Hardware
La palabra hardware en informática se refiere a las partes físicas,
tangibles, de un sistema informático;
sus componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos.Los cables, así como los gabinetes o
cajas, los periféricos de
todo tipo, y cualquier otro elemento físico involucrado, componen el hardware o
soporte físico; contrariamente, el soporte lógico e intangible es el
llamado software.
El término es propio del idioma inglés, y su traducción al español no
tiene un significado acorde, por tal motivo se lo ha adoptado tal cual es y
suena. La Real Academia
Española lo define como «Conjunto de los componentes que
integran la parte material de una computadora».El término, aunque sea lo más común,
no solamente se aplica a las computadoras, también es a menudo utilizado en
otras áreas de la vida diaria y la tecnología. Por ejemplo, hardware también
se refiere a herramientas y máquinas, y en electrónica hardware se
refiere a todos los componentes electrónicos, eléctricos, electromecánicos,
mecánicos, cableados y tarjetas de circuitos
impresos.
Otros ejemplos donde se aplica el
término hardware son, en relación a los robots, así como en relación a los teléfonos móviles,
las cámaras fotográficas,
los reproductores
digitales, o cualquier otro dispositivo electrónico. Cuando dichos
dispositivos también procesan datos, poseen firmware y/o software además
de hardware.
La historia del hardware de
computador se puede clasificar en cuatro generaciones, cada una caracterizada
por un cambio tecnológico de
importancia. Una primera delimitación podría hacerse entre hardware principal
(véase figura), como el estrictamente necesario para el funcionamiento normal
del equipo, y el «complementario», como el que realiza funciones específicas.
El hardware principal de un
computador se compone de una unidad
central de procesamiento (CPU);
encargada de procesar los datos; una memoria rápida de trabajo para
almacenamiento temporal; una unidad de almacenamiento fija para mantener
software y datos así como extraerlos de ella; uno o varios periféricos de
entrada, los que permiten el ingreso de la información y uno o varios
periféricos de salida, que posibilitan dar salida (normalmente en forma visual, impresa o auditiva) a los datos procesados.
Hardware principal de una
computadora personal:
1. Monitor.
2. Placa principal.
3. Microprocesador (CPU)
y zócalo.
4. Un módulo de RAM y
tres ranuras.
5. Dos tarjetas de expansión y
tres ranuras.
7. Unidad de disco
óptico (CD; DVD; BD).
9. Teclado.
10. Ratón.
¿Qué es CPU?
CPU es una abreviación de Unidad Central de Procesamiento. El CPU es un componente básico de la computadora personal u ordenador que procesa datos y realiza cálculos matemáticos-informáticos.
El CPU proporciona la capacidad de programación, y junto con la memoria y los dispositivos de entrada/salida, es de los componentes computacionales que encontramos presente en toda la historia de las computadoras. Los microprocesadores de un chip han ido reemplazando a los CPU hasta llegar a los días actuales en que usualmente cuando se hace referencia a este término se habla de los microprocesadores.
Al comienzo, cuando se empezó a hablar de CPU en la década del 60 esta unidad tenía un gran tamaño, pero con los años, el desarrollo tecnológico llevó a que hoy en día las computadoras posean un procesamiento de mayor confiabilidad, seguridad técnica y eficiencia. También es necesario destacar que en el comienzo, por su precio, tamaño y las posibilidades de utilización, los CPU sólo eran utilizados en el ámbito de las universidades.
Luego se difundieron gracias a desarrollos privados empresariales, por un proceso social similar al fordismo, que invirtieron en la idea de que todas las personas debían tener acceso a adquirir una computadora personal, lo que permitió que a partir de ese momento la producción se desarrolle de un modo vertiginoso, a pasos agigantados.
Aproximadamente cada 18 meses se duplica la capacidad de eficiencia y potencia de las CPU debido a las innovaciones tecnológicas. Son dos los componentes típicos que una CPU necesita: la unidad aritmética o denominada lógica, y la unidad de control la cual solo extrae la instrucción de la memoria, la descifra y la ejecuta.
La CPU se basa en operaciones de programas diseñados especialmente para la transmisión y utilización informática, cuyos pasos básicos son los de recolectar información, decodificarla en partes menores en las cuales pueda interpretar esa codificación, y llevar a cabo instrucciones, que por último ejecutará, momento en el cual están implicadas diferentes partes del CPU que actúan en forma conjunta. Encontramos una cuarta instancia, que podemos llamar de escritura, que sirve para dejar realizada y establecer los resultados de la tarea ya finalizada.
Memoria principal
Memoria primaria (MP), memoria
principal, memoria central o memoria interna es
la memoria de la computadora donde
se almacenan temporalmente tanto los datos como los programas que la unidad
central de procesamiento (CPU)
está procesando o va a procesar en un determinado momento. Por su función, la
MP debe ser inseparable del microprocesador o CPU, con quien se
comunica a través del bus de datos y
el bus de direcciones.
El ancho del bus determina
la capacidad que posea el microprocesador para el direccionamiento de
direcciones en memoria.
En algunas ocasiones suele llamarse “memoria interna” porque a
diferencia de los dispositivos de memoria secundaria,
la MP no puede extraerse tan fácilmente.
Esta clase de memoria es volátil, es
decir que cuando se corta la energía eléctrica, se borra toda la información
que estuviera almacenada en ella.
La MP es el núcleo del subsistema de memoria de
un sistema informático,
y posee una menor capacidad de almacenamiento que la memoria secundaria, pero
una velocidad millones de veces superior. Cuanto mayor sea la cantidad de
memoria, mayor será la capacidad de almacenamiento de datos.
Cuando la CPU tiene que ejecutar un programa, primero lo coloca en la
memoria y después lo empieza a ejecutar. Lo mismo ocurre cuando necesita
procesar una serie de datos; antes de poder procesarlos los tiene que llevar a
la memoria principal.
Dentro de la memoria de
acceso aleatorio (RAM) existe
una clase de memoria denominada memoria caché, que se caracteriza por ser más
rápida que las demás, permitiendo que el intercambio de información entre la
CPU y la MP sea a mayor velocidad.
La estructura de la memoria principal ha cambiado en la historia de las
computadoras. Desde los años 1980 es prevalentemente
una unidad dividida en celdas que se identifican mediante una
dirección. Está formada por bloques de circuitos integrados o
chips capaces de almacenar, retener o "memorizar" información
digital, es decir, valores binarios; a dichos bloques tiene acceso el
microprocesador de la computadora.
Tipos
En
1.
Memoria de
Solo Lectura (Read Only Memory, ROM). Viene
grabada de fábrica con una serie de programas. El software de la ROM se divide
en dos partes:
1. Rutina de arranque o POST (Power
On Self Test, «Auto Diagnóstico de Encendido»): realiza el chequeo de los
componentes de la ; por ejemplo, circuitos controladores de video, de
acceso a memoria, el teclado, unidades de disco, etcétera. Se encarga de
determinar cuál es el hardware que está presente y de la puesta a punto de la
computadora. Mediante un programa de configuración, el setup, lee
una memoria llamada CMOS RAM (RAM de Semiconductor de Óxido
Metálico). Esta puede mantener su contenido durante varios años, aunque la
computadora esté apagada, con muy poca energía eléctrica suministrada por una
batería, guarda la fecha, hora, la memoria disponible, capacidad de disco
rígido, si tiene disquetera o no. Se encarga en el siguiente paso de realizar
el arranque (booteo): lee un registro de arranque BR (Boot Record)
del disco duro o de otra unidad (como CD, USB...), donde hay un programa que
carga el sistema operativo a la RAM. A continuación cede el control a dicho
sistema operativo y la computadora queda listo para trabajar.
2. Rutina del BIOS (Basic
Input-Output System o «Sistema Básico de Entrada-Salida»): permanece
activa mientras se está usando la computadora. Permite la activación de los periféricos
de entrada/salida: teclado, monitor, ratón, etcétera.
1. Rutina Setup: etapa primaria en
la que se pueden modificar opciones básicas como el horario. Es indiferente al
sistema operativo y se inicia antes de iniciar sesión.
2.
Memoria de
Lectura-Escritura (Read-Write Memory, RWM):
es la memoria del usuario que contiene de forma temporal el programa, los datos
y los resultados que están siendo usados por el usuario de la computadora. En
general es memoria volátil,
pierde su contenido cuando se apaga la computadora, es decir que mantiene los
datos y resultados en tanto el bloque reciba alimentación eléctrica, a
excepción de la CMOS RAM.
Tanto la RWM como la ROM son circuitos integrados, llamados chips.
El chip es una pequeña pastilla de material semiconductor (silicio) que
contiene múltiples circuitos integrados, tales como transistores, entre otros
dispositivos electrónicos, con los que se realizan numerosas funciones en
computadoras y dispositivos electrónicos; que permiten, interrumpen o aumentan
el paso de la corriente. Estos chips están sobre una tarjeta o placa.
Es común llamar erróneamente a la memoria de lectura/escritura (RWM) como memoria de
acceso aleatorio (RAM), donde se confunde el tipo de memoria
con la forma de acceso a ella.
El contenido de las memorias no es otra cosa que dígitos binarios
o bits (binary digits), que se
corresponden con dos estados lógicos: el 0 (cero) sin carga eléctrica y el 1
(uno) con carga eléctrica. A cada uno de estos estados se le llama bit, que es
la unidad mínima de almacenamiento de datos.
Al bloque de MP, suele llamarse RAM,
por ser este el tipo de chips de memoria que conforman el
bloque, pero se le asocia también el chip CMOS,
que almacena al programa BIOS del sistema, y los
dispositivos periféricos de la memoria secundaria (discos
y otros periféricos), para conformar el subsistema de memoria de la
computadora.
La CPU direcciona las posiciones de la RAM para poder acceder a los
datos almacenados en ellas y para colocar los resultados de las operaciones.
Los bloques RWM, las ROM y las memorias secundarias conforman el
subsistema de memoria de una computadora.
Periférico (informática)
En informática, periférico es la denominación
genérica para designar al aparato o dispositivo auxiliar e independiente
conectado a la unidad central de procesamiento de
una computadora.
Se consideran periféricos a las unidades o dispositivos de hardware a
través de los cuales la computadora se comunica con el exterior, y también a los
sistemas que almacenan o archivan la información, sirviendo de memoria auxiliar
de la memoria principal.
Se considera periférico al conjunto de dispositivos que sin pertenecer
al núcleo fundamental de la computadora, formado por la unidad central de procesamiento (CPU)
y la memoria central, permitan realizar operaciones de entrada/salida (E/S)
complementarias al proceso de datos que realiza la CPU. Estas tres unidades
básicas en un computador, CPU, memoria central y el subsistema de E/S, están
comunicadas entre sí por tres buses o canales de comunicación:
·
Direcciones,
para seleccionar la dirección del dato o del periférico al que se quiere
acceder.
·
Control,
básicamente para seleccionar la operación a realizar sobre el dato
(principalmente lectura, escritura o modificación).
·
Datos, por
donde circulan los datos.
Clasificación
de periféricos
A pesar de que el término periférico implica a menudo el concepto de
«adicional pero no esencial», muchos de ellos son elementos fundamentales para
un sistema informático.
El monitor,
es prácticamente el único periférico que la gente considera imprescindible en
cualquier computadora personal (no lo fue en los primeros computadores) pero a
pesar de ello, técnicamente no lo es. El ratón o mouse es
posiblemente el ejemplo más claro de este aspecto. A principios de la década de 1990 no todas las computadoras
personales incluían este dispositivo. El sistema operativo MS-DOS, el más común en esa época, tenía
una interfaz de línea de comandos para lo que
no era necesario el empleo de un ratón, todo se hacía mediante comandos de
texto. Fue con la popularización de Finder, sistema operativo de la Macintosh de Apple y la posterior
aparición de Windows cuando
el ratóncomenzó
a ser un elemento imprescindible en cualquier hogar dotado de una computadora
personal. Actualmente existen sistemas operativos con interfaz de texto que
pueden prescindir del ratón como, por ejemplo, MS-Dos. El caso del teclado es
también emblemático, pues en las nuevas computadoras tabletas, sistemas de
juego o teléfonos móviles con pantalla táctil, el teclado se emula en la
pantalla. Inclusive en casos de adaptaciones especiales los teclados dejan de
ser el periférico de entrada más utilizado, llegando a desaparecer en algunos
casos por el uso de programas reconocedores de voz.
Los periféricos pueden clasificarse en las siguientes categorías
principales:
·
Periféricos de entrada: captan y digitalizan los datos de
ser necesario, introducidos por el usuario o por otro dispositivo y los envían
al ordenador para ser procesados.
·
Periféricos de salida: son dispositivos que muestran o proyectan información hacia el
exterior del ordenador. La mayoría son para informar, alertar, comunicar,
proyectar o dar al usuario cierta información, de la misma forma se encargan de
convertir los impulsos eléctricos en información legible para el usuario. Sin
embargo, no todos de este tipo de periféricos es información para el usuario.
Un ejemplo: Impresora.
·
Periféricos de entrada/salida (E/S): sirven para la comunicación de la computadora con el medio externo.
·
Periféricos de almacenamiento: son los dispositivos que almacenan datos e información. La memoria de
acceso aleatorio no puede ser considerada un periférico de
almacenamiento, ya que su memoria es volátil y temporal. Ejemplos: Disco duro, Memoria flash, Cinta magnética, Memoria portátil, Disquete, Grabadora o lectora de: CD; DVD;
Blu-ray; HD-DVD.
Periféricos de entrada
Son los que permiten introducir datos externos a la computadora para su
posterior tratamiento por parte de la CPU. Estos datos pueden provenir de
distintas fuentes, siendo la principal un ser humano. Los periféricos de
entrada más habituales son:
·
Teclado (keyboard)
·
Ratón (mouse)
·
Panel táctil (touchpad)
·
Escáner (scanner)
·
Escáner
de Código QR (quick response code,
código de respuesta rápida)
·
Cámara web (webcam)
Teclado
Artículo principal: Teclado de
computadora
Un teclado de computadora es un periférico,
físico o virtual (por ejemplo teclados en pantalla o teclados táctiles),
utilizado para la introducción de órdenes y datos en una computadora. Tiene su
origen en los teletipos y
las máquinas de escribir
eléctricas, que se utilizaron como los teclados de los primeros
ordenadores y dispositivos de almacenamiento (grabadoras de cinta de papel y
tarjetas perforadas). Aunque físicamente hay una miríada de formas, se suelen
clasificar principalmente por la distribución del
teclado de su zona alfanumérica, pues salvo casos muy
especiales es común a todos los dispositivos y fabricantes (incluso para
teclados árabes y japoneses).
Ratón. Panel táctil
Artículo principal: Ratón
Véanse también: Panel táctil, Trackball, Lápiz óptico, Palanca de mando y Gamepad.
El mouse (del inglés, pronunciado [ˈmaʊs]) o ratón es
un periférico de entrada de
uso manual para computadora, utilizado como entrada o control de datos. Se
utiliza con una de las dos manos del usuario y
detecta su movimiento relativo en dos dimensiones por la superficie
horizontal en la que se apoya, reflejándose habitualmente a través de un
puntero o flecha en el monitor.
Anteriormente, la información del desplazamiento era transmitida gracias al
movimiento de una bola debajo del ratón, la cual accionaba dos rodillos que
correspondían a los ejes X e Y. Hoy, el puntero reacciona a los movimientos
debido a un rayo de luz que se refleja entre el ratón y la superficie en la que
se encuentra. Cabe aclarar que un ratón óptico apoyado en un espejo o sobre un
barnizado por ejemplo es inutilizable, ya que la luz láser no desempeña su
función correcta. La superficie a apoyar el ratón debe ser opaca, una
superficie que no genere un reflejo, es recomendable el uso de alfombrillas.
El ratón es el tipo de dispositivo apuntador o
señalador más utilizado; existen también: gamepad, lápiz óptico, palanca de mando (joystick), Touchpad, Trackball, volante para
videojuegos, etcétera.
Micrófono
Con el micrófono, además de
grabar cualquier audio o sonido mediante alguna aplicación
informática, también permite el uso de sistemas de reconocimiento del
habla o reconocimiento de voz, disponible incluso en navegadores web para la búsqueda de
información, tanto es computadoras
portátiles o computadoras de
escritorio, como en dispositivos móviles.
Escáner
Artículo principal: Escáner de
computadora
Véanse también: Escáner de
código de barras, Código QR y Sensor de huella
digital.
En informática, un escáner (del
inglés: scanner) es un periférico que se utiliza
para convertir, mediante el uso de la luz, imágenes o cualquier otro impreso a
formato digital. Actualmente vienen unificadas con las impresoras
formando multifunciones.
Cámara digital
o Cámara web (webcam)
Periféricos de salida
Los periféricos de salida reciben la información procesada por la CPU y
la reproducen, de modo que sea perceptible por el usuario.
Visuales
·
Led
Auditivos
·
Altavoz
Táctiles
Monitor
El "monitor de computadora" o "pantalla de
computadora" es el dispositivo de salida que mediante una interfaz muestra
los resultados o los gráficos del procesamiento de una computadora. Existen
varios tipos de monitores:
1.
de tubo de rayos
catódicos (CRT),
2.
de pantalla de plasma (PDP),
3.
de pantalla de
cristal líquido (LCD),
4.
de paneles
de diodos
orgánicos de emisión de luz (OLED),
5.
Láser-TV,
entre otros.
Impresora
Una impresora es un periférico de
computadora que permite producir una copia permanente de textos o gráficos de
documentos almacenados en formato electrónico, imprimiendo en papel de lustre
los datos en medios físicos, normalmente en papel o
transparencias, utilizando cartuchos de tinta o tecnología láser. Muchas impresoras son usadas como
periféricos, y están permanentemente unidas a la computadora por un cable.
Otras impresoras, llamadas impresoras de red, tienen una interfaz de red
interna (típicamente wireless o Ethernet), y que puede servir como un
dispositivo para imprimir en papel algún documento para cualquier usuario de la
red. Actualmente se comercializan impresoras multifuncionales, que aparte de
sus funciones de impresora funcionan simultáneamente como fotocopiadora y
escáner, siendo este tipo de impresoras las más recurrentes en el mercado. Cabe
destacar que las impresoras multifuncionales no pertenecen a los periféricos de
salida solamente, sino que se las considera como periféricos de entrada/salida.
Altavoz o parlante. Auriculares
Los altavoces se utilizan para escuchar los
sonidos emitidos por la computadora, tales como música, sonidos de errores,
conferencias, etcétera.
·
Las placas
base suelen llevar un altavoz que emite pitidos para indicar posibles errores o
procesos, o para indicar acciones para las personas con discapacidades
visuales, como la activación de Bloq Num o ⇪ Bloq Mayús.
Periféricos de entrada/salida
Los periféricos de entrada/salida son los que utiliza la computadora
para mandar y para recibir información. Su función es la de almacenar o
guardar, de forma permanente o virtual, todo aquello que hagamos con la
computadora para que pueda ser utilizado por los usuarios u otros sistemas.
Pantalla táctil o multitáctil
Pantalla táctil
Es una pantalla que mediante un toque directo sobre su superficie
permite la entrada de datos y órdenes al dispositivo, y a su vez muestra los
resultados introducidos previamente; actuando como periférico de entrada y
salida de datos, así como emulador de datos interinos erróneos al no tocarse
efectivamente. Este contacto también se puede realizar por medio de un lápiz
óptico u otras herramientas similares. Actualmente hay pantallas táctiles que
pueden instalarse sobre una pantalla normal, de cualquier tipo o denominación
(LCD, monitores y televisores CRT, plasma, etc.).
Multitáctil
Es el nombre con el que se conoce a una técnica de interacción
persona-computador y al hardware que la aplica. La tecnología multitáctil
consiste en una pantalla táctil o touchpad que reconoce simultáneamente
múltiples puntos de contacto, así como el software asociado a esta que permite
interpretar dichas interacciones simultáneas.
Impresora multifunción
Una impresora multifunción o dispositivo multifuncional
es un periférico que se conecta a la computadora y que posee las siguientes
funciones dentro de un único bloque físico: Impresora, escáner, fotocopiadora,
ampliando o reduciendo el original, fax (opcionalmente).
Lector de memoria para
la impresión directa de fotografías de cámaras digitales. En ocasiones, aunque
el fax no esté incorporado, la impresora
multifunción es capaz de controlarlo si se le conecta a un puerto USB.
También, pueden poseer un disco duro (las unidades más grandes
utilizadas en oficinas) para almacenar documentos e imágenes.
Casco virtual
Los dispositivos y soportes de almacenamiento guardan los datos que usa
la CPU una vez que han sido eliminados de la memoria principal, porque la
memoria se borra cada vez que se apaga la computadora. Pueden ser internos o
portátiles, como un disco duro, o extraíbles, como un CD o DVD.2
o Disquete
§ Disco duro fijo o interno
§ Disco duro portátil o
externo
·
Disco óptico (DO)
o Disco compacto (CD
o Compact Disc)
o Disco Blu-ray (BD
o Blu-ray Disc)
o Disco Zip (Iomega): 100 MB, tecnología
magnética
o Disquete SuperDisk de 3,5": 128 MB a
640 MB, tecnología magneto-óptica
§ LS-120
§ LS-240
o Disco Jaz (Iomega): capacidad de 1 GB a 2
GB
La memoria secundaria (auxiliar,
periférica o externa) o almacenamiento secundario, es el conjunto de
dispositivos y soportes de almacenamiento de datos que conforman el subsistema
de memoria del sistema informático, junto con la memoria primaria o principal.
Disco duro
El disco duro es un
sistema de grabación
magnética digital, es donde en la mayoría de los casos reside
el sistema operativo de
la computadora. En los discos duros se almacenan los datos del usuario. En él
encontramos dentro de la carcasa una serie de platos metálicos apilados girando
a gran velocidad. Sobre estos platos se sitúan los cabezales encargados de leer
o escribir los impulsos magnéticos.
Estado sólido
Una unidad de estado
sólido es un sistema de memoria no volátil. Están formados por
varios chips de memoria NAND Flash en su
interior unidos a una controladora que gestiona todos los datos que se
transfieren. Tienen una gran tendencia a suceder definitivamente a los discos
duros mecánicos por su gran velocidad y tenacidad. Al no estar formadas por
discos en ninguna de sus maneras, no se pueden categorizar como tal, aunque
erróneamente se tienda a ello.
Almacenamiento de red
o Dropbox
o OneDrive
·
Almacenamiento
de conexión directa (Direct Attached Storage, DAS)
·
Almacenamiento
conectado en red (Network Attached Storage, NAS)
·
Red de área
de almacenamiento (Storage Area Network, SAN)
Periféricos de comunicación
Su función es permitir o facilitar la interacción entre dos o más
computadoras, o entre una computadora y otro periférico externo a la
computadora. Entre ellos se encuentran los siguientes:
Tarjetas de red (NIC)
Las placas o tarjetas de interfaz de red (Network Interface Card, NIC)
pueden estar integradas a la placa base o conectadas mediante ranuras de expansión.
Módems
Concentradores (hubs)
Conmutadores de red (switches)
Enrutadores (routers)
Comunicación inalámbrica
Notas y
referencias
2. ↑ Otros
dispositivos de almacenamiento, por ejemplo, EZFlyer (SyQuest): 230 MB y tiene
una velocidad de lectura muy alta.
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