Hardware: dentro de la caja

Introducción a la Informática

2009-2010

4626. Introducción a la Informática.

Objetivos

• Conocer cómo se almacena y manipula la

información dentro de los ordenadores

• Analizar la estructura y organización básica

de un ordenador

• Describir las funciones e interacciones de

los principales componentes internos

• Diferenciar los tipos de memoria y

dispositivos de almacenamiento

4626. Introducción a la Informática.

Contenidos

1. ¿Qué hacen los ordenadores?

2. Bits, numeración binaria y codificaciones

3. CPU y memoria

4. Buses, puertos y periféricos

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¿Qué hacen los ordenadores?

• Sus funciones básicas son:

– Recibir datos de entrada (input)

– Procesar la información recibida, haciendo

operaciones aritméticas o lógicas

– Producir una salida, comunicando información

al mundo exterior (output)

– Almacenar información

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Componentes básicos de un ordenador

• Dispositivos de entrada

– Teclado y ratón

• Dispositivos de salida

– Pantalla, impresora, altavoces

• Procesador (CPU)

• Memoria y dispositivos

de almacenamiento

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Algo sobre los bits

• La información que maneja un ordenador

es digital

– Unidad elemental: bit (binary digit)

– Dos estados posibles

– Se representan por 0 y 1

• Los bits pueden representar letras,

números, instrucciones, códigos, colores…

• 8 bits = 1 byte (256 valores diferentes)

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Bits como números

Hay sólo 10 tipos de personas

en el mundo: las que entienden

el binario y las que no.

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Bits como números

• sistema numérico

binario:

– todos los números

como combinaciones

de 2 dígitos (base 2)

– conversión

binario – decimal

(o hexadecimal)

Dec. Bin.

0 000

1 001

2 010

3 011

4 100

5 101

6 110

7 111

…

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Bits como caracteres

• Cada carácter que aparece en el teclado tiene una representación en bits

• ASCII

– el más extendido

– Codificación fija (1 carácter = 1 byte)

• Unicode– Esquema único para 65.000 caracteres

independientemente del idioma

– Codificación variable (1 ó 2 bytes)

– Muy usado en la web

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Para contar muchos bits…

• Se utilizan unidades mayores:

– 1 Byte = 8 bits

– 1 Kilobyte (Kb) = 1024 bytes

– 1 Megabyte (Mb) = 1024 Kb

– 1 Gigabyte (Gb) = 1024 Mb

– 1 Terabyte (Tb) = 1024 Gb

– 1 Petabyte (Pb) = 1024 Tb

• Otras unidades: Exabyte, Zettabyte, Yottabyte

• Ver Data Powers of Ten

Componentes: CPU y memoria

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La CPU

• Está contenida en un microprocesador (junto con

otros muchos elementos en la placa-base o

motherboard)

• Es el elemento principal del ordenador

• Ejecuta cada una de las instrucciones de un

programa,

• Las instrucciones del programa le llegan de la

memoria, RAM o ROM

• Los datos los toma de la memoria y los resultados

los deposita en la memoria

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Compatibilidad

• Cada CPU tiene su propio sistema de

instrucciones dependiendo del

– Fabricante (Intel, Motorola…)

– Sistema operativo (Windows, Linux, Mac OS..)

• Las CPU de la misma familia suelen ser

compatibles hacia atrás y comprenden las

instrucciones de los procesadores antiguos

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Prestaciones

• El rendimiento de la CPU depende de

– La velocidad del reloj interno (Mhz)

– La arquitectura interna del procesador (8, 16, 32, 64 bits)

• Dos tecnologías

– CISC (Intel Pentium, AMD, 68000): instrucciones complejas y potentes

– RISC (Alpha, G5, Intel Itanium): instrucciones sencillas en hardware muy rápidas

(ver detalles en la wikipedia)

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Tabla de equivalencias

• Intel

– Celeron

– Pentium EM64T

– Core 2 Duo, i3, i5

– Quad Core, i5, i7

– Centrino

– Xeon

– Itanium (RISC)

• AMD

– Sempron

– Athlon64

– Athlon64 x2

– Phenom

– Turion

– Opteron

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Evolución de los procesadores de Intel

CPU Word (bits) Data bus Freq. (MHz) Año

8088 8 8 4 1972

8086 16 16 8 1979

80286 16 16 12 1982

80386 32 32 33 1985

80486 32 32 66 1989

Pentium 32 64 100 1993

Pentium II 32 64 233 1997

Pentium III 32 64 400 1999

Pentium 4 32 64 1400 2001

Itanium 64 64 1500 2003

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Memoria RAM

• Memoria de acceso aleatorio

• Usada para almacenar temporalmente

instrucciones de programas y datos

• Dividida en elementos pequeños identificables por

su dirección y accesibles individualmente

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La memoria ROM

• Memoria de sólo lectura

• Información almacenada permanentemente

en un chip

• Contiene instrucciones de arranque y otros

datos

• Al encender el ordenador, de manera

automática, se pasan a la CPU para su

ejecución

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Otras memorias

• CMOS

– Es un pequeño espacio de memoria RAM,

mantenido por una pila eléctrica, para conservar

el calendario, reloj y alguna otra cosa de

pequeño volumen

• FLASH

– Memoria de estado sólido

– Usada en teléfonos móviles, PDA, tarjetas de

expansión, reproductores MP3…

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Y ahora todo junto

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Buses, puertos y periféricos

• Los distintos elementos están conectados

entre sí por haces de cables, llamados

buses

• Cada uno suele tener 32 o 64 cables

• Algunos terminan en enlaces abiertos

donde pueden conectarse otros

dispositivos:

– Puertos (ports), bahías (bays), slots de

expansión,…