32 bits, por lo que se usan de 1 en 1 en los 486; en los Pentium se haría de 2 en 2 módulos (iguales), porque el bus de datos de los Pentium es el doble de grande (64 bits).
      • DIMMs: más alargados (unos 13 cm), con 168 contactos y en zócalos generalmente negros; llevan dos muescas para facilitar su correcta colocación. Pueden manejar 64 bits de una vez, por lo que pueden usarse de 1 en 1 en los Pentium, K6 y superiores. Existen para voltaje estándar (5 voltios) o reducido (3.3 V).
      Y podríamos añadir los módulos SIP, que eran parecidos a los SIMM pero con frágiles patitas soldadas y que no se usan desde hace bastantes años, o cuando toda o parte de la memoria viene soldada en la placa (caso de algunos ordenadores de marca).
       Otros tipos de RAM
      • BEDO (Burst-EDO): una evolución de la EDO, que envía ciertos datos en "ráfagas". Poco extendida, compite en prestaciones con la SDRAM.
      • Memorias con paridad: consisten en añadir a cualquiera de los tipos anteriores un chip que realiza una operación con los datos cuando entran en el chip y otra cuando salen. Si el resultado ha variado, se ha producido un error y los datos ya no son fiables.
        Dicho así, parece una ventaja; sin embargo, el ordenador sólo avisa de que el error se ha producido, no lo corrige. Es más, estos errores son tan improbables que la mayor parte de los chips no los sufren jamás aunque estén funcionando durante años; por ello, hace años que todas las memorias se fabrican sin paridad.
      • ECC: memoria con corrección de errores. Puede ser de cualquier tipo, aunque sobre todo EDO-ECC o SDRAM-ECC. Detecta errores de datos y los corrige; para aplicaciones realmente críticas. Usada en servidores y mainframes.
      • Memorias de Vídeo: para tarjetas gráficas. De menor a mayor rendimiento, pueden ser: DRAM -> FPM -> EDO -> VRAM -> WRAM -> SDRAM -> SGRAM
      DDR-SDRAM: (Doble Data Rate)
      ¿Cómo es físicamente la DDR-SDRAM? O lo que es lo mismo: ¿puedo instalarla en mi "antigua" placa base? Lamentablemente, la respuesta es un NO rotundo.


      UNIDAD CENTRAL DEL PROCESO


      Es un circuito microscópico que interpreta y ejecuta instrucciones. El CPU se ocupa del control y el proceso de datos en las computadoras. Generalmente, el CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos. El microprocesador del CPU está formado por una unidad aritmético-lógica que realiza cálculos y comparaciones, y toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole); por una serie de registros donde se almacena información temporalmente, y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones. Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, el CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus. El bus conecta el CPU a los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo, un disco duro), los dispositivos de entrada (por ejemplo, un teclado o un mouse) y los dispositivos de salida (por ejemplo, un monitor o una impresora).



      Cuando se ejecuta un programa, el registro de la CPU, llamado contador de programa, lleva la cuenta de la siguiente instrucción, para garantizar que las instrucciones se ejecuten en la secuencia adecuada. La unidad de control de la CPU coordina y temporiza las funciones de la CPU, tras lo cual recupera la siguiente instrucción desde la memoria. En una secuencia típica, la CPU localiza la instrucción en el dispositivo de almacenamiento correspondiente. La instrucción viaja por el bus desde la memoria hasta la CPU, donde se almacena en el registro de instrucción. Entretanto, el contador de programa se incrementa en uno para prepararse para la siguiente instrucción. A continuación, la instrucción actual es analizada por un descodificador, que determina lo que hará la instrucción. Cualquier dato requerido por la instrucción es recuperado desde el dispositivo de almacenamiento correspondiente y se almacena en el registro de datos de la CPU. A continuación, la CPU ejecuta la instrucción, y los resultados se almacenan en otro registro o se copian en una dirección de memoria determinada.

      En los años 70 afectó perceptiblemente el diseño y la puesta en práctica de CPUs. Desde que la introducción del primer microprocesador (la Intel 4004) en 1970 y el primer utilizó extensamente el microprocesador (la Intel 8080) en 1974, esta clase de CPUs ha alcanzado casi totalmente el resto de los métodos de la puesta en práctica de la unidad central de proceso. Los fabricantes del chasis y de la minicomputadora de los programas de desarrollo propietarios lanzados tiempo del IC para aumentar sus más viejas arquitecturas de computadora, y produjeron eventual los microprocesadores compatibles del sistema de instrucción que eran backward-compatible con su más viejos hardware y software. Combinado con el advenimiento y el éxito extenso eventual del ordenador personal ahora ubicuo, el término “CPU” ahora se aplica casi exclusivamente a los microprocesadores.

      MEMORIA ROM


      La memoria ROM, también conocida como firmware, es un circuito integrado programado con unos datos específicos cuando es fabricado. Los chips de características ROM no solo se usan en ordenadores, sino en muchos otros componentes electrónicos también. Hay varios tipos de ROM, por lo que lo mejor es empezar por partes.
      Tipos de ROM
      Hay 5 tipos básicos de ROM, los cuales se pueden identificar como:
      • ROM
      • PROM           
      • EPROM
      • EEPROM
      • Memoria Flash

      Cada tipo tiene unas características especiales, aunque todas tienen algo en común:
      • Los datos que se almacenan en estos chips son no volátiles, lo cual significa que no se pierden cuando se apaga el equipo.
      • Los datos almacenados no pueden ser cambiados o en su defecto necesitan alguna operación especial para modificarse. Recordemos que la memoria RAM puede ser cambiada en al momento.
      Todo esto significa que quitando la fuente de energía que alimenta el chip no supondrá que los datos se pierdan irremediablemente.
      Funcionamiento ROM
      De un modo similar a la memoria RAM, los chips ROM contienen  una hilera de filas y columnas, aunque la manera en que interactúan es bastante diferente. Mientras que RAM usualmente utiliza transistores para dar paso a un capacitador en cada intersección, ROM usa un diodo para conectar las líneas si el valor es igual a 1. Por el contrario, si el valor es 0, las líneas no se conectan en absoluto.

      PERIFERICO:


      En informática, se denomina periféricos a los aparatos o dispositivos auxiliares e independientes conectados a la unidad central de procesamiento de una computadora.
      Se consideran periféricos tanto a las unidades o dispositivos a través de los cuales la computadora se comunica con el mundo exterior, como a los sistemas que almacenan o archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar de la memoria principal.
      Se entenderá por periférico al conjunto de dispositivos que, sin pertenecer al núcleo fundamental de la computadora, formado por la CPU y la memoria central, permitan realizar operaciones de entrada/salida (E/S) complementarias al proceso de datos que realiza la CPU. Estas tres unidades básicas en un computador, CPU, memoria central y el subsistema de E/S, están comunicadas entre sí por tres buses o canales de comunicación:
      • el bus de direcciones, para seleccionar la dirección del dato o del periférico al que se quiere acceder,
      • el bus de control, básicamente para seleccionar la operación a realizar sobre el dato (principalmente lectura, escritura o modificación) y
      •  EL bus de datos, por donde circulan los datos.
      PERIFERICO DE ENTRADA
      Un dispositivo de entrada o periférico de entrada es cualquier periférico (pieza del equipamiento del hardware de computadora) utilizado para proporcionar datos y señales de control a un sistema de procesamiento de información (por ejemplo, un equipo). Los periféricos de entrada y salida componen la interfaz de hardware entre un equipo como un escáner o controlador 6DOF.



      PerifPPERIFERICO DE SALEDA

      Son los que reciben información que es procesada por la CPU y la reproducen para que sea perceptible por el usuario. Algunos ejemplos son:
      Un periférico mixto es aquel periférico que puede cumplir funciones tanto de entrada como de salida. Por ejemplo, discos rígidos, disqueteras, unidades de cinta magnética, lecto-grabadoras de CD/DVD, unidades de discos ZIP, memorias flash, tarjetas de red, módems, placas de captura/salida de vídeo,

      HARDWARE GRAFICO



      El hardware gráfico lo constituyen básicamente las tarjetas gráficas. Dichos componentes disponen de su propia memoria y unidad de procesamiento, esta última llamada unidad de procesamiento gráfico (o GPU, siglas en inglés de Graphics Processing Unit). El objetivo básico de la GPU es realizar los cálculos asociados a operaciones gráficas, fundamentalmente en coma flotante,  liberando así al procesador principal (CPU) de esa costosa tarea (en tiempo) para que éste pueda efectuar otras funciones en forma más eficiente




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