¡Descarga Apuntes del software y hardware y más Apuntes en PDF de Tecnologías de la Información y la Comunicación solo en Docsity!
1. HARDWARE Y SOFTWARE
Un ordenador está constituido básicamente por hardware y software. Podemos definir el hardware como la parte física del ordenador: tanto la caja y los componentes internos (placa base, disco duro, etc.) como los elementos conectados a él (teclado, ratón, monitor, impresora, etc.). El software lo constituyen los programas, las instrucciones, las aplicaciones informáticas y el sistema operativo
2. EL HARDWARE DEL ORDENADOR
2.1 PLACA BASE
La placa base o placa madre (motherboard) es la tarjeta con el circuito impreso más grande de las que podemos ver al abrir un ordenador. Sobre ella se insertan otros componentes del ordenador, como veremos a continuación. Lleva integrados los conectores o puertos de comunicación con los periféricos, y puede llevar también integrados dispositivos de vídeo, audio, red, etc., dependiendo de las características del ordenador.
2.1.1. MICROPROCESADOR
El microprocesador es la parte más importante del ordenador. Se encarga de procesar los datos y realizar las operaciones aritmético-lógicas y de controlar el resto de los dispositivos. Se caracteriza por su frecuencia de trabajo, que se mide en hercios y determina su velocidad de funcionamiento. Un ordenador actual puede tener un procesador de 3,8 o 4 GHz, lo que significa que los transistores que lo componen serán capaces de conmutar el flujo de una corriente 3,8 o 4x10^9 veces por segundo^1. NOTA: Físicamente, es un chip que contiene un conjunto de circuitos integrados con millones de transistores y que va montado sobre un zócalo. Suele llevar superpuesto un ventilador y un disipador de calor para refrigerarlo, así como pasta térmica, ya que si alcanza altas temperaturas se puede bloquear el ordenador. Los principales fabricantes de microprocesadores son Intel y AMD. En la actualidad, los más
altos de gama son: los Intel Core i7 de octava generación y la serie AMD Ryzen 7
2.1.2 PRINCIPALES COMPONENTES DE LA PLACA BASE
A) ZÓCALO (SOCKET) PARA EL MICROPROCESADOR: En él se inserta el microprocesador. Cuando abrimos el ordenador lo que habitualmente vemos es un gran ventilador con un disipador de calor de aluminio debajo. Por debajo del disipador se añade pasta térmica que mejora la disipación del calor y, por último, el microprocesador sobre el zócalo.
B) CHIPSET: Es un conjunto de chips situados sobre la placa base encargados de realizar las comunicaciones entre el microprocesador y los distintos componentes conectados a la placa base.
(^1) No debe confundirse la frecuencia de reloj con la cantidad de operaciones que un procesador
es capaz de realizar en un segundo, puesto que una simple operación puede demandar como mínimo una instrucción y esta instrucción demandará al procesador, dependiendo de su arquitectura, una cierta cantidad de operaciones lógicas que conlleven otra cantidad de conmutaciones electrónicas por parte del conjunto de transistores que conforman el procesador.
Controla el modo de operación de la placa, por lo que determina su rendimiento y sus características. El chip más importante suele llevar encima un disipador de aluminio, más pequeño que el del microprocesador.
C) RANURAS (SLOTS) PARA LA MEMORIA RAM: En ellas se colocan los módulos de memoria RAM. Se distinguen de otras ranuras porque llevan unas pinzas para sujetar el módulo y porque puede haber ranuras vacías pero siempre habrá alguna con un módulo de RAM insertado.
D) CONECTOR ATX. Es el conector que une la fuente de alimentación con la placa base, a través de cables. Es necesario para que ésta tenga la corriente suficiente para funcionar.
E) CONEXIONES IDE Y SATA: Son las conexiones para las unidades de almacenamiento: el disco duro, el DVD-ROM, la grabadora de DVD, etc. Las placas pueden llevar los dos tipos de conexión, IDE y SATA, o bien uno de ellos, dependiendo de la antigüedad del ordenador. Las conexiones SATA son las más modernas.
F) RANURAS DE EXPANSIÓN: En ellas se insertan las tarjetas de expansión, como la tarjeta gráfica, la de sonido, la de red, etc. A veces estas tarjetas están integradas en la placa base y las ranuras pueden estar vacías. Hay varios tipos:PCI, AGP y PCI Express (PCI-E).
G) CONEXIONES EXTERNAS: Son los puertos en que se conecta la red (RJ45) y los dispositivos externos, como el teclado (PS2 morado), el ratón (PS2 VERDE), los auriculares (jacks de audio), las memorias USB, etc.
H) CHIP Y PILA PARA LA BIOS: La BIOS es un circuito integrado en el que se guarda el programa de arranque del ordenador. Normalmente se identifica entre otros porque suele llevar escrita la palabra BIOS. Para que no se borren ciertos parámetros de configuración, la BIOS necesita una pila.
2.2 CONECTORES INTERNOS Y PUERTOS
➢ Los conectores internos son todas aquellas ranuras de expansión, o slots , que se conectan a la placa base, además de los puertos internos o interfaces. Existen varios tipos de slots:
a) PCI (peripheral component interconnect): su uso no está predefinido, de modo que permite añadir nuevos componentes, como tarjetas de vídeo, de sonido, de red, etc.
b) AGP (accelerated graphics port): El puerto AGP se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas gráficas, y debido a su arquitectura solo puede haber una ranura. Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a un lado de las ranuras PCI. A partir de 2006, el uso del puerto AGP ha ido disminuyendo con la aparición de una nueva evolución conocida como PCI-Express, que proporciona mayores prestaciones en cuanto a frecuencia y ancho de banda. Así, los principales fabricantes de tarjetas gráficas, como ATI/ AMD y nVIDIA, han ido presentando cada vez menos productos para este puerto.
c) IDE (integrated device electronics) o ATA (advanced technology attachment). Controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros, CD-ROM, DVD, etc.
➢ La memoria caché , es una memoria más rápida y de menor capacidad que la RAM. Hace de puente entre el microprocesador y la memoria RAM. Los ordenadores incluyen esta memoria dentro del propio chip del microprocesador. Esta memoria no es única si no que encontramos tres tipos diferentes de memoria caché en un mismo procesador L1, L2 y L3. Cada uno de estas memorias tiene diferentes tamaños y velocidades, pero siempre son más rápidos que la memoria RAM.
a) Memoria caché L1: Es el módulo de memoria más caro , opera a la misma frecuencia que el procesador, y el más pequeño. Se utiliza una memoria L1 para datos y otra para instrucciones, aunque siempre se hace referencia a esta como una sola. Esta memoria caché se encuentra dentro de cada uno de los núcleos del procesador, por lo que tendremos tantos módulos L como núcleos tenga la CPU. En el Intel Core i7 8700K tenemos una memoria caché L1 de 64KB por núcleo (32KB de datos y 32KB de instrucciones).
b) Memoria caché L2: Esta memoria no es tan cara como la memoria L1, pero sigue teniendo un elevado precio. No opera a la misma frecuencia que el procesador, pero si a una muy cercana. Esta memoria podemos encontrarla de dos formas: compartida por todos los núcleos o junto en cada núcleo del procesador. Por ejemplo, en el Intel Core i7 8700K hay una memoria caché L2 de 256KB por núcleo.
c) Memoria caché L3: La memoria más barata de los tres tipos L de la caché. Esta última caché es también cara pero, debido a que no opera a tan alta frecuencia como la L1 y L2, su precio se reduce. Esta memoria es la que tiene mayor tamaño y la que comparten todos los núcleos del procesador. En el Intel Core i7 8700K su memoria caché L3 es de 12MB.
2.4 UNIDADES DE ALMACENAMIENTO INTERNAS EXTERNAS
Las unidades de almacenamiento (o dispositivos de almacenamiento) se usan para guardar información. No hay que confundirlas con las memorias, vistas en el apartado anterior, que no sirven para almacenar datos.
Las unidades de almacenamiento internas son los discos duros. Pueden ser de dos tipos:
➢ Disco duro magnético (HDD, hard disk drive). Emplea un sistema de grabación magnética para registrar datos digitales en una serie de platos o discos mediante un cabezal que se va desplazando. La comunicación externa puede ser IDE o SATA.
➢ Disco duro de estado sólido (SSD, solid state disk o solid state drive). Almacena la información en microchips de memoria NAND no volátiles. A diferencia de los HDD, los SDD no contienen partes móviles, por lo que son más rápidos y tienen menor consumo. Por el contrario, tienen una vida limitada a un número determinado de ciclos de lectura-escritura.
Como unidades de almacenamiento externas tenemos los CD, con una capacidad de entre 700 y 800MB, los DVD (capacidad típica de 4,7 GB) y el Blu-ray (capacidad de hasta 400 GB) También se pueden considerar memorias externas las memorias USB (o pendrives o USB flash drives), que hoy en día son las más utilizadas, así como las tarjetas de memoria (SD, MMC, etc).
3. EL SOFTWARE DEL ORDENADOR
Podemos definir el software como el soporte lógico del ordenador, que comprende el conjunto de los componentes lógicos que hacen posible su funcionamiento. Son software tanto el sistema operativo (Windows, Linux, macos) como los programas y aplicaciones que utilizamos. En un ordenador, el primer software que funciona cuando se enciende es el de la BIOS. Luego se carga el sistema operativo y, para finalizar, las aplicaciones.
3.1 BIOS
La BIOS (basic input output system) es el sistema básico de entrada y salida del ordenador. Se trata de un programa especial guardado en la pequeña memoria de la placa base, como hemos visto anteriormente. Una vez que se han inicializado los componentes hardware, la BIOS toma el control del ordenador. Cuando la BIOS termina de realizar su tarea, cede el control del ordenador al siguiente nivel: el sistema operativo.
3.2 SISTEMAS OPERATIVOS
Son programas, dispuestos ya en el software o en la memoria fija, que hacen que el hardware sea utilizable. Su misión es servir de interfaz entre el usuario y el ordenador, interpretando las instrucciones del usuario y transmitiéndoselas al hardware. Además se encargan de controlar y hacer funcionar todo el hardware y los programas del ordenador. Otras funciones son: Permitir a los usuarios compartir el hardware. Permitir a los usuarios compartir datos. Permitir a los usuarios la planificación de recursos Facilitar la entrada y salida de datos.
Los sistemas operativos más utilizados son Windows (en sus distintas versiones: Windows 8,10, Vista,...), Linux (distribuciones Debian, Ubuntu, Red Hat, MAX, Linex, Molinex, Guadalinex….) y Mac OS , Symbian OS y WAP.
3.3 PROGRAMAS Y APLICACIONES
Una aplicación informática es un programa diseñado para facilitar un determinado tipo de trabajo, mientras un programa se puede definir como una secuencia de instrucciones que un ordenador es capaz de interpretar y ejecutar. Por ejemplo; la BIOS (el software almacenado en la memoria ROM que hace que el ordenador arranque y funcione) es un programa, como el firmware de los chips. En cambio, un procesador de texto o un reproductor de vídeo son, técnicamente hablando, aplicaciones informáticas.
4. ¿QUÉ ES UNA RED INFORMÁTICA?
Una red informática es un conjunto de ordenadores y dispositivos conectados entre sí con el propósito de compartir información y recursos. Los recursos que se pueden compartir en una red son discos duros, impresoras, etc, pero, además, en una red podemos compartir la información de los programas y los datos que manejan los distintos usuarios.
4.1 EL TAMAÑO DE LAS REDES
Las redes se clasifican en función de su tamaño.
➢ Redes de área local (LAN, local area network): Su extensión abarca como máximo un edificio. Son las más frecuentes y pueden encontrarse en muchas oficinas y en instalaciones de todo tipo.
4.5 MEDIOS DE TRANSMISIÓN ALÁMBRICOS E INALÁMBRICOS
4.5.1 REDES CON CABLE DE PAR TRENZADO
El cable UTP (par trenzado no apantallado) está formado por hilos de cobre o de aluminio entrelazados entre sí por parejas para evitar interferencias. Según el número de pares de hilos utilizados y la longitud de cada trenzado, se obtienen diferentes velocidades de transmisión, lo que la industria ha denominado categorías ( CAT ). Puede transmitir a una velocidad de 1Gbps y la distancia de propagación suele ser de 150 metros. El conector que se utiliza es el RJ. El cable STP (par trenzado apantallado) es una variante del UTP todavía más segura en la transmisión. Aumenta la cantidad de aislamiento alrededor del conjunto de cables y su inmunidad al ruido. Es más caro.
4.5.2 FIBRA ÓPTICA
Un cable de fibra óptica está compuesto por un grupo de hilos muy finos de material transparente (vidrio o material plástico) por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. La fuente de luz puede ser láser o un led. Su ancho de banda es muy grande: con velocidades de 10 Gbps por cada fibra, se pueden llegar a obtener velocidades de transmisión totales de 10Tbps.Su desventaja principal es el coste.
4.5.3 TECNOLOGÍA Wi-Fi
Wi-Fi es un sistema de envío de datos sobre redes computacionales que utiliza ondas de radio. Las redes Wi-Fi operan en una banda de frecuencia de 2,4 GHz con una velocidad que va desde los 11Mbps hasta los 54 Mbps dependiendo de las especificaciones de la banda. Existen varios dispositivos que permiten interconectar elementos Wi-Fi:
➢ Los routers Wi-Fi son los que reciben la señal de la línea ofrecida por el operador de telefonía y efectúan el reparto de ésta entre los dispositivos de recepción Wi-Fi que se encuentran a su alcance. Es muy frecuente que el router que suministra el proveedor de Internet a los hogares o a las empresas tenga integrada ya la tecnología Wi-Fi.
➢ Los puntos de acceso funcionan a modo de emisor remoto, es decir, en lugares donde la señal Wi-Fi del router no tiene suficiente radio. También se emplean en instalaciones donde el router no posee esta tecnología y se desea disponer de ella.
Los dispositivos de recepción pueden ser de tres tipos: tarjetas Wi-Fi integradas en las placas base de los ordenadores, tarjetas de red PCI y tarjetas USB.
4.6. ELEMENTOS TÍPICOS DE UNA RED LAN
4.6.1 LA TARJETA DE RED
Las tarjetas de red son los dispositivos que conectan los ordenadores a la red. Suelen estar integradas en las placas base de los ordenadores actuales. Cada tarjeta de red posee un identificador único denominado dirección MAC (media Access control). No puede haber dos tarjetas con la misma dirección MAC. Esto es útil para configurar, entre otras cosas, sistemas de seguridad en las redes (por ejemplo, para identificar qué ordenadores pueden acceder a una determinada red Wi-Fi.
4.6.2 EL SWITCH O CONMUTADOR
Es el dispositivo que centraliza el cableado de un red en estrella y constituye, así, su nodo central de ésta. El switch recibe la señal de una estación de trabajo emisora y la redirige al puerto de la estación destinataria. Un switch también puede actuar como dispositivo de interconexión de redes o segmentos de redes LAN, conectándose a su vez a otro switch.
4.6.3 EL ROUTER O ENRUTADOR
Es un dispositivo de interconexión de redes de computadoras. Su principal función es encaminar la información por la ruta óptima, es decir, decide la dirección de la red hacia la que va destinada la información. Generalmente, en la mayoría de las redes LAN, el router es el dispositivo que conecta la red a Internet. Es habitual que los routers incorporen tecnología Wi-Fi.
4.7 EL PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN TCP/IP
El protocolo de una red es el software necesario para que dos equipos de una red puedan comunicarse entre sí. Como ya sabes, los ordenadores deben hablar el mismo lenguaje para poder compartir la información y los recursos de una red: este lenguaje es el protocolo de comunicación.
Existen varios tipos de protocolos, pero hoy en día lo normal es que todos los sistemas operativos trabajen con el protocolo TCP/IP (transmission control protocol/internet protocol), ya que éste fue el precursor de la red Internet. El protocolo TCP/IP permite que redes heterogéneas y con distintos sistemas operativos puedan comunicarse. Está formado por la unión de dos protocolos: IP y TCP.
➢El protocolo TCP se ocupa exclusivamente del transporte y el control de estos paquetes (datagramas), ordenándolos de la forma adecuada y emitiendo los posibles errores que se detecten.
➢El protocolo IP se encarga del direccionamiento y los puertos. Cada nodo o elemento de una red (host) debe estar identificado mediante una dirección IP exclusiva. El número IP está formado por un conjunto de cuatro cifras decimales de un byte separadas por puntos, que puede tomar valores entre 0 y 255. Por ejemplo, la siguiente sería una dirección IP: 195.235.165.
