DEFINICIÓN DE
HARDWARE:
El término se
refiere a todas las partes físicas de un sistema informático; sus componentes
son: eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos: Son cables,
gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico
involucrado; contrariamente, el soporte lógico es intangible y es llamado
software.
El término es propio
del idioma inglés (literalmente traducido: partes duras), su traducción al
español no tiene un significado acorde, por tal motivo se la 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; del mismo
modo, también un robot, un teléfono móvil, una cámara fotográfica, un
reproductor multimedia o cualquier otro electrónico que procese datos poseen
hardware (y software).
La historia del
hardware de computador se puede clasificar en cuatro generaciones, cada una
caracterizada por un cambio tecnológico de importancia.
EVOLUCIÓN DEL HARDWARE
La evolución del
hardware se encuentra dividida por generaciones:
• Primera Generación
(1945–1956): La electrónica se basa en la implementación de tubos de vacío, lo
cual generó la primera evolución tecnológica que funcionó en las computadoras y
como consecuencia desplazó a los componentes electromecánicos.
• Segunda Generación
(1957–1963): En esta generación la electrónica es desarrollada con
transistores, los cuales ayudaron a reducir los componentes físicos del
computador. El razonamiento fue parecido a la anterior generación, pero el
resultado al implementar esta tecnología fue más eficaz, ya que se aumentó la
velocidad en el procesamiento de datos.
• Tercera Generación
(1964 – al presente): La electrónica es basada en circuitos integrados, lo cual
permitió adherir una gran cantidad de transistores y otros componentes
electrónicos a un circuito integrado conformado por una placa de Silicio. En
efecto, se redujo de forma considerable el tamaño y costo del computador,
aumentando su capacidad, velocidad y fiabilidad, hasta convertirse en
ordenadores que existen en la actualidad.
• Cuarta Generación
(el futuro): Posiblemente se producirá en el momento que los circuitos se
Silicio sean reemplazados por una nueva y sofisticada tecnología, la cual
contendrá circuitos integrados en una escala mayor a la actual.
Hardware
típico 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.
6. Fuente de
alimentación.
7. Unidad de disco
óptico (CD; DVD; BD).
8. Unidad de disco
duro ó unidad de estado sólido.
9. Teclado.
10. Ratón.
Clasificación de hardware:
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; 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 a saber:
Procesamiento:
unidad central de procesamiento
Almacenamiento:
Memorias
Entrada: Periféricos
de entrada (E)
Salida: Periféricos
de salida (S)
Entrada/Salida:
Periféricos mixtos (E/S)
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. Los periféricos son los que permiten realizar las
operaciones conocidas como de entrada/salida
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 escáner o un plóter. 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.
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).
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).
Dispositivos de
entrada de información
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.
Entre los
periféricos de entrada se puede mencionar: teclado, mouse o ratón,
escáner, micrófono, cámara web, lectores ópticos de código de barras, Joystick,
lectora de CD, DVD o BluRay (solo lectoras), placas de adquisición/conversión
de datos, etc.
Pueden considerarse
como imprescindibles para el funcionamiento, (de manera como hoy se concibe la
informática) al teclado, al ratón y algún dispositivo lector de discos; ya que
tan sólo con ellos el hardware puede ponerse operativo para un usuario. Los
otros son más bien accesorios, aunque en la actualidad pueden resultar de tanta
necesidad que son considerados parte esencial de todo el sistema.
Dispositivos de
salida de información
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.
Los dispositivos más
comunes de este grupo son los monitores clásicos (no de pantalla táctil), las
impresoras, y los altavoces.
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.
Dispositivos mixtos
Son aquellos
dispositivos que pueden operar de ambas formas: tanto de entrada como de
salida. 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: Tarjetas de Memoria flash o
unidad de estado sólido, tarjetas de red, módems, tarjetas de captura/salida de
vídeo, etc.
Si bien se puede
clasificar al pendrive (lápiz de memoria), memoria flash o memoria USB o
unidades de estado sólido en la categoría de memorias, normalmente se los
utiliza como dispositivos de almacenamiento masivo; siendo todos de categoría
Entrada/Salida.
Los dispositivos de
almacenamiento masivo 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 el que 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 como SCSI incluyendo también, normalmente, capacidad de redundancia
de datos RAID; incluso utilizan tecnologías híbridas: disco rígido y unidad de
estado sólido, lo que incrementa notablemente su eficiencia. Las interfaces
actuales más usadas en discos duros son: IDE, SATA, SCSI y SAS; y en las
unidades de estado sólido son SATA y PCI-Express ya que necesitan grandes
anchos de banda.
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, a algunas funciones del ratón o del
teclado.
Tarjeta gráfica
El hardware gráfico
lo constituyen básicamente las tarjetas gráficas. Dichos componentes disponen
de su propia memoria y unidad de procesamiento, esta última llamada unidad de
procesamiento gráfico (o GPU, siglas en inglés de Graphics Processing Unit). El
objetivo básico de la GPU es realizar los cálculos asociados a operaciones
gráficas, fundamentalmente en coma flotante,16 liberando así al procesador
principal (CPU) de esa costosa tarea (en tiempo) para que éste pueda efectuar
otras funciones en forma más eficiente. Antes de esas tarjetas de vídeo con
aceleradores por hardware, era el procesador principal el encargado de
construir la imagen mientras la sección de vídeo (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.
Dentro de ésta categoría
no se deben omitir los sistemas gráficos integrados (IGP), presentes
mayoritariamente en equipos portátiles o en equipos prefabricados (OEM), los
cuales generalmente, a diferencia de las tarjetas gráficas, no disponen de una
memoria dedicada, utilizando para su función la memoria principal del sistema.
La tendencia en los últimos años es integrar los sistemas gráficos dentro del propio
procesador central. Los procesadores gráficos integrados (IGP) generalmente son
de un rendimiento y consumo notablemente más bajo que las GPU de las tarjetas
gráficas dedicadas, no obstante, son más que suficiente para cubrir las
necesidades de la mayoría de los usuarios de un PC.
Actualmente se están
empezando a utilizar las tarjetas gráficas con propósitos no exclusivamente
gráficos, ya que en potencia de cálculo la GPU es superior, más rápida y
eficiente que el procesador para operaciones en coma flotante, por ello se está
tratando de aprovecharla para propósitos generales, al concepto, relativamente
reciente, se le denomina GPGPU (General-Purpose Computing on Graphics
Processing Units).
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, lo indicado en la ley de Moore.
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.
Unidad central de procesamiento: CPU
La Unidad Central de
Procesamiento, conocida por las siglas en inglés CPU, es el componente
fundamental de la computadora, encargado de interpretar y ejecutar
instrucciones y de procesar datos. En computadores modernos, la función de la
CPU la realiza uno o más microprocesadores. Se conoce como microprocesador a
una CPU que es manufacturada 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. Actualmente los
diseñadores y fabricantes más populares de microprocesadores de PC son Intel y
AMD; y para el mercado de dispositivos móviles y de bajo consumo, los
principales son Samsung, Qualcomm, Texas Instruments, MediaTek, NVIDIA e Intel.
Placa base de una
computadora.
El microprocesador
se monta en la llamada placa base, sobre un zócalo conocido como zócalo de CPU,
que permite las conexiones eléctricas entre los circuitos de la placa y el
procesador. Sobre el procesador ajustado a la placa base se fija un disipador
térmico de un material con elevada conductividad térmica, que por lo general es
de aluminio, y 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 uno o dos ventiladores (raramente más), destinados
a forzar la circulación de aire para extraer más rápidamente el calor acumulado
por el disipador y originado en el microprocesador. Complementariamente, para evitar
daños por efectos térmicos, también se suelen instalar sensores de temperatura
del microprocesador y sensores de revoluciones del ventilador, así como
sistemas automáticos que controlan la cantidad de revoluciones por unidad de
tiempo de estos últimos.
La gran mayoría de
los circuitos electrónicos e integrados que componen el hardware del computador
van montados en la placa madre.
Placa principal,
placa madre o placa base
La placa base,
también conocida como placa madre o principal o con los anglicismos motherboard
o mainboard, 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: 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 mediante 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
a 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.
También, la
tendencia en los últimos años es eliminar elementos separados en la placa base
e integrarlos al microprocesador. En ese sentido actualmente se encuentran
sistemas denominados System on a Chip que consiste en un único circuito
integrado que integra varios módulos electrónicos en su interior, tales como un
procesador, un controlador de memoria, una GPU, Wi-Fi, Bluetooth, etc. La
mejora más notable en esto está en la reducción de tamaño frente a igual
funcionalidad con módulos electrónicos separados. La figura muestra una
aplicación típica, en la placa principal de un teléfono móvil.
Las principales funciones
que presenta un placa base son:
Conexión física
Administración,
control y distribución de energía eléctrica
Comunicación de
datos
Temporización
Sincronismo
Control y monitoreo
Memoria RAM
Memoria RAM
La sigla RAM, del
inglés Random Access Memory, literalmente significa memoria de acceso
aleatorio. El término tiene relación con la característica de presentar iguales
tiempos de acceso a cualquiera de sus posiciones (ya sea para lectura o para
escritura). Esta particularidad también se conoce como "acceso
directo", en contraposición al Acceso secuencial.
La RAM es la memoria
utilizada en una computadora para el almacenamiento transitorio 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 es conocida como Memoria principal de la computadora, también como
"Central o de Trabajo"; a diferencia de las llamadas memorias
auxiliares, secundarias o de almacenamiento masivo (como discos duros, unidades
de estado sólido, cintas magnéticas u otras memorias).
Las memorias RAM
son, comúnmente, volátiles; lo cual significa que pierden rápidamente su
contenido al interrumpir su alimentación eléctrica.
Las más comunes y
utilizadas como memoria central son "dinámicas" (DRAM), lo cual
significa que tienden a perder sus datos almacenados en breve tiempo (por
descarga, aún estando con alimentación eléctrica), por ello necesitan un
circuito electrónico específico que se encarga de proveerle el llamado
"refresco" (de energía) para mantener su información.
La memoria RAM de un
computador se provee de fábrica e instala en lo que se conoce como “módulos”.
Ellos albergan varios circuitos integrados de memoria DRAM que, conjuntamente,
conforman toda la memoria principal.
Memoria RAM dinámica
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, tales como resistores
y condensadores. Esta tarjeta posee una serie de contactos metálicos (con un
recubrimiento de oro) que permite hacer la 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 eficiente
posible.
REFLEXIÓN: Después de esta investigación, considero importante tener alguna noción sobre los componentes de nuestro equipo, conocer sus partes, función y evolución.
FUENTES:
https://es.wikipedia.org/?title=Hardware; consultada el 25 de junio
http://roble.pntic.mec.es/jprp0006/tecnologia/tablon_de_anuncios/apuntes_hardware_software.pdf; consultada el 25 de junio
FUENTES:
https://es.wikipedia.org/?title=Hardware; consultada el 25 de junio
http://roble.pntic.mec.es/jprp0006/tecnologia/tablon_de_anuncios/apuntes_hardware_software.pdf; consultada el 25 de junio
http://loscomponentesdelhardware.blogspot.com.ar/2013/04/definicion-origen.html; consultada el 25 de junio
http://expo-tema1-hardware.blogspot.com.ar/p/evolucion-del-hardware-evolucion-del.html; consultada el 25 de junio
