Periféricos de entrada y salida

Los periféricos de entrada y salida sirven básicamente para la comunicación del ordenador con el medio externo. Proveen el modo por el cual la información es transferida de afuera hacia adentro, y viceversa, compatibilizandolo con la velocidad necesaria entre los diferentes medios. Entre estos componentes destacamos:

•  Teclado (Entrada): Es el más importante medio de entrada de datos, el cual establece una relación directa entre el usuario y el equipo. 
  
• Lector/grabadora de CD/DVD (Entrada y Salida): Tiene como función transferir programas o datos desde el disco al ordenador o viceversa. Esa operación es realizada a través de un cabezal de lectura y grabación que se mueve hacia atrás y adelante sobre la superficie del disco.
  
  
  
•  Disco Duro (Entrada y Salida): Son unidades de almacenamiento que se caracterizan por la mayor capacidad de almacenamiento y la mayor velocidad de operación.
  Está compuesto por una serie de discos de material rígido.
•  Monitor (Salida): Utilizado para la salida de información, el monitor es el canal por donde el ordenador muestra la información al usuario. Está conectado a la placa de video de éste. 
  
•  Ratón (Entrada): El ratón se coloca sobre cualquier superficie plana y, cuando se mueve, mueve también el cursor en la pantalla con extrema agilidad. Así, una persona puede moverse a cualquier parte de la pantalla, presionar el botón y activar la operación deseada. 
  
•  Impresoras (Salida): Utilizadas para la impresión de datos sobre papel.
  Existen tres tipos principales de impresoras: Matricial, chorro a Tinta y Láser.
  
•  Módem (Entrada y Salida): El módem es un dispositivo de conversión de señales, que transmite datos a través de líneas telefónicas. Utilizados para la conexión a internet.
  
•  Escáner (Entrada): Un digitalizador de imágenes es un dispositivo de entrada de datos, que permite la digitalización de imágenes a partir de material impreso (revistas, periódicos, carteles).
  
  
  

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Unidades de almacenamiento

Hay dos tipos de unidades de almacenamiento:

• Las fijas; son el disco duro que se encuentra en la torre y la memoria RAM (pero ésta sólo almacena cuando se está trabajando con el equipo).
• Las extraíbles; son los soportes de almacenamiento diseñados para ser extraídos de la computadora sin necesidad de apagarla. Algunos ejemplos de estos medios son: 

1. Disco óptico y discos ópticos (CD, DVD).
2. Disquetes, discos Zip.
3. Cintas magnéticas.
4. Tarjeta perforada, cinta perforada.

El término medio extraíble también puede hacer referencia a algunos dispositivos de almacenamiento extraíbles, cuando éstos son usados para transportar o almacenar datos. Por ejemplo:

1. Memorias USB.
2. Discos duros externos.
3. Tarjeta de memoria.

 

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Componentes básicos de un ordenador

Los componentes que voy a tratar ahora son todos los que contiene un ordenador, pero se hablará con más extensión, de los que están subrayados, en otro color, en otras entradas, de las cuales dejo el enlace.

• LA TORRE O CAJA: es la encargada de albergar en su interior los demás componentes del PC a montar. Dependiendo de los componentes de ésta (de mayor o menor gama) se necesitará una caja con más capacidad de almacenamiento y de ventilación y refrigeración (eliminación del calor). 
  
•  FUENTE DE ALIMENTACIÓN: la fuente de alimentación es muy importante ya que debe contar con suficiente potencia para soportar todos los dispositivos que se incorporen al sistema, si no, podría llegar a fallar el ordenador.   
  
•  PLACA BASE: http://arquitecturaordenadores2017.blogspot.com.es/2017/11/placa-base.html
• MICROPROCESADOR (PROCESADOR): http://arquitecturaordenadores2017.blogspot.com.es/2017/11/microprocesador.html
• DISIPADOR: se encarga de disipar el calor que produce el procesador para mantener una buena temperatura. Se recomienda cambiarlo para mejorar las temperaturas y reducir el ruido. Al elegir un disipador, hay que asegurarse de que es compatible con su conexión de la placa base donde va a ir puesto. 
  
• MEMORIA RAM:  http://arquitecturaordenadores2017.blogspot.com.es/2017/11/memoria-ram.html
• GPU: es la encargada de procesar los gráficos y de enviar la señal de vídeo al monitor o pantalla. En la mayoría de los juegos influye más que el procesador. 
  
• DISCO DURO: es el encargado de almacenar todos los datos. La capacidad de este puede elegirse considerando el tamaño de los archivos o programas con los que trabajaremos. Dentro de éste se encuentra el software que incluye el sistema operativo y los programas ya citados.
  
• SISTEMA OPERATIVO: conjunto de programas informáticos que gestionan los recursos del hardware y provee servicios a los programas.
  
• GRABADORA O LECTOR DE DVD: unidad de disco óptico que lee y graba discos versátiles digitales (DVDs) en formato audio, video y datos. Los discos DVD grabados pueden ser reproducidos en cualquier reproductor de DVD.
  

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Memoria RAM

La Memoria RAM es donde se escriben los datos que necesitan ser accedidos rápidamente. Al abrir un programa, este carga una serie de datos en la memoria ya que tener que acceder a ellos desde el disco duro sería mucho más lento. También se cargan en ella determinados archivos del sistema operativo.

 

Lo almacenado en la RAM está en ella mientras se trabaja pero se borra cuando el ordenador se apaga, si se queda en estado de hubernación no; por el contrario, el disco duro almacena los datos y programas cuando apagas el equipo.

Cuanta más memoria RAM tengas en tu equipo será mejor puesto que funcionará de forma más suave y sin interrupciones.

En el mercado actual para PCs de escritorio y portátiles hay 4 tipos:

Las DDR, DDR2, DDR3 y DDR4, las más actuales. En todo caso la característica más importante de una memoria es su capacidad.

Las diferencias físicas son la posición de la ranura y la cantidad de pines que tienen; las lógicas son que trabajan más rápido y con una frecuencia (Hz) mayor.

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Microprocesador

El microprocesador (procesador), podemos decir que es el corazón del ordenador, es el encargado de procesar toda la información que le damos. Para ello extrae, una a una , las instrucciones del programa que esta en la memoria principal, las analiza y emite las ordenes necesarias para su completa realización.

 En otra entrada se encuentra la información de los perifericos.

 La CPU está formada por las dos unidades: 

• Unidad Aritmético-lógica (ALU) 
• Unidadde control (UC) 

También esta formado por cierto número de registros que son usados como almacenamiento temporal de los datos que en cada momento son relevantes para el proceso. Estos registros tienen una característica principal y es que son capaces de llevar una gran velocidad en tareas de lectura/escritura, mucho mas veloz que la memoria principal.

• La ALU es la encargada de levar a cabo las operaciones aritméticas (sumas, restas, etc.) y lógicas (Comparaciones, etc.) requeridas por el programa que se está ejecutando. Normalmente las operaciones más costosas y difíciles de realizar son las aritméticas. Las ALU's están compuestas por operadores, circuitos capaces de realizar operaciones aritméticas y lógicas; ese conjunto de operadores, así como su funcionamiento varía mucho de unas ALU ́s a otras. 

• La UC  dirige y coordina todas las operaciones que tienen lugar en las restantes partes del ordenador. Estas operaciones pueden resumirse en: 

1. ·Interpretar el contenido de la memoria. 
2. ·Ordenar a los distintos elementos del ordenador la ejecución individual de las distintas tareas.  
3. ·Atender y decidir sobre las posibles interrupciones que se produzcan durante el proceso de los datos. Para poder realizar estas operaciones, la UC utiliza registros internos y circuitos de control y temporización.

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Placa Base

La placa base es una de las piezas más importantes del ordenador, ya que es donde irán conectados todos los componentes y por lo tanto la que proporcionará en parte el rendimiento general de todo el ordenador.

 

Las placas de hoy en día suelen llevar las tarjetas de sonido y red integradas. También existen placas con tarjeta gráfica integrada. Mientras las tarjetas de sonido y red integradas suelen ser más que suficientes, las gráficas integradas rinden muy poco a la hora de jugar, por lo que no se recomiendan si el ordenador va a ser para ese fin.

  

Existen varios formatos de placas, el más común es el ATX, pero existen otros como microATX (populares para HTPC, pequeños ordenadores...) o miniITX (más pequeñas, ideales para equipos de tamaño muy reducido).

Tipos de placas base:

 

Las placas bases tienen integrados los conectores o puertos VGA, USB, RJ-45 y miniJack:

 

• El conector VGA se utiliza para conectar dispositivos como monitores CRT, pantallas LCD, proyectores de video y computadoras portátiles. Se encarga de enviar las señales desde la computadora hacia la pantalla con soportes millones de colores y resoluciones. 
  
• Los conectores USB  son entradas que se  utilizan para  conectar hasta 127 dispositivos,  están diseñados para  transmitir energía eléctrica al dispositivo que se encuentra conectado, como cámara de fotos, pendrive, etc; y para poder compartir información almacenada en distintos dispositivos.
  
• El puerto RJ-45 es un interfaz físico o puerto principal usado  para conectar el ordenador a la red. Es el puerto principal para conectar el equipo a un modem o a redes locales, dentro de edificios, escuelas, hospitales etc.
  
• Puerto miniJack permite conectar dispositivos de audio a la computadora; tiene la función de capturar audio del exterior, grabar señales de audio, reproducir sonidos hacia altavoces o auriculares y capturar la señal del micrófono.
  

En esta foto se pueden ver los conectores citados:

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El modelo de Von Neumann

La arquitectura Von Neumann o modelo de Von Neumann, es una arquitectura de computadoras descrita por el matemático y físico John Von Neumann y otros, en el primer borrador de un informe sobre el EDVAC (una computadora construida en la Universidad de Pensilvania y fue el primer equipo con capacidad de almacenamiento de memoria) en 1945.

Los ordenadores con esta arquitectura constan de 5 partes: 
La unidad aritmético-lógica (contiene registros del procesador), la unidad de control con un registro de instrucciones y un contador de programa, la memoria (para almacenar los datos e instrucciones), un dispositivo de entrada/salida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datos entre las distintas partes.
 Estos conceptos están explicados en las distintas entradas que forman el blog.

Actualmente el modelo de Von Neumann se entiende como un computador de programa almacenado en el cual no pueden ocurrir una extracción de instrucción y una operación de datos al mismo tiempo, ya que comparten un bus en común; Esto se conoce como el cuello de botella Von Neumann y limita el rendimiento del sistema.

La mayoría de computadoras modernas están basadas en esta arquitectura, aunque pueden incluir otros dispositivos adicionales. Hoy en día se utiliza la arquitectura Harvard que tiene un conjunto de direcciones y buses de datos para leer y escribir datos desde la memoria y otro para ir a buscar instrucciones.

El funcionamiento de este modelo consta de 5 pasos:

1. Se enciende el ordenador y obtiene la siguiente instrucción desde la memoria en la dirección indicada por el contador de programa y la guarda en el registro de instrucción.
2. Aumenta el contador de programa en la longitud de la instrucción para apuntar a la siguiente.
3. Decodifica la instrucción mediante la unidad de control. Ésta se encarga de coordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una función determinada.
4. Se ejecuta la instrucción. Ésta puede cambiar el valor del contador del programa, permitiendo así operaciones repetitivas. El contador puede cambiar también cuando se cumpla una cierta condición aritmética, haciendo que el ordenador pueda ‘tomar decisiones’, que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad, mediante la aritmética y lógica anteriores.
5. Volver al paso 1. 

Acontinuación muestro un video para una mejor comprensión.

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