Hardware del Ordenador

2. Hardware del Ordenador 
1.Cableado

2.1 Cableado de alimentación:

Lleva energía desde la fuente de alimentación hasta todos los elementos del ordenador que la necesitan.

¿Como son? 

Habitualmente vienen en mazos o mangueras de cables  de colores 

• Negro: Masa 
• Rojo : 5 V
• Amarillo: 12V
• Naranja :Power Good : Indica si el resto de las tensiones que genera la fuente de alimentación son correctas o no ; si son correctas  marca 5 V, mientras que si hay alguna que tiene fallos marca 0 V. Es conectada mediante conectores molex.

2.2 Cableado de datos

 Función:  lleva  datos desde los  dispositivos de almacenamiento masivo hasta la placa base.

 Tipos de cableados de datos : 

• IDE:  Son mangueras de cable planas que llevan 34-40 pines  y que transmiten  la información en paralelo , ademas  se suele señalar el pine con una banda  roja . también se les conoce  como flojas .
• 40 Pines : Disco Duro  ; Lector CD/DVD etc.
• 34 Pines : Disquetera

Habitualmente permite conectar dos dispositivos  de almacenamiento masivo  a cada conector de la placa base .Esta es una Configuración maestro/esclavo.

• SATA :Es una interfaz de transferencia de datos entre la placa base  y algunos dispositivos de almacenamiento  (disco duro , lectores CD/DVD ).

Los datos circulan en serie , suelen ser de 7 pines , por lo tanto  mucho mas finos y son mucho mas rápidos que el cableado IDE. 

2.3 Otros cableados de diferentes tipos , con diferentes funciones:

• Conectores de leds en la carcasa
• Conectores USB 
• Trafico interno : audio etc.

2.Placa base.

¿que es?
Es el elemento principal en el que se encuentran o al que se conectan todos los demás dispositivos.
También se la conoce como placa madre o tarjeta madre , es una tarjeta de un circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen el ordenador.

Contiene:

• Zócalo para el microprocesador. (Microzocalo)
• Zócalo para las memorias RAM. (ZocaRAM)
• Ranuras de expansión.
• Memoria Bios(con o sin Zócalo)
• Buses serigrafiados.
• Chipset.
• Conectores para los dispositivos de almacenamiento masivo, puertos , alimentación y otros.
• Disipadores.

Especificaciones de la placa base:

Son los diferentes diseños de placas base que se han desarrollado a lo lago de la historia.
Se han disearrollado diferentes diseños debido a que se buscaba:

• Mejorar la distribución de los elementos y podre acceder más fácilmente a todos ellos.
• Para mejorar la ventilación del sistema. 

Tipos:

• Extended ATX
• Standard ATX
• Micro ATX
• Mini ITX 
• Nano ITX
• Pico ITX

Zócalo(Shoket): Zócalo cuadrado. 

A partir de Pentium IV  los microprocesadores se conectaban a este tipo de zócalo.

 Es un sistema elecromecanico de soporte y conexión eléctrica ubicado en la placa base del ordenador y que permite la conexión de microprocesadores u otros chips.

Slot:  Zócalo alargado.

Antes de pentium IV los microprocesadores se conectaban a este tipo de  zócalos.

2.1Memoria RAM :  

Se conectaban en slots.

Tipos:

• Single in-line memory module. SIMM: tiene chips por solo un lado.
• Dual in-line memory module.DIMM: tiene chips por ambos lados.
• RAmbus in-line memory module.RIMM: modulo de memoria especial para Rambus. 

  

 ¿Como se conecta la memoria BIOS?

Se puede conectar de dos maneras:

1. Soldada a la placa base.
2. Puede conectarse en un zocalo tipo DIP  ( Dual in-line package)

Conectores para dispositivos de almacenamiento  masivo:

• Disco duro 
• Lector CD/DVD
• Blue Ray 

Estos conectores seran de los siguientes tipos:

1. IDE: Se utilizara para conectar discos duros lector de CD y DVD.
2. Floopy: Se utilizara para conectar disqueteras. 
3. SATA: Se utiliza para conexion de disco duro, CD/DVD( al igual que IDE; pero mucho mas rapido).

Ranuras de expansión:  se utilizan para aumentar las funcionalidades del ordenador.Esto significa que  si quiero que mi ordenador tenga mejores gráficos ,  le conecto una mejor tarjeta gráfica.

1. ISA: son ranuras que actualmente están en desuso, fueron las primeras en aparecer , pero no eran lo suficientemente rápidas.
2. PCI:  Aumentaban la velocidad y permitían conectar cualquier tipo de tarjeta.Debido a que es valida para muchas mas aplicaciones  se comienza a desarrollar y aparecen:

• PCIE :mejoran la velocidad.tanto o mas que AGP.
• PCIX: mejoran la velocidad.tanto o mas que AGP.

1. AGP: Se utilizaba exclusivamente para conectar la tarjeta gráfica, mucho mas rápida que la PCI , porque los gráficos necesitan mucha mas velocidad.

Chipset:  Es el conjunto de circuitos integrados situados en la placa base que permiten que el procesador realice todas las funciones que necesita.

Puentes de Configuración: (jumpers):  Pequeños interruptores o conectores que permiten configurar el funcionamiento general del ordenador.

3.Fuente de alimentación 
Función:
Es subministrar los niveles de tensión adecuados a la placa base y demás dispositivos del ordenador para que   tengan un funcionamiento correcto.
Entrada /Salida
La tensión de  entrada a la  fuente es una tensión alterna ( en Europa de 220 V).
La tensión de salida es una tensión continua cuyos niveles habitualmente son de 3,3 v 5 v y 12 v.
Conector: MOLEX
Power Good 
Tolerancia 
Es el margen de error aceptable para las salidas de la fuente. 
Ejemplo de como comprobar el buen funcionamiento de una fuente de alimentación.
Una fuente tiene una tolerancia del 5% .
5% de 12
5% de 12 =0,6V
4 Microprocesador
Función 
Es el elemento que dirige el funcionamiento de todos los demás dispositivos del ordenador y su función es obtener, interpretar y ejecutar las instrucciones de un programa informático.
Memoria caché
Es una memoria mucho mas rápida que la RAM y almacena la información que el procesador va a utilizar próximamente.

Función  
Guarda la información que ha sido utilizada recientemente porque se supone que  la va a volver a  utilizar pronto y la información que hace mucho tiempo que no utiliza la borra porque se supone que no la va a volver a utilizar.
Niveles de la memoria caché

1. L1: memoria  interna al procesador. es muy pequeña  ( de capacidad) pero muy muy rápida.
2. L2: es externa al procesador es algo mas grande ( de capacidad) pero al mismo tiempo más lenta. 
3. L3 : esta aun mas lejos del procesador, es aun mas grande ( de capacidad)  con respecto ala L2  y al mismo tiempo mas lenta.

Juego de instrucciones :
Es el conjunto de instrucciones que el microprocesador puede interpretar y ejecutar.
Esta definido por la arquitectura del procesador.
Hay dos tipos:

 

1. RISC: Código de instrucciones reducido . Puede hacer pocas instrucciones.Tarda poco tiempo en ejecutar las instrucciones.Su programación es mas compleja.Mas eficaz  debido a que tarda menos tiempo.
2. CISC : Código de instrucciones  complejo.Puede hacer muchas instrucciones.Tarda mucho en ejecutar las instrucciones.Es mucho más fácil de programar.

Reloj del sistema:
Su función es sincronizar todos los elementos del ordenador para que funcionen todos al mismo ritmo.
Debido a que hay componentes en el ordenador que funcionan más rápido que otras , pues  tenemos varias señales de reloj para  hacer que el rendimiento de nuestro ordenador sea el adecuado y explotar al máximo los componentes de nuestro ordenador.
Anchura de bus 
Bus de Datos 
La  anchura del bus de datos la define que cuando mas ancho el bus de datos mas información puedo enviar al mismo tiempo.Cuanto mas ancho sea  este bus mas datos caben para enviar.
Bus de direcciones 
La anchura del bus de direcciones define la cantidad de direcciones de memoria   a las que se puede acceder. Puede tomar los valores de 0 y 1 por lo tanto podrá acceder a dos posiciones , si se le añade otra linea podrá acceder a 4 posiciones.
Core o Núcleo  del procesador :

Es la clave del ordenador, es donde realmente se ejecutan las instrucciones . Es la parte central del procesador que se encarga de interpretar y ejecutar las instrucciones.
Las 4 formas de mejorar la eficiencia de un procesador:

1. Sistema multiprocesador:  consiste en poner en la misma placa base varios procesadores.
   • Ventaja 1: es mucho mas cara y mas compleja a la hora de conectarla.
   • Ventaja 2 necesitara un sistema operativo especial para trabajar con varios procesadore
   
   
   
   
   
   
   
   
    
2. Pipeline: Cada instrucción que ejecuta el procesador se divide en varias etapas y ejecutar simultáneamente diferentes etapas de diferentes instrucciones de esa manera se gana tiempo, la idea es solapar etapas.
3. Procesadores con varios núcleos:De esta manera cada núcleo puede ejecutar una instrucción y así se puede ejecutar varias instrucciones a la vez(dual core,quad core) 
4. Hyperthreading:  Consiste en dividir el núcleo del procesador en varias partes que trabajaran individualmente.Conseguimos , con ello, dividir el núcleo del procesador en varias partes y cada una de las partes trabajaran individualmente.Trabajaran mas lento , pero mejoran la eficiencia del sistema.

FPU:  Float point unit  (unidad de punto flotante)

Es un sistema que me permite almacenar y utilizar desde números muy pequeños hasta muy grandes.

0000

9999

Este sistema incluye la coma flotante por lo tanto hace que los números sean mas exactos y los resultados de la operaciones del procesador , mejores serán los resultados.

0`001

9`999

5.Memorias 
Memoria RAM:
Función: Su función es almacenar los programas en ejecución . Su tamaño viene definido por el chipset de la placa.
Puede hacer dos tareas

1. Leer : obtener los datos que tiene en la memoria 
2. Escribir: guardar los datos en la memoria

Tipos :

• SRAM 

1. SRAM sincrona: gobernada por una señal de reloj con la que todas las operaciones están sincronizadas . se simplifica el diseño de la placa base porque no necesita mas señales de control, el problema es que es mas lenta. 
2. SRAM Burst:  Accede solo una vez a la posición de memoria y es capaz de trabajar con las N posiciones consecutivas

• DRAM 

1. FPDRAM :se divide la memoria en paginas y tiene un mecanismo que permite la lectura consecutiva de posiciones de la pagina.
2. EDODRAM :similar a la FPDRAM pero ademas permite iniciar un acceso a la pagina de memoria antes de terminar el anterior.
3. SDRAM :memoria DRAM sincrona gobernada por una señal de reloj y no necesita hardware adicional..
4. DDR 1,DDR 2,DDR 3 (Double data rate):introducen un dato en cada flanco ( ya sea ascendiente o descendiente ).

 Memoria BIOS: Sistema básico de salida y entrada.

Su función es guardar la secuencia de arranque del  ordenador.Es una memoria tipo ROM .
Es un tipo de firmware que localiza y prepara los componentes los componentes electrónicos o periféricos  de una maquina para comunicarlos con algún sistema operativo que la gobernara.
    -SETUP: es un programa que permite configurar los parámetros de arranque del ordenador.
Memoria CMOS
Es un memoria tipo RAM cuya función es guardar los datos que son variables( fecha , hora ).
Pila 
La función de esta es subministrar tensión a la CMOS para que esta no pierda los datos.



6.Tarjetas de expansión. 
Función
Su función es aumentar las funcionalidades del ordenador. 
Tarjeta gráfica:

Su función es generar la imagen que se muestra en la pantalla del ordenador.
   Realiza dos operaciones:

1. Interpreta los datos que  le llegan del procesador y los convierte en datos digitales de imagen 
2. Convierte los datos digitales  de imagen  en una señal analógica que el monitor  pueda interpretar y dibujar así la imagen a mostrar.

   La tarjeta gráfica tiene 3 componentes: 

1.   Procesador Grafico: GPU (graphical process unit):Realiza dos operaciones.
1. Procesa las imágenes: los datos que  le llegan  del procesador en una imagen digital.
2. Controla la entrada y salida de los datos digitales.
2. Memoria RAM: Almacena los datos digitales de imagen que después se convertirá en una señal analógica.
3. RAMDAC :conversor digital analógico: su función es convertir los datos digitales almacenados  en una señal analógica que se pueda enviar al monitor.

 Términos relacionados: 

• Resolución: Numero de pixeles o puntos con los cuales se dibuja una imagen.
• Profundidad de Color: Nos referimos a el numero de bits con que cada pixel guarda la configuración de color.
• Velocidad de Refresco: Numero de veces que dibuja la imagen en pantalla por segundo se mide en Hz( numero de ciclos por segundo)

 Tarjeta de sonido:
 Funcion
Convertir los datos digitales de sonido en una señal analógica de sonido.
Obtener una señal analógica de sonido y convertirla en una señal digital que utilizara en el interior del ordenador.
Reproducción del sonido 

1. Síntesis FM: hace un muestreo modificando una señal analógica (reproduce muestras digitales para reproducir la señal analógica).
2. Tabla de ondas : consiste en : se tiene una tabla con sonidos reales digitalizados  y para generar el sonido se accede a diferentes posiciones de la tabla. (Seria como un CD música  en el cual yo pretendo acceder a una canción concreta (punto de la  tabla)  y se selecciona dicho punto).

Grabación de sonidos en el ordenador 

• Digitalizacion:

1. Muestreo: consiste en recoger  muestras cada ciertos periodos de tiempo.(muestreo a 500Hz : por lo tanto se toman muestras cada 2 msg)
2. Cuantificacion : es la resolución de la señal en bits.
3. Codificación:

Tarjeta de Red
Función
Permitir la comunicación directa con otros ordenadores y por otro lado permitir conectarse a una red.
Dos tipos:

• Alambrica 
• Inalambrica 

Tarjeta de TV
Función 
Recibir y procesar la señal de televisión de la antena.Utiliza el cable coaxial.
Tarjetas de adquisición de datos:
Función 
Descargarse datos de otros dispositivos (maquinas ,robots, sensores..)
Tarjetas de comunicación: 
Función: 
Sirve para puertos serie;puertos paralelos.
7.Diagnostico de averías
Tipos de averías:

1. Permanentes: Son averías que ocurren siempre o permanecen hasta que se soluciona el problema.
2. Intermitentes: Son averías que ocurren  unas veces si y otras no, por lo tanto su diagnostico es mas complicado.
3. Térmicas: El mal funcionamiento depende de la temperatura.

Proceso de diagnostico:

1. Observar las condiciones: observar que avería puede tener.
2. Reintentar : para comprobar si el fallo se sigue repitiendo o ha sido puntual 
3. Utilizar los sentidos: para comprobar si hay algo en mal uso.
4. Documentar lo ocurrido: deja registro lo que ha ocurrido , las pruebas que se ha realizado y la solución que se ha dado si se ha podido solucionar.
5. Diagnosticar hasta nivel de sección :Acotar en donde esta el error. es ir diagnosticando la avería  por zonas para  reducir las posibilidades de  la avería y poder fijar el sitio de la avería y ver si se puede arreglar. 
6. Solucionar y verificar: Solucionar  la avería y verificar que la avería esta arreglada.
7. Actualizar el histórico de averías: actualizar el documento de averías para que en caso de que ocurra una nueva avería , el que lo tenga que arreglar sepa la ultima avería sucedida.

Normas de seguridad:

1. Desconectar Alimentación : para prevenir descargas eléctricas.
2. Descargarse de electricidad estática : para evitar quemarnos y evitar quemar componentes del ordenador.
3. No apagar y encender rápidamente: se cargan y se descargan rápidamente  los condensadores , por lo tanto puede que la fuente de alimentación tenga un pico de tensión y por consiguiente queme algún componente del ordenador.
4. No tener líquidos cerca: para evitar su derrame sobre los componentes.
5. Manejar las placas con cuidado: como disponen de componentes, pistas etc, se debe tener precaución para no rayar, derramar grasa.. y fastidiar el componente.
6. Utilizar las herramientas adecuadas: para no fastidiar los componentes por un mal uso de  herramientas.
7. Mantener orden y limpieza: tener el lugar de trabajo limpio y ordenado.
8. Conectar todo correctamente: una vez acabado el arreglo conectar todo correctamente y si hay algo que se tiene que dejar suelto dejarlo de manera que no realice cortos ni nada por el estilo.