FUNCIONAMIENTO Y COMPONENTES DEL ORDENADOR

1. FUNCIONAMIENTO BÁSICO DEL ORDENADOR

Un ordenador es una máquina electrónica que sirve para procesar información digital.

La información digital es aquella que puede expresarse en términos de 0 y 1, es decir, en el sistema binario de numeración. Si partimos de una información analógica, como una fotografía en papel, es necesario digitalizarla previamente antes de introducirla en el ordenador; en este caso mediante un escáner.

ESQUEMA BÁSICO DE FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento básico de un ordenador puede expresarse mediante el siguiente esquema:

1. Debemos suministrar unos datos de entrada al ordenador. Estos datos deben estar en formato digital y podemos suministrárselos de varias formas:

• Desde dispositivos de entrada, como el ratón, el teclado, o un escáner.

• Desde unidades de almacenamiento de datos, como un disco duro, una unidad óptica (CD-ROM o DVD), una memoria flash, etc.

• A través de una conexión de red, como una red local o Internet.

2. El ordenador procesa dichos datos de entrada de acuerdo con las instrucciones del programa que se esté ejecutando en ese momento. El procesamiento de datos puede consistir en realizar cálculos con ellos, o en transferirlos de un lugar a otro. Esta labor la realiza, fundamentalmente, el microprocesador, que actúa como Unidad Central de Procesamiento (CPU).

3. Como consecuencia del procesamiento de los datos por parte del ordenador, éste obtiene un resultado, que llamamos datos de salida. Estos datos pueden mostrarse en la pantalla del monitor, enviarse a una impresora, almacenarse en el disco duro, etc.

LA MÁQUINA Y LOS PROGRAMAS

Un ordenador es una máquina electrónica (hardware), que no serviría para nada si no fuese por los programas (software). Desde el punto de vista electrónico, la información digital es convertida en impulsos eléctricos de dos tipos, asignando, por ejemplo, el 0 a 0 voltios y el 1 a 5 voltios. Gracias a la electrónica los ordenadores actuales pueden realizar miles de millones de operaciones por segundo, con precisión y fiabilidad.

Para que el ordenador haga algo es necesario que un programa le indique lo que tiene que hacer. Las operaciones que hace un ordenador son muy simples, pero las realiza a tanta velocidad, que puede resolver problemas complejos en muy poco tiempo. Podemos distinguir entre dos tipos de programas:

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• Sistemas operativos, como Windows, Linux y Mac OS, que son imprescindibles para el funcionamiento del ordenador.

• Aplicaciones, como los procesadores de texto, las hojas de cálculo, los programas de retoque fotográfico, etc. Estos programas nos permiten hacer cosas muy diversas con los ordenadores. Pero hay que tener en cuenta que cada aplicación está diseñada para un determinado sistema operativo.

2.- LA INFORMACIÓN DIGITAL

La información que percibimos y manejamos es de tipo analógico: un texto, una imagen, un sonido… Sin embargo, el ordenador sólo entiende de ceros y unos, es decir de información digital. Para digitalizar una información analógica es necesario asignar a cada dato analógico un conjunto de ceros y unos, de acuerdo con unas reglas.

SISTEMA BINARIO DE CODIFICACIÓN

Estamos acostumbrados a “codificar” los números en el sistema decimal, éste sistema utiliza 10 dígitos para escribir los números y la base es el 10. Cuando damos un número como el 236 sabemos que dependiendo de la posición que ocupa cada cifra representa un valor distinto, así

236 = 2 x 102 + 3 x 101 + 6 x 100

Los ordenadores sólo disponen de dos dígitos, para codificar toda la información, así para codificar números se emplea el sistema binario.

Ejemplo, codificar los números 236, 57, 456 en binario.

Igualmente se puede convertir un número codificado en binario a decimal.

Codificar de binario a decimal: 10101001, 1100111, 1011001

Para digitalizar los caracteres del alfabeto y otros símbolos, se asigna a cada uno una combinación de ceros y unos que recibe el nombre de código ASCII (American Standar Code for Information Interchange).

En esta tabla puedes ver los códigos ASCII de las letras mayúsculas y los números, también tienen su código las letras minúsculas, signos de puntuación, pulsaciones de teclado, etc.

Ejercicio, escribe tu nombre en formato ASCII.

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3.- MEDIDA DE LA INFORMACIÓN DIGITAL

Para medir la información digital se utilizan diferentes unidades, según el tamaño de la información a medir. La unidad elemental es el Bit, que corresponde a cada uno de los ceros y unos de que consta una información digital.

La unidad mínima de información es el bit, puede almacenar distintos tipos de información como, si una lámpara está encendida o apagada, si una pregunta es verdadera o falsa, en general cualquier información que pueda tener dos únicos valores.

Un conjunto formado por 8 bits recibe el nombre de Byte.

1 0 1 1 0 0 1 1

¿Qué número decimal representa el byte anterior?

Además, se utilizan los siguientes múltiplos del byte:

1 Kilobyte (kB) = 1.024 Bytes (~ 1000 Bytes).

1 Megabyte (MB) = 1.024 KB = 1.048.576 Bytes (~ un millón de Bytes).

1 Gigabyte (GB) = 1.024 MB = 1.048.576 kB = 1.073.741.824 Bytes (~ mil millones de Bytes).

1 Terabyte (TB) = 1.024 GB = 1.048.576 MB = 1.073.741.824 kBytes (~ un billón de Bytes).

Nombre Abrev. Factor binario Tamaño S.I.

bytes B 20 =1 100 =1

Kilo k 210 =1.024 103 =1.000

Mega M 220 =1.048.576 106 =1.000.000

Giga G 230 =1.073.741.824 109 =1.000.000.000

Tera T 240= 1.099.511.627.776 1012 =1.000.000.000.000

Ejercicios:

Sabiendo que un DVD de simple capa tiene una capacidad de 4,7 GB, que la capacidad de un CD es de 700 MB y que la capacidad de un disquete es de 1,44 MB, calcula a cuantos CDs y cuántos disquetes equivale dicho DVD.

Suponiendo que 2 horas de cine en calidad Divx ocupan 700 MB, calcula cuántas películas podemos almacenar en un disco duro de 1,5 TB

Suponiendo que una canción en formato mp3 ocupa 5 MB, calcula cuántas canciones podemos almacenar en un reproductor de mp3 con una memoria de 4 GB.

4.- VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN

Acabamos de ver las unidades que nos permiten medir la capacidad de almacenar información, más adelante veremos los dispositivos que almacenan esta información, discos duros, memorias Flash, DVDs, etc.

Cuando usamos el ordenador constantemente estamos transfiriendo información de unas unidades a otras, del disco duro a la memoria RAM, del disco duro a un DVD, del ordenador al mp3. Cuando nos conectamos a Internet, también estamos recibiendo información desde un ordenador que se puede encontrar al otro lado del mundo.

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La información no siempre viaja a la misma velocidad, para medirla es necesario emplear una unidad que es el kilobit por segundo.

Un kilobit por segundo es una unidad de medida que se usa en telecomunicaciones e informática para calcular la velocidad de transferencia de información a través de una red o entre dispositivos. Su abreviatura y forma más corriente es kbps.

Equivale a 1000 bits por segundo.

Ejemplo:

64 kbps = 1000 x 64 = 64000 bits/s

También se puede medir en Mbps, Megabits por segundo y Gbps Gigabits por segundo.

En algunas ocasiones los datos se expresan en bytes por segundo (Bps), entonces un kBps es igual a un kilobyte por segundo, un MBps es igual a un megabyte por segundo y un GBps es igual a un gigabyte por segundo. Esto último lo puedes comprobar cuando descargas un archivo desde Internet, la ventana que aparece te informa de los KBytes/s a los que se produce la descarga.

Velocidad de conexión a Internet

Si te fijas en la publicidad de las empresas que ofrecen conexión a Internet, verás que siempre hablan de “Megas”, conexión a 6 “Megas”, 20 “Megas” y próximamente con la fibra óptica tendremos conexiones de 100 “Megas”. Estas empresas deberían de hablar de la unidad de velocidad expresada correctamente en Mbps, megabits por segundo.

De esta forma una conexión de 6 Mbps permite transferir la información contenida en 6 Megabits en 1 segundo.

Es importante conocer también, que las velocidades que se anuncian son velocidades de “bajada” información que se recibe en el propio ordenador, la velocidad de “subida” velocidad a la que se puede transmitir información desde el ordenador es menor para una conexión de 6 Mbps suele ser de 512 kbps.

En Internet podemos utilizar algún “test de velocidad” que nos informará de la velocidad de conexión que tenemos en un momento determinado.

Ejercicios,

Supongamos que tenemos en casa una conexión de 6 Megabits/s y que todas las transferencias de información se producen a esta velocidad, en la realidad no ocurre porque la velocidad que nos ofrece la compañía es la máxima posible, en la práctica siempre tenemos una velocidad menor. Además la velocidad de conexión en Internet depende del ordenador al que estemos conectados.

¿Cuántos bytes se pueden transmitir en un segundo?

¿En cuánto tiempo descargaremos un documento de Word de 500 KB?

¿Cuánto tiempo tardaríamos en descargar un CD (700 MB) si la velocidad de conexión fuera de 200 KB/s?

Hasta qué número decimal puedes codificar con 4, 8 y 16 bits.

Representa los siguientes números en binario, 45, 23, 129.

Representa los siguientes números en decimal, 1000001, 11111111, 1001.

Completa las frases:

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1,44 MB son ___________________bytes

700 GB son ___________________ Terabytes.

2 TB son ___________________ GB.

1 Mb son ___________________ bytes

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5.- EL INTERIOR DEL PC

Las siglas PC proceden del inglés “Personal Computer”, a día de hoy se utiliza este nombre para denominar a los “ordenadores de sobremesa” cuyos componentes están alojados en una caja de cierto tamaño. En ocasiones al contenido de la “caja” o “torre” se le denomina CPU porque es propiamente el ordenador al que se conectan los “periféricos” como teclado, ratón, monitor impresora, etc.

La mayoría de los elementos fundamentales de los que depende el funcionamiento de un ordenador se encuentran en el interior de la caja, sujetos a un bastidor metálico y protegidos del exterior por una carcasa, generalmente también metálica. Si retiramos dicha carcasa podremos ver el interior del PC, como se muestra en la figura.

En el interior del PC se encuentran los siguientes componentes:

o Fuente de alimentación.

o Placa base, es el componente principal, a la que se conectan el resto de componentes.

o El disco duro.

o La unidad óptica, ya sea de tipo DVD o Blu-ray disc.

También podemos observar unos cables de colores, que parten de la fuente de alimentación y que son los encargados de suministrar la corriente eléctrica necesaria a todos los componentes. Así mismo, hay otros cables, en forma de banda y de color gris, que conectan el disco duro, la disquetera y la unidad óptica con la placa base y que sirven para transmitir los datos entre dichos componentes y la placa base.

5.1 FUENTE DE ALIMENTACIÓN La fuente de alimentación convierte la corriente alterna que tomamos de la red

eléctrica en continua, que es la que necesitan los circuitos electrónicos del ordenador. Además, reduce la tensión desde 220 V hasta unos pocos voltios.

Tiene un potente ventilador que evacua el calor que se produce en su interior durante su funcionamiento. A veces también incluye una toma de corriente para el monitor, así como un interruptor, que permite cortar la corriente al ordenador sin necesidad de desenchufarlo.

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5.2 PLACA BASE La placa base es el circuito electrónico más importante del ordenador. A ella se

conectan, de una u otra forma todos los demás componentes del ordenador. Está formada por una placa de circuito impreso rectangular, de dimensiones un poco mayores a un papel de tamaño A4.

Una placa base está constituida por chips o circuitos que realizan las funciones principales del ordenador, memoria y elementos para conexionar otros dispositivos.

Cada año los fabricantes de componentes diseñan nuevos dispositivos de manera que una placa de hace unos años será distinta a otra más actual, aunque la función de sus elementos será la misma.

Ejercicio, la imagen muestra una placa de hace unos años, describe qué elementos han cambiado en una placa actual.

Entre los diferentes componentes electrónicos de la placa base cabe destacar algunos circuitos integrados, también llamados chips, por su importancia en el funcionamiento del ordenador:

• El Chipset. Normalmente está formado por dos chips de gran tamaño, que reciben los nombres de Puente norte y Puente sur, y cuya función es regular el flujo de datos entre los diferentes componentes conectados a la placa base (procesador, memoria RAM, tarjeta gráfica, disco duro, etc). Actualmente el chipset puede incluir también circuitos con funciones de sonido, de tarjeta gráfica, de red y de MODEM, si bien las prestaciones en cuanto al sonido y a los gráficos son muy inferiores a las que se consiguen con tarjetas específicas.

• La BIOS. Se trata de una memoria ROM (de solo lectura, que no se borra al apagar el ordenador) que contiene las instrucciones necesarias para arrancar el ordenador y cargar el sistema operativo (por ejemplo, Windows). Durante el arranque la BIOS lee los datos que contiene la memoria CMOS y realiza un chequeo de los dispositivos de hardware. Si todo va bien, busca el sistema operativo y lo carga. A partir de ese momento es el sistema operativo el que toma el control del ordenador.

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MICROPROCESADOR

El microprocesador es un circuito integrado formado por millones de transistores, cuya función es procesar los datos y las instrucciones que recibe de la memoria RAM. El área ocupada por dicho circuito viene a ser un cuadrado de 1 cm de lado, pero la gran cantidad de patillas de conexión que necesita para conectarse a la placa base, hace que su tamaño total sea mayor.

Durante su trabajo el microprocesador genera una gran cantidad de calor que es necesario evacuar mediante un disipador térmico y un ventilador.

El microprocesador se inserta en la placa en el “zócalo” para el microprocesador, cada placa base está construida para alojar un tipo de microprocesador concreto.

Algunas de las características que determinan el rendimiento de un microprocesador son las siguientes:

• La frecuencia de reloj, que determina el ritmo de trabajo del procesador. Se mide en hercios (Hz). Un hercio equivale a un ciclo de reloj por segundo. Los procesadores actuales trabajan a frecuencias de reloj del orden de millones de hercios (megahercios, MHz) o incluso de miles de millones de hercios (gigahercios, GHz). El procesador Intel Core I7 trabaja a 3,8 GHz.

• El número de transistores el componente electrónico básico del microprocesador es el transistor, el número de los mismos permite comparar el circuito de distintos microprocesadores, actualmente se incorporan cientos de millones de transistores.

• La tecnología de proceso, que determina la anchura de las pistas que unen los diferentes transistores. Actualmente se emplea tecnología de 32 nm.

• El número de bits que puede utilizar en sus operaciones. El primer procesador para PC, el 8088 (de 1979) trabajaba con 16 bits. Actualmente los procesadores de Intel y AMD trabajan con 64 bits.

• La memoria caché. Se trata de una pequeña memoria incluida en el propio procesador. Su función es actuar como memoria intermedia entre la memoria RAM y el núcleo del procesador, almacenando los datos y las instrucciones con los que va a trabajar el procesador de forma más inmediata. Su tamaño es pequeño, pero su velocidad de trabajo es muy alta. Se divide en dos niveles: nivel 1 (L1) y nivel 2 (L2).

• La frecuencia del bus frontal (FSB) (Frontal Side Bus) es el canal de datos que comunica al procesador con la memoria RAM a través del puente norte. Cuanto mayor sea la frecuencia de trabajo (expresada en MHz) mayor cantidad de datos por segundo se podrán transferir entre la memoria y el procesador.

A continuación puedes ver una tabla con las características de varios procesadores, de el primero que se utilizó en un ordenador personal (el 8088) hasta el actual Intel Core I7.

Nombre Fecha Número de transistores

Tecnología (micras)

Frecuencia Número de bits

MIPS Millones de instrucciones por segundo

8088 1979 29.000 3 5 MHz 16 0,33Pentium 1993 3.100.000 0,8 60 MHz 32 100Pentium 4 2000 42.000.000 0,18 1,5 GHz 32 1700Core I7 2010 995.000.000 0,032 3,4 GHz 64 128.300

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Actualmente todos los PCs están equipados con microprocesadores de dos fabricantes Intel y AMD. Cada año sacan nuevos modelos de microprocesadores al mercado, más avanzados que los anteriores. Actualmente (finales de 2011) tienen diferentes modelos con mayor o menor potencia de cálculo, estas son las actuales denominaciones comerciales.

Gama alta Gama media Gama baja

Intel Core I7 Core I5 Core I3

AMD Fusión Llano A8 Fusión Llano A6

MEMORIA RAM (Random Acces Memory)

Son los circuitos donde se almacenan datos mientras el ordenador está encendido, permiten almacenar las instrucciones del programa y los datos con los que en ese momento trabaja el programa. Es una memoria mucho más rápida que la de los medios de almacenamiento como el disco duro.

Físicamente es una plaquita rectangular de circuito impreso con varios chips, que se acopla a la placa base a través de una ranura específica.

Características

Capacidad para almacenar datos, es la cantidad de información que puede almacenar, (1 GB, 2 GB, 4 GB, 8 GB). En las placas base suele haber varias ranuras para insertar módulos de RAM, de manera que se pueden insertar varios módulos de una cantidad determinada.

El tipo de memoria. Actualmente, la mayoría de los ordenadores utilizan memorias del tipo DDR-SDRAM. El prefijo DDR significa Double Data Rate, es decir, doble tasa de datos, porque es capaz de transferir varios paquetes de datos por cada ciclo de reloj. Dependiendo de la placa se deben conectar módulos de RAM tipo DDR2 o DDR3 que son los más actuales.

La velocidad de trabajo, expresada en MHz. Nos da idea de la velocidad a la que se transmiten los datos, actualmente se emplean frecuencias de 1600 MHz.

El ancho de banda. Es la máxima cantidad de datos/segundo que puede intercambiar la memoria con el procesador a través del bus que los une (el FSB). Se expresa en megabytes/segundo.

El ancho de banda máximo de las actuales memorias RAM DDR3 es de 16000 MB/s.

CONECTORES DE LA PLACA BASE

Hemos comentado anteriormente que una placa base está formada por unos chips y el conectores para conexionar otros elementos, estos conectores los podemos dividir en varios tipos.

Conector de la alimentación.

Conecta la placa base con la fuente de alimentación, requiere de varios cables que proporcionan diferentes valores de voltaje continuo, 1,5V, 3V, 5V, 12 V.

Ranuras de expansión

Permiten conectar “tarjetas de expansión” que añadan funciones nuevas a la placa, hoy en día la placas suelen llevar todo lo necesario pero en tiempos eran imprescindibles. Los tipos de ranuras de expansión actuales son:

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PCI: de uso general permite conectar tarjetas como, capturadora de vídeo, tarjeta de sonido, tarjeta de red, etc. Actualmente no son muy usadas porque esas funciones ya vienen incorporadas a la placa base. La velocidad de transmisión puede alcanzar los 2000 Mbps

PCI Express: Hay varias versiones dependiendo del número de conexiones, PCIe x4, PCIe x16, alcanzan una velocidad de transmisión de 16 Gbps. La aplicación principal es la conexión de una tarjeta de vídeo o tarjeta gráfica.

Ejercicio Sitúa en esta placa:

las ranuras de expansión indicando tipo.

El zócalo microprocesador.

El Chipset.

Las ranuras para memoria RAM.

El conector de alimentación.

Pregunta. ¿Qué tipo de ranura de expansión se empleaba hace unos 6 años para la conexión de la tarjeta gráfica?

Puertos de E/S

Son los conectores que podemos ver desde el exterior de la “torre” permiten conectar periféricos y medios de almacenamiento.

Actualmente encontramos:

Puertos PS/2 para ratón y teclado son específicos para estos periféricos, aunque a día de hoy muchos teclados y ratones se conectan al puerto USB.

Puerto USB (Universal Serial Bus)

Actualmente es el puerto más utilizado para conectar cualquier tipo de periférico. Hasta hace poco se empleaba la versión USB 2.0 que ofrece una velocidad de transmisión de 400 Mbps. Empieza a salir al mercado la versión USB 3.0 con velocidad de transferencia de 4,8 Gbps.

En general los fabricantes de placas bases, montan distintos puertos USB en la parte posterior de la torre y salidas para que, a través de cable, montar puertos USB en el frontal del ordenador.

Puerto FireWire

No está tan extendido como el USB, permite tasas de velocidad elevadas 400Mbps por lo que se emplea para transferencia de información como vídeo, para algunas videocámaras.

Puerto para red LAN

Es el que se emplea para conectar el ordenador a Internet a través de un router.

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Puertos de vídeo

Actualmente podemos conectar el ordenador a un monitor o TV mediante varios tipos de puertos.

Puerto DVI es el más moderno y el que mejores características ofrece porque la transmisión de la información se hace de forma digital.

Puerto VGA es que se empleó antes de aparecer el anterior, ofrece menos calidad de imagen porque la transmisión es analógica.

Puerto HDMI, permite conectar el ordenador a un TV moderno (con este tipo de entrada) la transmisión de la información se hace de forma digital y transmite vídeo y audio.

Puerto S-Video, permite conectar el ordenador a un dispositivo de vídeo analógico como los antiguos televisores.

En todos los casos el puerto de vídeo puede estar construido en la misma placa base o en la “tarjeta gráfica”, a día de hoy las actuales placas bases incorporan la “tarjeta gráfica” integrada en la misma placa por lo que encontraremos el conector en la misma.

Si necesitamos más “potencia gráfica” deberíamos de instalar una “tarjeta gráfica” en cuyo caso el puerto al que conectaremos el monitor estará situado en dicha tarjeta.

Puertos de sonido

Construidos en la placa o en una tarjeta de sonido, permiten conectar periféricos de sonido, micrófono, altavoces, equipo de música.

Ejercicio, nombra algunos puertos antiguos que ya no incorporan las placas pero que te los puedes encontrar en un ordenador de hace unos años.

Ejercicio, identifica los puertos:

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LA TARJETA GRÁFICATiene como función procesar la información de las imágenes que vemos en la pantalla,

actualmente la mayoría de placas base incorporan al chipset los circuitos de la tarjeta gráfica, de manera que no es necesario instalar una tarjeta adicional al ordenador. Además los últimos microprocesadores de Intel y AMD, llevan incorporada las funciones gráficas en el mismo micro.

Si deseamos utilizar el ordenador con programas que requieran del manejo de muchos datos gráficos, videojuegos 3D, diseño en 3D, edición de vídeo, necesitaremos incorporar una tarjeta gráfica más potente.

Actualmente todas las placas base llevan una ranura PCI Express x16 donde se conecta esta tarjeta, la misma está formada por

o una GPU (Unidad de procesamiento de gráficos) que realiza los cálculos, es el equivalente al microprocesador del ordenador. Genera tanto calor que es necesario incorporar un ventilador para refrigerarla.

o Memoria RAM para almacenar los datos e instrucciones que tiene que procesar la GPU. Se utiliza memoria GDDR 3 y las tarjetas actuales incorporan del orden de 1 GB de esta memoria.

o El puerto gráfico para conexión del monitor o TV, actualmente incorporan puertos VDI y HDMI.

Actualmente hay dos fabricantes de GPUs Nvidia con su serie Geforce y ATI con su serie Radeon (actualmente ATI pertenece a AMD). Encontraremos en el mercado tarjetas de distintos fabricantes que incorporan una GPU Geforce o Radeon.

CONECTORES PARA MEDIOS DE ALMACENAMIENTOLas placas actuales disponen de dos tipos de conexión para los medios de

almacenamiento internos, discos duros y unidades ópticas.

EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics, Es el conector más antiguo, las placas antiguas llevaban dos conectores a los que se podían conectar dos unidades de almacenamiento con cable planote 80 hilos. Usan el protocolo ATA puede alcanzar una velocidad máxima de transferencia de 133 MB/s (ATA/133).

Serial ATA (SATA) utiliza un cable estrecho y puede alcanzar velocidades de transferencia de 600 MB/s (SATA3). Es el que actualmente se utiliza.

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5.3.- UNIDADES DE ALMACENAMIENTO

Actualmente todos los PCs montan como unidades de almacenamiento un disco duro (HD) y una unidad óptica (DVD o Bluray).

5.3.1.- El disco duroLa función del disco duro es almacenar de manera permanente los programas y los

datos. Cuando un ordenador se enciende, la BIOS tras chequear que todos los componentes están bien, accede al disco duro para que se cargue el sistema operativo que tiene almacenado. Una vez que el sistema operativo toma el mando del ordenador, podemos ejecutar uno u otro programa que tengamos instalado en el disco duro.

La gran mayoría de PCs montan discos duros de tecnología magnética, aunque empiezan a aparecer en el mercado unidades de disco denominadas SSD, que emplean la misma tecnología para almacenar datos que las memorias de los “pendrives” o las tarjetas de datos.

Los discos duros “magnéticos” están formados por varios discos metálicos recubiertos de una capa de material magnético. Ambas caras de cada disco son útiles para grabar información digital. Para leer y escribir datos hay un cabezal de lectura/escritura, de tipo electromagnético. La información (0 ó 1) se almacena en forma de campo magnético, habría que imaginar la superficie del disco formada por minúsculos imanes, la orientación de los mismos determina el dato almacenado, 0 ó 1, es el cabezal el que o bien “escribe” o “lee” la información, orientando o detectando la orientación de cada minúsculo “imán”

Los discos giran a una velocidad constante que suele ser de 5400 rpm o de 7200 rpm (cuanta más velocidad de giro mayor es la velocidad de lectura/escritura). Gracias a esta gran velocidad de giro se establece una fina película de aire entre la superficie de cada disco y el cabezal correspondiente. La distancia entre el cabezal y el disco puede ser de solo 1 micra (1 millonésima de metro). El giro del disco, junto con el movimiento del brazo, permite que el cabezal pueda llegar a cualquier punto de la superficie útil del disco. Cuando el disco duro no funciona, los cabezales se aparcan automáticamente en una zona especial, de manera que nunca entren en contacto con la superficie del disco.

Características de un disco duroLas características principales de un disco duro son las siguientes:

o El tamaño del disco, las medidas estandar son de 3,5 pulgadas para PCs de sobremesa y 2,5 pulgadas para portátiles.

o Capacidad de almacenamiento expresada en gigabytes o Terabytes. Actualmente son normales discos de 500 GB a 1,5 TB.

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o El tipo de interfaz (conexión a la placa base). Para PCs de sobremesa actualmente se emplea la conexión Serial ATA que ofrece hasta 600 MB/s de velocidad. Hace unos años el estándar era la conexión EIDE ATA, conocida normalmente por IDE.

o La velocidad de giro. Los discos duros actuales suelen girar a 7200 rpm.

o El tiempo de acceso. Es el tiempo que tarda en situarse el cabezal en una posición aleatoria del disco, para leer un dato. Suele estar comprendido entre 8 y 9 milisegundos.

Los discos duros externos están basados son los mismos que los internos pero montados en una carcasa con conexión USB para conectarlos a cualquier ordenador.

5.3.2.- La Unidad ópticaSe denominan así las unidades que permiten leer o escribir información digital en

discos mediante la acción de un rayo láser. Actualmente se utilizan 2 tipos de unidades.

o Unidad lectora y grabadora de DVD. Lee y escribe CD’s y DVD’s.

o Unidad lectora y grabadora Bluray. Además de los anteriores permite trabajar con discos Bluray.

Los discos tienen un diámetro de 120 mm y un grosor de 1,2 mm, con un orificio central de 15 mm de diámetro. La estructura de un disco es la siguiente: la base es un disco de policarbonato (plástico transparente) sobre la que va una fina capa de metal, generalmente de aleación de aluminio, que contiene la información grabada y actúa como superficie reflectante; para terminar con una capa de laca de policarbonato, que sirve de protección y que es sobre la que se imprimen las etiquetas del disco.

Las actuales unidades se conectan al conector S-ATA igual que los discos duros.

Forma en la que se almacena la información

La información digital contenida en los discos consiste en una serie de marcas de dos tamaños diferentes (una equivale a un 0 y otra a un 1), distribuidas en forma de espiral desde la parte interior del disco hasta la parte externa. La diferencia entre el formato CD y el DVD está en la separación entre vuelta y vuelta de la espiral (1,6 micras para el CD y 0,74 micras para el DVD) así como en la distancia que hay entre dos marcas consecutivas (0,83 micras para el CD y 0,4 micras para el DVD). Eso implica una mayor densidad de datos en el caso del DVD, de manera que en un DVD de una cara y una capa caben 4,7 GB de datos, frente a los 700 MB (0,64 GB) del formato CD. La máxima capacidad de almacenamiento de un DVD son los 17 GB que se pueden almacenar en un disco de doble capa y doble cara.

El formato Bluray, actualmente menos difundido en discos para equipos informáticos que el DVD, permite almacenar un máximo de 50 GB en un disco con las mismas dimensiones que un CD. Esto es posible gracias a que la “longitud de onda” del láser que lee los datos es menor.

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Funcionamiento La forma en que la unidad óptica

(CD o DVD) realiza la lectura de los datos digitales grabados en el disco es la siguiente:

1. Un diodo láser emite un rayo de luz que incide sobre la superficie del disco, llegando hasta la zona interior en la que se encuentran las marcas (grandes y pequeñas) que representan la información digital.

2. Como la zona que contiene las marcas es de un material reflectante, el rayo láser es reflejado con mayor o menor intensidad según que incida sobre una marca o sobre una zona sin marcas. Como las marcas son de dos tamaños diferentes, el tipo de luz reflejada por una marca durará más o menos tiempo según el tamaño de la marca.

3. El rayo láser reflejado es conducido, mediante espejos y lentes, hasta un sensor, que es capaz de distinguir entre los dos tipos de luz: la que refleja una marca y la que refleja una zona sin marcas. Según el tiempo que dure la luz correspondiente a una marca, el sensor “sabe” si se trata de una marca grande o pequeña, es decir, de un 1 o un 0.

4. Finalmente, el sensor convierte la luz reflejada por las marcas en dos tipos de impulsos eléctricos, según la marca a la que corresponda.

5.3.3.- Otras unidades de almacenamientoA día de hoy son importantes las unidades externas que permiten transportar

información de un ordenador a otro. Se conectan a los puertos USB, Firewire o e-SATA y nos podemos encontrar con diferentes sistemas:

Discos duros externos, son discos duros como los internos que se introducen en una carcasa con una conexión por cable al ordenador o a través de Wifi. Actualmente hay muchas carcasas que permiten reproducir contenidos en una TV, con lo que hablamos de “disco duro multimedia”.

Dispositivos basados en “memorias flash”, los “pendrives”, también llamados “memorias USB” permiten almacenar información a través de una tecnología conocida como Flash. Esta tecnología está basado en el almacenamiento de información (1 ó 0) mediante la presencia o no de carga eléctrica. Se emplea en tarjetas de memoria, teléfonos móviles, memorias USB o los más modernos discos SSD de estado sólido.

Ejercicio, responde a las siguientes cuestiones, razonando la respuesta.

¿Es necesaria actualmente la tarjeta gráfica en un ordenador.

Ordena de mayor a menor velocidad de transmisión, Disco duro, unidad DVD, memoria RAM, memoria Flash.

¿Puede arrancar un ordenador si no tiene conectado el disco duro?

¿Cómo es posible que un DVD almacene más información que un CD si tienen el mismo tamaño?

¿Qué componente de un ordenador tiene una función similar a la del microprocesador?

¿Existe algún tipo de memoria RAM fuera de la placa base?

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