====== Hardware de un Sistema Informático ====== Se define sistema informático como un conjunto de elementos físicos (hardware) y de elementos lógicos (software) interconectados entre sí, destinados a gestionar el tratamiento automático y racional de la información, entendiendo por esto, su organización, su transmisión, su procesamiento y/o su almacenamiento. En esta unidad trataremos la parte fisica de un sistema informático, lo que conocemos bajo el nombre de **hardware** de un sistema informático. ===== Tipos de ordenadores ===== ==== Superordenadores ==== Un Superordenador es un ordenador extraordinariamente rápido con capacidades de proceso, de cálculo, y de almacenamiento, etc. muy superiores tecnológicamente comparado con el resto de ordenadores. Físicamente son de gran tamaño (salas enteras) y no están ubicados en una sola unidad. Deben ser instalados en ambientes controlados para poder disipar el calor producido por sus componentes, lo que no impide que puedan soportar la conexión en línea de miles de usuarios. {{ :unidad2:summit-supercomputer.png?direct&400|}} Son utilizados para realizar simulaciones de procesos muy complejos con una gran cantidad de datos como por ejemplo, el análisis del genoma humano, la simulación de explosiones nucleares, las predicciones meteorológicas o astronómicas, diseñar y probar virtualmente máquinas complejas como automóviles o aviones, y para controlar el acondicionamiento de naves espaciales y satélites, entre otras cosas. Como también tienen un costo excesivo, en comparación con otros ordenadores, se suelen fabricar muy pocos y siempre se fabrican bajo pedido. La lista de superordenadores se encuentra en el ranking [[https://www.top500.org/|TOP500]]. ==== MainFrames ==== Un MainFrame (unidad central) es un ordenador grande, potente y costoso, usado principalmente por grandes compañías para el procesamiento de grandes cantidades de datos. {{ :unidad2:mainframe.jpg?direct&300|}} Están preparados para realizar varios millones de operaciones por segundo. Su gran capacidad de proceso les permite por un lado, controlar al mismo tiempo miles de usuarios, y por otro controlar el manejo de puertos de entrada salida, dando soporte a cientos de dispositivos de entrada y salida, gracias a lo cual pueden contar con muchas unidades de disco que les permiten almacenar grandes cantidades de información. Físicamente hoy día un mainframe tiene la apariencia de una fila de archivadores, similares a los de una biblioteca, que se suelen instalar en una habitación, con control de temperatura y con doble suelo, bajo el cual se aloja la inmensa cantidad de cables necesarios para la conexión de los periféricos. Se suelen encontrar en los centros de datos (data centers) de compañías tecnológicas (google, microsoft, telefónica, etc) ==== WorkStations ==== {{ :unidad2:workstation-computer.jpg?direct&200|}} Estación de trabajo. Un ordenador de gran potencia para ser usado por un sólo usuario, es parecido a un ordenador personal pero con mejores componentes, que le proporcionan mayor potencia y pertaciones, y que normalmente se conectan a un ordenador mas grande a través de una red, permitiendo a los usuarios compartir ficheros, aplicaciones y hardware. Se suelen encontrar en los lugares de trabajo de compañias tecnológicas de desarrollo de software, imagen, video, etc. ==== Ordenadores personales (PC's)==== Conocido como PC (del inglés personal computer), es un ordenador de propósito general, de pequeño tamaño, con al menos, un microprocesador, y dispositivos de almacenamiento y entrada y salida. Son los ordenadores más accesibles para cualquier tipo de usuario, en cuanto a coste y a facilidad de uso. === Ordenadores de sobremesa === {{ :unidad2:personal_computer.png?direct&150|}} Son los ordenadores personales más habituales y suele disponer de ratón y teclado para introducir datos, de un monitor para mostrar la información, y de algún dispositivo de almacenamiento en el que instalar el sistema operativo y guardar datos y programas. Además admite la conexión de otros periféricos con múltiples y variadas funcionalidades. === Ordenadores portátiles === {{ :unidad2:laptop.png?direct&150|}} Son ordenadores personales que pueden transportarse con facilidad por ser ligeros de peso y de reducido tamaño, que están equipados con una batería que les permite trabajar sin estar conectadas a la red eléctrica. === Tablets === {{:unidad2:tablet-computer.jpg?direct&150 |}} Un Tablet computer es un dispositivo portatil con un sistema operativo y una pantalla táctil, con una batería recargable enpaquetados en una estructura plana y delgada. Realizan la mayoría de operaciones que realice un ordenador personal, pero carecen de dispositivos de entrada y salida de información y conexiones de expasión. tampoco se equiparan en perstaciones o rendimiento con un ordenador portatil o de sobremesa. === Smarthphones, PDA, Palms === {{ :unidad2:smartphone-pda.jpg?direct&150|}} Los PDA (Personal Data Assistant) son ordenadores de mano, que actuan principalmente como gestores de información personal, con algunas capacidad de conectividad con redes inalámbricas y con puertos de entrada y salida. Desde la aparición de los ''smartphones'' su popularidad ha sido desplazada, sobre todo por los smartphones basados en los sistemas operativos Android o iOS. === Smartwatchs === {{:unidad2:smartwatch.jpg?direct&100 |}} Los ''smartwatchs'' son ordenadores que tienen el aspecto de un reloj de muñeca, incluyendo actualmente pantalla táctil para uso diario, y permitiendo asociarse a los smartphones. Los smartwatch actuales tienen funciones muy parecidas a los smartphones, incluyendo aplicaciones, sistema operativos con conectividad Wifi o blutooth, reproducción multimedia, además de las funcionalidades de los relojes iniciales, como GPS o telemetría (constantes vitales), altimetro, brújula, etc. ===== Arquitectura de un ordenador===== En el siguiente esquema aparecen representados los principales elementos hardware y cómo interactúan unos con otros. Obviamente con el paso de los años este esquema y su complejidad han evolucionado mucho y muy rápido, pero en esencia el funcionamiento sigue siendo el mismo. Simplemente cada componente ha sido mejorado en calidad, capacidad y velocidad. Desde los primeros ordenadores personales hasta lo que podemos encontrar hoy en día, se ha seguido de alguna manera la misma estructura, basada en lo que se conoce como **Arquitectura Von Neumann **: {{ :unidad2:von_neumann.jpg?600 |}} ===== Componentes de un Sistema Informático ===== Tal y como se observa en el esquema anterior, el //hardware// de un Sistema Informático está compuesto principalmente por los siguientes elementos: * **Unidad Central de Proceso (CPU)** : es el elemento que procesa las instrucciones y los datos, y coordina en gran medida el resto del hardware para el correcto funcionamiento de todo el sistema. * **Memoria principal** está formada por todos los elementos hardware que permiten que un sistema almacene información mientras el sistema está funcionando. * **Los buses de conexión** son los elementos que permiten que las diferentes partes del sistema estén conectadas y se comuniquen entre sí. * **Dispositivos de entrada/salida** son aquellos elementos que permiten exportar o importar datos desde o hacia el ordenador desde fuentes externas a él. ==== CPU - Procesador ==== La CPU, también conocida como procesador, es el elemento hardware encargado de leer y ejecutar las instrucciones el programa que se encuentre en ejecución en cada momento. Es uno de los componentes principales de cualquier sistema informático y en gran medida determina la capacidad de procesamiento de éste, aunque con cierta dependencia del resto de elementos que componen el sistema. {{ :unidad2:intel-i7-4790k.jpg?direct&200|}} Su capacidad de procesamiento (frecuencia) se mide en //Hertcios// (actualmente en Ghz) que es la forma de expresar cuántos ciclos de ejecución es capaz de ejecutar en un segundo. Los procesadores evolucionan también en otros aspectos como pueden ser el número de cores, la memoria caché integrada en el mismo, la complejidad de su estructura y otros aspectos que finalmente cobran tanta importancia como la frecuencia. En la siguiente imagen se representa el esquema de uno de los últimos procesadores de Intel, el Intel Core i7, caracterizado por sus cuatro //cores// (nucleos) y cada uno de ellos con acceso a una zona de la memoria caché. {{ :unidad2:quad_core.jpg?400 |}} >Esquema interno de procesador Intel Core i7 Si realmente queremos conocer el rendimiento de un procesador deberemos consultar alguna de las muchas web donde se comprueba como trabajan los procesadores ante un banco de pruebas. [[https://www.cpubenchmark.net/mid_range_cpus.html|Banco de pruebas de procesadores]] ==== Memoria ==== La situación ideal en cualquier equipo informático es la de una única memoria de capacidad infinita, rápida, no volátil y de un coste muy bajo. Puesto que en la realidad no existen esas memorias, se hace uso de lo que se conoce como jerarquía de memoria. {{ :unidad2:memorias.jpg?400 |}} > Jerarquía de memorias de un ordenador Para entender el concepto de jerarquía de memoria hay que tener en cuenta, tal y como se muestra en el gráfico anterior, que la memoria incrementa el coste cuánto más rápida y más capacidad tiene de tal manera que no es viable fabricar un ordenador con gran capacidad de la memoria más rápida. También hay que tener en cuenta que cuanto mayor es la capacidad de la memoria, más díficil será conseguir que ésta sea rápida. Así, cualquier equipo actual posee una cierta cantidad de varios niveles de memoria, empezando por una memoria muy rápida, de pequeña capacidad y de un coste muy elevado, para terminar con una memoria muy lenta, de gran capacidad y de un coste muy bajo, pasando por varios tipos de memoria de características y prestaciones intermedias. Así, actualmente podemos distinguir entre cuatro tipos de memoria: === Registros === Los registros de la CPU son el primer nivel en la jerarquía de memoria. Es la memoria más rápida pero también la de menor capacidad. La forman una serie de registros internos del procesador que funcionan como memorias muy rápidas donde se almacenan los datos con los que se va a operar en cada momento. El tamaño de estos registros determina el tamaño de los datos con los que es capaz de operar el procesador. Así, los procesadores actuales operan ya con registros de **64 bits** frente a los registros de **32 bits** con los que se llevaba trabajando mucho tiempo. Así, se habla de arquitecturas de 32 bits (x86) ó arquitecturas de 64 bits (amd64, x86_64). ===Memoria Cache=== {{ :unidad2:cache-memory.jpg?400|}} La memoria caché es una memoria de alta velocidad y pequeña capacidad (más lenta que los registros de la CPU pero de mucha más capacidad que éstos). Su utilidad es la de almacenar los datos e instrucciones más utilizados por los programas, puesto que por norma general se tiende a acceder en gran medida a los mismos datos e instrucciones una y otra vez. De esta manera, se evita que el ordenador deba acceder a memoria RAM, que es mucho más lenta que esta memoria. Otro aspecto que cabe destacar a la hora de tener en cuenta una memoria caché, es el nivel que ocupa ésta. En ese caso hablamos de memorias caché de nivel 1 (L1, integrada en el procesador), nivel 2 (L2) y nivel 3 (L3). En la actualidad, la gran mayoría de procesadores disponen de una memoria caché L2 integrada (varian alrededor de +/- 10 mb) ya en el procesador, junto a una pequeña porción de caché L1 de **unos pocos KBs** y no se dispone de memoria de nivel 3. {{ :unidad2:ddr4-corsair-16gb.jpg?220|}} ===Memoria RAM=== La memoria principal, también conocida como memoria RAM, está directamente conectada a la CPU a través de un bus de direcciones y un bus de datos. Debe estar presente para que ésta funcione puesto que contendrá, en todo momento, los programas o procesos en ejecución y los datos con los que se opera. Hay que tener en cuenta también que es una memoria volátil, por lo que en ausencia de alimentación perderá su información. {{ :unidad2:ddr4-samsung.jpg?270|}} Es una memoria de mucha más capacidad (varios Gbs) que la memoria caché pero bastante más lenta que ésta. Por el contrario, es mucho más rápida que la memoria secundaria (dispositivos de almacenamiento), pero también de menor capacidad y de un coste superior. ===Memoria Secundaria (Almacenamiento)=== Se encuentra en los dispositivos de almacenamiento, ya sean discos duros, memorias Flash, discos SSD, etc. Se hablará de ellos posteriormente con más detalle. ==== Caja de ordenador ==== El Chasis de un ordenador es el armazón, normalmente de aluminio o de plástico, que contiene todos los elementos del ordenador. Se conoce también con el nombre de caja o torre, por ser el diseño de chasis más conocido en los últimos años. {{ :unidad2:chasis-pc.jpg?400 |}} {{ :unidad2:caja_atx.png?600 |}} Aparte de las cajas tipo torre, tambien existen las **cajas de sobremesa**, que se suelen colocar de forma horizontal, y también las cajas **mini pc o barebones**, que son cajas de tamaño reducido: {{:unidad2:caja-barebone.jpg?direct&300 |}} {{ :unidad2:caja-sobremesa.jpg?direct&300|}} ===Fuente de Alimentación === La fuente de alimentación, existente en todo ordenador, se encarga de transformar la corriente alterna que tenemos en nuestras casas, a corriente continua de distintos voltajes, necesaria para los distintos componentes del ordenador. Además incorpora cables con diferentes tipos de enchufes, para alimentar la placa base, dispositivos de almacenamiento, ventiladores, etc. Es muy habitual adquirir la **fuente de alimentación** junto con el chasis o caja, aunque es muy sencillo sustituir la fuente por otra más potente. La fuente de alimentación genera calor al transformar la energía electrica, por lo que suele incorporar uno o dos ventiladores, y también suelen tener un interruptor para permitir o limitar el paso de energía al sistema. {{:unidad2:fuente-alimentacion-600w.jpg?300 |}} {{ :unidad2:pc-power-supply.jpg?direct&250|}} ---- Los tipos de enchufes más habituales que ofrece una fuente de alimentación son: {{ :unidad2:conectores-alimentacion.jpg?direct&600 |}} ==== Placa Base ==== Es la tarjeta impresa que comunica y conecta todos los componentes del ordenador. Además, incluye ya instalados algunos circuitos entre los que cabe destacar el **chipset**, **la BIOS**, los **controladores para los periféricos** que soporta y, actualmente, algunos periféricos como **tarjetas gráficas** o **tarjetas de red**. También incorpora conectores para el procesador, la memoria RAM, discos duros y unidades de almacenamiento. {{ :unidad2:placa-base.jpg?600 |}} Todos los conectores tienen conexión directa con alguno de los dos componentes del **chipset**, los llamados //puente norte// y //puente sur//, en ingles northbridge y southbridge respectivamente. Se trata de dos circuitos integrados que con el tiempo han ido recogiendo en su diseño funcionalidades de controladores que antes eran independientes. === Componentes internos === * **Puente Norte** El puente norte se encarga de controlar funciones como las comunicaciones entre el procesador, la memoria y el sistema gráfico. Suele estar próximo al procesador y la memoria RAM. * **Puente Sur** El puente sur, por su parte lleva el control del resto de puertos internos y externos de la placa base, discos duros, periféricos, etc. Suele estar próximo a los conectores de los dispositivos de almacenamiento y ranuras de expasión. {{ :unidad2:northbridge_southbridge.jpg?direct&400 |}} * **Socket Procesador** Es el conector para el procesador o cpu. Según su forma de inserción existen principalmente dos tipos de zócales o sockets: * ZIF (Zero Insertion Force) * LGA (Land Grid Array) {{ :unidad2:socket-processor.jpg?direct&400 |}} * **Ranuras de memoria RAM** Ya hemos comentado anteriormente los diferentes tipos de memoria. La memoria RAM se disribuye en tarjetas de circuitos integrados y se conecta en ranuras de la placa base, cercanas al procesador. {{ :unidad2:ram-sockets.jpg?direct&500 |}} * **BIOS** La placa base incluye un chip conocido como BIOS (Basic Input/Output system) con un software propio o firmare, que le permite realizar funcionalidades básicas, como reconocimiento y auto chequeo de los dispositivos instalados, gestión básica de vídeo y del teclado. Es el software que se encarga de la parte del arranque del equipo, y es independiente del sistema operativo. {{ :unidad2:chip-bios.jpg?direct&400 |}} * **Componentes Integrados** Algunas placas base incluyen tarjeta de video, de sonido o de red, integradas, además de diferentes puertos para periféricos. {{ :unidad2:puertos-laterales-motherboard.jpg?direct&400 |}} === Refrigeración === Hay algunos componentes que trabajan a frecuencias muy altas: procesador, memoria ram, procesador de la tarjeta de video, etc. La frecuencia es el cambio de estado (valores electricos) por unidad de tiempo. Cuando un procesador trabaja a frecuencias de GigaHertcios (Ghz), quiere decir que los valores de entrada y salida (voltajes) de sus puertas logicas realizan miles de millones de cambios en 1 segundo. Estos cambios en las señales electricas de entrada y salida generan calor, y si no se refrigeraran, se quemarían. == Disipadores == Son elementos creados de materiales con gran conductividad térmica (alumnio o cobre), y al estar en contacto con la superficie de elementos que se calientan con facilidad, reparten esa energía calorífica del dispositivo por todo el elemento metálico. Suelen estar construido con muchas placas metálicas separadas, con la finalidad de distribuir el calor repartido en el material hacia el aire que circula a través de su estructura. {{:unidad2:ventilador_disipador.jpg?direct&300 |}} {{ :unidad2:disipador-grande.jpg?direct&270|}} == Ventiladores == Suelen estar atornillados o unidos a los disipadores, para forzar la circulación de aire a través de sus placas, contribuyendo al intercambio de calor entre el disipador y el aire. {{ :unidad2:ventilador-disipador.jpg?direct&600 |}} Además se pueden instalar otros ventiladores en las entradas de aire de la carcasa del ordenador, con la finalidad de extraer ese aire caliente del interior de la caja, hacia el exterior, o crear corrientes de aire desde el exterior de la caja hacia el interior. Estos ventiladores necesitan también alimentación y podemos encontrar enchufes de 3 y 4 pins en la placa base. {{ :unidad2:chasis-fans.jpg?direct&600 |}} == Refrigeración líquida == El agua, y cualquier líquido refrigerante, tiene mayor capacidad térmica que el aire. Aprovechando este principio, un circuito de refrigeración líquida disipa el calor generado en los componentes del PC usando el agua como fluido refrigerante, enfriándola en un radiador con ventiladores que expulsan el calor fuera de ésta. Por contraparte, la instalación de un sistema de refrigeración líquida es un poco más complicado, ya que requiere un montaje de circuitos de líquido. {{ :unidad2:refrigracion-liquida.jpg?direct&800 |}} ==== Ranuras de la placa base ==== Algunas de las ranuras que podemos encontrar en las placas base actuales son: * PCI: tarjeta de sonido, red, y ampliación de conecteros externos como USB, puertos series, etc * PCI-Express: tarjeta de video, red, sonido, etc * AGP: tarjetas de video Las ranuras disponibles en las placas base se han ido modificando debido al aumento de sus tasas de transferencia: PCI-Express es una interfaz que ha evolucionado permitiendo mayores tasas de transferencia de datos: ^Ranura^Frecuencia^bits^bits por ciclo de reloj^Tasa de transferencia^ |PCI|33 MHz|32|1|133 MB/s| |AGP x1|66 MHz|32|1|266 MB/s| |AGP x2|66 MHz|32|2|533 MB/s| |AGP x4|66 MHz|32|4|1,066 MB/s| |AGP x8|66 MHz|32|8|2,133 MB/s| |PCIe 1.0 x1|2.5 GHz|1|1|250 MB/s| |PCIe 1.0 x4|2.5 GHz|4|1|1,000 MB/s| |PCIe 1.0 x8|2.5 GHz|8|1|2,000 MB/s| |PCIe 1.0 x16|2.5 GHz|16|1|4,000 MB/s| |PCIe 2.0 x1|5 GHz|1|1|500 MB/s| |PCIe 2.0 x4|5 GHz|4|1|2,000 MB/s| |PCIe 2.0 x8|5 GHz|8|1|4,000 MB/s| |PCIe 2.0 x16|5 GHz|16|1|8,000 MB/s| |PCIe 3.0 x1|8 GHz|1|1|1,000 MB/s| |PCIe 3.0 x4|8 GHz|4|1|4,000 MB/s| |PCIe 3.0 x8|8 GHz|8|1|8,000 MB/s| |PCIe 3.0 x16|8 GHz|16|1|16,000 MB/s| === Tarjeta de vídeo === Suelen utilizar principalmente dos tipos de ranuras: **AGP** o **PCI-Express**. Desde hace varios años PCI-Express se ha convertido en el principal tipo de conexión de las tarjeta de video. Los conectores externos más habituales que ofrece son: * VGA (analógico, 15 pines, hembra) * HDMI (digital + sonido) * DVI (digital) {{ :unidad2:video-pciexpress.jpg?direct&800 |}} === Tarjeta de sonido === Es bastante habitual utilizar la tarjeta de sonido integrada en la placa base, aunque si trabajamos en la edición de audio necesitaremos una tarjeta dedicada. Anteriormente se usaban las ranuras **PCI**, pero las actuales están utilizando las nuevas ranuras **PCI-express**, debido a su mayor tasa de transferencia de datos. {{ :unidad2:tarjetas_de_audio.jpg?direct&400 |}} Los conectores externos de una tarjeta de audio son: * Entrada analógica para micrófono: **rosa** * Entrada analógica "Line-ln": **azul** * Salida analógica para la señal estéreo principal (altavoces frontales): **verde** === Tarjeta de red === Del mismo modo que las tarjeta de audio, las tarjetas de red integradas en la placa base cumplen de sobra las necesidades de conectividad. Pero si nuestro equipo va a trabajar como servidor puede que necesitemos más de una tarjeta de red. El conector de cable ethernet se conoce como **RJ-45**. Las tarjetas de red utilizan los puertos **PCI** y las actuales **PCI-e**. {{ :unidad2:tarjetasred.jpg?direct&400 |}} ==== Otros conectores==== === Panel Frontal === El panel frontal de un ordenador (front panel ó f_panel) es la parte de la caja o chasis en la que están los botones de encendido y reseteo. El panel frontal más habitual consta de 5 dispositivos y conexiones: * Boton de encendido (Power Swith) * Botón de reseteo (Reset Switch) * Led de encendido (Power Led) * Led de funcionamiento del disco duro principal (HDD LED) * //Speaker// de encendido (speaker) Para que podamos arrancar del ordenador necesitamos que dichos botones y leds estén conectados a la placa base. Esto se hace desde un conector/es llamados **f_panel**. {{ :unidad2:basic-frontpanel.jpg?direct&600 |}} Además el panel frontal de algunas cajas de ordenadores pueden ofrecer más conexiones, que veremos en el siguiente punto. === Ampliaciones del panel frontal === Habitualmente en los paneles frontales de las carcasas de los pc's actuales tenemos más conexiones: {{ :unidad2:bahias_fpanel.png?direct&400 |}} Los puertos USB, lectores de tarjetas o puertos FireWire, tienen su propia conexión en la placa base y se comentan en los siguientes puntos. **Aquí nos centraremos en las conexiones de los minijacks de audio del panel frontal:** {{ :unidad2:audio_fpanel.jpg?direct&400 |}} === Conectores USB === Los conectores más habituales en la mayor parte de las cajas son los usb 2.0. Los lectores de tarjetas utilizan esta misma interfaz. Pero recientemente se han mejorado las conexiones USB incluyendo dos nuevos tipos, y por lo tanto también cambian sus conexiones. Los puertos USB se utilizan para conectar muchos dispositivos periféricos: teclados, ratones, lectores de tarjetas, impresoras, etc. Las nuevas versiones de estos puertos mejoran las tasas de transferencia por lo que se suelen utilizar para la conexión de dispositivos de almacenamiento, **principalmente pendrives y discos duros externos**. Además indiferentemente de la versión de la tecnología usb, existe también un factor forma. Es decir, los cables o puertos USB pueden tener distinta forma de enchufe: {{ :unidad2:tipos-usb.jpg?direct&400 |}} * USB 2.0 Las conexiones USB 2.0 de la placa base estan compuestas por 9 pines. Dan soporte para 2 puertos usb, ya que cada uno necesita 4 pines. Su tasa de transferencia son 480 Mbits/s. Los conectores de la placa base pueden conectar puertos usb del panel frontal o de ranuras de la parte posterior del pc: {{ :unidad2:usb2.0.jpg?direct&600 |}} * USB 3.0 Las conexiones USB 3.0 están compuestaspor conectores de 20 pines, y del mismo modo que su homólogo anterior, cada enchufe da soporte a 2 puertos. Su tasa de transferencia son 4,8 Gbits/s. En estos eschufes conectaríamos los puertos usb del panel panel frontal de la caja o de ranuras de la parte trasera: {{ :unidad2:usb3.0.jpg?direct&400 |}} También tienen diferentes factores forma: {{ :unidad2:usb3.0_factor_forma.jpg?direct&400 |}} * USB C, USB 3.1, ThunderBolt El puerto **USB C** es muy similar al de los micro-USB, siendo lo suficientemente pequeño para ser utilizado en cualquier periférico. Con este nuevo estándar los dos lados del cable son iguales, permitiendo la conexión reversible. Las velocidades y voltaje al que trabaja permite usar este dispositivo en cualquier escenario: para conectar datos, para enviar señal de video y también para cargar dispositivos (hasta portátiles). {{ :unidad2:thunderbolt3.jpg?direct&200|}} **Thunderbolt** 2 y thunderbolt son puertos que se basaban en el puerto Mini DisplayPort y ofrecían unas velocidades de transferencia máximas de 20Gbps y 10 Gbps, respectivamente. A través de una colaboración entre Intel y Apple se creó **Thunderbolt 3** y usando la forma del puerto **USB-C**. Este puerto ofrece unas velocidades impresionantes sin necesidad de alimentación: en las distancias cortas 40Gbps y en las largas 20 Gbps, si queremos obtener los 40Gbps en larga distancia necesitaremos alimentar el dispositivo. Una de las principales funcionalidades de este puerto es la compatibilidad con todos los dispositivos que operen bajo el estándar USB-C, permitiendo además la conexión de monitores mediante este estándar. === Firewire (IEEE 1394)=== Su nombre oficial es puerto IEEE 1394 debido al protocolo estándar de comunicación que utiliza. Si un equipo tiene Firewire, lo verás identificado de esta forma casi con total probabilidad. El puerto Firewire es un tipo de conexión de entrada y salida para proporcionar comunicación a gran velocidad entre dispositivos multimedia. Funciona mediante la transferencia de datos en serie, al igual que un puerto USB y es utilizado principalmente para conectar cámaras digitales profesionales. {{ :unidad2:1394firewire.jpg?direct&450 |}} Se debe decir que con las nuevas versiones de los puertos USB y Thunderbolt, este puerto ha quedado bastante desplazado. === Puertos Serie === Antiguo puerto de conexiones en serie, también llamado puerto COM (Communication port). Es un puerto de __9 pines__ con la misma forma que el VGA, con la diferencia de que el puerto serie es macho y el VGA hembra. Se usaba para conectar periféricos como teclado o ratón, hasta la irrupción del puerto USB. Sin embargo, los puertos serie todavía se encuentran en sistemas de automatización industrial y algunos productos industriales y de consumo. Los dispositivos de redes, como enrutadores (routers) y conmutadores (switches), a menudo tienen puertos serie para modificar su configuración. Los puertos serie se usan frecuentemente en estas áreas porque son sencillos, baratos y permiten la interoperabilidad entre dispositivos. {{ :unidad2:puertocom.jpg?direct&500 |}} ==== Dispositivos de almacenamiento ==== También se le suele llamar memorias externas o complementarias. En la jerarquía de memorias son los que más capacidad ofrecen y también los más baratos, aunque son los más lentos. Dentro de los distintos dispositivos también existen diferentes velocidades. Entran en esta sección los discos duros, unidades ópticas (cd, dvd, etc), unidades USB, etc. ===Interfaces de conexion=== Existen principalmente dos interfaces de conexión de discos duros y unidades ópticas, siendo la más reciente la interfaz SATA: ==Interfaz IDE== IDE (Integrated device Electronics), es un tipo de conexión de unidades de almacenamiento que funciona en paralelo (80 pines), a diferencia de otras que funcionan en serie. También se conoce a esta interfaz como ATA, pero desde la llegada de las conexiones SATA, se ha conocido como P-ATA (Parallel Ata). Permitía conectar un máximo de dos dispositivos por puerto IDE, delegando su jerarquía a dispositivo maestro y dispositivo esclavo. Se utiliza tanto para discos duros como para unidades ópticas (CD, DVD). {{ :unidad2:ide.jpg?direct&400 |}} ==Interfaz SATA== LLego en 203, y responde a Serial ATA. Es una interfaz de conexion de discos duros con funcionamiento en serie. Ha sustituido a la interfaz anterior conocido como IDE, o P-ATA (Parallel ATA). Al igual que IDE ,se utiliza tanto para discos duros como para unidades ópticas (CD, DVD). {{ :unidad2:sata.jpg?direct&400 |}} === Discos duros === Es el principal dispositivo de almacenamiento de todo ordenador, donde instalamos los programas, el sistema operativos y almacenamos los datos. A diferencia de las memorias cache o RAM, los discos duros no son volátiles; no pierden su información al apagar el sistema. Hasta la llegada de los discos de estado sólido, estaban compuestos por discos magnéticos, de ahí su nombre. ==Discos Magnéticos== El disco duro magnético ó **HDD** (del inglés Hard Disk Drive) es un dispositivo de almacenamiento que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales.Esta compuesto por uno o mas discos rígidos, de aluminio o de material vitrocerámico, que se recubren de una fina capa de material magnetizable, encerrados en una caja sellada, para evitar la entrada de impurezas que puedan perjudicar su funcionamiento. La información se registra en ellos mediante variaciones en el campo magnético, de forma que un punto puede estar magnetizado en un sentido, para representar un 1, o en otro para representar un 0. Se pueden conectar mediante interfaces **IDE o SATA**, y su capacidad actual suele ser de 1 o 2 Terabytes. Para almacenar o leer información se usa un cabezal de lectura que aunque no está en contacto con la superficie de los discos puede leer en todos los discos al mismo tiempo. Estos discos son más sensibles a los golpes o vibraciones ya que los discos están en movimiento (giran) y el cabezal puede tocarlos y deteriorar la superficie si sufre movimientos bruscos. {{ :unidad2:hdd.jpg?direct&600 |}} ==Discos SSD (estado sólido)== Las unidades de estado sólido (Solid State Drive) Son menos sensibles a los golpes al no tener partes móviles, son prácticamente inaudibles, y poseen un menor tiempo de acceso y de latencia, lo que se traduce en una mejora del rendimiento exponencial en los tiempos de carga de los sistemas operativos y programas. En contrapartida, su vida útil es inferior, ya que tienen un número limitado de ciclos de escritura. Aparte de la conexión SATA y el tamaño de 2,5 pulgadas, también poseen otros tipos de interfaz de conexión y formas: {{ :unidad2:sizessata.jpg?direct&400 |}} === Disquette === También conocido como FDD (Floppy Disk Drive), es un dispositivo de almacenamiento de muy baja capacidad pero muy famoso en su tiempo. Sus unidades tenían una capacidad de 1,44 Mbytes. Su tipo de conexión es en paralelo al igual que la interfaz IDE de los discos duros, pero su cable solo tiene 34 pines. Podemos encontrarlo en una placa base bajo la inscripción FDD, Floppy, etc. {{ :unidad2:fdd.jpg?direct&400 |}} === Unidades Flash === Este tipo de unidades de almacenamiento hace referencia a las tecnologías utilizadas para la construcción de las memorias USB y tarjetas de memoria: {{ :unidad2:flashdrives.jpg?direct&350 |}} === Unidades Ópticas === Una unidad de disco óptico es la unidad de disco que utiliza una luz láser como parte del proceso de lectura o escritura de datos. Los datos están grabados en una única pista en espiral que se inicia en el centro y se dirige hacia el exterior. Siguiendo dicha pista y bajo la capa reflectante esta grabada la información en binario por medio de microsurcos que representan los unos y los ceros. Para leer los discos se utiliza un emisor de luz que envía un fino rayo láser hacía la superficie del disco con una determinada amplitud de onda. El reflejo es capturado por un foto receptor que cuantifica la cantidad de luz reflejada y determina si dicho reflejo viene de una zona lisa, cuando mantiene la misma amplitud que el rayo original, o viene de una zona de surco, cuando tiene la mitad de la amplitud original. {{ :unidad2:unidadesoptivas.jpg?direct&400|}} En contra de lo que se suele pensar las zonas de distinta profundidad, pozos y llanos, no representan ceros y unos. En realidad los valores binarios son detectados cuando se detectan los saltos de una zona a otra. Un salto se interpreta como un 1 binario, mientras que la longitud de un pozo o un llano indica el número consecutivo de ceros binarios. El lector de discos tiene un motor que hace girar el disco, y otro que mueve el cabezal radialmente. Con la combinación de ambos movimientos el láser tiene acceso a todo el disco. Los tipos más habituales son los siguientes. Las diferencias de uno a otro vienen indicadas por el grosor de la pista de datos, y por la cantidad de capas de profundidad del disco: * CD-ROM (700 Mb, Interfaz **IDE o SATA**) * DVD (4,7 Gb por cada capa, Interfaz **IDE o SATA**) * Blue-Ray (25 Gb por cada capa, **Interfaz SATA**) {{ :unidad2:cd-dvd-br.jpg?direct&600|}} ==== Periféricos de Entrada ==== Son todos aquellos periféricos que puede utilizar el usuario para introducir información al ordenador. Para ello será necesario que estén conectados al ordenador de alguna de las formas posibles. La mayoría de las conexiones utilizadas, sobre todo en dispositivos de bajo consumo, reciben la alimentación necesaria a través del propio conector, es el caso del teclado o del ratón. Pero otros dispositivos cuyo consumo será mayor necesitan tener su propia fuente de alimentación. Por ejemplo algunos escáneres o impresoras. === Teclado === Se conecta al ordenador por medio de un conector de tipo PS/2 (o mini-din) a su conexión exclusiva (morada), o por medio de un conector USB. {{ :unidad2:ps2.jpg?direct&400|}} También los hay inalámbricos que necesitan dos terminales con emisor y receptor, uno de ellos en el propio teclado y el otro que debe estar conectado al ordenador por medio de conector PS/2 o USB, o por bluetooth. === Ratón === El ratón es un pequeño dispositivo, que al ser desplazado por una superficie plana, mueve sobre la pantalla un cursor que lo representa reflejando sus movimientos. Para su conexión al ordenador se utiliza su conexión PS/2 exclusiva (verde) o una conexión a un USB. También como los teclados pueden ser inalámbricos, incluso hay modelos que pueden compartir el mismo transmisor base. Actualmente usan tecnología óptica: tienen un dispositivo emisor de luz (led o laser) y un detector de luz, que detecta las variaciones de movimiento respecto a una superficie relativa. ===TouchPad=== Dispositivo táctil que sustituye al ratón con el que podemos mover el puntero del ratón mediante la presión táctil. Suele ser el dispositivo de control del ratón por defecto en los portátiles y tambien pantallas táctiles (touchScreen). {{ :unidad2:touchpad-keyboard.jpg?direct&200 |}} === Gamepad/Joystick=== Un mando de videojuegos (gamepad en inglés) es un dispositivo de entrada usado para interactuar con un videojuego ya sea en una consola, o en un ordenador. Inicialmente tenian su propio puerto de conexión aunque actualmente usan el puerto USB. {{ :unidad2:game_port.jpg?direct&150 |}} === Escáner === Se utiliza para explorar objetos y obtener su representación digital. El proceso de digitalizar consiste en, tomar información de cada uno de los puntos de la superficie de un objeto, y representarlos con valores binarios para generar un duplicado virtual que pueda procesar el ordenador. Se conecta por un puerto USB. {{ :unidad2:escaner.jpg?direct&200 |}} Actualmente se comercializan escaneres 3D, para crear representaciones digitales de objetos en 3 dimensiones. === Microfono === Es un dispositivo que permite la introducción de sonidos al ordenador como música, señales acústicas o la propia voz. Utilizan un puerto USB o un puerto minijack (rosa). {{ :unidad2:microfono.jpg?direct&200 |}} === Webcam === Dispositivo cuya utilidad es captar imágenes y codificarlas en formato binario para que puedan ser procesadas por el ordenador. Estas capturas pueden ser almacenadas como imágenes estáticas o como imágenes en movimiento. Se suelen conectar a un puerto USB. {{ :unidad2:webcam.jpg?direct&200 |}} ==== Periféricos de Salida ==== Son todos aquellos periféricos mediante los cuales el usuario puede obtener información del ordenador. Junto con los periféricos de entrada son los elementos de comunicación entre el hombre y la máquina. === Monitor === El monitor o pantalla de ordenador es un dispositivo que muestra la interfaz proporcionada por los programas para que interactuemos con ellos. Mediante esta interfaz visual que permite la interacción hombre/máquina podemos hacer que se ejecuten programas al pulsar sobre sus iconos y atender a las peticiones que estos nos hagan. Sus conexiones mas habituales, son las que ofrecen las tarjetas de video: VGA, HDMI y DVI Actualmente también están muy extendidas las pantallas táctiles que son dispositivos de entrada/salida. === Altavoces / Auriculares=== Dispositivos de salida con funcionamiento opuestos al microfono: reproduce sonido. Puertos USB o MiniJack (verde). === Impresora === {{ :unidad2:parallel-port-and-serial-ports.jpg?direct&200|}} Una impresora es un periférico de salida que permite plasmar sobre papel información procedente del ordenador. Se puede considerar a la impresora como el periférico más antiguo, incluso más que el teclado o el monitor. Inicialmente se conectaban al puerto paralelo, y actualmente usamos un puerto USB. ---- ===== Prácticas ===== - Elaboración de presupuesto real de material informático - Estudio de componentes de diferentes placas base ---- (c) {{date> %Y}} Fernando Valdeón y Santiago Faci