Hardware

                                             HARDWARE

La palabra hardware en informática se refiere a las partes físicas tangibles de un sistema informatico; su componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos. Cables, gabinetes o cajas, perifericos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado componen el hardware; contrariamente, el soporte lógico e intangible es el llamado software.

Hardware típico de una computadora personal:
1. Monitor.
2. Placa principal.
3. Microprocesador (CPU) y zócalo.
4. Un módulo de RAM y tres ranuras.
5. Dos tarjetas de expansión y tres ranuras.
6. Fuente de alimentación.
7. Unidad de disco óptico (CD; DVD; BD).
8. Unidad de disco duro ó unidad de estado sólido.
9. Teclado.
10. Ratón.

Un sistema informático se compone de una unidad central de procesamiento (UCP o CPU), encargada de procesar los datos, uno o varios periféricos de entrada, los que permiten el ingreso de la información y uno o varios periféricos de salida, que posibilitan dar salida (normalmente en forma visual o auditiva) a los datos procesados. Su abreviatura es Hw.

Unidad central de procesamiento.

La Unidad Central de Procesamiento, conocida por las siglas en inglés CPU, es el componente fundamental de la computadora, encargado de interpretar y ejecutar instrucciones y de procesar datos. En computadores modernos, la función de la CPU la realiza uno o más microprocesadores. Se conoce como microprocesador a una CPU que es manufacturada como un único circuito integrado.
Un servidor de red o una máquina de cálculo de alto rendimiento (supercomputación), puede tener varios, incluso miles de microprocesadores trabajando simultáneamente o en paralelo (multiprocesamiento); en este caso, todo ese conjunto conforma la CPU de la máquina.
Las unidades centrales de proceso (CPU) en la forma de un único microprocesador no sólo están presentes en las computadoras personales (PC), sino también en otros tipos de dispositivos que incorporan una cierta capacidad de proceso o "inteligencia electrónica", como pueden ser: controladores de procesos industriales, televisores, automóviles, calculadores, aviones, teléfonos móviles, electrodomésticos, juguetes y muchos más. Actualmente los diseñadores y fabricantes más populares de microprocesadores de PC son Intel y AMD; y para el mercado de dispositivos móviles y de bajo consumo, los principales son Samsung, Qualcomm, Texas Instruments, MediaTek, NVIDIA e Intel.

 El microprocesador se monta en la llamada placa base, sobre un zócalo conocido como zócalo de CPU, que permite las conexiones eléctricas entre los circuitos de la placa y el procesador. Sobre el procesador ajustado a la placa base se fija un disipador térmico de un material con elevada conductividad térmica, que por lo general es de aluminio, y en algunos casos de cobre. este es indispensable en los microprocesadores que consumen bastante energía, la cual, en gran parte, es emitida en forma de calor: en algunos casos pueden consumir tanta energía como una lámpara incandescente (de 40 a 130 vatios).


Adicionalmente, sobre el disipador se acopla uno o dos ventiladores (raramente más), destinados a forzar la circulación de aire para extraer más rápidamente el calor acumulado por el disipador y originado en el microprocesador. Complementariamente, para evitar daños por efectos térmicos, también se suelen instalar sensores de temperatura del microprocesador y sensores de revoluciones del ventilador, así como sistemas automáticos que controlan la cantidad de revoluciones por unidad de tiempo de estos últimos.
La gran mayoría de los circuitos electrónicos e integrados que componen el hardware del computador van montados en la placa madre.

Placa principal, placa madre o placa base

 

La placa base, también conocida como placa madre o principal o con los anglicismos motherboard o mainboard,es un gran circuito impreso sobre el que se suelda el chipset, las ranuras de expansión (slots), los zócalos, conectores, diversos integrados, etc. Es el soporte fundamental que aloja y comunica a todos los demás componentes: Procesador, módulos de memoria RAM, tarjetas gráficas, tarjetas de expansión, periféricos de entrada y salida. Para comunicar esos componentes, la placa base posee una serie de buses mediante los cuales se trasmiten los datos dentro y hacia afuera del sistema.
La tendencia de integración ha hecho que la placa base se convierta en un elemento que incluye a la mayoría de las funciones básicas (vídeo, audio, red, puertos de varios tipos), funciones que antes se realizaban con tarjetas de expansión. Aunque ello no excluye la capacidad de instalar otras tarjetas adicionales específicas, tales como capturadoras de vídeo, tarjetas de adquisición de datos, etc.
También, la tendencia en los últimos años es eliminar elementos separados en la placa base e integrarlos al microprocesador. En ese sentido actualmente se encuentran sistemas denominados System on a Chip que consiste en un único circuito integrado que integra varios módulos electrónicos en su interior, tales como un procesador, un controlador de memoria, una GPU, Wi-Fi, Bluetooth, etc. La mejora más notable en esto está en la reducción de tamaño frente a igual funcionalidad con módulos electrónicos separados. La figura muestra una aplicación típica, en la placa principal de un teléfono móvil.
Las principales funciones que presenta una placa base son:

• Conexión física
• Administración, control y distribución de energía eléctrica
• Comunicación de datos
• Temporización
• Sincronismo
• Control y monitoreo

   

Memoria RAM

 

La sigla RAM, del inglés Random Access Memory, literalmente significa memoria de acceso aleatorio. El término tiene relación con la característica de presentar iguales tiempos de acceso a cualquiera de sus posiciones (ya sea para lectura o para escritura). Esta particularidad también se conoce como "acceso directo", en contraposición al Acceso secuencial.
La RAM es la memoria utilizada en una computadora para el almacenamiento transitorio y de trabajo (no masivo). En la RAM se almacena temporalmente la información, datos y programas que la Unidad de Procesamiento (CPU) lee, procesa y ejecuta. La memoria RAM es conocida como Memoria principal de la computadora, también como "Central o de Trabajo"; a diferencia de las llamadas memorias auxiliares, secundarias o de almacenamiento masivo (como discos duros, unidades de estado sólido, cintas magnéticas u otras memorias).
Las memorias RAM son, comúnmente, volátiles; lo cual significa que pierden rápidamente su contenido al interrumpir su alimentación eléctrica.
Las más comunes y utilizadas como memoria central son "dinámicas" (DRAM), lo cual significa que tienden a perder sus datos almacenados en breve tiempo (por descarga, aún estando con alimentación eléctrica), por ello necesitan un circuito electrónico específico que se encarga de proveerle el llamado "refresco" (de energía) para mantener su información.
La memoria RAM de un computador se provee de fábrica e instala en lo que se conoce como “módulos”. Ellos albergan varios circuitos integrados de memoria DRAM que, conjuntamente, conforman toda la memoria principal.

Memoria ROM

 

Aunque muchas veces no es tomada en cuenta cuando se habla de las partes de la computadora , nosotros hablaremos de ella por su importancia como micro-componente. Es memoria no volátil de solo lectura. Igualmente, también hay dos características a destacar en esta definición. La memoria ROM es memoria no volátil: Los programas almacenados en ROM no se pierden al apagar el ordenador, sino que se mantienen impresos en los chips ROM durante toda su existencia además la memoria ROM es, como su nombre indica, memoria de solo lectura; es decir los programas almacenados en los chips ROM son inmodificables.

El usuario puede leer ( y ejecutar ) los programas de la memoria ROM, pero nunca puede escribir en la memoria ROM otros programas de los ya existentes. La memoria ROM es ideal para almacenar las rutinas básicas a nivel de hardware, por ejemplo, el programa de inicialización de arranque el ordenador y realiza el chequeo de la memoria y los dispositivos.

La memoria ROM viene incluida en la tarjeta madre, no necesariamente puede ser una parte de la computadora.

Disco Duro

Es un dispositivo de almacenamiento no volátil, es decir, la información guardada en el no se borra, queda de forma permanente. En el disco duro tenemos guardados nuestros documentos, música, películas, sistema operativo, software entre otros. Tal y como sale de fábrica, el disco duro no puede ser utilizado por un sistema operativo. Antes tenemos que definir en él un formato de bajo nivel, una o más particiones y luego hemos de darles un formato que pueda ser entendido por nuestro sistema.

Cada disco duro tiene diferente capacidad como lo pueden ser de  250, 500 GB respectivamente, hasta otros de mayor capacidad como 2 TB por ejemplo. Esta es una de las partes de la computadora mas importantes que podemos encontrar.

Monitor

Es un periférico de salida y en su superficie luminiscente es en la que se reproducen las imágenes. El monitor es el que mantiene informado al usuario de lo que está haciendo el computador en cada momento.Las características de un monitor dependen de la calidad de la imagen y esta del número de píxeles que dispone y del número de colores que pueda mostrar. Un monitor VGA muestra apenas 16 colores y una resolución de 640 x 480 (baja resolución). Un monitor SVGA llega hasta 16 millones de colores con resolución de 1280 x 1024 (altísima resolución).

Mouse o Ratón

 El ratón o Mouse es un dispositivo que controla el movimiento del cursor o indicador en la pantalla de visualización. Un ratón es un objeto pequeño que puedes mover a lo largo de una superficie dura, plana. Su nombre viene de su forma, que recuerda a un ratón, el cable que conecta con el ordenador sería la cola del ratón.

Cuando mueves el ratón, el indicador en la pantalla de visualización se mueve en la misma dirección. Los ratones tienen por lo menos un botón y normalmente tres, que tienen diversas funciones dependiendo del programa que esté en funcionamiento en el ordenador (y por tanto, en la pantalla). Algunos ratones más nuevos también incluyen una rueda para subir y bajar a través de documentos largos.

Teclado

Un teclado es un periférico que consiste en un sistema de teclas, como las de una máquina de escribir, que permite introducir datos a un ordenador o dispositivo digital. Cuando se presiona un carácter, envía una entrada cifrada al ordenador, que entonces muestra el carácter en la pantalla.

El término teclado numérico se refiere al conjunto de teclas con números que hay en el lado derecho de algunos teclados (no a los números en la fila superior, sobre las letras). Los teclados numéricos también se refieren a los números (y a las letras correspondientes) en los teléfonos móviles.

Fuente de Poder

La fuente de poder (Power supply en ingés) es como su nombre indica, la encargada de suministrar energía eléctrica a los distintos elementos que componen nuestro equipo.

La electricidad que llega hasta nuestros hogares u oficinas es del tipo conocido como “corriente alterna” y  es suministrada habitualmente con una tensión (o voltaje) que suele ser de alrededor de 115 o 230 voltios. Este tipo de corriente no es en absoluto adecuada para alimentar equipos electrónicos, y más concretamente dispositivos informáticos, en dónde es necesario trabajar con “corriente continua” y voltajes mucho más bajos. Básicamente la fuente de poder regula el voltaje que entra por uno menor y que puedan soportar las demás partes.

Aun contamos con algunos componentes más que nuestra computadora puede tener, un ejemplo son las tarjetas gráficas, de sonido, de red etc. Las cuales nos permiten escuchar música, ver vídeos, jugar, conectarse a una red entre otras cosas. Para ello hacemos uso de drivers del mismo hardware, estos drivers o controladores son aplicaciones que nos permiten instalar este tipo de dispositivos y hacer uso de ellos.

Tarjetas de Sonido , Video y Red

La función básica de la tarjeta de sonido es dar salida al audio a través de una aplicación llamada driver o controlador.  Sin esta aplicación, será imposible que el sistema operativo pueda interactuar adecuadamente con el hardware instalado.  La tarjeta de sonido se instala en la tarjeta madre en las ranuras de expansión.

La tarjeta de video se encarga de obtener los datos desde el microprocesador, los interpreta y los transforma en información que sea capaz de procesar un monitor, es decir, se encarga de mandarnos la imagen de salida de todo lo que se está procesando. También se instala en una ranura de expansión en la tarjeta madre y se le puede llegar a conocer como adaptador de pantalla o acelerador de gráficos.

 La tarjeta de red tiene como objetivo principal que la computadora donde esté presente pueda conectarse a una red y  así compartir sus recursos (información)  como por ejemplo conectarse a internet o a una impresora.  Actualmente encontramos tarjetas de red que utilizan conectores RJ45 y cable Ethernet, pero también encontramos tarjetas de red inalámbricas (sin necesidad de cables). Actualmente este tipo de tarjetas llegan a alcanza una velocidad de 1000 Mbps / 10000 Mbps.

Dependiendo de como avance la tecnología , puede que algunas partes de la computadora desaparezcan con el tiempo o cambien de forma drástica.

 

  Periféricos

  Se entiende por periférico a las unidades o dispositivos que permiten a la computadora comunicarse con el exterior, esto es, tanto ingresar como exteriorizar información y datos. Los periféricos son los que permiten realizar las operaciones conocidas como de entrada/salida (E/S).

Aunque son estrictamente considerados “accesorios” o no esenciales, muchos de ellos son fundamentales para el funcionamiento adecuado de la computadora moderna; por ejemplo, el teclado, el disco duro y el monitor son elementos actualmente imprescindibles; pero no lo son un escáner o un plóter. Para ilustrar este punto: en los años 80, muchas de las primeras computadoras personales no utilizaban disco duro ni mouse (o ratón), tenían sólo una o dos disqueteras, el teclado y el monitor como únicos periféricos.

Dispositivos de entrada de información (E)

 

De esta categoría son aquellos que permiten el ingreso de información, en general desde alguna fuente externa o por parte del usuario. Los dispositivos de entrada proveen el medio fundamental para transferir hacia la computadora (más propiamente al procesador) información desde alguna fuente, sea local o remota. También permiten cumplir la esencial tarea de leer y cargar en memoria el sistema operativo y las aplicaciones o programas informáticos, los que a su vez ponen operativa la computadora y hacen posible realizar las más diversas tareas.
Entre los periféricos de entrada se puede mencionar: teclado, mouse o ratón, escáner, micrófono, cámara web, lectores ópticos de código de barras, Joystick, lectora de CD, DVD o BluRay (solo lectoras), placas de adquisición/conversión de datos, etc.
Pueden considerarse como imprescindibles para el funcionamiento, (de manera como hoy se concibe la informática) al teclado, al ratón y algún dispositivo lector de discos; ya que tan sólo con ellos el hardware puede ponerse operativo para un usuario. Los otros son más bien accesorios, aunque en la actualidad pueden resultar de tanta necesidad que son considerados parte esencial de todo el sistema.

Dispositivos de salida de información (S)

 

Son aquellos que permiten emitir o dar salida a la información resultante de las operaciones realizadas por la CPU (procesamiento).
Los dispositivos de salida aportan el medio fundamental para exteriorizar y comunicar la información y datos procesados; ya sea al usuario o bien a otra fuente externa, local o remota.
Los dispositivos más comunes de este grupo son los monitores clásicos (no de pantalla táctil), las impresoras, las consolas. y los altavoces.
Entre los periféricos de salida puede considerarse como imprescindible para el funcionamiento del sistema, al monitor, las consolas para sonido. Otros, aunque accesorios, son sumamente necesarios para un usuario que opere un computador moderno.

Dispositivos mixtos (E/S de información)

 

Son aquellos dispositivos que pueden operar de ambas formas: tanto de entrada como de salida.Típicamente, se puede mencionar como periféricos mixtos o de entrada/salida a: discos rígidos, disquetes, unidades de cinta magnética, lecto-grabadoras de CD/DVD, discos ZIP, etc. También entran en este rango, con sutil diferencia, otras unidades, tales como: Tarjetas de Memoria flash o unidad de estado sólido, tarjetas de red, módems, tarjetas de captura/salida de vídeo, etc.

Si bien se puede clasificar al pendrive (lápiz de memoria), memoria flash o memoria USB o unidades de estado sólido en la categoría de memorias, normalmente se los utiliza como dispositivos de almacenamiento masivo; siendo todos de categoría Entrada/Salida.
Los dispositivos de almacenamiento masivo también son conocidos como "Memorias Secundarias o Auxiliares". Entre ellos, sin duda, el disco duro ocupa un lugar especial, ya que es el de mayor importancia en la actualidad, en el que se aloja el sistema operativo, todas las aplicaciones, utilitarios, etc. que utiliza el usuario; además de tener la suficiente capacidad para albergar información y datos en grandes volúmenes por tiempo prácticamente indefinido. Los servidores Web, de correo electrónico y de redes con bases de datos, utilizan discos rígidos de grandes capacidades y con una tecnología que les permite trabajar a altas velocidades como SCSI incluyendo también, normalmente, capacidad de redundancia de datos RAID; incluso utilizan tecnologías híbridas: disco rígido y unidad de estado sólido, lo que incrementa notablemente su eficiencia. Las interfaces actuales más usadas en discos duros son: IDE, SATA, SCSI y SAS; y en las unidades de estado sólido son SATA y PCI-Express ya que necesitan grandes anchos de banda.
La pantalla táctil (no el monitor clásico) es un dispositivo que se considera mixto, ya que además de mostrar información y datos (salida) puede actuar como un dispositivo de entrada, reemplazando, por ejemplo, a algunas funciones del ratón o del teclado.