jueves, 16 de junio de 2011

El Computador Personal (PC)

 



Lista expandida de una computadora personal.

1: Monitor
2: Placa base (Board)
3: Procesador
4: Puertos ATA
5: Memoria principal (RAM)
6: Placas de expansión
7: Fuente de alimentación
8: Unidad de almacenamiento óptico
9: Disco duro
10: Teclado
11: Ratón


1. El Monitor

Tecnología LCD Vs Tecnología Plasma 

EL LCD usa la tecnología de cristal líquido, y la de plasma se basa en el cuarto estado de la materia, llamado precisamente plasma. 

Una pantalla de cristal líquido o LCD (acrónimo del inglés Liquid crystal display) es una pantalla delgada y plana formada por un número de píxeles en color o monocromos colocados delante de una fuente de luz o reflectora. A menudo se utiliza en pilas, dispositivos electrónicos, ya que utiliza cantidades muy pequeñas de energía eléctrica. 


En las pantallas LCD de color cada píxel individual se divide en tres células, o subpíxeles, que son de color rojo, verde y azul, respectivamente, por el aumento de los filtros (filtros de pigmento, filtros de tinte y filtros de óxido de metal). Cada subpixel puede ser controlado independientemente para producir miles o millones de posibles colores para cada pixel. Los monitores CRT emplean la misma estructura de ‘subpixeles’ a través de la utilización de fósforo, aunque el haz de electrones analógicos empleados en CRTs no dan un número exacto de subpíxeles. 

Las Pantallas de Plasma, están formadas de muchos pixeles de gas, la ventaja de esto es que la visión de la pantalla puede apreciarse desde todos los extremos, estos los usan en los aeropuertos precisamente para que todos puedan mirar bien desde cualquier extremo, y efectivamente su vida es menor debido al desgaste de fosforo de gas de los pixeles, esta tecnología consume mucho mas energía que las de LCD. 

En cambio las pantallas de LCD tiene dos lámparas de neón que iluminan la pantalla, lo bueno de esto es que si se funde alguna es fácil cambiarla y su costo es bajo. En las pantallas LCD su resolución no es tan nítida ni los colores tan reales como en las de plasma, pero en precio son mucho más bajas. 


Ventajas de los PLASMA frente a los LCD

* Mayor contraste, lo que se traduce en una mayor capacidad para reproducir el color negro y la escala completa de grises. 

* Mayor Angulo de visión 

* Ausencia de tiempo de respuesta, lo que evita el efecto “estela” o “efecto fantasma” que se produce en ciertos LCD debido a altos tiempos de refresco (mayores a 12ms). 


Desventajas de los PLASMA frente a los LCD

* El costo de fabricación de los monitores de plasma es superior al de las pantallas LCD. 

* Consumo eléctrico: una televisión con pantalla de plasma grande puede consumir hasta un 30% más de electricidad que una televisión LCD. 

* Efecto de “pantalla quemada”: si la pantalla permanece encendida durante mucho tiempo mostrando imágenes estáticas (como logotipos o encabezados de noticias) es posible que la imagen quede fija o sobrescrita en la pantalla.


Partes Internas del PC


                  Socket procesador            Procesador


Memoria


Slots de memoria



                    

                         SLOTS AGP              Tarjeta Exportadora
                                                                     de Vídeo



Puertos y conectores

                  Puerto serie                       Mouse serial


                   Puerto Paralelo                Cable paralelo


              Conector IDE                        Bus de Datos IDE




               Conector SATA                     Bus de Datos SATA




Conectores Fuente de Poder ATX


TIPOS DE MEMORIA

El microprocesador necesita datos e instrucciones que se almacenan en diferentes tipos de memorias.

La  característica principal de las memorias es su capacidad  y se define en múltiplos de byte.


La memoria RAM (Random Access Memory)
  • Contiene los datos o la información obtenidos del disco duro, aunque quedan almacenados temporalmente
  • Es una memoria de lectura y escritura, pero el acceso a los datos es mas rápido que en el disco duro
  • No retiene la información sin electricidad.
Memoria Caché
  • Es mucho más rápida que la memoria RAM
  • Es capaz de trabajar a la velocidad del microprocesador
  • Se encuentra entre la RAM y el microprocesador.
  • Almacena los datos que el microprocesador utiliza con más frecuencia.

Memoria CMOS RAM
  • Almacena la hora, la fecha, y los datos básicos de la configuración del PC.
  • La pila evita que estos datos se pierdan cuando el PC está apagado.

Memoria ROM BIOS (Read Only Memory )
  • Contiene una serie de instrucciones almacenadas permanentemente.
  • Hace una comprobación inicial al encender el PC
  • Si todo está en orden, la BIOS carga el sistema operativo del disco duro a la memoria principal


Cómo Funciona Un Computador

Cuando se conecta el interruptor de un ordenador, ocurren una serie de operaciones que se pueden englobar en dos grupos:

1. Los test de comprobación:

- Entrada de la alimentación eléctrica al ordenador desde la fuente de alimentación
- Llamada del microprocesador a la ROM-BIOS
- La BIOS le da las indicaciones de los test a realizar Auto prueba de encendido o power-on self-test (La computadora realiza un diagnostico crucial del sistema y de cada componente de la computadora)
- Comprobación del bus de expansión (placas instaladas)
- Verificación de la tarjeta de vídeo
- Comprobación de la memoria caché
- Comprobación de la memoria RAM
- Comprobación del teclado
- Comprobación de las unidades de disco

2. Carga del Sistema Operativo (El sistema operativo es copiado desde el disco duro a la memoria RAM).

- el computador está listo para aceptar datos y comandos

ENTRADA DE DATOS ->- CÁLCULOS O PROCESOS ->-MUESTRA DE RESULTADOS

1. Entrada de datos.

PC es una máquina, y cualquier resultado (sea en forma de imágenes de vídeo, audio, texto o cualquier otro) que muestre, es como respuesta a unas órdenes previamente dadas y para las cuales el ordenador estaba preparado, tanto para recibirlas como para procesarlas y dar una respuesta adecuada.

Cualquier dispositivo preparado para enviar datos al ordenador, de forma que éstos sean reconocibles por él en algún momento (normalmente mediante la utilización de un software específico), son los llamados dispositivos o unidades de entrada.
Son unidades de entrada de datos:

• El teclado (permite entrar datos en formato de texto).
• El ratón (posiciones de puntero).
• El micrófono (sonidos), etc.
• El scanner (digitalización de imágenes).
• El disco duro (puede considerarse como de entrada / salida de datos).
• El disquete (puede considerarse como de entrada / salida de datos).
• El CD (si el CD es regrabable, es una unida de entrada / salida de datos).
• La entrada de datos también puede provenir de un programa que se está ejecutando, en tal caso, no hay interacción por parte del usuario.

2. Cálculos y/o procesos.

De esta tarea se encarga lo que se conoce por CPU (CPU = Unidad Central de Procesos). Este elemento es el más importante y significativo del ordenador. Esto es porque del tipo y calidad de la CPU depende la capacidad del PC y hasta su denominación descriptiva.
Partes básicas que componen la CPU

• La memoria
• La unidad de control
• La unidad aritmético lógica.

Así pues, al introducir un tipo de información mediante un dispositivo de entrada adecuado, por ejemplo, escribir un texto con el teclado teniendo abierto el bloc de notas, los datos enviados por el teclado no son en origen letras y signos, sino solamente unos impulsos eléctricos que son enviados hacia la CPU en un formato reconocible por ésta.

En su viaje los datos no llegan directamente a la CPU, sino que son almacenados en principio en la memoria RAM, en espera a ser reclamados por la CPU. Tras el tratamiento adecuado de estos impulsos, la CPU da la orden al programa adecuado (en este caso al bloc de notas y al propio Windows) para que muestre en pantalla los datos escritos; quedando éstos a su vez aguardando en la memoria en espera de nuestra decisión sobre su futuro (¿Pasaremos el texto a negrita? ¿Guardaremos el documento?, etc.). Es decir, la memoria es como el almacén donde se guardan tanto los datos que entran, los que salen, y los que están en uso.

La unidad de control + unidad aritmético-lógica es el dispositivo, por tanto, encargado de realizar los cálculos pertinentes en cada momento y de dirigir el tráfico de datos entrantes y salientes. En realidad estamos hablando del microprocesador (486, Pentiums, K6-2, etc).

3. Muestra de datos o salida de datos procesados

Quizá sería más exacto decir: obtención de resultados. Dichos resultados proporcionados por la CPU como respuesta a unas órdenes en la entrada son transmitidas al dispositivo de salida correspondiente. Un mismo dato puede tener la opción de mostrarse por varios dispositivos de salida distintos. Como por ejemplo, en el caso anterior, podemos ver lo escrito en el bloc de notas en pantalla o también podemos decidir imprimirlo a papel. Otros ejemplos serían: los altavoces, un plotter (impresora específica para dibujos de gran precisión), etc.
La comunicación entre los dispositivos de entrada, los de salida y la CPU, se realiza mediante los puertos. Un puerto tiene siempre la función de servir de vía de acceso desde y hasta la CPU. Las características específicas que diferencian a cada tipo (serie, paralelo, USB, etc.) son relativas a: su velocidad, su compatibilidad, su fiabilidad, etc. Evidentemente no todos los dispositivos necesitan acceder de la misma forma a la CPU.
                                                                                                                                                               

Sistema Binario

El sistema binario es un sistema de numeración en el que los números se representan utilizando las cifras cero y uno, esto en informática tiene mucha importancia ya que las computadoras trabajan internamente con 2 niveles de voltaje lo que hace que su sistema de numeración natural sea binario, por ejemplo 1 para encendido y 0 para apagado.
El sistema de numeración más simple que usa la notación posicional es el sistema de numeración binario. Este sistema, como su nombre lo indica, usa solamente dos dígitos (0,1).
Por su simplicidad y por poseer únicamente dos dígitos diferentes, el sistema de numeración binario se usa en computación para el manejo de datos e información. Normalmente al dígito cero se le asocia con cero voltios, apagado, desenergizado, inhibido (de la computadora) y el dígito 1 se asocia con +5, +12 volts, encendido, energizado (de la computadora) con el cual se forma la lógica positiva.

A la representación de un dígito binario se le llama bit (de la contracción binary digit) y al conjunto de 8 bits se le llama byte, así por ejemplo: 110 contiene 3 bits, 1001 contiene 4 y 1 contiene 1 bit.


CONVERSIÓN DE UN SISTEMA NUMÉRICO A OTRO

Para representar el número 22 en notación binaria lo haríamos como 00010110, notación que se explica según la siguiente tabla:


Todos los valores que corresponden a posiciones a las que se asigna el valor binario de 0 (cero) no se cuentan, ya que 0 representa desactivado; de la misma manera, los números que corresponden a las posiciones con valor binario 1 se sumarán, (16 + 4 + 2=22) ya que 1 representa activado.


Posición bit
Valor decimal
Valor binario
1
1
1
2
2
10
3
3
11
4
4
100
5
5
101
6
6
110
7
7
111
8
8
1000
9
9
1001
10
10
1010
11
16
10000
12
32
100000
13
64
1000000
14
100
1100100
15
256
100000000
16
512
1000000000
17
1000
1111110100
18
1024
10000000000




Valores Decimales y sus equivalentes Binarios:

Ejemplos:

Conversión entre binario y decimal





Descomposición en factores de un número base 2 (binario) y su conversión a un número equivalente en el sistema numérico decimal. 

Veamos ahora cómo llevamos el número binario 101111012 a su equivalente en el sistema numérico decimal. Para descomponerlo en factores será necesario utilizar el 2, correspondiente a su base numérica y elevarlo a la potencia que le corresponde a cada dígito, de acuerdo con el lugar que ocupa dentro de la serie numérica. Como exponentes utilizaremos el “0”, “1”, “2”, "3" y así sucesivamente, hasta llegar al "7", completando así la cantidad total de exponentes que tenemos que utilizar con ese número binario. La descomposición en factores la comenzamos a hacer de izquierda a derecha empezando por el mayor exponente, como podrás ver a continuación en el siguiente ejemplo:


En el resultado obtenido podemos ver que el número binario 101111012 se corresponde con el número entero 189 en el sistema numérico decimal.
Conversión de un número entero del sistema numérico decimal al sistema de binario.
Seguidamente realizaremos la operación inversa, es decir, convertir un número perteneciente al sistema numérico decimal (base 10) a un número binario (base 2). Utilizamos primero el mismo número 189 como dividendo y el 2, correspondiente a la base numérica binaria del número que queremos hallar, como divisor. A continuación el resultado o cociente obtenido de esa división (94 en este caso), lo dividimos de nuevo por 2 y así, continuaremos haciendo sucesivamente con cada cociente que obtengamos, hasta que ya sea imposible continuar dividiendo. 

Veamos el ejemplo:






Glosario

Pixel: Un píxel o pixel (acrónimo del inglés Picture Element, "elemento de imagen") es la menor unidad homogénea en color que forma parte de una imagen digital, ya sea esta una fotografía, un fotograma de vídeo o un gráfico.

CRT

El tubo de rayos catódicos (CRT del inglés Cathode Ray Tube) es un dispositivo de visualización inventado por William Crookes en 1875. Se emplea principalmente en monitores, televisores y osciloscopios, aunque en la actualidad se están sustituyendo paulatinamente por tecnologías como plasma, LCD, LED o DLP.


Pantalla de rayos catódicos

La mayoría de los monitores (pantallas de equipos) utilizan pantallas de rayos catódicos (o CRT), que son tubos de vacío de vidrio dentro de los cuales un cañón de electrones emite una corriente de electrones guiada por un campo eléctrico hacia una pantalla cubierta de pequeños elementos fosforescentes.



El cañón de electrones está compuesto por un cátodo, un electrodo metálico con carga negativa, y uno o más ánodos (electrodos con carga positiva). El cátodo emite los electrones atraídos por el ánodo. El ánodo actúa como un acelerador y concentrador de los electrones, creando una corriente de electrones dirigida a la pantalla. Un campo magnético va guiando los electrones de derecha a izquierda y de arriba hacia abajo. Se crea con dos placas electrificadas X e Y (llamadas deflectores) que envían la corriente en dirección horizontal y vertical, respectivamente.

Esta pantalla está cubierta con una capa fina de elementos fosforescentes, llamados fósforos, que emiten luz por excitación, es decir, cuando los electrones los golpean, creando de esta manera, un punto iluminado llamado píxel.

La activación del campo magnético hace que los electrones sigan un patrón de barrido, al ir de izquierda a derecha y luego bajando a la siguiente fila una vez que han llegado al final.



El ojo humano no es capaz de visualizar este barrido debido a la persistencia de la visión. Combinado con el disparo o el cese del cañón de electrones, el barrido engaña a los ojos haciéndoles creer que solamente algunos píxeles de la pantalla están iluminados.


IDE

El puerto IDE (Integrated device Electronics) o ATA (Advanced Technology Attachment) controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos como los discos duros. ATAPI añade compatibilidad para dispositivos como las unidades de lectograbadoras de CDs.

Los controladores IDE suelen estar incluidos en la placa madre y poseen dos conectores donde se conectan los cables IDE. Generalmente cada cable IDE puede conectar dos dispositivos (suelen ser discos duros), uno de ellos debe estar configurado como maestro y el otro como esclavo para determinar qué dispositivo se está usando.



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