Hardware y Software: Pilares del Funcionamiento de un Ordenador

El hardware comprende los elementos físicos que constituyen un ordenador, mientras que el software engloba los programas que permiten controlar su funcionamiento. Ambos son imprescindibles para la operatividad del ordenador.

Conversión de Binario a Decimal

Para determinar la cantidad decimal representada por una combinación binaria (ceros y unos), se realiza su desarrollo polinómico. Por ejemplo, para 10101₍₂: 1·2⁴ + 0·2³ + 1·2² + 0·2¹ + 1·2⁰ = 16 + 0 + 4 + 0 + 1 = 21₍₁₀.

Unidades de Medida de Almacenamiento

La unidad mínima de información es el bit. A continuación, se presentan las equivalencias de las unidades de medida de almacenamiento más comunes:

Clasificación del Software

El software se clasifica en tres grandes grupos según su función:

• Software de sistemas: Sistemas operativos.
• Software de programación: Programas para crear otros programas.
• Software de aplicación: Programas para usuarios finales.

Los programas verticales están diseñados para tareas específicas, mientras que los horizontales son de carácter general y utilizables por la mayoría de los usuarios.

Componentes Internos del Ordenador

Unidad Central de Procesamiento (CPU)

La unidad central (CPU) es la carcasa que alberga los componentes electrónicos que ejecutan los programas. A ella se conectan el monitor, el teclado, la impresora, el ratón y otros periféricos.

Periféricos

Los periféricos son dispositivos que se conectan a la CPU para interactuar con el ordenador. Se clasifican en:

• Periféricos de entrada: Permiten introducir datos (teclado, ratón).
• Periféricos de salida: Muestran resultados (monitor, impresora).
• Periféricos de entrada/salida: Permiten entrada y salida de datos (dispositivos de almacenamiento).

Placa Base

La placa base es el componente principal al que se conectan todos los demás, ya sea directamente o a través de ranuras de expansión (slots).

Buses

Los buses son los canales por los que circula la información dentro del ordenador.

Unidad de Control y Unidad Aritmeticológica

La unidad de control dirige y coordina los elementos del ordenador. La unidad aritmeticológica realiza operaciones aritméticas y lógicas. Ambas están integradas en el microprocesador.

Memorias

• Memoria RAM: Almacena temporalmente las instrucciones y datos en uso. Es volátil.
• Memoria Caché: Almacena instrucciones y datos recientes o de uso frecuente para agilizar la transferencia de información.
• Memoria Virtual: Utiliza parte del disco duro para simular RAM, aumentando la memoria total. Es más lenta que la RAM.
• Memoria ROM: Memoria de solo lectura con instrucciones del fabricante. Es permanente.
• BIOS: Contiene instrucciones para el chequeo inicial del equipo y datos técnicos de componentes.
• Memoria RAM CMOS: Almacena configuración del sistema, como fecha, hora y datos de periféricos.

Fuente de Alimentación

La fuente de alimentación transforma la corriente eléctrica de la red (230 V) a corriente compatible con el PC (5-12 V). Suele incluir ventiladores.

Tarjeta Controladora y Ranuras de Expansión

La tarjeta controladora gestiona la comunicación entre un dispositivo y el ordenador. Las ranuras de expansión son conectores en la placa base para tarjetas controladoras PCI y AGP (tarjeta gráfica).

Tarjetas de Expansión y Puertos de Comunicación

Las tarjetas de expansión proporcionan conectores para dispositivos como monitores (a través de un conector VGA en la tarjeta de vídeo o tarjeta gráfica), altavoces, micrófonos, etc. Algunas placas base ya las traen integradas.

Los puertos de comunicación más comunes son:

• Puertos serie: Transferencia lenta (módem).
• Puerto PS/2: Para ratón y teclado.
• Conexión en paralelo: Mayor transferencia de información (impresora).
• Puertos USB: Puertos serie de alta velocidad. Permiten conexión en caliente.
• Puertos Firewire: Similar a USB.

Periféricos de Entrada

Teclado

El teclado es un método principal de entrada de datos. Existen teclados estándar, ergonómicos, multimedia e inalámbricos. Las teclas se dividen en: función, edición, alfanuméricas, bloque numérico y especiales.

Ratón

Tipos de ratones según su tecnología:

• Mecánicos: Con bola.
• Ópticos: Sin bola, evitan la acumulación de suciedad.
• Láser: Más sensibles y precisos.

Escáner

El escáner digitaliza imágenes o documentos impresos. El software OCR permite convertir imágenes escaneadas en texto editable. La calidad del escáner depende de los bits de escaneado, la resolución óptica (píxeles por pulgada o ppp) y el rango de densidad.

Otros Periféricos de Entrada

Tableta digitalizadora, joystick, lectores de códigos de barras, lectores de bandas magnéticas, cámaras digitales, micrófonos, etc.

Periféricos de Salida

Monitores

Tipos de monitores:

• CRT (tubo de rayos catódicos): En desuso.
• LCD (pantalla de cristal líquido): Menor tamaño, consumo y perjuicio para la vista.
• TFT (transistor de película fina): Mejor calidad de imagen.
• Plasma (gas).

La resolución del monitor depende del número de píxeles (líneas x columnas).

Impresoras

Tecnologías de impresión:

• Matriciales: En desuso.
• De inyección: Comunes.
• Láser: Silenciosas, rápidas y de alta calidad.
• Térmicas: Para tiques.

La calidad se mide en ppp (puntos por pulgada) y la velocidad en ppm (páginas por minuto).

Plotter

El plotter permite impresión de alta calidad en grandes dimensiones.

Dispositivos de Almacenamiento

Discos Magnéticos

Emplean técnicas de magnetización. Los discos se dividen en pistas y sectores. Formatear es dividir los discos en pistas y sectores.

Disco Duro

El disco duro es el principal dispositivo de almacenamiento masivo por su velocidad, capacidad y fiabilidad. La conexión S-ATA (Serial ATA) ha reemplazado al puerto IDE.

CD-ROM, DVD-ROM, Blue-ray y HD DVD

El CD-ROM es de solo lectura (700-900 MB). El DVD-ROM tiene mayor capacidad (4,7 GB). Los discos grabables (CD-RW, DVD-RW) permiten múltiples grabaciones. Blue-ray y HD DVD son formatos de alta definición. Los lectores de DVD se conectan a través del puerto IDE.

Memorias USB (Pendrive)

Se conectan a un puerto USB. Destacan por su tamaño reducido y alimentación a través del PC.

Redes de Ordenadores

Las redes permiten la comunicación entre ordenadores para compartir recursos. Un nodo es un ordenador conectado a la red. Una red local abarca pocos kilómetros.

Componentes de una Red

Software de aplicaciones, software de red y hardware de red.

Dirección MAC

La dirección MAC es el identificador único de cada tarjeta de red. Es única y permanente.

Protocolo TCP/IP

El protocolo TCP/IP es el lenguaje de comunicación en red. Una dirección IP identifica a un equipo en la red.

Redes Wi-Fi

El alcance de la señal Wi-Fi depende de la potencia del router, del dispositivo Wi-Fi y de los obstáculos. Se recomienda colocar el router en un lugar alto para mayor alcance.

Seguridad en Redes Inalámbricas

Medidas de seguridad:

• Ocultar el SSID (nombre de la red).
• Cambiar la contraseña del router.
• Usar seguridad WPA/WPA2 con contraseña segura.

Mantenimiento del Software

Recomendaciones:

• Instalar solo software necesario.
• Desinstalar software correctamente.
• No sobrecargar el disco duro y tener suficiente RAM.
• Usar drivers adecuados al sistema operativo.
• Realizar copias de seguridad.
• Tener un antivirus actualizado y un antiespías.
• Instalar un firewall.
• Si hay dos discos duros, usar el más rápido para el sistema operativo y programas, y el segundo para datos.
• Vaciar carpetas de archivos temporales.
• Desfragmentar el disco duro periódicamente.

Ejercicios

Ejercicio 29: Conexiones de Componentes

Ejercicio 32: Identificación de Puertos

Identificar los puertos del ordenador y ejemplos de dispositivos que se conectan a ellos:

1. PS/2: Teclado y ratón.
2. Serie: Dispositivos de baja velocidad (módem).
3. Paralelo: Impresora.
4. USB: Cámara de fotos, disco duro externo.
5. Conectores de audio: Auriculares, altavoz.

Ejercicio 31: Definiciones de Componentes

• Conjunto de chips que gestiona la actividad de los componentes del ordenador: Microprocesador.
• Chip que dirige y coordina los componentes del equipo, además de realizar las operaciones aritméticas: Microprocesador.
• Caja en la que se aloja la fuente de alimentación y el resto de componentes de un ordenador: CPU.
• Dispositivo que permite grabar discos compactos: Grabadora de CD’s.
• Componente que se atornilla a la carcasa y al que se conectan los componentes fundamentales de un ordenador: Placa base.
• Elemento que suministra la corriente eléctrica necesaria a los componentes de un ordenador: Fuente de alimentación.
• Elemento que almacena de manera temporal los datos que maneja el ordenador: Memoria RAM.
• Dispositivo que almacena de manera permanente el software y los datos que utiliza un ordenador: Disco duro.
• Conjunto de chips y conexiones que se conecta al monitor y a la placa base y que gestiona la producción de imágenes en la máquina: Tarjeta gráfica.