TEMA 2.- EL ORDENADOR.

1.- El ordenador.

Máquina específica para el tratamiento automático de la información, puede aceptar datos, procesarlos bajo el control de un programa y emitir una información resultante.

Sus características son:

• Programabilidad.

• Velocidad

• Fiabilidad

• Rentabilidad económica

Con la conexión de varios ordenadores, al formar redes, se crean los sistemas informáticos.

2.- Unidades que componen el ordenador.

Hardware, conjunto de componentes electrónicos, eléctricos y mecánicos que lo componen (parte visible y tangible).

Software, conjunto de programas ejecutables por un ordenador y los datos que se encuentran almacenados en él.

Para que un ordenador funcione es necesario utilizar programas, es decir estas dos partes están completamente interrelacionadas.

Los programas que componen el software pueden ser:

Programas del sistema que gestionan las actividades del ordenador como sistemas operativos, compilaciones, intérpretes...

Programas de aplicación; que realizan tareas útiles para los usuarios como procesadores de textos, hojas de cálculo...

Componentes del hardware:

1.CARCASA: Caja que sirve de soporte al ordenador, a la cual se conectan los periféricos a través de los cables. También posee una fuente de alimentación, con un transformador que convierte la corriente de 220 V en corriente continua de 12 V.

2.PLACA BASE: Placa de material aislante, fondo del ordenador que contiene:

• CPU o MICROPROCESADOR: es el verdadero cerebro del ordenador que se encarga de organizar y gestionar todo lo que hace el ordenador (pentium, AMD...). La potencia del ordenador se mide en Megahercios o Gigaherzios.

• Memoria RAM: insertada en los bancos, ranuras o zócalos de memoria, a través de módulos de memoria de 64, 128, 256... Mb, que la utiliza el ordenador para guardar de forma temporal los datos que necesita la CPU para la ejecución de un programa así como el programa en sí.

• Ranuras de expansión o slots, que sirven para añadir tarjetas para mejorar las prestaciones del ordenador (tarjetas de video, red, modem...).

La CPU está conectada a la memoria y a los periféricos a través de unos canales electrónicos llamados buses por los cuales circula la información.

Los componentes más importantes del ordenador son los circuitos integrados o chips de silicio. El procesador es un chip.

Los componentes se conectan a la placa base a través de las tarjetas controladoras por medio de las ranuras de expansión.

3.LOS PERIFÉRICOS: son los instrumentos para introducir los datos y los programas en la memoria del ordenador o para presentar los resultados obtenidos. Se clasifican en:

• Periféricos de entrada- teclado, ratón...

• Periféricos de salida- impresora, monitor...

• Periféricos mixtos- Disquetes, modems...

3.- El microprocesador.

Evolución continua, desde el 286 hasta el pentium V.

Se encarga de dirigir todas las operaciones del ordenador.

Su velocidad está establecida por los impulsos que genera su reloj, a mayor velocidad, mayor potencia, puesto que necesita menos tiempo para realizar la misma tarea.

La velocidad se mide en Megahercios o Gigaherzios (ej: un procesador a 500 herzios significa que su reloj genera 500 impulsos por segundo).

Componentes del microprocesador:

Encargada de coordinar todos los procesos, para ello una vez interpretado el programa, genera un conjunto de instrucciones elementales dirigidas al resto de los elementos.

Dirige y controla todos los circuitos y procesos internos del ordenador.

Controla la entrada y salida de los datos de la memoria principal.

Todas estas operaciones de control se efectúan en cada uno de los impulsos que emite el reloj interno del microprocesador.

La unidad de control está formada por registros que son zonas privilegiadas de memoria donde se guardan datos especiales para ejecutar las instrucciones. Contiene los siguientes registros:

• El registro contador de programa: contiene la celda de la memoria en que está la siguiente instrucción a ejecutar.

• El registro de instrucción: que contiene la instrucción que se está ejecutando, junto con los datos y operaciones.

• El decodificador de direcciones: se encarga de decodificar la celda donde se encuentra la siguiente instrucción.

• El secuenciador: recibe las operaciones a realizar en cada instrucción y lanza micro ordenes al resto del ordenador para que se ejecuten.

Es la encargada de realizar todas las operaciones aritméticas y lógicas que le ordena la unidad de control.

Se compone de las siguientes partes:

• El registro acumulador: parte de la memoria que almacena temporalmente parciales de operaciones.

• El conjunto de circuitos lógicos, que realiza las operaciones.

• El registro de estado, contiene distintas señales para informar a la unidad de control sobre los resultados parciales contenidos en el acumulador como resultados negativos, etc...

4.Los buses.

Son caminos electrónicos por donde circulan los datos e instrucciones que la unidad de control envía a la unidad aritmético-lógica y a los demás componentes del ordenador.

Los datos e instrucciones circulan a través de los buses en forma de impulsos eléctricos.

Clases de buses:

• Líneas de fuerza, que suministran la energía eléctrica.

• Bus de instrucciones y datos, realiza el intercambio de éstos con el exterior (teclado, pantalla...)

• Bus de direcciones, contiene la dirección de la RAM donde el ordenador debe leer o escribir.

• Bus de control, transmite todas las órdenes desde la unidad de control al resto de componentes del ordenador.

Clasificación de los buses de los componentes internos:

Los dispositivos internos de insertan a las ranuras de expansión y se comunican con el microprocesador a través de los buses que los conectan, que pueden ser:

• ISA: datos de 16 bits a 8 MHz

Modems, tarjetas de sonido

• PCI: datos de 32 bits a 33 MHz

Tarjetas de video, tarjetas de red

• AGP: datos de 32 bits a 66 MHz

Tarjetas de video

Conectores a dispositivos externos:

La comunicación del microprocesador con los dispositivos externos (teclado, ratón...) se realizan a través de los puertos, éstos pueden ser:

• Puerto de serie: los datos se transfieren bit a bit (ratón, MODEM...) el ordenador puede tener hasta 4 (COM1, COM2...)

• Puerto en paralelo: transmiten los datos de 8 a 8 bits, se utiliza para conectar impresoras, pueden haber hasta 3 puertos paralelos (LPT1, LPT3...)

• Puerto USB: para conectar escáneres, videocámaras, cámaras digitales...

5.La memoria.

Uno de los principales componentes del ordenador.

Su función consiste en almacenar las instrucciones y los datos durante la ejecución de los programas. Es una zona destinada a almacenar información.

Está constituida por una serie de celdillas capaces de mantener información de modo permanente por medios físicos, cada una de estas celdillas pueden contener un número de bits, generalmente 8. cada celdilla tiene sus coordenadas.

La memoria tiene un tiempo de acceso a los datos o instrucciones.

Clases de memoria:

Interna: RAM, ROM.

Externa: disco duro, disqueteras.

Memoria RAM o Random Acces Memory:

Las características son:

• Memoria de acceso directo o aleatorio (se puede ir directamente a una determinada posición de memoria sin pasar por las anteriores.

• Permite lectura y escritura en ella.

• Guarda los programas en ejecución y el sistema operativo.

• Volátil ya que al apagar el ordenador se elabora su contenido.

• Se vende en módulos de 128 o 256 Mb que se insertan en la placa base a través de los bancos de memoria.

Partes de la memoria RAM.

• Memoria convencional: para cargar el sistema operativo, el adaptador de video y opcionalmente una copia de la Rombios.

• Memoria extendida: para crear discos virtuales.

• Memoria expandida: reserva de memoria para ser utilizada en caso de necesidad por algunos programas.

• Memoria caché: es una forma de usar las otras partes de la RAM para obtener mayor agilidad en la ejecución de programas.

Memoria ROM o Random Only Memory:

Memoria de una sola lectura.

• Viene grabada de fábrica.

• Memoria permanente

• No se puede escribir en ella

• Tiene almacenadas instrucciones básicas para el funcionamiento del ordenador y para las operaciones de entrada / salida.

• Contiene las instrucciones de arranque del ordenador.

6.Los periféricos.

Unidades que se encuentran fuera de la CPU.

Son dispositivos externos que permiten al ordenador comunicarse con el exterior.

Se clasifican en:

• Periféricos de entrada: introducen información en el ordenador (teclado, ratón...)

• Periféricos de salida: el ordenador envía información al exterior (impresora, monitor...)

• Periféricos Mixtos: permiten al ordenador la entrada y la salida de información (MODEM)

Las funciones de los periféricos son:

• Comunicación, bien con otros ordenadores o con el ordenador y el usuario.

• Almacenamiento masivo, para preservar la información una vez cesa el suministro eléctrico.

• Control de algún sistema, usados por ejemplo en la fabricación.

Periféricos de entrada: Se conectan al ordenador a través de los puertos de entrada / salida.

Permiten al usuario introducir información en el ordenador.

Los más usuales: teclado, ratón, bola rodante o trackball, escáner, CD-rom, DVD-rom, jostick, lápiz óptico, tablilla especializada y digitabilizador, unidad lectora de códigos de barras.

Periféricos de salida:

Monitor: junto con la tarjeta gráfica forma el sistema de video del ordenador, con diferentes resoluciones.

Impresoras: matriciales, de inyección, laser...

Plotter

Periféricos de entrada / salida:

Unidades de discos magnéticos- Utilizan técnicas de magnetización para escribir y leer la información, las unidades tienen un motor que hace girar el disco y unas cabezas de lectura y escritura que se posicionan en el lugar donde se debe leer y escribir.

Los discos se dividen en pistas y sectores. Las pistas son círculos concéntricos al eje central del disco. Las pistas a su vez se dividen en sectores del mismo tamaño. La información se escribe en los sectores del disco.

La acción de dividir los discos en pistas y sectores se llama formatear.

Las unidades de disco se clasifican en:

• Unidades de disco flexibles o disqueteras: situada en la parte frontal de la carcasa, permite leer y escribir en los disquetes.

• Unidades de disco duro: de gran capacidad de almacenamiento y mucho mas rápidas que los discos flexibles. Se encuentran instalados en el interior de la carcasa. Los discos duros están formados por varios discos rígidos cubiertos de materia magnetizable unidos por un eje central al que va conectando un motor que le hace girar continuamente. De cada disco se utilizan las 2 caras, y cada cara se divide en pistas y sectores.

• La capacidad de almacenamiento de un disco se calcula multiplicando el nº de caras por el nº de pistas por el nº de sectores por el tamaño del sector.

• Unidades de cinta: se utilizan para realizar copias de seguridad de la información almacenada en el disco duro. Estas copias son necesarias por si se produce algún fallo en el ordenador que pueda dañar la información almacenada en el disco duro. Una vez reparado el fallo, la copia de seguridad se transfiere al disco duro y se puede seguir normalmente.

• La capacidad de almacenamiento es de hasta varios gigabytes.

• El MODEM: dispositivo que permite al ordenador conectarse a otros ordenadores por medio de una linea telefónica. El ordenador trabaja digitalmente (con 0 y 1 ) y la linea telefónica con señales analógicas, por tanto para transmitir la señal de un ordenador a otro es necesario transformar la señal digital en analógica y al revés, ésta el la función del Modular / DEMoludar=MODEM. Pueden ser internos o externos.

Formas de almacenamiento:

Grabación secuencial- cuando obtenemos cada dato se graba en el soporte como haríamos en una cinta de música. Ventaja: no se generan huecos pero para acceder a cada dato habrá que pasar por todos los anteriores.

Grabación directa- consiste en ir colocando cada dato en su sitio, de acuerdo con un orden preestablecido de manera que puedo colocar el primero y después el décimo, dejando los huecos correspondientes. Ventaja: rápido acceso al saber la posición, pero genera huecos que pueden ser desperdiciados.

Grabación indexada- se generan dos archivos uno con los datos y otro con un índice de datos y posición.

Formas de acceso a los registros:

Acceso secuencial: cintas magnéticas.

Acceso directo: disquete, disco duro.

Acceso por índices.