lunes, 2 de julio de 2012

Partes de hardware para no especialistas


                    (P) Hugo Napoli, 2012                    


PARTES DE HARDWARE

Definición de hardware

No existiendo aún una correcta traducción al español de este vocablo de origen anglosajón, mantendremos esta palabra como referente inequívoco y denominaremos así a las partes físicas y eléctricas o electromecánicas que componen al ordenador y que, de algún modo, están conectadas con él.
El hardware no está compuesto únicamente por lo que existe dentro del ordenador, sino también por todo dispositivo que tiene que ver con él (externo al computador), y que ya por conexión directa mediante cables, o por conexión indirecta mediante aire (bluetooth, wifi, rayos infrarrojos, etc.), opera conjuntamente con la computadora.

hardware.
(Voz ingl.).
1. m. Inform. Conjunto de los componentes que integran la parte material de una computadora.
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Clasificación

Los elementos de hardware se clasifican en dos grandes grupos, denominados 'básico o interno' y 'complementario o externo'.
El hardware complementario o externo está constituido por los periféricos del ordenador, tales como el teclado, el ratón, la impresora, los parlantes o altavoces, el micrófono, el escáner, etc.
No es éste el tipo de hardware que nos interesa en este momento. Veamos el grupo de dispositivos menos conocidos y más importantes para nosotros ahora: el hardware básico o interno.

Hardware básico o interno:
El orden en el cual figuran los diferentes componentes no está asociado a jerarquía alguna, mas sí al orden secuencial casi exacto en el cual son invocados por el microprocesador y los circuitos integrados de la placa madre en el momento del encendido.
Esto significa que, al recibir corriente el computador, el orden en el cual serán electrificados, arrancados, iniciados, invocados o puestos en marcha los componentes, será, salvo excepciones, el siguiente.


1) Fuente (o fuente de poder).

En el mundo de la electrónica esta pieza debería llamarse transformador de corriente, pero en la Informática, en algunos casos, existen denominaciones particulares para cada elemento de su terreno. Este es uno de los casos.
El transformador, en lenguaje informático, se denomina fuente.
Este dispositivo cumple la función de reducción y estabilización de la corriente.
En Uruguay se utilizan 220 voltios de corriente alterna para hacer funcionar aparatos convencionales como heladeras, televisores, termo tanques, y cualquier dispositivo eléctrico hogareño, pero este voltaje resulta sumamente excesivo para nuestro delicado ordenador.
Los voltajes necesarios para el ordenador son los siguientes: 12, 5 y 3.3 voltios de corriente continua.
De modo que la fuente, en primer lugar, actúa como reductor de la tensión obtenida del tomacorriente (enchufe) de pared. Reduce los 220 voltios a 12, 5 y 3.3.
En segundo lugar, transforma el tipo de corriente: de alterna a continua.
Y en tercer lugar, estabiliza la corriente.

En nuestro caso, la empresa que nos brinda la electricidad en el hogar es UTE. Los voltajes entregados por UTE no son nunca exactos. Por lo tanto, mientras en un hogar se entregan 220 voltios, en otro se entregarán 200, y en otro, 240.
Para que la fuente pueda entregar los mismos voltajes al ordenador recibiendo voltajes que oscilan dentro de un rango que va desde los 200 a los 240 voltios aproximadamente, debe estabilizar la corriente antes de transformarla y entregarla a la computadora.

La fuente, entonces, es la pieza que está en permanente contacto con la red eléctrica, aguardando una acción del usuario para comenzar a trabajar. Dicha acción será la pulsación del botón de encendido del ordenador.

En resumen, la fuente estabiliza, reduce y adapta la corriente destinada al ordenador.
Estabiliza porque, independientemente de los voltajes que reciba desde el exterior, siempre entrega los mismos exactos voltajes al ordenador.
Reduce porque convierte los 220 voltios a 12, 5 y 3.3 voltios
Adapta, porque convierte la corriente alterna de UTE en corriente continua.

 Conectores de la fuente de voltaje (ver 'placa madre', puntos 11 y 12).
 Conector ATX 1.0 y 2.0 (20 pin y 20+4 pin)



1er. conector: MOLEX (discos duros y unidades ópticas IDE o PATA).
2º conector: disquetera de discos de 3 y ½ pulgadas.
3ero.: discos duros y unidades ópticas SATA.
4º: ATX 4 pin para la placa madre.




2) Placa madre.

Conocida también como motherboard, placa base, placa madre o “mobo” (sigla resultante de la unión incompleta de las palabras anglosajonas 'mother' y 'board'), es la pieza que interconecta todas las partes de hardware del ordenador y permite que éstas se comuniquen y trabajen en conjunto, abocadas a las tareas que sea preciso que el ordenador realice, coordinando la comunicación y el trabajo de todo el conjunto de partes de hardware interno y externo del computador.
Los componentes de hardware que en ella están integrados, embebidos o incrustados, se denominan 'onboard' (en español, “integrados” [“a bordo”]), y es por ello que es frecuente escuchar frases tales como: “Esta computadora viene con tarjeta de vídeo onboard”, y que significa sencillamente que ese ordenador contiene un microprocesador incrustado en su placa madre, que cumple con las tareas de vídeo.
Normalmente, en las placas madre convencionales vienen integrados, a bordo u onboard, procesadores o circuitos integrados que cumplen con las funciones de vídeo, audio y red (Internet), para que, al momento de comprar el ordenador, no haya necesidad de agregarle ninguna otra costosa pieza de hardware para que éste funcione de un modo normal, estandarizado, o deseable.
Si queremos que nuestro computador realice funciones específicas adicionales, habrá que agregarle más piezas de hardware directamente en su placa madre la mayoría de las veces, instalándolas dentro del ordenador.
Hay veces en las cuales no es posible agregar más hardware del que ya está presente, porque la placa madre en cuestión no posee ranuras de expansión o zócalos para conectar piezas adicionales.
Es este generalmente el caso de las netbook o laptop (computadoras portátiles), o de las 'torres chatas' (horizontales), que poseen piezas específicas, reducidas en tamaño, no convencionales ni compatibles con los ordenadores estandarizados, y de escasísima o nula presencia en plaza.
Es por esta razón que conviene conocer a fondo el ordenador que vamos a comprar, para no encontrarnos con sorpresas desagradables poco tiempo después de haberlo adquirido.
Imaginemos que a nuestro PC se le daña el integrado de vídeo onboard -perdiendo así la capacidad de enviar imagen al monitor-, y que llevamos la máquina a reparar y el técnico nos informa que no es viable una reparación porque la placa madre no posee ranura de inserción de una nueva placa de vídeo...



1 – Zócalo de inserción del microprocesador.

2 – Slot de inserción de bancos de memoria RAM.

3 – Northbridge o puente norte: es el corazón de la placa madre. Debajo del disipador que allí se ve, se halla dicho circuito integrado, el cual se encarga de gestionar los accesos de información desde y hacia el microprocesador, desde y hacia la salida de vídeo, desde y hacia la memoria RAM y desde y hacia el propio southbridge. El Northbridge se puede identificar por situarse cerca del microprocesador, en la “parte norte” de la placa madre.

4 – Southbridge o puente sur. Circuito integrado de gran importancia, por estar directamente vinculado al Northbridge. Resuelve tareas de menor envergadura en materia de velocidad de procesamiento, pero no de menor relevancia de acuerdo a la importancia de ciertas tareas fundamentales como la administración del BIOS en la ROM, el sonido del ordenador, las conexiones de red, la administración de los puertos USB, los puertos adicionales como el serie y el paralelo, la gestión de periféricos varios (teclado y ratón entre otros), administración de puertos de disco duro (SATA, PATA [IDE]), el reloj interno del ordenador, encendido y apagado automático, administrado o programado (APM y ACPI).

5 – Conectores para discos duros SATA.

6 – Conectores para discos duros PATA (IDE).

7 – Conector para disquetera de discos de 3 y ½ pulgadas (en desuso).

8 – Memoria ROM. Lugar en donde se aloja el pequeño pero preciso Sistema Operativo BIOS, común a todos los ordenadores estándar (portátiles y de sobremesa).

9 – Pila de litio “CR-2032”, encargada de mantener la fecha y la hora al día, y los valores de la BIOS vigentes. Cuando su nivel de carga es baja y debe ser sustituida por otra, con frecuencia se pierde la hora y la fecha del Sistema Operativo y en el arranque el ordenador puede generar demoras o errores inesperados.

10 – Conectores para puertos USB (generalmente delanteros o laterales en algunos casos).

11 – Conector ATX 4 pin. En este caso, se trata una línea que entrega 12 voltios, y es llamada así por poseer internamente 4 conectores o “pines”.

12 – Conector ATX 1.0 (o ATX 20 pin) o 2.0 (o ATX 20+4 pin). Entrega varios voltajes a la placa madre (12, 5 y 3.3 voltios). Su denominación surgirá de la cantidad de pines que posea, o de la versión de la cual estemos hablando. La versión 1.0 trae 20 pines, y comúnmente es denominada, “ATX 20 pin”.
La versión 2.0 contiene 24 pines, y usualmente es llamada “ATX 20+4”.
¿Por qué no se le dice simplemente “ATX 24?”
Porque los 4 restantes vienen separados de los 20 anteriores debido a que hay placas madre que no poseen lugar de encastre para estos últimos 4 conectores.
NOTA: estos 4 no deben confundirse con los del punto 11 (no son los mismos).

13 – Zócalos PCI: en ellos se pueden conectar tarjetas de audio, tarjetas de red, módems telefónicos o de fax, tarjetas de puertos USB adicionales, capturadoras de vídeo, sintonizadoras de TV, …

14 – Zócalo PCI-Express “x16”: conector de gran velocidad utilizado comúnmente para el procesamiento gráfico, es decir, para la conexión de tarjetas aceleradoras gráficas de gran potencia.

15 - Zócalo PCI-Express “x1”: la “x”, denota la cantidad de carriles de 500 MB/s que puede manejar dicho puerto: mientras que este tipo -el x1- puede manipular 500 MB/s, el 16 x lo hará a 8000 MB/s.

16 – Puertos USB. Dependiendo de la tecnología utilizada en su construcción, pueden ser 1.0, de transferencia de -en desuso-, 2.0 o 3.0

17 – Conector de vídeo VGA 'onboard' o integrado.

18 – Conectores de teclado mini-din de 6 pines (o simplemente “PS/2”). En el azul-violáceo se conecta el teclado y en el verde, el ratón.

19 – Conectores de audio tipo 'spica': rosa para el micrófono, verde para la salida de audio o los parlantes pre amplificados (estéreo), y azul para la entrada de audio (2 vías).

20 – Conector de red RJ45. Cuando las conexiones de red son cableadas, aquí se conecta el cable del enrutador (router) o del módem ADSL. Este conector brinda conectividad entre ordenadores y salida a Internet.

21 – Puerto serie, también conocido como RS-232 o puerto COM. Hoy en día solamente se mantiene por compatibilidad con dispositivos muy específicos, puesto que hoy en día es perfectamente sustituible por otro tipo de conector más versátil y popular como lo es el puerto USB por ejemplo.
El puerto serie es muy parecido físicamente al conector VGA (vídeo) si se lo observa bien, pero en lugar de poseer orificios, posee pines. Es utilizado para la transferencia o recepción de datos de a uno por vez, es decir, bit a bit, a diferencia con el -también en desuso- conector del puerto paralelo (no aparece en la figura escogida como 'tipo' para la placa base), el cual manipula varios bits por tanda.

22 – Conector para salida y entrada de audio frontal o lateral.

23 – Conector para el botón frontal de encendido del ordenador (power), botón de reinicio (reset switch), parlante interno (internal speaker) que emite pitidos (beeps) en el ordenador, y las 2 diminutas luces (leds) roja y verde (en ocasiones amarilla o de otro color) que posee el ordenador para indicar su estado energético (encendido o apagado) y el estado de actividad del disco duro.


Vista comparativa del puerto paralelo o LPT (arriba, de color fucsia), junto a 2 puertos serie (en turquesa).


3) Microprocesador.

El microprocesador está compuesto por una respetable cantidad de arena de extrema pureza (conformada casi en su totalidad por silicio), la cual se funde para obtener un cristal de unos 100 kilogramos, el cual será dividido a la perfección en pequeños trozos que conformarán los microprocesadores, gracias a un metódico y delicado trabajo realizado por máquinas especiales para la construcción de piezas electrónicas de este tipo.
Efectuando una rápida analogía con el cuerpo humano, el microprocesador sería el cerebro del ordenador.
Realiza todos los cálculos aritméticos y lógicos y ejecuta todo el resto de las tareas (hace funcionar a los programas e interpreta y cumple con todas las órdenes del Sistema Operativo).
Toda actividad informática realizada por el ordenador depende de él.





4) Memoria ROM.

Es un tipo de memoria que no depende del suministro de corriente para mantener los datos a salvo, a diferencia de la memoria RAM.
La sigla ROM, surge de Read Only Memory (memoria de solo lectura).
Esta memoria es la primera fuente de información consultada por el ordenador durante el arranque, y allí se elaborará, exhaustivamente y cada vez que el computador sea encendido o reiniciado, un minucioso informe acerca del hardware presente en el ordenador y sus características, para que el Sistema Operativo Central (Windows, Linux, o Sistemas Operativos de Apple) pueda administrar todos los componentes físicos sin exigir la intervención del usuario ni de mano de obra calificada.
Ahora bien; si la ROM guarda datos: ¿qué hay exactamente en la ROM?
En el chip de memoria ROM ha sido grabado, a la salida de la fábrica, un pequeño pero eficaz Sistema Operativo llamado BIOS (el único común a todos los ordenadores, independientemente de cuál sea el Sistema Operativo Central instalado en ese computador).
Este Sistema, es capaz de detectar los cambios acontecidos en el hardware, tal como sucede cuando se quita un dispositivo de hardware por mal funcionamiento, o se agrega mayor cantidad de memoria RAM, o una tarjeta de red o de vídeo, por ejemplo.
Este diminuto Sistema Operativo, denominado BIOS por las palabras de origen anglosajón “Basic Input and Output System”, no es exactamente el mismo en todos los ordenadores, puesto que cada BIOS es creado por cada fabricante de placas madre, pero es similar en todos ellos.
Posee un rudimentario entorno gráfico al cual se puede acceder mediante la pulsación repetida de una tecla durante el arranque del ordenador, la cual no es siempre la misma. Algunos ejemplos son la tecla F10, Supr, F2, Enter, Esc, …
Al BIOS se accede para inhabilitar dispositivos por motivos específicos (por ejemplo, desactivar la tarjeta de red para que el Sistema Operativo Central no disponga de esta importante característica aún cuando la tarjeta está presente y funciona correctamente), o para modificar el comportamiento en las comunicaciones entre dispositivos.
Aquí se pueden apreciar las capturas de pantalla de algunos modelos de BIOS:






5) Unidad óptica.

La unidad óptica es el dispositivo de hardware capaz de reconocer un disco óptico, ya sea para leer o grabar información en él. Un disco óptico es un CD o DVD.
En estos discos la información se graba mediante un cabezal emisor de haces de rayos láser que reside en la unidad óptica, estampando marcas microscópicas en el disco, sobre un sendero en forma de espiral que cubre la totalidad de la superficie, cual una serpentina de longitud considerable y de mucho menor grosor que el de un cabello y que va desde el borde externo del CD o DVD hasta su centro.
Para leer datos desde el disco, la unidad óptica emplea el mismo procedimiento, con excepción de que no imprime marca alguna al disco en esta oportunidad, sino que hace refractar el haz de láser sobre cada “punto” de la “serpentina”, a los efectos de poder “leer” el rayo devuelto por el rebote, y así determinar si en ese punto había una marca (1) o no (0).
El nombre técnico que recibe la “bandeja” o “unidad” de CD o DVD es, entonces, el de “unidad óptica”.



6) Disco duro.

El disco duro es el elemento de hardware en donde está instalado el Sistema Operativo y los programas, y es el lugar en donde se guarda toda la información.
Al hacer referencia a “toda la información”, se está haciendo alusión a las fotografías, dibujos, música, películas y vídeos, documentos de texto, planillas de cálculo, presentaciones del estilo PowerPoint y todo tipo de archivos, cualquiera sea su naturaleza o tipo.
Por contraposición a “disco flexible”, es que éste se denomina “disco duro”.

Normalmente un disco duro consiste en varios discos o platos. Cada disco requiere dos cabezales de lectura/grabación, uno para cada lado. Todos los cabezales de lectura/grabación están unidos a un solo brazo de acceso, de modo que no puedan moverse independientemente. Cada disco tiene el mismo número de pistas, y a la parte de la pista que corta a través de todos los discos se le llama cilindro.”






7) Tarjeta de red.

La tarjeta de red es el elemento que permite conectar ordenadores entre sí y establecer conexión a Internet.
Los ordenadores han de ser interconectados si se necesita que varios usuarios trabajen desde distintas máquinas de forma coordinada, o bien si se quiere enviar, compartir o recibir información a través de las máquinas sin necesidad de ir hasta la ubicación física de cada una de ellas.
El elemento que permite conectar a las computadoras “en red” es, precisamente, la tarjeta de red.
Internet es una inmensa red de redes, por lo tanto, esta red también será accesible desde nuestro ordenador mediante la tarjeta de red.


Arriba, tarjeta de red cableada. Debajo de esta, tarjeta de red inalámbrica (wireless o wifi).


8) Tarjeta de vídeo - Aceleradora gráfica.

La tarjeta de vídeo -ya sea onboard o externa- se encarga de convertir los datos de vídeo elaborados por el microprocesador, en información que pueda ser reconocida y representada mediante imágenes -en 2 dimensiones- por el monitor.

La aceleradora gráfica brinda un aporte complementario: mayor potencia y definición en la representación gráfica, y representación gráfica en 3 dimensiones, es decir, alto, ancho, y profundidad, otorgando a la imagen una sensación de realismo impensable para una tarjeta de vídeo.

Las tarjetas o placas de vídeo poseen un procesador de vídeo sencillo, el cual realiza el trabajo de la representación gráfica en la pantalla.

Las aceleradoras gráficas, poseen un procesador de vídeo más robusto y ágil, además de otro procesador que cumple con la función de aceleración gráfica, más su propia memoria RAM incluida en la placa.
Es decir que la aceleradora gráfica es un paquete o “combo” gráfico magnífico, que alivia el trabajo de la memoria RAM general del ordenador y del microprocesador central, el cual, ante la presencia de la misma, ya no tiene que procesar los datos de vídeo porque ya hay un dispositivo especializado en ello que hace ese trabajo maravillosamente. La pregunta es: ¿seguirá llamándose “microprocesador” el microprocesador actual, o será llamado, dentro de unos años, “calculador central”?



NOTAS:

El microprocesador gráfico se denomina GPU (Graphics Processing Unit), a diferencia del microprocesador central, denominado comúnmente CPU por “Central Processing Unit”.

9) Memoria RAM

La memoria RAM (Random Access Memory), constituye el lugar de trabajo del microprocesador. Es en donde el mismo carga una parte o la totalidad del Sistema Operativo y de los programas luego de recogerlos del disco duro.
Si el ordenador fuera un arquitecto, la memoria RAM sería su mesa de trabajo. Cuanto mayor sea la memoria RAM, más espacio tendrá el microprocesador, el Sistema Operativo, los programas y el usuario para un mejor rendimiento. Claro está que una vez que se cruza el umbral de lo necesario, comienza a desperdiciarse dinero. La memoria RAM debe ser acorde con el Sistema Operativo y con el uso que se le va a dar al PC. La falta de RAM perjudica al rendimiento del equipo, y la sobra excesiva, a nuestro bolsillo.



NOTA FINAL: existe una mayor cantidad de piezas de hardware además de las aquí citados, como la tarjeta de expansión de puertos USB que brinda conectividad en ordenadores en donde la cantidad de dichos puertos es escasa, la tarjeta capturadora de vídeo para digitalizar cintas de VHS y pasarlas al disco duro o a DVDs, la placa sintonizadora de TV para poder ver televisión en el ordenador conectándole una antena de TV o directamente el cable de nuestra compañía de televisión cableada, etc.
Siendo inagotable entonces el mundo del hardware para ordenadores, me he referido únicamente a las piezas más importantes, y de un modo general, sin entrar en tecnicismos ni detalles de laboratorio que harían muy pesado el acercamiento primario al ordenador.

Producido por Hugo Napoli entre los días 29/6 y 1º/7 de 2012.