Conceptos Fundamentales de la Computación

Definiciones Clave

• Ordenador: Máquina electrónica (hardware) que sirve para procesar información digital y que no funcionaría sin los programas (software).
• Información Digital: Aquella que puede expresarse en términos de 0 y 1, es decir, en el sistema binario de numeración.
• Hardware: Componentes físicos del ordenador. Por ejemplo: memoria RAM, disco duro, monitor, teclado, ratón, tarjeta gráfica, etc.
• Software: Soporte lógico del ordenador. Por ejemplo: programas, documentos, etc.

Arquitectura de Von Neumann

La Arquitectura de Von Neumann (1945) se basa en el concepto conocido como “programa almacenado”, que independiza el software del hardware y almacena los programas y los datos en la memoria del ordenador. La mayoría de los ordenadores actuales están basados en esta arquitectura, aunque, con el tiempo, se ha ido completando con nuevos componentes.

Componentes Principales de la Arquitectura

• Unidad de Control (UC o CU – Control Unit): Gestiona las señales, lee instrucciones de la memoria y ejecuta las órdenes, utilizando la ALU para realizar los cálculos necesarios.
• Unidad Aritmético-Lógica (UAL o ALU – Arithmetic Logic Unit): Encargada de realizar todas las operaciones matemáticas y de decisión lógicas. Utiliza registros para almacenar los datos necesarios para las operaciones y los resultados.
• Memoria Principal: Es el lugar donde se almacenan los datos.
• Dispositivos de Entrada/Salida: Permiten la comunicación e intercambio de información entre el ordenador y el exterior.
• Buses: Sistema de cables o canales por los que fluye la información entre todos los elementos anteriores.

Tipos de Ordenadores

• Superordenadores: (Ejemplo: Mare Nostrum)
• Ordenadores de Sobremesa: (Convencionales y All-in-one)
• Portátiles: (Convencionales – laptop, miniportátiles – netbook y microportátiles – ultrabook)
• Tabletas: (Tablet)
• Teléfonos Inteligentes: (Smartphone)

El Interior de un PC

La mayoría de los elementos fundamentales de los que depende el funcionamiento de un ordenador se encuentran en el interior de una caja, sujetos a un bastidor metálico y protegidos del exterior por una carcasa, generalmente también metálica. Si retiramos dicha carcasa, podremos ver el interior del PC, similar a lo que se muestra en una figura (no incluida en este texto).

Componentes Internos Clave

• Fuente de Alimentación: Convierte la corriente alterna de la red eléctrica en corriente continua, necesaria para los circuitos electrónicos del ordenador. Además, reduce la tensión desde 220 V hasta unos pocos voltios.
• Placa Base: Gestiona y controla el funcionamiento de todos los dispositivos del ordenador. A ella se conectan, directa o indirectamente, todos los elementos del ordenador.
• Chipset: Conjunto de circuitos integrados (chips) cruciales para el funcionamiento del ordenador. Normalmente está formado por dos chips de gran tamaño.
• Microprocesador: Circuito integrado formado por millones de transistores, cuya función es procesar los datos y las instrucciones que recibe de la memoria RAM.

Tipos de Memorias

Las memorias son espacios de almacenamiento de información. Toda la información contenida en el ordenador se encuentra codificada en forma de bits que funcionan agrupados. La memoria de un ordenador almacena la información en forma de registros o palabras.

• Memoria ROM (Read Only Memory): Memoria de solo lectura, de acceso aleatorio y no volátil.
• Memoria RAM: Donde el ordenador almacena temporalmente los datos y los programas con los que está trabajando en un momento dado.
• Memoria Caché: Pequeña memoria RAM (estática, no necesita refrescarse para mantener la información – SRAM, a diferencia de la memoria RAM convencional que necesita ciclos de refresco para mantener la información – DRAM) incluida en el propio procesador.
• Memoria Virtual: Todos los sistemas operativos utilizan parte del disco duro para simular memoria RAM y aumentar así la memoria total del ordenador.

Tipos de Puertos

• Serie (en desuso): Conectaban teclados y ratones. Muy lentos, con transferencia bit a bit.
• Paralelo: Cada vez se utiliza menos. Transferencia byte a byte. Conectaban impresoras y escáneres.
• USB: Puertos serie de gran velocidad de transferencia de información que, además, permiten conectar hasta 127 dispositivos en cadena, uno tras otro. Permiten conectar y desconectar los dispositivos en caliente, sin necesidad de apagar el ordenador (conexión plug&play).
• Ethernet: Permite la conexión a través de un conector RJ-45. Asociado al estándar de redes de área local (LAN).
• IEEE 1394, Firewire o i.Link: Similares a los USB 2.0. Suelen utilizarse para transferir vídeo desde las videocámaras al ordenador.
• Infrarrojos (IrDA): Comunicación inalámbrica. Creado por HP, IBM y Sharp. El emisor y el receptor deben estar viéndose en un ángulo máximo de 30° y a una distancia muy corta (1 metro). Reemplazado por la tecnología Bluetooth. Son más lentos que los USB 2.0. Se suelen utilizar para conectar PDAs y teléfonos móviles.
• MIDI (para juegos): Situado en la tarjeta de sonido.
• Mini Jack: Suelen ser estéreo. Usados para micrófonos y salidas de altavoces.
• VGA: Conector estándar de la tarjeta gráfica, posee 15 pines. Usado para conectar monitores.
• DVI: Salida de vídeo digital. Para pantallas LCD y proyectores.
• HDMI: Interfaz multimedia de alta definición. Transmite señal de audio y de vídeo. Está reemplazando al VGA.

Periféricos del Ordenador

La tarjeta gráfica convierte la información procesada por el ordenador, o la propia tarjeta, en una señal que pueda entender el monitor, para mostrarla en forma de imagen en la pantalla.

• Periféricos de Entrada: Establecen un flujo de información desde el exterior del ordenador hacia este.
• Periféricos de Salida: Establecen un flujo de información desde el interior del ordenador hacia el exterior.
• Periféricos de Entrada/Salida: Pueden establecer el flujo de información en ambos sentidos: desde el exterior al interior del ordenador o al revés.
• Periféricos de Almacenamiento: Pueden almacenar grandes cantidades de información de forma permanente en el ordenador.
• Periféricos de Comunicación: Permiten la comunicación entre dispositivos.

Unidades Ópticas

Se denominan así las unidades que permiten leer o escribir información digital en discos mediante la acción de un rayo láser.

Redes de Ordenadores

• Red Local o LAN (Local Area Network): Conjunto de ordenadores y dispositivos conectados entre sí, con la finalidad de compartir recursos e información.
• Red de Área Personal o PAN (WPAN): (Ejemplo: Bluetooth)
• Red de Área Metropolitana o MAN (WiMAX):
• Redes de Área Amplia o WAN (Wide Area Network):