01 CAPITULO 01

CAPÍTULO 1
Introducción
a la computadora personal
Objetivos
Una vez completada la lectura de este capítulo, estará en condiciones de responder estas
preguntas:
n
¿Cuáles son las certificaciones de
la industria de TI?
n
¿Qué es un sistema de computadora?
n
n
¿Cómo puedo identificar los nombres, los propósitos y las características de las cajas y de las
fuentes de alimentación?
¿Cuáles son los nombres, los propósitos y las características de los
componentes internos?
n
¿Cuáles son los nombres, los propósitos y las características de los
puertos y los cables?
n
¿Cómo puedo identificar los nombres, los propósitos y las características de los dispositivos de entrada?
n
¿Cómo puedo identificar los nombres, los propósitos y las características de los dispositivos de salida?
n
¿Cuáles son los recursos del sistema y sus propósitos?
Conceptos clave
Este capítulo utiliza los siguientes conceptos clave, cuya definición encontrará en el glosario.
Hardware 6
Memoria de sólo lectura (ROM) 22
Software 6
Memoria de sólo lectura programable
(PROM) 22
Ley de Ohm 13
unidad central de proceso (CPU) 16
caché 18
Memoria de sólo lectura borrable y
programable (EPROM) 22
Computadora de conjunto de
instrucciones reducido (RISC) 18
Memoria de sólo lectura programable y
borrable eléctricamente
(EEPROM) 22
Computadora de conjunto de
instrucciones complejo (CISC) 19
Memoria de acceso aleatorio (RAM)
22
hyperthreading 19
RAM dinámica (DRAM) 22
CPU de un núcleo 19
sin paridad 24
CPU de doble núcleo 20
paridad 25
2
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
NIC 25
puertoPS/2 37
adaptadora RAID 26
Array de gráficos de vídeo (VGA) 38
puerto USB 26
Interfaz visual digital (DVI) 38
puerto paralelo 26
Interfaz multimedia de alta definición
(HDMI) 38
puerto serie 26
Arquitectura de estándar industrial
(ISA) 26
S-Video 38
Arquitectura de estándar industrial
extendida (EISA) 26
CRT 42
Arquitectura de microcanal (MCA) 26
LCD 42
Interconexión de componentes periféricos
(PCI) 26
DLP 42
Puerto de gráficos avanzado (AGP) 26
tamaño del punto 43
PCI-Express 26
velocidad de actualización 43
Electrónica de unidad integrada
(IDE) 29
entrelazado/no entrelazado 43
Electrónica de unidad integrada
mejorada (EIDE) 29
Component/RGB 38
píxel 43
Colores horizontales y verticales
(HVC) 43
ATA paralela (PATA) 30
relación de aspecto 43
ATA serie (SATA) 30
Solicitud de interrupción (IRQ) 46
Interfaz de sistemas de computación
pequeños (SCSI) 30
Dirección de puerto de entrada/salida
(E/S) 47
FireWire 33
Acceso directo a la memoria (DMA) 47
La tecnología de la información (TI) es el diseño, el desarrollo, la implementación, el soporte y la administración del hardware de computadora y las aplicaciones software. Un profesional de IT tiene conocimientos de sistemas de computadora y sistemas operativos. Este capítulo repasa las certificaciones de TI y
los componentes de un sistema PC (computadora personal, personal computer)
básico.
Explicación de las certificaciones
de la industria de TI
Este curso se centra en las computadoras de sobremesa o escritorio y las computadoras portátiles (o simplemente portátiles), sin olvidar dispositivos electró-
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
3
nicos como los asistentes digitales personales (PDA, personal digital assistants)
y los teléfonos celulares.
El aprendizaje y la experiencia cualificarán a un técnico para dar servicio a esas
computadoras y dispositivos electrónicos personales. Conseguirá las habilidades
técnicas especializadas que necesita para instalar, mantener y reparar computadoras. La obtención de una certificación estándar de la industria le otorgará confianza y aumentará sus oportunidades en el campo de la TI.
Este curso se centra en estas dos certificaciones estándar de la industria:
n
Computing Technology Industry Association (CompTIA) A+.
n
European Certification of Informatics Professional (EUCIP) IT Administrator Certification (Módulos 1, 2 y 3).
Después de completar esta sección, habrá alcanzado estos objetivos:
n
Identificar la formación y las certificaciones.
n
Describir la certificación A+.
n
Describir la certificación EUCIP.
Identificación de la formación
y las certificaciones
La Tecnología de la información (TI, o IT según sus siglas en inglés [Information Technology]) es un término que engloba la relación entre hardware, software, redes y la asistencia técnica proporcionada a los usuarios. Este libro cubre
la información que un técnico necesita conocer para tener éxito en el campo de
la TI. El curso abarca los siguientes temas:
n
Los PCs.
n
Procedimientos de prácticas seguros.
n
Resolución de problemas.
n
Sistemas operativos.
n
Computadoras portátiles.
n
Impresoras y escáneres.
n
Redes.
n
Seguridad.
n
Habilidades de comunicación.
Este curso se centra en dos certificaciones de la industria que se basan en las
habilidades relacionadas con el hardware y el software: CompTIA A+ y EUCIP.
Este curso es únicamente una introducción al mundo de la TI. Un técnico debe
continuar estudiando y aprendiendo las siguientes certificaciones:
4
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
n
CCNA (Asociado de networking certificado por Cisco, Cisco Certified
Networking Associate).
n
CCNP (Profesional de networking certificado por Cisco, Cisco Certified
Networking Professional).
n
CCIE (Experto en internetworking certificado por Cisco, Cisco Certified
Internetworking Expert).
n
CISSP (Profesional en seguridad de los sistemas de información certificado por Cisco, Certified Information Systems Security Professional).
n
MCP (Profesional certificado por Microsoft, Microsoft Certified Professional).
n
MCSA (Administrador de sistemas certificado por Microsoft, Microsoft
Certified Systems Administrator).
n
MCSE (Ingeniero de sistemas certificado por Microsoft, Microsoft Certified Systems Engineer).
n
Network+ (Certificación de red CompTIA, CompTIA Network Certification).
n
Linux+ (Certificación de Linux CompTIA, CompTIA Linux Certification).
Las certificaciones de TI pueden utilizarse como créditos para la universidad y
la escuela en áreas como ciencias de la computación y telecomunicaciones.
Descripción de la certificación A+
CompTIA desarrolló el programa de Certificación A+. Una certificación
CompTIA A+ significa que el candidato es un técnico en hardware y software
de PC cualificado. En la comunidad TI, las certificaciones CompTIA están consideradas como una de las mejores formas de entrar en el campo de la tecnología de la información y constituir una sólida carrera profesional.
Un candidato a la certificación A+ debe superar dos exámenes. Todos los candidatos a la certificación deben aprobar el examen Fundamentos de A+ (A+
Essentials, Examen 220-601). El examen de fundamentos abarca las habilidades
básicas necesarias para instalar, ensamblar, actualizar, reparar, configurar,
resolver problemas, optimizar, diagnosticar y mantener los sistemas operativos
y el hardware básico de un PC.
El segundo examen depende del tipo de certificación que quiera. Cada examen
avanzado evalúa una serie de habilidades especializadas en una de las siguientes
áreas:
n
Técnico de TI (Examen 220-602): evalúa los técnicos de servicio de
campo que trabajan en entornos técnicos móviles y corporativos.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
5
n
Técnico de soporte remoto (Examen 220-603): evalúa los técnicos de
soporte remoto cuya responsabilidad es la de asistir al cliente sin que sea
necesario tocar físicamente la computadora del mismo. Un técnico
remoto trabaja a menudo en un entorno de asistencia telefónica, donde
los técnicos resuelven problemas del sistema operativo y de conectividad
a través del teléfono o de Internet. Un técnico de soporte remoto también
se conoce como técnico de ayuda de escritorio, técnico de asistencia
telefónica, especialista técnico o representante técnico.
n
Técnico auxiliar o de depósito (Examen 220-604): evalúa a los técnicos auxiliares, que tienen una interacción limitada con el cliente y trabajan principalmente en un taller o laboratorio.
Hoja de cálculo 1.1.2: oportunidades de trabajo
En esta actividad utilizará Internet, revistas o algún periódico local para
obtener información sobre trabajos relacionados con el campo de los servicios
y la reparación de computadoras. Prepárese para explicar su investigación en
clase. Consulte la hoja de cálculo en la guía IT Essentials: PC Hardware and
Software Labs and Study Guide, Tercera edición. Puede completar esta hoja de
cálculo ahora o esperar a finalizar el capítulo.
Descripción de la certificación EUCIP
El programa EUCIP IT Administrator (Administrador de TI EUCIP) ofrece una
certificación reconocida en relación a la TI. La certificación abarca los estándares prescritos por el Council of European Professional Informatics Societies
(CEPIS). La certificación de Administrador de TI EUCIP consta de cinco
módulos, que se describen en las siguientes secciones, cada uno de ellos con su
examen correspondiente. Este curso le preparará para los Módulos 1, 2 y 3.
Módulo 1: Hardware de computadora
El módulo Hardware de computadora requiere que el candidato conozca lo que
rodea a un PC y las funciones de los componentes. El candidato debe ser capaz
de diagnosticar y reparar los problemas relacionados con el hardware, así como
de asesorar a los clientes acerca del hardware más apropiado que deben
comprar.
Módulo 2: Sistemas operativos
El módulo Sistemas operativos requiere que el candidato se familiarice con los
procedimientos de instalación y modificación de los sistemas operativos y las
6
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
aplicaciones más comunes. El candidato debe saber cómo utilizar las herramientas de sistema para resolver los problemas y reparar los sistemas operativos.
Módulo 3: Red de área local y servicios de red
Este módulo requiere que el candidato se familiarice con el procedimiento de
instalación, uso y administración de redes de área local (LAN). El candidato
debe ser capaz de añadir y eliminar usuarios y recursos compartidos. El candidato debe saber usar las herramientas del sistema para resolver los problemas y
reparar las redes.
Módulo 4: Uso experto de la red
Este módulo queda fuera de los objetivos del curso Fundamentos de TI,
aunque se cubren algunos de los temas. El módulo requiere que el candidato
tenga conocimientos de comunicación LAN.
Módulo 5: Seguridad de TI
Este módulo también queda fuera de los objetivos del curso, aunque se explican
algunos de los temas. El módulo le permitirá familiarizarse con los métodos y
características de seguridad que hay disponibles para las computadoras autónomas o conectadas en red.
Descripción de un sistema
de computadora
Una computadora consta de componentes hardware y software. El hardware
son los equipos físicos, como la carcasa o caja, las unidades de almacenamiento,
los teclados, los monitores, los cables, los altavoces y las impresoras. El término
software incluye el sistema operativo y los programas. El sistema operativo instruye a la computadora sobre cómo debe funcionar. Estas operaciones o funciones pueden incluir la identificación, el acceso y el procesamiento de información. Los programas o aplicaciones llevan a cabo diferentes funciones. Existe
una amplia variedad de programas, en función del tipo de información a la que
se accede o se genera. Por ejemplo, las instrucciones para llevar el balance contable son muy diferentes de las necesarias para simular un mundo de realidad
virtual en Internet.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
7
Las siguientes secciones explican los componentes hardware de una computadora.
Identificación de los nombres,
los propósitos y las características
de las cajas y las fuentes de
alimentación
La caja o carcasa de la computadora ofrece protección y soporte a los componentes internos de la computadora. Todas las computadoras necesitan una fuente
de alimentación para convertir la corriente alterna (CA) que suministra un
enchufe de pared en corriente continua (CC). El tamaño y la forma de la caja de
una computadora vienen determinados normalmente por la placa madre y otros
componentes internos.
Puede elegir una caja grande de cara a acomodar componentes adicionales que
pueda necesitar en el futuro. Muchos usuarios prefieren una caja más pequeña,
pues necesita menos espacio. En general, la caja de la computadora debe ser
duradera y facilitar el acceso, y debe contar con espacio suficiente para expansiones futuras.
La fuente de alimentación proporciona energía suficiente para los componentes
actualmente instalados y debe permitir que se puedan añadir componentes
nuevos en el futuro. Si elige una fuente de alimentación que sólo puede suministrar energía para los componentes actuales, es posible que tenga que sustituirla por otra cuando se vea en la necesidad de actualizar o añadir componentes.
Una vez completada esta sección, habrá logrado estos objetivos:
n
Describir las cajas.
n
Describir las fuentes de alimentación.
Descripción de las cajas
La caja de una computadora contiene el armazón que soporta los componentes
internos de una computadora y, al mismo tiempo, los protege. Las cajas de las
computadoras se fabrican normalmente en plástico, acero y aluminio, y están
disponibles en muchos estilos.
El tamaño y el diseño de una caja se denomina factor de forma. Existen muchos
tipos de cajas, pero los factores de forma básicos para las cajas de computadora
son escritorio (o sobremesa) y torre. Las cajas de sobremesa pueden ser slimline
8
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
(cajas delgadas) o full-sized (tamaño normal), mientras que las cajas en forma
de torre pueden ser mini o torre (también existe un tamaño intermedio denominado semi) (véase la Figura 1.1).
Figura 1.1. Cajas de tipo torre.
Existen muchos nombres con los que referirnos a las cajas de computadora:
n
Chasis de la computadora.
n
Armario.
n
Torre.
n
Caja.
n
Bastidor.
n
Carcasa.
Además de proporcionar protección y soporte, las cajas también proporcionan
un entorno diseñado para que los componentes internos permanezcan refrigerados. Los ventiladores de las cajas se utilizan para hacer circular aire por el
interior de la caja. A medida que el aire pasa por los componentes calientes,
absorbe el calor y sale de la caja. Este proceso evita que los componentes de la
computadora se recalienten.
A la hora de elegir una caja, debe tener en consideración varios factores:
n
El tamaño de la placa madre.
n
El número de ubicaciones de unidad externas o internas, denominadas
bahías.
n
El espacio disponible.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
9
Al elegir una caja, tenga en cuenta lo siguiente:
n
Tipo de modelo: hay dos modelos de caja principales. Uno de ellos es
para los PCs de sobremesa, y el otro es para las computadoras de tipo
torre. El tipo de placa madre que elija determinará el tipo de caja que
puede utilizar. El tamaño y la forma deben coincidir con exactitud.
n
Tamaño: si una computadora tiene muchos componentes, necesitará
más espacio para que el flujo de aire mantenga refrigerado todo el sistema.
n
Espacio disponible: las cajas de sobremesa permiten ahorrar espacio en
lugares pequeños, porque el monitor puede colocarse encima de la
unidad. El diseño de una caja de sobremesa puede limitar el número y el
tamaño de los componentes que se pueden añadir.
n
Fuente de alimentación: debe buscar la equivalencia entre la potencia
nominal y el tipo de conexión de la fuente de alimentación con el tipo
de placa madre que haya elegido.
n
Apariencia: algunas personas no se preocupan por el aspecto de la caja.
Para otras es esencial. Existen muchos diseños de cajas entre los que
elegir si busca una caja atractiva.
n
Visualización del estado: lo que está ocurriendo dentro de la caja puede
ser muy importante. Los indicadores LED que van instalados en la parte
frontal de la caja pueden indicarle si el sistema está recibiendo energía,
cuándo se está utilizando el disco duro, y cuándo la computadora se
encuentra en modo de espera o de hibernación.
n
Ventilación: todas las cajas tienen un ventilador en la fuente de alimentación, y algunas tienen otro en la parte posterior para ayudar a introducir o extraer aire del sistema. Algunas cajas están diseñadas con más
ventiladores por si el sistema necesita una forma de disipar una cantidad
inusual de calor. Esta situación se puede dar cuando dentro de la caja
hay muchos dispositivos instalados muy cerca unos de otros.
Además de proporcionar protección frente al entorno, las cajas ayudan a evitar
daños por electricidad estática. Los componentes internos de la computadora
están conectados a tierra mediante una conexión a la caja.
NOTA
Elija una caja que se adapte a las dimensiones físicas de la fuente de alimentación y de la placa madre.
10
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
Descripción de las fuentes
de alimentación
La fuente de alimentación, como la que puede ver en la Figura 1.2, convierte la
energía de corriente alterna (CA) que se toma de un enchufe de pared en energía
de corriente continua (CC), que es un voltaje más bajo. Todos los componentes
de a computadora requieren alimentación de CC.
Figura 1.2. Fuente de alimentación.
Conectores
La mayoría de los conectores actuales son de llave, ya que están diseñados para
que sólo puedan insertarse en una dirección. Cada parte del conector tiene un
cable coloreado que conduce un voltaje diferente (consulte la Tabla 1.1).
NOTA
Los distintos factores de forma de las fuentes de alimentación proporcionan
diferentes conexiones de salida de alimentación, dependiendo de los requisitos del sistema. Los factores de forma AT han ido quedando desfasados
poco a poco a favor de las fuentes de alimentación con el factor de forma
ATX, debido a los diferentes tamaños de caja y características avanzadas.
ATXv12 se creó para añadir soporte energético para la placa madre agregando otro conector de alimentación de cuatro pines.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
11
Tabla 1.1. Códigos de color para la alimentación.
Voltaje Color
+12V
–12V
+3.3V
+5V
–5V
0V
Uso
del cable
Forma de
alimentación
energética
AT
Amarillo Motores de unidad de disco,
ventiladores, dispositivos
de refrigeración, y ranuras
de bus del sistema.
¸
Azul
Algunos tipos de circuitos
de puerto serie y memoria
de sólo lectura programable
(PROM) antigua.
¸
Naranja La mayoría de las CPUs
más modernas, algunos tipos
de memoria del sistema,
y tarjetas gráficas AGP
Rojo
Placa madre, CPUs Baby
AT y antiguas, y muchos
componentes de la placa
madre.
¸
Blanco Tarjetas de bus ISA y
PROMS antiguas.
¸
Negro
Tierra: se utiliza para
completar los circuitos con
los demás voltajes.
¸
Forma de
alimentación
energética
ATX
Forma de
alimentación
energética
ATXv12
¸
¸
¸
¸
¸
¸
¸
¸
¸
¸
¸
¸
Los diferentes conectores se utilizan para conectar componentes específicos y
diversas ubicaciones en la placa madre:
n
Un conector Molex es un conector de llave que se utiliza para conectar
a una unidad óptica o disco duro.
n
Un conector Berg es un conector de llave que se utiliza para conectar a
una unidad de disquete o disco flexible. El conector Berg es más
pequeño que el conector Molex.
n
Un conector ranurado de 20 ó 24 pines se utiliza para conectar a la placa
madre. El conector ranurado de 24 pines tiene dos filas de 12 pines cada
una, mientras que el conector ranurado de 20 pines tiene dos filas de 10
pines cada una.
n
Un conector de alimentación auxiliar de “cuatro pines a ocho pines”
tiene dos filas de dos a cuatro pines y suministra energía a todas las áreas
de la placa madre. Este conector tiene la misma forma que el conector
de alimentación principal, pero es más pequeño.
12
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
n
Las fuentes de alimentación estándar más antiguas utilizaban dos conectores denominados P8 y P9 para la conexión a la placa madre. Los
conectores P8 y P9 no estaban diseñados para que encajasen en una sola
dirección. Se podían instalar al revés, corriéndose el riesgo potencial de
dañar la placa madre o la fuente de alimentación. La instalación requería
que los conectores se alinearan con los cables negros juntos en el centro.
NOTA
Si alguna vez tiene dificultades para insertar un conector, inténtelo en la
dirección contraria, o compruebe si se han doblado los pines o si por medio
hay objetos extraños. Recuerde que si tiene dificultades para conectar en un
cable u otra parte, algo anda mal. Los cables, conectores y componentes
están diseñados para encajar perfectamente. Nunca fuerce un conector o
componente. Los conectores que se conectan incorrectamente corren el
riesgo de dañarse. Tómese su tiempo, y asegúrese de manipular correctamente el hardware.
La electricidad y la Ley de Ohm
Las cuatro magnitudes básicas de la electricidad son las siguientes:
n
Voltaje (V).
n
Corriente (I).
n
Potencia (P).
n
Resistencia (R).
Voltaje, corriente, potencia y resistencia son términos electrónicos que un técnico de computadoras debe conocer:
n
Voltaje: es una medida de la fuerza necesaria para empujar los electrones en un circuito. El voltaje se mide en voltios (V). Normalmente, la
fuente de alimentación de una computadora produce varios voltajes diferentes.
n
Corriente: es una medida del número de electrones que atraviesan un
circuito por unidad de tiempo. La corriente se mide en amperios, o amps
(A). Las fuentes de alimentación de computadora entregan diferentes
amperajes para cada voltaje de salida.
n
Potencia: es una medida de la presión necesaria para empujar los electrones a través de un circuito, denominada voltaje, multiplicada por el
número de electrones que atraviesan ese circuito (es decir, la corriente).
La medida se denomina vatios (W). Las fuentes de alimentación de computadora se especifican en vatios.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
n
13
Resistencia: es la oposición al flujo de corriente en un circuito. La
resistencia se mide en ohmios. Una resistencia más baja permite que
más corriente y, por tanto, más potencia, fluya a través de un circuito.
Un buen fusible tiene una resistencia baja o una medida de casi 0
ohmios.
Aquí tiene una ecuación básica que expresa cómo se relacionan entre sí el voltaje, la corriente y la resistencia:
V = IR
Esta ecuación, conocida como Ley de Ohm, dice que el voltaje es igual a la
corriente multiplicada por la resistencia.
En un sistema eléctrico, la potencia (P) es igual al voltaje multiplicado por la
corriente, como lo expresa la siguiente ecuación:
P = VI
En un circuito eléctrico, el aumento de la corriente o el voltaje da como resultado una potencia más alta.
A modo de ejemplo de cómo funciona esto, imagine un circuito simple compuesto por una bombilla de 9 voltios enchufada a una batería de 9 voltios.
La potencia de salida de la bombilla es de 100 W. Utilizando la ecuación
para calcular la potencia, puede calcular la cantidad de corriente en amperios que se necesitaría para obtener 100 W de salida por parte de la bombilla
de 9 V.
Para resolver esta ecuación, utilice la información que ya conoce:
P = 100 W
V=9V
Así pues:
I = 100 W / 9 V = 11,11 A
¿Qué pasa si utilizamos una batería de 12 V y una bombilla de 12 V para
obtener 100 W de potencia?
100 W / 12 V = 8,33 amps
Este sistema produce la misma potencia, pero con menos corriente.
Las computadoras utilizan normalmente fuentes de alimentación que oscilan
entre los 200 W y los 500 W. Sin embargo, algunas computadoras pueden necesitar fuentes de alimentación de 500 W a 800 W. Al construir una computadora,
elija una fuente de alimentación con suficiente vatiaje para alimentar todos los
componentes. En la documentación del fabricante encontrará la información
relativa al vatiaje de cada componente. Al elegir una fuente de alimentación,
asegúrese de elegir una que tenga potencia más que suficiente para los componentes actuales.
14
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
ADVERTENCIA
No abra una fuente de alimentación. Los condensadores electrónicos de su
interior pueden almacenar carga durante periodos de tiempo prolongados.
Identificación de los nombres,
los propósitos y las características
de los componentes internos
Esta sección analiza los nombres, los propósitos y las características de los componentes internos de una computadora (véase la Figura 1.3).
Una vez completada esta sección, habrá conseguido los siguientes objetivos:
Figura 1.3. Componentes de una computadora.
n
Identificar los nombres, los propósitos y las características de las placas
madre.
n
Identificar los nombres, los propósitos y las características de las CPUs.
n
dentificar los nombres, los propósitos y las características de los sistemas de refrigeración.
n
Identificar los nombres, los propósitos y las características de la ROM y
la RAM.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
15
n
Identificar los nombres, los propósitos y las características de las tarjetas
adaptadoras.
n
Identificar los nombres, los propósitos y las características de las unidades de almacenamiento.
n
Identificar los nombres, los propósitos y las características de los cables
internos.
Identificación de nombres, propósitos
y características de las placas madre
La placa madre es la principal tarjeta de circuito impreso. Contiene los buses, o
caminos eléctricos, internos de una computadora. Estos buses permiten a los
datos viajar entre los diversos componentes que constituyen una computadora.
La placa madre también es conocida como tarjeta del sistema, backplane o placa
principal. La Figura 1.4 muestra varias placas madre.
En la placa madre se aloja la unidad central de proceso (CPU, Central Processing Unit), la memoria RAM, las ranuras de expansión, el ensamblaje de disipadores térmicos o ventiladores, el chip del BIOS, el chip set, y los hilos o
cables integrados que interconectan los componentes de la placa madre. En la
placa madre también se encuentran los sockets, los conectores internos y
externos, y diversos puertos.
Figura 1.4. Placas madre.
El factor de forma de las placas madre está relacionado con el tamaño y la
forma de la tarjeta. También describe el diseño físico de los diferentes compo-
16
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
nentes y dispositivos de la placa madre. Las placas madre tienen varios factores
de forma:
n
Tecnología avanzada (AT, Advanced Technology).
n
Tecnología avanzada extendida (ATX, Advanced Technology Extended).
n
Espacio más reducido que la tecnología avanzada extendida (Mini-ATX,
Smaller footprint than Advanced Technology Extended).
n
Espacio más reducido que la tecnología avanzada extendida (MicroATX, Smaller footprint than Advanced Technology Extended).
n
Perfil bajo extendido (LPX, Low-Profile Extended).
n
Nuevo perfil bajo extendido (NLX, New Low-Profile Extended).
n
Tecnología balanceada extendida (BTX, Balanced technology
Extended).
El chip set es un importante conjunto de componentes de la placa madre. El chip
set está compuesto por varios circuitos integrados conectados a la placa madre
que controlan el modo en que el hardware del sistema interactúa con la CPU y
la placa madre. La CPU se instala en una ranura o socket de la placa madre. El
socket de la placa madre determina el tipo de CPU que puede instalarse.
El chip set de una placa madre permite a la CPU comunicarse e interactuar con
los demás componentes de la computadora e intercambiar datos con la memoria
del sistema (RAM), las unidades de disco duro, las tarjetas gráficas y otros dispositivos de salida. El chip set establece la cantidad de memoria que puede añadirse a una placa madre; también determina el tipo de conectores de la placa
madre.
La mayoría de los chip sets están divididos en dos componentes distintos, northbridge y southbridge. Lo que hace cada componente varía de un fabricante a
otro, pero en general el north bridge controla el acceso a la RAM, la tarjeta de
vídeo y las velocidades a las que la CPU puede comunicarse con ellas. A veces,
la tarjeta de vídeo se encuentra integrada en el northbridge. El southbridge, en
la mayoría de los casos, permite a la CPU comunicarse con las unidades de
disco duro, la tarjeta de sonido, los puertos USB y otros puertos de
entrada/salida (E/S o I/O, Input/Output).
Identificación de los nombres,
los propósitos y las características
de las CPUs
La unidad central de proceso (CPU, Central Processing Unit) está considerada
como el cerebro de la computadora. También recibe a veces el nombre de procesador. La mayoría de los cálculos se realizan en la CPU. En términos de
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
17
potencia de cálculo, la CPU es el elemento más importante de un sistema de
computadora. Las CPUs vienen en diferentes factores de forma; cada estilo
requiere una ranura o socket particular en la placa madre. Los fabricantes de
CPUs más conocidos son Intel y AMD.
El socket o ranura de la CPU es el conector que hace las veces de interfaz entre
la placa madre y el procesador. La mayoría de sockets de CPU y de procesadores que se utilizan hoy en día son fabricados alrededor de la arquitectura PGA
(Matriz de rejilla de pines, Pin Grid Array), según la cual los pines de la parte
inferior del procesador se insertan en el socket, normalmente sin fuerza de inserción (ZIF, Zero Insertion Force). ZIF se refiere a la cantidad de fuerza que es
necesaria para instalar una CPU en el socket o ranura de la placa madre. Los
procesadores para ranura (slot) tienen forma de cartucho y encajan en una
ranura que se parece a una ranura de expansión. Las Tablas 1.2 a 1.8 muestran
las especificaciones de sockets de CPU comunes.
Tabla 1.2. Especificaciones de socket de CPU: clase Intel/AMD 486.
Socket
Pines
Diseño
Voltaje
Procesadores soportados
Socket 1
Socket 2
169
238
17_17 PGA
19_19 PGA
5V
5V
Socket 3
237
19_19 PGA
5/3,3 V
Socket 6
235
19_19 PGA
3,3 V
486 SX/SX2, DX/DX2, DX4 OD
486 SX/SX2, DX/DX2, DX4
OD, 486 Pentium OD
486 SX/SX2, DX/DX2, DX4,
486 Pentium OD, AMD 5x86
486 DX4, 486 Pentium OD
Tabla 1.3. Especificaciones de socket de CPU: clase Intel/AMD 586 (Pentium).
Socket
Pines
Diseño
Voltaje
Procesadores soportados
Socket 4
Socket 5
Socket 7
273
320
321
21_21 PGA 5 V
Pentium 60/66, OD
37_37 SPGA 3,3 V/3,5 V Pentium 75-133, OD
37_37 SPGA VRM
Pentium 75-233+, MMX, OD,
AMD
Tabla 1.4. Especificaciones de socket de CPU: clase Intel 686 (Pentium II/III).
Socket
Pines
Diseño
Socket 8
387
Dual-pattern Auto VRM Pentium Pro, OD
SPGA
Slot
Auto VRM Pentium II/III, Celeron SECC
37_37 SPGA Auto VRM Celeron/Pentium III PPGA/
FC-PGA
Slot 1 (SC242) 242
Socket 370
370
Voltaje
Procesadores soportados
18
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
Tabla 1.5. Especificaciones de socket de CPU: clase Pentium 4.
Socket
Pines
Diseño
Voltaje
Socket 423
Socket 478
Socket T
(LGA775)
423
478
775
39_39 SPGA Auto VRM
26_26 mPGA Auto VRM
30_33 LGA Auto VRM
Procesadores soportados
Pentium 4 FC-PGA
Pentium 4/ Celeron FC- PGA2
Pentium 4/ Celeron LGA775
Tabla 1.6. Especificaciones de socket de CPU: clase AMD K7.
Socket
Pines
Diseño
Voltaje
Slot A
Socket A
(462)
242
462
Slot
Auto VRM
37_37 SPGA Auto VRM
Procesadores soportados
AMD Athlon SECC
AMD Athlon/Athlon XP/Duron
PGA/FC-PGA
Tabla 1.7. Especificaciones de socket de CPU: AMD K8 Clase[2].
Socket
Pines
Diseño
Voltaje
Socket 754
Socket 939
Socket 940
754
939
940
29_29 mPGA Auto VRM
31_31 mPGA Auto VRM
31_31 mPGA Auto VRM
Procesadores soportados
AMD Athlon 64
AMD Athlon 64 v.2
AMD Athlon 64FX, Opteron
Tabla 1.8. Especificaciones de socket de CPU: Intel/AMD, clase servidor y estación
de trabajo.
Socket
Pines
Diseño
Voltaje
Procesadores soportados
Slot 2
Socket 603
PAC 418
Socket
PAC 611
Socket 940
330
603
611
Slot
Auto VRM
31_25 mPGA Auto VRM
25_28 mPGA Auto VRM
Pentium II/III Xeon
Xeon (P4)
Itanium 2
940
31_31 mPGA Auto VRM
AMD Athlon 64FX, Opteron
La CPU ejecuta un programa, que es una secuencia de instrucciones almacenadas. Cada modelo de procesador tiene un conjunto de instrucciones, que ejecuta. La CPU ejecuta el programa procesando cada fragmento de datos según
indica el programa y el conjunto de instrucciones. Mientras la CPU está ejecutando un paso del programa, las instrucciones restantes y los datos son almacenados en una memoria especial denominada caché. Existen dos arquitecturas de
CPU principales relacionadas con los conjuntos de instrucciones:
n
Computadora de conjunto de instrucciones reducido (RISC, Reduced
Instruction Set Computer): las arquitecturas utilizan un conjunto relati-
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
19
vamente pequeño de instrucciones, y los chips RISC están diseñados
para ejecutar esas instrucciones muy rápidamente.
n
Computadora de conjunto de instrucciones complejo (CISC, Complex
Instruction Set Computer): las arquitecturas utilizan un conjunto amplio
de instrucciones, lo que implica menos pasos por operación.
Algunas CPUs incorporan la tecnología hyperthreading para mejorar el rendimiento de la CPU. Con el hyperthreading, la CPU puede estar ejecutando
varias porciones de código simultáneamente en cada pipeline (tubería o canal).
A ojos de un sistema operativo, una única CPU con hyperthreading aparece
como si fueran dos CPUs.
La potencia de una CPU se mide por la velocidad y la cantidad de datos que
puede procesar. La velocidad de una CPU se mide en ciclos por segundo. La
velocidad de las CPUs actuales se mide en millones de ciclos por segundo,
denominados megahercios (MHz), o miles de millones de ciclos por segundo,
que reciben el nombre de gigahercios (GHz). La cantidad de datos que una CPU
puede procesar en cada momento depende del tamaño del bus de datos del procesador. Es lo que también se denomina bus de la CPU, o bus frontal (FSB,
front-side bus).
Cuanto más ancho es el bus de datos del procesador, más potente es el procesador. Los procesadores actuales tienen un bus de datos de procesador de 32 ó
64 bits.
El aumento de la frecuencia del reloj o sobreaceleración (overclocking) es una
técnica que se utiliza para hacer que un procesador trabaje a mayor velocidad
que la marcada por las especificaciones originales. El overclocking no es una
forma fiable de mejorar el rendimiento de una computadora y puede dañar la
CPU.
MMX es un conjunto de instrucciones multimedia integrado en los procesadores
Intel. Los microprocesadores habilitados para MMX pueden manipular muchas
operaciones multimedia comunes que normalmente serían manipuladas por una
tarjeta de vídeo o de sonido separada. Sin embargo, sólo un software especialmente escrito para llamar a las instrucciones MMX puede aprovecharse del conjunto de instrucciones MMX. La más reciente tecnología de procesador ha llevado a los fabricantes de CPUs a buscar formas de incorporar más de un núcleo
de CPU en un único chip. Muchas CPUs pueden procesar múltiples instrucciones al mismo tiempo:
n
CPU de un núcleo: un núcleo dentro de un único chip de CPU que se
encarga de la totalidad de la capacidad de procesamiento. El fabricante
de una placa madre puede proporcionar sockets para más de un único
procesador, ofreciendo así la posibilidad de construir una computadora
multiprocesador más potente.
20
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
n
CPU de doble núcleo: dos núcleos dentro de un único chip de CPU, en
el que los dos núcleos pueden procesar información al mismo tiempo.
Identificación de los nombres,
los propósitos y las características
de los sistemas de refrigeración
Los componentes electrónicos generan calor. El calor es provocado por el flujo
de la corriente dentro de los componentes. Los componentes de la computadora
funcionan mejor cuando se mantienen fríos. Si no se elimina el calor, la computadora puede funcionar más lentamente. Si se genera demasiado calor, los componentes de la computadora pueden sufrir daños.
El aumento del flujo de aire en la caja de la computadora permite eliminar más
calor. En la caja de la computadora se instala un ventilador, como el de la Figura
1.5, para que el proceso de enfriamiento sea más eficaz.
Figura 1.5. Ventilador de la caja.
Además de los ventiladores de la caja, un disipado de calor o térmico aleja el
calor del núcleo de la CPU. Un ventilador en la parte superior del disipador
aleja el calor de la CPU (véase la Figura 1.6).
Hay otros componentes que también son susceptibles de sufrir daños a causa del
calor, por lo que a veces van equipados con ventiladores. Las tarjetas adaptadoras de vídeo también producen una gran cantidad de calor. Los ventiladores
están dedicados a enfriar la unidad de procesamiento de gráficos (GPU, Graphics-Processing Unit) (véase la Figura 1.7).
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
21
Figura 1.6. Ventiladores de la CPU.
Figura 1.7. Sistema de enfriamiento de una tarjeta gráfica.
Las computadoras con CPUs y GPUs extremadamente veloces pueden usar un
sistema de refrigeración por agua. Sobre el procesador se coloca una placa
metálica y se bombea agua hacia la parte superior para absorber el calor generado por la CPU. El agua es bombeada hacia un radiador, donde es enfriada por
el aire, y, después, vuelve a circular.
Identificación de los nombres,
los propósitos y las características
de la ROM y la RAM
La ROM y la RAM proporcionan memoria para una extensa cantidad de
equipos de computadora. Existen diferentes tamaños de memoria y de módulos,
con diferentes características. Las siguientes secciones hablan de la ROM y la
RAM más en detalle.
22
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
ROM
Los chips ROM (Memoria de sólo lectura, Read-only memory) se encuentran
en la placa madre y contienen instrucciones a las que la CPU puede acceder
directamente. La ROM almacena las instrucciones básicas para iniciar la computadora y cargar el sistema operativo. Los chips ROM conservan su contenido
aunque se apague la computadora. El contenido no se puede borrar, modificar o
reescribir por medios convencionales. A continuación tiene los distintos tipos de
ROM:
n
Memoria de sólo lectura programable (PROM, Programmable readonly memory): la información se escribe en un chip PROM después de
ser fabricado. Un chip PROM no puede borrarse ni reescribirse.
n
Memoria de sólo lectura borrable y programable (EPROM, Erasable
programmable read-only memory): la información se escribe en un chip
EPROM después de ser fabricado. Un chip EPROM puede borrarse
mediante una exposición a la luz UV. Para ello se necesita un equipo
especial.
n
Memoria de sólo lectura programable y borrable eléctricamente
(EEPROM, Electrically erasable programmable read-only memory): la
información se escribe en un chip EEPROM después de ser fabricado.
Lo chips EEPROM también se denominan ROMs flash. Un chip
EEPROM puede borrarse y reescribirse sin necesidad de extraer el chip
de la computadora.
NOTA
La ROM se denomina a veces firmware, lo que puede llevar a confusión
porque el firmware es realmente el software que se encuentra almacenado
en un chip ROM.
RAM
La memoria de acceso aleatorio (RAM, Random-access memory) es el lugar
de almacenamiento temporal de los datos y los programas a los que la CPU está
accediendo. La RAM es una memoria volátil, es decir, su contenido se elimina
cuando se apaga la computadora. Cuanta más memoria RAM tenga una computadora, más capacidad tendrá esta última para almacenar y procesar programas
y archivos grandes, a la vez que mejora el rendimiento del sistema. Los diferentes tipos de RAM son los siguientes:
n
La RAM dinámica (DRAM, Dynamic RAM) es un chip de memoria que
se utiliza como memoria principal. La DRAM tiene que estar actualizán-
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
23
dose constantemente mediante pulsos de electricidad para mantener los
datos almacenados en el chip.
n
La RAM estática (SRAM, Static RAM) es un chip de memoria que se
utiliza como memoria caché. La SRAM es mucho más rápida que la
DRAM y no es preciso actualizarla tan a menudo.
n
La DRAM FPM (Modo de paginado rápido, Fast Page Mode) es una
memoria que soporta la paginación. La paginación permite un acceso
más rápido a los datos que la DRAM convencional. La mayoría de los
sistemas 486 y Pentium creados desde 1995 y anteriores utilizan
memoria FPM.
n
La RAM EDO (Salida de datos extendida, Extended Data Out) es una
memoria que superpone los accesos de datos consecutivos. Esto permite
acelerar el tiempo de acceso para recuperar datos de la memoria, porque
la CPU no tiene que esperar a que finalice un ciclo de acceso a datos
para iniciar otro.
n
La DRAM síncrona (Synchronous DRAM o SDRAM) es una DRAM
que funciona de forma sincronizada con el bus de memoria. El bus de
memoria es la ruta de datos entre la CPU y la memoria principal.
n
La SDRAM DDR (Tasa doble de transferencia de datos, Double Data
Rate) es una memoria que transfiere datos dos veces más rápido que la
SDRAM. La DDR SDRAM aumenta el rendimiento al transferir datos
dos veces por ciclo.
n
La SDRAM DDR2 (Tasa doble de transferencia de datos 2, Double Data
Rate 2) es más rápida que la memoria DDR-SDRAM. La DDR2
SDRAM mejora el rendimiento respecto a la DDR SDRAM al reducir el
ruido y la diafonía entre los cables de señal.
n
La RAMBus DRAM (RDRAM) es un chip de memoria que se desarrolló para conseguir una comunicación a velocidades muy altas. Los
chips RDRAM no se utilizan normalmente.
Módulos de memoria
La RAM de las computadoras antiguas eran unos chips individuales que se instalaban en la placa madre. Estos chips de memoria individuales, denominados
chips DIP (encapsulado de doble fila, dual inline package), eran difíciles de instalar y a menudo se soltaban de la placa madre o se aflojaban. Para solventar
este problema, los diseñadores soldaron los chips de memoria en una tarjeta de
circuito especial denominada módulo de memoria. Los diferentes tipos de
módulos de memoria son los siguientes:
24
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
n
El encapsulado de doble fila (DIP, Dual Inline Package) es un chip de
memoria individual. Un DIP tenía dos filas de pines que se utilizaban
para conectarlo a la placa madre.
n
El módulo de memoria de una fila (SIMM, Single Inline Memory
Module) es una pequeña tarjeta de circuito que alberga varios chips de
memoria. Los SIMMs están disponibles en configuraciones de 30 y 72
pines.
n
El módulo de memoria de dos filas (DIMM, Dual Inline Memory
Module) es una tarjeta de circuito que alberga chips SDRAM, DDR
SDRAM y DDR2 SDRAM. Existen DIMMs SDRAM de 168 pines,
DIMMs DDR de 184 pines y DIMMs DDR2 de 240 pines.
n
El módulo de memoria en línea RAM bus (RIMM, RAM Bus Inline
Memory Module) es una tarjeta de circuito que alberga chips RDRAM.
Una RIMM típica tiene una configuración de 184 pines.
NOTA
Los módulos de memoria pueden tener uno o dos lados. Los módulos de
memoria de una cara sólo contienen RAM en uno de los lados del módulo.
Los módulos de doble cara contienen RAM en los dos lados del módulo.
Memoria caché
La SRAM se utiliza como memoria caché para almacenar los datos que se utilizan con más frecuencia. La SRAM ofrece al procesador un acceso más rápido
a los datos que si los recuperara de una DRAM más lenta, o memoria principal.
Los tres tipos de memoria caché son los siguientes:
n
L1 es una caché interna integrada en la CPU.
n
L2 es una caché externa montada originalmente en la placa madre cerca
de la CPU. La caché L2 ya está integrada en la CPU.
n
L3 se utiliza en algunas estaciones de trabajo de gama alta y en la CPU
de los servidores.
Comprobación de errores
Los errores de memoria se producen cuando los datos no se almacenan correctamente en los chips RAM. La computadora utiliza diferentes métodos para
detectar y corregir los errores de datos en memoria. Los tres métodos de comprobación de errores en memoria son los siguientes:
n
El método sin paridad no comprueba si hay errores en memoria.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
25
n
La paridad contiene 8 bits para los datos y 1 bit para la comprobación
de errores. El bit de comprobación de errores se denomina bit de
paridad.
n
El código de corrección de errores (ECC, Error Correction Code)
puede detectar errores de varios bits y corregir errores de bits individuales en la memoria.
Identificación de los nombres,
los propósitos y las características
de las tarjetas adaptadoras
Las tarjetas adaptadoras aumentan la funcionalidad de una computadora añadiendo controladores para dispositivos específicos o sustituyendo los puertos
que funcionan mal. La Figura 1.8 muestra varios tipos de tarjetas adaptadoras.
Figura 1.8. Tarjetas adaptadoras.
Las tarjetas adaptadoras se utilizan para ampliar y personalizar la capacidad de
una computadora:
n
La NIC conecta una computadora a una red mediante un cable de red.
n
La NIC inalámbrica conecta una computadora a una red mediante frecuencias de radio.
n
La tarjeta de sonido proporciona funciones de audio.
n
La tarjeta de vídeo o gráfica proporciona capacidad gráfica.
26
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
n
La adaptadora de módem conecta una computadora a Internet a través
de la línea telefónica.
n
La adaptadora SCSI permite conectar los dispositivos SCSI, como
discos duros o unidades de cinta, a una computadora.
n
La adaptadora RAID conecta varios discos duros a una computadora a
fin de proporcionar redundancia y mejorar el rendimiento.
n
El puerto USB conecta una computadora a dispositivos periféricos.
n
El puerto paralelo conecta una computadora a dispositivos periféricos.
n
El puerto serie conecta una computadora a dispositivos periféricos.
Las computadoras tienen ranuras (o slots) de expansión en la placa madre destinadas a instalar tarjetas adaptadoras. El tipo de conector de la tarjeta adaptadora debe coincidir con la ranura de expansión. En las computadoras con factor
de forma LPX se suele utilizar una riser card (tarjeta elevadora) para poder instalar horizontalmente las tarjetas adaptadoras. Este tipo de tarjetas se utilizan
principalmente en las computadoras de sobremesa de línea estrecha (slimline).
Los diferentes tipos de ranuras de expansión son los siguientes:
n
La ranura ISA (Arquitectura de estándar industrial, Industry Standard
Architecture) es una ranura de expansión de 8 ó 16 bits. Es la tecnología
más antigua y raramente se utiliza.
n
La ranura EISA (Arquitectura de estándar industrial extendida,
Extended Industry Standard Architecture) es una ranura de expansión
de 32 bits. También es una tecnología antigua y ya no se utiliza.
n
La arquitectura de microcanal (MCA, Microchannel Architecture) es
una ranura de expansión de 32 bits patentada por IBM. También es una
tecnología antigua y raramente se utiliza.
n
La ranura PCI (Interconexión de componentes periféricos, Peripheral
Component Interconnect) es una ranura de expansión de 32 ó 64 bits y
es la ranura estándar que se utiliza actualmente en la mayoría de las
computadoras.
n
El puerto de gráficos avanzado (AGP, Advanced Graphics Port) es una
ranura de expansión de 32 bits. AGP está diseñado para los adaptadores
de vídeo.
n
PCI-Express es una ranura de expansión de bus serie. PCI-Express es
compatible con las ranuras PCI anteriores. PCI-Express tiene ranuras de
x1, x4, x8, x16.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
27
Identificación de los nombres,
los propósitos y las características
de las unidades de almacenamiento
Una unidad de almacenamiento lee o escribe información en medios de almacenamiento magnético u óptico. Se puede usar para almacenar datos permanentemente o para recuperar información de un disco. Las unidades de almacenamiento pueden instalarse dentro de la caja de la computadora, como es el caso
de la unidad de disco duro. Por razones de portabilidad, algunas unidades de
almacenamiento pueden conectarse a la computadora a través de un puerto
USB, FireWire o SCSI.
Esas unidades de almacenamiento portátiles reciben a veces el nombre de unidades removibles o extraíbles, y pueden utilizarse en varias computadoras. La
Figura 1.9 muestra algunos tipos comunes de unidades de almacenamiento:
n
Unidad de disquete o de disco flexible.
n
Unidad de disco duro.
n
Unidad óptica.
n
Unidad flash.
n
Unidad de red (no aparece en la Figura 1.9).
Figura 1.9. Unidades de almacenamiento.
Las siguientes secciones describen más en profundidad estas unidades de almacenamiento.
28
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
Unidades de disquete
Una unidad de disquete, o unidad de disco flexible, es un dispositivo de almacenamiento que utiliza disquetes de 3,5 pulgadas extraíbles. Estos disquetes
magnéticos pueden almacenar 720 KB o 1,44 MB de datos. En una computadora, la unidad de disquete se configura normalmente como unidad A:. La
unidad de disquete puede utilizarse para iniciar la computadora si contiene un
disquete de arranque. Las unidades de 5,25 pulgadas son una tecnología ya anticuada y raramente se utilizan.
La unidad de disquete se está sustituyendo lentamente por un almacenamiento
más barato, más rápido y de mayor capacidad, como los CDs y los DVDs grabables y las unidades flash.
Discos duros
Una unidad de disco duro, o simplemente disco duro, es un dispositivo de almacenamiento magnético que se instala en el interior de la computadora. El disco
duro se utiliza como almacenamiento permanente de datos. En una computadora, el disco duro normalmente se configura como unidad C: y contiene el sistema operativo y las aplicaciones. Por regla general, el disco duro se configura
como la primera unidad en la secuencia de arranque. La capacidad de almacenamiento de un disco duro se mide en miles de millones de bytes, o gigabytes
(GB). La velocidad de un disco duro se mide en revoluciones por minuto (rpm).
Es posible añadir varios discos duros para aumentar la capacidad de almacenamiento.
Unidades ópticas
Una unidad óptica es un dispositivo de almacenamiento que utiliza láseres para
leer los datos de un medio óptico. Existen dos tipos de unidades ópticas:
n
Disco compacto (CD, Compact Disc).
n
Disco versátil digital (DVD, Digital versatile disc).
El CD y el DVD pueden ser pregrabados (sólo lectura), grabables (sólo permiten una operación de escritura o grabación), o regrabables (se pueden leer y
grabar muchas veces). Los CDs tienen una capacidad de almacenamiento de
datos de aproximadamente 700 MB. La capacidad de almacenamiento aproximada de los DVDs es de 8,5 GB en una cara del disco.
Existen varios tipos de medios ópticos:
n
CD-ROM es un CD de memoria de sólo lectura que está pregrabado.
n
CD-R es un CD grabable que puede grabarse una vez.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
29
n
CD-RW es un CD regrabable que se puede grabar, borrar y regrabar.
n
DVD-ROM es un DVD de memoria de sólo lectura que está pregrabado.
n
DVD-RAM es un DVD de memoria de acceso aleatorio que se puede
grabar, borrar y regrabar.
n
DVD+/-R es un DVD grabable que puede grabarse una vez.
n
DVD+/-RW es un DVD regrabable que se puede grabar, borrar y
regrabar.
Unidades flash
Una unidad flash, también conocida como pen drive o unidad de almacenamiento portátil, es un dispositivo de almacenamiento removible que se conecta
a un puerto USB. Una unidad flash utiliza un tipo especial de memoria que no
necesita alimentación para mantener los datos. El sistema operativo puede
acceder a estas unidades del mismo modo que accede a otros tipos de unidades.
La capacidad de almacenamiento de una unidad flash varía desde un par de
megabytes hasta los 16 gigabytes.
Unidades de red
Una unidad de red es una conexión al medio de almacenamiento de una computadora remota para acceder a archivos, directorios y aplicaciones. Las conexiones de red se explican más en detalle en capítulos posteriores.
Tipos de interfaces de unidad
Las unidades de disco duro y las unidades ópticas se fabrican con diferentes
interfaces que se utilizan para conectar la unidad a la computadora. Cuando se
instala una unidad de almacenamiento en una computadora, la interfaz de conexión de la unidad debe ser la misma que la del controlador de la placa madre.
A continuación se presentan algunas de las interfaces de unidad más comunes:
n
Electrónica de unidad integrada (IDE, Integrated Drive Electronics):
también se denomina Conexión de tecnología avanzada (ATA, Advanced
Technology Attachment), y es una interfaz de controlador de unidad
antigua que sirve para conectar computadoras y unidades de disco duro.
Una interfaz IDE utiliza un conector de 40 pines.
n
Electrónica de unidad integrada mejorada (EIDE, Enhanced Integrated Drive Electronics): esta tecnología también recibe el nombre de
ATA-2, y se trata de una versión actualizada de la interfaz controladora
de unidad IDE. EIDE soporta discos duros de un tamaño superior a los
30
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
512 MB, habilita el Acceso directo a la memoria (DMA, Direct Memory
Access) para conseguir una mayor velocidad y utiliza ATAPI (Interfaz de
paquete adjunto AT, AT Attachment Packet Interface) para dar soporte a
las unidades ópticas y las unidades de cinta del bus EIDE. Una interfaz
EIDE utiliza un conector de 40 pines.
n
ATA paralela (PATA, Parallel ATA): es la versión paralela de la interfaz
de controlador de unidad ATA.
n
ATA serie (SATA, Serial ATA): se refiere a la versión serie de la interfaz
de controlador de unidad ATA. Una interfaz SATA utiliza un conector de
siete pines.
n
Interfaz de sistemas de computación pequeños (SCSI, Small Computer
System Interface): es una interfaz de controlador de unidad que permite
conectar hasta 15 unidades. SCSI puede conectar unidades internas y
externas. Una interfaz SCSI utiliza un conector de 50, 68 u 80 pines.
Identificación de los nombres,
los propósitos y las características
de los cables internos
Las unidades necesitan un cable de alimentación y un cable de datos. Una
fuente de alimentación tiene un conector de alimentación SATA para las unidades SATA, un conector de alimentación Molex para las unidades PATA, y un
conector de cuatro pines Berg para las unidades de disquete. Los botones y las
luces LED de la parte frontal de la caja se conectan a la placa madre mediante
los cables del panel frontal. La Figura 1.10 muestra algunos ejemplos de cables
de PC internos.
Los cables de datos conectan las unidades con la controladora de unidad, que se
encuentra ubicada en una tarjeta adaptadora o en la placa madre. Algunos tipos
comunes de cables de datos son los siguientes:
n
El cable de datos de unidad de disco flexible (FDD, Floppy disk drive)
tiene hasta dos conectores de 34 pines para las unidades y un conector
de 34 pines para la controladora de unidad.
n
El cable de datos PATA (IDE) tiene 40 conductores, hasta dos conectores de 40 pines para las unidades, y un conector de 40 pines para la
controladora de unidad.
n
El cable de datos PATA (EIDE) tiene 80 conductores, hasta dos conectores de 40 pines para unidades, y un conector de 40 pines para la controladora de unidad.
n
El cable de datos SATA tiene siete conductores, un conector de llave
para la unidad, y otro conector de llave para la controladora de unidad.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
n
31
Existen tres tipos de cable de datos SCSI:
— Un cable de datos SCSI estrecho tiene 50 conductores, hasta siete
conectores de 50 pines para unidades, y un conector de 50 pines para
la controladora de unidad, también denominada adaptadora host.
— Un cable de datos SCSI ancho tiene 68 conductores, hasta 15 conectores de 68 pines para unidades, y un conector de 68 pines para la
adaptadora host.
— Un cable de datos Alt-4 SCSI tiene 80 conductores, hasta 15 conectores de 80 pines para unidades, y un conector de 80 pines para la
adaptadora host.
SATA Data Cable
Cable de datos PATA
Cable de datos FDD
Figura 1.10. Cables de PC internos.
NOTA
Una franja coloreada en un cable identifica el pin 1. Cuando tenga que instalar un cable de datos, asegúrese siempre de que el pin 1 del cable queda
alineado con el pin 1 de la unidad o de la controladora de unidades.
Algunos cables pueden tener muescas; por tanto, sólo pueden conectarse
de una forma a la unidad y a la controladora de unidades.
Hoja de cálculo 1.4.7: investigación de los componentes de una computadora
En esta hoja de cálculo utilizará Internet, una revista o una tienda local para
obtener información sobre los componentes que necesita para completar la computadora de su cliente en el escenario proporcionado. Prepárese para explicar
sus decisiones. Consulte la hoja de cálculo en la guía IT Essentials: PC Hardware and Software Labs and Study Guide, Tercera edición. Puede completar esta
hoja de cálculo ahora o esperar a finalizar el capítulo.
32
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
Identificación de los nombres,
los propósitos y las características
de los puertos y los cables
Los puertos de E/S de una computadora conectan los dispositivos periféricos,
como las impresoras, los escáneres y las unidades portátiles. Los siguientes
puertos y cables se utilizan con frecuencia:
n
Serie.
n
USB.
n
FireWire.
n
Paralelo.
n
SCSI.
n
Red.
n
PS/2.
n
Audio.
n
Vídeo.
Las siguientes secciones explican los puertos y los cables con un mayor detalle.
Puertos y cables serie
Un puerto serie puede ser un conector macho DB-9, como el de la Figura 1.11,
o un conecto macho DB-25. Los puertos serie transmiten 1 bit de datos al
mismo tiempo. Para conectar un dispositivo serie, como un módem o una
impresora, debe utilizar un cable serie. La longitud máxima de un cable serie es
de 15,2 metros (50 pies).
Figura 1.11. Cables y puertos serie.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
33
Puertos y cables USB
El Bus serie universal (USB, Universal Serial Bus) es una interfaz estándar que
permite conectar dispositivos periféricos a una computadora. Originariamente se
diseñó para reemplazar las conexiones serie y paralela. Los dispositivos USB se
pueden conectar en caliente, es decir, el usuario puede conectar y desconectar
los dispositivos mientras la computadora está encendida. Las conexiones USB
se encuentran en computadoras, cámaras, impresoras, escáneres, dispositivos de
almacenamiento y muchos otros dispositivos electrónicos. Se utiliza un hub
USB para conectar varios dispositivos USB. Un único puerto USB en una computadora puede soportar hasta 127 dispositivos separados con el uso de varios
hubs USB. Algunos dispositivos también se pueden alimentar o cargar a través
del puerto USB, lo que elimina la necesidad de una fuente de alimentación
externa. La Figura 1.12 muestra cables USB con conectores.
Figura 1.12. Conectores USB.
USB 1.1 permitía una transmisión a velocidades de hasta 12 Mbps en modo de
velocidad máxima (full-speed) y 1,5 Mbps en el modo de baja velocidad. USB
2.0 permite la transmisión a velocidades de hasta 480 Mbps. Los dispositivos
USB sólo pueden transferir datos a la velocidad máxima permitida por el puerto
específico.
Puertos y cables FireWire
FireWire es una interfaz de alta velocidad interconectable en caliente que permite conectar dispositivos periféricos a una computadora. Un mismo puerto
34
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
FireWire de una computadora puede soportar hasta 63 dispositivos. Algunos dispositivos también se pueden alimentar a través de un puerto FireWire, lo que
elimina la necesidad de una fuente de alimentación externa. FireWire utiliza el
estándar IEEE 1394 y también recibe el nombre de i.Link.
El estándar IEEE 1394a soporta velocidades de transmisión de datos de hasta
400 Mbps y longitudes de cable de hasta 4,5 metros (15 pies). Este estándar utiliza un conector de seis pines o un conector de cuatro pines. El estándar IEEE
1394b soporta velocidades de transmisión de datos superiores a 800 Mbps y utiliza un conector de nueve pines. La Figura 1.13 muestra unos cables FireWire
con sus conectores.
Figura 1.13. Conectores FireWire.
Puertos y cables paralelos
Un puerto paralelo de una computadora es un conector hembra DB-25 de
Tipo A estándar. El conector paralelo de una impresora es un conector Centronics de 36 pines de Tipo B estándar. Algunas de las impresoras más
modernas pueden utilizar un conector de 36 pines de alta densidad de Tipo
C. Los puertos paralelos pueden transmitir 8 bits de datos al mismo tiempo y
utilizan el estándar IEEE 1284. Para conectar un dispositivo paralelo, como,
por ejemplo, una impresora, debe utilizar un cable paralelo. Un cable paralelo, como el de la Figura 1.14, tiene una longitud máxima de 4,5 metros (15
pies).
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
35
Figura 1.14. Cable paralelo.
Puertos y cables SCSI
Un puerto SCSI puede transmitir datos a velocidades superiores a 320 Mbps y
puede soportar hasta 15 dispositivos. Si sólo se conecta un único dispositivo
SCSI a un puerto SCSI, el cable puede tener una longitud de hasta 24,4 metros
(80 pies). Si se conectan varios dispositivos SCSI a un puerto SCSI, el cable
puede ser de hasta 12,2 metros (40 pies). Un puerto SCSI de una computadora
puede ser de tres tipos diferentes (véase la Figura 1.15):
— Conector hembra DB-25.
— Conector hembra de 50 pines de alta densidad.
— Conector hembra de 68 pines de alta densidad.
Figura 1.15. Conectores SCSI.
36
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
NOTA
Los dispositivos SCSI deben terminarse en los puntos finales de la cadena
SCSI. Consulte el manual del dispositivo para conocer los procedimientos de
terminación.
PRECAUCIÓN
Algunos conectores SCSI parecen conectores paralelos. Tenga cuidado y no
conecte el cable al puerto erróneo. El voltaje utilizado en el formato SCSI
puede dañar la interfaz paralela. Los conectores SCSI deben etiquetarse con
claridad.
Puertos y cables de red
Un puerto de red, también denominado puerto RJ-45, permite conectar una
computadora a una red. La velocidad de la conexión depende del tipo de puerto
de red. El estándar Ethernet puede transmitir hasta a 10 Mbps, Fast Ethernet
puede transmitir hasta los 100 Mbps, y Gigabit Ethernet permite transmisiones
de hasta 1000 Mbps. La longitud máxima del cable es de 100 metros (328 pies).
La Figura 1.16 muestra un conector de red.
Figura 1.16. Conector de red.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
37
Puertos PS/2
Un puerto PS/2 permite conectar un teclado o un ratón a una computadora. El
puerto PS/2 es un conector hembra mini-DIN de seis pines. Los conectores para
el teclado y el ratón suelen ser de distintos colores, como se muestra en la
Figura 1.17. Si los puertos no están identificados mediante colores, busque una
figura pequeña que represente un ratón o un teclado al lado de cada puerto.
Figura 1.17. Puertos PS/2.
Puertos de audio
Un puerto de audio permite conectar dispositivos de audio a la computadora.
Los siguientes puertos de audio se utilizan con frecuencia (véase la Figura
1.18):
n
Line In (entrada de línea) sirve para conectar con una fuente de sonido
externa, como un sistema de alta fidelidad.
n
Microphone In (entrada de micrófono) permite conectar un micrófono.
n
Line Out (salida de línea) permite conectar unos altavoces o unos auriculares.
n
Auxiliary In (entrada auxiliar) es una entrada de línea adicional.
n
Gameport/MIDI (puerto de juegos/MIDI) permite conectar un joystick
o un dispositivo con interfaz MIDI.
38
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
Figura 1.18. Puertos de audio.
Puertos y conectores de vídeo
Un puerto de vídeo permite conectar un cable de monitor a una computadora.
Existen varios tipos de puertos y conectores de vídeo:
n
VGA (Array de gráficos de vídeo, Video Graphics Array) dispone de un
conector hembra de 15 pines y tres filas y proporciona una salida analógica a un monitor.
n
DVI (Interfaz visual digital, Digital Visual Interface) tiene un conector
hembra de 24 pines o un conector hembra de 29 pines y proporciona una
salida digital comprimida a un monitor. DVI-I proporciona tanto la señal
analógica como la digital, mientras que DVI-D sólo proporciona señales
digitales.
n
HDMI (Interfaz multimedia de alta definición, High-Definition Multimedia Interface) tiene un conector de 19 pines y proporciona señales de
vídeo digital y audio digital.
n
S-Video tiene un conector de cuatro pines y proporciona señales de
vídeo analógicas.
n
Component/RGB (componentes/RGB) tiene tres cables apantallados
(rojo, verde y azul) con jacks RCA y proporciona señales de vídeo analógicas.
La Figura 1.19 muestra los puertos de vídeo de una tarjeta de vídeo.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
S-Video
VGA
39
DVI
Figura 1.19. Puertos de vídeo.
Identificación de los nombres,
los propósitos y las características
de los dispositivos de entrada
Un dispositivo de entrada se utiliza para introducir datos o instrucciones en una
computadora. A continuación tiene algunos ejemplos de dispositivos de entrada:
n
Ratón y teclado.
n
Cámara digital y videocámara digital.
n
Dispositivo de autenticación biométrica.
n
Pantalla táctil.
n
Escáner.
El ratón y el teclado son los dispositivos de entrada que con más frecuencia se
utilizan. El ratón se utiliza para navegar por la interfaz de usuario gráfica (GUI,
Graphical User Interface), mientras que el teclado se utiliza para introducir
comandos de texto que permiten controlar la computadora.
Las cámaras digitales y las videocámaras digitales, como las que puede ver en
la Figura 1.20, crean imágenes que pueden almacenarse en un medio magnético.
La imagen se almacena como un archivo que luego puede visualizarse, imprimirse o modificarse.
La identificación biométrica utiliza características que son exclusivas de cada
persona, como las huellas dactilares, el reconocimiento de la voz o el análisis de
la retina. En combinación con los nombres de usuario convencionales, la biomé-
40
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
Figura 1.20. Cámaras digitales.
trica garantiza que es la persona autorizada la que está accediendo a los datos.
La Figura 1.21 muestra un portátil con un escáner de huellas dactilares incor porado.
Figura 1.21. Escáner de huellas dactilares.
Una pantalla táctil es un panel transparente sensible a la presión. La computadora recibe instrucciones específicas sobre el lugar de la pantalla en el que el
usuario ha tocado.
Un escáner digitaliza una imagen o un documento. La digitalización de la
imagen se almacena como un archivo que puede visualizarse, imprimirse o
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
41
modificarse. Un lector de códigos de barras es un tipo de escáner que lee los
códigos de barras UPC (Código de producto universal, Universal Product
Code). Se utiliza ampliamente para poner u obtener el precio de los productos
y como fuente de información de inventario.
Identificación de los nombres,
los propósitos y las características
de los dispositivos de salida
Un dispositivo de salida se utiliza para presentar información al usuario desde una
computadora. A continuación tiene algunos ejemplos de dispositivos de salida:
n
Monitores y proyectores.
n
Impresoras, escáneres y máquinas de fax.
n
Altavoces y auriculares.
Monitores y proyectores
Los monitores y los proyectores son los principales dispositivos de salida de una
computadora. La Figura 1.22 muestra diferentes tipos de monitores.
LCD
CRT
Projector DLP
Figura 1.22. Tipos de monitores.
La diferencia más importante entre estos tipos de monitores es la tecnología utilizada para generar la imagen:
42
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
n
CRT (Cathode ray tube, o TRC en castellano): el monitor de tubo de
rayos catódicos (TRC) es el tipo de monitor más común. Haces de electrones rojos, verdes y azules se mueven de una parte a otra recorriendo
la pantalla de fósforo. El fósforo brilla cuando es alcanzado por un haz
de electrones. Las áreas que no son golpeadas por el haz de electrones
no brillan. La combinación de áreas brillantes y no brillantes es lo que
crea la imagen en la pantalla. La mayoría de los televisores utiliza esta
tecnología.
n
LCD (Pantalla de cristal líquido, Liquid crystal display) se utiliza con
frecuencia en los portátiles y algunos proyectores. Consta de dos filtros
polarizadores con una solución de cristal líquido entre ellos. Una
corriente electrónica alinea los cristales para que la luz los pueda o no
atravesar. El efecto de la luz que pasa por determinadas áreas, pero no
por otras, es lo que genera la imagen. El LCD se presenta en dos formatos: matriz activa y matriz pasiva. La matriz activa es lo que en ocasiones se denomina transistor de película fina (TFT, Thin Film Transistor). TFT permite controlar cada píxel, dando lugar a unas imágenes
con un color mucho más nítido. La matriz pasiva es más barata que la
matriz activa, pero no ofrece el mismo nivel de control de la imagen.
Los monitores LCD se han convertido en el tipo de monitor más común
para las computadoras.
n
DLP (Procesamiento digital de la luz, Digital light processing) es otra
tecnología que se utiliza en los proyectores. Los proyectores DLP utilizan una rueda de color giratoria con un array de espejos controlado por
microprocesador denominado dispositivo digital de microespejos (DMD,
Digital Micromirror Device). Cada espejo corresponde a un píxel específico. Cada espejo refleja la luz hacia la óptica del proyector, o la aleja
de ella. Esto crea una imagen monocromática de hasta 1024 sombras de
gris entre el blanco y el negro. La rueda de color añade después los datos
de color para completar la imagen proyectada en color.
La resolución del monitor se refiere al nivel de detalle de la imagen que puede
reproducirse. La Tabla 1.9 recopila las resoluciones de monitor más comunes.
Tabla 1.9. Resoluciones de visualización.
Estándar de visualización
Píxeles lineales (HXV)
Relación de aspecto
CGA
EGA
VGA
WVGA
SVGA
320_200
640_350
640_480
854_480
800_600
16:10
11:6
4:3
16:9
4:3
(continúa)
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
43
Tabla 1.9. Resoluciones de visualización (continuación).
Estándar de visualización
Píxeles lineales (HXV)
Relación de aspecto
XGA
WXGA
SXGA
WSXGA
UXGA
HDTV
WUXGA
QXGA
QSXGA
WQUXGA
1024_768
1280_800
1280_1024
1600_1024
1600_1200
1920_1080
1920_1200
2048_1536
2560_2048
3840_2400
4:3
16:10
5:4
25:16
4:3
16:9
16:10
4:3
5:4
16:10
Las configuraciones de resolución más altas producen la mejor calidad de
imagen. En la resolución de un monitor hay varios factores implicados:
n
Píxeles: el término píxel es una abreviatura de “elemento de imagen”
(picture element). Los píxeles son esos puntos pequeñitos que componen
una pantalla. Cada píxel consta de rojo, verde y azul.
n
Tamaño del punto (dot pitch): se refiere a la distancia entre los píxeles
de la pantalla. Un número de dot pitch más pequeño produce una imagen
de mayor calidad.
n
Velocidad de actualización o de refresco: se refiere a la frecuencia con
la que se reconstruye la imagen por segundo. Una velocidad de actualización más alta produce una imagen mejor y reduce el nivel de parpadeo.
n
Entrelazado/no entrelazado: los monitores entrelazados crean la imagen
explorando la pantalla dos veces. La primera exploración cubre las
líneas impares, de arriba abajo, y la segunda exploración cubre las líneas
pares. Los monitores no entrelazados crean la imagen explorando la pantalla línea a línea, desde la parte superior a la inferior. La mayoría de los
monitores CRT actuales son de tipo “no entrelazado”.
n
HVC (Colores horizontales y verticales, Horizontal Vertical Colors): el
número de píxeles en una línea es la resolución horizontal. El número de
líneas de una pantalla es la resolución vertical. El número de colores que
pueden reproducirse es la resolución de color.
n
Relación de aspecto: la relación de aspecto (aspect ratio) es la medida
horizontal respecto de la medida vertical del área de visualización del
monitor. Por ejemplo, una relación de aspecto 4:3 se aplica a un área de
visualización que tiene una anchura de 16 pulgadas y una altura de 12
44
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
pulgadas. La relación de aspecto 4:3 también se aplica al área de visualización que tiene una anchura de 24 pulgadas por una altura de 18 pulgadas. Un área de visualización de 22 pulgadas de anchura y 12 pulgadas de altura tiene una relación de aspecto de 11:6.
Los monitores disponen de controles para ajustar la calidad de la imagen. Aquí
tiene algunos ajustes comunes en un monitor:
n
Brillo: es la intensidad de la imagen.
n
Contraste: es la relación de claro a oscuro.
n
Posición: es la ubicación vertical y horizontal de la imagen en la pantalla.
n
Reset o restablecer: restablece la configuración del monitor a la configuración predeterminada en fábrica.
Impresoras, escáneres y máquinas de fax
Las impresoras son dispositivos de salida que crean copias impresas en papel de
los archivos de la computadora. Algunas impresoras están especializadas en
aplicaciones particulares, como la impresión de fotografías en color. Otras
impresoras son multifunción (todo en uno), como la de la Figura 1.23, que están
diseñadas para ofrecer varios servicios como las funciones de impresión, fax y
fotocopiado.
Figura 1.23. Impresora multifunción.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
45
Altavoces y auriculares
Los altavoces y los auriculares son dispositivos de salida para las señales de
audio (véase la Figura 1.24). La mayoría de las computadoras tienen soporte de
audio integrado en la placa madre o en una tarjeta adaptadora. El soporte de
audio incluye los puertos que permiten la entrada y la salida de señales de audio.
La tarjeta de sonido tiene un amplificador para alimentar los auriculares y los
altavoces externos.
Figura 1.24. Altavoces y auriculares.
Explicación de los recursos
del sistema y sus propósitos
Los recursos del sistema se utilizan para la comunicación entre la CPU y otros
componentes de la computadora. Los tres recursos del sistema comunes son los
siguientes:
n
Solicitudes de interrupción (IRQ).
n
Direcciones de puerto de E/S.
n
Acceso directo a la memoria (DMA).
Las siguientes secciones describen más detalladamente estos recursos del sistema.
46
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
Solicitudes de interrupción
Los componentes de una computadora utilizan las solicitudes de interrupción
(IRQ, interrupt requests) para solicitar información de la CPU. La IRQ viaja a
lo largo de un cable de la placa madre hasta la CPU. Cuando la CPU recibe una
solicitud de interrupción, determina cómo cumplir dicha solicitud. La prioridad
de la solicitud es determinada por el número de IRQ asignado a ese componente
de la computadora. Las computadoras más antiguas sólo cuentan con ocho IRQs
para asignar a los dispositivos. Por el contrario, las más modernas tienen 16
IRQs, que van numeradas de 0 a 15, como se muestra en la Tabla 1.10. Por regla
general, a cada componente de la computadora se le debe asignar una IRQ
exclusiva. Los conflictos de IRQ pueden hacer que los componentes dejen de
funcionar e, incluso, provocar la caída de la computadora. Con tantos componentes como se pueden instalar en una computadora, es difícil asignar una IRQ
única a cada componente. Actualmente, la mayoría de los números de IRQ se
asignan automáticamente con los sistemas operativos “plug-and-play” y la
implementación de ranuras PCI, puertos USB y puertos FireWire.
Tabla 1.10. Solicitudes de interrupción (IRQ).
IRQ
Descripción
IRQ 0
Temporizador del sistema. Reservada para el sistema. El usuario no puede
modificarla.
IRQ 1
Teclado. Reservada para el sistema. No puede modificarse, aun cuando no
haya teclado o no se necesite.
IRQ 2
Segundo controlador IRQ.
IRQ 3
COM 2 (predeterminado), COM 4 (usuario).
IRQ 4
COM 1 (predeterminado), COM 3 (usuario).
IRQ 5
Tarjeta de sonido (Sound Blaster Pro o posterior) o LPT2 (usuario).
IRQ 6
Controlador de disco flexible.
IRQ 7
LPT1 (puerto paralelo) o tarjeta de sonido (Sound Blaster de 8 bits y compatibles).
IRQ 8
Reloj en tiempo real.
IRQ 9
ACPI SCSI o ISA MPU-401.
IRQ 10
Libre/interrupción abierta/disponible/SCSI.
IRQ 11
Libre/interrupción abierta/disponible /SCSI.
IRQ 12
Conector de ratón PS/2. Si no se utiliza un ratón con conector PS/2, puede
utilizarse para otros periféricos.
IRQ 13
Coprocesador matemático. No puede modificarse.
IRQ 14
IDE primario. Si no existe el IDE primario, puede modificarse.
IRQ 15
IDE secundario.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
47
Direcciones de puerto de entrada/salida (E/S)
Las direcciones de puerto de entrada/salida (E/S) se utilizan para la comunicación entre los dispositivos y el software. La dirección de puerto de E/S se utiliza para enviar y recibir datos para un componente. Al igual que con las IRQs,
cada componente tiene un puerto de E/S exclusivo asignado. Una computadora
tiene 65.535 puertos de E/S, a los que se hace referencia mediante una dirección
hexadecimal en el rango comprendido entre 0000h y FFFFh. La Tabla 1.11 recopila los puertos de E/S comunes.
Tabla 1.11. Direcciones de E/S.
Direcciones
de puerto
de E/S
(en Hex)
000–00f,
081–09F
Asignación
de puerto o
dispositivo
típico
Controlador
de acceso
directo a
la memoria
Controlador
de interrupción
programable
Temporizador
del sistema
Teclado
294–297
061–061
Altavoz de PC
278–27F
070–071
Reloj CMOS/
tiempo real
Coprocesador
matemático
Adaptador de
host SCSI
Controlador
secundario de
disco duro
2E8–2EF
010–01F,
0A0–0A1
040–043
060–060,
064–064
0F0–0FF
130–14F
170–177
Direcciones
de puerto
de E/S
(en Hex)
1F0–1F7
Asignación
de puerto o
dispositivo
típico
Controlador
de disco
duro principal
Direcciones
de puerto
de E/S
(en Hex)
3E8–3EF
Asignación
de puerto o
dispositivo
típico
Puerto serie
COM 3
200–207
Puerto de
juegos
(joystick)
Tarjeta
de sonido
Bus PCI
(comunicación datos)
LPT 2 o
LPT 3
Puerto serie
COM 4
Puerto serie
COM 2
Controlador
PCI IDE
LPT1
3F0–3F7
Controlador
de disco
flexible
Controlador
IDE primario
Puerto serie
COM1
220–22F
2F8–2FF
376–376
378–37F
3F6–3F6 PCI
3F8–3FF
E000–E01F
E800–E87F
F000–F00F
Controlador
de host USB
Adaptador
Fast Ethernet
Controlador
IDE
Acceso directo a la memoria
Los dispositivos de alta velocidad utilizan canales DMA (Acceso directo ala
memoria, Direct Memory Access) para comunicarse directamente con la
48
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
memoria principal. Estos canales permiten al dispositivo saltarse la interacción
con la CPU y almacenar información directamente en la memoria y recuperarla.
Sólo a ciertos dispositivos se les puede asignar un canal DMA, como los adaptadores de host SCSI y las tarjetas de sonido. Las computadoras más antiguas
sólo tenían cuatro canales DMA para ser asignados a los componentes. Las
computadoras más modernas tienen ocho canales DMA, numerados de 0 a 7
(consulte la Tabla 1.12).
Tabla 1.12. Canales DMA.
Canal
DMA
Dispositivo predeterminado
0
Actualización de memoria
RAM dinámica
Tarjeta de sonido (configuración
DMA baja)
1
2
3
Controlador de disco flexible
Disponible
4
5
6
Cascada para DMA 0–3
Tarjeta de sonido (configuración
DMA alta)
Disponible
7
Disponible
También puede utilizarse para...
Tarjetas de red, adaptadores SCSI,
puerto de impresión paralelo y
modems de voz.
Tarjetas de red, adaptadores SCSI,
puerto de impresión paralelo, modems
de voz y tarjeta de sonido (configuración DMA baja).
Tarjetas de red, adaptadores SCSI.
Tarjetas de red, tarjeta de sonido (configuración DMA alta).
Tarjetas de red, tarjeta de sonido (configuración DMA alta).
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
49
Resumen
Este capítulo es una introducción a la industria de TI, las opciones de aprendizaje y empleo, y algunas de las certificaciones que son estándares industriales.
Este capítulo también ha estado dedicado a los componentes que constituyen un
sistema PC. Gran parte del contenido de este capítulo le ayudará a lo largo de
este curso:
n
La tecnología de la información abarca el uso de computadoras, el hardware de red, y el software para procesar, almacenar y recuperar información.
n
Un sistema PC consta de componentes hardware y aplicaciones software.
n
Debe elegir cuidadosamente la caja de la computadora y la fuente de alimentación para alojar el hardware que va instalado en el interior de la
caja y permitir la adición de nuevos componentes.
n
Los componentes internos de una computadora se seleccionan para funciones y características específicas. Todos los componentes internos
deben ser compatibles con la placa madre.
n
A la hora de conectar dispositivos debe utilizar el tipo correcto de
puertos y cables.
n
Los dispositivos de entrada típicos son el teclado, el ratón, la pantalla
táctil y las cámaras digitales.
n
Los dispositivos de salida típicos son los monitores, las impresoras y los
altavoces.
n
Es preciso asignar recursos del sistema a los componentes de la computadora. Entre los recursos del sistema se incluyen las IRQs, las direcciones de puerto de E/S y las DMAs.
Resumen de ejercicios
A continuación tiene un resumen de las hojas de cálculo asociadas a este
capítulo.
Hojas de cálculo
Las siguientes hojas de cálculo abarcan las materias de este capítulo. Consulte
las prácticas en la guía IT Essentials: PC Hardware and Software Labs and
Study Guide, Tercera edición:
Hoja de cálculo 1.1.2: oportunidades de trabajo
50
Fundamentos de tecnología de la información: Hardware y Software para PC
Hoja de cálculo 1.4.7: investigación de los componentes de una computadora
Repaso
En el Apéndice del libro encontrará las respuestas a estas preguntas.
1.
¿Cuántos dispositivos FireWire puede un único puerto FireWire soportar?
A. 12.
B. 25.
C. 32.
D. 54.
E. 63.
F. 127.
2.
¿Qué tipo de memoria transfiere datos dos veces más rápido que la
SDRAM y aumenta el rendimiento al transferir datos dos veces por ciclo?
A. DDR-SDRAM.
B. DRAM2.
C. D-SDRAM.
D. ROM.
3.
¿Qué tipo de conector de vídeo tiene un conector hembra de 24 ó 29 pines
y proporciona una salida digital comprimida a un monitor?
A. AAV.
B. DVI.
C. HDMI.
D. RCA.
E. VGA.
4.
¿Cuántos dispositivos de bus serie universal (USB) pueden conectarse a
un puerto USB?
A. 256.
B. 127.
C. 64.
D. 128.
5.
¿Cuál es la velocidad de datos máxima del USB 2.0 de alta velocidad?
A. 1.5 Mbps.
B. 12 Mbps.
Capítulo 1: Introducción a la computadora personal
51
C. 380 Mbps.
D. 480 Mbps.
E. 480 Gbps.
F. 840 Gbps.
6.
¿Qué estándar IEEE define la tecnología FireWire?
A. 1284.
B. 1394.
C. 1451.
D. 1539.
7.
¿Cuál es la velocidad de datos máxima soportada por el estándar IEEE
1394a?
A. 200 Mbps.
B. 380 Mbps.
C. 400 Mbps.
D. 800 Mbps.
E. 900 Mbps.
8.
¿Cuál es el propósito de un disipador de calor instalado en un procesador?
A. Establecer el voltaje del procesador.
B. Enfriar el procesador.
C. Establecer la velocidad del procesador.
D. Conectar a tierra el procesador.