Componentes físicos de un computador (Hardware)

El computador no está formado por un solo bloque sino que consta de diferentes partes, encargada cada una de ellas de una labor especifica dentro del conjunto. Hay una parte del computador que le sirve para comunicarse con el exterior, es decir, para recibir y emitir información; esta parte está constituida por unidades de entrada-salida, unidades periféricas o simplemente periféricos. Otra parte fundamental es la memoria, encargada de memorizar instrucciones, datos y resultados. La tarcera parte fundamental es la unidad central de proceso (UPC o CPU), que se divide en dos partes: una, que controla todo el proceso (Unidad de control, UC), y otra, en la que se realizan las operaciones aritméticas y lógicas que ordene la unidad de control (es la unidad aritmético lógica, Ual o Alu).

Memoria

Memoria principal: Es una dispositivo electrónico perteneciente a la unidad central de proceso, para lo que cualquier dato contenido en la misma es accesible casi instantáneamente.

Posee un tamaño limitado y su coste es elevado, por lo que se suele complementar con la llamada memoria externa o secundaria; está constituida de semiconductores de silicio y circuitos electrónicos. Los datos se almacenan en ella en un conjunto de casilleros numerados desde 0 en orden creciente.

Cada casillero recibe el nombre de posición de memoria y al número de orden se le llama dirección de memoria. Cada posición de memoria está formada por pequeños dispositivos de modo que cada uno de ellos puede adoptar uno de los dos estados binarios, ON-1 OFF-0. 

La capacidad de la memoria principal de los computadores varía desde cuatro millones de caracteres, para las mas elementales, hasta 16 millones e incluso mas. Cuando se almacena un dato en la memoria principal, este permanece en ella hasta cuando es sustituido por otro. Los datos almacenados en la memoria principal desaparecen cuando se produce un corte de energía o se apaga el computador. 

El acceso a los datos de la memoria principal es aleatorio, por lo cual se le llama memoria de acceso aleatorio (Random Access Memory, memoria Ram). Existe otro tipo de memoria solo de lectura, cuya información se determina cuando se fabrica el computador y la cual no desaparece aunque se apague el computador (Rom). Las instrucciones almacenadas en la memoria Rom (Read Only Memory) se utilizan para que el computador ejecute funciones indispensables para su funcionamiento, como arrancar, encender el teclado, etcétera. La memoria principal es un medio electrónico en el que se almacenan:

1. Las instrucciones que componen un programa
2. Las instrucciones que se ejecutan en un momento dado
3. Los datos de un programa
4. Los datos con los que se trabaja en un momento dado
5. Los resultados de un proceso

La memoria principal o memoria central es el dispositivo que sirve para almacenar los programas (instrucciones) que se quieran ejecutar (cuando haya que cargar el programa) y para almacenar datos, cálculos intermedios y resultados (cuando el programa ya se esté ejecutando). Es decir almacena todo aquello que ha de ser procesado por la Cpu, la cual puede traer y llevar datos directamente desde y hacia la memoria.

La posibilidad de que en dos momentos diferentes estén dos programas diferentes en la memoria es lo que permite que una misma máquina pueda servir para trabajos distintos (computadores de propósito general). Solo los datos almacenados en la memoria son procesables por la Cpu. Los datos que estén contenidos en algún dispositivo de almacenamiento externo deben ser previamente introducidos a la memoria, por medio de una unidad periférica. La cantidad de memoria usada para almacenar el programa dependerá de la complejidad del mismo (número de instrucciones que lo formen) y del tamaño de los datos que se quieren procesar en el programa.

Discos duros diseñados para aumentar la capacidad 

de almacenamiento

Ver mas... sobre memoria, características y tipos

Unidad central de proceso

El microprocesador

La unidad central de proceso o Cpu es el verdadero motor de un computador. Se encarga de realizar las tareas fundamentales: 

• Operaciones aritméticas
• Direccionamiento de memoria
• Gestión de instrucciones
• Control del transporte de los datos a través de los buses

La Cpu es el elemento principal de un sistema computarizado. Si se hace un símil entre un computador y el cuerpo humano, la Cpu hará el papel de cerebro: atender solicitudes y mandar y controlar la ejecución. Un microprocesador es un circuito integrado o chip que contiene a la Cpu y un conjunto de patillas. Su tamaño es algo menor que el de una caja de cerillas. Los computadores equipados con microprocesadores se conocen ordinariamente con el nombre de micro-computadores, computadores de pequeño tamaño y elevada capacidad. Generalmente, los términos Cpu y microprocesador se usan en forma indistinta. En los micro-computadores, es muy común referirse a la Cpu identificándola con la carcasa del computador ("No hace falta que traigas el teclado, ni la pantalla, solo la Cpu").

Aunque esta acepción es usada con frecuencia y sirve como identificador de toda la circuitería interna que se encuentra dentro de la carcasa del computador, no es correcta. Físicamente la Cpu o el microprocesador es el circuito integrado o chip al que antes se hacía referencia. Este chip se instala en la placa madre del computador y está conectado al resto de los componentes (memoria, controladores de dispositivos, etcétera) a través de los buses. La Cpu está compuesta por varios subsistemas, principalmente dos: la unidad aritmético-lógica y la unidad de control. Otro componente muy importante son los registros.

Ver mas... sobre Unidad central de proceso (Microprocesador).

Memoria secundaria

La constituye una serie de dispositivos que nos permiten almacenar información de forma mas barata que la memoria principal aunque de velocidad mas lenta. Los más usuales son cintas magnéticas, discos magnéticos, discos flexibles o disquetes y discos compactos o CD Rom.

El empleo de extensos y complicados programas que además ayudan a crear grandes archivos de datos unidos a la volatilidad de la información ubicada en la Ram hace que tengamos que utilizar sistemas de almacenamiento de información no volátiles y mas capaces. Los mas empleados son los llamados discos duros (fijos en computadores) y disquetes (extraíbles). Ambos sistemas utilizan prácticamente la misma tecnología y por tanto tienen muchos elementos en común. Así ambos utilizan un motor para hacer girar los discos cuentan con cabezas de lectura/escritura y utilizan un sistema de colocación para situar la cabeza sobre el disco. En la actualidad coexisten con normalidad junto con los CD-Rom, también llamados discos ópticos, que emplean una tecnología diferente en cuanto a su sistema de lectura. Resulta muy interesante, como veremos mas adelante. Para tener acceso mas rápido a la información, el computador divide el disquete en pistas y sectores, pudiendo así ordenas la información. Existen dos formas de acceder a un dato almacenado en una memoria cualquiera: una es en serie, leyendo desde el primer dato hasta encontrar el que se busca, y otra, directamente, encontrando el dato sin pasar por ninguno otro.

Ver mas... Sobre memoria secundaria 

Unidades de entrada/salida o Periféricos

Tal como se ha presentado un computador, un periférico sería cualquier unidad del sistema, excepto la unidad central de proceso y la memoria principal. 

Los periféricos son una serie de dispositivos que permiten al computador comunicarse con el exterior, bien sea para tomar datos o para mostrar información, o bien para almacenar, de forma permanente, grandes cantidades de información. Según el sentido del flujo de información, tendremos los siguientes tipos de periféricos: 

• Periféricos de entrada: Establecen un flujo de información desde el exterior del computador hacia este.
• Periféricos de salida: Establecen un flujo de información desde el interior del computador hacia el exterior.
• Periféricos de entrada/salida: Pueden establecer el flujo de información en ambos sentidos: desde el exterior al interior del computador o al revés.

Estamos diciendo que la información se transmite desde/hacia el interior del computador. Cuando se produce una operación de entrada de información, la información irá desde el exterior hasta la Cpu. Lo que ocurre es que la Cpu no es un elemento pensado para almacenar información (solo podría almacenarla en alguno de sus registros, pero éstos no son muy numerosos). De hecho, cuando se introduce información en el computador, esta información pasará por algún registro de la Cpu, pero su destino final será la memoria principal del computador, que si es un elemento cuyo principal cometido es almacenar información.

En las operaciones de salida de información ocurre lo mismo: la información pasará de la memoria principal a algún registro de la Cpu, y desde ahí irá hacia el exterior por medio del periférico.

Adaptadores, interfaces o controladores 

Toda la transferencia de información entre computador y el mundo exterior realiza a través de los periféricos. La manera como la información se transfiere es controlada por la Cpu. Para auxiliar a la Cpu en esta labor, existen unos dispositivos intermedios llamados adaptadores, controladores o interfaces de entrada/salida, que comunican a la Cpu con el periférico.

La misión de la interface es intermediar entre el mundo exterior; representado por el periférico, y la Cpu del computador; es decir, la interface de entrada/salida se encarga de transformar la información, representada en el formato utilizado por el computador, en información inteligible por el periférico y viceversa.

Además, la interface de entrada/salida se encarga de acoplar la velocidad de trabajo del computador (normalmente muy rápida) con la del periférico (muy baja), ya que, al tener los periféricos partes mecánicas, su velocidad de entrada/salida de datos es muy inferior a la velocidad de entrada/salida de datos de la Cpu.

La razón de ser de la interface es que en la mayoría de los casos es necesario transformar las características de la información almacenada en los dispositivos, para adaptarlas a las del computador a la que están conectados, y viceversa. Con esto se consigue realizar sin errores la transmisión de la información en un sentido y otro. El adaptador o interface realiza la corrección de cualquier incompatibilidad de información entre los periféricos y el computador.

Existe una gran variedad de adaptadores. Aunque todos ellos realizan las mismas funciones, los fabricantes han pretendido introducir en el mercado los de fabricación propia, lo cual ha generado incompatibilidad entre diferentes computadores del mismo tipo.

La transmisión entre periféricos y computador se realiza mediante un conjunto de reglas y procedimientos por seguir para el intercambio de la información entre dispositivos, equipos o sistemas diferentes. Estas reglas o procedimientos reciben el nombre de protocolo, y en la actualidad se han normalizado por el organismo ISO.

Los controladores se añaden al sistema mediante unas extensiones reservadas en la arquitectura del sistema para incorporar nuevos componentes hardware. Estas extensiones se denominan ranuras de expansión o slots de expansión, y son unos zócalos longitudinales donde se instalan las "tarjetas" para aumentar las prestaciones de un computador. Existen varios tipos de slots, dependiendo del número de bits que transmitan, Cada tipo de tarjeta se conectará a un slot del mismo tipo.

Monitor

El proceso de visualización de datos es posible gracias al sistema de vídeo del computador. Un sistema de vídeo consta de monitor, tarjeta gráfica y programa controlador. El monitor visualiza la información que se genera en el programa ejecutado en el computador. Está controlado por la tarjeta gráfica. El tamaño del monitor viene dado por la longitud de la diagonal de la pantalla. Los habituales son de 14, 15, 17, 20, 21 y 24 pulgadas.

El computador envía informaciones a la tarjeta de vídeo, y el monitor transforma esas informaciones en un rayo electrónico que ilumina la pantalla en un punto. Esto todavía no conduce a la formación de un minúsculo punto luminoso (Pixel). La imagen del monitor constará de muchos de esos puntos. El rayo electrónico se moverá desde la esquina superior izquierda de la pantalla hasta la inferior derecha, siguiendo un movimiento horizontal y otro vertical. En esta forma crea consecutivamente uno tras otro todos los puntos de la pantalla que son necesarios para crear una imagen completa, a partir de señales que envía la tarjeta de vídeo. Para que el primer punto permanezca visible mientras que el rayo electrónico está iluminando al último, la parte interior de la pantalla está recubierta por una capa de numerosísimas partículas fosforescentes que prolongan durante cierto tiempo la iluminación que les a sido transferida. En el momento en que se ha conseguido una imagen completa, el rayo electrónico vuelve a posicionarse en la esquina superior izquierda para enviar un nuevo impulso de iluminación.

Se conoce como frecuencia de barrido vertical o frecuencia de refresco de pantalla al número de veces por segundo que el rayo electrónico recorre la pantalla.

 Teclado

Hoy por hoy, el dispositivo principal de introducción que le sirve al usuario como medio de comunicación con el computador sigue siendo el teclado, si bien en entornos gráficos es casi imprescindible además el uso del ratón. Siempre ha sido considerado como parte fija del computador, por ejemplo, las antiguas consolas y terminales, pero para aumentar la comodidad y eficacia se separó del mismo, aunque manteniéndose unido a través de un cable.

No todos los teclados se adaptan a cualquier computador.

Ver mas... Tipos de teclados

Ratón

El uso del ratón facilita enormemente el trabajo, sobretodo en entornos gráficos. El ratón forma parte de la categoría de dispositivos periféricos de entrada y actúa como puntero.

La mayoría de los ratones trabajaban mecánicamente (ratón mecánico). En su parte inferior se encontraba instalada una bola de acero recubierta de goma. Al mover el ratón sobre una superficie, el movimiento de rotación de la bola se transmite a los discos de codificación a través de dos bolas de acero. El movimiento de estos discos de codificación es captado por los registradores ópticos y transmitidos a la electrónica del ratón. Allí serán finalmente traducidos los valores de movimiento en señales en serie, y serán a continuación transmitidos a través de un bus a la Cpu. Un programa de configuración previamente cargado y residente en la memoria recibe los datos de movimiento del ratón en unidades Mickey (1/100 pulgadas). A diferencia del mecánico, el ratón óptico no necesita estar físicamente conectado al computador mediante cable. Todos los ratones tienen en común dos o tres teclas de ratón en su parte superior.

Tableta digitalizadora

En una tableta digitalizadora representaremos dibujos del mismo modo que en una mesa de dibujo. Los movimientos del lápiz de dibujo se traducen en informaciones digitales que se envían al computador a través de un cable serie.

En esta forma, el dibujo puede ser almacenado completamente en disquetes o discos duros y posteriormente podrá ser cargado y modificado.

Scanner

Para poder llevar datos ya existentes (por ejemplo, textos o gráficos que ya se encuentran impresos) a un soporte informático (para poder, por ejemplo, mezclarlos con otros datos o continuar elaborándolos), se puede usar un scanner, que leerá la información y la introducirá en el computador.

Modem

El módem, que sirve para la transmisión de datos a distancia, puede actuar tanto como dispositivo de entrada como de salida. Con un módem es posible enviar y recibir datos de un computador a través de una línea telefónica o de cualquier otro tipo de transmisión de datos. Pueden estar integrados en tarjetas de expansión internas, o ser externos (conectados a través de un puerto y cable serie).

Módem significa Modulador/Demodulador. Esencialmente, su función es convertir los datos digitales, generados por el computador, en información analógica que puede discurrir por linea telefónica. El módem receptor, a la vez debe volver a digitalizar la información que le llega para transmitirla al PC al que esté conectado.

Impresoras

A lo largo de un proceso de manejo de datos, es necesario a veces que determinada información sea copiada en papel y entregada al usuario, para que esté proceda a su uso o archivo. Es por tal motivo que se hace necesario un dispositivo que cumpla dicha función.

Ver mas... Clasificación de las impresoras

Tarjetas de comunicación

Los elementos que se van a describir dentro de este apartado entrarían mas en la clasificación de conexiones que en la de periféricos, ya que sirven de conexión entre un periférico externo y el computador.

• Puerto Paralelo: Aveces denominado puerto de impresoras, su función principal consiste en la transmisión de datos a una impresora mediante un cable de impresora en paralelo (Centronics). La denominación de puerto paralelo proviene de que esta conexión realiza transmisión de datos en paralelo (8 bytes, simultáneamente).
• Puerto serie: Se diferencia fundamentalmente del paralelo en que en este la transmisión se realiza bit a bit, consecutivamente. Por lo tanto, la transmisión será mas lenta. En principio, el puerto serie estaba pensado para hacer posible la transmisión de datos mediante un módem. Más tarde se idearon otros dispositivos periféricos, tales como ratones o impresoras.
• Adaptadores de red: Los adaptadores de red, tarjetas de red o tarjetas de comunicaciones son unas extensiones especializadas en la conexión del PC con una red de computadores.