El ordenador personal y sus componentes físicos

AutorMaria Gabriela Perez Hernandez/Abraham Duarte
Cargo del AutorProfesora Asociada de Lenguajes y Sistemas Informáticos (URJC)/Profesor colaborador de Lenguajes y Sistemas Informáticos (URJC)
Páginas81-120

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Definición

El ordenador personal o PC, es una máquina capaz de realizar multitud de acciones con una gran precisión y rapidez. Para realizar esta estas tareas debe recibir unos datos de entrada llevar a cabo el tratamiento de esos datos (procesarlos) y brindar una salida o resultado. La entrada de datos es facilitada por los periféricos de entrada (teclado, ratón, escáner, etc.). La salida es gestionada por los dispositivos de salida (monitor, impresora, ploter, etc.). El procesamiento de los datos es realizado por la CPU.

La estructura básica de un ordenador personal consta de las siguientes partes: la unidad central de proceso (CPU), la memoria, puertos de conexión y cableado para las comunicaciones y los dispositivos periféricos.

La torre

Alberga todos los componentes internos del ordenador y todas la interfaces hardware (puertos) para conectar los diferentes cables de comunicación y dispositivo periféricos. En la figura 3.1 se muestra la estructura de este caparazón.

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Figura 3.1. La torre (partes delanteras y posteriores)

Existen gran variedad de cajas, pero, por lo general son de tipo vertical (torre, gran torre, semitorre, minitorre) y sobremesa, con posibilidades de ampliaciones, futuras. Las de tipo vertical se caracterizan por ofrecer una mejor ventilación y un mayor espacio para ampliación. Dentro de estos componentes incorporados en la unidad central de proceso tenemos los siguientes: la fuente de alimentación, el ventilador, los cables internos y la placa base.

La fuente de alimentación

La fuente de alimentación es un gran bloque dentro del ordenador del que salen diferentes cables que se unirán a los distintos dispositivos que se adicionan.

El objetivo de la fuente de alimentación es, transformar la corriente alterna en corriente continua a las tensiones adecuadas para alimentar los diferentes dispositivos y circuitos.

En la parte trasera se observa, también uno de los componentes de la fuente de alimentación: el ventilador, necesario para disipar el calor generado en todo el proceso. En algunos casos se puede encontrar un interruptor para cambiar entre 125 voltios y 220 voltios).

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El ventilador

A media que los microprocesadores van aumentando su velocidad también aumenta la potencia que disipan, por lo que en la actualidad todos los micros llevan incorporado un disipador de calor y un ventilador para aumentar la disipación. Es importante proveer a los ordenadores de una buena ventilación para evitar problemas de ruidos y bloqueos sin causa aparente.

Los cables internos

Todo dispositivo conectado al ordenador dispone de dos cables de conexión: uno va a la corriente eléctrica y otro el cable de bus de datos, que se encarga de transmitir o transportar los datos desde el dispositivo hasta el procesador y viceversa.

La placa base

Es el primer elemento relevante en el interior de un ordenador, es decir, que su importancia se debe a que a la placa base o madre se conectan todos los dispositivos incluyendo al microprocesador. Está hecha de fibra de vidrio y maneja todas las comunicaciones existentes entre la CPU (Unidad Central de Proceso) o microprocesador y los periféricos. En ella podemos encontrar la mencionada CPU, el chipset, el BIOS, la memoria principal (RAM), los chips de entrada/salida, los puertos para el teclado, los puertos serie y paralelo de entrada/salida, las ranuras de expansión, la conexión a la fuente de alimentación., entre otras. En la figura 3.2 se muestra un modelo de placa base. A continuación haremos una descripción de algunos de los más relevantes componentes incorporados en ella.

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Figure 3.2. Placa base o madre18

El chipset: Es un conjunto de circuitos encargado de las transferencias de datos entre los buses y la memoria y entre el procesador y la memoria. Además gestiona la memoria caché de segundo nivel. Además, determina la cantidad de memoria RAM que se puede poner al ordenador, la velocidad del bus del sistema, la posibilidad de poder utilizar o no el puerto USB y las tarjetas gráficas AGP, entre otras. También se les cuele conocer como: FX, VX, TX, 440GX, AGPSet, 450NX PCISet… y constituyen un elemento vital en cualquier ordenador.

El BIOS (Basic Input Output System): sistema básico de entrada y salida. Es un conjunto de instrucciones de bajo nivel. Está incorporado en la memoria de sólo lectura (ROM) de la computadora. Se encarga de controlar, entre otras, la puesta en marcha del ordenador, la ejecución de los diagnósticos de arranque y el intercambio de información a través de los puertos. Los sistemas Windows 95 y 98 actúan por encima del BIOS, vigilando su actividad después del arranque inicial. Físicamente, el BIOS está almacenado en uno o varios chips en la placas base.

Los buses: Son un conjunto de conexiones eléctricas que realiza una función determinada. Está formado por cables (hilos conductores) que se encargan de unir, por regla general, la placa base con la mayoría de los dispositivos: discos duros, CD

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ROM, disqueteras, etc. Si el bus es de ocho hilos se dice que es de 8 bits. Existen buses de 16, 32 y 64 bits.

Hay tres tipos de buses: bus de direcciones, bus de datos y bus de control. Todos estos forman el bus del sistema.

* El bus de datos: se encarga de transmitir la información (bits) entre los dispositivos y la CPU y viceversa, a través de los slots (ranuras) de expansión.

* Bus de direcciones: formado por varias conexiones que están unidas el microprocesador a cada dispositivo y a la memoria.

* Bus de control: Señales que transportan mensajes de un dispositivito a otro.

Los Puertos: Los puertos de comunicación son los encargados de conectar cualquier dispositivo con el microprocesador. Existen varios tipos de puertos19entre los que tenemos: el serial, el paralelo, el USB20, el FireWire21...Los puertos serie22y paralelo23son constantes desde siempre en todos los ordenadores, y el puerto de USB se ha incorporado a partir de los chipset VX (Pentium MMX). Pueden estar soldados directamente a la placa base como en los Pentium II o estar conectados mediante unos cables especiales.

Los dispositivos conectados a los puertos son los estándares habituales tales como, el ratón, la impresora, el MODEM, las unidades de cinta…

Los Controladores: Son las ranuras o slots existentes en la placa base ya sea fijas en ella o añadidas mediante tarjetas. Su objetivo es poder conectar al PC los discos duros,

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las disqueteras, los CD ROM/DVD, etc., a través de los buses. Los controladores son los IDE y los SCSI.

El Microprocesador o CPU

El microprocesador familiarmente conocido como el cerebro del ordenador es el encargado de realizar las operaciones matemáticas y lógicas y de coordinar todo con el fin de proporcionar un funcionamiento correcto.

La arquitectura interna de un microprocesador está basada en el modelo Von Neumann. Según ella, un ordenador es capaz de efectuar una serie de órdenes o instrucciones elementales llamadas instrucciones máquina, que se encuentran almacenadas en la memoria. En la figura 3.3 se muestra esta arquitectura en la que se pueden apreciar tres unidades básicas que son: La memoria, la unidad aritmética y lógica (ALU) y la unidad de control (CU). La figura 3.4 muestra los flujos de información en la ejecución de un programa.

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Figura 3.3. Arquitectura Von Neumann de un PC

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Ejemplo de la ejecución de un programa

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Figura 3.4. Ejecución de un programa.

* La unidad de control (CU): Es la encargada de interpretar las instrucciones máquina de la memoria principal (programa), y asegurar que se ejecuten las instrucciones leídas, coordinar las operaciones de la ALU y controlar los recursos del ordenador. Para saber en qué posición de memoria está la instrucción que se tiene que ejecutar en cada momento se utiliza el Registro Contador de Programa.

* Unidad Aritmética y Lógica (ALU): Realiza las operaciones matemáticas y lógicas indicadas por la CU, tales como sumas, restas, y comparaciones lógicas (AND, OR, XOR). La ALU está gestionada por la CU mediante el bus de control.

Las memorias integradas

Es un medio de almacenamiento de información (datos y programas). Se encuentra dividida en varias partes que se identifican mediante una dirección (posición). Todas las posiciones son del mismo tamaño, pero, diferente posición. En un ordenador básicamente existen dos tipos de memorias integradas: la memoria ROM y la memoria RAM. Tanto las memorias RAM como las ROM son de acceso aleatorio, es decir, que se puede acceder a cualquier posición de ellas sin ningún orden establecido En la figura 3.5 se muestra un chip de memoria.

* La Memoria ROM: La memoria ROM (Read Only Memory), memoria de solo lectura. Está compuesta por chips formados por celdas de memoria que contienen instrucciones fijas, que no pueden borrarse ni modificarse y permanecen en el ordenador, aun estando apagado. También controla el funcionamiento de los dispositivos internos del ordenador.

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* La Memoria RAM: (Random Access Memory), Memoria de Acceso Aleatorio. Está compuesta, por un conjunto de chips y sólo guarda la información temporalmente (mientras...

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