Tema 1 SSF Hardware y Software PDF

Ainhoa Martín Pérez Hardware y Software Hardware: Parte física del ordenador (monitor, teclado, etc.). Software: Aplicaciones y programas que operan el ordenador. Firmware: Software en componentes de hardware, como las memorias ROM. Elementos de un Ordenador Digital Unidades func...

Ainhoa Martín Pérez Hardware y Software Hardware: Parte física del ordenador (monitor, teclado, etc.). Software: Aplicaciones y programas que operan el ordenador. Firmware: Software en componentes de hardware, como las memorias ROM. Elementos de un Ordenador Digital Unidades funcionales de un Ordenador Digital Basado en el modelo de Von Neumann (1945), un ordenador tiene: Memoria principal: Almacena datos y programas en ejecución. Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Realiza operaciones aritméticas y lógicas. Unidad de control (UC): Controla los componentes. Software Permite realizar tareas y se clasifica en: Software básico: Sistema operativo, controla el hardware. Software de aplicaciones: Programas específicos para tareas concretas. Sistema Operativo Gestiona recursos del ordenador (información, memoria, entrada/salida, procesador, trabajos). Unidades de Medida en Información Bit: Unidad de información más pequeña. Byte: 8 bits. Kilobyte: 1,024 bytes. Megabyte: >1 millón de bytes. Gigabyte: Mil millones de bytes. Terabyte: 1,024 gigabytes. Arquitectura de Von Neumann y Harvard Von Neumann: Datos e instrucciones en la misma memoria. Harvard: Memorias separadas para datos e instrucciones, mejora el rendimiento.  Ainhoa Martín Pérez Definición examen: La arquitectura de von Neumann es un diseño de computadoras en el que los datos y las instrucciones se almacenan en una misma memoria. El CPU recupera las instrucciones, las decodifica y las ejecuta de forma secuencial. Este modelo integra una unidad de procesamiento central que realiza cálculos y controla la ejecución del programa, lo que ha sido la base de muchas computadoras modernas. La CPU (Unidad Central de Proceso) La CPU controla y coordina el hardware. Sus componentes principales son: UC: Interpreta instrucciones y controla periféricos. ALU: Realiza operaciones matemáticas y lógicas. Bus del sistema: Transporta datos entre la memoria y la CPU. Unidad de Punto Flotante (FPU): Maneja operaciones en punto flotante, que son cruciales para cálculos complejos Tipos de Conexión Socket: Conexión en forma de cuadrado para procesadores modernos. Slot: Ranura utilizada en procesadores más antiguos. Nuevas Tecnologías: Doble Núcleo Doble Núcleo: CPU con dos núcleos que comparten recursos, permitiendo la ejecución simultánea de aplicaciones, mejorando el rendimiento sin elevar excesivamente la temperatura. Bus Frontal (FSB): Conecta la CPU con la placa base. Bus Posterior (BSB): Conecta la caché L1 y L2, optimizando el flujo de datos. Microprocesadores ¿Qué es un microprocesador? Un microprocesador es una CPU impresa en un circuito (PCB), fabricado principalmente con silicio. Se crean a partir de obleas donde se imprimen las CPU. Existen materiales alternativos al silicio, como el grafeno. Historia de los Microprocesadores Los primeros ordenadores usaban válvulas de vacío, que consumían mucha energía, generaban calor y eran de gran tamaño. En 1956, se inventa el transistor. En 1964, aparecen los circuitos integrados (CI). En 1971, Intel creó el primer microprocesador, el Intel 4004. Funciones de un Microprocesador  Ainhoa Martín Pérez El microprocesador almacena, decodifica y ejecuta instrucciones, sincroniza operaciones, realiza cálculos y devuelve resultados a la RAM. Características de un Microprocesador 1. Frecuencia de reloj: Ciclos por segundo (Hz). 2. Velocidad: Interna y externa o de bus (FSB). 3. Juego de instrucciones: Conjunto de instrucciones, influenciado por la arquitectura CISC o RISC. 4. Ancho del bus de direcciones: Memoria accesible, dependiendo de si es una arquitectura de 32 o 64 bits. 5. Número de registros internos: Los registros son espacios muy rápidos dentro del procesador que almacenan datos temporalmente. 6. Voltaje: A mayor voltaje, mayor velocidad y mayor temperatura. 7. Arquitectura: Puede ser de 32 o 64 bits. Los procesadores modernos suelen ser multinúcleo, capaces de ejecutar varios procesos simultáneamente. Estructura de un Procesador 1. Memoria caché: Caché L1: Pequeña y rápida, para datos e instrucciones. Caché L2 y L3: Más grandes y algo más lentas, mejorando el acceso a datos. 2. Coprocesador matemático (FPU): Realiza cálculos matemáticos de alta precisión. Está en tarjetas gráficas (GPU). 3. Unidad de Gestión de Memoria (MMU): Establece la relación entre las direcciones del sistema operativo y la memoria RAM real. 4. Unidad MMX y SSE: ○ MMX (Multimedia Extensions): manejar multimedia. ○ SSE (Streaming SIMD Extensions): mejorar el manejo multimedia y añadir soporte para decodificación de vídeo MPEG2. Alimentación Voltaje Externo: Permite la comunicación con la placa base (3,3 V). Voltaje Interno: Menor (1,8 V) para operar a temperaturas más bajas. Encapsulado de un Microprocesador Tipos de empaque: ○ DIP (Dual In-Line Package).  Ainhoa Martín Pérez ○ PLCC (Plastic Lead Chip Carrier). ○ BGA (Ball Grid Array). ○ PGA (Package Grid Array). Microprocesadores y Memoria Principal (RAM) 1. Microprocesadores 1.2 Refrigeración  Ainhoa Martín Pérez TDP (Thermal Design Power): Es la cantidad máxima de calor que puede soportar la CPU. 1.2.1 Mecanismos de refrigeración Disipador: Elemento pasivo que disipa el calor, colocado sobre el procesador con pasta térmica. Ventilador: Se coloca sobre el disipador y puede haber ventiladores adicionales en la caja. Heat-pipe: Tubo con un fluido que se enfría y condensa. Refrigeración Peltier: Usa una célula Peltier y tiene un elevado consumo eléctrico. Refrigeración líquida: Eficiente pero requiere mantenimiento. 1.3 Overclocking Objetivo: Aumentar el rendimiento del ordenador. Aplicación: Puede hacerse mediante software del fabricante o cambios en la BIOS. 1.4 Nomenclatura Intel: La nomenclatura incluye el nombre de la serie, número de núcleos, generación, y SKU (Stock Keeping Unit). AMD: Similar a Intel, pero con diferentes segmentos y sufijos.  Ainhoa Martín Pérez 2. Memorias 2.1 Definición Memoria RAM (Random Access Memory): La memoria principal del ordenador, que permite la lectura y escritura rápida. Es volátil, lo que significa que pierde datos al apagar el sistema. El tamaño se mide en megabytes o gigabytes. El contenido se organiza en celdas, donde cada celda almacena bits en forma de 0s y 1s. Memoria Caché: Más rápida que la RAM y almacena temporalmente información que la CPU podría necesitar pronto. Memoria CMOS: Almacena datos de configuración física del equipo, accesibles mediante el programa Setup. ROM (Read Only Memory): Almacena permanentemente datos, como la BIOS, aunque algunos tipos permiten modificaciones. Memoria Gráfica o de Vídeo: Específica para las tarjetas gráficas, permite el manejo de datos visuales. Parámetros Clave de la Memoria 1. Velocidad: Indica cuántas operaciones puede realizar por segundo. (MHz) 2. Ancho de Banda: Cantidad máxima de datos que se pueden transferir por segundo (MB/s o GB/s). 3. Dual/Triple Channel: Permite a la CPU trabajar con múltiples canales de memoria, aumentando el ancho de banda. 4. Tiempo de Acceso: Tiempo que tarda la CPU en acceder a la memoria, medido en nanosegundos. 5. Latencia: Retardo al acceder a distintos componentes de la memoria RAM. 6. Latencias CAS (CL): Tiempo en ciclos de reloj desde que se solicita la lectura hasta que se envían los datos. Menores valores indican mayor velocidad. 7. ECC (Error Checking and Correction): Memorias que pueden detectar y corregir errores, mejorando la fiabilidad del sistema. 2.2 Composición de la memoria 2.2.1 Tipos de memoria SRAM (Static RAM): Utiliza biestables y mantiene datos mientras haya alimentación. DRAM (Dynamic RAM): Usa condensadores que requieren un refresco periódico para mantener los datos. 2.3 Jerarquía de memoria  Ainhoa Martín Pérez Niveles de memoria: Cada nivel inferior contiene también los datos de los niveles superiores (propiedad de inclusión). Nivel 0. Registros de la CPU. Nivel 1. Caché (SRAM) Nivel 2. Memoria principal (DRAM) Nivel 3. Discos duros (HDD o SSD) Nivel 4. Discos ópticos y cintas magnéticas. 2.4 Características de las memorias Ciclo de reloj (velocidad de bus): Las SDRAM operan sincronizadas con los ciclos del procesador. Capacidad y voltaje: Definen la cantidad de información que puede almacenar y el consumo energético. 2.5 Tipos de memorias 2.5.1 Memorias de solo lectura (ROM) ROM: Memoria de solo lectura programada en la fabricación. PROM: Programable una sola vez. EPROM: Borrable y reprogramable, mediante luz UV. EEPROM: Borrable y reprogramable eléctricamente, permitiendo modificaciones sin hardware especializado.  Ainhoa Martín Pérez 2.5.2 Memorias de lectura y escritura (RAM) SRAM: DRAM: 2.6 DDR SDRAM DDR: Utiliza ambos flancos del ciclo de reloj, mejorando la velocidad de operación. Comparativa de DDR: Incluye varias generaciones desde DDR hasta DDR5, con mejoras en velocidad, ancho de banda, y consumo de energía. 2.7 Módulos de memoria Tipos de módulos: SIMM, DIMM (Dual In-line Memory Module), SO-DIMM (para portátiles) y RIMM, con diferentes especificaciones y usos.  Ainhoa Martín Pérez Configuraciones: Dual Channel, Triple Channel, y Quad Channel permiten el acceso simultáneo a múltiples módulos, aumentando el ancho de banda. 2.8. Módulos Buffered vs. Unbuffered Buffered (Registered): Incorporan registros para estabilidad, utilizados en servidores. Aumentan fiabilidad pero retardan la transferencia. Unbuffered (Unregistered): Se comunican directamente con el northbridge, son más rápidas pero menos seguras.  Ainhoa Martín Pérez 4. Tarjeta gráfica y buses 4.1. La tarjeta gráfica Funciones La tarjeta gráfica realiza cálculos gráficos mediante una GPU (Unidad de Procesamiento Gráfico). Las GPUs pueden estar integradas en la placa base o en el microprocesador (Intel HD Graphics). Partes de una tarjeta gráfica GPU: Procesa gráficos. Memoria de video: Separada de la RAM principal, afecta al rendimiento gráfico. Conectores: Incluyen VGA, DVI, HDMI y DisplayPort. Consideraciones Fuente de alimentación: Algunas tarjetas gráficas necesitan alimentación adicional. Compatibilidad: Se debe verificar que la placa base soporte la tarjeta gráfica (PCIe, potencia, entre otros). 4.2. Buses Tipos de buses  Ainhoa Martín Pérez Bus de tipo 0: Interconecta elementos dentro de un componente. Bus de tipo 1: Conecta elementos de una placa PCB. Bus de tipo 2: Conecta distintas placas de un mismo módulo (ISA, PCI, PCIe). Bus de tipo 3: Conecta módulos (SLI, CrossFire). Bus de tipo 4: Interconexión de periféricos (impresoras, escáneres). Bus de tipo 5: Comunicaciones de red (Ethernet, Fast Ethernet). Características del bus Ancho: Número de bits que pueden transmitirse al mismo tiempo. Frecuencia: Cantidad de datos que puede transmitir por segundo. Bus HyperTransport Ofrece un mayor ancho de banda y menor latencia. En versiones avanzadas, sustituye al FSB (Front-Side Bus) en muchos chipsets. Periféricos y Memorias Secundarias Concepto de periférico Un periférico comunica el PC con el exterior y actúa como intermediario con el usuario. Los periféricos se dividen en tres tipos: De entrada: Permiten introducir datos al PC (teclado, ratón, escáner). De salida: Muestran o reproducen información o datos del PC (monitor, impresora). De entrada/salida: Realizan ambas funciones (pantallas táctiles). Partes de un periférico Todos los periféricos tienen una parte mecánica y una electrónica (controlador), que gestiona su funcionamiento. Interconexión periférico-CPU La interconexión entre periféricos, CPU y RAM ha pasado por cinco etapas: desde la conexión directa de los periféricos al bus del sistema, hasta la incorporación de acceso directo a memoria (DMA), que permite a los periféricos acceder a la RAM sin usar la CPU. Actualmente, se emplean buses para conectar CPU, RAM, controladores de E/S y periféricos. Comunicación periférico-CPU Existen tres mecanismos de comunicación entre periféricos y CPU:  Ainhoa Martín Pérez Entrada/salida programada: La CPU controla la transferencia de información. Interrupciones: El periférico interrumpe la CPU para transferir información. Acceso directo a memoria (DMA): El periférico accede a la memoria sin pasar por la CPU, notificando cuando termina. Periféricos de Entrada/Salida Pantalla táctil: Monitor con dispositivo táctil, con dos tipos principales: ○ Pantallas resistivas: Detectan presión en sus múltiples capas. ○ Pantallas capacitivas: Detectan interrupciones en su campo eléctrico. Memorias Secundarias Definición Las memorias secundarias permiten almacenar grandes cantidades de información de forma no volátil, con mayor capacidad que la RAM pero menor velocidad de transferencia y un costo por byte más bajo. Memorias magnéticas Utilizan campos electromagnéticos para escribir y leer datos. Tipos de memorias magnéticas actuales: Discos rígidos: El principal sistema de almacenamiento en PC. Está compuesto por platos con dos caras, cabezales de lectura/escritura, motor, electroimán, y un circuito controlador. Los platos se dividen en pistas y sectores. Cintas magnéticas: Utilizadas principalmente para copias de seguridad. Propiedades de los discos rígidos Formato: Varían en tamaño, siendo los de 3,5 pulgadas comunes en sobremesas y 2,5 pulgadas en portátiles. Capacidad: Alcanza hasta los 16 TB. Velocidad de transferencia: Se mide en revoluciones por minuto (RPM) y en velocidad de ráfaga. Memoria caché: Actúa como un búfer para equilibrar las velocidades de transferencia. Interfaz: ATA/IDE, SCSI y SATA. Memorias magnético-ópticas Combina tecnología magnética y óptica. Discos ópticos  Ainhoa Martín Pérez Memorias que utilizan tecnología óptica. Tipos: CD: Capacidad hasta 700 MB. DVD: Hasta 30 GB en dos capas. Blu-ray: Hasta 50 GB en dos capas. Memorias sólidas Memorias flash derivadas de EEPROM. Tipos: Tarjetas de memoria. Unidades USB. Discos de estado sólido (SSD): Ofrecen altas velocidades de lectura/escritura y no contienen partes móviles. Prevención, Montaje y Mantenimiento Riesgos laborales al trabajar con PCs Dolor de espalda o cuello. Estrés y fatiga visual. Monotonía y falta de motivación. Consejos para el montaje de equipos Utilizar una pulsera antiestática y manipular los componentes por los bordes. No encender el PC sin disipador. Mantenimiento Es recomendable realizar un mantenimiento preventivo 1 o 2 veces al año: Limpieza con aire comprimido. Verificación de contactos y temperatura. Revisión de fuentes de alimentación. Averías comunes Señales acústicas de la BIOS: La BIOS emite secuencias de pitidos cuando hay fallos de hardware. Señales visuales: Errores comunes como "CMOS checksum error" (falla de pila), "Primary master hard disk fail" (falla del disco de arranque), o "Boot failure" (falla al iniciar el sistema). 1. La placa base  Ainhoa Martín Pérez La placa base (mainboard o motherboard) es el componente principal del ordenador, conectando todos los dispositivos y asegurando su funcionamiento conjunto. Físicamente, consiste en una placa de material sintético con un circuito impreso, donde se encuentran el chipset, la BIOS, y los conectores para diversos dispositivos. 1.1. Factores de forma de la placa base Los factores de forma de la placa base determinan su tamaño, orientación y compatibilidad con la caja y los periféricos. Los más comunes son: A. ATX, Mini-ATX y Micro-ATX Introducidas por Intel en 1995, las placas ATX son las más populares, destacando por: Disposición de componentes. Ubicación de la CPU y memoria lejos de las tarjetas de expansión. Conectores de alimentación unificados, evitando conexiones incorrectas. Conectores IDE y de disquetera más accesibles. Mini-ATX es una versión más pequeña de ATX, y Micro-ATX, permite una mayor reducción en tamaño. B. LPX y NLX Estos factores son comunes en equipos de marca para ordenadores de sobremesa. Las placas LPX suelen tener más periféricos integrados, y los slots de expansión se conectan mediante una riser card. El formato NLX facilita la sustitución de la placa sin herramientas, pero presenta limitaciones en la capacidad de expansión y refrigeración.  Ainhoa Martín Pérez C. BTX Introducido por Intel en 2004, el formato BTX buscaba mejorar la refrigeración. Su aceptación fue baja debido a las limitaciones de espacio y la dificultad para elegir soluciones de refrigeración efectivas. D. Mini-ITX, Nano-ITX y Pico-ITX Diseñadas por VIA Technologies, estas son las placas más pequeñas del mercado, compatibles con el estándar ATX, y utilizan refrigeración pasiva. Alimentación eléctrica Conector ATX 20+4 pines: Proporciona energía a la placa base.  Ainhoa Martín Pérez Conector EPS 12V (4-8 pines): Alimenta al microprocesador. Conector PEG Fuentes de alimentación: Protegen los circuitos y deben ajustarse a las necesidades energéticas del sistema. 2. Componentes de la placa base Los componentes clave incluyen: Zócalo del procesador: Para poner la CPU. Ranuras de memoria: Conectores para la memoria RAM. Chipset: Controla las funciones de transferencia de datos. BIOS: Permite la comunicación del sistema con los dispositivos al arrancar. Ranuras de expansión: Para tarjetas adicionales. Conectores externos e internos: Para comunicación con dispositivos como teclado y discos duros. Conectores de energía: Para la fuente de alimentación. Batería: Almacena la configuración del sistema. 2.1. Zócalo del procesador (Socket)  Ainhoa Martín Pérez PGA (obsoleto). ZIF: Facilitan la instalación de procesadores sin riesgo de dañar los pines. LGA: Los pines están en la placa base, mejora la distribución de energía y reduce la posibilidad de rotura. 2.2. Ranuras de Memoria Módulos de Memoria: Consisten en chips soldados a una placa, conocidos como módulos DIMM. Tipos de DIMM: ○ DIMM de 184 pines: Para memorias DDR. ○ DIMM de 240 pines: Para memorias DDR2 y DDR3. ○ DIMM de 288 pines: Para memorias DDR4. Tipos de Ranuras Antiguas: SIMM, que son más cortas y se instalan a 45º. Dual, Triple y Quad Channel: Permite el acceso simultáneo a varios módulos de memoria idénticos, mejorando la velocidad de transferencia. 2.3. El Chipset  Ainhoa Martín Pérez Funciones: ○ Controla la transmisión de datos y señales entre la CPU y otros elementos. ○ Proporciona soporte para buses de expansión (ranuras de entrada/salida). Componentes del Chipset: ○ Northbridge: Conecta la CPU con componentes de alta velocidad (RAM, AGP, PCI Express). Ubicado cerca del microprocesador. Controla la velocidad del microprocesador. ○ Southbridge: Conecta la CPU con componentes más lentos (dispositivos periféricos), puertos USB, funciones de energía, etc. Se conecta con el Northbridge mediante un bus especial. La integración de funciones en los microprocesadores actuales está llevando a la desaparición del northbridge. 2.4. Componentes Integrados Conexiones Típicas: ○ Puertos para teclado y ratón. ○ Controladores IDE y SATA para discos duros y unidades ópticas. ○ Puertos USB, de audio, vídeo y red. Ventajas y Desventajas: Integración reduce el número de conexiones pero un fallo puede requerir el cambio completo de la placa base. 2.5. La BIOS Definición: Almacena la configuración básica del sistema en un chip ROM y permite que el ordenador arranque. Proceso de Arranque: 1. Realiza un chequeo de hardware (POST). 2. Inicia la BIOS del adaptador de vídeo. 3. Muestra información sobre la BIOS y el sistema. 4. Configura dispositivos usando la tecnología plug-and-play si está disponible. Modificabilidad: Las BIOS modernas pueden ser reescritas mediante el CMOS Setup Utility, que guarda los parámetros en una memoria alimentada por batería. UEFI: Sustituye a la BIOS, ofrece mayor velocidad y capacidades avanzadas, como soporte de arranque en red y SecureBoot. 2.6. Ranuras de expansión  Ainhoa Martín Pérez Las ranuras de expansión son conectores eléctricos en la placa base que permiten insertar tarjetas de expansión. Tipos de Ranuras de Expansión 1. AGP (Accelerated Graphics Port) ○ Exclusivamente para tarjetas gráficas, permitiendo solo una tarjeta en la placa base. ○ Obsoleto, reemplazado por PCI Express. 2. PCI (Peripheral Component Interconnect) ○ Capacidad de transferencia de 133 MB/s. ○ Permite la configuración automática (plug-and-play). ○ Amplia difusión y capacidad de “bus mastering” para que los dispositivos tomen control del bus. 3. PCI Express (PCIe) ○ Permite la transmisión de datos en serie. ○ Se define por el número de lanes (carriles) que pueden ser 1, 4, 8 o 16, lo que resulta en configuraciones como x1, x4, x8, x16. ○ Mejora la velocidad del bus PCI y ofrece un mayor ancho de banda, ideal para gráficos y dispositivos de alto rendimiento. 2.7. Conectores internos Los conectores internos son esenciales para conectar dispositivos como discos duros y unidades ópticas a la placa base. Los principales son: Puerto IDE: Obsoleto, utilizado para discos duros. Puertos SATA: Para discos duros modernos. Conectores para USB: Para puertos USB adicionales.  Ainhoa Martín Pérez Conectores para ventiladores: Para la refrigeración del sistema. Conectores de audio y SPDIF: Para entrada/salida de sonido. Conectores de energía: Como el conector ATX de 12V y el conector ATX de 24 pines. 2.8. Conectores externos Los conectores externos permiten conectar dispositivos periféricos al ordenador. Los más comunes son: Puertos USB: Permiten la conexión de diversos dispositivos. Las versiones incluyen USB 2.0 y USB 3.0. Puertos PS/2: Para teclado y ratón, aunque están siendo reemplazados por USB. Puertos VGA, DVI y HDMI: Para conectar monitores. Conector de red RJ-45: Para conexión a Ethernet. Conectores de audio: Mini-jack de 3.5 mm para altavoces y micrófonos. Puerto eSATA: Para conectar discos duros SATA externos.  Ainhoa Martín Pérez Conexiones y Conectores Tipos de Conectores 1. DIN y Mini-DIN: ○ DIN: Conectores circulares de 13,2 mm con 3 a 8 pines. ○ Mini-DIN: Versión más pequeña (9,5 mm) con 3 a 9 pines. 2. D-subminiature (D-sub): ○ Utilizados para conectar ordenadores a dispositivos periféricos; presentan pines en dos o tres filas. 3. Firewire: ○ Similar al USB, permite la conexión de dispositivos con 4 o 6 pines que envían señales.  Ainhoa Martín Pérez 4. RCA: ○ Conectores de 8,5 mm de diámetro utilizados para audio y vídeo, diferenciados por color según el tipo de señal. El Procesador 3.3. Arquitecturas de 32 y 64 bits Diferencias entre 32 y 64 bits Ancho de Registros: las arquitecturas de 32 bits tienen registros de 32 bits, mientras que las de 64 bits tienen registros de 64 bits. Límites de Números: La arquitectura de 64 bits puede representar un mayor rango de números que la de 32 bits. Límite de Memoria: ○ 32 bits: Hasta 444 GB de RAM. ○ 64 bits: + de 444 GB de RAM. Compatibilidad de Software: Aunque los procesadores de 64 bits ofrecen ventajas significativas, no todo el software está optimizado para aprovechar completamente su capacidad. 3.4. Intel y AMD Intel Historia: Intel lanzó el primer microprocesador comercial, el Intel 4004, en 1971.  Ainhoa Martín Pérez AMD Historia: Advanced Micro Devices (AMD) compite directamente con Intel, ofreciendo productos que incluyen microprocesadores y gráficos tras la compra de ATI en 2006. Procesadores para Servidores: Los modelos Opteron de AMD están diseñados para estaciones de trabajo y servidores. Componentes Hardware de una Red Conceptos Previos Ancho de banda: Cantidad máxima de datos que se pueden transmitir a través de un medio. Velocidad: Rapidez con la que se recibe o descarga la información. Latencia: Tiempo de espera al cargar datos. Rendimiento: Cantidad de datos que realmente llegan a su destino en un tiempo determinado, considerando latencia, velocidad de red, y pérdida de paquetes. Medios de Transmisión Guiados Existen tres tipos principales para el cableado en edificios: 1. Cable Coaxial: Compuesto por un conductor central de cobre y una malla de cobre. ○ Tipos: Thick: También llamado "cable amarillo", ofrece alta velocidad y distancia, pero es costoso y grueso. Thin: Más económico y delgado, pero con limitaciones en distancia. 2. Cable Par Trenzado: Común para conexiones telefónicas y de red. Consiste en pares de cables trenzados para reducir interferencias. ○ Categorías: Cada categoría tiene características eléctricas específicas, siendo las más utilizadas la categoría 5 y 6. 3. Fibra Óptica: Compuesta por hilos de fibra de vidrio que transmiten luz. Tiene ventajas como gran ancho de banda y baja atenuación, pero es costosa y frágil. ○ Tipos: Monomodo: Transmite un único modo, ideal para largas distancias y altas velocidades. Multimodo: Soporta múltiples modos, utilizado en redes locales a distancias más cortas. Conectores para Redes  Ainhoa Martín Pérez Los conectores son la interfaz entre los cables y dispositivos. Algunos tipos incluyen: RJ11, RJ12, RJ45: Utilizados con cables UTP y STP. BNC: Conectores para cable coaxial fino. DB25 y DB9: Utilizados para transmisiones en serie. Tipos de Conectores de Fibra Óptica 1. FC (Ferrule Connector) ○ Características: Conector roscado, resistente a vibraciones, ideal para aplicaciones en movimiento y en instrumentos de precisión (OTDR). ○ Características ópticas: Para fibras monomodo. 2. ST (Straight Tip) ○ Características: Similar al FC, pero con ajuste en bayoneta como un conector BNC. ○ Características ópticas: Usado en fibras multimodo. 3. LC (Lucent Connector) ○ Características: Ajuste tipo push and pull, compacto y seguro, permitiendo alta densidad de conectores. ○ Características ópticas: Para fibras monomodo y multimodo. 4. SC (Subscriber Connector) ○ Características: Ajuste rápido a presión, compacto para alta densidad de conectores. ○ Características ópticas: Para fibras monomodo y multimod. Componentes de Red 1. Adaptador de Red (NIC) ○ Componente hardware esencial que conecta computadoras a redes. Integrada en la placa madre. 2. Concentrador (Hub) ○ Dispositivo simple que conecta todos los dispositivos de una red. 3. Conmutador (Switch)  Ainhoa Martín Pérez ○ Similar al concentrador, pero analiza los paquetes de datos y los dirige solo al puerto con la dirección de destino. 4. Enrutador (Router) ○ Lleva datos entre redes, utilizando direcciones IP y conectándose a al menos dos redes para transmitir datos. Red Ethernet Los dispositivos escuchan el canal y transmiten cuando está libre, lo que puede llevar a colisiones. Cableado de Red Algunas tareas incluyen: ○ Instalación de tomas de corriente, rosetas, tendido de cables, conectores, pruebas de cables y etiquetado. Elementos de Instalación Armarios y Canaletas: Utilizados para organizar y proteger los equipos de red y los cables. Los armarios tienen dimensiones estandarizadas y se mide en "U". Patch Panels y Latiguillos: Dispositivos de interconexión que permiten cambiar configuraciones sin alterar el cableado principal. Conexiones y Etiquetado Rosetas RJ45: Utilizadas en redes de área local sobre cables UTP, con un código de colores específico. Cables Cruzados y Directos: Los cables cruzados se utilizan para conectar dispositivos directamente, alterando el orden de pares. 1. Red 1. Definición de una red Una red de ordenadores es un conjunto de dispositivos interconectados que permite compartir información y recursos. 1.1 Partes de una red Parte física: Hardware y medios de transmisión. Parte lógica: Software que controla la transmisión y gestiona los datos. 1.2 Ventajas de las redes Compartición de recursos: Archivos, programas, e impresoras.  Ainhoa Martín Pérez Mayor velocidad de transmisión y uso de bases de datos compartidas. Gestión de seguridad de equipos y copias de seguridad centralizadas. Ahorro en hardware y espacio mediante el uso de impresoras y software centralizados. 1.3 Utilización de las redes Existen usos profesionales (en empresas) y domésticos (en hogares). Clasificación de las redes Por topología: disposición de los nodos. Por extensión, medio de conexión, relación funcional, direccionalidad de datos, y grado de difusión. Topologías más comunes Bus: Todos los nodos se conectan a un único medio. Menos cableado, pero si falla un enlace, se aísla la red. Anillo: Nodos conectados en un círculo; falla un enlace, y toda la red se detiene. Estrella: Un nodo central conecta los demás; eficiente, pero depende del nodo central.  Ainhoa Martín Pérez Árbol: Combinación de bus y estrella, jerárquica. Mallada: Conexión entre todos los nodos; ofrece múltiples rutas, costosa por el cableado. Mixta: Combinaciones de diferentes topologías, como Estrella-Bus o Estrella-Anillo. Redes de Ordenadores según su Extensión y Elementos Clasificación por Extensión 1. Redes de Área Personal (PAN): Conectan dispositivos personales (como teléfonos y asistentes digitales) cercanos a una persona. 2. Red de Área Local (LAN): ○ Alcance limitado a un edificio o campus (pocos kilómetros). ○ Usa tecnología de difusión y los medios de comunicación son propiedad del usuario. 3. Red de Área de Campus (CAN): Conecta varias LAN dentro de un área geográfica limitada, como un campus universitario. 4. Red de Área Metropolitana (MAN):  Ainhoa Martín Pérez ○ Se extiende hasta unas pocas decenas de kilómetros. ○ Interconecta LAN en diferentes ubicaciones geográficas, utilizando alta velocidad. 5. Red de Área Amplia (WAN): ○ Cubre grandes distancias geográficas. ○ Suele utilizar servicios de empresas portadoras, con enlaces punto a punto y conmutación de paquetes. Los servicios son costosos, salvo en enlaces satelitales que usan transmisión broadcast. Clasificación por Medio de Transmisión Guiados: Medios físicos como cables. No guiados: Propagación de ondas electromagnéticas (radio, microondas, infrarrojos). Clasificación por Relación Funcional 1. Redes Cliente-Servidor: Un cliente solicita recursos de un servidor que los proporciona. 2. Redes Punto a Punto: ○ Comunicación directa entre dos dispositivos. ○ Se establece una conexión temporal que debe liberarse al final de la comunicación. 3. Tipos de transmisión: ○ Simplex: Un solo equipo transmite. ○ Half-Duplex: Un equipo transmite a la vez. ○ Full-Duplex: Ambos equipos transmiten y reciben simultáneamente. Direccionalidad de los Datos Intranet: Red privada que no comparte recursos con redes externas. Internet: Conjunto descentralizado de redes que usan el protocolo TCP/IP, funcionando como una red lógica global. Elementos de una Red 1. Hardware: ○ Estaciones de trabajo: Computadoras que pueden funcionar de forma independiente y acceder a recursos compartidos. ○ Servidores: Computadoras que comparten recursos (impresoras, archivos, etc.). Existen varios tipos de servidores, como servidores de archivos, de impresoras y web. ○ Tarjeta de Interfaz de Red (NIC): Permite que cada computadora se comunique con la red. ○ Cableado: Sistema que conecta estaciones de trabajo y servidores.  Ainhoa Martín Pérez ○ Equipo de conectividad: Dispositivos que amplían la red (hubs, repetidores, routers). 2. Software: ○ Sistema Operativo de Red (NOS): Administra las operaciones de la red, proporcionando servicios como soporte para archivos, comunicaciones y soporte para equipos (impresiones, respaldos, detección de virus, etc.).