6. DISPOSITIVOS DIGITALES
01. ¿QUÉ ES UN DISPOSITIVO DIGITAL?
02. EL ORDENADOR Y SUS PARTES
03. REDES DE COMUNICACIÓN
04. TIPOS DE COMUNICACIÓN DIGITAL
RECURSOS
ACTIVIDADES
EVALUACIÓN
2. EL ORDENADOR Y SUS PARTES
Las primeras máquinas denominadas como ordenadores aparecieron en 1946, los cuales funcionaban a base de válvulas electromagnéticas y eran de gran tamaño. La más conocida fue ENIAC, de 30 toneladas de peso. Era la primera máquina completamente digital capaz de resolver problemas computacionales.
En la segunda generación de ordenadores en 1950, se sustituyeron las válvulas de vacío por transistores. Con esto, disminuyeron considerablemente el tamaño. En 1958 se construyeron los primeros chips y los circuitos integrados, sustituyendo a los transistores. Y posteriormente, en 1972 los microprocesadores tomarían su lugar.
Con la disminución del tamaño y de los costes te producción, se generalizó el uso de los ordenadores personales en las oficinas y en los hogares paulatinamente hasta la llegada de internet que acabó afianzando uno de estos dispositivos en cada casa.
2. 1. ¿QUÉ ES UN ORDENADOR?
Un ordenador es un dispositivo electrónico que recibe datos o información de una determinada fuente externa, los procesa y es capaz de almacenarlos y generar información diferente a la original.
Las operaciones básicas que debe realizar un ordenador son:
- Entrada de datos: los datos que provienen del exterior son introducidos para ser procesados.
- Procesamiento de datos: el ordenador realiza operaciones con los datos que tiene almacenados en la memoria. En este lugar, guardará los resultados.
- Salida de datos: el ordenador presenta al usuario los nuevos datos obtenidos tras el procesamiento.
Para realizar estas acciones un ordenador debe de estar formado por los siguientes elementos funcionales:
- Unidad de Entrada: los datos deben codificarse para que el ordenador los procese, esto se lleva a cabo en las unidades de entrada, que son los instrumentos con los que nos comunicamos o enviamos información al ordenador. Teclado, ratón, micrófono, etc.
- Unidad Central de Proceso (CPU): los datos en el ordenador se procesan mediante diversos procedimientos aritméticos y lógicos a velocidades muy elevadas, pudiendo realizar varios miles de millones de procesos por segundo. La unidad de proceso está dividida en tres partes:
- Unidad de Memoria Central: la información se introduce en un lugar de la memoria del ordenador y se mantienen en ese lugar hasta que los necesite.
- Unidad de Control: es la encargada de interpretar los datos y reproducir las señales adecuadas para que el resto de las unidades realicen las acciones adecuadas.
- Unidad de Operaciones Aritmeticológicas: realiza las operaciones aritméticas y lógicas.
- Unidad de salida: Son los medios que utiliza el ordenador para mostrar la información generada, algunos ejemplos son: altavoces, pantalla, impresora, etc.
2. 2. PARTES DEL ORDENADOR
Cuando hablamos de un ordenador nos estamos refiriendo a una unidad de computación compuesta por hardware (parte física) y software (programas). Ambas son indispensables para el correcto funcionamiento del sistema.
HARDWARE
Dentro del hardware podemos distinguir dos tipos diferentes de componentes:
Componentes de la unidad central del sistema:
Llamados así todos los elementos básicos del ordenador que podemos encontrar en el interior de la caja.
Periféricos:
El resto de los componentes que podemos conectar a nuestro ordenador, pero que no forman parte indispensable del sistema.
Vamos a centrarnos en los componentes de la unidad central del sistema, ya que estos son de mayor importancia para que nuestro ordenador funcione correctamente.
Placa base:
La placa base es el centro del ordenador, incluso físicamente adquiere este lugar, en ella encontramos los circuitos impresos, los diferentes chips de control y las conexiones para el resto de los componentes de nuestra unidad central del sistema.
En la placa base encontraremos los puertos de conexión en la parte trasera, entre los que podemos encontrar los PS/2 para ratón y teclado en modelos antiguos, conexiones USB (2.0, 3.0 o tipo C), Conexión ethernet, conexiones Jack 3,5mm de audio y conexión HDMI o VGA. A parte de estos, podemos encontrar muchos más dependiendo de la placa base que utilicemos.
Otro componente esencial de la placa base es el Socket de la CPU, lugar en el que se instalará el procesador. Esta conexión es una de las más importantes, ya que en ella colocaremos el cerebro de nuestro ordenador.
La placa base también tiene espacio para la memoria con una seria de Slots para la RAM. Estos pueden ser de diferentes modelos DDR2, DDR3, DDR4 o la más actual DDR5.
También encontraremos los puertos PCI, lugares en los que podremos conectar diferentes componentes como una tarjeta gráfica, una tarjeta de red, de sonido, etc. Dependiendo del tipo de placa podemos tener más o menos puertos PCI, lo que nos permitirá tener un mayor o menos número de componentes conectados. Junto a este tipo de puertos, podemos encontrar los tipos SATA, usados habitualmente para la conexión de discos de memoria.
Por último, encontramos una serie de conexiones que nos servirán para conectar diferentes componentes eléctricos, como los ventiladores, la fuente de alimentación, iluminación interna…
Microprocesador (CPU):
El microprocesador es el encargado de comprender y ejecutar las ordenes, pudiendo considerarlo el “cerebro” de nuestro ordenador.
Está formado por un chip de silicio y un microprocesador encargado de realizar las operaciones aritméticas y comparaciones lógicas que van a hacer funcionar a nuestra máquina. La velocidad de trabajo del microprocesador es controlada por un reloj. Este condiciona la velocidad y la fiabilidad de las operaciones que realizamos.
La capacidad de trabajo de un procesador se mide en gigahercios (GHz) que es la cantidad de pulsaciones que tiene el reloj en un segundo.
1 GHz = 1.000.000.000 pulsaciones por segundo, o lo que es lo mismo, operaciones por segundo.
Con el avance en el desarrollo de los procesadores, hoy en día, se está comenzando a trabajar con una nueva arquitectura que permite al procesador tener diferentes procesadores en su interior que se encargan de las diferentes tareas. De esta forma puede selecciones qué tipo de operación se realizará en cada uno de los procesadores para que los trabajos más complejos estén soportados por los procesadores más potentes mientras que los más simples se realicen en los que tienen menos potencia. Con esto no solo se consigue una mayor eficiencia de los microprocesadores, sino que también un menor consumo eléctrico.
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En los microprocesadores en los que encontramos otros procesadores en su interior, estos adquieren el nombre de Core. Por ejemplo, si un microprocesador tiene 4 Cores, quiere decir que tiene 4 procesadores en su interior, multiplicando de esta manera su capacidad de trabajo.
Las empresas que actualmente ocupan la mayor parte del mercado de CPU son Intel (Intel Core i), AMD (Ryzen) y Apple (Apple Silicon).
Memoria RAM:
Cuando hablamos de memoria en los ordenadores nos referimos siempre a la memoria RAM, al otro tipo de memoria la llamaremos almacenamiento.
La memoria RAM se conecta en los puertos destinados a esta, pudiendo encontrar diferentes modelos anteriormente mencionados (DDR2, DDR3, DDR4 y DDR5) los más usados en la actualidad con los DDR4, ya que nos encontramos en un periodo de transición. Cada uno de estos modelos tiene una forma diferente que permite que encaje correctamente en el Slot, por lo tanto, es impotente conocer el tipo de puerto que tiene nuestra placa base antes de comprar una memoria RAM.
La principal función de la memoria RAM es la de guardar en la memoria las diferentes instrucciones y datos con los que va a trabajar el ordenador.
Pero entonces, ¿Qué diferencia existe con el almacenamiento?
La memoria RAM está construida para almacenar datos por un periodo limitado de tiempo y siempre necesita de una fuente eléctrica para su funcionamiento, por lo tanto, cuando apagamos el ordenador se borra toda la información. Es importante remarcar, que la principal diferencia con el almacenamiento es la velocidad de lectura y escritura, lo que permite trabajar con la información mucho más rápido.
En las memorias RAM podemos encontrar diferentes capacidades desde 2 GB hasta 128 GB. Debemos saber que normalmente se instalan las memorias RAM en parejas, lo que permite distribuir mejor la carga de trabajo en nuestro ordenador.
Por ejemplo, si instalamos dos memorias RAM de 16 GB tendremos un total de 32 GB de memoria en nuestro ordenador. Como máximo podremos poner cuatro tarjetas de memoria, colocando las de la misma capacidad en los Slots impares o pares, pero nunca dos puertos consecutivos.
Ranuras de expansión:
En el caso de los ordenadores de sobremesa o torres, encontramos la posibilidad de ampliar los componentes que tiene nuestra placa base con las ranuras de expansión, estas nos permitirán insertar diferentes componentes que mejores las capacidades de nuestro ordenador.
Existen diferentes tipos de ranuras de expansión por lo que debemos asegurarnos de disponer de la ranura adecuada para el componente que queremos instalar, nunca formar la inserción de estos componentes ya que podemos partir las conexiones. Las ranuras más habituales son las PCI y PCIExpress.
Tarjetas gráficas:
Uno de los componentes externos más conocido son las tarjetas gráficas. Su principal función es la de procesar los datos que provienen del procesador para transformarlos en información entendible por el usuario, de tal forma que se presenta en el monitor.
Las tarjeras gráficas están compuestas por la GPU y la GRAM.
- GPU: Es la principal pieza de la tarjeta gráfica encargada del procesamiento gráfico. Hace referencia a un procesador dedicado en exclusiva a la realización de las operaciones relacionadas con el procesamiento gráfico.
- GRAM: es la memoria gráfica de acceso aleatorio, que son los chips de memoria que almacenan y transportan los datos relacionados con la información gráfica.
Podemos identificar dos tipos de memorias gráficas, la dedicada, siendo más eficiente cuando la tarjeta o la GPU disponen de ella en exclusiva. Y, por otro lado, la compartida, que se emplea en detrimento de la memoria de acceso aleatorio.
Para conocer el potencial de una tarjeta gráfica debemos tener en cuenta tres aspectos: capacidad, interfaz de memoria y frecuencia de trabajo.
La capacidad determinada por el número máximo de datos que puede procesar.
La interfaz de memoria, o bus de datos, es la multiplicación del ancho de bits de cada chip por su número de unidades. Esto nos dará la cantidad de datos que puede transferir en un determinado tiempo.
La frecuencia de memoria es la frecuencia a la que la memoria es capaz de transportar los datos ya procesados.
Podemos identificar dos tipos de memorias gráficas, la dedicada, siendo más eficiente cuando la tarjeta o la GPU disponen de ella en exclusiva. Y, por otro lado, la compartida, que se emplea en detrimento de la memoria de acceso aleatorio.
Para conocer el potencial de una tarjeta gráfica debemos tener en cuenta tres aspectos: capacidad, interfaz de memoria y frecuencia de trabajo.
- La capacidad determinada por el número máximo de datos que puede procesar.
- La interfaz de memoria, o bus de datos, es la multiplicación del ancho de bits de cada chip por su número de unidades. Esto nos dará la cantidad de datos que puede transferir en un determinado tiempo.
- La frecuencia de trabajo es la frecuencia a la que la memoria es capaz de transportar los datos ya procesados.
Discos duros:
Cuando hablamos de la capacidad de memoria que tienen los discos duros hablamos del almacenamiento de nuestro ordenador, de esta manera podemos diferenciar fácilmente la memoria RAM de la memoria de almacenamiento.
Estos discos se utilizan para guardar la información que tenemos en nuestro ordenador de forma permanente.
Para el almacenamiento de la información, los discos utilizan diferentes formatos para leer y escribir los datos. Los formatos más comunes son FAT32, NTFS y exFAT.
FAT32: tiene una gran compatibilidad con diferentes sistemas y dispositivos, pero solo podemos guardar archivos de hasta 4G, por lo que si nuestro archivo es más grande no podremos utilizar este formato.
NTFS: es el sistema de archivos promovido por Microsoft. Una de las principales ventajas que tiene este formato es que no tiene límite en cuando al tamaño de los archivos, pero es menos compatible que los formatos FAT, ya que en un Sistema Operativo Mac podremos leer la información almacenada en NTFS, pero no podremos escribir.
exFAT: cuenta con las ventajas de FAT32 y no tiene límite en el tamaño de los archivos, lo que convierte a este formato en uno de los preferidos en los sistemas informáticos.
Otros sistemas de almacenamiento que podemos encontrar son los HFS+ creado por Apple para sus ordenadores y los Ext utilizamos por las diferentes distribuciones de Linux.
En la actualidad conviven los discos magnéticos (Hard Disk Drive, HDD) y los discos de estado sólido (Solid State Drive, SSD).
Vamos a ver las diferencias entre estos dos tipos de sistemas de almacenamiento:
Ventajas | SSD | HDD |
Capacidad | Entre 256 GB y 4TB. | Entre 1 y 10TB, pero existen de mayor capacidad. |
Consumo | Menor consumo, ya que no cuenta con ninguna parte mecánica. | Mayor consumo, ya que tiene partes mecánicas que se deben mover para escribir y leer la información. |
Coste | Más caros, al tratarse de nueva tecnología. | Más económicos. |
Ruido | Nada, ya que no tiene partes móviles. | Puede hacer algo de ruido debido a las partes móviles que lo componen. |
Fragmentación* | No tiene. | Puede producirse. |
Durabilidad | Sus celdas pueden escribirse un número limitado de veces. | Debido a las partes mecánicas los discos pueden dañarse. |
Tiempo de arranque del sistema operativo | 7 segundos | 16 segundos |
Transferencia de datos | Entre 200 y 500 MB/s | Entre 50 y 150 MB/s |
*La fragmentación es cuando quedan espacios libres entre las diferentes celdas de almacenamiento, lo que provoca que el disco tenga más espacio utilizado del que realmente está usando.
Fuente de alimentación:
La fuente de alimentación es un transformador eléctrico que regula la electricidad que va a utilizar el ordenador convirtiendo la corriente alterna, de la red eléctrica de nuestra casa, a voltajes más bajos de corriente continua con lo que trabajará nuestro ordenador (normalmente 3,3 voltios, 5 voltios y 12 voltios).
Cada componente que conectamos a nuestro ordenador consume energía, por lo que el límite de componente o incluso la capacidad de estos puede estar limitado por la potencia de nuestra fuente de alimentación.
Por ejemplo, si nuestra fuente de alimentación tiene 550W y nuestra tarjeta gráfica consume 600W trabajando a máxima potencia, nunca vamos a conseguir el mejor rendimiento, ya que la fuente de alimentación no tiene la suficiente potencia.
Refrigeración:
La corriente que circula por los diferentes componentes electrónicos de nuestro ordenador genera una gran cantidad de calor, por lo que necesitamos un buen sistema de refrigeración que nos permita trabajar con temperaturas aceptables para nuestro ordenador.
El sistema de refrigeración puede ser pasivo o activo.
Sistema de refrigeración pasivo
Son todos esos sistemas que permiten la difusión del calor al exterior de la placa para que los componentes no se sobrecalienten. Muchos procesadores cuentan con estos disipadores para eliminar el calor que se genera durante los procesos de cálculo.
Sistema de refrigeración activo
Son los ventiladores o los sistemas de refrigeración líquida que se basan en el movimiento para eliminar el calor del interior de nuestros ordenadores.
Podemos encontrar ventiladores en la fuente de alimentación, en muchas tarjetas gráficas y en muchos procesadores.
Periféricos:
Los periféricos son los dispositivos externos a la unidad principal del sistema que se conectan al ordenador.
Dependiendo del sentido de flujo de la información entre el periférico y la unidad central existen cuatro tipos de periféricos:
- De entrada: permiten introducir información al ordenador (teclado, ratón, micrófono…).
- De salida: muestran información generada por el ordenador (monitor, altavoces, impresora…).
- De entrada/salida: bidireccionales, que permiten la entrada y salida de datos (router).
- De almacenamiento masivo: son sistemas de almacenamiento de información (disco duro externo).
Los diferentes tipos de periféricos se pueden conectar por diferentes puertos como los USB, VGA, HDMI, Ethernet…
SOFTWARE
Entendemos por software a todos los componentes intangibles que forman parte de tu dispositivo y que permiten su funcionamiento. El software es el encargado de generar las instrucciones para comunicarse con el ordenador y hacen posible su uso.
Traducido a un lenguaje más coloquial, el software en informática son los programas.
Tipos de software por su uso:
Según el uso para el que está diseñado el programa podemos distinguir entre tres tipos diferentes:
Software de sistema:
Son los programas diseñados para que el usuario tenga la capacidad de relacionarse con el sistema, pudiendo controlar el hardware. Una de sus funciones principales es la transferencia de datos entre la memoria RAM y los dispositivos de almacenamiento. El tipo de software de sistema más conocido es el sistema operativo, como Windows, Linux o MacOS.
Otro tipo de software de sistema es el Firmware, un conjunto de instrucciones programadas en un dispositivo de hardware, proporcionando la información necesaria sobre cómo se comunica el dispositivo con el resto del hardware del dispositivo.
Software de programación:
Son todos aquellos programas que permiten a los programadores desarrollar otros programas, usando diferentes lenguajes de programación.
Software de aplicación:
Son los programas que realizan determinadas tareas específicas.
Tipos de software según su licencia de uso:
Según la licencia de uso podemos distinguir diferentes softwares que definirán cómo podemos usarlo y su forma de distribución.
Software freeware:
Es todo aquel programa que se distribuye de forma gratuita, sin ningún tipo de coste adicional dentro del mismo. En algunos casos puede pedir algún tipo de registro.
Software adware:
Son programas gratuitos en su totalidad que incluyen publicidad dentro del mismo.
Software de pago:
Son los programas que tienen un coste que debemos pagar para comprarlo y poder usarlo.
Software shareware:
Este tipo de programas se distribuyen con algunas limitaciones, ya sea de tiempo de uso o de sus funciones. Para habilitar el uso completo del programa es necesario pagar por él.
Software libre:
Este tipo de software puede ser gratuito o de pago, pero una vez adquirido, el usuario tiene acceso al código fuente, pudiendo modificarlo y redistribuirlo libremente.
ACTIVIDADES DE INVESTIGACIÓN
P3. ¿Cómo se llama a los componentes que muestran la información generada por el ordenador al usuario? Escribe algunos ejemplos.
P4. Indica en los siguientes programas qué tipo de software son según su uso, para ello, puedes buscar información en internet si la necesitas.
Drivers de ratón inalámbrico:
Windows 7:
Mozilla Firefox:
Avast:
Drivers de impresora HP:
MacOS Mojave:
Adobe Photoshop:
Xcode: