El+ordenador.+Unidades+funcionales.

Características de los ordenadores. Los ordenadores son máquinas automáticas que realizan un tratamiento de la información (cálculo, copia, ordenación...) siguiendo las instrucciones de unos programas y sin necesidad de una continua intervención humana. Entre sus características podemos destacar: - Son programables. Ejecutan las instrucciones que reciben a través de un programa. - Versatilidad. Podemos realizar diversos trabajos: escribir cartas, dibujar planos, controlar otras máquinas, explicar una lección, jugar a ajedrez... - Interactividad. Mantienen diálogos con los sus usuarios y actúan en función de sus ordenes y acciones. - Capacidad d e almacenar. Almacenan grandes cantidades de información en unos discos muy pequeños. - Rapidez. Hacen los trabajos con más rapidez que las personas... Y no suelen equivocarse. Los elementos físicos de los ordenadores, se designan con el nombre genérico de HARDWARE y se agrupan en - La unidad central, que procesa la información. - los periféricos, a través de los cuales entra la información al ordenador y éste comunica los resultados de su proceso a los usuarios. LA UNIDAD CENTRAL La UNIDAD CENTRAL (Central Unit) almacena y ejecuta los programas que le introducimos en la memoria y controla el funcionamiento general del ordenador. Su potencia viene determinada por los siguientes factores: - La capacidad de memoria. - La rapidez en procesar datos. - Los periféricos que puede controlar. Debido a la naturaleza dicotómica de los ordenadores, integrados básicamente por circuitos biestables (que sólo son capaces de conocer la existencia o la ausencia de electricidad o magnetismo en ellos), la Unidad Central sólo puede procesar la información que se presente en un lenguaje binario, es decir, atomizada en bits. Por eso cualquier carácter: letra, dígito, signo... que introducimos en el ordenador, por ejemplo desde el teclado, será transformado en un byte (tira de bits) antes de ser transmitido a la Unidad Central. De esta manera el ordenador trabajará internamente con bytes y sólo cuando tenga que presentar un resultado al usuario los convertirá nuevamente en caracteres visualizables a través de la pantalla o la impresora. Los dispositivos que integran la Unidad Central son: - Memoria interna (o memoria principal) Es donde se almacenan los programas que se están ejecutando y los datos relacionados con ellos. Se puede diferenciar: - Memoria ROM. Contiene programas y datos indispensables para el ordenador y que el usuario no puede modificar. - Memoria RAM. Es una memoria volátil donde se sitúan los programas y los datos con los que es trabaja. Según su ubicación distinguimos entre memoria convencional, alta y extendida - Memoria de configuración. También Uso una memoria volátil pero conserva su contenido alimentada por una batería. Almacena parámetros de configuración, la hora y la fecha. La memoria nos la podemos imaginar como una gran parrilla de celdas ordenadas donde cada carácter almacenado, transformado en byte, ocupa una de estas celdas. Estas celdas se llaman registros de memoria y tienen un número de orden que constituye se dirección. La capacidad de memoria de un ordenador ve determinada por los registros que tiene, es decir, por los bytes que puede almacenar. Para medirla se utilizan las unidades: - Kilobytes = 1.024 bytes (se consideran 1.000 bytes) - Megabytes = 1.000 Kbytes - Gigabytes = 1.000 Mbytes = 1.000.000 Kbytes - Terabytes = 1.000 Gbytes = 1.000.000 Mbytes. - Unidad central de proceso (Central Processing Unit, CPU) incorpora la Unidad Aritmético-Lógica (UAL) y está integrada generalmente por un microprocesador y es la que ejecuta los programas y controla el funcionamiento de todo el sistema. Las principales cualidades de una Unidad Central han de ser la fiabilidad y la rapidez. Esta última dependerá de los bits que pueda procesar el microprocesador simultáneamente en sus registros y de la frecuencia del su reloj interno. Los ordenadores actuales pueden trabajar a una frecuencia superior a 2 Ghz - Controlador de periféricos. Es el encargado de controlar el funcionamiento de los periféricos que están conectados a la Unidad Central del ordenador: teclado, pantalla, impresora, módems, periféricos de almacenamiento ... Los periféricos se conectan a la Unidad Central por unos lugares que ésta tiene preparados al efecto y que se denominan puertos, conectores, ranuras de expansión: - Los bus son las líneas a través de las cuales es comunican entre sí los elementos internos de la Unidad Central. Se distinguen tres tipos de bus: - Bus de datos: disponen de 8, 16 o 32 hilos en paralelo a través de los cuales transportan los caracteres que integran los programas y los datos. - Bus de direcciones: transportan números que representan a direcciones de memoria. Acostumbran a tener 20 o 32 hilos. - Bus de control: transportan señales de control. LOS PERIFÉRICOS E INTERFICIES DE COMUNICACIÓN A través de ellos se comunica la Unidad Central del ordenador, que en definitiva es la que procesa la información, con los usuarios de los ordenadores. Distinguimos diversos tipos de periféricos: - Los periféricos de entrada (input devices) permiten introducir datos y programas al ordenador. Los más usuales son: - El TECLADO (keyboard) Es el principal periférico de entrada de información al ordenador. Acostumbra a tener un eco de pantalla, todo y que los caracteres son almacenados provisionalmente en un buffer de teclado y no entren directamente a la memoria. Suele tener 102 teclas. Las teclas alfanuméricas están dispuestas como en las máquinas de escribir y además incluye otras teclas funcionales: - RETURN: bacía el buffer del teclado y introduce en la memoria de trabajo los caracteres que hemos escrito. - SUPR, BACKSPACE: Borran caracteres. - CAPS LOCK: Activa o desactiva las mayúsculas. - SHIFT: Si se pulsa conjuntamente con una tecla de doble significado escribe el carácter superior de la tecla ; si es pulsa con una tecla alfabética actúa como CAPS LOCK. - ALT, CTRL: se pulsa conjuntamente con otras teclas para obtener diversos resultados. - Las flechas del cursor: en determinados programas permiten mover el cursor por la pantalla. - El RATÓN- (mouse) Es un pequeño dispositivo que al arrastrarlo sobre la mesa en una dirección determinada desplaza el cursor sobre la pantalla en la misma dirección. Dispone de un botón que podemos usar para dar diversas órdenes al ordenador. Los ratones más extendidos son: - El ratón Macintosh de un botón - Los compatibles Microsoft, de dos botones - Los compatibles Mouse Systems, de tres botones. También hay ratones de bola que nos permiten desplazar el cursor al mover directamente una bola que a menudo está ubicada en el mismo teclado. - La TABLETA GRÁFICA consiste en una tabla especial que reconoce el desplazamiento de un lápiz magnético por su superficie; el grafismo que trazamos aparece en la pantalla y se introduce en la memoria del ordenador. Se utiliza mucho en trabajos de delineación, diseño gráfico... - EL ESCÁNER Es un dispositivo que permite introducir directamente dibujos o fotografías en los ordenadores. Podemos distinguir dos tipos: - Escaners de sobremesa: tienen un funcionamiento parecido al de un fotocopiadora, sólo hace falta colocar la imagen original en el escaner y hacer los ajustamientos oportunos para que se genere una copia de la imagen en la pantalla. - Escaners manuales: es desplazan poco a poco por encima de la imagen original y la van reproduciendo en la pantalla. Muchos escaners disponen de la función OCR, que les permite comportarse como un lector de caracteres ópticos. - El LECTOR DE CARACTERES ÓPTICOS OCR (Optic Characters Read) identifica caracteres (letras, números, signos...) escritos a lápiz o tinta en determinados impresos, cuestionarios..., y los introduce en el ordenador. Ahorran mucho trabajo de teclear datos ya que permiten que el ordenador lea directamente los caracteres de los documentos originales. Actualmente muchos escaners disponen de programas específicos que los permiten realizar esta función OCR. - El LECTOR DE BARRAS interpreta los códigos de barras con los que se codifican determinadas informaciones. Los códigos de barras son muy utilizados en el comercio para identificar los productos y facilitar después su distribución y venta ya que los lectores de barras ahorran el trabajo de teclear precios y códigos en el ordenador cuando se despachan los productos. - El MICRÓFONO. Cuando un ordenador dispone de placa de sonido, el MICRÓFONO permite introducir voz y música que la Unidad Central podrá procesar (reproducirla, modificarla, archivarla...). Con programas de identificación de voz el ordenador puede interpretar las órdenes verbales que se introducen desde un micrófono y hasta escribir textos en el dictado. - La CÁMARA DE VÍDEO. Cuando un ordenador dispone de placa de vídeo, puede capturar imágenes en movimiento mediante una CÁMARA DE VÍDEO o a través de un magnetoscopio y procesarlas (reproducirlas, modificarlas, archivarlas...) Hay programas que permiten realizar la edición y el montaje de un vídeo a través del ordenador, que se encarga de controlar los diversos aparatos videográficos (magnetoscopios, cámaras) y sonoros (equipos musicales) que intervienen en el proceso y también facilita la generación de textos y efectos especiales. - La PANTALLA TÁCTIL (touch screen) Es una pantalla, que mediante un contacto táctil sobre su superficie, permite la entrada de datos y órdenes al ordenador. Este contacto también se puede realizar con lápiz y otras herramientas.Actualmente hay pantallas táctiles que pueden instalarse sobre una pantalla normal. - El CONVERTIDOR ANALÓGICO-DIGITAL convierte las señales analógicas de un termómetro o un amperímetro en señales digitales (dígitos) y las introduce en el ordenador para que sean procesadas. Resulta muy útil para controlar automáticamente procesos industriales. Por ejemplo: detectar y corregir excesos de temperatura en una caldera. - Los periféricos de salida (otput devices) presentan al usuario los resultados que obtiene el ordenador al procesar información. Los más usuales son: - La PANTALLA o MONITOR (display) funciona conectada a un adaptador gráfico (tarjeta gráfica) situada en la caja del ordenador. El sistema adaptador-pantalla puede ser: - Con tubo de rayos catódicos - De cristal líquido LCD (como las pantallas extraplanas de los ordenadores portátiles). Las prestaciones gráficas de las pantallas de los ordenadores han evolucionado mucho en los últimos años: - Los primeros sistemas gráficos CGA (Color Graphics Adapter) tenían poca definición: 320 * 200 pixels y trabajaban con un máximo de 4 colores. - Más tarde los sistemas VGA ofrecieron 640 * 480 pixels con 16 colores. - Actualmente tenemos los sistemas super VGA con resoluciones mínimas de 1024 * 768 pixels y que utilizan desde 256 a millones de colores. Las pantallas de calidad tienen sistemas de protección contra los reflejos, la electricidad estática y las radiaciones electromagnéticas. Todo y así, no es conveniente trabajar mucho tiempo con la vista concentrada en la pantalla. - La IMPRESORA (printer) permite presentar la información que proporciona el ordenador en formato papel. Generalmente se conecta a la Unidad Central del ordenador a través de un puerto paralelo y se configura mediante unos microinterruptores (DIP) que lleva incorporados. Sus cualidades más apreciadas son: - Velocidad. Se mide en caracteres por segundo(cps) o en páginas por minuto (ppm). - Tipo de letra: calidad, juegos de caracteres, colores... - Amplitud y gestión del papel: tracción (papel continuo) o fricción. - Posibilidad de programación. - Buffer de impresión. Si puede almacenar mucha información, nos permite usar el ordenador para hacer otros trabajos mientras va imprimiendo. Según la manera en que se realiza la impresión podemos distinguir diversos tipos de impresoras: - IMPRESORAS DE CONTACTO: imprimen al golpear una matriz sobre una cinta entintada y el papel y permiten sacar copias simultáneas. Pueden ser: - de bola o margarita: Su matriz es una bola o margarita que contiene todos los caracteres imprimibles; son lentas y no permiten reproducir gráficos, pero proporcionan un escrito de calidad. - de agujas: Sólo disponen de una matriz de agujas donde se forman los caracteres a medida que se han de imprimir, son más rápidas pero la escritura es de menos calidad. . - IMPRESORAS LÁSER: ofrecen gran rapidez y calidad y permiten la combinación de gráficos, imágenes digitalizadas y textos en la misma página. La impresión se realiza página a página como una fotocopiadora y disponen de una serie de comandos que permiten mejorar sus prestaciones (uno de ellos es el lenguaje POSTSCRIPT). - IMPRESORAS DE INYECCIÓN DE TINTA (ink jet bubbe): escriben al proyectar tinta a través de una matriz con orificios que reproducen los caracteres al imprimir; proporcionan una buena calidad y pueden imprimir en color. - IMPRESORAS TÉRMICAS: imprimen térmicamente sobre un papel especial; dan poca calidad y al papel es caro. - El TRAZADOR (plotter) Es una impresora especializada en trazar planos y gráficos. Puede realizar su trabajo en hojas de grandes dimensiones y utiliza diversos colores. - Los ALTAVOCES. Cuando un ordenador dispone de placa de sonido, los ALTAVOCES permiten escuchar música y voces de calidad con el ordenador. Resultan indispensables para aprovechar las prestaciones sonoras de los programas multimedia. - El SINTETIZADOR DE VOZ transforma señales digitales en señales audibles; permite que el ordenador hable. Hay sintetizadores de voz especiales que leen libros y permiten un fácil control de avance y retroceso de párrafo y páginas. Resultan muy útiles para los ciegos. - El CONVERTIDOR DIGITAL-ANALÓGICO convierte las señales digitales que proporciona el ordenado en señales analógicas (continuas) con las que se pueden controlar dispositivos de esta naturaleza. Con estos convertidores se pueden controlar robots, tortugas... - Periféricos de almacenamiento. Los PERIFÉRICOS DE ALMACENAMIENTO (memorias masivas auxiliares) son memorias permanentes (no volátiles) que actúan como un almacén auxiliar de la memoria del ordenador. En ellas se puede guardar (escribir) la información que no se va a utilizar inmediatamente y recuperarla (leerla) cuando sea preciso. Las informaciones se almacenan en unos paquetes denominados ficheros o archivos que permanecen grabados en un soporte magnético óptico después de la conexión del ordenador. Los periféricos de almacenamiento están conectados a la Unidad central a través de una placa controladora. Sus principales cualidades son: - Gran capacidad de almacenamiento - Alta fiabilidad en las operaciones de lectura y escritura - Alta velocidad de acceso a la información grabada. Las unidades de almacenamiento externo más utilizadas son: - Las UNIDADES DE DISCO FLEXIBLE (floppy disk) son unos dispositivos de lectura y escritura de información que trabajan con unos discos transportables elaborados con un plástico flexible recubierto por una sustancia magnética. Tienen un acceso directo a la información que se almacena en las dos caras, pero antes de utilizarlos es necesario realizar una operación de formateo que proporcione una estructura al disco. Los discos flexibles más utilizados han sido: - discos de 5 1/4: con una capacidad de 360 K. (doble densidad) o 1'2 M. (alta densidad). EN DESUSO. - discos de 3 1/2: con una capacidad de 720 K. (doble densidad) o 1'4 M. (alta densidad). - Las UNIDADES DE FIJO o disco duro (hard disk) son unos dispositivos de lectura y escritura de información que operan con unos discos magnéticos rígidos situados en su interior. Igual que los discos flexibles tienen un acceso directo a la información y se necesita realizar un formateo antes de usarlos. Son más rápidos y fiables que los discos flexibles y pueden almacenar más de 1 Gbytes. Actualmente han salido al mercado unas unidades de disco duro removibles que pueden ser transportadas fácilmente de un ordenador a otro - Las UNIDADES DE CD-ROM o DVD son dispositivos que leen la información almacenada sobre disco ópticos. Los CD-ROM, unos discos similares a los compact-disc que se utilizan en audio y que mediante la tecnología láser pueden contener gran cantidad de información (más de 600M). Las unidades de CD-ROM convencionales sólo pueden leer la información que tienen los CD-ROM; no pueden escribir más datos ni borrar su contenido. No obstante también hay unidades grabadoras que permiten la grabación (una única vez) de discos CD-ROM. Los lectores DVD (Digital Video Disk) además de leer los discos convencionales de CD-ROM y audio, pueden leer los nuevos discos DVD de 17 G. - Las UNIDADES DE CINTA MAGNÉTICA (datacartridge) son unidades de lectura y escritura de información sobre cintas magnéticas. A diferencia de las unidades de disco, las unidades de cinta magnética tienen un acceso secuencial a la información, de manera que son mucho más lentas. - Periféricos de comunicación. Las unidades de comunicación son dispositivos que facilitan el intercambio de información (programas, datos...) entre dos o más ordenadores distantes. Entre ellos están: - Los MÓDEMS (moduladores-demoduladores) son periféricos que permiten la conexión del ordenador a la línea telefónica para la transmisión de programas y datos. Modulan la información digital que emite el ordenador emisor para que pueda viajar por la línea telefónica y, al otro lado de la línea, demodula los mensajes y los convierte en señales digitales comprensibles para el ordenador receptor. Hay dos tipos de módem: - Modems externos: que se conectan directamente a un puerto serie de la Unidad Central del ordenador. - Modems internos, montados sobre una placa que se coloca dentro del ordenador. Las principales cualidades de un módem han de ser la fiabilidad y la velocidad de la transmisión. Actualmente hay módems con velocidades de 56’6 Kbits por segundo. Para poder trabajar con los entornos gráficos de la red Internet es necesario disponer de un módem que trabaje a una velocidad de 14.400 o superior. La velocidad de las transmisiones depende en gran medida de las características de la línea telefónica. Las líneas de fibra óptica proporcionan la máxima velocidad de transmisión. - Las TARJETAS ADAPTADORAS RDSI o ADSL. Si se dispone de una línea telefónica digital RDSI o conexión ADSL, entonces en vez de un módem será necesario instalar en un puerto PCI del ordenador una tarjeta adaptadora RDSI o un adaptador ADSL - La TARJETA DE CONEXIÓN A REDES (Local Area Network). Permite la interconexión de los ordenadores formando redes que facilitan el intercambio de información y la compartición de recursos (impresoras, discos duros...). Una de las más utilizadas en Ethernet. - Los MULTIPLEXORES permiten que una misma línea de comunicación transporte mensajes emitidos por diversos ordenadores. Una de las aplicaciones de los multiplexores es la conexión de diversos ordenadores a una misma impresora. También se usan en las redes locales. - Las interficies de comunicación. Las interfícies de comunicación son cables y dispositivos mediante los cuales la Unidad Central se comunica con sus periféricos a través del enlace de sus respectivos puertos. Distinguimos: - Conexiones tipo paralelo: disponen de un mínimo de 8 hilos dedicados a transportar la información byte a byte. La más usual es el tipo CENTRÓNICOS (de 36 vías), utilizado generalmente por la impresora. - Conexiones tipo serie: tienen un único hilo dedicado al transporte de información, de manera que los bytes tienen que ser transportados divididos en bits, en 8 emisiones sucesivas. Es por tanto más lento, pero por líneas largas resulta más económico. La más usual es el tipo RS-232 (de 25 vías), utilizado por la pantalla y los módems. - Conexiones tipo USB, que además de permitir la conexión de los periféricos con el ordenador en marcha, los configuran automáticamente. - Las ranuras de expansión: son unos zócalos que se encuentran en la placa base y permiten la introducción de las tarjetas que han de controlar a los periféricos. Las hay de diverso tipo: AGP para la tarjeta gráfica, PCI (de 32 bits), ISA (de 16 bits)...