Evolución Histórica de la Computación

Generaciones de Computadoras

• 1ª Generación (1940-1952): Válvula de vacío
• 2ª Generación (1952-1964): El transistor
• 3ª Generación (1964-1971): Microcircuitos integrados
• 4ª Generación (1971-1981): Microprocesadores
• 5ª Generación (1981 en adelante): El procesamiento en paralelo

Pioneros Clave de la Informática

• Charles Babbage: Creador de la máquina diferencial.
• Ada Lovelace: La primera programadora.
• Alan Turing: Padre de la informática moderna.
• Von Neumann: Separó los componentes físicos de las instrucciones (Arquitectura Von Neumann).

Arquitectura del Hardware

Componentes Internos de la CPU

¿En qué partes se divide una CPU?

CU (Control Unit):

Genera las órdenes y controla el flujo de datos.

ALU (Arithmetic Logic Unit):

Realiza las operaciones elementales (aritméticas y lógicas).

FPU (Floating Point Unit):

Parte de la ALU que realiza operaciones con números decimales (punto flotante).

Registros:

Memoria auxiliar de alta velocidad dentro del procesador.

BIOS y Proceso de Arranque (POST)

La función de la BIOS (Basic Input/Output System) es guardar su configuración aun cuando el ordenador esté apagado.

El Test POST (Power-On Self-Test)

El POST es una secuencia de diagnóstico que se ejecuta al encender el equipo:

• Verifica los registros de la CPU.
• Verifica la propia BIOS.
• Verifica los elementos básicos del sistema.
• Verifica la memoria.
• Inicializa los buses y dispositivos del sistema.
• Ofrece una interfaz para configurar el sistema.
• Localiza los dispositivos de arranque.

El Bootstrap Loader es el gestor de arranque.

Licenciamiento de Software

Licencia GPL (General Public License)

Es la licencia más ampliamente usada en el mundo del software libre. Garantiza a los usuarios finales la libertad de usar, estudiar, compartir (copiar) y modificar el software.

Diferencia entre GPL y BSD

La licencia GPL indica que el programa se puede usar, copiar y modificar libremente, siempre y cuando las modificaciones permanezcan públicas (copyleft). La licencia BSD, por otra parte, es muy similar, salvo porque las modificaciones pueden ser ocultadas y no tienen que permanecer públicas.

Arquitectura de Placas Base y Sistemas Operativos

Línea de Tiempo de Windows

Descendencia principal de Windows: Windows 98 (1998) → Windows Me → Windows XP → Windows Vista → Windows 7 → Windows 8 → Windows 10.

Comparativa de Arquitecturas de Placa Base (AT vs. ATX)

AT (Tecnología Antigua):

2 conectores de alimentación. No permite el apagado automático por el SO. El procesador interfiere con las tarjetas de expansión. Conexiones poco accesibles.

ATX (Tecnología Actual Extendida):

1 conector de alimentación principal. Permite el apagado automático por el SO. El procesador no interfiere con las tarjetas. Conexiones accesibles, menor coste y enfriamiento mejorado.

Arquitectura de Buses y Chipsets

Arquitectura FSB (Front Side Bus):

Arquitectura clásica. El Puente Norte gestiona la RAM y la tarjeta gráfica. El Puente Sur gestiona el resto de componentes.

Arquitectura DMI (Direct Media Interface):

El estándar actual. El procesador gestiona la RAM y la gráfica (el antiguo Puente Norte queda integrado en el procesador). El antiguo Puente Sur gestiona todos los componentes y pasa a llamarse PCH (Platform Controller Hub).

Buses de Expansión (PCI vs. PCIe)

• PCI: 64 bits, hasta 100 MHz. Puede autoconfigurarse las interrupciones y DMA. Independiente del procesador.
• PCIe (PCI Express): Permite Hot-plug (conexión en caliente), gestión integral de errores y funciones de ahorro de energía. Los conectores son físicamente distintos.

Almacenamiento y Gestión de Datos

Interfaces de Discos Duros

• PATA (Parallel ATA): Soporta 2 discos duros. Se configura como maestro/esclavo.
• SATA (Serial ATA): Soporta 1 disco duro. Se configura automáticamente.
• SCSI (Small Computer System Interface): Soporta hasta 15 discos duros en línea.

Esquemas de Particionamiento

• MBR (Master Boot Record): Permite hasta 4 particiones primarias, una extendida y hasta 15 lógicas. Es el esquema clásico y compatible, asociado a la BIOS, con limitaciones.
• GPT (GUID Partition Table): Permite infinitas particiones primarias. Es el esquema más moderno, asociado a UEFI, y más cómodo.

Componentes Físicos de un Disco Duro (HDD)

Platos, eje, cabezales, brazo del actuador, peine, motor de giro, motor del actuador, controladores y la caja.

Monitoreo SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology)

El comando smartctl permite verificar el estado de los discos duros:

Value:

Valor actual del atributo.

Worst:

Valor más bajo registrado.

Threshold (Therst):

Valor límite que indica cuándo fallará el disco si el Value está por debajo.

Type:

Tipo de fallo. Si Value está por debajo de Threshold, hay un error inminente.

Comando DD (Disk Dump)

Utilizado para copiar y convertir datos a bajo nivel, a menudo para clonar discos:

dd if=/dev/sda of=/dev/sdb conv=noerror

Fuente de Alimentación y Conceptos Eléctricos

Características de la Fuente de Poder

• Potencia máxima de 12V2: 201 W.
• La línea de -12V es para compatibilidad con placas antiguas.
• La línea 5Vsb es para el modo Stand by.
• Certificado 80 Plus: Indica que la fuente funcionará con una eficiencia mínima del 80%.
• OCP (Over Current Protection): Protección contra sobrecargas en todos los cables.

Conceptos Eléctricos Fundamentales

Voltaje (Voltios):

Diferencia de potencial entre dos puntos.

Intensidad (Amperio):

Cantidad de corriente que pasa por unidad de tiempo.

Resistencia (Ohmios):

Cualidad de los conductores para oponerse al paso de corriente.

Potencia (Vatios):

Trabajo realizado por unidad de tiempo.

Periféricos y Dispositivos de Salida

Disipación de Calor

TDP (Thermal Design Power): Cantidad de energía que el sistema de enfriamiento necesita disipar para mantener la temperatura del componente dentro de los límites seguros.

Especificaciones de Impresoras

• Resolución (PPP): 150 ppp para borradores, 300 ppp para textos finales y 600 ppp para imágenes de calidad y textos nítidos.
• Velocidad: PPM (Páginas por minuto).
• Memoria: Buffer.
• Conexión: D-sub, USB, Ethernet, Wi-Fi.

Tipos de Impresoras

La impresora plasma información en papel. Sus tipos principales son:

• De Impacto: Golpea con un molde entintado con la forma del documento.
• Térmicas: Utilizan papel especial sensible al calor, donde las agujas transmiten calor y ennegrecen el papel.
• De Inyección: Emplean cartuchos de tinta, que pueden estar fijos o integrados en el cabezal.
• Láser: Emplean un tóner (polvo de tinta) que se deposita donde marca el láser.

Conceptos de Visualización

• Monitor: Dispositivo que muestra imágenes y texto.
• Píxel: Es la unidad mínima representable de una imagen.
• Tiempo de respuesta: Tiempo que tarda un píxel en cambiar de color.
• El brillo se mide en Candelas.

Redes y Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI)

Dispositivos de Red

Conmutador (Switch): Dispositivo de acceso que posee varios puertos a los que se conectan los diferentes dispositivos de la red.

Tipos de SAI (UPS)

• Off-line: Activo y pasivo.
• Online: Doble conversión y conversión delta.

Buses del Sistema

Bus de Datos:

Transmite las instrucciones y datos.

Bus de Direcciones:

Transporta las direcciones de memoria.

Bus de Control:

Transmite las señales de control y temporización.