Introducción a las Computadoras

La Computadora

• Una computadora es una máquina universal capaz de interpretar y ejecutar instrucciones para resolver tareas.
• Se compone de dos partes principales: el hardware (equipo físico) y el software (equipo lógico).
• El hardware se configura con componentes microelectrónicos que permiten la interpretación y ejecución de instrucciones.
• El software consiste en una serie ordenada de instrucciones comprensibles por la máquina para desarrollar tareas.
• La potencia de una computadora reside en la velocidad de ejecución de instrucciones sencillas.

Clases de Computadoras

• Supercomputadoras: Las más poderosas y costosas, usadas para tareas que requieren alta velocidad de cálculo.
• Macrocomputadoras (Mainframe): Se utilizan para procesar grandes cantidades de datos y atender a varios usuarios simultáneamente.
• Minicomputadoras: Más pequeñas que las macrocomputadoras, con servicios similares, algunas diseñadas para un único usuario.
• Microcomputadoras: Usadas para tareas más simples en oficinas y hogares, la PC es un ejemplo versátil y de bajo costo. Los tipos incluyen de escritorio y transportables.

El Hardware

• Es la parte material de una computadora, incluyendo elementos eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos.
• Se subdivide en hardware básico (imprescindible para el funcionamiento) y hardware complementario (no esencial).
• Hardware básico: fuente, placa madre, memorias internas, CPU, disco rígido, monitor, teclado, mouse.
• Hardware complementario: impresoras, cámaras, pendrive, auriculares, micrófono, modem.

BUS

• Los componentes de una computadora se interconectan a través de circuitos en la placa madre llamados buses.
• La función del bus es permitir la conexión lógica entre subsistemas y enviar datos entre dispositivos.
• La mayoría de los buses usan conductores metálicos para transmitir señales eléctricas.
• Las señales digitales transmitidas son de datos, de dirección o señales de control.

Tipos de Bus

• Bus paralelo: Envía datos por bytes simultáneamente usando varias líneas con funciones fijas, útil en sistemas con poco poder de cómputo.
• Bus serial: Envía datos bit a bit y se reconstruyen por medio de registros o rutinas, usado en buses para discos duros, unidades de estado sólido, tarjetas de expansión y para el bus del procesador.

Funciones de un Bus

• Bus de control: Gobierna el uso y acceso a las líneas de datos y de direcciones.
• Bus de direcciones: Establece la dirección de memoria del dato en tránsito.

Otros Tipos de Bus

• Bus de datos: Permite el intercambio de datos entre la CPU y el resto de unidades.
• Buses multiplexados: Usan las mismas líneas eléctricas para direcciones y datos, pero no al mismo tiempo.

El Proceso de Booteo

• La secuencia de inicio comprende las acciones que ocurren cuando la computadora se enciende.
• La cantidad de eventos depende del tipo de arranque y la configuración del hardware.
• Arranque en caliente (warmboot): Se produce al reiniciar la computadora mientras está alimentada.
• Arranque en frío (coldboot): Se realiza cuando la computadora está apagada y se involucran más pasos.

Pasos del Arranque en Frío

• Inicialización de los registros del microprocesador con valores predeterminados.
• Autocomprobación de encendido o POST (Power On Self Test).
• Ejecución del programa Bootstrap, que copia archivos del sistema operativo a la memoria RAM.

BIOS (Basic Input-Output System)

• Es un programa almacenado en un microchip que permite a la computadora administrar su hardware.
• El microchip donde reside la BIOS se llama ROM BIOS, y la combinación de hardware y software se denomina firmware.
• Actualmente, la información de la BIOS se puede actualizar con memorias flash BIOS.
• Las BIOS pueden ser de empresas como AMI, AWARD y PHOENIX.

POST (Power On Self Test)

• Es un programa en la memoria ROM que realiza una rutina de autocomprobación de hardware, comprueba el reloj del sistema, la unidad aritmético lógica y el coprocesador matemático.

Bootstrap

• El programa residente en la ROM BIOS y se encarga de leer la información del CMOS Setup.
• El sistema explora diversos dispositivos (bootdrive) y copia el primer sector del disco rígido (partition sector) a la memoria RAM.

Placa Madre (Motherboard)

• Es el componente principal de la computadora donde se conectan los demás componentes.
• Es de material sintético y rígido con un circuito electrónico que conecta varios elementos.
• Una cara soporta los zócalos para periféricos y la otra está limpia con soldaduras.

Elementos de una Placa Madre

• Las placas madres tienen diferentes formas y conectores, pero los fabricantes siguen estándares.
• Sobre la placa madre se instalan componentes como procesador, memoria, conectores IDE, placas PCI, placas AGP, BIOS.

Componentes Clave en la Placa Madre

• Microprocesador: Es el circuito integrado más importante, el "cerebro" de la computadora.
• Ranuras de memoria: Conectores donde se instala la memoria RAM.
• Chipset de control: Controla funciones como la interacción del microprocesador con la memoria.
• BIOS: Firmware almacenado en la memoria ROM que da soporte a dispositivos de entrada-salida.
• Pila: Conserva los parámetros de la BIOS cuando la computadora está apagada.

Ranuras para Placas de Expansión

• Son ranuras de plástico con conectores eléctricos para tarjetas de expansión.
• Tipos:
  • Ranuras ISA: Las más antiguas, funcionan a 8 MHz.
  • Ranuras Vesa Local Bus: Desarrollo a partir de ISA.
  • Ranuras PCI: (Peripheral Component Interconnect) Integra una capacidad de datos de 32 bits y 64 bits.
  • Ranura AGP: (Accelerated Graphics Port) Está dedicada exclusivamente para conectar placas de video.
  • Ranuras PCI Express: Capacidad de datos de 32 bits y tiene una velocidad de transferencia de 250 Megabytes/s (MB/s) hasta 4000 MB/s.

Memoria Caché

• Es una memoria rápida que actúa como puente entre el microprocesador y la memoria RAM.
• Su función es acelerar las lecturas y escrituras que necesita el procesador.

Conectores Externos

• Conectores para periféricos externos.
• Conector de teclado: Clavija DIN ancha.
• Puerto paralelo (LPT1): Conector hembra con 25 pines.
• Puertos serie (COM o RS232): Conectores estrechos y anchos con pines.
• Puertos PS/2: Conectores mini-DIN para teclado y mouse.
• Puerto de juegos: Conector hembra con 15 pines.
• Puertos VGA: Conector hembra con 15 pines.
• USB: Conector estrecho y rectangular.

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