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Diferencia entre revisiones de «Hardware»

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== Tipos de hardware ==
== Tipos de hardware ==

[[Archivo:MC68HC11_microcontroller.jpg|right|280px|thumb|[[Microcontrolador]] [[Motorola]] 68HC11 y chips de soporte que podrían constituir el hardware de un equipo electrónico industrial.]]
Una de las formas de clasificar el Hardware es en dos categorías: por un lado, el "básico", que abarca el conjunto de componentes indispensables necesarios para otorgar la funcionalidad mínima a una [[computadora]], y por otro lado, el "Hardware complementario", que, como su nombre indica, es el utilizado para realizar funciones específicas (más allá de las básicas), no estrictamente necesarias para el funcionamiento de la [[computadora]].

Las [[computadora]]s son aparatos electrónicos capaces de interpretar y ejecutar instrucciones programadas y almacenadas en su memoria, ellas consisten básicamente en operaciones [[unidad aritmético lógica|aritmético-lógicas]] y de [[entrada/salida]].<Ref>{{cita web | título=Esquemas del funcionamiento de la computadora - Figuras, Cap. 1 | editorial=Prieto y otros - 3ra Ed., McGraw-Hill, (c)2003| url= http://atc.ugr.es/intro_info_mcgraw/libro/figuras/c1_fig_tabl.pdf}}</Ref> Se reciben las entradas (datos), se las procesa y almacena (procesamiento), y finalmente se producen las salidas (resultados del procesamiento). Por ende todo sistema informático tiene, al menos, componentes y [[dispositivo]]s hardware dedicados a alguna de las funciones antedichas;<ref name=Prieto>{{cita web | título=Introducción a la Informática | editorial= Prieto, Lloris, Torres - 3ra Ed., McGraw-Hill, (c)2003| url=http://atc.ugr.es/intro_info_mcgraw/ }}</ref> a saber:


# Procesamiento: Unidad Central de Proceso o '''[[CPU]]'''
# Almacenamiento: [[Memoria]]s
# Entrada: [[Periférico]]s de Entrada ('''E''')
# Salida: [[Periférico]]s de salida ('''S''')
# Entrada/Salida: [[Periférico]]s mixtos ('''[[Entrada/salida|E/S]]''')


Desde un punto de vista básico y general, un [[dispositivo]] de entrada es el que provee el medio para permitir el ingreso de [[información]], datos y [[programa (computación)|programas]] (lectura); un dispositivo de salida brinda el medio para registrar la información y [[datos]] de salida (escritura); la [[memoria]] otorga la capacidad de almacenamiento, temporal o permanente (almacenamiento); y la [[CPU]] provee la capacidad de cálculo y procesamiento de la información ingresada (transformación).<ref name=Klaus> Hardware : información sobre la totalidad del hardware, de rápido acceso / Klaus Dembowski. -- Barcelona : Marcombo, 2000(c). -- 956 p. : il.. -- ISBN 84-267-1263-0
</ref>

Un periférico mixto es aquél que puede cumplir funciones tanto de entrada como de salida, el ejemplo más típico es el [[disco duro|disco rígido]] (ya que en él se lee y se graba información y datos).


=== Unidad Central de Proceso ===
{{AP|CPU}}
[[Archivo:AMD X2 3600.jpg|280px|thumb|Microprocesador de 64 bits doble núcleo, el [[AMD Athlon 64 X2]] 3600.]]
La CPU, siglas en inglés de '''U'''nidad '''C'''entral de '''P'''rocesamiento, es la componente fundamental del computador, encargada de interpretar y ejecutar instrucciones y de procesar datos.<ref name=Slater>{{Cita web | título=The Microprocessor Today | editorial= Michael Slater, Stanford University - Micro IEEE| url=http://cva.stanford.edu/classes/cs99s/papers/slater-micro96-the-microprocessor-today.pdf}}</ref>. En los computadores modernos, la función de la CPU la realiza uno o más [[microprocesador]]es. Se conoce como microprocesador a un CPU que es manufacturado como un único circuito integrado.

Un [[servidor]] de [[red]] o una máquina de cálculo de alto rendimiento ([[supercomputadora|supercomputación]]), puede tener varios, incluso miles de microprocesadores trabajando simultáneamente o en paralelo ([[multiprocesador|multiprocesamiento]]); en este caso, todo ese conjunto conforma la [[CPU]] de la máquina.

Las unidades centrales de proceso ([[CPU]]) en la forma de un único [[microprocesador]] no sólo están presentes en las computadoras personales ([[Computador personal|PC]]), sino también en otros tipos de dispositivos que incorporan una cierta capacidad de proceso o "inteligencia electrónica"; como pueden ser: controladores de procesos industriales , televisores, automóviles, calculadores, aviones, teléfonos móviles, electrodomésticos, juguetes y muchos más.

[[Archivo:Asus a8n VMCSM02.jpg|thumb|280px|Placa base formato µATX.]]
El microprocesador se monta en la llamada [[placa madre]], sobre el un zócalo conocido como [[Socket de CPU]], que permite además las conexiones eléctricas entre los circuitos de la placa y el procesador. Sobre el procesador y ajustado a la tarjeta madre se fija un [[disipador]] de calor, que por lo general es de [[aluminio]], en algunos casos de [[cobre]]; éste es indispensable en los microprocesadores que consumen bastante [[energía]], la cual, en gran parte, es emitida en forma de [[calor]]: En algunos casos pueden consumir tanta energía como una lámpara incandescente (de 40 a 130 [[vatio]]s).

Adicionalmente, sobre el disipador se acopla un ventilador, que está destinado a forzar la circulación de aire para extraer más rápidamente el calor emitido por el disipador. Complementariamente, para evitar daños térmicos, también se suelen instalar sensores de temperatura del microprocesador y sensores de revoluciones del ventilador.

La gran mayoría de los [[circuito electrónico|circuitos electrónicos]] e [[circuito integrado|integrados]] que componen el hardware del computador van montados en la [[placa madre]].

La '''placa madre''', también conocida como '''[[placa base]]''' o con el anglicismo "board",<Ref>{{Cita web | título=Definición de Motherboard | editorial=Diccionario informático| url=http://www.alegsa.com.ar/Dic/motherboard.php}}</Ref> es un gran [[circuito impreso]] sobre el que se suelda el [[circuito integrado auxiliar|chipset]], las ranuras de expansión (slots), los zócalos, conectores, diversos integrados, etc. Es el soporte fundamental que aloja y comunica a todos los demás componentes por medio de: [[microprocesador|Procesador]], [[memoria de acceso aleatorio|módulos de memoria RAM]], [[tarjeta gráfica|tarjetas gráficas]], [[tarjeta de expansión|tarjetas de expansión]], periféricos de entrada y salida. Para comunicar esos componentes, la placa base posee una serie de [[Bus (informática)|buses]] con los cuales se trasmiten los datos dentro y hacia afuera del sistema.

La tendencia de integración ha hecho que la placa base se convierta en un elemento que incluye también la mayoría de las funciones básicas (vídeo, audio, red, puertos de varios tipos), funciones que antes se realizaban con tarjetas de expansión. Aunque ello no excluye la capacidad de instalar otras tarjetas adicionales específicas, tales como capturadoras de vídeo, tarjetas de [[adquisición de datos]], etc.

=== Memoria RAM ===
[[Archivo:Memoria RAM.JPG |thumb|280px|Modulos de RAM instalados]]
{{AP|Memoria de acceso aleatorio|Memoria RAM}}Del inglés '''R'''andom '''A'''ccess '''M'''emory, que significa literalmente "memoria de [[acceso aleatorio]]"; tal término se refiere a la cualidad de presentar iguales tiempos de acceso a cualquiera de sus posiciones (ya sea para lectura o para escritura). Esta característica también es conocida como "acceso directo".

La [[RAM]] es la memoria utilizada en una computadora para el almacenamiento temporal y de trabajo (no masivo). En la RAM se almacena temporalmente la información, datos y programas que la Unidad de Procesamiento ([[CPU]]) lee, procesa y ejecuta. La memoria [[RAM]] también es conocida como la [[Memoria principal]], Central o de Trabajo" <Ref>{{cita web| título=Memoria pincipal del computador| editorial=Monografias.com|url= http://www.monografias.com/trabajos37/memoria-principal/memoria-principal.shtml}}</Ref> de un computador; a diferencia de las llamadas memorias auxiliares y de '''almacenamiento masivo''' (como discos duros o cintas magnéticas).

Las memorias RAM son, comúnmente, de características volátiles; lo cual significa que pierden rápidamente su contenido al interrumpir su alimentación eléctrica.

También son "dinámicas" ([[DRAM]]), esto es, que tienen a perder sus datos (por descarga, aún bajo alimentación eléctrica), por lo cual necesitan un circuito electrónico específico que se encarga de proveerle un "refresco" (de energía) para mantenerlos.

La memoria RAM de un computador se provee e instala en los llamados “módulos”. Estos módulos albergan varios [[circuito integrado|circuitos integrados]] de memoria [[DRAM]] que, conjuntamente, conforman toda la [[memoria principal]].


==== Módulo de memoria RAM ====
Es la presentación más común en computadores modernos ([[computador personal]], [[servidor]]), son tarjetas de [[circuito impreso]] que tienen soldados [[circuito integrado|circuitos integrados]] de memoria por una o ambas caras, además de otros elementos como resistencias y condensadores. La tarjeta posee una serie de contactos metálicos (con un recubrimiento de oro) que le permiten hacer conexión eléctrica con el [[Bus (informática)|bus de memoria]] del [[controlador de memoria]] en la placa base.
Los integrados son de tipo [[DRAM]], memoria denominada "dinámica", en la cual las celdas de memoria son muy sencillas ( un [[transistor]] y un [[condensador]]), permitiendo la fabricación de memorias con gran capacidad (algunos cientos de Megabytes) a un costo relativamente bajo.
Las posiciones de memoria o celdas, están organizadas en matrices y almacenan cada una un bit. Para acceder a ellas se han ideado varios métodos y protocolos cada uno mejorado con el objetivo de acceder a las celdas requeridas de la manera más veloz posible.
[[Archivo:RamTypes.JPG|thumb|280px|Memorias RAM con tecnologías usadas en la actualidad]]
Entre las tecnologías recientes para integrados de memoria DRAM usados en los módulos RAM se encuentran:
*[[SDRAM|SDR SDRAM]] Memoria con un ciclo sencillo de acceso por ciclo de reloj. Actualmente en desuso, fue popular en la equipos basados en el [[Intel Pentium III|Pentium III]] y los primeros [[Intel Pentium 4|Pentium 4]]
*[[DDR|DDR SDRAM]] Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a dos posiciones de memoria consecutivas. Fue popular en equipos basados en los procesadores [[Intel Pentium 4|Pentium 4]] y [[AMD Athlon 64|Athlon 64]].
*[[DDR2|DDR2 SDRAM]] Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a cuatro posiciones de memoria consecutivas. Es la memoria más usada actualmente.
*[[DDR3|DDR3 SDRAM]] Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a ocho posiciones de memoria consecutivas. Es un tipo de memoria en auge, pero por su costo sólo es utilizada en equipos de gama alta.

Los estándares [[JEDEC]], establecen las características eléctricas y las físicas de los módulos, incluyendo las dimensiones del circuito impreso.
Los estándares usados actualmente son :
*[[DIMM]] Con presentaciones de 168 pines (usadas con SDR y otras tecnologías antiguas), 184 pines (usadas con DDR y el obsoleto RIMM) y 240 (para las tecnologías de memoria DDR2 y DDR3).
*[[SO-DIMM]] Para computadores portátiles, es una miniaturización de la versión DIMM en cada tecnología. Existen de 144 pines (usadas con SDR), 200 pines (usadas con DDR y DDR2) y 240 pines (para DDR3).

=== Periféricos ===
{{AP|Periférico|Periféricos}}

Se entiende por periférico a las unidades o [[dispositivo]]s que permiten a la [[computadora]] comunicarse con el exterior, esto es, tanto ingresar como exteriorizar información y datos.<Ref name=Prieto></Ref> Los periféricos son los que permiten realizar las operaciones conocidas como de [[entrada/salida]] (E/S).<ref name=Klaus />

Aunque son estrictamente considerados “accesorios” o no esenciales, muchos de ellos son fundamentales para el funcionamiento adecuado de la computadora moderna; por ejemplo, el [[teclado (informática)|teclado]], el [[disco duro]] y el [[monitor]] son elementos actualmente imprescindibles; pero no lo son un [[scanner]] o un [[plotter]]. Para ilustrar este punto: en los años 80, muchas de las primeras computadoras personales no utilizaban disco duro ni [[mouse]] (o ratón), tenían sólo una o dos [[disquetera]]s, el [[teclado (informática)|teclado]] y el [[monitor]] como únicos periféricos.

==== Periféricos de entrada (E) ====
[[Archivo:Chicony Wireless Keyboard KBR0108.jpg|thumb|200px|Teclado para PC inalámbrico.]]
[[Archivo:Vista-mouse.png|thumb|200px|Ratón (''Mouse'') común alámbrico.]]
De esta categoría son aquellos que permiten el ingreso de [[información]], en general desde alguna fuente externa o por parte del usuario. Los dispositivos de entrada proveen el medio fundamental para transferir hacia la computadora (más propiamente al procesador) información desde alguna fuente, sea local o remota. También permiten cumplir la esencial tarea de leer y cargar en memoria el [[sistema operativo]] y las aplicaciones o [[Programa (computación)|programas informáticos]], los que a su vez ponen operativa la computadora y hacen posible realizar las más diversas tareas.<ref name=Klaus />

Entre los [[periférico]]s de entrada se puede mencionar: <Ref name=Prieto></Ref> [[Teclado (informática)|teclado]], [[mouse|''mouse'' o ratón]], [[escáner]], [[micrófono]], [[cámara web]] , lectores ópticos de código de barras, [[Palanca de mando|Joystick]], lectora de [[Disco compacto|CD]] o [[DVD]] (sólo lectoras), placas de adquisición/conversión de datos, etc.

Pueden considerarse como '''imprescindibles''' para el funcionamiento, al teclado, mouse y algún tipo de lectora de discos; ya que tan sólo con ellos el hardware puede ponerse operativo para un usuario. Los otros son bastante accesorios, aunque en la actualidad pueden resultar de tanta necesidad que son considerados parte esencial de todo el [[sistema informático|sistema]].

[[Archivo:Canon S520 ink jet printer.jpg|thumb|200px|right|Impresora de inyección de tinta.]]

==== Periféricos de salida (S) ====

Son aquellos que permiten emitir o dar salida a la información resultante de las operaciones realizadas por la [[CPU]] (procesamiento).

Los dispositivos de salida aportan el medio fundamental para exteriorizar y comunicar la información y datos procesados; ya sea al usuario o bien a otra fuente externa, local o remota.<ref name=Klaus />

Los dispositivos más comunes de este grupo son los [[monitor]]es clásicos (no de pantalla táctil), las [[impresora]]s, y los [[altavoces]] <Ref name=Prieto></Ref>.

Entre los periféricos de salida puede considerarse como imprescindible para el funcionamiento del sistema al monitor. Otros, aunque accesorios, son sumamente necesarios para un usuario que opere un computador moderno.

==== Periféricos mixtos (E/S) ====
[[Archivo:Festplatte.JPG|thumb||280px|right|Piezas de un Disco rígido.]]

Son aquellos dispositivos que pueden operar de ambas formas: tanto de entrada como de salida.<ref name=Klaus /> Típicamente, se puede mencionar como periféricos mixtos o de [[Entrada/Salida]] a: [[disco duro|discos rígidos]], [[disquete]]s, unidades de [[cinta magnética]], lecto-grabadoras de [[CD]]/[[DVD]], [[disco Zip|discos ZIP]], etc.
También entran en este rango, con sutil diferencia, otras unidades, tales como: [[Memoria flash]], tarjetas de [[red]], [[módem]]s, placas de captura/salida de [[vídeo]], etc. <Ref name=Prieto></Ref>

Si bien, puede ponerse al [[pendrive]] o [[Memoria flash]] o [[Memoria USB]] en la categoría de '''memorias''', normalmente se las utiliza como [[dispositivo]]s de almacenamiento masivo; y ellos son todos de categoría [[Entrada/Salida]].<Ref>{{Cita web | título= Periféricos de computadores - Memorias Flash USB | editorial=Periféricos - "Introducción a la Informática", A.Prieto (c) McGraw-Hill Interamericana | url=http://atc.ugr.es/intro_info_mcgraw/libro/actualizaciones/c08_parche_flash.pdf}}</Ref>

Los dispositivos de [[unidades de almacenamiento|almacenamiento masivo]]<Ref name=Prieto></Ref> también son conocidos como "Memorias Secundarias o Auxiliares". Entre ellos, sin duda, el [[disco duro]] ocupa un lugar especial, ya que es el de mayor importancia en la actualidad, en él se aloja el [[sistema operativo]], todas las [[Programa (computación)|aplicaciones]], utilitarios, etc. que utiliza el usuario; además de tener la suficiente capacidad para albergar información y datos en grandes volúmenes por tiempo prácticamente indefinido. Los servidores [[World Wide Web|Web]], de [[correo electrónico]] y de [[Red de computadoras|redes]] con bases de datos, utilizan [[disco duro|discos rígidos]] de grandes capacidades y con una tecnología que les permite trabajar a altas velocidades.

La [[Pantalla táctil]] (no el monitor clásico) es un dispositivo que se considera mixto, ya que además de mostrar información y datos (salida) puede actuar como un dispositivo de entrada, reemplazando, por ejemplo, algunas funciones del mouse y/o teclado.

=== Hardware Gráfico ===
{{ap|Unidad de procesamiento gráfico}}
[[Archivo:Nvidia_gf4mx440_se.jpg|thumb|280px|GPU de Nvidia GeForce]]

El hardware gráfico lo constituyen básicamente las [[Tarjeta gráfica|tarjetas de video]] que actualmente poseen su propia memoria y Unidad de Procesamiento, llamada [[unidad de procesamiento gráfico]] (o '''GPU''', siglas en inglés de Graphics Processing Unit). El objetivo básico de la GPU es realizar exclusivamente procesamiento gráfico, <Ref>{{Cita web| título=Computer Graphics and Aplications | editorial=IEEE Xplore | url=http://ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=38 }}</Ref> liberando al procesador principal (CPU) de esa costosa tarea (en tiempo) para que pueda así efectuar otras funciones más eficientemente. Antes de las tarjetas de video con aceleradores, era el procesador principal el encargado de construir la imagen mientras la sección de video (sea tarjeta o de la placa base) era simplemente un traductor de las señales binarias a las señales requeridas por el monitor; y buena parte de la [[memoria principal]] (RAM) de la computadora también era utilizada para estos fines.

La [[Ley de Moore]] establece que cada 18 a 24 meses la cantidad de transistores que puede contener un circuito integrado se logra duplicar; en el caso de los [[GPU]] esta tendencia es bastante más notable, duplicando o aún más de lo indicado en la ley de Moore.<Ref>{{Cita web| título=Procesadores gráficos como supercomputadores de consumo | editorial=Supercomputación de consumo| url=http://weblogs.madrimasd.org/supercomputacion_de_consumo/archive/2008/10/16/103763.aspx }}</Ref>

Desde la década de 1990, la evolución en el procesamiento gráfico ha tenido un crecimiento vertiginoso; las actuales animaciones por computadoras y videojuegos eran impensables veinte años atrás.


== Referencias ==
== Referencias ==
{{listaref}}
{{listaref}}


=== Bibliografía ===
=== * {{cita libro |apellidos= Stokes |nombre=John M. |enlaceautor= |coautores= |editor= |otros= |título= Introduction to Microprocessors and Computer Architecture | url = |formato= |fechaacceso= |añoacceso= |mesacceso= |edición= |volumen= |fecha= |año=2006 |mes= December |editorial= No Starch Press |ubicación= |idioma= inglés |isbn= 9781593271046 |id= |páginas= 320p. |capítulo= | urlcapítulo = |cita= }}

* {{cita libro |apellidos= Martín-Pozuelo |nombre= José María Martín |enlaceautor= |coautores= |editor= |otros= |título= Hardware microinformático : viaje a las profundidades del PC | url = |formato= |fechaacceso= |añoacceso= |mesacceso= |edición= |volumen= |fecha= |año= 2001 |mes= |editorial= Alfaomega |ubicación= México, D.F. |idioma= |isbn= 970-15-0599-9 |id= |páginas= 431 p. : il. |capítulo= | urlcapítulo = |cita= }}

* {{cita libro |apellidos= Sánchez Serantes |nombre= Verónica |enlaceautor= |coautores= |editor= |otros= |título= La PC por dentro : todo sobre hardware y guía práctica para comprar su computadora | url = |formato= |fechaacceso= |añoacceso= |mesacceso= |edición= |volumen= |fecha= |año= 2001 |mes= |editorial= MP |ubicación= México, D.F.|idioma= |isbn= 968-5347-21-2 |id= |páginas= 142p. : il. |capítulo= | urlcapítulo = |cita= }}

* {{cita libro |apellidos= Dembowski |nombre= Klaus |enlaceautor= |coautores= |editor= |otros= |título= Hardware : información sobre la totalidad del hardware, de rápido acceso | url = |formato= |fechaacceso= |añoacceso= |mesacceso= |edición= |volumen= |fecha= |año=2000 |mes= |editorial= Marcombo |ubicación= Barcelona |idioma= |isbn= 84-267-1263-0 |id= |páginas= 956 p. : il. |capítulo= | urlcapítulo = |cita= }}

* {{cita libro |apellidos=Hennessy |nombre=John L. |enlaceautor= |coautores=Patterson, David A. |editor= |otros= traducción al español por Juan Manuel Sánchez, revisión técnica Antonio Vaquero. |título= Organización y diseño de computadores : la interfaz hardware/software | url = |formato= |fechaacceso= |añoacceso= |mesacceso= |edición=2a. ed. |volumen= |fecha= |año=1995 |mes= |editorial= McGraw-Hill |ubicación= Madrid - Buenos Aires |idioma= |isbn= 84-481-1829-4 |id= |páginas= 756 p. : il. |capítulo= | urlcapítulo = |cita= }}

* {{cita libro |apellidos= Stokes |nombre=John M. |enlaceautor= |coautores= |editor= |otros= |título= Introduction to Microprocessors and Computer Architecture | url = |formato= |fechaacceso= |añoacceso= |mesacceso= |edición= |volumen= |fecha= |año=2006 |mes= December |editorial= No Starch Press |ubicación= |idioma= inglés |isbn= 9781593271046 |id= |páginas= 320p. |capítulo= | urlcapítulo = |cita= }}


== Véase también ==
== Véase también ==

Revisión del 17:06 29 jul 2009

Hardware típico de una computadora personal.
1. Monitor
2. Placa base
3. CPU
4. Memoria RAM
5. Tarjeta de expansión
6. Fuente de alimentación
7. Disco óptico
8. Disco duro
9. Teclado
10. Mouse

Hardware (pronunciación AFI: /ˈhɑːdˌwɛə/ ó /ˈhɑɹdˌwɛɚ/) corresponde a todas las partes físicas y tangibles de una computadora: sus componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos;[1]​ sus cables, gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado; contrariamente al soporte lógico e intangible que es llamado software. El término proviene del inglés[2]​ y es definido por la RAE como el "Conjunto de los componentes que integran la parte material de una computadora".[3]​ Sin embargo, el término, aunque es lo más común, no necesariamente se aplica a una computadora tal como se la conoce, así por ejemplo, un robot también posee hardware (y software).[4]​ [5]​


Historia

Artículo principal: Historia del hardware

La clasificación evolutiva del hardware del computador electrónico, está dividida en generaciones, donde cada una supone un cambio tecnológico muy notable. El origen de las primeras es sencillo de establecer, ya que en ellas el hardware fue sufriendo cambios radicales:[6]​ Los componentes esenciales que constituyen la electrónica del computador fueron totalmente reemplazados en las primeras tres generaciones, originando cambios que resultaron trascendentales. En las últimas décadas es más difícil establecer las nuevas generaciones, ya que los cambios han sido graduales y existe cierta continuidad en las tecnológias usadas. En principio, se pueden distinguir:

  • 1ª Generación (1945-1956): Electrónica implementada con tubos de vacío. Fueron las primeras máquinas que desplazaron los componentes electromecánicos (relés).
  • 2ª Generación (1957-1963): Electrónica desarrollada con transistores. La lógica discreta era muy parecida a la anterior, pero la implementación resultó mucho más pequeña, reduciendo, entre otros factores, el tamaño de un computador en notable escala.
  • 3ª Generación (1964-hoy): Electrónica basada en circuitos Integrados . Esta tecnología permitió integrar cientos de transistores y otros componentes electrónicos en un único circuito integrado conformando una pastilla de silicio. Las computadoras redujeron así considerablemente su costo y tamaño, incrementándose su capacidad, velocidad y fiabilidad, hasta producir máquinas como las que existen en la actualidad.
  • 4ª Generación (futuro): Probablemente se originará cuando los circuitos de silicio, integrados a alta escala, sean reemplazados por un nuevo tipo de tecnología.

La aparición del microprocesador marca un hito de relevancia, y para muchos autores constituye el inicio de la cuarta generación.[7]​ A diferencia de los cambios tecnológicos del anteriores, su invención no supuso la desaparición radical de los computadores que no lo utilizaban. Así, aunque el microprocesador 4004 fue lanzado al mercado en 1971, todavía a comienzo de los 80's había computadores, como el PDP-11/44,[8]​ con lógica carente de microprocesador que continuaban exitosamente en el mercado; es decir, en este caso el desplazamiento ha sido muy gradual.

Otro hito tecnológico usado con frecuencia para definir el inicio de la cuarta generación es la aparición de los circuitos integrados VLSI, a principios de los ochenta. Al igual que el microprocesador no supuso el cambio inmediato y la rápida desaparición de los computadores basados en circuitos integrados en más bajas escalas de integración. Muchos equipos implementados con tecnologías VLSI y MSI aun coexistían exitosamente hasta bien entrados los 90.

Tipos de hardware

Microcontrolador Motorola 68HC11 y chips de soporte que podrían constituir el hardware de un equipo electrónico industrial.

Una de las formas de clasificar el Hardware es en dos categorías: por un lado, el "básico", que abarca el conjunto de componentes indispensables necesarios para otorgar la funcionalidad mínima a una computadora, y por otro lado, el "Hardware complementario", que, como su nombre indica, es el utilizado para realizar funciones específicas (más allá de las básicas), no estrictamente necesarias para el funcionamiento de la computadora.

Las computadoras son aparatos electrónicos capaces de interpretar y ejecutar instrucciones programadas y almacenadas en su memoria, ellas consisten básicamente en operaciones aritmético-lógicas y de entrada/salida.[9]​ Se reciben las entradas (datos), se las procesa y almacena (procesamiento), y finalmente se producen las salidas (resultados del procesamiento). Por ende todo sistema informático tiene, al menos, componentes y dispositivos hardware dedicados a alguna de las funciones antedichas;[10]​ a saber:


  1. Procesamiento: Unidad Central de Proceso o CPU
  2. Almacenamiento: Memorias
  3. Entrada: Periféricos de Entrada (E)
  4. Salida: Periféricos de salida (S)
  5. Entrada/Salida: Periféricos mixtos (E/S)


Desde un punto de vista básico y general, un dispositivo de entrada es el que provee el medio para permitir el ingreso de información, datos y programas (lectura); un dispositivo de salida brinda el medio para registrar la información y datos de salida (escritura); la memoria otorga la capacidad de almacenamiento, temporal o permanente (almacenamiento); y la CPU provee la capacidad de cálculo y procesamiento de la información ingresada (transformación).[11]​

Un periférico mixto es aquél que puede cumplir funciones tanto de entrada como de salida, el ejemplo más típico es el disco rígido (ya que en él se lee y se graba información y datos).


Unidad Central de Proceso

Artículo principal: CPU
Microprocesador de 64 bits doble núcleo, el AMD Athlon 64 X2 3600.

La CPU, siglas en inglés de Unidad Central de Procesamiento, es la componente fundamental del computador, encargada de interpretar y ejecutar instrucciones y de procesar datos.[12]​. En los computadores modernos, la función de la CPU la realiza uno o más microprocesadores. Se conoce como microprocesador a un CPU que es manufacturado como un único circuito integrado.

Un servidor de red o una máquina de cálculo de alto rendimiento (supercomputación), puede tener varios, incluso miles de microprocesadores trabajando simultáneamente o en paralelo (multiprocesamiento); en este caso, todo ese conjunto conforma la CPU de la máquina.

Las unidades centrales de proceso (CPU) en la forma de un único microprocesador no sólo están presentes en las computadoras personales (PC), sino también en otros tipos de dispositivos que incorporan una cierta capacidad de proceso o "inteligencia electrónica"; como pueden ser: controladores de procesos industriales , televisores, automóviles, calculadores, aviones, teléfonos móviles, electrodomésticos, juguetes y muchos más.

Placa base formato µATX.

El microprocesador se monta en la llamada placa madre, sobre el un zócalo conocido como Socket de CPU, que permite además las conexiones eléctricas entre los circuitos de la placa y el procesador. Sobre el procesador y ajustado a la tarjeta madre se fija un disipador de calor, que por lo general es de aluminio, en algunos casos de cobre; éste es indispensable en los microprocesadores que consumen bastante energía, la cual, en gran parte, es emitida en forma de calor: En algunos casos pueden consumir tanta energía como una lámpara incandescente (de 40 a 130 vatios).

Adicionalmente, sobre el disipador se acopla un ventilador, que está destinado a forzar la circulación de aire para extraer más rápidamente el calor emitido por el disipador. Complementariamente, para evitar daños térmicos, también se suelen instalar sensores de temperatura del microprocesador y sensores de revoluciones del ventilador.

La gran mayoría de los circuitos electrónicos e integrados que componen el hardware del computador van montados en la placa madre.

La placa madre, también conocida como placa base o con el anglicismo "board",[13]​ es un gran circuito impreso sobre el que se suelda el chipset, las ranuras de expansión (slots), los zócalos, conectores, diversos integrados, etc. Es el soporte fundamental que aloja y comunica a todos los demás componentes por medio de: Procesador, módulos de memoria RAM, tarjetas gráficas, tarjetas de expansión, periféricos de entrada y salida. Para comunicar esos componentes, la placa base posee una serie de buses con los cuales se trasmiten los datos dentro y hacia afuera del sistema.

La tendencia de integración ha hecho que la placa base se convierta en un elemento que incluye también la mayoría de las funciones básicas (vídeo, audio, red, puertos de varios tipos), funciones que antes se realizaban con tarjetas de expansión. Aunque ello no excluye la capacidad de instalar otras tarjetas adicionales específicas, tales como capturadoras de vídeo, tarjetas de adquisición de datos, etc.

Memoria RAM

Modulos de RAM instalados
Artículos principales: Memoria de acceso aleatorio y Memoria RAM.

Del inglés Random Access Memory, que significa literalmente "memoria de acceso aleatorio"; tal término se refiere a la cualidad de presentar iguales tiempos de acceso a cualquiera de sus posiciones (ya sea para lectura o para escritura). Esta característica también es conocida como "acceso directo".

La RAM es la memoria utilizada en una computadora para el almacenamiento temporal y de trabajo (no masivo). En la RAM se almacena temporalmente la información, datos y programas que la Unidad de Procesamiento (CPU) lee, procesa y ejecuta. La memoria RAM también es conocida como la Memoria principal, Central o de Trabajo" [14]​ de un computador; a diferencia de las llamadas memorias auxiliares y de almacenamiento masivo (como discos duros o cintas magnéticas).

Las memorias RAM son, comúnmente, de características volátiles; lo cual significa que pierden rápidamente su contenido al interrumpir su alimentación eléctrica.

También son "dinámicas" (DRAM), esto es, que tienen a perder sus datos (por descarga, aún bajo alimentación eléctrica), por lo cual necesitan un circuito electrónico específico que se encarga de proveerle un "refresco" (de energía) para mantenerlos.

La memoria RAM de un computador se provee e instala en los llamados “módulos”. Estos módulos albergan varios circuitos integrados de memoria DRAM que, conjuntamente, conforman toda la memoria principal.


Módulo de memoria RAM

Es la presentación más común en computadores modernos (computador personal, servidor), son tarjetas de circuito impreso que tienen soldados circuitos integrados de memoria por una o ambas caras, además de otros elementos como resistencias y condensadores. La tarjeta posee una serie de contactos metálicos (con un recubrimiento de oro) que le permiten hacer conexión eléctrica con el bus de memoria del controlador de memoria en la placa base. Los integrados son de tipo DRAM, memoria denominada "dinámica", en la cual las celdas de memoria son muy sencillas ( un transistor y un condensador), permitiendo la fabricación de memorias con gran capacidad (algunos cientos de Megabytes) a un costo relativamente bajo. Las posiciones de memoria o celdas, están organizadas en matrices y almacenan cada una un bit. Para acceder a ellas se han ideado varios métodos y protocolos cada uno mejorado con el objetivo de acceder a las celdas requeridas de la manera más veloz posible.

Memorias RAM con tecnologías usadas en la actualidad

Entre las tecnologías recientes para integrados de memoria DRAM usados en los módulos RAM se encuentran:

  • SDR SDRAM Memoria con un ciclo sencillo de acceso por ciclo de reloj. Actualmente en desuso, fue popular en la equipos basados en el Pentium III y los primeros Pentium 4
  • DDR SDRAM Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a dos posiciones de memoria consecutivas. Fue popular en equipos basados en los procesadores Pentium 4 y Athlon 64.
  • DDR2 SDRAM Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a cuatro posiciones de memoria consecutivas. Es la memoria más usada actualmente.
  • DDR3 SDRAM Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a ocho posiciones de memoria consecutivas. Es un tipo de memoria en auge, pero por su costo sólo es utilizada en equipos de gama alta.

Los estándares JEDEC, establecen las características eléctricas y las físicas de los módulos, incluyendo las dimensiones del circuito impreso. Los estándares usados actualmente son :

  • DIMM Con presentaciones de 168 pines (usadas con SDR y otras tecnologías antiguas), 184 pines (usadas con DDR y el obsoleto RIMM) y 240 (para las tecnologías de memoria DDR2 y DDR3).
  • SO-DIMM Para computadores portátiles, es una miniaturización de la versión DIMM en cada tecnología. Existen de 144 pines (usadas con SDR), 200 pines (usadas con DDR y DDR2) y 240 pines (para DDR3).

Periféricos

Artículos principales: Periférico y Periféricos.

Se entiende por periférico a las unidades o dispositivos que permiten a la computadora comunicarse con el exterior, esto es, tanto ingresar como exteriorizar información y datos.[10]​ Los periféricos son los que permiten realizar las operaciones conocidas como de entrada/salida (E/S).[11]​

Aunque son estrictamente considerados “accesorios” o no esenciales, muchos de ellos son fundamentales para el funcionamiento adecuado de la computadora moderna; por ejemplo, el teclado, el disco duro y el monitor son elementos actualmente imprescindibles; pero no lo son un scanner o un plotter. Para ilustrar este punto: en los años 80, muchas de las primeras computadoras personales no utilizaban disco duro ni mouse (o ratón), tenían sólo una o dos disqueteras, el teclado y el monitor como únicos periféricos.

Periféricos de entrada (E)

Teclado para PC inalámbrico.
Ratón (Mouse) común alámbrico.

De esta categoría son aquellos que permiten el ingreso de información, en general desde alguna fuente externa o por parte del usuario. Los dispositivos de entrada proveen el medio fundamental para transferir hacia la computadora (más propiamente al procesador) información desde alguna fuente, sea local o remota. También permiten cumplir la esencial tarea de leer y cargar en memoria el sistema operativo y las aplicaciones o programas informáticos, los que a su vez ponen operativa la computadora y hacen posible realizar las más diversas tareas.[11]​

Entre los periféricos de entrada se puede mencionar: [10]​ teclado, mouse o ratón, escáner, micrófono, cámara web , lectores ópticos de código de barras, Joystick, lectora de CD o DVD (sólo lectoras), placas de adquisición/conversión de datos, etc.

Pueden considerarse como imprescindibles para el funcionamiento, al teclado, mouse y algún tipo de lectora de discos; ya que tan sólo con ellos el hardware puede ponerse operativo para un usuario. Los otros son bastante accesorios, aunque en la actualidad pueden resultar de tanta necesidad que son considerados parte esencial de todo el sistema.

Impresora de inyección de tinta.

Periféricos de salida (S)

Son aquellos que permiten emitir o dar salida a la información resultante de las operaciones realizadas por la CPU (procesamiento).

Los dispositivos de salida aportan el medio fundamental para exteriorizar y comunicar la información y datos procesados; ya sea al usuario o bien a otra fuente externa, local o remota.[11]​

Los dispositivos más comunes de este grupo son los monitores clásicos (no de pantalla táctil), las impresoras, y los altavoces [10]​.

Entre los periféricos de salida puede considerarse como imprescindible para el funcionamiento del sistema al monitor. Otros, aunque accesorios, son sumamente necesarios para un usuario que opere un computador moderno.

Periféricos mixtos (E/S)

Piezas de un Disco rígido.

Son aquellos dispositivos que pueden operar de ambas formas: tanto de entrada como de salida.[11]​ Típicamente, se puede mencionar como periféricos mixtos o de Entrada/Salida a: discos rígidos, disquetes, unidades de cinta magnética, lecto-grabadoras de CD/DVD, discos ZIP, etc. También entran en este rango, con sutil diferencia, otras unidades, tales como: Memoria flash, tarjetas de red, módems, placas de captura/salida de vídeo, etc. [10]​

Si bien, puede ponerse al pendrive o Memoria flash o Memoria USB en la categoría de memorias, normalmente se las utiliza como dispositivos de almacenamiento masivo; y ellos son todos de categoría Entrada/Salida.[15]​

Los dispositivos de almacenamiento masivo[10]​ también son conocidos como "Memorias Secundarias o Auxiliares". Entre ellos, sin duda, el disco duro ocupa un lugar especial, ya que es el de mayor importancia en la actualidad, en él se aloja el sistema operativo, todas las aplicaciones, utilitarios, etc. que utiliza el usuario; además de tener la suficiente capacidad para albergar información y datos en grandes volúmenes por tiempo prácticamente indefinido. Los servidores Web, de correo electrónico y de redes con bases de datos, utilizan discos rígidos de grandes capacidades y con una tecnología que les permite trabajar a altas velocidades.

La Pantalla táctil (no el monitor clásico) es un dispositivo que se considera mixto, ya que además de mostrar información y datos (salida) puede actuar como un dispositivo de entrada, reemplazando, por ejemplo, algunas funciones del mouse y/o teclado.

Hardware Gráfico

Artículo principal: Unidad de procesamiento gráfico
GPU de Nvidia GeForce

El hardware gráfico lo constituyen básicamente las tarjetas de video que actualmente poseen su propia memoria y Unidad de Procesamiento, llamada unidad de procesamiento gráfico (o GPU, siglas en inglés de Graphics Processing Unit). El objetivo básico de la GPU es realizar exclusivamente procesamiento gráfico, [16]​ liberando al procesador principal (CPU) de esa costosa tarea (en tiempo) para que pueda así efectuar otras funciones más eficientemente. Antes de las tarjetas de video con aceleradores, era el procesador principal el encargado de construir la imagen mientras la sección de video (sea tarjeta o de la placa base) era simplemente un traductor de las señales binarias a las señales requeridas por el monitor; y buena parte de la memoria principal (RAM) de la computadora también era utilizada para estos fines.

La Ley de Moore establece que cada 18 a 24 meses la cantidad de transistores que puede contener un circuito integrado se logra duplicar; en el caso de los GPU esta tendencia es bastante más notable, duplicando o aún más de lo indicado en la ley de Moore.[17]​

Desde la década de 1990, la evolución en el procesamiento gráfico ha tenido un crecimiento vertiginoso; las actuales animaciones por computadoras y videojuegos eran impensables veinte años atrás.

Referencias

  1. ↑ «MasterMagazine». Portal de tecnología. 
  2. ↑ «Hardware, Merriam-Webster's Online Dictionary» (en inglés). Consultado el 13 de diciembre de 2008. 
  3. ↑ Real Academia Española. «Hardware, Diccionario de la lengua española.». Consultado el 13 de diciembre de 2008. 
  4. ↑ «Computation of Customized Symbolic robot models on peripheral array processors». IEEE Xplore. 
  5. ↑ «Robotics and Automation Society». The IEEE Robotics and Automation Society. 
  6. ↑ http://www.columbia.edu/acis/history/generations.html Universidad de Columbia Origen de las generaciones
  7. ↑ «¿ Cuáles son las Generaciones de la Computadora ?». Consultado el 2009. 
  8. ↑ http://www.j-hoppe.de/PDP-11/My_11_44/my_11_44.html
  9. ↑ «Esquemas del funcionamiento de la computadora - Figuras, Cap. 1». Prieto y otros - 3ra Ed., McGraw-Hill, (c)2003. 
  10. ↑ a b c d e f «Introducción a la Informática». Prieto, Lloris, Torres - 3ra Ed., McGraw-Hill, (c)2003. 
  11. ↑ a b c d e Hardware : información sobre la totalidad del hardware, de rápido acceso / Klaus Dembowski. -- Barcelona : Marcombo, 2000(c). -- 956 p. : il.. -- ISBN 84-267-1263-0
  12. ↑ «The Microprocessor Today». Michael Slater, Stanford University - Micro IEEE. 
  13. ↑ «Definición de Motherboard». Diccionario informático. 
  14. ↑ «Memoria pincipal del computador». Monografias.com. 
  15. ↑ «Periféricos de computadores - Memorias Flash USB». Periféricos - "Introducción a la Informática", A.Prieto (c) McGraw-Hill Interamericana. 
  16. ↑ «Computer Graphics and Aplications». IEEE Xplore. 
  17. ↑ «Procesadores gráficos como supercomputadores de consumo». Supercomputación de consumo. 

Bibliografía

  • Martín-Pozuelo, José María Martín (2001). Hardware microinformático : viaje a las profundidades del PC. México, D.F.: Alfaomega. pp. 431 p. : il. ISBN 970-15-0599-9. 
  • Sánchez Serantes, Verónica (2001). La PC por dentro : todo sobre hardware y guía práctica para comprar su computadora. México, D.F.: MP. pp. 142p. : il. ISBN 968-5347-21-2. 
  • Dembowski, Klaus (2000). Hardware : información sobre la totalidad del hardware, de rápido acceso. Barcelona: Marcombo. pp. 956 p. : il. ISBN 84-267-1263-0. 
  • Hennessy, John L.; Patterson, David A. (1995). Organización y diseño de computadores : la interfaz hardware/software. traducción al español por Juan Manuel Sánchez, revisión técnica Antonio Vaquero. (2a. ed. edición). Madrid - Buenos Aires: McGraw-Hill. pp. 756 p. : il. ISBN 84-481-1829-4. 
  • Stokes, John M. (December de 2006). Introduction to Microprocessors and Computer Architecture (en inglés). No Starch Press. pp. 320p. ISBN 9781593271046. 

Véase también

Historia

Arquitecturas y Tecnologías

Tipos

Dispositivos, accesorios, periféricos

Enlaces externos

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