Tema 2: Hardware

Hardware: dentro de la caja
Introducción a la Informática
2010-2011
Objetivos
• Conocer cómo se almacena y manipula la
información dentro de los ordenadores
• Analizar la estructura y organización básica
de un ordenador
• Describir las funciones e interacciones de
los principales componentes internos
• Diferenciar los tipos de memoria y
dispositivos de almacenamiento
4626. Introducción a la Informática.
Contenidos
1.
2.
3.
4.
¿Qué hacen los ordenadores?
Bits, numeración binaria y codificaciones
CPU y memoria
Buses, puertos y periféricos
4626. Introducción a la Informática.
¿Qué hacen los ordenadores?
• Sus funciones básicas son:
– Recibir datos de entrada (input)
– Procesar la información recibida, haciendo
operaciones aritméticas o lógicas
– Producir una salida, comunicando información
al mundo exterior (output)
– Almacenar información
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Componentes básicos de un ordenador
• Dispositivos de entrada
– Teclado y ratón
• Dispositivos de salida
– Pantalla, impresora, altavoces
• Procesador (CPU)
• Memoria y dispositivos
de almacenamiento
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Algo sobre los bits
• La información que maneja un ordenador
es digital
– Unidad elemental: bit (binary digit)
– Dos estados posibles
– Se representan por 0 y 1
• Los bits pueden representar letras,
números, instrucciones, códigos, colores…
• 8 bits = 1 byte (256 valores diferentes)
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Bits como números
Hay sólo 10 tipos de personas
en el mundo: las que entienden
el binario y las que no.
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Bits como números
• sistema numérico
binario:
– todos los números
como combinaciones
de 2 dígitos (base 2)
– conversión
binario – decimal
(o hexadecimal)
Dec.
0
1
2
3
4
5
6
7
…
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Bin.
000
001
010
011
100
101
110
111
Bits como caracteres
• Cada carácter que aparece en el teclado
tiene una representación en bits
• ASCII
– el más extendido
– Codificación fija (1 carácter = 1 byte)
• Unicode
– Esquema único para 65.000 caracteres
independientemente del idioma
– Codificación variable (1 ó 2 bytes)
– Muy usado en la web
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Para contar muchos bits…
• Se utilizan unidades mayores:
–
–
–
–
–
–
1 Byte
1 Kilobyte (Kb)
1 Megabyte (Mb)
1 Gigabyte (Gb)
1 Terabyte (Tb)
1 Petabyte (Pb)
=
=
=
=
=
=
8 bits
1024 bytes
1024 Kb
1024 Mb
1024 Gb
1024 Tb
• Otras unidades: Exabyte, Zettabyte,
Yottabyte
• Ver Data Powers of Ten
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Componentes: CPU y memoria
La CPU
• Está contenida en un microprocesador (junto con
otros muchos elementos en la placa-base o
motherboard)
• Es el elemento principal del ordenador
• Ejecuta cada una de las instrucciones de un
programa,
• Las instrucciones del programa le llegan de la
memoria, RAM o ROM
• Los datos los toma de la memoria y los resultados
los deposita en la memoria
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Compatibilidad
• Cada CPU tiene su propio sistema de
instrucciones dependiendo del
– Fabricante (Intel, Motorola…)
– Sistema operativo (Windows, Linux, Mac OS..)
• Las CPU de la misma familia suelen ser
compatibles hacia atrás y comprenden las
instrucciones de los procesadores antiguos
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Prestaciones
• El rendimiento de la CPU depende de
– La velocidad del reloj interno (Mhz)
– La arquitectura interna del procesador (8, 16,
32, 64 bits)
• Dos tecnologías
– CISC (Intel Pentium, AMD, 68000):
instrucciones complejas y potentes
– RISC (Alpha, G5, Intel Itanium): instrucciones
sencillas en hardware muy rápidas
(ver detalles en la wikipedia)
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Tabla de equivalencias
• Intel
• AMD
– Celeron
– Pentium EM64T
– Core 2 Duo, i3, i5
– Quad Core, i5, i7
– Centrino
– Xeon
– Itanium (RISC)
– Sempron
– Athlon64
– Athlon64 x2
– Phenom
– Turion
– Opteron
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Evolución de los procesadores de Intel
CPU
Word (bits)
Freq. (MHz)
Año
8088
8
8
4
1972
8086
16
16
8
1979
80286
16
16
12
1982
80386
32
32
33
1985
80486
32
32
66
1989
Pentium
32
64
100
1993
Pentium II
32
64
233
1997
Pentium III
32
64
400
1999
Pentium 4
32
64
1400
2001
Itanium
64
64
1500
2003
Data bus
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Memoria RAM
• Memoria de acceso aleatorio
• Usada para almacenar temporalmente
instrucciones de programas y datos
• Dividida en elementos pequeños identificables por
su dirección y accesibles individualmente
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La memoria ROM
• Memoria de sólo lectura
• Información almacenada permanentemente
en un chip
• Contiene instrucciones de arranque y otros
datos
• Al encender el ordenador, de manera
automática, se pasan a la CPU para su
ejecución
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Otras memorias
• CMOS
– Es un pequeño espacio de memoria RAM,
mantenido por una pila eléctrica, para conservar
el calendario, reloj y alguna otra cosa de
pequeño volumen
• FLASH
– Memoria de estado sólido
– Usada en teléfonos móviles, PDA, tarjetas de
expansión, reproductores MP3…
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Y ahora todo junto
4626. Introducción a la Informática.
Buses, puertos y periféricos
• Los distintos elementos están conectados
entre sí por haces de cables, llamados
buses
• Cada uno suele tener 32 o 64 cables
• Algunos terminan en enlaces abiertos
donde pueden conectarse otros
dispositivos:
– Puertos (ports), bahías (bays), slots de
expansión,…
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