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Diseño y creación digital | Escuela de Arte de Cádiz

Hardware

 

Cuando manejamos un equipo informático, trabajamos sobre dos campos básicos: Hardware, la parte física, relativa a los dispositivos y elementos que podemos ver y usar, y Software, las aplicaciones programadas que nos permiten realizar nuestra tarea con el ordenador. 

Comenzaremos con Hardware.

 
 

1. Elementos Centrales de un Ordenador

1.1. Placa base

Placa base (clic para ampliar)

Elemento principal del ordenador, en el que se encuentran o conectan los demás dispositivos.  Es fundamental porque determina la posibilidad de ampliación de componentes.

La placa base está fabricada en una lámina de material no conductor (Pertinax), sobre el cual hay un complejo circuito electrónico que conecta dispositivos y puertos.

Podemos encontrarlas de diferentes tamaños, aunque se han definido en estándares, como el Baby-AT o LPX. El actual más extendido es el ATX, con mejor ubicación de dispositivos y mayor integración de los componentes y mayor conectividad

Algunos componentes que podemos encontrar en una placa base son: el Zócalo (conector del microprocesador), Slots: ranuras para incorporar tarjetas y memoria, de diferentes tipos, BIOS: (que arranca el Pc y da soporte a algunos dispositivos), etc.


1.2. Microprocesador

Microprocesador

El microprocesador es un dispositivo digital que contiene millones de elementos electrónicos (casi todos transistores) en un único circuito integrado para realizar cálculos. Realiza las operaciones aritmético-lógicas de datos que requerimos al usar el ordenador. Es la pieza central de nuestro equipo informático.

Los parámetros de funcionamiento más importantes de un microprocesador son:

- Ancho de bus (32/64 bits)

- Frecuencia de reloj a la que trabaja (medida en Hz)

- Multiprocesadores y doble núcleo: El uso de soporte multiprocesador, normalmente simétrico, con recursos compartidos,permite multiplicar el rendimiento. Actualmente se incluyen con normalidad 2 cores en un único encapsulado: Intel Pentium D, Xeon Dual Core, Athlon 64×2. Ventajas: Mejora de la velocidad y mejor respuesta a multitarea./Inconvenientes: Calor, menor velocidad y mayor uso de buses.

- Tamaño de la memoria caché

Por ejemplo, podríamos hablar de un modelo de procesador de la siguiente manera: Intel Xeon Nehalem 4 núcleos a 3,2 GHz.

1.3. Memoria RAM

Módulo de memoria RAM

La memoria RAM (“Random Access Memory”, Memoria de Acceso Aleatorio) es un dispositivo físico de almacenamiento temporal de datos que va a usar el procesador.

A diferencia de otros dispositivos de almacenamiento, el uso de esta memoria es volátil, así que su contenido desaparece al ser ocupada por otra información o apagar el equipo.

A mayor cantidad de RAM, mayor agilidad en el funcionamiento del equipo. Como diseñadores gráficos, necesitamos al menos 2GB para trabajar con gráficos y video con cierta rapidez.

Podemos distinguir entre distintas configuraciones de RAM:

Tipos de RAM: Han evolucionado notablemente, estandarizándose en la actualidad en dos modelos:

- SDRAM: (Sincronic Dinamic RAM). Usada a partir del Pentium-II. Funciona sincrónicamente con la velocidad el bus de la placa. Se refresca una vez por ciclo de reloj a dos velocidades, constituyendo dos tipos: PC 100 y PC 133.

- DDR RAM: (Double Data Rate RAM). Duplica la velocidad el bus de la placa. Su velocidad de refresco es igual a semiciclos del reloj. Nuevas variantes como la DRR3.

Tipos de módulos RAM: Distintos formatos de bancos en la placa base. Tipos principales:

- SIMM: (Single Inline Memory Module). En desaparición. Se instalan de 2 en 2 módulos, de 30 a 72 contactos.

- DIMM: (Dual Inline Memory Module). 168 contactos en la SDRAM y 184 en la DDRAM. De mayor tamaño que la SIMM.

- SO DIMM: RAM para portátiles, de 72 y 144 pines.

1.4. Tarjetas de expansión

Tarjeta de sonido

Podemos añadir nuevas funcionalidades a nuestro ordenador con las Tarjetas de expansión, ya que permiten añadir o actualizar el equipo con nuevas prestaciones. Suelen ubicarse en el interior de la CPU. Están construidas sobre un trozo de circuito impreso, con perfil metálico en “L” en un extremo, que se atornilla a la caja del ordenador, y un conector. Las más comunes son: Tarjeta de sonido, tarjeta de red, etc.

Por ser una de las más importantes en el equipo de un diseñador gráfico, destacaremos brevemente la Tarjeta gráfica.


Tarjeta gráfica

Tarjeta gráfica: Los ordenadores necesitan que cada imagen (fotografía, dibujo, etc.) esté representada por números. En lugar de usar sistema decimal, usan sistema binario, compuesto por dígitos binarios o bits (1,0), de ahí el nombre de imágenes digitales.

El principal dispositivo para gestionar imágenes en el ordenador es la tarjeta gráfica: Tarjeta de circuito impreso encargada de transformar las señales eléctricas del micro en información comprensible en la pantalla. Suele llevar chips de apoyo para mejorar su rendimiento y Memoria para datos y operaciones.Pueden presentarse integradas en chipset (bajo rendimiento), en placa base (servidores), o tarjetas de expansión (AGP o CPI).

Por ejemplo, a la derecha mostramos la tarjeta Ati Radeon 5770, cuyas características podemos encontrarlas aquí.

2. Conexiones

Puertos (clic para ampliar)

Podemos incorporar multitud de dispositivos que no van en el interior de la CPU al ordenador, memorias, impresoras, pantallas, etc. En el cuadro de la izquierda mostramos gran parte de ellos. En la actualidad, los más importantes son:

- USB (Universal Serial Bus): El USB es el más extendida de las conexiones en la actualidad. Funciona “en caliente”, esto es, permite conectar dispositivos sin necesidad de reiniciar el ordenador. También permite alimentar eléctricamente algunos dispositivos. El USB2, el más común tiene una capacidad de transmisión de datos de 480 MBPS, y el USB3 diez veces más: 4´8 GBPS.

- Firewire (Llamada iLink por Sony) con dos velocidades, 400 MBPS y 800 MBPS.

- HDMI: Destinado a la transmisión de audio y video de alta resolución (HD) e incorpora dispositivos anticopia, va desde el módelo 1.0, con una transmisión de 4´9 GBPS (1080 px a 60 HZ) hasta el 1.4, capaz de transmitir XHD (Extended High Definition: 4096×2160 px)

- Thunderbolt: Desarrollado por Intel y Apple, usa fibra óptica, con velocidades de transmisión de 10,2 GBPS, y se espera que este resultado se multiplique enormemente en los próximos años.

- Conexiones inalámbricas: Muchos cables pueden ser sustituidos por estándares inalámbricos, siendo los más comunes:  Bluetooth y Wifi.

3. Almacenamiento de la Información

3.1. Bit, Byte

Cuadro resumen

Los ordenadores computan información digital en sistema binario, basándose en la transmisión de impulsos eléctricos o no, representado con 1 y 0. Esa mínima unidad de información se llama bit (b), la menor unidad digital.

Cada paquete de 8 bits se denomina byte (B).

1 kilobyte (KB) = 1024 bytes (2 elevado a 10 bytes), aproximadamente el espacio que ocupa media página mecanografiada.

1 megabyte (MB)= 1024 KB (2 elevado a 20 bytes), unas 500 páginas mecanografiadas.

1 gigabyte = 1024 MB (2 elevado a 30 bytes)

Para nuestros cálculos sencillos, podemos validar multiplicar por 1000 en lugar de por 1024 (¡los fabricantes de discos lo hacen!)

Los dispositivos de almacenamiento sirven para almacenar de manera permanente la información generada en nuestro ordenador. Pueden ser magnéticos, ópticos o flash, internos o externos. Sus principales características son:

- Capacidad de almacenamiento

- Velocidad de lectura

- Tasa de transmisión de datos

3.2. Disco duro

Disco duro

El Disco Duro (Hard Drive), es un dispositivo mecánico-electrónico que almacena datos con señales magnéticas.

Físicamente se compone de una caja metálica hermética con discos apilados de metal, motor y brazo terminado en cabeza lectora-grabadora de datos por cada uno de los platos.

Creado en 1956 para IBM, con capacidad para 5 MB. El primero integrado en 1980 por Seagate.

Funcionamiento:

El S.O. manda órdenes al controlador de la unidad y este a la placa lógica del disco. Se provoca una tensión que mueve los brazos, que escriben los datos en los platos alineando las partículas magnéticas de la superficie. La lectura detecta la polaridad de las partículas ya alineadas.

La distribución de un único archivo se distribuye fragmentada en clústers.

Formatos en un Disco Duro: Formatear es una manera determinada de disponer los archivos. Para usar un disco duro es necesario crear pistas concéntricas divididas en sectores, creando tracks. Varios tracks componen un cluster. Hay varias maneras de dar formato a un disco, siendo las principales:

- FAT: Es un formato multiplataforma, esto es, tanto PC´s como Macs pueden leerlo. Los inconvenientes son que no se pueden transmitir ficheros pesados, y que la lectura/escritura es más lenta.

- NTFS: Con este formato, solamente los ordenadores Pc con Windows pueden leer los datos del disco.

- MacOS plus: Si queremos usar nuestro disco exclusivamente en ordenadores Mac, recomendamos usar el formato MacOS plus (con registro)

Particionar: Un disco duro es una unidad física, pero los S.O. funcionan con unidades lógicas, llamadas particiones. Puede haber de dos tipos: Primárias: Con S.O. para arrancar el equipo, y Lógicas: De datos, sin S.O. De tal manera, podemos particionar un disco duro para instalar varios Sistemas Operativos en él, por ejemplo, poder usar un mismo ordenador con Windows y MaOS.

3.3. Unidades ópticas

Funcionamiento:

Un haz láser lee microscópicas impresiones de un disco de policarbonato cubierto por una capa reflectante (aluminio) y una protección transparente. Los discos son de 12 cm de diámetro y un agujero de 1´5 cm en el centro.

La información se dispone en espiral del interior al exterior del disco a través de crestas (pits=1) y surcos (lands=0).

La unidad lectora es una carcasa metálica con una bandeja y motor. El lector es un diodo y espejo en sentido radial.

Han existido numerosos tipos de discos ópticos, pero en la actualidad quedan tres: Compact Disc, DVD y Bluray, cada uno de ellos con distintas capacidades de almacenamiento. Los encontramos de tres variantes distintas: los modelos ROM son de solo lectura, y no se pueden grabar. Los modelos R son para grabar solamente una vez. Por último, los modelos RW permiten grabarse varias veces.

Normalmente, un lector siempre puede leer otros modelos de disco óptico, por ejemplo, un lector de Bluray puede leer DVD y CD si los disponemos en su interior, ya que dispone de varias lentes para poder hacerlo. A continuación mostramos algunas características de estos modelos:

CD (Compact Disc)

Creado en 1984 entre Philips y Sony . Presenta distintos tamaños y capacidades, siendo la más común de 640 a 700 MB. Presenta varios formatos: ISO 9660 (fundamental), Audio, foto, video CD, etc. Se pueden grabar de varias maneras: Comercial desde un master usando impresión y Doméstica,  por calor. Se estructura la grabación en: Lead in + Datos + Lead out.

DVD (Digital Versatil Disc)

Creado en 1995. Sus pistas son más delgadas y próximas y usa un láser de menor longitud de onda que la del CD

Podemos encontrar diversas capacidades de almacenamiento:

- DVD5: 4,7 GB, 1 cara, 1 capa.

- DVD9: 8,5 GB, 1 cara, 2 capas.

- DVD10: 9,4 GB, 2 caras, 1 capa.

- DVD18: 17 GB, 2 caras, 2 capas.

BluRay Disc

Presentado en 2006 como alternativa, ya que la calidad DVD no es suficiente para TFT y 8 GB no son suficientes para copias de seguridad. Usa un láser azul más pequeño. Puede usar 1 o 2 capas, a 25 GB cada capa. Destinado a Televisión de alta definición, necesita de uso de codecs y sonido especial. Puede grabar a 13,5 MBps.

3.4. Memorias Flash

Pendrive USB

La memoria flash es una tecnología de almacenamiento, derivada de la memoria EEPROM.

Mediante impulsos eléctricos, permite velocidades de funcionamiento muy rápidas y además aporta características como gran resistencia a los golpes, bajo consumo y silencio, ya que no contiene ni componentes mecánicos ni partes móviles.

Su pequeño tamaño también es un factor determinante a la hora de escoger para un dispositivo portátil, así como su ligereza y versatilidad para todos los usos hacia los que está orientado.

Se trata de la tecnología empleada en los dispositivos pendrive y tarjetas de memoria (PcCard, Compact flash, Minicard, Multimedia card, Memory stick, etc.)


4. Periféricos

En informática, se denomina periféricos a los aparatos o dispositivos auxiliares e independientes conectados a la unidad central de procesamiento de una computadora.

Los periféricos pueden clasificarse en 2 categorías principales:

Periféricos de entrada: captan y digitalizan los datos de ser necesario, introducidos por el usuario o por otro dispositivo y los envían al ordenador para ser procesados.

Periféricos de salida: son dispositivos que muestran o proyectan información hacia el exterior del ordenador. La mayoría son para informar, alertar, comunicar, proyectar o dar al usuario cierta información, de la misma forma se encargan de convertir los impulsos eléctricos en información legible para el usuario. Sin embargo, no todos de este tipo de periféricos es información para el usuario.

4.1. Periféricos de entrada

Tableta digitalizadora

Teclado: Dispositivo que posibilita la introducción de datos al ordenador y nos permite interactuar con los programas.

Ratón: Dispositivo que permite, desplazándolo sobre una superficie lisa, el desplazamiento libre por el entorno gráfico (cursor), y seleccionar  opciones (botones).

Escaner: Dispositivo que convierte imágenes y documentos en formato digital y permite almacenarlos en un ordenador.

Pantalla táctil

Tableta digitalizadora


4.2. Periféricos de salida

Impresoras de alta gama

Monitor: Pantalla para visualizar las acciones del ordenador, al que está conectado a través de la tarjeta de video con conector VGA o DVI.

Durante décadas predominó el tipo CRT: (Cathodic Ray Tube);  Los modelos actuales, LCD:  (Liquid Cristal Display) son pantallas planas. En la actualidad podemos encontrar pantallas tactiles, multimedia e integradas en la carcasa de la CPU (imac).

Impresora: Periférico que presenta la información impresa en papel y otros materiales. Tipos: Matriciales, Chorro de tinta, Laser.

Filmadoras

Altavoces


5. Otros dispositivos

5.1. Otros componentes del ordenador

Ventiladores de Pc

Para el correcto funcionamiento del equipo son necesarios otros dispositivos, como:

- Caja o torre: Horizontal o vertical, contiene la CPU y otros componentes.

- Fuente de alimentación: Transformador eléctrico que regula la electricidad que usará el ordenador. Puede oscilar entre los 3,3 voltios del circuito hasta los 12 voltios usando el disco duro y el ventilador.

- Ventiladores: Dispositivos cuya misión es expulsar el calor del micro (que ya incorpora un disipador), tarjetas de video y fuente de alimentación.

-Buses, etc.

5.2. Tabletas

Tabla comparativa (clic para agrandar)

Una tablet PC o tableta es una computadora portátil con la que se puede interactuar a través de una pantalla táctil o multitáctil. Para trabajar con la tableta, el usuario puede utilizar una pluma stylus o los dedos, sin necesidad de teclado físico ni ratón. El término se hizo popular en 2001, cuando la empresa estadounidense Microsoft presentó el concepto de Microsoft Tablet PC. Hoy en día la tablet se usa principalmente para referirse a los gadget o los aparatos controlados principalmente mediante una pantalla táctil, pero no con la intención de ejecutar sistemas operativos de PC en general ni aplicaciones de ellos.

Las más populares actualmente son el iPad de Apple y el Samsung Galaxy, con Android.

Sus usos más comunes son: la lectura de libros electrónicos, consulta y edición de documentos ofimáticos, navegación web (mediante Wi-Fi o 3G), reproducción de música y video, cámara de fotos y Videoconferencia, Juegos, etc.

La tableta PC funciona como un ordenador, solo que más orientado a la multimedia y a la navegación web que a usos profesionales.

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