Introducción a la Arquitectura y Periféricos de Computadoras
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Conceptos Fundamentales de Informática
La Informática es la parte de la tecnología que se ocupa del tratamiento automático de la información, los equipos necesarios para ello, y los medios de comunicación y almacenamiento de datos. Para que exista información, generalmente se requiere un emisor, un receptor, un medio y un soporte.
El Ordenador y su Lenguaje
Un ordenador es un conjunto de dispositivos electrónicos cuya función principal es el tratamiento automático de la información. Son capaces de distinguir dos estados fundamentales:
- Abierto: Cuando no circula corriente, representado por un 0.
- Cerrado: Cuando sí circula corriente, representado por un 1.
El ordenador solo comprende un lenguaje basado en estos dos estados, formado por ceros y unos.
Código Binario
El código binario es el único lenguaje que entienden los ordenadores, formado exclusivamente por dos elementos: el 0 y el 1.
Unidades de Información
- Un Bit (Binary Digit) es la mínima cantidad de información que puede procesar un ordenador.
- La unidad de medida superior es el Byte, donde 8 Bits equivalen a 1 Byte.
Las unidades de medida de almacenamiento se basan en múltiplos de Bytes:
- 1 Terabyte (TB) = 103 Gigabytes (GB) = 106 Megabytes (MB) = 109 Kilobytes (KB) = 1012 Bytes (B).
Conversión entre Sistemas Numéricos
De Sistema Decimal a Binario
Para convertir un número decimal a binario, se divide el número decimal entre 2 sucesivamente hasta que el cociente sea uno. El número binario resultante se forma con el último cociente seguido de todos los restos, leídos en orden inverso (de abajo hacia arriba).
De Sistema Binario a Decimal
Para convertir un número binario a decimal, cada dígito del número binario se multiplica por una potencia de 2, comenzando por la cifra de la derecha con 20 y aumentando la potencia hacia la izquierda. La suma de estos productos da el número decimal.
Hardware y Software: Los Pilares del Ordenador
El funcionamiento de un ordenador se basa en la interacción de dos componentes esenciales:
- El Hardware se refiere a todos los dispositivos físicos que componen un ordenador.
- El Software son las instrucciones lógicas que controlan el hardware. Está formado por secuencias de ceros y unos (código binario).
Componentes Físicos de un Ordenador
La Unidad Central (Torre/Gabinete)
La Unidad Central es la caja de metal que contiene los componentes principales del ordenador. En su frontal se encuentran los botones de encendido y apagado, y a veces puertos de conexión. Dentro de ella se alojan:
- La Fuente de Alimentación
- La Placa Base (con la CPU y conectores)
- Los Periféricos Internos
Fuente de Alimentación
La Fuente de Alimentación es el componente encargado de suministrar las tensiones y corrientes eléctricas necesarias para todos los dispositivos del ordenador. Su función es convertir la corriente alterna (AC) de la red eléctrica en corriente continua (DC), reduciendo voltajes como 220V a los requeridos por los componentes (ej. 12V y 5V).
Placa Base (Motherboard)
La Placa Base es la parte principal de un ordenador, un circuito impreso donde se conectan y comunican todos los componentes. En ella reside la CPU y diversos conectores (como los buses).
Buses
Los buses son los hilos de cobre de la placa base que permiten la comunicación entre componentes. Tipos principales:
- Bus de datos: Transporta la información.
- Bus de direcciones: Indica la ubicación de los datos.
- Bus de control: Gestiona las operaciones.
CPU (Central Processing Unit)
La CPU es el cerebro del ordenador, encargada de realizar todas las operaciones lógicas y aritméticas, interpretar instrucciones y procesar datos. A menudo se le denomina microprocesador.
Memoria Principal
La Memoria Principal (o Memoria Central) contiene las instrucciones que se van a ejecutar y los datos a procesar. Se divide en:
- Memoria ROM (Read Only Memory): Memoria de solo lectura. Su información no puede ser borrada ni modificada, solo leída. Contiene el firmware esencial para el arranque del sistema.
- Memoria RAM (Random Access Memory): Memoria de acceso aleatorio. Puede ser leída, escrita y modificada. Es volátil, lo que significa que pierde su contenido al apagar el ordenador.
Unidad de Entrada y Salida (I/O Unit)
La Unidad de Entrada y Salida establece la comunicación entre la CPU y los dispositivos externos a través de conectores.
Conectores
Los conectores son elementos que permiten unir eléctricamente circuitos impresos o dispositivos que interactúan con la unidad de entrada y salida. Algunos tipos comunes incluyen: ISA, PCI, AGP, IDE, SATA (Serial-ATA), Puerto Paralelo, Puerto Serie, Firewire.
Periféricos
Los periféricos son dispositivos que permiten la interacción del usuario con el ordenador o la comunicación con otros dispositivos. Se clasifican en internos y externos.
Periféricos Internos
Los periféricos internos son circuitos impresos o dispositivos que se alojan en el interior de la caja de la unidad central, como tarjetas de sonido o de red.
Periféricos Externos
Los periféricos externos son dispositivos que se encuentran fuera de la unidad central.
Periféricos de Entrada
Envían información a la CPU:
- Teclado: Permite introducir texto y comandos. Utiliza el código ASCII (American Standard Code for Information Interchange), que representa hasta 256 caracteres.
- Ratón: Envía a la CPU los datos de movimiento en los ejes X e Y, y las acciones de clic.
- Escáner: Digitaliza imágenes o documentos físicos para convertirlos en formato digital.
Periféricos de Salida
Muestran o envían información desde la CPU al usuario o a otros dispositivos:
- Impresora: Produce copias físicas de documentos digitales. Tipos comunes:
- Impresoras Matriciales: Disponen de un cabezal con agujas que golpean una cinta de tinta sobre el papel.
- Impresoras de Inyección de Tinta: Utilizan cartuchos con cuatro depósitos de tinta (negro, magenta, cian y amarillo) para rociar tinta sobre el papel.
- Impresoras Láser: Son muy rápidas y ofrecen alta calidad de impresión, utilizando tóner y un haz láser.
- Monitor: Muestra la información visual generada por el ordenador.
- Tarjeta de Vídeo: Procesa y envía la señal de vídeo al monitor.
- Plotter: Impresora de gran formato utilizada para dibujos técnicos o gráficos.
Periféricos de Entrada y Salida (Mixtos)
Permiten tanto enviar datos a la CPU como recibirlos de ella:
- Módem: Dispositivo que permite la comunicación de datos a través de líneas telefónicas o de cable.
- Disco Duro: Dispositivo principal de almacenamiento permanente de información. Permite leer, escribir y borrar datos.
- Disquetera: Unidad para leer y escribir disquetes (tecnología obsoleta, pero mencionada en el texto original).
- Tarjeta de Red: Permite la comunicación entre varios ordenadores conectados en red (LAN/WAN).
- Tarjeta de Sonido: Procesa el audio y permite la entrada/salida de sonido.
- Unidades de CD-ROM y DVD: Unidades para leer discos ópticos (CDs y DVDs).
- Bluetooth: Tecnología inalámbrica que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos con un alcance típico de hasta 10 metros.