Hardware

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

Placa base ATX, estándar usado actualmente que reemplazó al modelo AT.

Hardware (pronunciación AFI: /ˈhɑːdˌwɛə/ ó /ˈhɑɹdˌwɛɚ/) corresponde a todas las partes físicas y tangibles de un computador, sus componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos; contrariamente al soporte lógico intangible que es llamado software. El término proviene del inglés​ y es definido por la RAE como el "Conjunto de los componentes que integran la parte material de una computadora" ​ , sin embargo, es usual que sea utilizado en una forma más amplia, generalmente para describir componentes físicos de una tecnología, así el hardware puede ser de un equipo militar importante, un equipo electrónico, un equipo informático o un robot. En informática también se aplica a los periféricos de una computadora tales como el disco duro, CD-ROM, disquetera (floppy), etc. En dicho conjunto se incluyen los dispositivos electrónicos y electromecánicos, circuitos, cables, armarios o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado.

El hardware se refiere a todos los componentes físicos (que se pueden tocar), en el caso de una computadora personal serían: Unidades de disco, monitor, teclado, placa base, el microprocesador, etc. En cambio, el software es intangible, existe como información, ideas, conceptos, símbolos, se podría decir: lo que no tiene materia. Una buena metáfora sería un libro: las tapas, hojas y la tinta son el hardware, mientras que el contenido en las palabras, oraciones, párrafos (información) son el software. Como analogía: Una computadora sin software sería tan inútil como un libro con páginas en blanco.

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

Tipos de hardware

Hardware de un servidor

El Hardware se puede clasificar en dos categorías importantes: por un lado, el básico, que refiere a los componentes indispensables para otorgar la funcionalidad mínima a una PC, y por otro lado, el "Hardware complementario", que, como su nombre indica, es 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, que consisten básicamente en operaciones aritmético-lógicas y de entrada/salida; reciben las entradas (datos para su procesamiento), producen salidas (resultados del procesamiento), procesan y almacenan información. Todo sistema informático tiene, al menos, componentes y dispositivos hardware dedicados a alguna de estas funciones:

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

Desde un punto de vista general, un dispositivo de entrada provee un medio para 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 capacidad de almacenamiento, temporal o permanente (almacenamiento); y la CPU da la capacidad de procesamiento (transformación). Un periférico mixto es aquél que puede ser usado como entrada o salida, un buen ejemplo de éste último es un disco rígido (ya que en él se lee y se graba información).

Periféricos de entrada (E)

Teclado para PC inalámbrico

Impresora de inyección de tinta

Disco ZIP 100 externo

Son los que permiten ingresar información. Entre ellos podemos mencionar: 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.

Periféricos de salida (S)

Son aquellos que permiten emitir o dar salida a la información resultante de las operaciones realizadas por la CPU (procesamiento). En este grupo se puede mencionar: monitores clásicos, impresoras, altavoces, etc.

Periféricos mixtos (E/S)

Son aquellos dispositivos que pueden operar de ambas formas, como entrada o como salida. Típicamente, se puede mencionar como periféricos 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.

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 éstos son todos de categoría E/S.

Los dispositivos de almacenamiento masivo también son conocidos como "Memorias Auxiliares".

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 de datos (reemplazando, por ejemplo, las funciones del mouse).

Unidad Central de Procesamiento

Microprocesador de 64 bits doble núcleo, el AMD Athlon 64 X2 3600.

Es el corazón o centro de proceso de la computadora; es donde reside la "inteligencia" de un sistema de computación. La CPU, o procesador, es el componente fundamental que interpreta y ejecuta las instrucciones, y procesa los datos. Básicamente es un computador por si mismo, aunque sin medios de Entrada/Salida. El microprocesador es un CPU integrado a alta escala (chip), es aquel que utilizan como CPU las microcomputadoras comunes.

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

Las unidades centrales de proceso (CPU) en la forma de un microprocesador no sólo están presentes en los ordenadores 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.

Memoria RAM

Módulo SDRAM de 128 Mb

Del inglés Random Access Memory, que significa memoria de acceso aleatorio, aludiendo a la capacidad que ofrece este dispositivo para grabar y/o extraer información de él (Lectura/Escritura) con acceso directo; en cualquier punto o dirección del mismo (no secuencial).

Normalmente por RAM se hace referencia a la memoria utilizada en un computador para el almacenamiento temporal (no masivo) de la información y programas que la Unidad de Procesamiento (CPU) accede, procesa y ejecuta. La memoria RAM también es conocida como "Memoria Central, Principal o de Trabajo" de un computador. Comparada con las memorias auxiliares de almacenamiento masivo (como discos o cintas), la RAM normalmente es una memoria de menor capacidad, aunque muchísimo más rápida, por ello se la utiliza como "memoria de trabajo" o temporal.

También hay memorias RAM de propósitos especiales, no necesariamente utilizadas como memoria central de un computador.

Las memorias RAM son, comúnmente, volátiles; es decir, pierden rápidamente su contenido al interrumpir su alimentación eléctrica. También son "dinámicas" y por ello necesitan un circuito electrónico específico que se encarga de proveerle un "refresco" de energía para mantener su carga.

Nota: Véase Memoria RAM para información más detallada.

Algunos tipos de memoria RAM

• SRAM: Siglas de Static Random Access Memory, es un tipo de memoria que es más rápida y fiable que la más común DRAM (Dynamic RAM). El término estática viene derivado del hecho que necesita ser refrescada menos veces que la RAM dinámica. Los chips de RAM estática tienen tiempos de acceso del orden de 10 a 30 nanosegundos, mientras que las RAMs dinámicas están por encima de 30, y las memorias bipolares y ECL se encuentran por debajo de 10 nanosegundos. Un bit de RAM estática se construye con un circuito flip-flop que permite que la corriente fluya de un lado a otro basándose en cual de los dos transistores es activado. Las RAMs estáticas no precisan de circuitería de refresco como sucede con las RAMs dinámicas, pero precisan más espacio y usan más energía. La SRAM, debido a su alta velocidad, es usada como memoria caché.

• DRAM: Siglas de Dynamic RAM, un tipo de memoria de gran capacidad pero que precisa ser constantemente refrescada (re-energizada) o perdería su contenido. Generalmente usa un transistor y un condensador para representar un bit Los condensadores debe de ser energizados cientos de veces por segundo para mantener las cargas. A diferencia de los chips firmware (ROMs, PROMs, etc.) las dos principales variaciones de RAM (dinámica y estática) pierden su contenido cuando se desconectan de la alimentación. Contrasta con la RAM estática. Algunas veces en los anuncios de memorias, la RAM dinámica se indica erróneamente como un tipo de encapsulado; por ejemplo "se venden DRAMs, SIMMs y SIPs", cuando debería decirse "DIPs, SIMMs y SIPs" los tres tipos de encapsulado típicos para almacenar chips de RAM dinámica. también algunas veces el término RAM (Random Access Memory) es utilizado para referirse a la DRAM y distinguirla de la RAM estática (SRAM) que es más rápida y más estable que la RAM dinámica, pero que requiere más energía y es más cara.

• NVRAM: Es un tipo de memoria RAM que es estática o no volátil, sus siglas en inglés son: Non-Volatile Random Access Memory. Esta memoria, como su nombre indica, no pierde la información almacenada al cortarse su alimentación eléctrica. Normalmente se la utiliza para propósitos especiales, y no como memoria del computador. Por ejemplo, en los routers se la usa para almacenar un archivo de configuración de respaldo e inicio. Hoy día, la mayoría de memorias NVRAM son memorias flash, muy usadas para teléfonos móviles y reproductores portátiles de MP3.

• VRAM: Siglas de Vídeo RAM, una memoria de propósito especial usada por los adaptadores de vídeo. A diferencia de la convencional memoria RAM, la VRAM puede ser accedida por dos diferentes dispositivos de forma simultánea. Esto permite que un monitor pueda acceder a la VRAM para las actualizaciones de la pantalla al mismo tiempo que un procesador gráfico le suministra nuevos datos. La VRAM otorga mayor rendimiento gráfico, aunque es más cara que la una RAM común.

Algunas formas de encapsular las RAM

Los tres superiores son plaquetas SIMM, las de abajo son DIMM

• SIMM:Siglas de Single In line Memory Module, un tipo de encapsulado consistente en una pequeña placa de circuito impreso que alberga varios chips de memoria, y que se inserta en un zócalo SIMM de la placa madre. Los SIMM son más fáciles de instalar que los antiguos chips de memoria individuales, y a diferencia de ellos son medidos en bytes en lugar de bits. El primer formato que se hizo popular en los computadores personales tenía 3.5" de largo y usaba un conector de 32 pines. Un formato más largo de 4.25", que usa 72 contactos y puede almacenar hasta 64 megabytes de RAM, es el actualmente más frecuente. Un PC usa tanto memoria de nueve bits (ocho bits y un bit de paridad, en 9 chips de memoria RAM dinámica) como memoria de ocho bits sin paridad. En el primer caso los ocho primeros son para datos y el noveno es para el chequeo de paridad.

• DIMM: Siglas de Dual In line Memory Module, un tipo de encapsulado, consistente en una pequeña placa de circuito impreso que alberga chips de memoria; se inserta en un zócalo DIMM en la placa madre y utiliza generalmente un conector de 168 pines o contactos.

• DIP: Siglas de Dual In line Package, un tipo de encapsulado que contiene un chip de memoria en una caja rectangular con dos filas de pines de conexión en cada lado.

Algunos usos especiales de la RAM

• RAM Disk: Se refiere a la RAM dinámica que ha sido configurada para simular un disco duro. Se puede acceder a los ficheros de un RAM Disk de la misma forma en la que se acceden a los de un disco duro, pero con mayor velocidad de acceso. Los RAM disk son miles de veces más rápidos que los discos duros, y son particularmente útiles para aplicaciones que precisan frecuentes accesos a disco. Dado que están constituidos por RAM normal, pierden su contenido una vez que la computadora es apagada. Para usar los RAM Disk se precisa copiar los ficheros desde un disco duro real al inicio de la sesión y copiarlos de nuevo al disco duro antes de apagar la máquina. Obsérvese que en caso de fallo de alimentación eléctrica, se pierden los datos que hay en el RAM disk. El sistema operativo DOS permite convertir la memoria extendida en un RAM Disk por medio del comando VDISK, siglas de Virtual DISK, otro nombre de los RAM Disks.

• Memoria Caché ó RAM Caché: Un caché es un sistema especial de almacenamiento de alta velocidad. Puede ser tanto un área reservada de la memoria principal o central del computador como un dispositivo de almacenamiento de alta velocidad independiente. Hay dos tipos de caché frecuentemente usados en las computadoras personales: memoria caché y caché de disco. Una memoria caché, llamada también a veces almacenamiento caché ó RAM caché, es una parte de memoria RAM estática de alta velocidad (SRAM) más que la lenta y económica RAM dinámica (DRAM) usada como memoria principal. La memoria caché es efectiva dado que los programas acceden una y otra vez a los mismos datos o instrucciones. Guardando esta información en SRAM, la computadora evita acceder a la lenta DRAM. Cuando un dato es encontrado en el caché, se dice que se ha producido un impacto (hit), siendo un caché juzgado por su tasa de impactos (hit rate). Los sistemas de memoria caché usan una tecnología conocida por caché inteligente en el cual el sistema puede reconocer cierto tipo de datos usados frecuentemente. Las estrategias para determinar qué información debe de ser puesta en el caché constituyen uno de los problemas más interesantes en la ciencia de las computadoras. La arquitectura de los microprocesadores contempla sus propias memorias caché internas que los agiliza notablemente. Por ejemplo, el procesador Pentium II tiene una caché L2 de 512 Kbytes. El caché de disco trabaja sobre los mismos principios que la memoria caché, pero en lugar de usar SRAM de alta velocidad, usa la convencional memoria principal. Los datos más recientes del disco duro a los que se ha accedido (así como los sectores adyacentes) se almacenan en un buffer ("área puente") de memoria. Cuando el programa necesita acceder a datos del disco, lo primero que comprueba es si se encuentran en la caché y poder así extaerlos de allí (a la velocidad de la RAM en vez de la del disco). La caché de disco puede mejorar significativamente el rendimiento de las aplicaciones, dado que acceder a un byte de datos en RAM puede ser miles de veces más rápido que acceder a un byte del disco duro.

Hardware Gráfico

El hardware gráfico lo constituyen las tarjetas gráficas que actualmente poseen su propia Unidad de Proceso (GPU) y memoria.si pero que mi berzorro parece un kalabainm samu eres un gay lo sabemos todos

Tecnologías y evolución

• 1ª generación: Con tubos de vacío, tubos de vidrio del tamaño de una bombilla que albergaban circuitos eléctricos. Las máquinas de esta tecnología eran muy voluminosas, costosas, de difícil operación y mantenimiento, y poco fiables.
• 2ª generación: Con transistores. Las máquinas eran bastante más pequeñas, confiables y económicas respecto a la generación anterior.
• 3ª generación: Con circuitos Integrados. Esta tecnología permitió integrar cientos de transistores en un único circuito integrado conformando un chip de silicio. Las computadoras redujeron senciblemente su costo y tamaño, incrementándose su capacidad, velocidad y fiabilidad.
• 4ª generación: Con microprocesador. Este constituye una computadora prácticamente completa integrada en un solo chip de silicio de unos pocos centímetros cuadrados.
• 5ª generación: Más que un salto tecnológico es un salto evolutivo prococado por escalas de integración, elevación de velocidades de proceso y el crecimiento y complejidad del software. Programas de inteligencia artificial marcaron un hito en este sentido.

Con los estudios recientes sobre nanotecnología y nanoelectrónica, se espera el desarrollo de un hardware más pequeño, potente y avanzado.

Véase también

• Arquitectura de computadores
• microprocesador
• microcontroladores
• Robótica
• Domótica
• DSP
• VLSI: tecnología de integración a gran escala en Circuitos Integrados (chips).
• Tarjeta gráfica
• Hardware libre
• Hardware abierto
• Lista de hardware básico
• Workstation
• Estación de trabajo

Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Hardware.
• en.wiktionary.org/wiki/hardware (en inglés).
• Hardware Monografía sobre Hardware de computadoras personales.