Hardware
Arquitectura de equipos informáticos
by Vicent Forner & David López
1. ¿Quién inventó el ordenador?
Lejos de ser un invento de una persona en particular, la computadora es el resultado evolutivo de ideas de muchas personas relacionadas con áreas tales como la electrónica, la mecánica, los materiales semiconductores, la lógica, el álgebra y la programación.
¿Babbage?
¿Turing?
¿Zuse?
¿Eckert y Mauchly?
¿Atannasoff y Berry?
Contenidos
2. Arquitectura de Von Neumann
Antes, los computadores eran aparatos gigantescos que ejecutaban cálculos de forma analógica, utilizando entre otras cosas lógica cableada (según la posición de los cables, el aparato realizaba unas operaciones u otras).
2. Arquitectura de Von Neumann
La arquitectura de Von Neumann (1945) propone que un computador debe componerse por 3 partes principales:
2. Arquitectura de Von Neumann
3. Partes de un equipo
informático
3.1. Placa base
También se conoce con el nombre de tarjeta madre o placa madre. Es una tarjeta de circuito impreso en la que se conectan los componentes que constituyen la computadora: el microprocesador, la memoria RAM, la memoria ROM, etc.
USB
USB - C
HDMI
RED
(RJ45)
MICRÓFONO Y AUDIO
(JACK)
DISPLAYPORT (DP)
VGA (D-Sub)
Cable
Ethernet (red)
Pantallas, proyectores, TVs… (actual)
Pantallas, proyectores, TVs… (el + nuevo)
Pantallas, proyectores, TVs…
(viejo)
¿Qué representa cada una de las partes señaladas?
Puertos
PS/2
Puerto RJ-45
Puertos USB
Puerto DisplayPort
Puertos VGA
Puertos Jack
Ranuras de expansión
(PCI)
Ranuras
RAM
Zócalo
CPU
3.1. Placa base
CARACTERÍSTICAS ESENCIALES
3.1. Placa base
Hay diferentes formatos de placas base: AT, ATX, BTX, LPX, micro ATX, EATX, Mini-IT, etc. Especifican el tamaño de la placa base.
FORMATO
IMPORTANTE: la placa debe ser compatible con el formato de la torre (caja) donde se va a montar.
3.1. Placa base
Una placa cabrá en una torre que tenga su mismo formato o un formato superior al de la placa.
3.1. Placa base
El socket o zócalo especifica qué procesadores podrán conectarse a nuestra placa base. Serán procesadores Intel o AMD. Ejemplos:
SOCKET
Un procesador será compatible con una placa si el socket es de la misma marca y modelo que el procesador.
3.1. Placa base
Simplemente debemos saber que es el que define qué componentes son compatibles con la placa. Ejemplos:
CHIPSET
3.1. Placa base
La memoria soportada por la placa. Importante:
MEMORIA
DDR2
DDR3
DDR4
3.1. Placa base
Los tipos de discos soportados. Hoy en día 2 tipos de conexión:
ALMACENAMIENTO
SATA y M.2 con tecnología NVMe
Para poder conectar un disco a la placa, ésta debe tener la ranura necesaria (bien sea un puerto SATA o un slot o ranura M.2).
3.2. Procesador
También es conocido como CPU o unidad central de procesamiento. Es un chip compuesto por millones de componentes electrónicos. Su función consiste en dar órdenes al resto de componentes del ordenador con el objetivo de ejecutar las instrucciones de los programas informáticos.
Es el cerebro del ordenador.
3.2. Procesador
Desde el punto de vista lógico, es una unidad funcional del ordenador.
Desde el punto de vista físico, un procesador está formado por circuitos y transistores que dividen el procesador en otras unidades como: CU, ALU y registros.
3.2. Procesador
El procesador se encarga de leer las instrucciones de los programas que están en la memoria del ordenador (en código binario). A continuación las analiza, las interpreta y las ejecuta.
¿En qué dispositivos electrónicos crees que hay un procesador?
3.2. Procesador
El procesador está constituido por millones de transistores. Los transistores son los encargados de realizar las operaciones. A mayor número de transistores, mayor potencia tiene el procesador.
¿Cuántos transistores tenía el primer ordenador? ¿Cuántos tiene un ordenador actual?
¿Cómo es un transistor?
Nº transistores | |
1950 | 1 |
1960 | 16 |
1970 | 4500 |
1980 | 275000 |
1990 | 3100000 |
2000 | 592000000 |
Actualidad | 32000000000 |
3.2. Procesador
Con el objetivo de incrementar la potencia de los ordenadores, además de aumentar el número de transistores, se diseñaron los procesadores de más de un núcleo (cores).
3.2. Procesador
El procesador genera mucho calor. Por ello, se coloca un disipador sobre el procesador para evitar su sobrecalentamiento.
3.3. Memoria RAM
Random Access Memory: Es la memoria principal donde se almacenan temporalmente los datos y los programas o aplicaciones que la CPU está ejecutando en un determinado momento.
3.3. Memoria RAM
Se deben considerar algunos aspectos importantes:
3.4. Memoria ROM
Read Only Memory: es una memoria secundaria que sirve para almacenar información. Mientras que la memoria RAM sirve para almacenar programas en ejecución, la memoria ROM permite almacenar información a largo plazo como por ejemplo programas y archivos.
3.4. Memoria ROM
Podemos encontrar la memoria ROM en diferentes dispositivos como, por ejemplo, los discos duros, los disquetes (actualmente en desuso), los discos ópticos (cd-rom, dvd, blue-ray) o memorias flash (usb).
3.4. Memoria ROM
HDD: Hard Drive Disk
Más capacidad pero menor velocidad. Tiene un coste más económico.
SSD: Solid State Drive
Menos capacidad pero mayor velocidad. Tiene un coste más elevado.
M.2 NVMe
Mucha más velocidad. Coste más elevado. Menor compatibilidad.
3.5. Tarjeta gráfica
Es el dispositivo que se encarga de dibujar las imágenes que muestra el monitor. Las placas base incorporan por defecto una tarjeta gráfica, pero suele ser muy básica. Por lo tanto, si queremos jugar a videojuegos o realizar trabajos de edición de imagen 3D o vídeo, no nos será de utilidad y deberemos incorporar una tarjeta gráfica más potente.
Las tarjetas gráficas se conectan en los puertos o slots PCI-E, también denominados ranuras de expansión.
3.5. Tarjeta gráfica
Con el objetivo de obtener más potencia para el procesamiento de gráficos, estas tarjetas llevan incorporado un procesador (como el que se instala en la placa base) pero dedicado a gráficos. Este procesador se denomina GPU (Graphic Processing Unit).
Las tarjetas gráficas permiten añadir diferentes pantallas porque tienen varios conectores. Además, incluyen ventiladores o disipadores para refrigerar el procesador de la tarjeta gráfica.
3.6. Fuente de alimentación
Es la pieza de hardware que se utiliza para convertir la energía suministrada desde la toma de corriente en energía utilizable para las distintas partes incluidas dentro de la carcasa del ordenador.
Se suelen determinar por su potencia:
y por su eficiencia.
3.7. Dispositivos de entrada y salida
Ordenamos: ratón, monitor, impresora, router, teclado, escáner, altavoces, pantalla táctil, micrófono y memoria usb.
ENTRADA
SALIDA
ENTRADA / SALIDA
3.7. Dispositivos de entrada y salida
Son los que permiten la interacción entre las personas y el ordenador.
Los dispositivos de entrada nos permiten dar información al ordenador para que realice las acciones que nosotros queremos.
Los dispositivos de salida nos informan sobre las tareas que el ordenador está realizando.
3.8. Buses y conectores
Todos los elementos del ordenador deben estar conectados entre sí con el objetivo de enviarse información. Además, algunos de ellos deben estar conectados a la fuente de alimentación para proporcionarles energía.
Para realizar esta conexión, se utilizan los buses y otros conectores.