Arquitectura del Ordenador

La unidad central del sistema es una caja que contiene los elementos que hacen funcionar el ordenador. La conexión de dispositivos a la unidad central se realiza a través de:

• Puerto PS/2: De conectores mini-DIN de seis contactos (para ratones y teclados).
• Puerto serie: De conectores de nueve pines (DB-9) macho y hembra. Se utilizan para enviar y recibir datos.
• Puerto Paralelo: Mediante conectores de 25 pines (DB-25) macho y hembra. Se utiliza principalmente para la conexión de impresoras.
• Puerto USB (Universal Serial Bus): Emplea conectores de cuatro contactos, macho y hembra, rectangulares (tipo A) o cuadrados (tipo B).
• Conectores VGA (DB-15): Se utilizan para la conexión de monitores CRT de tubo de rayos catódicos (prácticamente en desuso).
• Conectores DVI: Se utilizan para la conexión de monitores digitales de pantalla plana TFT.
• Conectores HDMI o High Definition Multimedia Interface (Interfaz Multimedia de Alta Definición): Son conectores para transmitir audio y video digital sin comprimir de un equipo a otro.
• Conectores RJ45: Se utilizan para las conexiones de red, y para conectar el ordenador a un router o a un módem.

Funcionamiento del Ordenador

Los ordenadores operan con datos numéricos utilizando un código de dos cifras o dígitos (el 0 y el 1), llamado código binario. La información en código binario recibe el nombre de información digital, pues el 0 y el 1 son dígitos binarios, conocidos también con el nombre de bits. En el ordenador, los bits son los impulsos eléctricos: el dígito 1 equivale a on (encendido) y el dígito 0 equivale a off (apagado).

La información se codifica en grupos de 8, 16, 32, 64… bits. Un grupo de 8 bits forma un byte, que es suficiente para codificar una letra del alfabeto. El tamaño de los grupos de bits depende del procesador, que puede ser de 32 bits o de 64 bits.

Los datos codificados en forma binaria permiten realizar dos tipos de operaciones:

• Operaciones aritméticas: Suma, resta, multiplicación, división…
• Operaciones lógicas: Consiste en preguntas que solo admiten como respuesta sí o no (verdadero o falso), lo que sigue siendo un código binario.

Las puertas lógicas son circuitos formados por componentes electrónicos: resistencias, condensadores, diodos y transistores que contienen la unidad central de proceso o CPU.

• Salida de una puerta AND: Es 1 si y solo si sus dos entradas son 1.
• Salida de una puerta OR: Es 1 si una o varias de sus entradas son 1.
• Salida de una puerta NOT: Es 1 si la entrada es 0, y 0 si la entrada es 1.

La Placa Madre (Motherboard)

La placa madre, o placa base, es una placa de circuito impreso que contiene los componentes electrónicos fundamentales del ordenador.

• Buses: Son los caminos por los cuales se mueve la información, están constituidos por líneas de cobre (pistas) que recorren la placa madre. Cada pista transporta un bit, así cada bus tiene tantas pistas como bits ha de transportar. Los buses pueden ser de 8 bits, 16 bits, 32, 64… Hay tres tipos de buses:
  • Bus de datos: Comunica la CPU con el resto de los componentes, la memoria y los dispositivos de entrada y salida.
  • Bus de direcciones: Por él circulan los números (direcciones) para localizar el lugar donde se encuentran los datos dentro de la memoria.
  • Bus de control: Por él circulan las instrucciones de la CPU para su ejecución.
• Memoria: Aquí se almacenan las instrucciones y los datos que utiliza la CPU. Está dividida en celdas de un byte llamadas posiciones de memoria, identificadas por un número, dirección de memoria, que permite a la CPU localizarlas. Existen dos tipos de memoria:
  • Memoria ROM: Contiene las instrucciones que necesita la CPU para controlar el ordenador.
  • Memoria RAM: Es una memoria de lectura-escritura en la que se pueden modificar o borrar datos. También se puede ampliar, ya que son chips montados en placas de circuito impreso, llamadas módulos de memoria.
• Reloj del sistema: Es un dispositivo que envía las señales eléctricas o impulsos.
• Ranuras o slots de expansión: Permiten la instalación de tarjetas de expansión para mejorar los gráficos, el sonido, las comunicaciones, etc., o para controlar diferentes dispositivos.

Periféricos

Son todos aquellos dispositivos que permiten a la unidad central enviar y recibir información. Se clasifican en:

Dispositivos de Entrada

Se emplean para introducir información en el ordenador. Los más habituales son el teclado, el ratón y el escáner.

• Teclado: Dispositivo que lleva un conjunto de teclas, con caracteres y símbolos, similares a las de una máquina de escribir y otras que realizan funciones específicas como desplegar menús, acceder a internet, controlar el volumen…
• Ratón: Es una caja con varios pulsadores y ruedas que controla los movimientos del cursor en la pantalla. Existen diferentes tipos:
  • De bola: Cuenta con una bola que al mover el ratón, hace girar unos rodillos conectados a unos discos con pequeños orificios.
  • Óptico: Funciona mediante la luz que emite un LED sobre la superficie por la que se desplaza el ratón.
  • Inalámbrico: Se comunica con el ordenador mediante ondas de radio.
• Escáner: Es un dispositivo que transforma imágenes en datos digitales con los que el ordenador puede trabajar. Existen diferentes tipos:
  • De sobremesa: Captan imágenes de documentos en papel.
  • De película: Obtiene imágenes de negativos fotográficos o de diapositivas.
  • Lector de código de barras: Lee la información contenida en códigos de barras.

Dispositivos de Salida

Muestran las tareas que realiza el ordenador. Los principales son el monitor y la impresora.

• Monitor: Es una pantalla que muestra el resultado analógico de las operaciones que realiza el ordenador.
  • Monitor LCD: Es una pantalla plana de cristal líquido que ocupa menos espacio y produce menor cansancio visual.
• Impresora: Aparato capaz de imprimir los documentos elaborados en el ordenador.

Dispositivos de Almacenamiento

Permiten guardar la información procesada y los programas utilizados, de manera que no se pierda ningún dato al apagar el ordenador. Existen varios tipos de dispositivos de almacenamiento:

• Magnéticos: Utilizan materiales sensibles al magnetismo para guardar la información.
  • Disco Duro IDE: Se conecta a la fuente de alimentación mediante una toma de corriente, y al conector IDE de la placa madre, con un cable plano de 40 contactos (cable ATA) al que se pueden conectar dos discos duros.
  • Disco Duro Serial ATA o SATA: Emplea un nuevo tipo de conectores (alimentación y datos). Proporciona mayores velocidades: el tipo SATA1 150 MB/s, y el SATA2 300 MB/s. Actualmente está sustituyendo a los discos duros IDE.
• Ópticos: Son soportes de almacenamiento que se basan en sistemas de lectura y escritura por láser.
• Memoria Flash: Almacenan la información en circuitos integrados y se conocen también con el nombre de memorias de semiconductor. Son memorias de tipo no volátil, es decir, no se pierde la información cuando se desconecta la alimentación.
  • Memorias USB: Pequeño dispositivo de almacenamiento que utiliza memoria flash para guardar información sin necesidad de baterías (pilas). Suelen incluir otras aplicaciones, como radio FM, grabación de voz y reproducción de MP3 y otros formatos de audio.
  • Tarjeta de memoria flash: Para dispositivos portátiles, como cámaras digitales, reproductores MP3, impresoras o consolas de videojuegos. Existen diferentes tipos: CompactFlash (CF), Multimedia Flash (MMC), etc.
  • Unidad de estado sólido o SSD: Se trata de dispositivos de almacenamiento de datos mediante la combinación de memoria no volátil (flash) y memoria volátil, como la SDRAM.

Dispositivos de Imagen y Sonido

Las placas madres actuales suelen incorporar una controladora de audio, pero es recomendable instalar una tarjeta de audio en una ranura de expansión PCI. En cuanto a la tarjeta controladora de video, actualmente suele ser AGP o PCI Express. Las cámaras de fotos o videos digitales se conectan a través de conexiones USB o IEEE 1394 y las cámaras web con un conector USB.