Hardware - Facultad Regional San Nicolás
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Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional San Nicolás Nivelación de Ingreso: Informática Hardware - Redes Conceptos Iniciales Nivelación de Informática – Curso de Ingreso Ing. Silvia Kern - UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Cuestiones para tener en cuenta: Vas a encontrar estos signos, te van a ayudar. Símbolos Significado Definición, CUIDADO!! Importante, toma nota Cosas que se van a repetir y debes recordar Diagrama del contenido: CPU Disp. de entrada ALU UC Disp. de salida MEMORIA Conceptos iniciales. RAM ROM Memorias auxiliares Página 2 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software CAPITULO 1 : Introducción al Hardware Contenido en temas. Conceptos básicos generales Diagrama de Arquitectura interna Dispositivos de entrada y salida Unidades de medida de memoria OBJETIVOS: Que el alumno reconozca las componentes internas de un ordenador. Que pueda conectar y utilizar correctamente los dispositivos de entrada y salida Que utilice correctamente las unidades de medida que valorizan cada propiedad. Que pueda comparar elementos similares, con diferentes medidas de esas unidades y valorizarlas. ¿Qué es una computadora? Una computadora es un conjunto de componentes electrónicos conectados entre sí, capaz de recibir información, procesarla y entregar un resultado. Si bien las computadoras no piensan por sí solas, están dotadas de gran capacidad de memoria y métodos de tratamiento de la información, que puede procesar datos en forma automática, a partir de instrucciones almacenadas. Las principales ventajas que ofrece son : Conceptos iniciales. Página 3 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software la rapidez de cálculo, la precisión y la repetitividad ( un mismo conjunto de datos procesado de la misma manera una y otra vez, arrojará siempre el mismo resultado). Una computadora es un sistema digital con tecnología microelectrónica capaz de procesar datos a partir de un grupo de instrucciones denominado programa. La estructura básica de una computadora incluye microprocesador (CPU), memoria y dispositivos de entrada/salida (E/S), junto a los buses que permiten la comunicación entre ellos. La característica principal que la distingue de otros dispositivos similares, como una calculadora no programable, es que puede realizar tareas muy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute el procesador. La interfaz IDE (Integrated device Electronics, Dispositivo con electrónica integrada, indica que el controlador del dispositivo se encuentra integrado en la electrónica de éste) o ATA (Advanced Technology Attachment) controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros, y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) añade además dispositivos como las unidades CDROM. Conceptos iniciales. Página 4 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Arquitectura de un Procesador Aunque las tecnologías empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho desde que aparecieron los primeros computadores en los años 40, la mayoría todavía utilizan la arquitectura von Neumann. La arquitectura von Neumann describe un computador con 4 secciones principales: la unidad lógica y aritmética (ALU), la unidad de control (UC), la memoria, dispositivos de entrada y salida (E/S). Estas partes están interconectadas por un conjunto de cables denominados BUS, que algunos interpretan como una quinta sección. En este sistema, la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad de información. Las celdas contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones. En general, la memoria puede ser rescrita varios millones de veces. El tamaño de cada celda y el número de celdas varía mucho de computadora a computadora, y según la tecnología empleada. Actualmente se conforman integrados con millones de celdas en un solo chip. Con los circuitos electrónicos se simulan las operaciones lógicas y aritméticas, con las que se Conceptos iniciales. Página 5 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software pueden diseñar circuitos para que realicen cualquier forma de operación. La unidad lógica y aritmética, o ALU, es el dispositivo diseñado y construido para llevar a cabo las operaciones elementales como las operaciones aritméticas (suma, resta), operaciones lógicas (Y, O, NO), y operaciones de comparación. En esta unidad es en donde se hace todo el trabajo computacional. La unidad de control sigue la dirección de las posiciones en memoria que contienen la instrucción que la computadora va a realizar en ese momento, y recupera la información poniéndola en la ALU para la operación que debe desarrollar. Transfiere luego el resultado a ubicaciones apropiadas en la memoria. Una vez que ocurre lo anterior, la unidad de control va a la siguiente instrucción (normalmente situada en la siguiente posición, a menos que la instrucción sea una instrucción de salto, informando a la computadora de que la próxima instrucción estará ubicada en otra posición de la memoria). Los dispositivos E/S sirven a la computadora para obtener información del mundo exterior y devolver los resultados de dicha información. Hay una gama muy extensa de dispositivos E/S como los teclados, monitores y unidades de disco flexible o las cámaras web. Las instrucciones no son las que utiliza el ser humano. Una computadora sólo se diseña con un número limitado de instrucciones bien definidas. Los tipos de instrucciones típicas realizadas por la mayoría de las computadoras son como estos ejemplos. Las instrucciones dentro de la computadora se representan mediante números (generalmente binarios, hexadecimales, u octales). Por ejemplo, el código para copiar puede ser 001. El conjunto de instrucciones que puede realizar una computadora se conoce como lenguaje de máquina o código máquina. En la práctica, no se escriben las instrucciones para las computadoras directamente en lenguaje de máquina, sino que se usa un lenguaje de programación que se traduce después al lenguaje de la máquina automáticamente, a través de programas especiales de traducción (intérpretes y compiladores). Las computadoras actuales colocan la ALU y la unidad de control dentro de un único circuito integrado conocido como Unidad central de procesamiento o CPU. Normalmente, la memoria de la computadora se sitúa en unos pocos circuitos integrados pequeños cerca de laCPU. La gran mayoría de la masa de la computadora está formada por sistemas auxiliares (por ejemplo, para traer electricidad) o dispositivos E/S. Algunas computadoras más grandes se diferencian del modelo anterior en un aspecto importante: tienen varias CPU y unidades de control que trabajan al mismo tiempo. Resumiendo, el funcionamiento de una computadora es en principio bastante sencillo: Conceptos iniciales. Página 6 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software 1. La computadora trae las instrucciones y los datos de la memoria. 2. Se ejecutan las instrucciones, 3. se almacenan los datos 4. y se pasa a la siguiente instrucción. Este procedimiento se repite continuamente, hasta que se apaga la computadora. Los Programas de computadora (software) son simplemente largas listas de instrucciones que debe ejecutar el ordenador, a veces con tablas de datos. Muchos programas contienen millones de instrucciones, y muchas de esas instrucciones se ejecutan rápidamente. Una computadora personal moderna puede ejecutar de 2000 a 3000 millones de instrucciones por segundo. Sin embargo, es menester resaltar que las capacidades extraordinarias que tienen las computadoras no se deben a su habilidad para ejecutar instrucciones complejas, sino por el contrario, las computadoras ejecutan millones de instrucciones simples diseñadas por personas : los programadores. Los buenos programadores desarrollan grupos de instrucciones optimizadas y eficientes para hacer tareas comunes (por ejemplo, dibujar un punto en la pantalla) y luego ponen dichos grupos de instrucciones a disposición de otros programadores, y las enlazan formando grandes programas utilitarios. En la actualidad, podemos tener la impresión de que las computadoras están ejecutando varios programas al mismo tiempo, lo que se conoce como multitarea. En realidad, la CPU ejecuta instrucciones de un programa y después, tras un breve período de tiempo, cambia a un segundo programa y ejecuta algunas de sus instrucciones. Esto crea la ilusión de que se están ejecutando varios programas simultáneamente, repartiendo en realidad el tiempo de la CPU entre los programas. Esto es similar a la película que está formada por una sucesión rápida de fotogramas. El sistema operativo es el programa que controla el reparto del tiempo generalmente. Unidades de memoria Un elemento básico de memoria puede tener sólo dos estados: activado (1) o desactivado (0). A éstos se los llama bit (binary digit), y cada uno de ellos puede almacenar sólo un dígito binario, el uno o el cero. Un bit es la mínima unidad física de almacenamiento. Un conjunto de ocho bits forma un byte. Como una cadena de ocho bits es una combinación de ocho posibles estados binarios, conforman Conceptos iniciales. Página 7 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software un conjunto de 2 8 = 256 combinaciones posibles. Cada carácter del teclado (letras, símbolos, números, espacio) tiene asignado un código binario de ocho dígitos, por lo tanto: 1 carácter = 1 byte Como cada carácter ocupa 1 byte, es de imaginar que un programa o una carta que escribamos ocupará varios miles de bytes. Esto hace que se definan múltiplos de esta unidad de medida, los cuales son: 1 Kilobyte 1 KB = 1024 bytes 1 Megabyte 1 MB = 1024 KB 1 Gigabyte 1 GB = 1024 MB 1 Terabyte 1 TB = 1024 GB Es decir, un Kilobyte son aproximadamente 1000 bytes, y un megabyte equivale aproximadamente a un millón de bytes. Descripción La memoria está constituida por un conjunto de circuitos en donde se almacena información,. Su característica principal, la capacidad, se expresa de dos modos distintos, según nos estemos refiriendo a la computadora en conjunto o a los circuitos integrados que componen la memoria. La capacidad de la computadora se mide en bytes; en cambio, la capacidad de los circuitos integrados que componen la memoria se mide en bits. Esto es debido a que los circuitos integrados de memoria trabajan con los bits elementales, siendo los circuitos externos los que tienen que agrupar estos bits según la longitud de palabra empleada por el microprocesador (sistemas de 32 o 64 bits). Los circuitos de memoria pueden clasificarse en dos grandes tipos: ROM (Read Only Memory): Es la memoria de sólo lectura. Se graba durante la fabricación de la computadora. La información residirá permanentemente en la máquina. Ésta no puede ser modificada posteriormente, ni desaparece al desconectar la máquina. La memoria ROM contiene siempre el programa de inicialización y, en muchos casos, parte del sistema operativo o el programa intérprete de algún lenguaje de programación. RAM (Random Access Memory): Es la memoria de lectura y escritura. Allí se almacenan los datos y programas que se van usando durante el funcionamiento de la máquina ó de trabajo, los cuales desaparecen en caso de cortarse la alimentación (es una memoria de tipo volátil). Estas memorias están destinadas a almacenar los distintos datos y programas con los que se va a trabajar. Su característica principal consiste en que es posible acceder al contenido de cualquiera de sus celdas sin necesidad de leer las demás que se Conceptos iniciales. Página 8 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software encuentran antes (acceso aleatorio). Dispositivos de almacenamiento Dado que todo lo que está en la memoria RAM se pierde al apagar la computadora, debemos tener un dispositivo donde almacenar los datos, secuencias y programas que deseamos guardar en forma permanente. Hay básicamente dos tipos de dispositivos de almacenamiento: sistemas de soporte magnético (discos flexibles, discos duros, cintas magnéticas) y sistemas de almacenamiento óptico (discos ópticos, compact disk, DVD). Discos rígidos Un disco rígido es un disco de alta velocidad y gran capacidad. El disco rígido puede estar conformado por uno o un conjunto de varios discos con una cabeza de lecto-escritura para cada uno, y está alojado en el interior del gabinete, y no se extrae de la computadora. La capacidad de los discos rígidos ha ido aumentando velozmente con el avance tecnológico, y sus precios han disminuido considerablemente. Además de la gran capacidad, gira a mucha más velocidad permitiéndole a los cabezales, el acceso aleatorio a la información alojada en sus pistas. Dada la alta velocidad a que giran los platos del disco rígido, el cabezal de lectura no toca los mismos sino que está “flotando” a unos pocos micrones; por esto cualquier movimiento brusco podría hacer colisionar el cabezal con el material magnético y producir daños considerables. Cada unidad de disco tiene una denominación que le asigna el sistema operativo para ubicar la información . Generalmente las unidades de disco flexible se llaman A: o B: y el disco rígido se llama C: ó D. Conceptos iniciales. Página 9 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Sistemas de almacenamiento óptico En un sistema de almacenamiento óptico se utilizan señales ópticas, producidas al incidir un rayo láser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, es decir, un rayo de luz altamente concentrado) sobre un soporte en forma de disco. Son ventajas del láser su potencia y su capacidad de ser dirigido con gran precisión hacia un punto concreto, lo que deriva en una gran capacidad de almacenamiento Los CD y DVDs son leídos y grabados con tecnología láser. Existen tres tipos de almacenamiento óptico utilizados para guardar información: CD-ROM (Compact Disk - Read Only Memory) o discos compactos CD – RW (ReWritable): s discos compactos reutilizables, DVD : (“Digital Versatile Disc” o “Disco Versátil Digital”, aunque también se le puede denominar como “Digital Video Disc” o “Disco de Video Digital”). Un DVD de capa simple puede guardar hasta 4,7 gigabytes (se le conoce como DVD-5), alrededor de siete veces más que un CD estándar. Los DVD se pueden clasificar : - según su contenido: DVD-Video, para Películas, DVD-Audio, para Audio de alta definición , y DVDData para cualquier tipo de datos. _ según su capacidad de regrabado: DVD-ROM, si sólo se pueden leer, manufacturado con prensa, DVD-R, si es grabable una sola vez ; DVD-RW, si es Regrabable; etc. según su número de capas o caras: El disco puede tener una o dos caras, y una o dos capas de datos por cada cara; el número de caras y capas determina la capacidad del disco. Los formatos de dos caras apenas se utilizan. Pueden ser de 4.7 GB hasta 17 o más GB. También existen DVD de 8 cm (no confundir con miniDVD, que son CD conteniendo información de tipo DVD video) que tienen una capacidad de 1.5 GB. Los dispositivos ópticos deben cuidarse del polvo y su superficie debe protegerse para que no sufran daños, por eso generalmente poseen fundas protectoras. En este sentido, los DVD son más sensibles, sus capas protectoras son más finas, por lo tanto están más expuestas a rayaduras. Como se leen con luz, su Conceptos iniciales. Página 10 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software desgaste físico no es un problema. Contrariamente a lo que muchos piensan, la humedad y la temperatura son parámetros a considerar en el almacenamiento de los soportes ópticos. Los cambios bruscos pueden causar deterioros importantes. Dispositivos USB : El Bus de Serie Universal (USB, Universal Serial Bus) es una interfaz que provee un estándar de bus serie para conectar dispositivos aun ordenador personal (generalmente a un PC). Se pueden conectar hasta 127 dispositivos a un sólo ordenador. El estándar incluye la transmisión de energía eléctrica al dispositivo conectado. Algunos dispositivos requieren una potencia mínima, así que se pueden conectar varios sin necesitar fuentes de alimentación extra. A veces es necesario incluir un concentrador, para permitir extender la cantidad de dispositivos que es posible conectar, la mayoría de los concentradores incluyen fuentes de alimentación que brindan energía a los dispositivos conectados a ellos, pero algunos dispositivos consumen tanta energía que necesitan su propia fuente de alimentación. Los concentradores con fuente de alimentación pueden proporcionarle corriente eléctrica a otros dispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexión (dentro de ciertos límites). El USB puede conectar periféricos como ratones, teclados, escáneres, cámaras digitales, impresoras, discos duros, tarjetas de sonido y componentes de red. Para dispositivos multimedia como escáneres y cámaras digitales, el USB se ha convertido en el método estándar de conexión. Para impresoras, el USB ha crecido tanto en popularidad que ha empezado a desplazar a los puertos paralelos, porque el USB hace sencillo el poder agregar más de una impresora a unordenador personal. En el caso de los discos duros, el USB tiene un rendimiento un poco máslento que esos otros estándares. Conceptos iniciales. Página 11 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Memoria USB (dispositivo de entrada/salida) Una memoria USB o Pendrive (Universal Serial Bus) (en inglésUSB flash drive) es un pequeño dispositivo de almacenamiento queutiliza memoria flash para guardar la información sin necesidad de pilas. Estas memorias son resistentes a los rasguños y al polvo, que hanafectado a las formas previas de almacenamiento portátil. Todas las versiones de Linux que soportan dispositivos USB o SCSI soportan dispositivosUSB Flash, aunque algunos entornos de escritorio asumen que el dispositivo está particionado Características Las memorias actuales son USB 2.0, lo que les permite alcanzar velocidades deescritura/lectura de hasta 480 Mbit/s. Tienen una capacidad de almacenamiento que va desde algunosMegabytes hasta 60 Gb, aunque algunos dispositivos incorporan un minúsculo disco duro en vezde una memoria flash, pudiendo almacenar muchísima más cantidad de información. Sinembargo, algunos ordenadores pueden tener dificultades para leer la información contenida endispositivos de más 2 GB de capacidad. Algunos de estos dispositivos en vez de incluir la memoria flash integrada, incorporan unminilector de tarjeta de memoria. Esto permite reutilizar la memoria de, por ejemplo, una cámaradigital. De todos modos, cualquier tarjeta de memoria es más cara que una memoria USB, por loque la combinación de tarjeta y lector USB no es lo más barato. Otro formato de memoria USB es un reproductor MP3/ 4 con conexión USB y una memoria flash interna. Son dispositivos de almacenamiento de datos pequeños, livianos, desconectables y reescribibles. La mayoría de las memorias USB son pequeñas y ligeras. Son populares entrepersonas que necesitan transportar datos entre la casa, escuela o lugar de trabajo. Teóricamente,la memoria flash puede retener los datos durante unos 10 años y escribirse un millón de veces. Un conector USB ocupa mucho menos que un lector deCD-ROM y una disquetera, es mucho más barato, y se le puede conectar un disco duro real si senecesita más capacidad, para hacer una copia de seguridad, por ejemplo. Asimismo, algunasdistribuciones de GNU/Linux están contenidas completamente en un llavero USB y puedenarrancar desde allí. A pesar de su bajo costo y garantía, se han reportado casos en que estos dispositivos Conceptos iniciales. Página 12 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software dealmacenamiento dejan de funcionar de un día para otro, bien por variaciones de voltaje mientrasestán conectadas o por dejarlas caer de una altura superior a un metro, o simplemente portraerlas en el bolsillo junto a monedas o llaves. Dispositivos de entrada Dispositivos de entrada son todos aquellos periféricos que se conectan a la CPU paraingresar datos a ella. Los ejemplos más comunes de dispositivos de entrada son el teclado y elmouse. El teclado El teclado es un periférico utilizado para la introducción de órdenes y datos en unordenador. Básicamente, transmite al ordenador una señal cuando el operador aprietauna tecla. Existen distintas disposiciones de teclado, para que se puedan utilizar en diversos lenguajes. El tipo estándar de teclado inglés se conoce como QWERTY. Las siglas corresponden a lasprimeras letras del teclado, comenzando por la izquierda en la fila superior. El teclado en español se diferencia del inglés por presentarla letra “ñ” y “Ñ” en su distribución de teclas. Se han sugerido distintas alternativas a ladisposición de teclado QWERTY, indicando ventajas tales como mayores velocidades detecleado. La alternativa más famosa es el Teclado Simplificado Dvorak. Sólo las teclas etiquetadas con una letra en mayúscula pueden ofrecer ambos ipos:mayúsculas y minúsculas. Para teclear un símbolo que se encuentra en la parte superior izquierdade una tecla, se emplea la tecla mayúsculas, etc. En la actualidad, hay también teclados, joysticks y mouses inalámbricos (funcionan sin cables). El mouse El mouse o ratón es un periférico que controla un puntero sobre la pantalla. El puntero se mueve al deslizar el mouse sobre una superficie plana, sin que la información en pantalla se vea afectada, en tanto se trata sólo de una referencia de ubicación. Hay mouses con dos y con tres botones. En Windows se utilizan los dos botones exteriores, pudiéndose configurar para diestros o para zurdos. En la figura, mostramos un mouse, y laubicación de los botones principal y secundario Conceptos iniciales. configurado para diestros. En la Página 13 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software otraconfiguración, se invierten los roles. Funcionamiento de un mouse mecánico. 1: Al arrastrar el mouse gira la bola 2: que a su vez mueve los rodillos ortogonales 3: unidos a los discos de codificación óptica, opacos pero perforados 4: que, dependiendo de su posición, pueden dejar pasar o interrumpir rayos infrarrojos emitidospor un LED. 5: Estos pulsos son captados por sensores que los convierten en velocidad vertical y horizontal. Funcion: Cuando se presiona el botón principal o el secundario, una acción ocurre en el lugar donde el puntero está ubicado. Hay cuatro acciones básicas del mouse que dan resultados diferentes: Señalar: mover el mouse para ubicar el puntero Hacer click: Señalar un objeto de la pantalla con el puntero y pulsar y soltar rápidamente elbotón principal del mouse. Hacer doble click: Señalar un objeto de la pantalla con el puntero y pulsar y soltarrápidamente el botón principal del mouse dos veces seguidas. Arrastrar: Señalar un objeto de la pantalla, y desplazar el puntero manteniendo pulsado elbotón principal del mouse. Esta acción se realiza para seleccionar objetos, y para mover ycopiar. En Windows y las aplicaciones del paquete Office, al hacer clic con el botón secundario sedespliegan los menúes contextuales, y al arrastrar con el botón secundario, se producen arrastresespeciales. Tipos de mouse Por mecanismo Mecánico: Un mouse mecánico tiene una gran bola en su fondo y esta bola conduce dosrueditas internas que generan pulsos en respuesta al movimiento del mouse. Una variación de esto es el que tiene dos ruedas inclinadas 90 grados entre ellas en vez de unabola. Óptico: Es una variante de mouse que carece de bola de goma, con lo que se consigueevitar el frecuente problema de la acumulación de suciedad en el eje de transmisión. Láser: Este mouse es muchísimo más sensible, haciéndolo ideal para los diseñadoresgráficos y los Conceptos iniciales. Página 14 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software fanáticos de los juegos por computadora. En vez de utilizar el sistema derefracción y el halo de luz roja que utilizan los ópticos, tiene un motor de captura demovimiento a base de un láser (invisible al ojo humano) de 2.000 dpi, lo que se traduce enun aumento significativo de la precisión y sensibilidad del mismo con respecto al óptico. Trackball: Es una concepción original basada en el hecho de que proporciona el movimiento al puntero es la bola; por este motivo el mouse presentasubola al alcance del dedo pulgar siendo éste el único que es necesario mover para lograr el desplazamiento del puntero, con lo que el esfuerzo y la necesidad de espacio se reducen de modo importante. Por conexión Con cables: Hoy en día el mouse con cable tiene precios sumamente módicos, lo que lo hacen el más popular. Sin embargo, también se puede conseguir un mouse con cable de altas prestaciones; por ejemplo, un mouse láser. Los hay de todos los tipos. Vienen con uno de 2 tipos de conectores posibles en la actualidad: puerto USB y puerto PS/2. Aún existen versiones del mouse que se conectan por puerto serie, pero son poco comunes. Inalámbrico: Es un mouse que se usa sin cables de comunicación entre el ordenador y elmouse. Al usarlo, se requiere de un punto de concentración de la señal inalámbrica producida por el mouse. A este punto se le llama receptor, y normalmente se conecta al computador por un puerto USB, aunque se le puede colocar un adaptador PS/2. Según el método utilizado para la comunicación con el receptor, se pueden dividir en: - Radio Frecuencia (RF): Es el tipo más común y económico. Envía una señal defrecuencia similar a la que utilizan muchos teléfonos inalámbricos, tiene un rango aceptable: aprox. 3 metros. - Infrarrojo (IR): Transmite datos por señal infrarroja, la misma que utilizan ciertos los controles remotos de nuestros televisores y equipos de sonido. El rango de alcance es bastante inferior, pero debe existir una líneavisual directa e ininterrumpida entre el mouse y el receptor de la señal. - Bluetooth (Bt): Utiliza el nuevo estándar de transmisión inalámbrica de los auriculares inalámbricos de los teléfonos celulares. El rango es de unos 10metros. Conceptos iniciales. Página 15 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Pantallas táctiles (touchscreen) Han sido diseñadas para realizar tareas en las que basta señalar un ítem sobre una pantalla. Su tecnología puede detectar la posición del dedo humano en la pantalla. Este contacto también se puede realizar con lápiz u otras herramientas similares. Son particularmente populares en la industria pesada (alto nivel de polvillo, temperatura, o riesgo de golpes) y en situaciones de alto nivel de uso, tales como exhibiciones de museos, cajeros de bancos, shoppings, etc. Scanner Es un periférico de entrada de información, capaz de leer mediante luz texto o gráficos (dibujos, fotografías, planos, etc.) del papel y convertirlos en información digitalizada. Una de las aplicaciones de los scanners es el OCR (Reconocimiento Óptico de Caracteres). Cuando se está utilizando OCR, al explorar una página con un scanner (escrita a máquina, de imprenta o de impresora) las letras se guardan como caracteres y no como un dibujo. Hay varios tipos de escáner. Hoy en día es común incluir en el mismo aparato la impresora y el escáner. Son las llamadas impresoras multifunción. Dispositivos de salida Los dispositivos de salida son los que nos entregan la información procesada por la computadora. Los más comunes son el monitor y la impresora. Monitor Es el dispositivo de salida de información más común de la computadora. Un monitor seconecta al ordenador a través de una tarjeta gráfica, también denominada adaptador o tarjeta de vídeo. La mayoría de los monitores existentes son de pantalla a color y tienen unaexcelente calidad de visualización. Los monitores a color de plasma, no dañan la vista y eso los hace superiores a los monitores a color normales. Conceptos iniciales. Página 16 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Parámetros de una pantalla • Píxel: Unidad mínima representable en un monitor. Son pequeños cuadraditos que pueden representar una imagen, en general son invisibles al ojo humano. La cantidad de pixels en horizontal y en vertical dan la resolucion del monitor. • Paso (dot pitch): Distancia entre dos píxeles del mismo color o entre dos celdas LCD. Se usa para medir la nitidez de la pantalla, y puede depender del tipo de rejilla utilizado. Se mide en milímetros, y lo mínimo exigible son 0,28mm. • Resolución: Número de píxeles representados en sentido horizontal y vertical. En la configuración de los monitores se puede escoger entre varias resoluciones, siendo unos más aconsejables que otros según el tamaño de la pantalla. A mayor resolución, mayor calidad de imagen. La tarjeta gráfica puede limitar la resolución máxima de un monitor. • Tasa de refresco: Frecuencia a la que la imagen es dibujada en la pantalla. Se mide en Hz, y es preferible que superen los 70Hz para que la vista no aprecie los parpadeos y no se canse tanto, aunque es un valor que depende de la resolución. Estos refrescos son proporcionados por la tarjeta gráfica que los fija una vez conocidas las capacidades del monitor, ya que si el número de refresco excede al número máximo de refrescos soportables por el monitor, éste se podría dañar. • Dimensión del tubo: Longitud de la diagonal de la parte frontal del tubo de imagen. Se suele medir en pulgadas. Los monitores típicos son de 14, 15, 17, 19 o 21 pulgadas. Impresora Es el dispositivo que recibe la información del microprocesador y la presenta de formalegible en papel. Las impresoras se clasifican según el método empleado para imprimir: las dematriz de puntos, las de chorro de tinta (imprimen con mayor calidad que las anteriores, con unmayor costo de insumos) y al tope de la calidad se encuentran las impresoras láser, quepermiten obtener una altísima calidad de impresión y una alta velocidad. Las impresoras puedenimprimir tanto texto como gráficos. Impresoras Monocromo, Color o de fotos: Una impresora monocromática sólo puede producir una imagen deun solo color, usualmente el negro, o también puede ser capaz de producir graduaciones de tonos de este color, tal como una escala de grises. Una impresora a color produce imágenes de múltiples colores, partir de la combinación simultánea de al menos tres de los colores fundamentales: el Magenta, el Cyan y el Amarillo. La cantidad depositada en la hoja de cada uno de éstos, produce visualmente la sensación de todos Conceptos iniciales. Página 17 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software los demás. El color negro acompaña y mejora la impresión de diversas tonalidades. Este sistema se conocecon el nombre de Sistema CMYK. Existen dispositivos profesionales y semiprofesionales, que seutilizan en Casas de Revelado fotográfico o bien en el propio hogar. Creación de la imagen Toner: Las impresoras de láser e impresoras utilizan este método para adherir toner al medio. El advenimiento de láseres de precisión a precio razonable ha hecho a laimpresora monocromática basada en toner dominante en aplicaciones para la casa y laoficina. Chorro de tinta (Ink Jet): Las impresoras de chorro de tinta rocían cantidades muypequeñas de tinta hacia el medio a imprimir. Para aplicaciones de color incluyendo impresión de fotos, los métodos de chorro de tinta son los dominantes. Existen dosmétodos para inyectar la tinta: el método térmico y el método piezoeléctrico. _ Impacto (Impact): Las impresoras de impacto se basan en la fuerza de impacto para transferir tinta al medio, de forma similar a las máquinas de escribir. Están típicamentelimitadas a reproducir texto. Una impresora de rueda de margarita es un tipo específico de impresora de impacto donde los tipos están contenidos radialmente en una rueda, de ahí su aspecto de una margarita. _ Matriz de puntos (Dot-Matrix): El término matriz de puntos se usa para impresoras de impacto que utilizan una matriz de pequeños alfileres para crear puntos precisos. Pueden producir imágenes gráficas además de texto, y son de uso común para aplicaciones de bajo costo y baja calidad como las cajas registradoras. El método de impacto les permite ser usadas para la impresión de documentos autocopiativos como los recibos de tarjetas de crédito, donde otros métodos de impresión no pueden utilizar este tipo de papel. Plotter El plotter es un dispositivo periférico de salida que también se utiliza para volcar en papel la información procesada por una computadora, y aunque puede imprimir texto, está especializado en el trazado de planos. Se utiliza principalmente en diseño gráfico, ingeniería y arquitectura, así como para la impresión de láminas, posters, ampliaciones fotográficas, gigantografías, carteles enrutas, vía pública, señalización, etc. Conceptos iniciales. Página 18 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Se lo puede definir como un trazador de líneas en varios colores. La computadora le envía información sobre la posición y el color de cada punto y el plotter lo dibuja, mediante un sistema especial de plumas. Generalmente tienen campo de impresión mucho mayor que una impresora común, sobrepasando el metro de ancho. Módem El módem se utiliza para conectar computadoras situadas a gran distancia. Los impulsos eléctricos que salen de una computadora, representando unos y ceros (es decir, información digital), no pueden viajar por la línea telefónica, ya que por ésta sólo viaja información analógica,en forma de ondas de sonido. El proceso que convierte la información digital en ondas de sonidose llama MODulación. Cuando estas ondas llegan a otra computadora, hay que realizar elproceso contrario, llamado DEModulación, que convierte las señales que viajan por la línea telefónica en información digital. La palabra MODEM está formada por las primeras tres letras de los nombres de cada uno de estos procesos. El módem es, entonces, el dispositivo que convierte la información digital en ondas de sonido y viceversa, por eso se lo considera como undispositivo de entrada y de salida de datos. La característica principal de un módem es la velocidad de transmisión. La misma se mide en bits por segundo (bps). A mayor velocidaddel módem, hay menor uso de la línea telefónica, lo cual implica una disminución de costos. Conceptos iniciales. Página 19 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Actividades de final del capítulo Revisemos nuestros objetivos Recuerda que estas preguntas son para pensar, si alguna no sabes como resolverla, simplemente vuelve a leer estas paginas. No tienes que presentarlas al docente, ni te darán nota por ellas, son parte de una evaluación propia que debes hacer al final de tu lectura… Preguntitas de atención: 1. Haz una tabla comparativa de dispositivos de almacenamiento, ordenándolos según su capacidad. 2. Haciendo un recorrido entre dispositivos de entrada y de salida, haz una enumeración reconociendo las funciones de cada uno? Intenta encontrar otros dispositivos que no estén enunciados aquí… Conceptos iniciales. Página 20 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Recuperamos ideas: Revisá las definiciones Computadora Arquitectura de Von Neumann Dispositivos de almacenamiento Memoria de trabajo Programas dispositivos de entrada y salida. Glosario del tema: IDE ALU – UC – E/S Bit – Byte kilobyte- Gigabyte, etc. Lenguaje máquina Sistema Operativo HD - CD - DVD RW USB – flash QWERTY – DVORAK LED Pixel, dot pitch, resolución, refresco, hz, dimensión. Plotter MODEM Scanner - OCR Conceptos iniciales. Página 21 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software CAPITULO 2: Software y Sistema Operativo Software de base y de aplicación Sistemas operativos OBJETIVOS: Reconocer diferencias entre hardware y software Reconocer un sistema operativo y sus funciones Diferenciar software de base y de aplicación. Software y Hardware Hasta ahora hemos hablado de los elementos físicos que componen un sistema deprocesamiento, es decir del hardware de la computadora. Pero el hardware por sí mismo nopuede ejecutar tareas. Cada elemento de hardware recibe órdenes de un programa. Losprogramas son los que controlan el funcionamiento del conjunto. Al conjutno de programas y toda su documentación se los denomina software. Conceptos iniciales. Página 22 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Software Se denomina software (también programática o equipamiento lógico) a todos los componentes intangibles de un ordenador; es decir, al conjunto de programas y procedimientos necesarios para hacer posible la realización de una tarea específica, en contraposición a los componentes físicos del sistema o hardware. Esto incluye aplicaciones informáticas tales como un procesador de textos, que permite al usuario realizar una tarea, y software propioa del sistema como un sistema operativo, que permite al resto de programas funcionar adecuadamente, facilitando la interacción con los componentes físicos y el resto de aplicaciones. Se puede llamar tambien como software a toda la información procesada por los sistemas informáticos: programas y datos. El software suele clasificarse en diferentes maneras: Software de base: Es el software que necesita el equipo para arrancar y funcionar correctamente. El software de base está formado por los sistemas operativos y los distintos tipos de lenguajes. Su objetivo es aislar tanto como seaposible al programador de aplicaciones de los detalles del computador particular que se use, especialmente de las características físicas de la memoria, dispositivos decomunicaciones, impresoras, pantallas, teclados, etc. Incluye entre otros: o Sistemas operativos o Controladores de dispositivos o Herramientas de diagnóstico o Servidores o Sistemas de ventanas o Utilidades Incluido en el Software de base, Software de programación: proporciona herramientas para ayudar al programador aescribir programas informáticos, y a usar diferentes lenguajes de programación de formapráctica. Incluye entre otros: Editores de texto, Compiladores, Intérpretes, Enlazadores, y Depuradores. Los entornos integrados de desarrollo (IDE) agrupan estas herramientas de forma que el programador no necesite introducir múltiples comandos para compilar, interpretar, depurar, etcétera, gracias a que Conceptos iniciales. Página 23 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software habitualmente cuentan con una interfaz gráfica de usuario (GUI) avanzada. - Software de aplicación: Se conoce como software de aplicación a aquellos programas o conjuntos de programas orientados a la resolución de problemas particulares. Por ejemplo,procesadores de texto, planillas de cálculo, etc. Están incluidos en este tipo: Aplicaciones de automatización industrial, Aplicaciones ofimáticas, Software educativo, Software médico, Bases de datos, Videojuegos Por otro lado, el software adopta varias formas en distintos momentos de su ciclo de vida: Código fuente: escrito por programadores. Contiene el conjunto de instrucciones destinadas a la computadora, para ejecutar una tarea determinada. Código objeto: resultado del uso de un compilador sobre el código fuente. Consiste enuna traducción de este último a lenguaje máquina . El código objeto no es directamente entendible por el ser humano. Código ejecutable: resultado de enlazar uno o varios fragmentos de código objeto.Constituye un archivo binario con un formato tal que el sistema operativo es capaz decargarlo en la memoria de un ordenador, y proceder a su ejecución. El código ejecutable es directamente entendible por la computadora. ¿Qué es un programa? Para utilizar una computadora no es necesario saber programar, pero resulta muy útilcomprender qué es un programa y saber cómo la computadora lo ejecuta.Un programa es una serie de instrucciones ordenadas que la computadora ejecuta con lafinalidad de resolver un determinado problema. Al iniciar la ejecución, todas las instrucciones delmismo se cargan en memoria. Luego la UCP extrae la primer instrucción y la ejecuta, acontinuación hace lo propio con la segunda y así sucesivamente. ¿Qué es un sistema operativo? Un sistema operativo es un conjunto de programas, parte del software que la computadora necesita para funcionar. Pero es un software muy especial, ya que es el que controla el hardware. De esta manera, cada programa de aplicación puede concentrarse en su tareaespecífica y dejar que el sistema operativo se encargue de manejar el hardware. Por otra parte, los entornos operativos fueron hechos para facilitar la comunicación entre elusuario y la máquina, para los usuarios no expertos. Estos consisten en una interfaz gráfica (están basados en elementos gráficos como íconos, ventanas y menús), de manera que el usuario notenga que recordar comandos, sino Conceptos iniciales. Página 24 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software simplemente trabaje marcando el objeto deseado en pantalla. Citamos a continuación algunos sistemas operativos: MS - DOS (Microsoft Disk Operating System): Es el sistema operativo que se utilizó masivamente cuando surgieron las computadoras personales. Requiere poca memoria, y opera rápido. Prácticamente ha caído en desuso. Windows ’95/98 y otros : Es un sistema operativo con una interfaz gráfica para el usuario, mientras que las versiones anteriores de Windows son sólo “entornos operativos”, es decir que necesitan de un “sistemaoperativo real” para inicializar el arranque de la PC y luego “enmascaraban” comandos usuales con un formato más simple para el operador. OS/2 El OS/2 es el sistema operativo de IBM que también corre en PC. Posee una interfaz gráfica,igual que Windows 95. Requiere más memoria y más espacio en disco que el DOS. Es multitareae incorpora funciones de red. Está mucho menos difundido entre los usuarios de PC. UNIX Es un sistema operativo muy poderoso. Requiere procesadores avanzados y mucho espacio en disco y en memoria. Generalmente se usa en servidores de red. Hay versiones para PC. Sumayor ventaja es ser un eficiente sistema multiusuario y multitarea. Ofrece un alto nivel deseguridad para correr programas de uso crítico. WINDOWS NT : Es un sistema operativo multiusuario y multitarea cuya interfase es igual a la de Windows98. Está diseñado para correr tanto en PC como en procesadores más avanzados. Los requerimientos de hardware para Windows NT son algo más elevados que los de Windows 98, pero las ventajas que ofrece cubren un espectro mucho mayor. Windows NT Server es la opciónpara servidores de red, con capacidad de manejar recursos, jerarquías y seguridad de trabajo para gran cantidad de usuarios Conceptos iniciales. Página 25 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software El Sistema Operativo El sistema operativo es una especie de caja de herramientas lleno de rutinas, que facilita aloperador la comunicación y ejecución de órdenes al equipo. Es el encargado de brindar al usuariode manera más fácil, sencilla y amigable la posibilidad de operar, codificar, interpretar y emitirórdenes al procesador central para que éste realice las tareas necesarias. En la actualidad los sistemas operativos incluyen formatos gráficos muy amigables para losoperadores. También se han incluido programas muy usados debido a que es una maneraeconómica de distribuirlos: por ejemplo navegadores de internet, procesadores de texto,programas de correo electrónico, interfaces de red, reproductores de películas y otros programasque antes se tenían que conseguir aparte. Un sistema operativo debe constar de algunos programas como: Un controlador de la secuencia de arranque con control de conectividad con los dispositivos conectados. Un compilador de algún lenguaje de programación, que permite traducir de lenguaje fuente a lenguaje máquina. Un enlazador, que vincule las órdenes con las rutinas de biblioteca. Un intérprete de comandos, que es la parte fundamental pues ordena la ejecución de mandatos que da el usuario por medio de una interfaz de línea de comandos (CLI). Suelen incorporar características tales como control de procesos, redirección de entrada/salida, ficheros, protección, comunicaciones y un lenguaje de órdenes para escribir programas por lotes. Para entender fácilmente, el sistema operativo es el conjunto de todo el software que vienecon el ordenador antes de que se instale ninguna aplicación. Los sistemas operativos, posibilitan y simplifican el manejo de la computadora, desempeñan una serie de funciones básicas eenciales para la gestiónde la máquina. Entre las más destacables, enumeraremos las siguientes: Conceptos iniciales. Gestión de los recursos de la máquina. Ejecución de servicios para los programas Ejecución de instrucciones (comandos) de los usuarios. Gestión de procesos. Gestión de memoria. Página 26 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Gestión de la E/S (Entrada/Salida). Gestión de archivos y directorios. Comunicación y sincronización entre procesos. Seguridad y protección. ¿Qué es un archivo? Un archivo es un conjunto de información relacionada, que está guardada en un dispositivode almacenamiento. Cada archivo debe tener un nombre único para identificarlo. El nombre de un archivo tanto en Windows como en DOS consta de dos partes: La primera parte es el nombre del archivo propiamente dicho, y se utiliza para identificarlo. Puede tener hasta 255 caracteres incluyendo espacios . La segunda parte del nombre de un archivo se denomina extensión y es opcional. Sirve para identificar con qué aplicación fueron creados los archivos. Por ejemplo, los archivos creados con Paintbrush llevan la extensión .bmp, los archivos creados con Word llevan la extensión .doc, los creados con Excel, .xls, etc. Ejemplos de nombres de archivos son: Presupuesto año 2007.xls;esterilla.bmp; carta .doc. Archivos ejecutables. Los archivos ejecutables son aquellos que contienen programas que la computadora puedeejecutar. Se los reconoce por la extensión de los mismos. Las extensiones de archivo ejecutablesson: exe, com y bat. Para ejecutar un programa simplemente escribimos el nombre del archivo a ejecutar y pulsamos la tecla ENTER o doble clic en un entorno gráfico. Tabla ASCII Decíamos que un archivo es un conjunto de datos que se almacenan en un disco. ¿A qué nos referimos cuando decimos "datos"? Dato es la representacion o medida de algun suceso u objeto, que se representa con letras, números, símbolos, o bien, englobando estas trescosas: a caracteres y se guarda en la memoria. La computadora reconoce 256 caracteres distintos y a cada uno le asigna un número para su manejo interno. La tabla con todos los caracteres que reconoce se llama TABLA ASCII. Por ejemplo el caracter ASCII número 65 es la letra A. Conceptos iniciales. Página 27 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Fin del capítulo : Actividades de final del capítulo Revisemos nuestros objetivos Recuerda que estas preguntas son para pensar, si alguna no sabes como resolverla, simplemente vuelve a leer estas paginas. No tienes que presentarlas al docente, ni te darán nota por ellas son parte de una evaluación propia que debes hacer al final de tu lectura… solo se sincero... Preguntitas de atención: 1. Podrías explicar la diferencia entre: a. Código fuente - código objeto b. Software de base y de aplicación c. Programa – compilador d. Archivo – tabla ASCII ?? 2. Buscamos programas que deben aparecer en un sistema operativo? Recuperamos ideas: Revisá las definiciones que marcamos con letra itálica … Glosario del tema: Software Hardware Sistema operativo Tabla ASCII En el proceso de aprendizaje de la primera pagina… Resumimos : Lo marcado en gris te indica hasta donde hemos avanzado!! Conceptos iniciales. Página 28 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software INDICE Cuestiones para tener en cuenta: ................................................................................................................................ 2 CAPITULO 1 : Introducción al Hardware .................................................................................................................... 3 Contenido en temas. ...................................................................................................................................................3 OBJETIVOS: ..................................................................................................................................................................3 ¿Qué es una computadora? ......................................................................................................................................... 3 Arquitectura de un Procesador ...................................................................................................................................5 Unidades de memoria .................................................................................................................................................7 Descripción ..................................................................................................................................................................8 Dispositivos de almacenamiento ................................................................................................................................. 9 Discos rígidos...............................................................................................................................................................9 Sistemas de almacenamiento óptico ........................................................................................................................10 Dispositivos USB : .....................................................................................................................................................11 Memoria USB (dispositivo de entrada/salida) ..........................................................................................................12 Características ...........................................................................................................................................................12 Dispositivos de entrada.............................................................................................................................................. 13 El teclado ...................................................................................................................................................................13 El mouse ....................................................................................................................................................................13 Tipos de mouse .........................................................................................................................................................14 Pantallas táctiles (touchscreen) ................................................................................................................................16 Scanner......................................................................................................................................................................16 Dispositivos de salida ................................................................................................................................................. 16 Conceptos iniciales. Página 29 UTN-FRSN Dpto. Ingreso Nivelación de Informática. Introducción al Hardware y software Monitor .....................................................................................................................................................................16 Parámetros de una pantalla ......................................................................................................................................17 Impresora ..................................................................................................................................................................17 Creación de la imagen ...............................................................................................................................................18 Plotter .......................................................................................................................................................................18 Módem ......................................................................................................................................................................19 Actividades de final del capítulo ...............................................................................................................................20 CAPITULO 2: Software y Sistema Operativo............................................................................................................. 22 OBJETIVOS: ............................................................................................................................................................22 Software y Hardware ................................................................................................................................................. 22 Software ..................................................................................................................................................................... 23 ¿Qué es un programa? ..............................................................................................................................................24 ¿Qué es un sistema operativo? .................................................................................................................................24 El Sistema Operativo .................................................................................................................................................26 ¿Qué es un archivo? ..................................................................................................................................................27 Archivos ejecutables. ................................................................................................................................................27 Tabla ASCII.................................................................................................................................................................27 Fin del capítulo : Actividades de final del capítulo ....................................................................................................28 INDICE ........................................................................................................................................................................ 29 Conceptos iniciales. 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