Re: Definicion De Lo Que Es El Hardware
Katriina Beucler
La historia del hardware de computador se puede clasificar en cuatro generaciones, cada una caracterizada por un cambio tecnolgico de importancia. Una primera delimitacin podra hacerse entre hardware principal (vase figura), como el estrictamente necesario para el funcionamiento normal del equipo, y el complementario, como el que realiza funciones especficas.
El hardware principal de un computador se compone de una unidad central de procesamiento (CPU), encargada de procesar los datos; una memoria rpida de trabajo para almacenamiento temporal; una unidad de almacenamiento fija para mantener software y datos as como extraerlos de ella; uno o varios perifricos de entrada, los que permiten el ingreso de la informacin y uno o varios perifricos de salida, que posibilitan dar salida (normalmente en forma visual, impresa o auditiva) a los datos procesados.
Otro hito tecnolgico usado con frecuencia para definir el inicio de la cuarta generacin es la aparicin de los circuitos integrados VLSI (very large scale integration), a principios de los ochenta. Al igual que el microprocesador, no supuso el cambio inmediato y la rpida desaparicin de los computadores basados en circuitos integrados en ms bajas escalas de integracin. Muchos equipos implementados con tecnologas VLSI y MSI (medium scale integration) an coexistan exitosamente hasta bien entrados la dcada de 1990.
Una de las formas de clasificar el soporte fsico es en dos categoras: por un lado, el hardware principal, que abarca el conjunto de componentes indispensables necesarios para otorgar la funcionalidad mnima a una computadora; y por otro lado, el hardware complementario, que, como su nombre indica, es el utilizado para realizar funciones especficas (ms all de las bsicas), no estrictamente necesarias para el funcionamiento del ordenador.
El hardware principal est bsicamente constituido por: un medio de entrada de datos, la unidad central de procesamiento, la memoria RAM, un medio de salida de datos y un medio de almacenamiento de datos.
Los medios de entrada y salida de datos estrictamente indispensables dependen de la aplicacin: desde el punto de vista de un usuario comn, se debera disponer, al menos, de un teclado y un monitor para entrada y salida de informacin, respectivamente; pero ello no implica que no pueda haber una computadora (por ejemplo controlando un proceso) en la que no sea necesario teclado y monitor; bien puede ingresar informacin y sacar sus datos procesados, por ejemplo, a travs de una placa de adquisicin/salida de datos.
Un perifrico mixto es aquel que puede cumplir funciones tanto de entrada como de salida; el ejemplo ms tpico es el disco rgido o bien de estado slido SSD (ya que en l se lee y se graba informacin y datos).
Un servidor de red o una mquina de clculo de alto rendimiento (supercomputacin), puede tener varios, incluso miles de microprocesadores trabajando simultneamente o en paralelo (multiprocesamiento); en este caso, todo ese conjunto conforma la CPU de la mquina.
Las unidades centrales de proceso (CPU) en la forma de un nico microprocesador no solo estn presentes en las computadoras personales (PC), sino tambin en otros tipos de dispositivos que incorporan una cierta capacidad de proceso o inteligencia electrnica, como pueden ser: controladores de procesos industriales, televisores, automviles, calculadoras, aviones, telfonos mviles, electrodomsticos, juguetes y muchos ms. Actualmente los diseadores y fabricantes ms populares de microprocesadores de PC son Intel y AMD; y para el mercado de dispositivos mviles y de muy bajo consumo, los principales son Samsung, Qualcomm, Texas Instruments, MediaTek, NVIDIA e Intel.
En las computadoras, el microprocesador se monta en la llamada placa base, sobre un zcalo conocido como zcalo de CPU, que permite las conexiones elctricas entre los circuitos de la placa y el procesador. Sobre el procesador ajustado a la placa base se fija un disipador trmico de un material con elevada conductividad trmica, que por lo general es de aluminio, y en algunos casos de cobre. Este es indispensable en los microprocesadores que consumen bastante energa, la cual, en gran parte, es emitida en forma de calor: en algunos casos pueden consumir tanta energa como una lmpara incandescente (de 40 a 130 vatios).
En equipos de alto rendimiento, adicionalmente, sobre el disipador se acopla uno o dos ventiladores (raramente ms), destinados a forzar la circulacin de aire para extraer ms rpidamente el calor acumulado por el disipador y originado en el microprocesador. Complementariamente, para evitar daos por efectos trmicos, tambin se suelen instalar sensores de temperatura del microprocesador y sensores de revoluciones del ventilador, as como sistemas automticos que controlan la cantidad de revoluciones por unidad de tiempo de estos ltimos.
La tendencia de integracin ha hecho que la placa base se convierta en un elemento que incluye a la mayora de las funciones bsicas (vdeo, audio, red, puertos de varios tipos), funciones que antes se realizaban con tarjetas de expansin. Aunque ello no excluye la capacidad de instalar otras tarjetas adicionales especficas, tales como capturadoras de vdeo, tarjetas de adquisicin de datos, etc.
Tambin, la tendencia en los ltimos aos es eliminar elementos separados en la placa base e integrarlos al microprocesador. En ese sentido actualmente se encuentran sistemas denominados System on a Chip que consiste en un nico circuito integrado que integra varios mdulos electrnicos en su interior, tales como un procesador, un controlador de memoria, una GPU, Wi-Fi, Bluetooth, etc. La mejora ms notable en esto est en la reduccin de tamao frente a igual funcionalidad con mdulos electrnicos separados. Las figuras muestran aplicaciones tpicas, placa principal de una computadora y la de un telfono mvil.
La sigla RAM, del ingls Random Access Memory, literalmente significa memoria de acceso aleatorio. El trmino tiene relacin con la caracterstica de presentar iguales tiempos de acceso a cualquiera de sus posiciones (ya sea para lectura o para escritura). Esta particularidad tambin se conoce como acceso directo, en contraposicin al acceso secuencial.
Las ms comunes y utilizadas como memoria central son dinmicas (DRAM), lo cual significa que tienden a perder sus datos almacenados en breve tiempo (por descarga capacitiva, aun estando con alimentacin elctrica), por ello necesitan un circuito electrnico especfico que se encarga de proveerle el llamado refresco (de energa) para mantener su informacin.
La memoria RAM de un computador se provee de fbrica e instala en lo que se conoce como mdulos. Ellos albergan varios circuitos integrados de memoria DRAM que, conjuntamente, conforman toda la memoria principal.
Es la presentacin ms comn en computadores modernos (computador personal, servidor); son tarjetas de circuito impreso que tienen soldados circuitos integrados de memoria por una o ambas caras, adems de otros elementos, tales como resistores y condensadores. Esta tarjeta posee una serie de contactos metlicos,con recubrimiento de oro, que permite hacer la conexin elctrica con el bus de memoria del controlador de memoria en la placa base.
Los integrados son de tipo DRAM, memoria denominada dinmica, en la cual las celdas de memoria son muy sencillas (un transistor y un condensador), permitiendo la fabricacin de memorias con gran capacidad (tpicamente de 2, 4, 8 o 16 Gigabytes por mdulo) a un costo relativamente bajo.
Las posiciones de memoria o celdas, estn organizadas en matrices y almacenan cada una un bit. Para acceder a ellas se han ideado varios mtodos y protocolos, cada uno mejorado con el objetivo de acceder a las celdas requeridas de la manera ms eficiente posible.
Aunque son estrictamente considerados accesorios, muchos de ellos son fundamentales para el funcionamiento y operacin adecuados de la computadora moderna; por ejemplo, el teclado, el ratn, el disco duro y el monitor son elementos actualmente imprescindibles; pero no lo son, por ejemplo, un escner o un plter. Para ilustrar este punto: en los aos 80, muchas las computadoras personales no utilizaban disco duro ni ratn, eran normalmente operativas con solo una o dos disqueteras, el teclado y el monitor como nicos perifricos (incluso sin disquetera).
Pueden considerarse como imprescindibles para el funcionamiento, (de manera como hoy se concibe la informtica) al teclado, al ratn y algn dispositivo lector de discos; ya que tan solo con ellos el equipo (informtico) puede ponerse operativo para un usuario. Los otros son ms bien accesorios, aunque en la actualidad pueden resultar de tanta necesidad que son considerados parte esencial de todo el sistema.
Entre los perifricos de salida puede considerarse al monitor como imprescindible para el funcionamiento del sistema. Otros, aunque accesorios, son sumamente necesarios para un usuario que opere un computador moderno, por ejemplo, la impresora o los parlantes.
La pantalla tctil (no el monitor clsico) es un dispositivo que se considera mixto, ya que adems de mostrar informacin y datos (salida) puede actuar como un dispositivo de entrada, reemplazando, por ejemplo, a algunas funciones del ratn o del teclado.
Dentro de esta categora no se deben omitir los sistemas grficos integrados (IGP), presentes mayoritariamente en equipos porttiles o en equipos prefabricados (OEM), los cuales generalmente, a diferencia de las tarjetas grficas, no disponen de una memoria dedicada, utilizando para su funcin la memoria principal del sistema. La tendencia en los ltimos aos es integrar los sistemas grficos dentro del propio procesador central. Los procesadores grficos integrados (IGP) generalmente son de un rendimiento y consumo notablemente ms bajo que las GPU de las tarjetas grficas dedicadas, no obstante, son ms que suficiente para cubrir las necesidades de la mayora de los usuarios de un PC.
Actualmente se estn empezando a utilizar las tarjetas grficas con propsitos no exclusivamente grficos, ya que en potencia de clculo la GPU es superior, ms rpida y eficiente que el procesador para operaciones en coma flotante, por ello se est tratando de aprovecharla para propsitos generales, al concepto, relativamente reciente, se le denomina GPGPU (General-Purpose Computing on Graphics Processing Units).
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