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Estructura Interna de
la Computadora y
Periféricos
Prof. Guillermo de Majo
Informatización de Bibliotecas
Temas
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
Computadora.
Tipos de Computadoras.
Componentes de la Computadora.
Funcionamiento de la Computadora.
Funciones de la Computadora.
Microprocesador.
Memoria.
Tipos de Memoria.
Unidades de Medida.
Interfaces.
Placa Base.
Dispositivos de Almacenamiento.
Perisféricos.
Computadora

Una computadora es un dispositivo capaz de
aceptar datos, realizando sobre ellos
determinados procesos y entregando los
resultados de estos procesos como información
útil.
Tipos de Computadoras (tamaño)
1.
Supercomputadoras



Blue Gene - IBM y
Department of Energy
(EE.UU.)
Columbia - NASA y
AMES research Center
(EE.UU)
Earth Simulator - Earth
Simulator Center (Japón



Tipo de computadora
más potente y más rápida
que existe en un
momento dado.
Están diseñadas para
procesar enormes
cantidades de
información en poco
tiempo.
Son dedicadas a una
tarea especifica.
Tipos de Computadoras (tamaño)
2.
Macrocomputadoras o
mainframes



Son grandes, rápidas y
costosas.
Sistemas capaces de controlar
cientos de usuarios
simultáneamente y cientos de
dispositivos de entrada y
salida.
Son más poderosos que las
súper computadoras porque
soportan más programas
simultáneamente.
Tipos de Computadoras (tamaño)
3.
Minicomputadoras





Surgió 1960.
Es una versión más pequeña
de la macrocomputadora.
Orientada a tareas especificas.
Es un sistema multiproceso
(varios procesos) capaz de
soportar de 10 hasta 200
usuarios simultáneamente.
Actualmente se usan para
almacenar grandes bases de
datos, automatización
industrial y aplicaciones
multiusuario.
Tipos de Computadoras (tamaño)
4.
Microcomputadoras o PC
(Personal Computer)



Tuvieron su origen con la
creación de los
microprocesadores.
Las PC son computadoras
para uso personal.
Tipos de PC:

Computadoras personales de
escritorio.
 Computadoras personales
portátiles Laptop, Notebook o
Palmtop.
 Estaciones de trabajo o
Workstations.
Componentes de la Computadora

1.
2.
3.
4.
Una computadora tiene los siguientes
componentes de hardware agrupados de
acuerdo a su funcionalidad:
Dispositivos de entrada
Dispositivos de salida
Unidad central de procesamiento
Memoria y dispositivos de almacenamiento.
Funcionamiento de la
Computadora

A través de los dispositivos de entrada (teclado,
ratón, micrófono, etc.) se introducen datos.
Estos pasan a guardarse en los dispositivos
correspondientes (memorias) y se incorporan a
la unidad central donde se procesan. El
resultado de tal procesamiento se envía a los
dispositivos de salida (monitor, impresora, etc.)
dando lugar a la salida de datos.
Funciones de la Computadora
1.
2.
3.
4.
Reciben entradas: la entrada son los datos que
se capturan en un sistema de computación
para su procesamiento.
Producen salidas: la salida es la presentación
de los resultados del procesamiento.
Procesan información.
Almacenan información.
Microprocesador, Procesador o
CPU (Unidad Central de Procesamiento)

Es el chip más importante de la
computadora. Es un circuito
electrónico integrado que actúa
como unidad central de proceso
de un ordenador, proporcionando
el control de las operaciones de
cálculo.




Controla y coordina toda la
actividad del procesamiento de
datos, incluyendo el control de
todos los dispositivos de
Entrada/Salida.
Coordina la entrada y salida de
datos e información de las
diferentes memorias
Ejecuta las instrucciones de los
programas.
Ejecuta todos los cálculos
matemáticos (Suma, resta,
multiplicación y división) y todas
las comparaciones lógicas.
Microprocesador, Procesador o
CPU (Unidad Central de Procesamiento)

Funcionamiento
Microprocesador, Procesador o
CPU - Unidad de control


Es la encargada de controlar la operación de los
componentes de la CPU, y también los elementos
externos a ella, mediante el envió de señales de control.
Funciones básicas:





Controlar la secuencia de instrucciones a ser ejecutadas.
Controlar el flujo de datos entre las diferentes partes que forman
un ordenador.
Interpretar las instrucciones.
Regular tiempos de acceso y ejecución en el procesador.
Enviar y recibir señales de control de periféricos externos.
Microprocesador, Procesador o
CPU – Unidad de Control

Elementos:
 Contador
de
programa
 Registro de
instrucciones
 Decodificador
 Reloj
 Secuenciador
Microprocesador, Procesador o
CPU – Unidad de Control

Contador de programa: Contiene
permanentemente la dirección de
memoria de la siguiente instrucción a
ejecutar.

Registro de instrucción: Contiene la
instrucción que se está ejecutando en
cada momento.

Registro de Estado: Mantiene
información "bits de estado" o " flags"
con información sobre lo que ha
pasado en la operación realizada por
la ALU.

Registro de Direcciones de
Memoria (MAR): Guarda la dirección
del dato que va a ser accedido en la
memoria.

Decodificador de Instrucciones: Se
encarga de extraer el código de
operación de la instrucción en curso.

Decodificador de Direcciones:
Unidad que interpreta la dirección en
el registro de direcciones de Memoria
MAR y selecciona la posición de
memoria a ser accedida.

Reloj: Proporciona una sucesión de
impulsos eléctricos a intervalos
constantes, que marcan los instantes
en que han de comenzar los distintos
pasos de que consta cada instrucción.

Secuenciador: Aquí se generan
órdenes muy elementales (micro
órdenes) que, sincronizadas por los
impulsos de reloj, hacen que se vaya
ejecutando la instrucción que está
cargada en el registro de instrucción.
Microprocesador, Procesador o
CPU - Unidad Aritmético Lógica


ALU (Aritmetic Logic
Unit).
Esta unidad se encarga
de realizar las
operaciones elementales
de tipo aritmético (sumas,
restas, productos,
divisiones) y de tipo
lógico (comparaciones).
Microprocesador, Procesador o
CPU – Unidad Aritmético Lógica


Circuito operacional:
Contiene los circuitos
necesarios para la realización
de las operaciones con los
datos procedentes de los
registros de entrada (REN).
Registros de entrada (REN):
En ellos se almacenan los
datos u operandos que
intervienen en una instrucción
antes de la realización de la
operación por parte del circuito
operacional.

Registro acumulador:
Almacena los resultados de
las operaciones llevadas a
cabo por el circuito
operacional.

Registro de estado (flags):
Se trata de unos registros de
memoria en los que se deja
constancia de algunas
condiciones que se dieron en
la última operación realizada y
que habrán de ser tenidas en
cuenta en operaciones
posteriores.
Microprocesador, Procesador o
CPU - Instrucciones

Las instrucciones se clasifican según su función en:

Instrucciones de transferencia de datos:


Instrucciones de cálculo:


Son instrucciones destinadas a ejecutar ciertas operaciones
aritméticas o ciertas operaciones lógicas.
Instrucciones de transferencia del control del programa:


Estas instrucciones mueven datos (que se consideran elementos
de entrada/salida) desde la memoria hacia los registros internos del
microprocesador, y viceversa.
Permiten romper la secuencia lineal del programa y saltar a otro
punto del mismo.
Instrucciones de control:

Son instrucciones que actúan sobre el propio microprocesador.
Permiten acceder a diversas funciones.
Microprocesador, Procesador o
CPU - Instrucciones

Ejecución de las
instrucciones

Para que un programa
pueda ser ejecutado por
una computadora, debe
estar almacenado en la
memoria central (RAM). El
microprocesador tomará
una a una las instrucciones
que lo componen e irá
realizando las tareas
correspondientes.
Microprocesador, Procesador o
CPU - BUSES

La CPU se comunica con el exterior mediante buses
(grupos de líneas por las que recibe o envía datos). Los
buses de una CPU son fundamentalmente tres:



El bus de datos: a través del cual la CPU recibe datos del
exterior o los envía al exterior.
El bus de direcciones: es el utilizado por la CPU para mandar
el valor de la dirección de memoria o de un periférico externo al
que la CPU quiere acceder.
El bus de control: con una serie de líneas por las que salen o
entran diversas señales de control utilizadas para mandar
acciones a otras partes del ordenador.
Microprocesador, Procesador o
CPU (Unidad Central de Procesamiento)

La Velocidad del Procesador:
 Se
mide en MHz (Megahertz). Un Megahertz es un
millón de hertz y un Gigaherz (Ghz) mil millones de
herz. Un hertz equivale a un ciclo de reloj por
segundo.

Procesadores Actuales:
 Los
últimos procesadores de Intel son: Pentium 4 3.2
Ghz., Xeon 3.2 Ghz. y Celaron 3 Ghz.
 Los últimos procesadores de AMD son: Athlon XP 2
Ghz., Sempron 3.1 Ghz.
Memoria


Es la capacidad de almacenar información.
Se divide en dos:



Memoria Central (Interna): la CPU utiliza la memoria de la
computadora para guardar información mientras trabaja con ella,
mientras esta información permanezca en memoria, la
computadora puede tener acceso a ella en forma directa. La
memoria interna consta de dos áreas de memoria: RAM y ROM
Memoria Auxiliar (Externa): es donde se almacenan todos los
programas o datos que el usuario desee. Los dispositivos de
almacenamiento o memorias auxiliares mas comúnmente
utilizados son: cintas magnéticas y discos magnéticos.
Su unidad de almacenamiento es el byte que es la
capacidad de almacenar un caracter.
Tipos de Memoria – Memoria ROM

Esta memoria es sólo de lectura, y sirve
para almacenar el programa básico de
iniciación, instalado desde fábrica (BIOS).
Este programa entra en función en cuanto
es encendida la computadora y su primer
función es la de reconocer los
dispositivos, (incluyendo memoria de
trabajo).
Tipos de Memoria – Memoria RAM



Esta es la denominada memoria de
acceso aleatorio, tiene la característica de
ser volátil.
Una computadora utiliza la memoria de
acceso aleatorio (RAM) para almacenar
las instrucciones y los datos temporales
que se necesitan para ejecutar las tareas.
De esta manera, la unidad central de
proceso o CPU puede procesar
rápidamente las instrucciones y los datos
almacenados en la memoria.
Tarjetas de memorias actuales: DIMM,
SIMM, DDR, SDRAM, de 128 MB, 256
MB, 512 MB y 1GB.
Diferencia entre Memoria y
Almacenamiento

El término "memoria" significa la cantidad de RAM instalada en la
computadora, mientras que "almacenamiento" hace referencia a la
capacidad del disco duro.

La información almacenada en el disco duro permanece intacta cuando se
apaga la computadora. En cambio, el contenido de la memoria queda
borrado cuando se apaga la computadora.

La memoria de la computadora guarda las modificaciones introducidas en
el documento hasta que el usuario las guarda en el disco duro. Si por
cualquier razón se interrumpe la operación de la computadora, por ejemplo,
debido a un corte de luz o a un error del sistema, se perderán todas las
modificaciones realizadas que no fueron salvadas hasta ese momento.
Unidades de Medida





Byte (B): es la capacidad de almacenar un carácter: una
letra, número o cualquier símbolo como #, $, &, etc.
Kilobyte (KB): es igual 1024 bytes.
Megabyte (MB): es igual 1024 kilobytes y a 1.048.576
bytes.
Gigabyte (GB): es igual 1024 megabytes y a
1.073.741.824 bytes.
Terabyte (TB): es igual a un trillón de bytes.
Interfaces – RS-232






Es una estandar aprobada por la
Electronic Industries Alliance (EIA)
para conectar dispositivos seriales.
Soporta 2 tipos de conectores de 25
(DB25) y 9 Pines (DB9).
Intercambio en serie de datos
binarios.
Velocidades de transmisión
superiores a los 20,000 bps.
Opera con datos síncronos.
Limitada por una longitud de cable de
aprox. 15 metros.
Placa Base


Tarjeta principal, placa madre o
motherboard.
Es donde se encuentran el
microprocesador, los circuitos
electrónicos para manejar los
dispositivos periféricos, los
chips de memoria y las
conexiones básicas para todos
los componentes de la
computadora, los cuales giran
en torno al microprocesador.
Interfaces - Centronics
Interface estándar para
conectar impresoras y
dispositivos paralelos.
 Soporta un conector de 36
pines utilizado para interfaces
de impresoras paralelas y un
conector de 50 pines.

Interfases - USB (Universal Serial
Bus)



Interfaz para transmisión de datos y distribución
de energía entre la PC y ciertos dispositivos:
teclados, mouses, scanner, impresoras,
módems, placas de sonido, cámaras, etc.
Emplea topología estrella y el método de
acceso al medio es paso de testigo.
Características:



Plug and Play
Hot Pluggable
Velocidad de transferencia de los datos hasta 12
Mbps
 Soporte Multiplataforma
 Múltiples Dispositivos Conectados de Manera
Simultanea
Dispositivos de Almacenamiento Disco Duro

Se lo denomina
también disco rígido.
En él se pueden
almacenar grandes
cantidades de
información y
modificar en cualquier
momento su
contenido.
Dispositivos de Almacenamiento Disco Duro - Partes






Está formado por varios platos de metal
(platters) recubierto con material magnetizable.
El plato a su vez está dividido en pistas
(tracks), que es la trayectoria circular que la
cabeza de lectura/escritura traza sobre la
superficie giratoria del plato.
Las pistas se dividen en sectores (sectors).
Posee una cabeza (head) en cada lado del
plato.
El cilindro (cylinder) está formado por las pistas
concéntricas de cada cara del plato que están
situadas unas justo encima de las otras, de
modo que la cabeza no tiene que moverse para
acceder a las diferentes pistas de un mismo
cilindro.
Organización lógica: al dar formato al disco rígido,
se agrupan los sectores en unidades de asignación
(clusters).
Dispositivos de Almacenamiento Disco Duro



Capacidad de almacenamiento: cantidad de
información que puede grabarse en el disco
duro. (200 GB)
Velocidad de rotación: es la velocidad a la que
gira el disco duro. Se mide en número de
revoluciones por minuto (rpm). (7200 rpm,
10000 rpm)
Tiempo de acceso: es el tiempo medio que
tarda la cabeza del disco en acceder a los datos
que necesitamos. (10 milisegundos)
Dispositivos de Almacenamiento –
Disquetes (Disco Flexible)




Consiste en un disco plástico, recubierto en ambas
caras por una fina lámina metálica. Todo este
medio está recubierto por una funda plástica que le
brinda protección.
Posee propiedades magnéticas, modificables por
los cabezales de lectura/escritura.
Existen discos flexibles de dos tipos: los disquetes
de 5 ¼ y los de 3 ½. Pueden ser de acuerdo a su
capacidad de almacenamiento de doble o alta
densidad.
Los utilizados actualmente son los disquetes de 3
½ de alta densidad, que tienen una capacidad de
1,44 Mb, vvelocidad de rotación de 360 rpm y tiempo
de acceso de 150 mseg.
Dispositivos de Almacenamiento –
Unidades ZIP





Las unidades Zip, por las capacidades de sus disquetes,
por su confiabilidad y por su velocidad de transferencia
están a mitad de camino entre los disquetes y los HD,
aunque más próximas a éstos últimos.
Su velocidad de giro es de 3.000 rpm.
El gabinete del ZIP drive puede ser interno o externo.
La conexión del ZIP drive externo se hace en el puerto
paralelo que usa la impresora.
Pueden almacenar entre 100 y 200 Mb.
Dispositivos de Almacenamiento –
CD ROM



Compact Disk Read Only Memory
Construidos de material metálico
recubierto por un polímero.
CD Grabable (CD-R):



Puede grabar información sólo una vez.
Puede almacenar hasta 700 MB.
CD Regrabable (CD-RW) :


Es similar al CD-R, pero permite cambiar
los datos que registra en un disco.
Almacena la misma cantidad de datos
que un CD-R.
Dispositivos de Almacenamiento –
CD ROM






Una unidad de disco compacto usa rayos láser
en lugar de imanes para leer y escribir la
información en la superficie del disco.
Una unidad de velocidad simple (1X) lee a 150
Kb por segundo, una de velocidad doble (2X)
lee a 300 Kb/s.
Unidades de Cd Room lectoras: sólo pueden
leer la información del disco
Unidades de Cd Room grabadoras: pueden
leer y escribir información en el disco.
Las velocidades de grabación actuales son:
24x, 32x y 48x.
Las velocidades de lectura actuales son: 48x,
52x y 72x.
Dispositivos de Almacenamiento –
DVD (Digital Video Disc)



Soporte para el almacenamiento de datos de igual funcionamiento y
tamaño que el CD-ROM, aunque con pistas más finas, lo cual aumenta la
densidad de la información grabable en la superficie y por tanto le da una
mayor capacidad de almacenamiento que el CD-ROM.
Los tipos de formatos comerciales existentes son DVD-Video, DVD-Audio y
DVD-ROM.
Dentro de estas categorías existen 5 tipos de discos:
 El DVD-5 contiene una sola cara grabada en una sola capa y su
capacidad es de 4,7GB.
 El DVD-9 contiene una sola cara y dos capas de información, esto es
porque el láser recorre dos veces el disco haciendo foco primero en
una capa semitransparente y luego en otra capa que esta unos
micrones más hacia adentro del disco. Su capacidad es de 8,5GB.
 El DVD-10 contiene dos caras y una sola capa por cara, su capacidad
es de 9,4GB.
 El DVD-14 contiene dos caras, una de dos capas y la otra de capa
simple, su capacidad es de 13,2GB.
 El DVD-18 contiene dos caras y dos capas por cada cara, su capacidad
es de 17GB.
Dispositivos de Almacenamiento –
Unidades de Cintas Magnéticas
Se utilizan para dar soporte a un gran
volumen de datos.
 Consisten en una cinta magnética que se
enrolla en un tambor, todo esto se
encuentra dentro de un cartucho plástico.

Periféricos - Teclado



Periférico de entrada de datos.
Las teclas que lo constituyen sirven
para entrar caracteres alfanuméricos y
comandos a una computadora.
En un teclado se puede distinguir a
cuatro subconjuntos de teclas:





Teclado alfanumérico.
Teclado numérico.
Teclado de funciones (desde F1 hasta F12).
Teclado de cursor.
Teclas especiales.
Periféricos – Mouse (Ratón)



Periférico de entrada de datos.
Este dispositivo permite simular el
señalamiento de pequeños dibujos o
localidades como si fuera hecho con el
dedo índice. Una vez señalado, permite
seleccionar objetos e incluso tomarlos y
cambiarlos de lugar.
Mouse Inalámbrico: Es un dispositivo
óptico y sin cables. Debe estar sobre
cualquier superficie opaca, no importa su
rugosidad.
Periféricos – Escáner




Registra caracteres escritos, o gráficos
en forma de fotografías o dibujos,
impresos en una hoja de papel facilitando
su introducción la computadora.
Funcionamiento: mediante haces de luz
digitalizan punto por punto una imagen y
la transfieren a la memoria de la
computadora en forma de archivo.
La resolución con la que pueden rastrear
una imagen se mide en dpi (dots per inch
- puntos por pulgadas). (19.200 dpi)
OCR son programas de reconocimiento
de caracteres que convierten la imagen
del documento rastreado en texto libre.
Perisféricos – Cámara Digital
Periférico de entrada.
 Es similar a una cámara
convencional,
 Guarda las imágenes
capturadas en un chip de
memoria o en un dis43quete.

Perisféricos - Monitor



Periférico de salida.
Se encarga de representar visualmente la información.
Características:
 Tamaño de la pantalla: se mide en pulgadas. (21”)
 Resolución: se mide en píxeles. El píxel es el
elemento más pequeño en la pantalla. Cuanto mayor
sea el número de píxeles mayor es la resolución y
produce imágenes más claras y mejor definidas. Una
resolución de1024x768 píxeles puede representar
hasta 768 líneas horizontales de 1024 puntos cada
una.
Perisféricos - Monitor

Existen dos tipos:
 Basados en un tubos de rayos
catódicos (CRT), como el de los
televisores.
 Pantallas
planas de cristal líquido
(LCD, LCD liquid cristal display). Las
pantallas planas de cristal líquido
miden de 6 a 8 cm de fondo.
Perisféricos - Impresoras

Sirven para llevar al papel
información que generamos
en la pantalla: texto y
fotografías.
Perisféricos - Impresoras

Matriz de puntos


Inyección de tinta


Su sistema de impresión consisten en un cabezal el cual posee un
juego de agujas que impacta sobre una cinta entintada la cual deja la
impresión sobre el papel. La calidad de impresión va de 200 dip (puntos
por pulgada) a 300 dpi.
Contienen un cabezal, que posee un conjunto de inyectores dispuestos
verticalmente, los cuales expulsan hilos de tinta, que van dejando
impreso el objeto deseado. La calidad de impresión se relaciona con la
cantidad de dpi.
Láser

Un rayo láser crea patrones de cargas eléctricas en un tambor
giratorio, estos patrones atraen tonificador (toner) y lo transfieren al
papel mientras gira el tambor.
Modem



Es un dispositivo electrónico de
entrada/salida que se utiliza
principalmente para convertir señales
digitales a análogas y viceversa. Se
utiliza para realizar la conexión, a
través de las redes telefónicas, con
otras redes.
Velocidad: un modem de 56 K (V90)
trasmite 56 Kb por segundo.
Los modems pueden ser de dos tipos:
Internos o Externos.
Cable módem



Es un dispositivo que permite tener acceso
a datos a muy alta velocidad vía una red de
Video Cable (CATV).
Un Cable Módem típicamente tiene dos
conexiones, una al cable coaxil de la
empresa prestadora del servicio de Video
Cable y la otra a la computadora (PC).
Velocidades:


Dirección hacia el abonado (desde la red hacia la
computadora) aproximadamente de 36 Mbps.
Dirección contraria (de la computadora hacia la
red) hasta 10 Mbps.