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Estructura de una computadora

Este tema lo hago basado en mi último post, con el fin de dar un poco de información a aquellos que recién empiezan con esto de la informática, aunque posiblemente pueda servirle a más de uno para repasar algunas cosas.

Estructura de una computadora

*Introducción
*Hardware
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-dispositivos de entrada de datos
-dispositivos de salida de datos
-dispositivos de procesamiento de datos
-dispositivos de almacenamiento de datos
-dispositivos mixtos
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* Software
* Análisis de los principales componentes de una PC
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-Microprocesador
Consejos para actualizar un microprocesador
Tarjeta Madre
Memoria RAM
Tarjeta de video
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* Dispositivos de almacenamiento de datos
* Perisféricos de entrada de datos
* Dispositivos de salida de datos
* Cómo funciona una PC?
* Glosario



Estructura de una computadora



Hablar de "estructura" significa hablar de organización, distribución y combinación de elementos que llegan a formar parte de un sistema.
Un sistema de cómputo consta de dos grupos de componentes inseparables:


* Software
* Hardware



Conocer las características más importantes de esos elementos nos permitirá hacer una mejor elección de ellos; pero esto depende también del tipo de sistema que se vaya a ensamblar.

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* Hardware

Al grupo de elementos físicos se le conoce como hardware. La identificación y elección de los componentes físicos de una computadora personal pueden parecer tareas muy difíciles, pero podemos simplificar su estudio clasificándolos como dispositivos de procesamiento, de almacenamiento y de entrada y salida de datos. También existen dispositivos mixtos, que hacen estas dos últimas funciones.



- Dispositivos de entrada de datos:


Medios con que el usuario proporciona órdenes, comandos, instrucciones y datos diversos a la computadora, para que ésta los procese.

Como ejemplos podemos ver el teclado, el ratón, la webcam y el scáner.


- Dispositivos de salida de datos:

Dispositivos que proporcionan al usuario el resultado final del procesamiento de información. Entre ellos tenemos al monitor, la impresora y los parlantes.


- Dispositivos de procesamiento de datos:

Elementos que realizan el "trabajo pesado" del equipo de cómputo. Procesan los datos introducidos por el usuario, y de acuerdo con los pasos determinados por un programa, proporcionan un resultado específico. Por ejemplo, la placa de video, el cpu, la tarjeta madre y la memoria ram.


- Dispositivos de almacenamiento de datos:

Son todos aquellos dispositivos en los que se guardan tanto los programas de aplicación como los datos que va generando el usuario. Los principales dispositivos de este tipo son el disco duro, las unidades de discos ópticos (cd y dvd) y la unidad de disquete.


- Dispositivos mixtos:

Sirven tanto de entrada como de salida de datos. Por ejemplo, el modem y las tarjetas de red y sonido.

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* Software

Los programas o "software" son como la "inteligencia" de la computadora, y por lo tanto una herramienta útil para diversas actividades. El software se divide en tres categorías básicas: software de sistema, programas de aplicaciones y utilerías.
Los datos de trabajo que en la actividad cotidiana se van generando y grabando en discos u otro medio de almacenamiento, también pueden considerarse como software.

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* Ahora analizaremos los componentes principales de una PC, para familiarizarnos más con los distintos dispositivos y sus respectivas características.

- Vamos a empezar analizando los dispositivos de proceso de información, que son todos los elementos en los cuales se lleva a cabo el "trabajo pesado". En ellos se procesan los datos introducidos por el usuario y a partir de los pasos determinados por un programa específico se obtiene un resultado determinado.

Para ubicar y tener acceso a los dispositivos de proceso de información es necesario accesar al interior del gabinete de nuestra PC.

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Para esto, retirar los tornillos localizados en la parte trasera del mismo y deslizar hacia atrás el panel izquierdo del gabinete.

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Observar la siguiente imagen para reconocer la ubicación de los principales dispositivos de proceso de información. Más adelante voy a explicar más detalladamente las características de cada dispositivo.

Estructura de una computadora

Estructura de una computadora


* Microprocesador


El microprocesador es el elemento más importante en la estructura de una computadora, ya que es en este dispositivo en el que se llevan a cabo todos los cálculos necesarios para que se ejecute el programa que determine el usuario, y para obtener los resultados esperados. Del tipo y velocidad del microprocesador elegido dependerá en gran medida la potencia de cómputo del sistema.

En la actualidad, existen tres marcas líderes en la fabricación de los mismos: AMD, Intel y VIA.

En cuanto a su estructura, si pudiéramos asomarnos al interior de un microprocesdor, veríamos que está construído con varias decenas de millones de pequeñísimos transitores, organizados en varios bloques funcionales. Resulta sorprendente como se ha conseguido hacer trabajar de manera conjunta todos estos millones de componentes discretos, todos con el objetivo común de resolver complejos cálculos matemáticos.

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Un poco de información sobre las 3 grandes marcas fabricantes de microprocesadores:

· AMD: Advanced Micro Devices es el segundo productor de microprocesadores en el mundo, y ofrece a sus consumidores una amplia selección de dispositivos, abarcando desde los sistemas básicos hasta los más avanzados.

· VIA: esta empresa produce los microprocesadores que antes pertenecían a la marca Cyrix. El único micro que tiene a la venta es el C3, que es más lento que todos los anteriores, pero tiene como ventaja un muy bajo consumo de potencia. Se utiliza en sistemas muy básicos y económicos.

· Intel: es el fabricante de microprocesadores más grande del mundo, y principal proveedor de dispositivos para plataforma PC. Durante muchos años ha sido el líder indestructible, aunque en el último tiempo su supremacía ha sido retada por AMD. La oferta de Intel abarca desde microprocesadores para aplicaciones sencillas hasta los más poderosos dispositivos.

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- Consejos para la hora de actualizar un microprocesador:

Lo primero a tener en cuenta antes de sustituir un micro es su compatibilidad, ya que no todos son intercambiables. Actualmente hay que tener mucho cuidado con esto, por lo que debemos considerar una serie de características críticas entre los elementos lógicos y físicos.


· Zócalos de conexión:

Los zócalos de conexión para las diversas marcas y modelos de microprocesadores tienen diferencias lógicas y físicas que impidel el intercambio de estos dispositivos. A la fecha, basicamente existen cuatro tipos de zócalos de conexión para el micro: Socket 370 (a la hora de colocar, comprobar si la tarjeta madre soporta la velocidad del nuevo cpu, y si maneja los voltajes de alimentación adecuados. Verificar la ventilación del nuevo dispositivo), Socket A (462) (mismas consideraciones que el socket 370), Socket 478 (incompatible con Pentium III o Celeron, comprobar si el BIOS soporta la característica Hyper-Threading. Usar un S.O capaz de aprovechar más de un cpu.) y los Socket 754 y 940.


· Máxima velocidad de trabajo de la placa madre:

Toda placa madre (motherboard) poseé un reloj digital que sirve de base para calcular la velocidad del cpu, que conforme sea más veloz, requerirá un motherboard con un reloj de mayor frecuencia.


· Bios compatible:


El BIOS es de suma importancia para la comunicación entre el hardware y el software del sistema- Si el BIOS no está preparado para soportar el nuevo micro, la actualización no será posible.


· Fuente de poder:

Los CPU modernos consumen mucha energía, lo que implica una gran exigencia tanto para la fuente de poder de la computadora como para la fuente de la tarjeta madre. Antes de adquirir un nuevo procesador, asegurarse que ambas fuentes podrán soportarlo, ya que de lo contrario pueden dañarse los circuitos.


· Ventilación:

Este punto está íntimamente relacionado con el anterior, debido a que los microprocesadores más potentes necesitan librarse de una mayor cantidad de calor residual. La solución más obvia es comprar el nuevo micro "en caja", donde el fabricante suministra una combinación disipadorventilador adecuada para la potencia del circuito en cuestión.

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* Tarjeta Madre (Motherboard)

Este es el segundo elemento más importante a la hora de determinar el desempeño de una computadora, ya que esta gran placa de circuito impreso es el puente de comunicación entre el cpu y todos los demás elementos.

En cuanto a su estructura, la placa madre es un módulo base al que se interconectan otros módulos para formar un sistema mayor, capaz de cumplir funciones que cada parte por sí sola no puede realizar. Podríamos decir que es una especie de "sociedad cooperativa", donde cada elemento (o módulo) cumple una función específica para obtener al final un resultado especial. Abajo se muestran los principales elementos que la componen:
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* La Memoria RAM

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Los módulos de RAM sirven como almacén temporal de los datos que necesita el microprocesador para trabajar. Esto sifnifica que si pedimos que le lea un dato desde el disco duro, éste vacía la información requerida hacia la memoria RAM, y de ahí el micro la va tomando según lo vaya necesitando el programa o aplicación específico. Igualmente, cuando se desea grabar algo en el disco duro, el micro pone los datos en la RAM y de ahí se transportan hacia el disco duro.

Por lo mencionado anteriormente es que de la cantidad de memoria RAM instalada depende el desempeño general de la máquina, y como regla general, entre mayor cantidad de RAM se tenga, mejor trabajará el S.O y todos los programas que el usuario deseé ejecutar.

Los tipos de memorias: SDRAM, llamada memoria "síncrona", ya que trabaja a la misma velocidad que la tarjeta madre, su velocidad máxima es de tan solo 133mhz.. RDRAM, memoria tipo Rambus y preferida por Intel dura algún tiempo, pero que luego cambiaron por las memorias DDR-DRAM, mucho más veloces, por lo que son los más usados en la actualidad. Sus velocidades de transferencia (hasta 800mhz) es bastante elevada, lo que logra un mejor rendimiento general de la computadora.

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* Tarjeta de video:

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Las tarjetas modernas de este tipo incluyen poderosos circuitos de proceso de imagen, y por lo tanto se descarga de trabajo al microprocesador para que pueda realizar más tareas que simplemente manejar el despliegue en la pantalla.

Una tarjeta de video avanzada tiene varias salidas que le permiten conectarse a monitores de diferentes tecnologías, e incluyen memoria RAM auxiliar que le sirve al procesador para realizar sus cálculos y almacenar temporalmente el resultado de sus operaciones, las cuales se traducirán en una imagen, incluso en situaciones demandantes como películas de alta definición, juegos, animaciones tridimensionales, etc.

Las marcas líderes en la fabricación de placas de video son ATI y Nvidia, y los precios de sus tarjetas de gama alta pueden ser muy elevados.

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* Dispositivos de almacenamiento de datos:

Son los dispositivos en que se guardan los programas y los datos que va generando el usuario. Los más importantes son el disco duro, que es el princial medio de almacenamiento de datos en una computadora, y cuenta con circuitos electrónicos y conectores; las unidades de discos ópticos (CD, que por su bajo costo y una capacidad de 700MB son un medio ideal para intercambio de información, y DVD, cuya capacidad varía desde los 4.7 hasta casi 18GB) y la unidad de disquetes, apenas usada actualmente debido a su muy baja capacidad de 1.44MB. En la siguiente imagen se puede ver la ubicación de cada uno de ellos.

Estructura de una computadora

Estructura de una computadora

* Perisféricos de entrada de datos:


Sin ellos, no sería posible introducir instucciones y datos en la computadora, ni observar los resultados, por lo que vamos a ver cuáles son y sus principales características.

- Los puertos de entrada/salida (I/O):


Para que una computadora mantenga su flexibilidad debe contar con ranuras de expansión y puertos de comunicación con el exterior. Un puerto es un conjunto de líneas entre la tarjeta madre y los dispositivos externos, con especificaciones precisas de voltajes de alimentación y referencia, el reloj de sincronías, etc.

Entre ellos encontramos el Puerto Serial, que permite comunicarse con dispositivos de baja velocidad como un módem o un ratón. Hoy en día se usan para algunos multímetros y lectores de códigos de barras; el Puerto Paralelo, usado comunmente para conectar la impresora, el escáner, los discos externos, etc; el Puerto USB -bus serial universal- que permite comunicarse rápidamente con elementos externos y transmiten datos en forma serial. La mayoría de los dispositivos como impresoras, teclados y demás ya lo tienen incorporado; los Puertos para ratón y teclado, que se conocen como "entradas PS/2" por haber aparecido junto con los sistemas PS2 de IBM. Son idénticos entre sí, pero no intercambiables.


- El teclado y el ratón:

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Actualmente los teclados se fabrican con distintas prestaciones y sin necesidad de ningún software para su instalación, es decir, es un elemento de tipo Plug & Play (conéctese y úsese). Se lo conecta en su puerto correspondiente, que suele llevar impreso al lado un dibujo del teclado. El ratón, por su parte, debe su aparición a la necesidad de un dispositivo que permitiera al usuario mover un cursor dentro de la pantalla. Este dispositivo, al igual que el teclado, tiene asignado un puerto específico (generalmente de color verde e impreso a su lado el dibujo de un ratón).

Estructura de una computadora

Otros ejemplos que no voy a explicar porque no son necesarios para el funcionamiento de la computadora, podrían ser la impresora, el scáner, cámaras digitales, joysticks, etc.

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* Dispositivos de salida de datos:

Estructura de una computadora

Sobre estos, no voy a dar muchas vueltas, pero son los dispositivos que le muestran al usuario, de manera gráfica y en un lenguaje entendible la información procesada en la computadora. Los más importantes son el monitor, cuya función es recibir la información que le envía el microprocesador y convertirla en puntos luminosos en la pantalla; la impresora; las tarjetas de sonido y los parlantes; el módem y la tarjeta de red.

Estructura de una computadora
Tarjeta de sonido

Estructura de una computadora

* En pocas palabras, cómo funciona una PC?


- Casi todos los procesos dentro de una PC se inician cuando el usuario introduce una orden a la unidad de sistema a través de alguno de sus perisféricos de entrada de datos. Por ejemplo, cuando el usuario desliza el ratón sobre la superficie de la mesa, en el interior del dispositivo se genera una serie de pulsos que viajan a través de líneas eléctricas hasta llegar al microprocesador (cpu).



- El CPU procesa los datos y se "comunica" con la tarjeta de video para "indicarle" que el cursor debe desplazarse sobre el ambiente gráfico en la distancia y dirección seleccionadas por el usuario; de esta forma el movimiento del cursos se realiza en la pantalla.


- Una vez elegida la aplicación, para ejecutar el programa el usuario presiona dos veces el botón izquierdo del ratón, lo que provoca una serie de pulsos que le indican al procesador que debe explorar en su sistema operativo(SO) para determinar qué debe hacer. Posteriormente el cpu rastrea en el disco duro los archivos necesarios para ejecutar adecuadamente la aplicación solicitada.


- Una vez que se tienen disponibles todos los datos, el disco duro los carga en la memoria RAM. Al mismo tiempo se modifica el despliegue de la tarjeta de video, para que la aplicación aparezca en pantalla.
Hecho esto, el sistema queda nuevamente en espera de otra orden por parte del usuario.

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* Glosario:

- Byte: conjunto formado por 8 unos y ceros (bits), cuando son procesados como una sola unidad de información. Debido a que 8 bits permiten hasta 256 combinaciones diferentes se han diseñado códigos para representar con un byte hasta 256 carácteres. Las tablas o códigos más usados son los códigos en ANSI.

Un byte también puede considerarse como el espacio destinado al almacenamiento de un carácter en la memoria digital, en un disco duro o en un dispositivo de almacenamiento.

- Bitmap: Mapa binario, mapa de puntos. Es la representación de una imagen almacenada en la memoria de la computadora.
Los gráficos de mapa de puntos requieren mucha más memoria de video que los gráficos por vectores o líneas.

- Binario, sistema: que pertenece a un sistema basado en dos unidades o alternativas. El sistema empleado en los circuitos digitales sólo tiene dos dígitos, equivalentes a la posición de encendido (1) y apagado (0).

En una computadora, todas las operaciones se hacen en sistema binario, y los resultados se codifican en el sistema alfanumérico, para que el usuario pueda entenderlo y manejarlo.

- Buses de expansión: ranuras en que se conectan diversas tarjetas de equipo perisférico, tales como módem, tarjeta de red, etc.

- Chipset: Conjunto de circuitos integrados que se encargan de la comunicación entre el cpu y sus elementos auxiliares (memorias, tarjeta de video, ranuras PCI, etc).

- COM y LPT: nombre que reciben los puertos seriales(COM = comunicaciones) y el puerto paralelo (LPT = terminal de impresora local).

- Disquete de Arranque: disquete en que se graban los archivos e instrucciones necesarias para que una computadora pueda cargar el sistema operativo y comenzar a trabajar. Muy útil para labores de diagnóstico y prueba.

- DVD: disco óptico cuyas siglas originalmente correspondían a Digital Video Disk, y luego cambiaron a Digital Versatile Disk. Su capacidad es de entre 7,7 y 17 GB de datos.

- Escáner: dispositivo que transfiere imágenes de video o papel al formato digital utilizado por las computadoras. Usialmente convierte la imagen en un archivo que contiene una representación digital denominada "bit map".

- Gigabyte: unidad de medida de memoria o capacidad de almacenamiento de datos en un dispositivo. Un GB es igual a aproximadamente mil millones de bytes.

- Hardware: equipo, maquinaria, componentes o dispositivos físicos.

- Interfaz: método de comunicación entre dos elementos distintos, por ejemplo, entre un cpu y la memoria, o entre un usuario y una pc.

- Kilo: prefijo que significa "mil", y que multiplica por esta cantidad a la unidad que precede. Su símbolo es "k".

- KB: Kilobyte (1024 bytes).

- Mega: prefijo derivado del griego "megas", que significa "grande". Cuando se antepone a una unidad, la multiplica por un millón.

- MB: Megabyte (1.048.576 bytes).

- Protocolos: conjunto de reglas que deben cumplirse para establecer comunicación entre dos o más dispositivos informáticos.

- RAM (Memoria de Acceso Aleatorio): es el principal medio de almacenamiento temporal de los datos e instucciones que el microprocesador necesita para trabajar.

- Shareware: concepto de distribución de software, en que el usuario tiene derecho a probar una aplicación por cierto tiempo.

- Software: soporte lógico, programas, parte no mecánica de un sistema. Serie de instucciones necesarias para ejecutar diversas aplicaciones y tareas.

- Software de aplicaciones: en estos se encuentra una amplia gama de herramientas, tales como programas para realizar tareas específicas

- Software de sistema: es el conjunto de programas de control maestro para el equipo de cómputo. Este software le indica al cpu la manera en que debe utilizar sus elementos perisféricos y administrar los archivos.

- Sofware de utilerías: son programas especiales que sirven para revisar ciertos aspectos del funcionamiento del sistema, tanto de hardware como de software.

- USB (Bus Serie Universal): Es un método nuevo de comunicación entre una computadora y sus elementos perisféricos, tales como impresoras, escáneres, webcams, teclado y ratón. Gracias a que combina una velocidad muy alta con una gran flexibilidad, el usuario puede conectar varios dispositivos en un mismo puerto.

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Eso es todo, espero que les sirva como me sirvió a mi para repasar. Es basicamente un apunte al que lo pasé a la PC y agregué algunas imágenes e información para que no sea tan pesado leerlo.
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6 comentarios

@ricar98 Hace más de 3 años
muy bueno
@Onix3578 Hace más de 3 años
!!
@djdarwin19 Hace más de 3 años
muy buen post aunq lo lei por encimita, xq cuando yo veia esa materia hasta en la sopa me colocaban este tema, pero solo fue una repasadita.

no doy puntos porque no me han hecho full user jejejeje
@Pablox75 Hace más de 3 años
wow xD
@aguntemetallica Hace más de 3 años
ta bueno
@sitegusta_69 Hace más de 3 años
muy bueno men...
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