MIGUELTECNOLOGIA
I.E.S. JOSÉ SARAMAGO (Humilladero)
Tema 1: Ordenadores y sistemas operativos
TABLA DE CONTENIDOS
CUESTIONES PREVIAS
¿Cómo calculaban nuestros antepasados sin ordenadores ni calculadoras?
¿Cómo han cambiado los ordenadores a lo largo de la Historia?
¿Qué es la informática?
¿Qué es el hardware y el software?
¿Qué son los periféricos?
¿Qué es un sistema operativo?
¿Sabes el nombre de los sistemas operativos que utilizas?
1. HISTORIA DE LOS ORDENADORES
Desde que el Hombre empezó a comerciar y a construir, ha tenido la necesidad de calcular y manejar datos. Nuestros antepasados más remotos contaban con los dedos, es la razón de que nuestro sistema de numeración sea decimal. Actualmente existen calculadoras electrónicas y ordenadores muy potentes para este fin, sin embargo, el invento del ordenador ha sido la consecuencia de un largo camino de descubrimientos que empezó con el primer instrumento de cálculo: el ábaco.
1.1. El ábaco
El uso del ábaco se remonta a los siglos III y IV a. de C. El primer ábaco era muy rudimentario, constaba de una caja de madera llena de arena en la que se hacían surcos en los que se ponían una serie de piedras hasta llegar a 10 y se pasaba al siguiente surco. Más adelante se perfecciono sustituyendo los surcos por varillas con fichas para marcar las centenas, las decenas y las unidades.
Con un ábaco se pueden realizar sumas, restas, multiplicaciones y divisiones, e incluso operaciones más complejas como raíces cuadradas y potencias.
El ábaco se sigue usando por sus beneficios en el cálculo mental en la actualidad, sobre todo en los países asiáticos, donde es una asignatura obligatoria desde los primeros cursos hasta los estudios universitarios.
1.2. Las calculadoras mecánicas
El físico y matemático francés Blas Pascal desarrolló en 1642 un calculador mecánico, primeramente llamado Máquina Aritmética, y después Pascalina, capaz realizar sumas y restas mediante un sistema de ruedas dentadas.
En 1671, el barón alemán Gottfred Leibniz mejoró la máquina de Pascal gracias al descubrimiento del tambor de dientes desiguales, que le permitió construir la Máquina Universal, capaz de realizar sumas, restas, multiplicaciones y divisiones
Pascalina
Máquina Universa de Leibniz
1.2.1. La máquina analítica y la máquina tabuladora
En 1834, el matemático e inventor británico Charles Babbage, inventó la Máquina Analítica que constaba de dos principios fundamentales: de uso general (Programable), y totalmente automática (Autocontrolable). Este invento que fue muy adelantado para la época en que se encontraban podía realizar las siguientes funciones:
Memoria para guardar números.
Una unidad aritmético-lógica capaz de realizar distintas operaciones con esos números.
Una unidad de control que permitía a la máquina realizar las operaciones en el orden correcto.
Dispositivos de entrada para poder introducir en la máquina los datos y las instrucciones.
Dispositivos de salida de los resultados obtenidos.
Babbage es considerado el padre de la informática, ya que los ordenadores actuales tienen el mismo esquema de funcionamiento que su máquina como ya veremos. La máquina analítica nunca llegó a construirse por los problemas que tuvo Babbage, pero su estructura serviría para el diseño y construcción de máquinas posteriores, como la máquina tabuladora de Hollerith.
En 1890, el estadístico estadounidense Herman Hollerith construyó la Máquina Tabuladora, que servía para leer y organizar los archivos introducidos mediante unas tarjetas de cartón perforadas. Se empleó por primera vez para clasificar el censo de 1890 de Estados Unidos e hizo el trabajo en un tiempo récord (3 años en lugar de los 13 años previstos).
1.3. Las calculadoras electromecánicas
Gracias a la invención de los relés electromecánicos, se consiguió reducir el número de engranajes de las máquinas calculadoras y aumentar su velocidad y precisión.
En 1938, Konrad Zuze construía una calculadora totalmente mecánica y posteriormente, otra máquina suya, cuya unidad aritmética estaba construida con relés, iba a acreditarse como la primera calculadora programable.
El IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), más conocido como Mark I, fue el primer ordenador electromecánico, construido en la Universidad de Harvard por Howard H. Aiken en 1944, con la subvención de IBM. Tenía 760.000 ruedas y 800 kilómetros de cable y se basaba en la máquina analítica de Charles Babbage.
El computador Mark I empleaba señales electromagnéticas para mover las partes mecánicas. Esta máquina era lenta (de 3 a 5 segundos por cálculo) e inflexible (la secuencia de cálculos no se podía cambiar); pero ejecutaba operaciones matemáticas básicas y cálculos complejos de ecuaciones sobre el movimiento parabólico de proyectiles.
Funcionaba con relés, se programaba con interruptores y leía los datos de cintas de papel perforado.
Actividades (1)
Contesta en un tu cuaderno las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Qué cálculos se pueden hacer con un ábaco?.
Nombra las 2 calculadoras mecánicas que hemos visto en el tema. ¿Qué operaciones se podían hacer con ellas?. En qué se basaba su funcionamiento.
¿Qué funciones podía realizar la máquina analítica?.
¿Cómo funcionaba la máquina tabuladora y qué funciones hacía?.
¿Qué se consiguió al utilizar relés en las máquinas calculadoras?.
¿Qué características tenía el ordenador Mark I?
(Para positivo) Nombra otras máquinas calculadoras mecánicas o electromecánicas que no figuren en este tema.
1.4. Las máquinas electrónicas
En 1904, el británico John Fleming inventó la válvula de vacío, que realizaba la misma operación que un relé, pero sin partes móviles y sin consumir tanta electricidad.
En el año 1945, tan solo un año después de terminar el Mark 1 un equipo de la universidad de Pensilvania diseñó el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and calculator), considerado el primer ordenador electrónico. El ENIAC ocupaba todo el primer piso de la universidad de Filadelfia, pesaba 30 toneladas y contenía 18.200 tubos electrónicos que consumían cerca de 200 kilovatios, cuando se ponía en marcha las luces del oeste de la ciudad parpadeaban.
A pesar de los inconvenientes, el ENIAC obtuvo un éxito rotundo gracias a que era 300 veces más rápido de cálculo y era 10 veces más barato.
2. LAS GENERACIONES DE LOS ORDENADORES
Los sucesivos modelos de ordenadores que han ido apareciendo en el mercado, a partir de los más primitivos, se agrupan, actualmente, en generaciones. Cada generación viene dada por la aparición de algún avance importante en el campo de la electrónica, que permitía hacer ordenadores más potentes, baratos y pequeños que los de la generación anterior.
2.1. Ordenadores de primera generación
La primera generación se extiende entre los años 1945 y 1954. En ella, los ordenadores se caracterizan por sus memorias de válvulas de vacío y relés. Otra característica era su complicada programación, puesto que únicamente podía emplearse el lenguaje binario propio de la máquina u otro algo más evolucionado denominado lenguaje ensamblador. Estos ordenadores solo se empleaban con fines científicos o militares. El primer ordenador de primera generación fue el Eniac, visto anteriormente.
2.2. Ordenadores de segunda generación
Esta segunda generación abarca desde 1955 a 1964. A finales de los años 50 se sustituyeron las válvulas de vacío por los transistores, que al igual que las válvulas de vacío producen dos tipos de voltaje que se asocian a los dígitos binarios, el 0 y el 1.
Esta generación tenía numerosas mejoras:
Operaban en microsegundos, es decir eran mucho más veloces.
Tenían un tamaño mucho más reducido.
Se empezó a dotar a los ordenadores de entradas entre las que destacan las impresoras
Se generalizó el uso de discos, cintas de reducido tamaño
Se idearon nuevos lenguajes de programación.
Actividades (2)
Contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Qué mejoras tiene la válvula de vacío respecto al relé?.
¿Qué características tenía el ordenador ENIAC?
¿Por qué se caracterizan los ordenadores de 1ª Generación?.
¿Qué mejoras tienen los transistores respecto a las válvulas de vacío?.
¿Qué mejoras tenían ordenadores de 2ª Generación?.
(Para positivo) Nombra algunos de los lenguajes de programación que utilizaban los ordenadores de 2ª Generación.
2.3. Ordenadores de tercera generación
La tercera generación incorpora los circuitos integrados dentro del hardware del ordenador. Aparece en el año 1965 con el ordenador de la compañía IBM, modelo 360 y se extiende, aproximadamente, hasta 1974. Cada vez se consigue más miniaturización en el hardware, lo que contribuye a una reducción notable en el tamaño de las máquinas.
Los circuitos integrados comienzan a sustituir a los transistores a partir de los años 60, esto produce un gran avance por varias razones:
Los circuitos ocupaban por cada elemento 0,002 milímetros cuadrados y constaban de 5000 elementos así que el tamaño era mucho menor
Eran más baratos fundamentalmente porque los circuitos estaban compuestos mayormente de silicio un material muy abundante en la corteza terrestre.
La velocidad de cálculo era 1000 veces mayor y los elementos periféricos también eran más rápidos.
Los ordenadores empezaron a utilizarse en el control de la producción industrial.
2.4. Ordenadores de cuarta generación
El principal cambio de los ordenadores actuales, es la introducción de un microprocesador, es decir, un dispositivo electrónico que contiene la unidad de control del ordenador, el primer microprocesador fue fabricado en 1972 por la empresa INTEL.
En los años 80, dos jóvenes estadounidenses, Steve Jobs y Steve Wozniak dieron, el gran salto al fabricar en un garaje el primer prototipo de ordenador Apple.
A partir de ese momento la velocidad con la que se mejoraba todo era increíble, los ordenadores empezaron a ser compatibles gracias a la fusión de Apple e IBM que en 1992 sacaron el primer ordenador compatible conjuntamente con otras marcas, del mercado.
El microprocesador 8080 aparece en el mercado en el año 1974 introducido por la compañía Intel. Se trataba de un modelo con más capacidades y mejor rendimiento que los anteriores.
2.5. Ordenadores de quinta generación
Por último, la quinta generación, que aparece con los ordenadores del año 1991, está aún sin concluir; podemos decir que actualmente utilizamos ordenadores de esta generación.
Durante este periodo se desarrollan tecnologías nuevas como la multimedia, los sistemas expertos o el paralelismo masivo, todas ellas descansando en los ordenadores más actuales y potentes. También se ha producido un espectacular aumento del ordenador como un medio más de comunicación, gracias sobre todo a la popularización de Internet y a las posibilidades y facilidad de uso que las técnicas multimedia proporcionan.
Hoy día no se concibe empresa sin ordenador, y dentro de poco, el ordenador será un electrodoméstico mas, o mejor dicho, será el centro de nuestros electrodomésticos.
Actualmente, la comunicación de los ordenadores está muy avanzada, todos los ordenadores del mundo se pueden interconectar entre sí, por medio de un simple cable telefónico. El teletrabajo empieza a cobrar vida, la vídeoconferencia, la telemedicina, los WebPC’s salen al mercado... ¿habremos llegado a la sexta generación ? ¿la generación de la aldea global?.... La respuesta, como siempre, la tiene el tiempo.
Actividades (3)
Contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Cuál es el primer ordenador considerado de 3ª Generación y qué compañía lo fabricó?
¿Qué mejoras presentan los circuitos integrados respecto a los transistores?
¿Cuál fue el principal cambio introducido en los ordenadores de 4ª Generación?
¿En qué año se fabricó el primer microprocesador y qué empresa lo hizo?
¿Quién fabricó el primer ordenador Apple?
¿Qué características tienen los ordenadores de 5ª Generación?
¿Qué dice la Ley de Moore?
(Para positivo) ¿Qué mejoras crees que tendrán los ordenadores de "6ª Generación" respecto a los actuales?
3. INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA
La informática es la "tecnociencia" que estudia el tratamiento automatizado de la información para obtener de ella la máxima utilidad. La informática se basa en el uso de equipos de procesamiento de información, conocidos como computadoras u ordenadores.
INFORMÁTICA = INFORMACIÓN + AUTOMÁTICA
El tratamiento de la información tiene como fin dotar a las personas de un soporte estable donde depositar sus conocimientos y datos, con el fin de hacer manipulaciones y cálculos con los mismos.
En principio, los ordenadores fueron construidos para ser utilizados por una sola persona o usuario (PC=Personal Computer), pero debido a la gran aceptación que tuvo este equipo, se fueron desarrollando una gran variedad de modelos y marcas y se redujo sus precios de venta, al mismo tiempo aparecieron una gran cantidad de aplicaciones y funciones que agilizaron gran cantidad de trabajo cotidiano en diversas áreas.
Los ordenadores personales se han introducido prácticamente en todos los países, tanto en los países desarrollados como en los países en vías de desarrollo y en todas las áreas de la sociedad: comercios, industrias, negocios de todo tipo, hospitales, escuelas, hogares, etc., convirtiéndose en máquinas más prácticas y asequibles para todos y aumentando en nuestra sociedad las aplicaciones a que se destinan día tras día.
Estas máquinas han pasado a ser un instrumento que cualquier persona utiliza para realizar de manera rápida y eficiente procesos y trabajos manuales que hasta hace poco eran lentos, tediosos y que consumían mucho tiempo.
3.1. ¿Qué es un ordenador?
Una computadora (del latín computare "calcular"), también denominada ordenador o computador, es una máquina electrónica compuesta por varios circuitos integrados, que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil.
El ordenador puede ejecutar con exactitud, rapidez, una gran variedad de instrucciones que son ordenadas, organizadas y sistematizadas.
La información introducida en un ordenador puede ser utilizada, reinterpretada, copiada, transferida, o retransmitida a otras personas, computadoras o componentes electrónicos, usando diferentes sistemas de telecomunicación, pudiendo ser grabada, salvada o almacenada en algún tipo de dispositivo o unidad de almacenamiento.
El ordenador se divide, básicamente, en dos partes: el hardware y el software.
Se define al hardware como el conjunto de elementos físicos (el monitor, el teclado, la impresora) y al software como los elementos lógicos o intangibles (sistema operativo, aplicaciones, documentos, etc.).
3.2. Hardware
El hardware de un ordenador se divide en dos grupos:
La CPU o unidad central de proceso, que se encarga de controlar todo lo que ocurre en el ordenador y los diferentes elementos que, junto a ella, se encuentran dentro de la caja (memoria RAM, tarjetas de sonido, de video, de red y módem interno, etc).
Los periféricos, que pueden ser de entrada, si se emplean para introducir información al ordenador, como el teclado, el ratón o el escáner, o de salida, si a través de los mismos, el ordenador nos devuelve la información, como la impresora, el monitor, etc.
Respecto al software, existen muchas clases: software de sistema, drivers aplicaciones, utilidades, juegos, etc.
Parte del software es privativo y parte es libre, como ya veremos en este mismo tema.
Actividades (4)
Contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Qué ha dado lugar a que los ordenadores se popularicen tanto?
¿Dónde podemos encontrar ordenadores hoy día?
¿En qué se diferencia el manejo de los ordenadores actuales respecto a los anteriores?
¿Qué es un ordenador?
¿Qué es el hardware?, ¿Y el software?
¿En qué grupos pueden clasificar el hardware?
¿Qué tipos de periféricos existen?
(Para positivo) Dibuja una CPU con tres periféricos de entrada y tres periféricos de salida conectados. Escribe el nombre de todos los elementos.
3.2.1. Elementos de la CPU
A menudo se le llama a la caja del ordenador CPU con todo lo que contiene dentro, aunque ya veremos que la CPU es solo el microprocesador.
Dentro de la CPU podemos encontrar varios elementos electrónicos, que funcionan en conjunto para conseguir que el ordenador funcione correctamente.
En los ordenadores de sobremesa, se pueden cambiar varios de estos elementos con el fin de ampliar el sistema o repararlos. Los ordenadores portátiles, al ser más compactos, no permiten tanta flexibilidad.
Los elementos principales de la CPU son los siguientes:
La fuente de alimentación
La placa base
El microprocesador
La memoria RAM
Las unidades de almacenamiento
Las tarjetas de expansión
3.2.1.1. La fuente de alimentación
Es la que proporciona la energía eléctrica dentro de la CPU. Los distintos elementos del interior del ordenador funcionan con niveles de tensión de +5V, -5V, +12V y -12V. La fuente de alimentación genera todos estos niveles de tensión a partir de la corriente de un enchufe, la transforma y la lleva a cada uno de los elementos mediante conectores (Placa base, disco duro, disquetera, CD-ROM o DVD, etc).
La fuente dispone de un ventilador que expulsa el aire al exterior, ya que el circuito interno se calienta mucho.
3.2.1.2. La placa base
La placa base, también conocida como placa madre o tarjeta madre (del inglés motherboard o mainboard) es una placa de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. Es una parte fundamental a la hora de armar un pc de escritorio o portátil. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos.
La placa base, además, incluye un programa (firmware) llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema operativo.
Las distintas partes de la placa base son las siguientes:
BIOS: Contiene el programa básico que hace arrancar al ordenador.
Ranuras PCI: Sirven para conectar tarjetas de expansión (de sonido, de red, más puertos, etc.).
Ranura AGP: Sirve para conectar tarjetas de video.
Puertos paralelo, serie, USB, etc.: Sirve para comunicar la placa base con los periféricos externos (Pantalla, ratón, teclado, etc.).
Zócalo de la CPU: Es donde se conecta el microprocesador.
Conector de alimentación: Es donde se conecta la fuente de alimentación, para dar energía a cada una de las partes de la placa base.
Conectores de memoria DDR: Aquí es donde se conectan las placas de memoria RAM.
Conectores IDE: Sirve para conectar discos duros, unidades de CD y unidades de DVD. (El conector blanco que hay a la derecha de los conectores IDE es el conector para la disquetera, que ya no se usa).
Batería: Mantiene la hora de sistema y la configuración de la BIOS cuando el ordenador está apagado.
Ranura CNR: Es un conector especial para tarjetas de red (ya no se usa).
Actividades (5)
Contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Qué es la fuente de alimentación de un ordenador?.
Tienen los ordenadores portátiles fuente de alimentación. ¿Cómo es?.
Dibuja una fuente de alimentación señalando todas sus partes.
¿Qué es una placa base?.
¿Qué es la BIOS y cómo se conserva su configuración?.
¿Qué podemos conectar en los conectores IDE?.
(Para positivo) Investiga sobre los distintos tipos de zócalos para microprocesadores que se han ido fabricando a lo largo del tiempo.
3.2.1.3. El microprocesador
Es el microchip más importante en un ordenador, es considerado el "cerebro" de una computadora. Está constituido por millones de transistores integrados. Este dispositivo se ubica en un zócalo especial en la placa madre y dispone de un sistema de enfriamiento (generalmente un ventilador).
Lógicamente funciona como la unidad central de procesos (CPU), que está constituida por registros, la unidad de control y la unidad aritmético-lógica. En el microprocesador se procesan todas las acciones del ordenador.
Su "velocidad" es medida por la cantidad de operaciones por segundo que puede realizar: la frecuencia de reloj. La frecuencia de reloj se mide en Megahercios (Mhz) o Gigahercios (GHz).
También dispone de una memoria caché (medida en kilobytes), y un ancho de bus (medido en bits).
Los principales fabricantes de microprocesadores son AMD e Intel.
El microprocesador se comunica con la memoria RAM y con el disco duro y los periféricos mediante buses, que son varios cables unidos en paralelo.
Existe un bus de datos, un bus de direcciones y un bus de control.
Todos los microprocesadores se basan en el modelo propuesto por Von Neumann de 1945, cuyo funcionamiento se puede ver en el siguiente vídeo, donde se describen todos los pasos que hace un microprocesador para sumar dos números:
Los microprocesadores han ido haciéndose más rápidos y más pequeños con el tiempo, aunque en los útimos años se está llegando al máximo nivel de integración posible.
En 1965, Gordon Moore afirmó que la tecnología tenía futuro, y enunció la Ley de Moore, que afirma que el número de transistores por unidad de superficie en circuitos integrados se duplicaba cada dos años y que la tendencia continuaría durante las siguientes dos décadas, lo cual se ha cumplido.
En 1965, Gordon Moore (co-fundador en 1968 de la compañía Intel) afirmó que el número de transistores por centímetro cuadrado en un circuito integrado se duplicaba cada año y que la tendencia continuaría durante las siguientes dos décadas. Más tarde, en 1975, modificó su propia afirmación y predijo que el ritmo bajaría, y que la densidad de transistores se duplicaría aproximadamente cada 18 meses. Esta progresión de crecimiento exponencial de la densidad de transistores, o sea, el duplicar la capacidad de los microprocesadores cada año y medio, es lo que se considera actualmente como la Ley de Moore. En abril de 2005 se cumplieron 40 años de la ley de Moore y la industria de la microelectrónica estima que seguirá siendo válida al menos otros 20 años.
3.2.1.4. La memoria RAM
En informática, una memoria es un dispositivo basado en circuitos que posibilitan el almacenamiento limitado de información y su posterior recuperación.
Dentro del microprocesador existe una memoria llamada memoria caché, que es muy rápida y sólo la puede usar el microprocesador para realizar operaciones internas.
En la placa base se conectan placas de memoria RAM (Random Access Memory), que el ordenador utiliza para almacenar el programa que se está ejecutando y los datos necesarios. Una vez apagado el ordenador, la memoria RAM se borra completamente.
Cada vez que se ha modernizado el microprocesador, también lo ha hecho la memoria RAM, siendo cada vez más rápida y de más capacidad.
Actividades (6)
Contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Que es el microprocesador?
¿Partes de un microprocesador?
¿Qué es la frecuencia de reloj de un microprocesador?
Averigua la velocidad del ordenador en el que estás.
Realiza una gráfica con el número de transistores que tienen los microprocesadores a lo largo del tiempo.
¿Qué es la memoria caché?
¿Qué es la memoria RAM y para qué se utiliza?
(Para positivo) Busca en Internet los diferentes modelos de memoria RAM aparecidos a lo largo del tiempo.
3.2.1.5. Las unidades de almacenamiento
Como hemos visto, la memoria RAM se borra al apagar el ordenador, por eso, debemos tener unidades de almacenamiento que conserven los datos, programas, archivos, etc.
Las principles unidades de almacenamiento de un ordenador son las siguientes:
Disquetes: Es el primer sistema de almacenamiento extraíble que se instaló en un PC. Con una capacidad en principio de 360 Kb (una sola cara) pasó en 1986 al formato DS -Double Side- (2 caras de 360 Kb.) y posteriormente, en el año 1987, a los disquetes de alta densidad (HD o High Density), de 1.44 Mb. (2 caras de 720 Kb.).
Los disquetes ya no se suelen utilizar, ya que existen unidades más veloces y con más capacidad por el mismo precio, aunque los ordenadores de sobremesa suelen traer una unidad lectora de disquetes, que no ha sufrido transformaciones desde 1986.
Discos duros: Es el medio de almacenamiento por excelencia. Desde que en 1955 saliera el primer disco duro hasta nuestros días, el disco duro o HDD ha tenido un gran desarrollo.
El disco duro esta compuesto básicamente de:
Varios discos de metal magnetizado, que es donde se guardan los datos.
Un motor que hace girar los discos.
Un conjunto de cabezales, que son los que leen la información guardada en los discos.
Un electroimán que mueve los cabezales.
Un circuito electrónico de control, que incluye el interface con el ordenador y la memoria caché.
Una caja hermética (aunque no al vacío), que protege el conjunto.
La capacidad de un disco duro actual es de 1 Terabyte.
Los discos duros están siendo desplazados por los discos de estado sólido SSD, que son mucho más rápidos y silenciosos.
Se pueden utilizar los discos duros y los SSD de manera externa, dentro de una caja que se conecta al ordenador mediante un cable USB.
Lápices de memoria: Creados por IBM en 1998 para sustituir a los disquetes en las IBM Think Pad, los lápices de memoria (también llamados Memory Pen o Pendrive) funcionan bajo el Estándar USB Mass Storage (almacenamiento masivo USB).
Los actuales Pendrive usan el estándar USB 2.0, con una transferencia de hasta 480 Mbit/s, o el estándar USB 3.0. con una transferencia de hasta 600 Mbit/s.
En su interior tienen una memoria de tipo flash.
El uso de los Pendrives está muy extendido últimamente, debido a su facilidad de uso, su bajo precio y su reducido tamaño.
Actualmente existen la capacidad de los mismos va desde 1 Gb hasta 256 Gb.
Tarjetas de memoria: Basadas en memorias del tipo flash, pero, a diferencia de los lápices de memoria, sin controladores, por lo que necesitan de unidades lectoras para poder funcionar. Se utilizan sobre todo en teléfonos móviles y en cámaras de fotos por su reducido tamaño.
Discos Compactos (CDs y DVDs): Los discos compactos se han visto relegados por los pendrives, que tienen más capacidad, y son más pequeños.
Existen CD,s con una capacidad de 700 Mb, que suelen usarse para grabar música y existen DVD´s de 4,7 Gb que se utilizan para grabar películas.
Los discos compactos están desapareciendo en los últimos años y siendo sustituidos por discos duros externos y pendrives.
Actividades (7)
Contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Por qué es necesario que el ordenador disponga de unidades de memoria no volátiles?.
¿Qué tipos de disquetes han existido a lo largo del tiempo y qué capacidad tenían?.
Dibuja un disco duro y señala sus partes principales.
¿Cuál es la velocidad de transferencia actual de los Pendrives?.
¿Dónde se utilizan las tarjetas de memoria principalmente?.
¿Qué tipos de discos compactos existen y para qué se suelen usar?
3.2.1.6. Las tarjetas de expansión
Las tarjetas de expansión son dispositivos con diversos circuitos integrados, y controladores que, insertadas en sus correspondientes ranuras de expansión, sirven para ampliar las capacidades de un ordenador. Las tarjetas de expansión más comunes sirven para añadir memoria, controladoras de unidad de disco, controladoras de vídeo, puertos serie o paralelo y dispositivos de módem internos. Por lo general, se suelen utilizar indistintamente los términos «placa» y «tarjeta» para referirse a todas las tarjetas de expansión.
En la actualidad las tarjetas suelen ser de tipo PCI (Peripheral Component Interconnect, "Interconexión de Componentes Periféricos") , PCI Express o AGP (Accelerated Graphics Port, "Puerto de Gráficos Acelerado").
En la foto se pueden apreciar dos ranuras PCI (blancas) y una ranura AGP (marrón)
Las ranuras de expansión no existen en los ordenadores portátiles, por tanto, éstos no se pueden ampliar.
Gracias al avance de la tecnología USB y a la integración de audio, vídeo o red en la placa base, hoy en día son menos imprescindibles para tener un PC completamente funcional.
Las principales tarjetas de expansión que podemos encontrar son:
Tarjeta de vídeo:
Integran dentro un circuito integrado o chip encargado del proceso de gráficos, por lo que liberan al microprocesador de estas actividades, llamado GPU/VPU.
También integran memoria RAM propia para evitar el consumo de la RAM principal.
Tienen uno o varios puertos para la conexión de los dispositivos externos como monitores y proyectores.
Cuentan con un conector especial que permite insertarlas en las ranuras de expansión AGP de la tarjeta principal.
Algunas tienen capturadora de vídeo, sintonizador de televisión, etc.
Tarjeta de sonido:
Integran dentro un circuito integrado o chip encargado de procesar el sonido, por lo que libera al microprocesador de esta actividad.
También integran una pequeña memoria RAM denominada "Buffer" que almacena datos, para que no se produzcan interrupciones en el sonido durante otras actividades internas que puedan interferir.
Suelen tener varias conexiones: Entrada de micrófono, salida de altavoces, entrada auxiliar, etc.
Tarjeta de red:
Tienen uno o varios puertos para la conexión en red del ordenador.
Actualmente se están sustituyendo por las tarjetas de red inalámbricas (Wifi), ya que ésta última tiene muchas ventajas y el precio es similar.
Actividades (8)
Contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Qué son las tarjetas de expansión y para qué sirven?.
¿Qué tipos de tarjetas de expansión existen en la actualidad?.
¿Por qué crees que los ordenadores portátiles no tienen ranuras de expansión?.
¿Cuál es la función de la tarjeta de vídeo?.
¿Cuál es la función de la tarjeta de sonido?.
¿Cuál es la función de la tarjeta de red?.
¿Qué ventajas e inconvenientes crees que tienen las redes wifi respecto a las cableadas?.
3.3. Periféricos
Denominamos periféricos a todos los elementos que podemos conectar a la CPU a través de sus puertos.
Los puertos son el medio para que la PC se comunique con el mundo exterior. El nombre de puertos se debe a que cumplen con una función similar a la de los puertos de los barcos, que permiten intercambiar productos con otros puertos, mientras que en los puertos de entrada y salida se posibilita la transmisión de información entre el PC y cualquier dispositivo externo.
Los puertos se clasifican según el procesamiento que se utiliza para transmitir los datos:
Puertos paralelos: son capaces de transmitir varios bits al mismo tiempo, a través de varios conductores, uno para cada bits, conectado en paralelo (de ahí su nombre). (Ejemplo: El puerto de la impresora).
Puertos serie: transmiten unos bits detrás de otro a través de un solo conductor es decir en serie. (Ejemplo: Los puertos USB).
Por su parte, los periféricos pueden clasificarse por la dirección en la que viaja la comunicación entre la CPU y el periférico:
Entrada: Mediante estos periféricos introducimos información al ordenador. (Ratón, teclado, webcam y jostick).
Salida: Son los periféricos que utiliza en ordenador para mostrarnos información. (Pantalla, impresora y altavoces).
Entrada y salida: Son periféricos que pueden actuar en ambas direcciones. (Modem, Pendrives y otras unidades de almacenamiento externas).
3.3.1. Periféricos de entrada
Son componentes que se conectan a diferentes puertos del ordenador, pero que permanecen externos a ella. Son de "entrada" porque el flujo principal de datos va desde el periférico hacia el ordenador.
Los más importantes son los siguientes:
Ratón: Periférico de entrada para interactuar con la computadora a través de un puntero mostrado en pantalla en sistemas GUI (gráficos). El ratón fue diseñado originalmente por Douglas Engelbart y Bill English en la década del 60. Más tarde fue mejorado en los laboratorios de Palo Alto de la compañía Xerox. Lleva ese nombre por su parecido a un ratón con cola, cuando no eran inalámbricos.
El ratón o mouse suele tener dos o tres botones, y rueda de desplazamiento.
El ratón clásico posee una bola interna, que gira cuando se desplaza el ratón sobre una superficie adecuada (pad o alfombrilla).
Actualmente ha sido reemplazado por el ratón óptico, que utiliza un láser para detectar el movimiento.
También existen los ratones inalámbricos (sin cables), que no necesitan conectarse a la computadora utilizando un cable, sino que se comunican con esta utilizando infrarrojo o radiofrecuencia.
Los ratones con cable pueden tener los siguientes conectores DB-9 o USB.
Teclado: Periférico de entrada que sirve para dar instrucciones y/o datos a la computadora a la que está conectada.
La forma actualmente más extendida de ubicación de las teclas en el teclado es llamada QWERTY.
Los teclados pueden tener ciertas características adicionales como ser:
Teclados inalámbricos, que no utilizan cable para conectarse con la computadora sino que usan rayos infrarrojos o radiofrecuencias.
Teclados ergonómicos, que se adaptan a la fisiología humana.
Teclados con funciones especiales: estos dependen del fabricante. Pueden incluir teclas adicionales para abrir el navegador, controlar el volumen de la PC, abrir el reproductor, etc. También pueden incluir un touchpad.
Los tipos de conectores de teclados más usuales son DIN de 5 patillas y 180º o USB.
Las teclas en los teclados pueden agruparse, en general, en:
Teclas alfanuméricas: conformada por las letras y los números.
Teclas de puntuación: punto, coma, punto y coma, acentos, entre otros.
Teclas especiales: teclas de funciones, teclas de control, teclas de direcciones, etc.
Webcam: Videocámara para realizar videoconferencias o para instalar en lugares fijos para transmitir video por internet.
Suele tener una resolución baja, parar elevar la velocidad de transmisión.
Los ordenadores portátiles la suelen traer incorporada en el marco de la pantala.
Actividades (9)
Contesta en un folio las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Qué son los periféricos y cómo se unen al ordenador?.
¿Qué son los puertos de un ordenador y en qué grupos se pueden clasificar?.
¿Qué son los periféricos de entrada?. Pon tres ejemplos.
¿Qué son los periféricos de salida?. Pon tres ejemplos.
¿qué tipos de conectores podemos encontrarnos en los ratones de ordenador?.
¿Qué clases de teclados podemos encontrarnos?.
Dibuja un teclado de ordenador e indica el nombre de los grupos de teclas.
¿Por qué las Webcam no pueden tener mucha resolución?.
Escáner: Periférico que permite transferir una imagen desde un papel o superficie y transformarlos en gráficos digital (proceso también llamado digitalización). Existen actualmente escáneres que capturan objetos en tres dimensiones. Suelen utilizar un haz de luz o láser para realizar el proceso.
Actualmente los escáneres vienen junto con las impresoras, estos dispositivos son llamados impresoras multifunción.
Joystick: Palanca de mando. Dispositivo que se conecta con un ordenador o videoconsola para controlar de forma manual un software, especialmente juegos o programas de simulación.
Pueden clasificarse en joysticks digitales y joysticks analógicos, estos últimos más precisos.
Existen dispositivos similares que cumplen funciones similares como los gamepad y los volantes.
3.3.2. Periféricos de salida
Son componentes que se conectan a diferentes puertos de la computadora, pero que permanecen externos a ella. Son de "salida" porque el flujo principal de datos va desde la computadora hacia el periférico.
Los más importantes son los siguientes:
Monitor: Periférico de salida que muestra la información de forma gráfica de una computadora. Los monitores se conectan a la computadora a través de una tarjeta gráfica o tarjeta de vídeo.
Un monitor puede clasificarse, según la tecnología empleada para formar las imágenes en: LCD, CRT, plasma o TFT.
La calidad de un monitor se mide por su resolución, que se mide en píxeles por pulgada.
Impresora: Periférico externo que sirve para imprimir en un medio (generalmente papel) textos e imágenes.
Dependiendo de la forma o tipo de impresión que utilizan, pueden clasificarse en: matriz de puntos, chorro de tinta, láser, etc.
Las impresoras suelen medir su calidad de impresión por la resolución que alcanzan, la cual es medida en PPP (puntos por pulgada).
La velocidad de las impresoras suele medirse PPM (Páginas por minuto).
Las impresoras pueden conectarse al puerto paralelo o al puerto USB (Más usado actualmente).
Altavoces: Dispositivo utilizado para reproducir sonido desde un dispositivo electrónico.
Los altavoces convierten las ondas eléctricas en energía mecánica y esta se convierte en energía acústica.
3.3.3. Periféricos de entrada-salida
Algunos periféricos no pueden ser clasificados de entrada o de salida porque funcionan en ambos sentidos de la comunicación, como por ejemplo los discos externos y pen-drives.
Actividades (10)
Contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Qué es un escáner?.
¿Cómo se llaman las impresoras que tienen un escáner integrado?.
¿Qué tipos de joystick existen?.
¿Qué son los periféricos de salida?. Pon tres ejemplos.
¿Cómo se mide la resolución de un monitor?.
¿Qué tipos de impresora existen?.
¿Cómo se mide la velocidad de una impresora?.
¿Qué tipo de conversión de energía realizan los altavoces?.
3.4. Software
Como ya hemos visto, el software es la parte lógica de un sistema informático, que está formado por los programas, datos, drivers, etc. El software es el conjunto de órdenes que tiene que realizar un ordenador, por tanto, éste no puede hacer nada sin un software adecuado.
3.4.1. Tipos de software
Podemos encontrar distintos tipos de software:
Software de sistema: Es el software que nos permite tener una interacción con nuestro hardware, es decir, el que controla la CPU y los periféricos; tambiés es llamado sistema operativo. Dicho sistema es un conjunto de programas que administran los recursos del hardware y proporciona una interfaz al usuario. Es el software esencial para una computadora, sin el no podría funcionar, como ejemplo tenemos a Windows, Linux, Mac OS X. Se clasifica en:
Sistemas operativos: Windows, Linux, Mac Os, etc.
Controladores de dispositivo: Drivers, firmware.
Utilidades de sistema: Herramientas de diagnóstico, corrección y optimización.
Software de Programación: Es un conjunto de aplicaciones que permiten a un programador desarrollar sus propios programas informáticos haciendo uso de sus conocimientos lógicos y lenguajes de programación. Algunos ejemplos:
Editores de programas
Compiladores
Intérpretes
Enlazadores
Depuradores
Entornos de Desarrollo Integrados (IDE)
Software de Aplicación: Son los programas que nos permiten realizar tareas especificas en nuestro sistema. A diferencia del software de sistema, el software de aplicación esta enfocada en un área especifica para su utilización. La mayoría de los programas que utilizamos diariamente pertenecen a este tipo de software, ya que nos permiten realizar diversos tipos de tareas en nuestro sistema. Las aplicaciones son parte del software de una computadora, y suelen ejecutarse sobre el sistema operativo.
Editores gráficos, de música, de video, etc.
Sistemas gestores de bases de datos. (MySQL)
Programas de comunicaciones.
Paquetes integrados de ofimática. (Editores de texto, hojas de cálculo, bases de datos, etc.).
Programas de diseño asistido por computador.
Aplicaciones de Sistema de control y automatización industrial.
Software educativo.
Software médico.
Software de cálculo numérico.
Una aplicación de software suele tener un único objetivo: navegar en la web, revisar correo, explorar el disco duro, editar textos, jugar, etc. (Ejemplo: Internet Explorer, Outlook, Word, Excel, WinAmp, etc.).
Una aplicación que posee múltiples programas se considera un paquete. (Ejemplo: Microsoft office, Openoffice, etc.).
Características de las aplicaciones:
En general, una aplicación es un programa compilado, escrito en cualquier lenguaje de programación.
Las aplicaciones pueden tener distintas licencias de distribución como ser freeware, shareware, trialware, etc.
Las aplicaciones tienen algún tipo de interfaz, que puede ser una interfaz de texto o una interfaz gráfica (o ambas).
Actividades (11)
Contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Por qué es necesario el software en un ordenador?.
¿Qué tarea realiza el software de sistema?.
Nombra los sistemas operativos más conocidos.
¿Qué es el software de programación?. Pon un ejemplo.
Busca en Internet el nombre de un programa de Windows y otro de Linux que sirvan para…
Navegar por Internet.
Retocar una foto.
Hacer un dibujo técnico.
El software puede ser freeware, shareware o trialware. ¿En qué consiste cada una de estas modalidades?.
¿Qué es el interface de un programa?.
4. SISTEMAS OPERATIVOS
El sistema operativo (SO) es el software principal de un ordenador o cualquier otro dispositivo electrónico, se inicia al encender el equipo, se encarga de gestionar los recursos del sistema (hardware y software) y permite la comunicación del usuario con la máquina.
Los sistemas operativos no solo gestionan ordenadores, sino que se encuentran en todos los dispositivos que utilicen microprocesadores para funcionar: teléfonos móviles, tabletas, libros electrónicos, PDA, reproductores MP4 o MP5, etc. Estos dispositivos deben de disponer de un sistema operativo que permita al usuario navegar por menús y ejecutar las aplicaciones instaladas:
Existen multitud de sistemas operativos: Android, iOS, Symbian OS, Windows, Firefox OS, Ubuntu, MacOS, Red Hat, Ubuntu, Debian, GNU Linux, etc. pero la familia de sistemas operativos Windows es la más utilizada, pues ofrece distintas versiones según el destinatario: servidores, empresas, usuarios personales y dispositivos móviles.
En la siguiente página podemos obtener información actualizada sobre el uso de sistemas operativos: http://www.netmarketshare.com/
4.1. Tipos de sistemas operativos
Los sistemas operativos pueden clasificarse utilizando diversos criterios:
Existen sistemas monousuario, en los que sólo un usuario puede trabajar con el ordenador en un momento dado (a este grupo pertenecen las primeras versiones de muchos sistemas) y sistemas multiusuario, que permiten la ejecución de procesos u órdenes de varios usuarios a la vez (actualmente casi la totalidad de los sistemas son de este tipo).
Hay sistemas monotarea, que no pueden ejecutar más de un programa a la vez, y sistemas multitarea, que permiten la ejecución concurrente en la memoria del ordenador de varios programas (lo habitual hoy en día es que el sistema sea multitarea).
Hablamos de sistema operativo de red si se ha fabricado para un entorno empresarial o para un servidor de red, es decir, para uno de los ordenadores principales de una empresa u organización (sistema servidor), y hablamos de sistema monopuesto si se trata de un sistema para ordenadores personales.
Distinguimos entre sistemas de software libre o libre distribución (son gratuitos) y sistemas propietarios (cuya licencia se debe pagar, incluida o no en el precio del equipo).
El sistema operativo libre más utilizado es Linux, que tiene varios sistemas operativos derivados como Android y tiene varias versiones, la versión más utilizada hoy día es Ubuntu.
El sistema operativo propietario más usado es Windows, que tiene varias versiones, la versión actual es Windows 10.
4.2. Principales funciones del sistema operativo
Podemos resumir las funciones del sistema operativo en las siguientes:
Proporciona una interfaz de comunicación entre el usuario y la máquina, empleando un lenguaje común (órdenes o comandos) o mediante elementos visuales intuitivos (ventanas, menús, cuadros de diálogo, etc.).
Controla el funcionamiento de los dispositivos (memoria, disco duro, impresoras, etc.) para que los usuarios puedan acceder a ellos y usarlos. Por ello, el sistema necesita configurar y reconocer cada uno de los dispositivos del hardware.
Administra la instalación y ejecución de las aplicaciones del usuario, dotándolas de los recursos de hardware necesarios y controlando los posibles fallos que puedan generar.
Gestiona el proceso de almacenamiento de la información en los distintos soportes o discos, así como los movimientos de datos que se realizan entre los distintos componentes del ordenador.
Proporciona medidas de seguridad para que los distintos recursos utilizados por los usuarios y las aplicaciones sigan unos permisos y reglas que impidan un uso accidental o no autorizado.
Los sistemas operativos actuales incluyen numerosas herramientas en forma de programas accesorios: reproductores multimedia, servicios de actualización, complementos para compresión y grabación de archivos, etc.
Cada vez son más los usuarios que disponen de dos sistemas operativos en un mismo equipo. Para hacerlo se necesita particionar el disco duro y tener un programa de arranque que nos permita seleccionar el sistema operativo con el que queramos trabajar. También es posible disponer de un programa que actúe como máquina virtual (como Virtual Box), en el que se instale un nuevo sistema operativo.
Actividades (12)
Contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Qué es un sistema operativo? Nombra algunos.
¿Cuáles son los sistemas operativos más utilizados?.
¿Qué sistema operativo tienes en tu ordenador y en tu móvil?
Nombra los distintos tipos de sistemas operativos que existen.
¿Cuáles son las principales funciones de un sistema operativo?.
1.3. El intérprete de comandos
El intérprete de comandos es una aplicación que se utiliza para comunicar al usuario con el sistema operativo mediante la escritura de órdenes que son conocidas por el sistema para la realización de unas tareas.
El usuario escribe un comando u orden que el sistema operativo interpreta para ejecutar una determinada acción.
La respuesta del sistema operativo a esta orden aparece en una nueva línea en la misma ventana. Al intérprete de comandos también se le da el nombre de símbolo de sistema, cmd, consola de comandos o Shell del sistema operativo.
En Windows, el símbolo de sistema utiliza los comandos de MS-DOS, uno de los primeros sistemas operativos para ordenadores personales, que aún subyace en el sistema operativo.
4.4. Instalación de un sistema operativo
Por lo general, cuando compramos un ordenador personal, este suele tener el sistema operativo preinstalado, ya sea de forma comercial con Windows o MAC o de forma libre y gratuita con alguna distribución Linux. Sin embargo, en muchas ocasiones nos vemos obligados a formatear el disco duro de nuestro ordenador y a reinstalar de nuevo el sistema operativo. Lo primero que necesitamos para ello es el disco de instalación del sistema.
En el caso de Ubuntu, podemos obtener el archivo .iso en la zona de descargas de su sitio web y posteriormente grabar este archivo .iso en un DVD o en pen-drive, de este modo, ya tendremos un medio de instalación de Ubuntu. Si se trata de Windows, se puede comprar un disco de instalación con su licencia incluida, o bien descargar una versión de prueba, grabarla en un disco y después activarla con nuestra licencia comercial.
Para comenzar una instalación limpia del SO, iniciamos el equipo con el disco de instalación ya colocado en el lector de DVD o con el pen-drive conectado. Para asegurarnos de que se va a leer el disco de instalación antes que nuestro disco duro, debemos cambiar la secuencia de arranque entrando en la BIOS. Cada ordenador tiene su combinación de teclas para entrar en la BIOS; nada más encender el ordenador nos aparece un mensaje durante unos segundos en la zona inferior de la pantalla informando de dicha combinación de teclas, que en la mayoría de los casos suelen ser Esc, Del, Supr, F2 o F10.
Dentro de la BIOS tenemos que cambiar la secuencia de arranque y dejar en primer lugar el lector de DVD o la unidad USB (si estamos utilizando un USB booteable). Tras estos cambios, iniciamos el ordenador y comenzará la instalación del sistema operativo.
Una vez iniciado el sistema desde el disco de instalación, solamente hay que seguir los pasos del asistente de instalación del sistema operativo elegido.
¿Qué es un USB booteable?
Los discos booteables o de arranque contienen unos archivos que son reconocidos en el arranque de los ordenadores para iniciar la instalación del SO. En la actualidad, podemos convertir un pendrive USB en booteable y evitar así tener que grabar un DVD. De este modo, el ordenador, al iniciarse, leerá el USB y comenzará la instalación del SO copiado en el lápiz de memoria. Este USB se utiliza cuando el equipo no dispone de unidad óptica, como en los ultrabooks.
Existen muchas aplicaciones que nos permiten grabar un archive .iso en un pendrive y convertirlo así en booteable, como por ejemplo Universal USB installer.
Los sistemas operativos actuales poseen grandes bases de datos con información sobre los drivers de la mayoría de nuestros dispositivos, por lo que serán reconocidos e instalados sin que tengamos que intervenir. Si existe algún element sin drivers, aparecerá en el administrador de dispositivos del panel de control de Windows o en el Administrador de hardware de las preferencias de Ubuntu.
Actividades (13)
Contesta en tu cuaderno las siguientes preguntas, copiando los enunciados completos:
¿Qué es el intérprete de comandos? Nombra algunos.
¿Se puede manejar un ordenador solo con el intérprete de comandos?
Describe los pasos para instalar un sistema operativo descargado de Internet en un ordenador.
¿Cómo podemos cambiar la secuencia de arranque de un ordenador y para qué se hace?
¿Qué es un USB booteable?