jueves, 12 de agosto de 2010

¿QUÉ ES HARDWARE?

Comprende todas las partes físicas y tangibles de un computador. No sólo incluye elementos internos como el disco duro, CD-ROM, disquetera, sino que también hace referencia al cableado, circuitos, gabinete, etc. Incluso hace referencia a elementos externos como la impresora, el mouse, el teclado, el monitor y demás periféricos.

HISTORIA DEL HARDWARE

Originalmente, los cálculos fueron hechos por seres humanos, quienes fueron llamados computadores, como título del trabajo o profesión. En el proceso de cálculo y almacenamiento de datos el hardware de computador más primitivo fue probablemente el “PALILLO DE CUENTA”, después grabado permitía recordar cierta cantidad de elementos como granos o ganado. Siendo usado por los comerciantes, contadores y los oficiales del gobierno de la época.

Como todo el tiempo y la evolución han modificado los dispositivos de ayuda provenientes de la computación han cambiado de simples dispositivos de grabación y conteo al ábaco, regla de cálculo, computadora analógica y los más recientes, la computadora u ordenador.

La humanidad ha usado dispositivos de cómputo por milenios:

• Las clásicas balanzas

• El ábaco – La cual tiene varios modelos según la cultura

      o El ábaco de polvo inventado en Babilonia.

     o El ábaco del grano y del alambre inventado en egipcio.

En la antigüedad y en la edad media se construyeron algunos computadores analógicos para realizar cálculos de astronomía. Entre ellos estaba:

MECANISMO DE ANTICITERA: Un mecanismo de la antigua Grecia.

PLANISFERO: Algunas de las invenciones de Al-Biruo.

EQUATORIUM: de Azarquiel, y los computadores astronómicos análogos de otros astrónomos e ingenieros musulmanes medievales.

PRIMERAS CALCULADORAS

Durante milenios, la humanidad fue usando dispositivos para facilitar los cálculos. Uno de los más usados fue probablemente una cierta forma de PALITO DE CONTAR. Para mantener unos registros fue usada la arcilla de Fenicia que representaban conteos de artículos. Una máquina más orientada hacia la aritmética es el ábaco. Una de las Primeras formas de ábaco, fue el ÁBACO DE POLVO, desde entonces, muchas otras formas de tablas de contar han sido inventadas, por ejemplo en una casa de cuenta medieval, un paño a cuadros sería colocado en una mesa, como una ayuda para calcular sumas de dinero, y los marcadores se movían alrededor en ella según ciertas reglas.

Como Todo Evoluciona aparecieron los dispositivos mecánicos como la calculadora de Curta. Un número de computadores análogos fueron construidos en épocas antiguas y medioevales para realizar cálculos astronómicos. Estos dispositivos son usualmente considerados como las primeras computadoras análogas.

Con el paso del tiempo aparecieron más operaciones. John Napier observó que la multiplicación y la división de números pueden ser realizadas por la adición y la sustracción, respectivamente, de los logaritmos de esos números. Mientras producía las primeras tablas logarítmicas Napier necesitó realizar muchas multiplicaciones, y fue en este punto que diseñó los huesos de napier, un dispositivo similar a un ábaco usado para la multiplicación y la división.

En 1623, Wilhelm Schickard construyó la primera calculadora mecánica digital y por lo tanto se convirtió en el padre de la era de la computación. Puesto que su máquina usó técnicas tales como dientes y engranajes desarrollados primero para los relojes, también fue llamada un “reloj calculador”. Fue puesto en uso práctico por su amigo Johannes Kepler, quien revolucionó la astronomía.

Alrededor 1820, Charles Xavier Thomas de Colmar creó la primera calculadora mecánica exitosa producida en serie. El aritmómetro de Thomas, que podía sumar, restar, multiplicar, y dividir. Estaba basado principalmente en el trabajo de Leibniz.

Las calculadoras mecánicas, como el addiator de base diez, el comptómetro, la calculadora Monroe, el curta y el addo-x permanecieron en uso hasta los años 1970. Leibniz también describió el sistema de numeración binario, un ingrediente central de todas las computadoras modernas. Sin embargo, hasta los años 1940, muchos diseños subsecuentes fueron basados en el difícil de implantar sistema decimal, incluyendo las máquinas de Charles Babbage de los años 1800 e incluso el ENIAC de 1945.

TARJETA PERFORADA: Es una cartulina con unas determinaciones al estar perforadas, lo que supone un código binario. Estos fueron los primeros medios utilizados para ingresar información e instrucciones a un computador en los años 1960 y 1970. Las tarjetas perforadas no solo fueron utilizadas en la informática, sino también por Joseph Marie Jacquard en los telares (de hecho, la informática adquirió las tarjetas perforadas de los telares). El CD-ROM también se basan en un método similar al usado por las tarjetas perforadas

CALCULADORA DE ESCRITORIO: Por los años 1900, las primeras calculadoras mecánicas, cajas registradoras, máquinas de contabilidad, etc. Fueron rediseñadas para usar motores eléctricos, con la posición de engranajes como representación para el estado de una variable. Desde los años 1930, compañías como Friden, Marchant Calculator y Monroe hicieron calculadoras mecánicas de escritorio que podían sumar, restar, multiplicar y dividir. La palabra "computador" era un título de trabajo asignado a la gente que usaba estas calculadoras para realizar cálculos matemáticos.

Con el tiempo fue introducido el CURTA. Éste era una calculadora mecánica pequeña y portable apareciendo en el mercado una variedad de diferentes marcas de calculadoras mecánicas.

COMPUTADORAS ANÁLOGAS AVANZADAS: no eran muy flexibles, y necesitan ser reconfiguradas (es decir, reprogramadas) manualmente para cambiarlas para trabajar de un problema a otro. El arte de la computación análoga alcanzó su cenit con el Differential analyser.

El más poderoso fue construido en la Escuela Moore de Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Pensilvania, donde también fue construido el ENIAC.

PRIMEROS COMPUTADORES DIGITALES

A medida que los circuitos electrónicos, los relés, los condensadores, y los tubos de vacío reemplazaron los equivalentes mecánicos y los cálculos digitales reemplazaron los cálculos análogos. Las máquinas como el Atanasoff–Berry Computer, Z3, Colossus, y el ENIAC fueron construidas a mano usando circuitos que contenían relés o válvulas (tubos de vacío).

En esta era, un número de diferentes máquinas fueron producidas con capacidades que constantemente avanzaban. Al final de la era, habían sido construidos dispositivos como el EDSAC, y son considerados universalmente como computadores digitales. La electrónica ha hecho posible la velocidad y más adelante la miniaturización que caracterizan las computadoras modernas.

Para llegar a ser lo que es, el hardware tuvo que pasar por un notable proceso de cambio, que se resumen en tres generaciones.

GENERACIONES DEL HARDWARE

PRIMERA GENERACIÓN: (1945-1956) Eran usualmente construidas a mano usando circuitos que contenían relés y tubos de vacío, y a menudo usaron tarjetas perforadas o cinta de papel perforado para la entrada de datos y como medio de almacenamiento principal.

SEGUNDA GENERACIÓN: (1957-1963) ya no son de válvulas de vacío, sino con transistores, son más pequeñas y consumen menos electricidad que las anteriores, la forma de comunicación con estas nuevas computadoras es mediante lenguajes más avanzados que el lenguaje de máquina, y que reciben el nombre de "lenguajes de alto nivel" o lenguajes de programación. Algunos de estos lenguajes eran COBOL, ADA y ALGOL. En esta generación se redujo de manera notable el tamaño de los computadores.

TERCERA GENERACIÓN: (1964- Nuestros días) Ya se empezó a utilizar el circuito integrado o microchip, y esto mas adelante dio paso al microprocesador, que actualmente utilizamos. Al existir el microprocesador, dio paso a la creación de microcomputadores (1970), computadores que eran personales, con la posibilidad de tenerlo en el hogar o en empresas. Diez años después, estos computadores estaban en todas partes. Se redujo su costo y tamaño, incrementando su capacidad y velocidad. Hoy día nos encontramos en esta generación, aunque con muchos más avances tecnológicos como mejoras a los procesadores, computadores portátiles, etc.

TIPOS DE HARDWARE

El hardware se puede dividir en dos partes:

HARDWARE BÁSICO: Lo conforman los elementos que son necesarios para el funcionamiento del equipo. En estos están los dispositivos de entrada, que son los que permiten ingresar información, los dispositivos de salida, que muestran esa información normalmente en forma visual o auditiva, los dispositivos mixtos, que pueden cumplir ambas funciones, y una unidad de procesamiento tales como los procesadores o microprocesadores. Para un funcionamiento básico también encontramos:

MEMORIA RAM: Memoria volátil del computador, donde se guarda de manera temporal los procesos que se están llevando a cabo, luego de apagado la memoria RAM no almacena nada.

MEMORIA ROM: O memoria de sólo lectura, es la memoria que se utiliza para almacenar los programas que ponen en marcha el ordenador y realizan los diagnósticos.

TARJETA MADRE: Es la tarjeta a la que se conectan todas las partes de la computadora. Es la placa base del computador.

MEDIOS DE ENTRADA
- Teclado
- Mouse 
- Joystick
- Scanner 

MEDIOS DE SALIDA
- Monitor
- Impresoras
- Parlantes
- Fax

 MEDIOS MIXTOS
- Lectograbadora CD y DVD
- Disco duro
- Memoria flash
Cabe aclarar que aunque estos dispositivos mencionados se encuentran dentro de los medios del hardware básico, algunos pueden llegar a ser complementarios.


HARDWARE COMPLEMENTARIO: Como lo indica su nombre, son todos los elementos que no son necesarios para el funcionamiento del computador, pero que aunque no son necesarios, reportan beneficios al tenerlos. Entre esos están:

o Parlantes
o Impresoras
o Joystick
o Webcam

Entre estos también se encuentran los discos duros, y las unidades de CD y DVD, que aunque se consideraban necesarias para el funcionamiento del computador, debido al avance tecnológico se ha llegado a prescindir de estos para un funcionamiento básico.







ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

Se define como la forma de seleccionar e interconectar componentes de hardware para crear computadores según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo. En este se destacan dos partes importantes:

• CPU (Unidad central de proceso)

• Periférico

A la CPU llega toda la información por medio de los periféricos, la CPU se encarga de procesar toda la información y la devuelve por medio de canales a los periféricos otra vez. Es un intercambio de información. Las principales alternativas para almacenamiento interno de datos en la CPU son:

• PILA: Lista ordinal o estructura de datos en la que el modo de acceso a sus elementos es de tipo LIFO (último en entrar, primero en salir) que permite almacenar y recuperar datos. Su ventaja es que es un modelo sencillo para evaluar expresiones, y las instrucciones cortas pueden dar una buena densidad de código. Y la desventaja es que a una pila no se puede acceder aleatoriamente. Esta limitación hace difícil generar código eficiente.

ACUMULADOR: El acumulador es un registro en el que son almacenados temporalmente los resultados aritméticos y lógicos intermedios que serán tratados por la Unidad aritmético-lógica. Este minimiza estados internos de la máquina, lo malo es que como solo proporciona almacenamiento temporal, el tráfico de memoria es más alto.

CONJUNTO DE REGISTROS: Modelo más general para el código de instrucciones parecidas. Automatiza generación de código y la reutilización de operandos. Reduce el tráfico a memoria y el acceso a los datos es más rápido. Su desventaja es que todos los operadores deben ser nombrados, conduciendo a instrucciones más largas.

En la arquitectura de computadores se destacan componentes que cumplen distintas funciones para el mejor rendimiento del computador.

TARJETA DE VIDEO: (Tarjeta gráfica) Es el que se encarga de toda la parte gráfica y visual del computador, lo o tarjetas graficas. Actualmente poseen su propia memoria y unidad de procesamiento, llamada unidad de procesamiento gráfico. El objetivo básico de la GPU (Graphics Processing Unit) es realizar exclusivamente procesamiento gráfico, liberando al procesador principal de esa tarea para que pueda así efectuar otras funciones más eficientemente.
TARJETA DE SONIDO: Es una tarjeta de expansión para computadoras que permite la entrada y salida de audio bajo el control de un programa informático llamado controlador. Está compuesta por un chip de sonido que normalmente tiene el conversor digital-analógico, el cual traduce formas de onda digitales a formas de onda analógicas y viceversa. Las operaciones básicas que permiten las tarjetas de sonido son:


o GRABACIÓN: Señal acústica que entra al computador sea por un micrófono o cualquier otro medio, se graba en el computador respectivamente.

o REPRODUCCIÓN: La información grabada en el computador llega a la tarjeta, después de un proceso sale por medio de los parlantes u otro medio de sonido conectado.

o SINTESIS: El sonido puede ser codificado por representaciones simbólicas.

TARJETA SINTONIZADORA (TV): Es una tarjeta que permite tener la señal de un televisor en la pantalla del televisor. Puede ser una tarjeta de expansión, que va dentro de la CPU, como puedo ser conectada mediante un puerto USB. También pueden ser usadas para captar señales de fuentes de video como las filmadoras, reproductores VHS y DVD.

TARJETA DE EXPANSIÓN: Es una tarjeta que posee distintos circuitos integrados que ayudan para ampliar la capacidad del computador. Las más comunes sirven para agregar memoria, unidades de disco y aumentar los puertos USB.

TARJETA ETHERNET: Se usa para crear una red sea domestica o en una oficina, y que se puedan comunicar entre ellas mismas.

TARJETAS DE RED: Es lo mas utilizado en estos momentos para conectar un dispositivo a la red, permite la comunicación entre diferentes aparatos conectados entre si y también permite compartir recursos entre dos o más computadoras.

En la actualidad existe una gran cantidad de variedad de tarjetas de red desde las que se colocan dentro de los PC o las externas, así como las de conexión física o inalámbricas:

TARJETAS INALÁMBRICAS: Permiten acceder a información y recursos en tiempo real sin necesidad de estar físicamente conectados a un determinado lugar la red, por sí misma, es móvil y elimina la necesidad de usar cables y aporta flexibilidad a la red, y lo más importante incrementa la productividad y eficiencia en las empresas donde está instalada.

TARJETAS DE FIBRA ÓPTICA: Las tarjetas de fibra óptica difieren en las demás en que las señales se dan mediante impulsos de luz que hacen posible la transmisión de los datos a una mayor distancia, las tarjetas de fibra son más fáciles de configurar que las normales ya que solo se colocan y ya están en funcionamiento.