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Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE

EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE
1     ARQUITECTURA DEL ORDENADOR
      Un ordenador proporciona unos resultados a partir de la información que recibe. Para poder
procesar la información, ésta debe estar codificada, es decir, descompuesta en datos numéricos. Con
estos datos, el ordenador realiza operaciones exactas y obtiene conclusiones.
      El dato más pequeño que manejan los ordenadores es el bit o dígito binario, que sólo admite los
valores numéricos 1 y 0.
      El bit almacena información simple, como la respuesta a una pregunta del tipo << sí o no >>.
Cualquier otro dato, como un texto o una imagen, estará digitalizado, es decir, codificado por
combinaciones de un cierto número de bits, o sea, de ceros y unos.
      Normalmente se usan estas agrupaciones:

 Agrupación            Valor aproximado             Número exacto de bytes      Número exacto de bits

 1 byte                8 bits                       1 byte                      8 bits

 1 kilobyte (kb)       1000 bytes                   1.024 bytes                 8.192 bits

 1 megabyte (Mb)       1.000.000 bytes              1.048.576 bytes             8.388.608 bits

 1 gigabyte (Gb)       1.000.000.000 bytes          1.073.741.824 bytes         8.589.934.592 bits



         Un ordenador es una máquina eléctrica, por lo que lo único que puede hacer es dejar que pase la
electricidad (1) o impedir que lo haga (0). Los circuitos electrónicos que contiene el ordenador traducen
físicamente los bits a pequeños voltajes y corrientes, representando, por ejemplo, el 1 con 5 voltios y el 0
con 0 voltios. Proporcionan fiabilidad, precisión y elevada velocidad de proceso en un espacio reducido. Un
ordenador contiene circuitos que realizan miles de millones de operaciones por segundo.
       El lenguaje con el que nos entendemos las personas está basado en símbolos (letras, sonidos,
palabras, etc.) que tienen un determinado significado para nosotros. A este tipo de lenguaje le llamamos
analógico. Sin embargo, la máquina sólo entiende de tensión y corriente eléctrica por que para que realice
las tareas que nosotros queremos tenemos que traducir nuestro lenguaje al suyo. Es lo que llamamos
digitalización. Para que ambos lenguajes se entiendan se necesitan conversores analógicos-digitales.
      No obstante, los circuitos electrónicos ofrecen sólo el soporte físico o hardware. Para que un
ordenador funcione adecuadamente necesita también una parte lógica o software, formada por
programas. Estos contienen instrucciones o información para el funcionamiento de los circuitos, que
también se codifican mediante bits.
      Una parte fundamental de los programas la constituye el sistema operativo, que controla los
dispositivos electrónicos y hace de intermediario para su utilización por los usuarios y por otros programas.
Cada elemento físico del ordenador como la pantalla, el teclado, el ratón, la impresora, el disco duro, etc.
tiene un pequeño programa que lo controla que se instala en el sistema operativo. Este pequeño
programita se llama driver. Antes los drivers había que instalarlos manualmente cada vez que se instalaba
un hardware nuevo pero ahora se instalan automáticamente; es lo que se llama plug & play.
       A partir del sistema operativo se podrán cargar los programas de aplicación, haciendo del ordenador
una máquina multifuncional programable, que adapta su funcionamiento a las tareas que deseen realizar
los usuarios.



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2     COMPONENTES DEL ORDENADOR


                                      Componentes del ordenador


 Fuente de             Dispositivos de                                    Tarjetas de             Periféricos de
                                                  Placa base
alimentación           almacenamiento                                      expansión                entrada o
                                                                                                      salida
                         Disco duro           Microprocesador       Gráfica o de vídeo              Teclado
                     Disquetera de 3,5”            Chipset              De sonido                    Ratón
                          CD ROM                     Bus                  De red                    Monitor
                            DVD                   Memoria                MODEM                      Escáner
                         Pen Drive                  BIOS           Capturadota de vídeo            Impresora
                     Disco duro externo       Reloj del sistema    Sintonizadota de TV              Altavoz
                                            Ranuras de expansión                                   Micrófono
                                           Puertos de comunicación                                    etc




2.1 La fuente de alimentación
      La fuente de alimentación convierte la tensión alterna, que es de 220 V, tomada de la red eléctrica,
es decir, del enchufe, en pequeñas tensiones continuas de 5 V, 12 V y 24 V para los circuitos electrónicos.
       Por la parte de atrás de la carcasa la fuente de alimentación se distingue porque tiene el conector
para el cable de alimentación, es decir, el de la corriente, y un ventilador. Además puede tener un
interruptor y un enchufe para la alimentación de la pantalla.
        La función del ventilador es evitar el sobrecalentamiento de la fuente. Por eso es importante que su
rejilla no se tape nunca, no se pegue a la pared o al fondo de la mesa y se limpie de polvo.

2.2 La placa base
     La placa base también se conoce con los nombres de placa madre y motherboard. Es la placa más
importante del ordenador ya que contiene a todos los elementos fundamentales, del ordenador, es decir,
            •   el microprocesador,                                     • la memoria,
            •   el o los chipsets,                                      • la BIOS,
            •   los buses,                                              • el reloj del sistema,
            •   las ranuras de expansión
            •   y las conexiones externas a los puertos de entrada y salida



2.3 El microprocesador
      También recibe los nombres de CPU (Central Processing Unit) o Unidad Central de Proceso, o
simplemente, procesador. Es un chip o circuito integrado que es considerado como el cerebro del
ordenador. En líneas generales sus misiones son:
       • supervisar todas las funciones que realiza el ordenador,
       • comparar el resultado de las operaciones, incluyendo las matemáticas, y
       • seguir las instrucciones contenidas en los programas que se ejecutan.
       La característica fundamental que distingue a los microprocesadores es su frecuencia de trabajo,
que se mide en MHz (megahercios) o GHz (Gigahercios). Mientras más alta sea esa frecuencia mayor será

                                                                                                             2
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la cantidad de operaciones por segundo que podrá realizar el ordenador. Los dos fabricantes más
importantes de microprocesadores son AMD e Intel.

2.4 El chipset
       Se encarga de controlar todo el tráfico de información entre los componentes de la placa base, es
decir, es como el guardia que regula el tráfico de datos de una parte a otra de la placa base. Existen en la
placa base dos chipsets:
            1.   El denominado "North Bridge" o “Puente Norte”, que conecta el microprocesador, la
                 memoria RAM y la tarjeta de vídeo directamente con el Bus PCI.
            2. El "South Bridge" o “Puente Sur”, que conecta el Bus IDE y el Bus USB, igualmente con el
                 Bus PCI
        La función de los chipsets es tan importante que cada vez más catálogos de ordenadores informan
de cuál es el fabricante y el modelo de chipset que incluye la placa base.

2.5 Los buses
      Los buses son los caminos por los cuales se mueve la información y están constituidos por líneas de
cobre (es decir, como los cables) que recorren la placa base. Cada pista transporta un bit. Como la
información se mueve en forma de bytes, los buses pueden ser de 8, 16, 32, etc. Hay tres tipos de buses:
            • El bus de datos transporta los datos entre la CPU y el resto de los componentes (memoria, el
              disco duro, el CD ROM, etc.)
            • El bus de direcciones, encargado de llevar los números (direcciones) que sirven para localizar
              el lugar donde se encuentran los datos dentro de la memoria.
            • El bus de control, traslada las instrucciones que da la CPU para que sean ejecutadas


2.6 La memoria
      La memoria es el lugar donde se almacenan las instrucciones y los datos que utiliza la CPU.
      La CPU, o sea, el microprocesador, está conectada a la memoria por medio de buses especiales que
permiten acceder a ella de manera muy rápida para ejecutar las operaciones.
      La memoria está dividida en compartimentos o células de un byte, llamadas posiciones de memoria
que se identifican con un número que indica su posición para que la CPU las pueda localizar y encontrar los
datos que ahí se encuentren.
      La capacidad de memoria de un ordenador depende de la cantidad de células de un byte de que
dispone. Como contando en bytes resultan número enormes se usan múltiplos como el kilobyte ( mil
bytes), el megabyte ( un millón de bytes) y el gigabyte ( mil millones de bytes).
      Hay dos tipos de memorias:
           • La memoria ROM. Es una memoria cuya información sólo puede leer, es decir, sus datos no
              se pueden modificar y tampoco se borran cuando se apaga el ordenador.
           • La memoria RAM. En este tipo de memoria se puede leer la información que contiene y
              también borrarla y escribir otra nueva. Tiene el problema de que sus datos desaparecen
              cuando se apaga el ordenador. Es en esta memoria donde se cargan los programas que se
              quieren usar (Word, Emule, Paint, juegos, música, fotos, etc.). Es el tipo principal de
              memoria del ordenador.
      Como el microprocesador es el dispositivo más rápido con diferencia del ordenador y como se pierde
mucho tiempo mandando y recibiendo datos de la memoria, en los últimos años se ha desarrollado lo que
se conoce como memoria caché, que es un tipo de memoria muy muy rápida que está dentro del
microprocesador en la que se guardan temporalmente los datos más usados. Cuanta más caché tenga el


                                                                                                          3
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   microprocesador, más rápido trabajará aunque también es más caro. El microprocesador tiene incluido dos
   tipos de caché: la L1 o de nivel 1 que es la más rápida y la L2 o de nivel 2 que es menos rápida.


   2.7 La BIOS
           Es una memoria del tipo ROM que contiene los datos e instrucciones básicos que el ordenador
   necesita para arrancar cuando se enciende, como por ejemplo, chequear los dispositivos que tiene
   instalado el ordenador y ver si funcionan bien (teclado, disco duro, etc.) y luego, si todo va bien, , arrancar
   el sistema operativo. Lleva asociada una pequeña memoria RAM con unos datos que no se borran al apagar
   el PC porque está conectada a una pila o batería.

   2.8 El reloj del sistema
         El reloj del sistema es un dispositivo que envía las señales eléctricas o impulsos eléctricos que
   indican la velocidad de trabajo del ordenador, o sea, la velocidad a la cual son procesados los datos.
          La velocidad de procesamiento, es decir, el número de impulsos por segundo se mide en hercios
   (Hz), pero se utiliza el megahercio (MHz), que equivale a un millón de impulsos por segundo.

   2.9 Ranuras de expansión
          Las ranuras de expansión se conocen también por el nombre de slots. Son conectores que permiten
   instalar tarjetas de expansión. Hay tres tipos de slots:
                • El ISA que son largos y de color negro pero que dada su antigüedad están ya en desuso
                • El PCI, que son cortos y, generalmente, de color blanco
                • El AGP, que son cortos, de color marrón, los más modernos y rápidos y sólo se emplean
                   para la tarjeta de gráficos

   2.10 Los puertos de comunicación
         Los puertos de comunicación son los que hacen posible la conexión de periféricos externos con la
   placa base. Generalmente se encuentran en la parte trasera de la carcasa pero actualmente suelen ponerse
   algunos por la parte frontal para facilitar la conexión y desconexión rápida de pen drives, lectores de MP3,
   cámaras de fotos, micrófono, altavoces, discos duros externos, etc.
          Hay diversos tipos de puertos, cada uno de los cuales tiene sus propias características, lo que facilita
   la configuración organizada del equipo.

                          Puertos USB                                                   Puerto paralelo (LPT1)
                                                                                             25 patillas
                                                                                         Impresora, escáner
Puerto PS/2                                                                                Está en desuso
   Ratón
                                                                                     Puertos serie (COM 1 y COM 2)
Puerto PS/2                                                                                     9 patillas
  Teclado                                                                                    Ratón, módem
                                                                                            Están en desuso


           De todos estos conectores cabe destacar el USB o Bus Serie Universal ya que a pesar de tener unos
   difíciles comienzos se ha convertido actualmente en el conector más utilizado ya que todos los dispositivos
   externos actuales vienen preparados para poder conectarse a él. Es capaz de reconocer hasta 127 tipos
   diferentes de periféricos y es unas 10 veces más rápido que cualquier otro tipo de conector. Además es un
   sistema que permite la conexión de dispositivos “en caliente”, es decir, que se pueden conectar
   impresoras, escáneres, cámaras digitales, etc. sin necesidad de apagar el equipo.

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2.11 LAS TARJETAS DE EXPANSIÓN
       Las tarjetas de expansión añaden los circuitos electrónicos necesarios para aumentar las funciones y
posibilidades del ordenador cuando un usuario quiere tener más o mejores prestaciones. Por ejemplo, si
quieres oír música de vez en cuando por el ordenador, añade una tarjeta de sonido normalita pero si eres
un-a amante y un-a entendido-a de la música, pues quita la tarjeta de sonido que tienes e instálale una de
mejor calidad y prestaciones.
      Por lo tanto, las tarjetas de expansión son voluntarias, no son imprescindibles y se pueden añadir o
cambiar fácilmente. La única excepción es la tarjeta gráfica ya que aunque todo ordenador tiene un
monitor y, por lo tanto, la tarjeta de vídeo es obligatoria, la electrónica necesaria para controlar la pantalla
no se incluye con la placa base para permitir al usuario cambiarla por otra de mejores características, si lo
cree necesario
       Las tarjetas de expansión se ponen dentro de la carcasa del ordenador insertándolas en los slots
libres. Generalmente tienen unos conectores que dan hacia el exterior del ordenador por la parte de atrás.
Siguiendo con el ejemplo de la tarjeta de sonido, éstas tienen conectores para conectar los altavoces, el
micrófono, y dependiendo de la calidad de la tarjeta, para conectarla a un equipo de música o a
instrumentos musicales como órganos o guitarras eléctricas.
      Cada vez que se incluye un hardware nuevo al PC, como son las tarjetas de expansión, hay que
añadirle al sistema operativo un pequeño programa que lo controle. Ese programa recibe el nombre de
DRIVER. Antes había que instalarlo manualmente pero ahora vienen con la características PLUG & PLAY
que consiste en que el driver se instala automáticamente con lo que sólo la tienes que conectar para
poderla usar sin problemas.

LA TARJETA GRÁFICA
       La tarjeta gráfica también se llama tarjeta de vídeo. Se conecta en la placa base a través de la ranura
de expansión AGP. Esta tarjeta es la encargada de acondicionar las señales de vídeo y la información gráfica
para que las imágenes sean presentadas en el monitor. Dependiendo de la calidad de la tarjeta también
sirve para enviar la información de vídeo a un televisor, a un video-grabador o a una de las modernas
pantallas planas TFT.
       Con el fin de quitarle trabajo al microprocesador y a la memoria que está en la placa base, estas
tarjetas tienen su propio microprocesador y su propia memoria de vídeo lo cual hace que el proceso de
presentar imágenes en la pantalla sea más rápido. Esto es importante si se quiere ver películas en el
ordenador o si se quiere jugar con juegos que sean visualmente muy espectaculares. De ahí que cuanta
más memoria de vídeo se tenga, mejor porque más rápido trabaja el ordenador.

LA TARJETA DE SONIDO
      Esta tarjeta se conecta en un slot tipo PCI. Su función es la de permitir la grabación y la reproducción
de sonidos en el ordenador.
      Suele tener una entrada de micrófono y dos salidas para altavoces. Algunas tarjetas tren un puerto
MIDI para la conexión de instrumentos musicales digitales, que también sirve para dispositivos de juego.

LA CAPTURADORA DE VÍDEO
      Esta tarjeta se conecta en un slot tipo PCI aunque a veces capturadota y tarjeta gráfica forman un
solo elemento que se acopla al slot AGP. Tiene conexiones para acoplar una cámara de vídeo. Algunas
incorporan también un sintonizador de televisión.

EL MODEM
       Permite enviar y recibir información por la línea telefónica. Posee 2 puertos tipo RJ45: en uno se
conecta el cable de teléfono que viene de la pared y en el otro se puede conectar un teléfono normal. La
tarjeta de módem se conecta a un slot tipo PCI aunque también hay módems externos que se conectan al
ordenador a través de un puerto USB.
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Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE
LA TARJETA DE RED
      Va conectada a una ranura de expansión tipo PCI. Es un dispositivo que envía y recibe información a
través de líneas especiales y permiten conectar a 2 ó más ordenadores que se encuentren físicamente
cercanos. Tiene 1 puerto RJ45.


2.12 DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO
      La memoria RAM tiene una capacidad de almacenamiento limitada y, sobre todo, es temporal ya que
pierde la información que contiene cuando se apaga el ordenador. Por eso es necesario dotar a la máquina
con otros sistemas permanentes que almacenen la información.

EL DISCO DURO
       Es donde se almacena casi toda la información con la que funciona el ordenador. Las características
principales de un disco duro son:
        • La capacidad. Se mide en gigabytes. Es el espacio disponible para almacenar secuencias de 1 byte.
        • La velocidad de giro. Se mide en revoluciones por minuto (rpm). Cuanto más rápido gire el disco,
          antes se podrá acceder a la información. Los discos actuales giran a más de 10.000 rpm.
        • La capacidad de transmisión de datos. Es la velocidad a la que el disco duro puede enviar la
          información que contiene a la placa base y viceversa.
        También existe el disco duro externo que es como un disco duro pero que se conecta fuera del
ordenador a través de un puerto USB o Firewire con lo que te lo puedes llevar a cualquier lado y conectarlo
a otro ordenador. Por eso debe ser capaz de soportar golpes y es mucho más caro que el interno.

LA DISQUETERA DE 3,5”
      Cada vez se usa menos porque además de ser lentísimos en la transferencia de los datos, la
capacidad de los discos o disquetes es de sólo 1’44 Mb lo cual hoy en día es casi nada.

DISPOSITIVOS ÓPTICOS: EL CD ROM Y EL DVD
      En los soportes ópticos, la información se graba y se lee con un haz láser que incide sobre un disco.
Los CD-ROM tienen una capacidad de 700 Mb y los DVD’s pueden llegar a los 17 Gb.

EL PEN DRIVE O MEMORIA PORTÁTIL
       Se conecta directamente a la placa base mediante el puerto USB. El ordenador lo identifica
automáticamente como un dispositivo externo de almacenamiento. Para copiar archivos, basta con
arrastrarlos del disco duro al esta memoria externa o viceversa.



3     EL PROCESADOR Y LA MEMORIA
      De nada sirve que un microprocesador sea muy veloz ejecutando instrucciones si no lo llegan los
datos de manera lo suficientemente rápida. Ten en cuenta que la velocidad máxima del sistema será la
velocidad que tenga el componente más lento. Si la memoria no es capaz de seguir el ritmo del procesador,
se produce un cuello de botella que ralentiza a todo el equipo.
      Para evitarlo, los microprocesadores emplean unas memorias temporales o cachés. En ellas se van
almacenando los datos que la CPU va a necesitar. Conforme le van haciendo falta, éste se los pide a la
caché, mucho más rápida que la RAM.
      En los ordenadores modernos la memoria está organizada en varios escalones. El primero lo
representa la Caché de Primer Nivel o Caché L1. Es capaz de proporcionar datos a velocidades de hasta 5


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Gygabytes por segundo. Por limitaciones técnicas de diseño y costes de producción, su tamaño es muy
limitado, normalmente de 16 Kb.
      El segundo escalón lo constituye la Caché de Segundo Nivel o Caché L2. Trabaja algo más lenta que la
anterior. A cambio, su capacidad de almacenamiento es mucho mayor, de 256 ó 512 Kb. Los PC actuales
tienen una tercera caché L3 que puede llegar hasta varios Mb.
      Estas dos memorias temporales se encuentran “incustradas” en el procesador, del que forman parte,
tanto que se especifican como una de las características de los diferentes modelos.
      La siguiente etapa es la memoria principal, la RAM “de toda la vida”. Su tamaño en la mayoría de los
PC’s actuales es de 1 ó 2 Gb, aunque muchos llegan ya a los 4 Gb. Cuando no queda espacio en ella, el
sistema recurre al disco duro. Éste dispone de mucho más espacio que las anteriores memorias, pero a
cambio resulta mucho más lento.


4     FUNCIONAMIENTO DEL ORDENADOR

¿QUÉ OCURRE CUANDO ENCENDEMOS EL ORDENADOR?
       Cuando encendemos el ordenador, la corriente eléctrica (1) llega al transformador de fuerza o
potencia (2). A través del conector (3) el transformador distribuye las diferentes tensiones o voltajes de
trabajo a la placa base, incluyendo el microprocesador o CPU (4). Inmediatamente que el microprocesador
recibe corriente, envía una orden al chip de la memoria ROM del BIOS (5) (Basic Input/Output System –
Sistema básico de entrada/salida), donde se encuentran grabadas las rutinas del POST ( Power-On Self-Test
– Autocomprobación diagnóstica de encendido) o programa de arranque. Si no existiera el BIOS con ese
conjunto de instrucciones grabadas en su memoria, el sistema informático del ordenador no podría cargar
en memoria el Sistema Operativo, programa sin el cual no funcionarían el resto de los programas instalados
en el ordenador.
      Una vez que la BIOS recibe la orden del microprocesador, éste toma el mando del ordenador y el
programa del POST comienza a ejecutar una secuencia de pruebas diagnósticos para comprobar sí la tarjeta
de vídeo (6), la memoria RAM (7), las unidades de discos [disquetera, disco duro (8) y reproductor y/o
grabador de CD o DVD], el teclado, el ratón y otros dispositivos de hardware conectados al ordenador, se
encuentran en condiciones de funcionar correctamente.
       Cuando la BIOS no puede detectar un determinado dispositivo instalado en el ordenador o detecta
fallos en alguno de ellos, se oirán una serie sonidos en forma de “beeps” o pitidos y aparecerán en la
pantalla del monitor mensajes de error, indicando que hay problemas. En caso de que el BIOS no detecte
nada anormal durante el proceso de revisión, iniciará a continuación el proceso de “boot” o “bootstrap”, es
decir, de inicialización o arranque del ordenador.
       Durante el chequeo previo a la inicialización, el BIOS va mostrando en la pantalla del monitor
diferentes informaciones con textos en letras blancas y fondo negro. A partir del momento que comienza el
chequeo de la memoria RAM, un contador numérico muestra la cantidad de bytes que va comprobando y,
si no hay ningún fallo, la cifra que aparece al final de la operación indica la cantidad total en megabytes
instalada y disponible de memoria RAM que tiene el ordenador para ser utilizada.
       Durante el resto del proceso de revisión, el POST muestra también en el monitor un listado con la
relación de los dispositivos de almacenamiento masivo de datos que tiene el ordenador instalados y que
han sido comprobados como, por ejemplo, el disco o discos duros y el lector/grabador de CD o DVD si lo
hubiera.
       Cualquier error que encuentre el BIOS durante el proceso de chequeo se clasifica como “no grave” o
como “grave”. Si el error no es grave el BIOS sólo muestra algún mensaje de texto o sonidos de “beep” sin
que el proceso de arranque y carga del Sistema Operativo se vea afectado. Pero si el error fuera grave, el
proceso se detiene y el ordenador se quedará bloqueado o colgado. En ese caso lo más probable es que
exista algún dispositivo de hardware que no funciona bien, por lo que será necesario repararlo o sustituirlo.

                                                                                                           7
Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE
      En algunos ordenadores que con el paso del tiempo se han ido quedando tecnológicamente
retrasados, el primer sitio a donde, por defecto, se dirige el BIOS a buscar el Sistema Operativo es la
disquetera, en lugar de dirigirse directamente al disco duro, como lo hacen en la actualidad los
ordenadores más actuales.
        Eso se debe a que cuando surgieron los primeros ordenadores personales todavía no existía el disco
duro tanto el sistema operativo como los programas de usuarios se cargaban en la memoria RAM a partir
de un disquete que se colocaba en la disquetera. Después, cuando apareció el disco duro, no existían
tampoco los CDs, por lo que los programas se continuaron pasando a través de la disquetera para grabarlos
en el disco duro, utilizando en la mayoría de los casos varios disquetes. Por ese motivo, hasta hace poco
tiempo, el programa POST de la BIOS continuaba dirigiéndose primero a buscar el Sistema Operativo en la
disquetera y si no lo encontraba allí pasaba a buscarlo en el disco duro.
         Si por olvido al apagar esos ordenadores se nos quedaba algún disquete introducido en la
disquetera, al encenderlo de nuevo el proceso de inicialización se detenía a los pocos segundos, porque el
BIOS se topaba con el disquete primero y al no encontrar en éste el Sistema Operativo no continuaba su
búsqueda en el disco duro, porque asumía que no existía ese programa. Cuando eso ocurría solamente
habría que extraer el disquete de la disquetera, oprimir cualquier tecla en el teclado y de inmediato el BIOS
se dirigirá al disco duro a buscar dicho programa

ARRANQUE O INICIALIZACIÓN DEL ORDENADOR
        Una vez que el BIOS termina de chequear las condiciones de funcionamiento de los diferentes
dispositivos del ordenador, si no encuentra nada anormal continúa el proceso de “booting” (secuencia de
instrucciones de inicialización o de arranque del ordenador), cuya información se encuentra grabada en
una pequeña memoria RAM denominada CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor –
Semiconductor de óxido-metal complementario). Para impedir que se borren los datos que tiene grabados
esta memoria es necesario mantenerla constantemente energizada. Para ello la mayoría de los
ordenadores utilizan actualmente una batería plana de litio CR 2032 tipo botón, de 3 voltios de tensión,
instalada en la propia placa base.
        Para comenzar el proceso de inicialización, el BIOS localiza primeramente la información de
configuración contenida en la memoria CMOS, que contiene, entre otros datos, la fecha y la hora
actualizada, configuración de los puertos, parámetros del disco duro y la secuencia de inicialización o
arranque. Esta última es una de las rutinas más importantes que contiene el programa de la memoria
CMOS, porque le indica a la BIOS el orden en que debe comenzar a examinar los discos o soportes que
guardan la información para encontrar en cuál de ellos se encuentra alojado el sistema operativo o
programa principal, sin el cual el ordenador no podría ejecutar ninguna función. (Entre los sistemas
operativos más comúnmente utilizados hoy en día en los ordenadores personales se encuentran el
Windows, de Microsoft y el Linux de código abierto).
        En los ordenadores más actuales, la BIOS está programa para que en lugar de ir a buscar el sistema
operativo a la disquetera vaya directamente a buscarlo a la unidad “C:”, específicamente al “boot sector” o
sector de arranque del disco duro. En ese lugar del disco se encuentra grabado el “boot record” o programa
de arranque, que contiene las instrucciones necesarias que permiten realizar el proceso de carga del
Sistema Operativo en la memoria RAM.
         Una vez que el BIOS extrae del disco duro una parte del Sistema Operativo y lo pasa a la memoria
RAM, ese programa es el encargado de controlar todo el trabajo que ejecuta el ordenador. Para ello el BIOS
carga en la memoria RAM los archivos principales de inicialización del Sistema Operativo, como son el
io.sys, config.sys, command.com, autoexec.bat y win.ini (en el caso del sistema operativo Windows).
         A partir de ese momento el ordenador ya puede funcionar obedeciendo las instrucciones que dicho
Sistema Operativo envía al microprocesador, así como de las instrucciones que contienen los programas de
las aplicaciones o software que utilizan los usuarios como, por ejemplo: procesador o editor de texto, hoja
de cálculo, base de datos, etc.


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Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE
       Desde ese momento, el Sistema Operativo será el encargado de manejar el microprocesador, la
memoria RAM, los programas o software que se ejecutan, los diferentes dispositivos conectados al
ordenador, el almacenamiento de datos y la interacción entre el usuario y el ordenador

TRABAJO CON PROGRAMAS DE APLICACIONES


Una vez que el Sistema Operativo se encuentra funcionando, podemos proceder a abrir el programa
utilitario o aplicación con la que deseamos trabajar. El funcionamiento de un programa o software utilitario
de aplicación, al igual que el Sistema Operativo, se basa en seguir un conjunto de instrucciones
programadas que nos permiten realizar un trabajo. Existen infinidad de aplicaciones de uso común, que van
desde el procesador o editor de textos hasta otras con las que podemos realizar diseños gráficos, editar
videos o sonido, ejecutar videojuegos, etc.
        Las instrucciones de todos los programas están escritas en líneas de texto o lenguaje de alto nivel,
comprensible para el programador que crea el software o programa, pero no para el ordenador. Para que
el ordenador entienda esas instrucciones es necesario traducirlas primero, con la ayuda de otro programa,
a un lenguaje de bajo nivel o código máquina, que convierte las líneas de texto en código binario, es decir,
en dígitos “0” y “1”, o bits de código binario, que es el único lenguaje que entiende el microprocesador y
los dispositivos que integran el ordenador. El conjunto de ocho "1" y "0", o lo que es igual, de ocho bits,
recibe el nombre de “Byte”.
         Cuando utilizamos, por ejemplo, un programa procesador o editor de texto como el Word u otro
similar, las palabras que escribimos en el teclado y las órdenes que introducimos por medio del ratón las
recibe el Sistema Operativo en código binario. Éste, en primera instancia, identifica de donde procede la
información que le llega (en este caso el editor de textos), la acepta como datos que le envía ese programa
y por medio del microprocesador o CPU los reenvía a la memoria RAM, igualmente en código binario.
        A partir de ese momento la información quedará almacenada en la RAM de forma temporal,
incluyendo también la información del formato que tiene el documento de texto, como por ejemplo: tipo y
puntaje o tamaño de la fuente de letras, colores, ancho de los márgenes de la página, etc.). La información
de los datos relacionados con el formato del documento lo contienen, por defecto, los propios programas.
Esas son instrucciones prefijadas por el programador, pero que en algunos programas las podemos cambiar
o ajustar a nuestra conveniencia, siempre y cuando el programa haya sido diseñado para permitir que se
introduzcan esos cambios. Toda la información que supervisa el Sistema Operativo la envía al
microprocesador y éste a su vez a la tarjeta gráfica para representarla visualmente en la pantalla del
monitor.
         Una vez que el usuario termina de trabajar en un fichero lo más normal es que lo quiera almacenar
y conservar en el disco duro, en un disquete o en cualquier otro soporte magnético u óptico. Para ello,
cuando se selecciona la opción “Guardar” que tienen todos los programas, el Sistema Operativo recibe la
solicitud y hace que se despliegue una ventana para que el usuario seleccione el camino o lugar donde se
encuentra la carpeta en la cual se quiere guardar dicho fichero o archivo (aunque también se puede crear
una nueva carpeta para guardarlo). A continuación se escribe el nombre con el que se identificará al fichero
y se concluye la operación de guardar. Inmediatamente el Sistema Operativo envía una orden a la memoria
RAM y el documento que se encontraba ahí guardado, de forma transitoria, pasa a almacenarse en el
soporte magnético u óptico seleccionado. En ese soporte el fichero permanecerá guardado, aunque se
apague el ordenador, hasta tanto decidamos abrirlo de nuevo para leerlo, modificarlo o borrarlo.
        Mientras el fichero con el que estamos trabajando no se guarde en el disco duro o en cualquier
otro soporte de almacenamiento de datos, se corre el peligro de perder la información si ocurriera un fallo,
cuelgue o bloqueo en el programa con el cual estamos trabajando o en propio programa del Sistema
Operativo. Cuando eso ocurre y no es raro que ocurra, nos veremos impedidos de ejecutar la acción de
“guardar”, con lo cual no sólo habremos perdido el fichero, sino también todo el tiempo de trabajo
invertido.


                                                                                                          9
Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE
        La pérdida de la información en el fichero se debe a que todo el contenido de la memoria RAM se
borra cuando nos vemos obligados a reiniciar de nuevo el ordenador (reset) para desbloquearlo, o también
cuando lo apagamos sin haber procedido a guardarlo, aunque en ese caso siempre aparece una ventana
alertando de que el fichero no está guardado.
        Como la RAM es una memoria volátil o transitoria, que sólo almacena los datos mientras se
encuentra energizada, lo más recomendable es ir guardando periódicamente el fichero mientras lo estamos
trabajando. De esa forma si ocurriera un cuelgue o bloqueo en el ordenador solamente se pierde la
información correspondiente a los últimos minutos invertidos después de haberlo guardado por última vez.
        Cuando el usuario termina de trabajar con el ordenador y quiere apagarlo, no lo puede hacer
directamente, sino que tiene que seguir los pasos estipulados para esa acción, porque de no hacerlo así se
pudiera ver afectado el Sistema Operativo. Lo normal es cerrar primero todos los programas que se
encuentran abiertos después de haber guardado el fichero o ficheros que hemos estado creando y por
último proceder a cerrar el Sistema Operativo siguiendo los pasos estipulados para ese fin.
         Hay sistemas operativos como Windows, que apagan automáticamente el ordenador después que
el usuario selecciona la opción de cerrar el programa. Si esa propiedad no está activada o no está
disponible (cosa que depende también de la antigüedad del ordenador), entonces habrá que proceder a
cerrar igualmente el Sistema Operativo de la misma forma más arriba explicada y una vez que se muestre
un texto en la pantalla del monitor indicando que ya “se puede apagar el ordenador de forma segura”, se
procede a oprimir manualmente durante unos segundos el mismo botón o interruptor que utilizamos para
el encendido, hasta que se apague.




                                                                                                       10

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  • 1. Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE 1 ARQUITECTURA DEL ORDENADOR Un ordenador proporciona unos resultados a partir de la información que recibe. Para poder procesar la información, ésta debe estar codificada, es decir, descompuesta en datos numéricos. Con estos datos, el ordenador realiza operaciones exactas y obtiene conclusiones. El dato más pequeño que manejan los ordenadores es el bit o dígito binario, que sólo admite los valores numéricos 1 y 0. El bit almacena información simple, como la respuesta a una pregunta del tipo << sí o no >>. Cualquier otro dato, como un texto o una imagen, estará digitalizado, es decir, codificado por combinaciones de un cierto número de bits, o sea, de ceros y unos. Normalmente se usan estas agrupaciones: Agrupación Valor aproximado Número exacto de bytes Número exacto de bits 1 byte 8 bits 1 byte 8 bits 1 kilobyte (kb) 1000 bytes 1.024 bytes 8.192 bits 1 megabyte (Mb) 1.000.000 bytes 1.048.576 bytes 8.388.608 bits 1 gigabyte (Gb) 1.000.000.000 bytes 1.073.741.824 bytes 8.589.934.592 bits Un ordenador es una máquina eléctrica, por lo que lo único que puede hacer es dejar que pase la electricidad (1) o impedir que lo haga (0). Los circuitos electrónicos que contiene el ordenador traducen físicamente los bits a pequeños voltajes y corrientes, representando, por ejemplo, el 1 con 5 voltios y el 0 con 0 voltios. Proporcionan fiabilidad, precisión y elevada velocidad de proceso en un espacio reducido. Un ordenador contiene circuitos que realizan miles de millones de operaciones por segundo. El lenguaje con el que nos entendemos las personas está basado en símbolos (letras, sonidos, palabras, etc.) que tienen un determinado significado para nosotros. A este tipo de lenguaje le llamamos analógico. Sin embargo, la máquina sólo entiende de tensión y corriente eléctrica por que para que realice las tareas que nosotros queremos tenemos que traducir nuestro lenguaje al suyo. Es lo que llamamos digitalización. Para que ambos lenguajes se entiendan se necesitan conversores analógicos-digitales. No obstante, los circuitos electrónicos ofrecen sólo el soporte físico o hardware. Para que un ordenador funcione adecuadamente necesita también una parte lógica o software, formada por programas. Estos contienen instrucciones o información para el funcionamiento de los circuitos, que también se codifican mediante bits. Una parte fundamental de los programas la constituye el sistema operativo, que controla los dispositivos electrónicos y hace de intermediario para su utilización por los usuarios y por otros programas. Cada elemento físico del ordenador como la pantalla, el teclado, el ratón, la impresora, el disco duro, etc. tiene un pequeño programa que lo controla que se instala en el sistema operativo. Este pequeño programita se llama driver. Antes los drivers había que instalarlos manualmente cada vez que se instalaba un hardware nuevo pero ahora se instalan automáticamente; es lo que se llama plug & play. A partir del sistema operativo se podrán cargar los programas de aplicación, haciendo del ordenador una máquina multifuncional programable, que adapta su funcionamiento a las tareas que deseen realizar los usuarios. 1
  • 2. Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE 2 COMPONENTES DEL ORDENADOR Componentes del ordenador Fuente de Dispositivos de Tarjetas de Periféricos de Placa base alimentación almacenamiento expansión entrada o salida Disco duro Microprocesador Gráfica o de vídeo Teclado Disquetera de 3,5” Chipset De sonido Ratón CD ROM Bus De red Monitor DVD Memoria MODEM Escáner Pen Drive BIOS Capturadota de vídeo Impresora Disco duro externo Reloj del sistema Sintonizadota de TV Altavoz Ranuras de expansión Micrófono Puertos de comunicación etc 2.1 La fuente de alimentación La fuente de alimentación convierte la tensión alterna, que es de 220 V, tomada de la red eléctrica, es decir, del enchufe, en pequeñas tensiones continuas de 5 V, 12 V y 24 V para los circuitos electrónicos. Por la parte de atrás de la carcasa la fuente de alimentación se distingue porque tiene el conector para el cable de alimentación, es decir, el de la corriente, y un ventilador. Además puede tener un interruptor y un enchufe para la alimentación de la pantalla. La función del ventilador es evitar el sobrecalentamiento de la fuente. Por eso es importante que su rejilla no se tape nunca, no se pegue a la pared o al fondo de la mesa y se limpie de polvo. 2.2 La placa base La placa base también se conoce con los nombres de placa madre y motherboard. Es la placa más importante del ordenador ya que contiene a todos los elementos fundamentales, del ordenador, es decir, • el microprocesador, • la memoria, • el o los chipsets, • la BIOS, • los buses, • el reloj del sistema, • las ranuras de expansión • y las conexiones externas a los puertos de entrada y salida 2.3 El microprocesador También recibe los nombres de CPU (Central Processing Unit) o Unidad Central de Proceso, o simplemente, procesador. Es un chip o circuito integrado que es considerado como el cerebro del ordenador. En líneas generales sus misiones son: • supervisar todas las funciones que realiza el ordenador, • comparar el resultado de las operaciones, incluyendo las matemáticas, y • seguir las instrucciones contenidas en los programas que se ejecutan. La característica fundamental que distingue a los microprocesadores es su frecuencia de trabajo, que se mide en MHz (megahercios) o GHz (Gigahercios). Mientras más alta sea esa frecuencia mayor será 2
  • 3. Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE la cantidad de operaciones por segundo que podrá realizar el ordenador. Los dos fabricantes más importantes de microprocesadores son AMD e Intel. 2.4 El chipset Se encarga de controlar todo el tráfico de información entre los componentes de la placa base, es decir, es como el guardia que regula el tráfico de datos de una parte a otra de la placa base. Existen en la placa base dos chipsets: 1. El denominado "North Bridge" o “Puente Norte”, que conecta el microprocesador, la memoria RAM y la tarjeta de vídeo directamente con el Bus PCI. 2. El "South Bridge" o “Puente Sur”, que conecta el Bus IDE y el Bus USB, igualmente con el Bus PCI La función de los chipsets es tan importante que cada vez más catálogos de ordenadores informan de cuál es el fabricante y el modelo de chipset que incluye la placa base. 2.5 Los buses Los buses son los caminos por los cuales se mueve la información y están constituidos por líneas de cobre (es decir, como los cables) que recorren la placa base. Cada pista transporta un bit. Como la información se mueve en forma de bytes, los buses pueden ser de 8, 16, 32, etc. Hay tres tipos de buses: • El bus de datos transporta los datos entre la CPU y el resto de los componentes (memoria, el disco duro, el CD ROM, etc.) • El bus de direcciones, encargado de llevar los números (direcciones) que sirven para localizar el lugar donde se encuentran los datos dentro de la memoria. • El bus de control, traslada las instrucciones que da la CPU para que sean ejecutadas 2.6 La memoria La memoria es el lugar donde se almacenan las instrucciones y los datos que utiliza la CPU. La CPU, o sea, el microprocesador, está conectada a la memoria por medio de buses especiales que permiten acceder a ella de manera muy rápida para ejecutar las operaciones. La memoria está dividida en compartimentos o células de un byte, llamadas posiciones de memoria que se identifican con un número que indica su posición para que la CPU las pueda localizar y encontrar los datos que ahí se encuentren. La capacidad de memoria de un ordenador depende de la cantidad de células de un byte de que dispone. Como contando en bytes resultan número enormes se usan múltiplos como el kilobyte ( mil bytes), el megabyte ( un millón de bytes) y el gigabyte ( mil millones de bytes). Hay dos tipos de memorias: • La memoria ROM. Es una memoria cuya información sólo puede leer, es decir, sus datos no se pueden modificar y tampoco se borran cuando se apaga el ordenador. • La memoria RAM. En este tipo de memoria se puede leer la información que contiene y también borrarla y escribir otra nueva. Tiene el problema de que sus datos desaparecen cuando se apaga el ordenador. Es en esta memoria donde se cargan los programas que se quieren usar (Word, Emule, Paint, juegos, música, fotos, etc.). Es el tipo principal de memoria del ordenador. Como el microprocesador es el dispositivo más rápido con diferencia del ordenador y como se pierde mucho tiempo mandando y recibiendo datos de la memoria, en los últimos años se ha desarrollado lo que se conoce como memoria caché, que es un tipo de memoria muy muy rápida que está dentro del microprocesador en la que se guardan temporalmente los datos más usados. Cuanta más caché tenga el 3
  • 4. Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE microprocesador, más rápido trabajará aunque también es más caro. El microprocesador tiene incluido dos tipos de caché: la L1 o de nivel 1 que es la más rápida y la L2 o de nivel 2 que es menos rápida. 2.7 La BIOS Es una memoria del tipo ROM que contiene los datos e instrucciones básicos que el ordenador necesita para arrancar cuando se enciende, como por ejemplo, chequear los dispositivos que tiene instalado el ordenador y ver si funcionan bien (teclado, disco duro, etc.) y luego, si todo va bien, , arrancar el sistema operativo. Lleva asociada una pequeña memoria RAM con unos datos que no se borran al apagar el PC porque está conectada a una pila o batería. 2.8 El reloj del sistema El reloj del sistema es un dispositivo que envía las señales eléctricas o impulsos eléctricos que indican la velocidad de trabajo del ordenador, o sea, la velocidad a la cual son procesados los datos. La velocidad de procesamiento, es decir, el número de impulsos por segundo se mide en hercios (Hz), pero se utiliza el megahercio (MHz), que equivale a un millón de impulsos por segundo. 2.9 Ranuras de expansión Las ranuras de expansión se conocen también por el nombre de slots. Son conectores que permiten instalar tarjetas de expansión. Hay tres tipos de slots: • El ISA que son largos y de color negro pero que dada su antigüedad están ya en desuso • El PCI, que son cortos y, generalmente, de color blanco • El AGP, que son cortos, de color marrón, los más modernos y rápidos y sólo se emplean para la tarjeta de gráficos 2.10 Los puertos de comunicación Los puertos de comunicación son los que hacen posible la conexión de periféricos externos con la placa base. Generalmente se encuentran en la parte trasera de la carcasa pero actualmente suelen ponerse algunos por la parte frontal para facilitar la conexión y desconexión rápida de pen drives, lectores de MP3, cámaras de fotos, micrófono, altavoces, discos duros externos, etc. Hay diversos tipos de puertos, cada uno de los cuales tiene sus propias características, lo que facilita la configuración organizada del equipo. Puertos USB Puerto paralelo (LPT1) 25 patillas Impresora, escáner Puerto PS/2 Está en desuso Ratón Puertos serie (COM 1 y COM 2) Puerto PS/2 9 patillas Teclado Ratón, módem Están en desuso De todos estos conectores cabe destacar el USB o Bus Serie Universal ya que a pesar de tener unos difíciles comienzos se ha convertido actualmente en el conector más utilizado ya que todos los dispositivos externos actuales vienen preparados para poder conectarse a él. Es capaz de reconocer hasta 127 tipos diferentes de periféricos y es unas 10 veces más rápido que cualquier otro tipo de conector. Además es un sistema que permite la conexión de dispositivos “en caliente”, es decir, que se pueden conectar impresoras, escáneres, cámaras digitales, etc. sin necesidad de apagar el equipo. 4
  • 5. Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE 2.11 LAS TARJETAS DE EXPANSIÓN Las tarjetas de expansión añaden los circuitos electrónicos necesarios para aumentar las funciones y posibilidades del ordenador cuando un usuario quiere tener más o mejores prestaciones. Por ejemplo, si quieres oír música de vez en cuando por el ordenador, añade una tarjeta de sonido normalita pero si eres un-a amante y un-a entendido-a de la música, pues quita la tarjeta de sonido que tienes e instálale una de mejor calidad y prestaciones. Por lo tanto, las tarjetas de expansión son voluntarias, no son imprescindibles y se pueden añadir o cambiar fácilmente. La única excepción es la tarjeta gráfica ya que aunque todo ordenador tiene un monitor y, por lo tanto, la tarjeta de vídeo es obligatoria, la electrónica necesaria para controlar la pantalla no se incluye con la placa base para permitir al usuario cambiarla por otra de mejores características, si lo cree necesario Las tarjetas de expansión se ponen dentro de la carcasa del ordenador insertándolas en los slots libres. Generalmente tienen unos conectores que dan hacia el exterior del ordenador por la parte de atrás. Siguiendo con el ejemplo de la tarjeta de sonido, éstas tienen conectores para conectar los altavoces, el micrófono, y dependiendo de la calidad de la tarjeta, para conectarla a un equipo de música o a instrumentos musicales como órganos o guitarras eléctricas. Cada vez que se incluye un hardware nuevo al PC, como son las tarjetas de expansión, hay que añadirle al sistema operativo un pequeño programa que lo controle. Ese programa recibe el nombre de DRIVER. Antes había que instalarlo manualmente pero ahora vienen con la características PLUG & PLAY que consiste en que el driver se instala automáticamente con lo que sólo la tienes que conectar para poderla usar sin problemas. LA TARJETA GRÁFICA La tarjeta gráfica también se llama tarjeta de vídeo. Se conecta en la placa base a través de la ranura de expansión AGP. Esta tarjeta es la encargada de acondicionar las señales de vídeo y la información gráfica para que las imágenes sean presentadas en el monitor. Dependiendo de la calidad de la tarjeta también sirve para enviar la información de vídeo a un televisor, a un video-grabador o a una de las modernas pantallas planas TFT. Con el fin de quitarle trabajo al microprocesador y a la memoria que está en la placa base, estas tarjetas tienen su propio microprocesador y su propia memoria de vídeo lo cual hace que el proceso de presentar imágenes en la pantalla sea más rápido. Esto es importante si se quiere ver películas en el ordenador o si se quiere jugar con juegos que sean visualmente muy espectaculares. De ahí que cuanta más memoria de vídeo se tenga, mejor porque más rápido trabaja el ordenador. LA TARJETA DE SONIDO Esta tarjeta se conecta en un slot tipo PCI. Su función es la de permitir la grabación y la reproducción de sonidos en el ordenador. Suele tener una entrada de micrófono y dos salidas para altavoces. Algunas tarjetas tren un puerto MIDI para la conexión de instrumentos musicales digitales, que también sirve para dispositivos de juego. LA CAPTURADORA DE VÍDEO Esta tarjeta se conecta en un slot tipo PCI aunque a veces capturadota y tarjeta gráfica forman un solo elemento que se acopla al slot AGP. Tiene conexiones para acoplar una cámara de vídeo. Algunas incorporan también un sintonizador de televisión. EL MODEM Permite enviar y recibir información por la línea telefónica. Posee 2 puertos tipo RJ45: en uno se conecta el cable de teléfono que viene de la pared y en el otro se puede conectar un teléfono normal. La tarjeta de módem se conecta a un slot tipo PCI aunque también hay módems externos que se conectan al ordenador a través de un puerto USB. 5
  • 6. Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE LA TARJETA DE RED Va conectada a una ranura de expansión tipo PCI. Es un dispositivo que envía y recibe información a través de líneas especiales y permiten conectar a 2 ó más ordenadores que se encuentren físicamente cercanos. Tiene 1 puerto RJ45. 2.12 DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO La memoria RAM tiene una capacidad de almacenamiento limitada y, sobre todo, es temporal ya que pierde la información que contiene cuando se apaga el ordenador. Por eso es necesario dotar a la máquina con otros sistemas permanentes que almacenen la información. EL DISCO DURO Es donde se almacena casi toda la información con la que funciona el ordenador. Las características principales de un disco duro son: • La capacidad. Se mide en gigabytes. Es el espacio disponible para almacenar secuencias de 1 byte. • La velocidad de giro. Se mide en revoluciones por minuto (rpm). Cuanto más rápido gire el disco, antes se podrá acceder a la información. Los discos actuales giran a más de 10.000 rpm. • La capacidad de transmisión de datos. Es la velocidad a la que el disco duro puede enviar la información que contiene a la placa base y viceversa. También existe el disco duro externo que es como un disco duro pero que se conecta fuera del ordenador a través de un puerto USB o Firewire con lo que te lo puedes llevar a cualquier lado y conectarlo a otro ordenador. Por eso debe ser capaz de soportar golpes y es mucho más caro que el interno. LA DISQUETERA DE 3,5” Cada vez se usa menos porque además de ser lentísimos en la transferencia de los datos, la capacidad de los discos o disquetes es de sólo 1’44 Mb lo cual hoy en día es casi nada. DISPOSITIVOS ÓPTICOS: EL CD ROM Y EL DVD En los soportes ópticos, la información se graba y se lee con un haz láser que incide sobre un disco. Los CD-ROM tienen una capacidad de 700 Mb y los DVD’s pueden llegar a los 17 Gb. EL PEN DRIVE O MEMORIA PORTÁTIL Se conecta directamente a la placa base mediante el puerto USB. El ordenador lo identifica automáticamente como un dispositivo externo de almacenamiento. Para copiar archivos, basta con arrastrarlos del disco duro al esta memoria externa o viceversa. 3 EL PROCESADOR Y LA MEMORIA De nada sirve que un microprocesador sea muy veloz ejecutando instrucciones si no lo llegan los datos de manera lo suficientemente rápida. Ten en cuenta que la velocidad máxima del sistema será la velocidad que tenga el componente más lento. Si la memoria no es capaz de seguir el ritmo del procesador, se produce un cuello de botella que ralentiza a todo el equipo. Para evitarlo, los microprocesadores emplean unas memorias temporales o cachés. En ellas se van almacenando los datos que la CPU va a necesitar. Conforme le van haciendo falta, éste se los pide a la caché, mucho más rápida que la RAM. En los ordenadores modernos la memoria está organizada en varios escalones. El primero lo representa la Caché de Primer Nivel o Caché L1. Es capaz de proporcionar datos a velocidades de hasta 5 6
  • 7. Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE Gygabytes por segundo. Por limitaciones técnicas de diseño y costes de producción, su tamaño es muy limitado, normalmente de 16 Kb. El segundo escalón lo constituye la Caché de Segundo Nivel o Caché L2. Trabaja algo más lenta que la anterior. A cambio, su capacidad de almacenamiento es mucho mayor, de 256 ó 512 Kb. Los PC actuales tienen una tercera caché L3 que puede llegar hasta varios Mb. Estas dos memorias temporales se encuentran “incustradas” en el procesador, del que forman parte, tanto que se especifican como una de las características de los diferentes modelos. La siguiente etapa es la memoria principal, la RAM “de toda la vida”. Su tamaño en la mayoría de los PC’s actuales es de 1 ó 2 Gb, aunque muchos llegan ya a los 4 Gb. Cuando no queda espacio en ella, el sistema recurre al disco duro. Éste dispone de mucho más espacio que las anteriores memorias, pero a cambio resulta mucho más lento. 4 FUNCIONAMIENTO DEL ORDENADOR ¿QUÉ OCURRE CUANDO ENCENDEMOS EL ORDENADOR? Cuando encendemos el ordenador, la corriente eléctrica (1) llega al transformador de fuerza o potencia (2). A través del conector (3) el transformador distribuye las diferentes tensiones o voltajes de trabajo a la placa base, incluyendo el microprocesador o CPU (4). Inmediatamente que el microprocesador recibe corriente, envía una orden al chip de la memoria ROM del BIOS (5) (Basic Input/Output System – Sistema básico de entrada/salida), donde se encuentran grabadas las rutinas del POST ( Power-On Self-Test – Autocomprobación diagnóstica de encendido) o programa de arranque. Si no existiera el BIOS con ese conjunto de instrucciones grabadas en su memoria, el sistema informático del ordenador no podría cargar en memoria el Sistema Operativo, programa sin el cual no funcionarían el resto de los programas instalados en el ordenador. Una vez que la BIOS recibe la orden del microprocesador, éste toma el mando del ordenador y el programa del POST comienza a ejecutar una secuencia de pruebas diagnósticos para comprobar sí la tarjeta de vídeo (6), la memoria RAM (7), las unidades de discos [disquetera, disco duro (8) y reproductor y/o grabador de CD o DVD], el teclado, el ratón y otros dispositivos de hardware conectados al ordenador, se encuentran en condiciones de funcionar correctamente. Cuando la BIOS no puede detectar un determinado dispositivo instalado en el ordenador o detecta fallos en alguno de ellos, se oirán una serie sonidos en forma de “beeps” o pitidos y aparecerán en la pantalla del monitor mensajes de error, indicando que hay problemas. En caso de que el BIOS no detecte nada anormal durante el proceso de revisión, iniciará a continuación el proceso de “boot” o “bootstrap”, es decir, de inicialización o arranque del ordenador. Durante el chequeo previo a la inicialización, el BIOS va mostrando en la pantalla del monitor diferentes informaciones con textos en letras blancas y fondo negro. A partir del momento que comienza el chequeo de la memoria RAM, un contador numérico muestra la cantidad de bytes que va comprobando y, si no hay ningún fallo, la cifra que aparece al final de la operación indica la cantidad total en megabytes instalada y disponible de memoria RAM que tiene el ordenador para ser utilizada. Durante el resto del proceso de revisión, el POST muestra también en el monitor un listado con la relación de los dispositivos de almacenamiento masivo de datos que tiene el ordenador instalados y que han sido comprobados como, por ejemplo, el disco o discos duros y el lector/grabador de CD o DVD si lo hubiera. Cualquier error que encuentre el BIOS durante el proceso de chequeo se clasifica como “no grave” o como “grave”. Si el error no es grave el BIOS sólo muestra algún mensaje de texto o sonidos de “beep” sin que el proceso de arranque y carga del Sistema Operativo se vea afectado. Pero si el error fuera grave, el proceso se detiene y el ordenador se quedará bloqueado o colgado. En ese caso lo más probable es que exista algún dispositivo de hardware que no funciona bien, por lo que será necesario repararlo o sustituirlo. 7
  • 8. Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE En algunos ordenadores que con el paso del tiempo se han ido quedando tecnológicamente retrasados, el primer sitio a donde, por defecto, se dirige el BIOS a buscar el Sistema Operativo es la disquetera, en lugar de dirigirse directamente al disco duro, como lo hacen en la actualidad los ordenadores más actuales. Eso se debe a que cuando surgieron los primeros ordenadores personales todavía no existía el disco duro tanto el sistema operativo como los programas de usuarios se cargaban en la memoria RAM a partir de un disquete que se colocaba en la disquetera. Después, cuando apareció el disco duro, no existían tampoco los CDs, por lo que los programas se continuaron pasando a través de la disquetera para grabarlos en el disco duro, utilizando en la mayoría de los casos varios disquetes. Por ese motivo, hasta hace poco tiempo, el programa POST de la BIOS continuaba dirigiéndose primero a buscar el Sistema Operativo en la disquetera y si no lo encontraba allí pasaba a buscarlo en el disco duro. Si por olvido al apagar esos ordenadores se nos quedaba algún disquete introducido en la disquetera, al encenderlo de nuevo el proceso de inicialización se detenía a los pocos segundos, porque el BIOS se topaba con el disquete primero y al no encontrar en éste el Sistema Operativo no continuaba su búsqueda en el disco duro, porque asumía que no existía ese programa. Cuando eso ocurría solamente habría que extraer el disquete de la disquetera, oprimir cualquier tecla en el teclado y de inmediato el BIOS se dirigirá al disco duro a buscar dicho programa ARRANQUE O INICIALIZACIÓN DEL ORDENADOR Una vez que el BIOS termina de chequear las condiciones de funcionamiento de los diferentes dispositivos del ordenador, si no encuentra nada anormal continúa el proceso de “booting” (secuencia de instrucciones de inicialización o de arranque del ordenador), cuya información se encuentra grabada en una pequeña memoria RAM denominada CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor – Semiconductor de óxido-metal complementario). Para impedir que se borren los datos que tiene grabados esta memoria es necesario mantenerla constantemente energizada. Para ello la mayoría de los ordenadores utilizan actualmente una batería plana de litio CR 2032 tipo botón, de 3 voltios de tensión, instalada en la propia placa base. Para comenzar el proceso de inicialización, el BIOS localiza primeramente la información de configuración contenida en la memoria CMOS, que contiene, entre otros datos, la fecha y la hora actualizada, configuración de los puertos, parámetros del disco duro y la secuencia de inicialización o arranque. Esta última es una de las rutinas más importantes que contiene el programa de la memoria CMOS, porque le indica a la BIOS el orden en que debe comenzar a examinar los discos o soportes que guardan la información para encontrar en cuál de ellos se encuentra alojado el sistema operativo o programa principal, sin el cual el ordenador no podría ejecutar ninguna función. (Entre los sistemas operativos más comúnmente utilizados hoy en día en los ordenadores personales se encuentran el Windows, de Microsoft y el Linux de código abierto). En los ordenadores más actuales, la BIOS está programa para que en lugar de ir a buscar el sistema operativo a la disquetera vaya directamente a buscarlo a la unidad “C:”, específicamente al “boot sector” o sector de arranque del disco duro. En ese lugar del disco se encuentra grabado el “boot record” o programa de arranque, que contiene las instrucciones necesarias que permiten realizar el proceso de carga del Sistema Operativo en la memoria RAM. Una vez que el BIOS extrae del disco duro una parte del Sistema Operativo y lo pasa a la memoria RAM, ese programa es el encargado de controlar todo el trabajo que ejecuta el ordenador. Para ello el BIOS carga en la memoria RAM los archivos principales de inicialización del Sistema Operativo, como son el io.sys, config.sys, command.com, autoexec.bat y win.ini (en el caso del sistema operativo Windows). A partir de ese momento el ordenador ya puede funcionar obedeciendo las instrucciones que dicho Sistema Operativo envía al microprocesador, así como de las instrucciones que contienen los programas de las aplicaciones o software que utilizan los usuarios como, por ejemplo: procesador o editor de texto, hoja de cálculo, base de datos, etc. 8
  • 9. Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE Desde ese momento, el Sistema Operativo será el encargado de manejar el microprocesador, la memoria RAM, los programas o software que se ejecutan, los diferentes dispositivos conectados al ordenador, el almacenamiento de datos y la interacción entre el usuario y el ordenador TRABAJO CON PROGRAMAS DE APLICACIONES Una vez que el Sistema Operativo se encuentra funcionando, podemos proceder a abrir el programa utilitario o aplicación con la que deseamos trabajar. El funcionamiento de un programa o software utilitario de aplicación, al igual que el Sistema Operativo, se basa en seguir un conjunto de instrucciones programadas que nos permiten realizar un trabajo. Existen infinidad de aplicaciones de uso común, que van desde el procesador o editor de textos hasta otras con las que podemos realizar diseños gráficos, editar videos o sonido, ejecutar videojuegos, etc. Las instrucciones de todos los programas están escritas en líneas de texto o lenguaje de alto nivel, comprensible para el programador que crea el software o programa, pero no para el ordenador. Para que el ordenador entienda esas instrucciones es necesario traducirlas primero, con la ayuda de otro programa, a un lenguaje de bajo nivel o código máquina, que convierte las líneas de texto en código binario, es decir, en dígitos “0” y “1”, o bits de código binario, que es el único lenguaje que entiende el microprocesador y los dispositivos que integran el ordenador. El conjunto de ocho "1" y "0", o lo que es igual, de ocho bits, recibe el nombre de “Byte”. Cuando utilizamos, por ejemplo, un programa procesador o editor de texto como el Word u otro similar, las palabras que escribimos en el teclado y las órdenes que introducimos por medio del ratón las recibe el Sistema Operativo en código binario. Éste, en primera instancia, identifica de donde procede la información que le llega (en este caso el editor de textos), la acepta como datos que le envía ese programa y por medio del microprocesador o CPU los reenvía a la memoria RAM, igualmente en código binario. A partir de ese momento la información quedará almacenada en la RAM de forma temporal, incluyendo también la información del formato que tiene el documento de texto, como por ejemplo: tipo y puntaje o tamaño de la fuente de letras, colores, ancho de los márgenes de la página, etc.). La información de los datos relacionados con el formato del documento lo contienen, por defecto, los propios programas. Esas son instrucciones prefijadas por el programador, pero que en algunos programas las podemos cambiar o ajustar a nuestra conveniencia, siempre y cuando el programa haya sido diseñado para permitir que se introduzcan esos cambios. Toda la información que supervisa el Sistema Operativo la envía al microprocesador y éste a su vez a la tarjeta gráfica para representarla visualmente en la pantalla del monitor. Una vez que el usuario termina de trabajar en un fichero lo más normal es que lo quiera almacenar y conservar en el disco duro, en un disquete o en cualquier otro soporte magnético u óptico. Para ello, cuando se selecciona la opción “Guardar” que tienen todos los programas, el Sistema Operativo recibe la solicitud y hace que se despliegue una ventana para que el usuario seleccione el camino o lugar donde se encuentra la carpeta en la cual se quiere guardar dicho fichero o archivo (aunque también se puede crear una nueva carpeta para guardarlo). A continuación se escribe el nombre con el que se identificará al fichero y se concluye la operación de guardar. Inmediatamente el Sistema Operativo envía una orden a la memoria RAM y el documento que se encontraba ahí guardado, de forma transitoria, pasa a almacenarse en el soporte magnético u óptico seleccionado. En ese soporte el fichero permanecerá guardado, aunque se apague el ordenador, hasta tanto decidamos abrirlo de nuevo para leerlo, modificarlo o borrarlo. Mientras el fichero con el que estamos trabajando no se guarde en el disco duro o en cualquier otro soporte de almacenamiento de datos, se corre el peligro de perder la información si ocurriera un fallo, cuelgue o bloqueo en el programa con el cual estamos trabajando o en propio programa del Sistema Operativo. Cuando eso ocurre y no es raro que ocurra, nos veremos impedidos de ejecutar la acción de “guardar”, con lo cual no sólo habremos perdido el fichero, sino también todo el tiempo de trabajo invertido. 9
  • 10. Informática 4º ESO – 1. EL ORDENADOR: HARDWARE Y SOFTWARE La pérdida de la información en el fichero se debe a que todo el contenido de la memoria RAM se borra cuando nos vemos obligados a reiniciar de nuevo el ordenador (reset) para desbloquearlo, o también cuando lo apagamos sin haber procedido a guardarlo, aunque en ese caso siempre aparece una ventana alertando de que el fichero no está guardado. Como la RAM es una memoria volátil o transitoria, que sólo almacena los datos mientras se encuentra energizada, lo más recomendable es ir guardando periódicamente el fichero mientras lo estamos trabajando. De esa forma si ocurriera un cuelgue o bloqueo en el ordenador solamente se pierde la información correspondiente a los últimos minutos invertidos después de haberlo guardado por última vez. Cuando el usuario termina de trabajar con el ordenador y quiere apagarlo, no lo puede hacer directamente, sino que tiene que seguir los pasos estipulados para esa acción, porque de no hacerlo así se pudiera ver afectado el Sistema Operativo. Lo normal es cerrar primero todos los programas que se encuentran abiertos después de haber guardado el fichero o ficheros que hemos estado creando y por último proceder a cerrar el Sistema Operativo siguiendo los pasos estipulados para ese fin. Hay sistemas operativos como Windows, que apagan automáticamente el ordenador después que el usuario selecciona la opción de cerrar el programa. Si esa propiedad no está activada o no está disponible (cosa que depende también de la antigüedad del ordenador), entonces habrá que proceder a cerrar igualmente el Sistema Operativo de la misma forma más arriba explicada y una vez que se muestre un texto en la pantalla del monitor indicando que ya “se puede apagar el ordenador de forma segura”, se procede a oprimir manualmente durante unos segundos el mismo botón o interruptor que utilizamos para el encendido, hasta que se apague. 10