Hardware de la computadora

Definición del término

El término hardware se refiere a todas las partes tangibles de un sistema informático; sus componentes son: eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos. Son cables, gabinetes o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado; contrariamente, el soporte lógico es intangible y es llamado software. El término es propio del idioma inglés (literalmente traducido: partes duras), su traducción al español no tiene un significado acorde, por tal motivo se la ha adoptado tal cual es y suena; la Real Academia Española lo define como «Conjunto de los componentes que integran la parte material de una computadora». El término, aunque sea lo más común, no solamente se aplica a las computadoras; del mismo modo, también un robot, un teléfono móvil, una cámara fotográfica o un reproductor multimedia poseen hardware (y software).

Clasificación de las partes

Las computadoras son aparatos electrónicos capaces de interpretar y ejecutar instrucciones programadas y almacenadas en su memoria; consisten básicamente en operaciones aritmético-lógicas y de entrada/salida. Se reciben las entradas (datos), se las procesa y almacena (procesamiento), y finalmente se producen las salidas (resultados del procesamiento). Por ende todo sistema informático tiene, al menos, componentes y dispositivos hardware dedicados a alguna de las funciones antes dichas:

Procesamiento: Unidad Central de Proceso o CPU
Almacenamiento: Memorias
Entrada: Periféricos de entrada (E)
Salida: Periféricos de salida (S)
Entrada/Salida: Periféricos mixtos (E/S)

Desde un punto de vista básico y general, un dispositivo de entrada es el que provee el medio para permitir el ingreso de información, datos y programas (lectura); un dispositivo de salida brinda el medio para registrar la información y datos de salida (escritura); la memoria otorga la capacidad de almacenamiento, temporal o permanente (almacenamiento); y la CPU provee la capacidad de cálculo y procesamiento de la información ingresada (transformación).

Un periférico mixto es aquél que puede cumplir funciones tanto de entrada como de salida; el ejemplo más típico es el disco rígido (ya que en él se lee y se graba información y datos).

Procesador (CPU)

La CPU, es el componente fundamental del computador, encargado de interpretar y ejecutar instrucciones y de procesar datos. En las computadoras modernas, la función de la CPU la realiza uno o más microprocesadores. Se conoce como microprocesador a una CPU que es manufacturada como un único circuito integrado.

Las unidades centrales de proceso (CPU) en la forma de un único microprocesador no sólo están presentes en las computadoras personales (PC), sino también en otros tipos de dispositivos que incorporan una cierta capacidad de proceso o "inteligencia electrónica", como pueden ser: controladores de procesos industriales, televisores, automóviles, calculadores, aviones, teléfonos móviles, electrodomésticos, juguetes y muchos más. Actualmente los diseñadores y fabricantes más populares de microprocesadores de PC son:

Intel
AMD
Cyrix (Desfasados)

Para el mercado de dispositivos móviles y de bajo consumo, los principales son:

El microprocesador se monta en la llamada placa base, sobre un zócalo conocido como zócalo de CPU, que permite las conexiones eléctricas entre los circuitos de la placa y el procesador. En relación al tipo de procesador así como también de su velocidad y la cantidad de núcleos, así sera el rendimiento del mismo.La velocidad de los procesadores están medidas en hertz, megahertz y gigahertz.

Placa base (Motherboard)

También conocida como placa madre, es un gran circuito impreso sobre el que se suelda el chipset, las ranuras de expansión (slots), los zócalos, conectores, diversos integrados, etc. Es el soporte fundamental que aloja y comunica a todos los demás componentes: Procesador, módulos de memoria RAM, tarjetas gráficas, tarjetas de expansión, periféricos de entrada y salida. Para comunicar esos componentes, la placa base posee una serie de buses mediante los cuales se trasmiten los datos dentro y hacia afuera del sistema.

La tendencia de integración ha hecho que la placa base se convierta en un elemento que incluye a la mayoría de las funciones básicas (vídeo, audio, red, puertos de varios tipos), funciones que antes se realizaban con tarjetas de expansión.

Actualmente se encuentran sistemas denominados "System on a Chip" que consiste en un único circuito integrado que integra varios módulos electrónicos en su interior, tales como un procesador, un controlador de memoria, una GPU, Wi-Fi, Bluetooth, etc.

Las principales funciones que presenta un placa base son:

Conexión física
Administración, control y distribución de energía eléctrica
Comunicación de datos
Temporización
Sincronismo
Control y monitoreo

Memoria de Acceso Aleatorio (RAM)

El término tiene relación con la característica de presentar iguales tiempos de acceso a cualquiera de sus posiciones (ya sea para lectura o para escritura). La RAM es la memoria utilizada en una computadora para el almacenamiento transitorio y de trabajo (no masivo). En la RAM se almacena temporalmente la información, datos y programas que la Unidad de Procesamiento (CPU) lee, procesa y ejecuta. La memoria RAM es conocida como Memoria principal de la computadora, también como "Central o de Trabajo"; a diferencia de las llamadas memorias auxiliares, secundarias o de almacenamiento masivo (como discos duros, unidades de estado sólido, cintas magnéticas u otras memorias).

Las memorias RAM son, comúnmente, volátiles; lo cual significa que pierden rápidamente su contenido al interrumpir su alimentación eléctrica.

Las capacidades de almacenamiento están medidas en bytes, kilobytes, megabytes y gigabytes.

Teclado y mouse

Teclado: es un periférico de entrada o dispositivo, en parte inspirado en el teclado de las máquinas de escribir, que utiliza una disposición de botones o teclas, para que actúen como palancas mecánicas o interruptores electrónicos que envían información a la computadora. Después de las tarjetas perforadas y las cintas de papel, la interacción a través de los teclados al estilo teletipo se convirtió en el principal medio de entrada para las computadoras. El teclado tiene entre 99 y 147 teclas aproximadamente, y está dividido en cuatro bloques:

Bloque de funciones
Bloque alfanumérico
Bloque especial
Bloque numérico

Mouse: es un dispositivo apuntador utilizado para facilitar el manejo de un entorno gráfico en una computadora. Generalmente está fabricado en plástico, y se utiliza con una de las manos. Detecta su movimiento relativo en dos dimensiones por la superficie plana. Hoy en día es un elemento imprescindible en un equipo informático para la mayoría de las personas, y pese a la aparición de otras tecnologías con una función similar, como la pantalla táctil, la práctica ha demostrado que tendrá todavía muchos años de vida útil.

Disco Duro (HDD)

Un disco duro o disco rígido (en inglés Hard Disk Drive, HDD) es un dispositivo de almacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales. Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.

Los tamaños también han variado mucho, desde los primeros discos IBM hasta los formatos estandarizados actualmente: 3,5 " los modelos para PC y servidores, 2,5 " los modelos para dispositivos portátiles. En este dispositivo se guardan los archivos de los programas como el sistema operativo, las hojas de cálculo, los procesadores de texto, los juegos, es decir cualquier aplicación. La capacidad de almacenamiento se mide en gigabytes y terabytes. En la actualidad, ya contamos en el uso cotidiano con discos duros de más de 4 TB, esto es, 4000 GB (4 000 000 MB).

Unidad de CD/DVD

Las unidades de CD-ROM son similares a las de DVD-ROM, con la diferencia que las primera leen solamente CD y las segundas leen ademas de CD también DVD. La velocidad de esta unidad depende de dos factores: la tasa de transferencia de datos y el tiempo de acceso. La tasa de transferencia de datos se refiere a la cantidad de datos que la unidad de CD ROM puede enviar al PC en un segundo. Una característica básica de las unidades de CD-ROM es la velocidad de lectura, que normalmente se expresa como un número seguido de una «x» (40x, 52x,..). Este número indica la velocidad de lectura en múltiplos de 128 kB/s. Así, una unidad de 52x lee información de 128 kB/s × 52 = 6,656 kB/s, es decir, a 6,5 MB/s. La velocidad de transferencia de datos de una unidad DVD está dada en múltiplos de 1350 KB/s. Ahora bien, también existen las unidades CD-RW y DVD-RW, las cuales cuentan con la característica que pueden grabar información en CDs y DVDs, siempre y cuando estos estén en blanco, o tengan una sesión abierta.

Discos Ópticos (CD/DVD/Blu-ray Disc)

Son dispositivos de almacenamiento de datos de tipo óptico, que consiste en un disco circular en el cual la información se codifica, se guarda y almacena, haciendo unos surcos microscópicos con un láser sobre una de las caras planas que lo componen. Podemos dividir básicamente estos dispositivos de en tres:

Disco Compacto (CD): es un disco óptico utilizado para almacenar datos en formato digital, consistentes en cualquier tipo de información (audio, imágenes, vídeo, documentos y otros datos). Los CD estándar tienen un diámetro de 12 centímetros y pueden almacenar hasta 80 minutos de audio o 700 MB de datos. Los Mini-CD tienen 8 cm y son usados para la distribución de sencillos y de controladores guardando hasta 24 minutos de audio o 214 MB de datos.

DVD: son del mismo tamaño físico que los CD, pero se diferencian en su capacidad de almacenamiento. Pueden tener una o dos caras, y una o dos capas de datos por cada cara; el número de caras y capas determina la capacidad del disco. Su capacidad varía desde los que poseen una cara, capa simple (4,7 GB), hasta los de dos caras, capa doble en ambas (17,1 GB).

Blu-ray Disc (BD): es un formato de disco óptico de nueva generación desarrollado por la BDA (siglas en inglés de Blu-ray Disc Association), con una capacidad de almacenamiento de datos de alta densidad mayor que la del DVD. El disco Blu-ray tiene 12 cm de diámetro al igual que el CD y el DVD. Una capa de disco Blu-ray puede contener alrededor de 25 GB o cerca de 6 horas de vídeo de alta definición más audio; un disco de doble capa, puede contener aproximadamente 50 GB.

Tarjeta de video/Aceleradora gráfica

Es una tarjeta de expansión para una computadora u ordenador, encargada de procesar los datos provenientes de la CPU y transformarlos en información comprensible y representable en un dispositivo de salida, como un monitor o televisor. Es habitual que se utilice el mismo término tanto a las habituales tarjetas dedicadas y separadas como a las GPU integradas en la placa base. Actualmente las tarjetas gráficas de las computadoras cuentan también con un acelerador de gráficos.

Monitor

Es un dispositivo de salida (interfaz), que muestra datos o información al usuario. Dentro de estos dispositivos, podemos mencionar los de tipo CRT y los de tipo LCD.

CRT: es un dispositivo que permite la visualización de imágenes procedentes de la computadora, por medio del puerto de video hasta los circuitos del monitor. Una vez procesada la información procedente de la computadora, los gráficos son creados por medio de un cañón que lanza electrones contra una pared de fósforo dónde chocan generando una pequeña luz de color.
LCD: es una pantalla plana, basada en el uso de una sustancia líquida atrapada entre dos placas de vidrio, haciendo que al aplicar una corriente eléctrica a una zona específica, esta se vuelva opaca y contraste con la iluminación CCFL trasera. Este principio es aplicado pero con ciertas modificaciones, lo cuál permite la visualización de imágenes procedentes de la computadora, por medio de el puerto de video hasta los circuitos de la pantalla LCD, entran dentro de la clasificación FPD ("Flat Panel Displays") ó visualizadores de panel plano.

Ahora bien, se definirán dos conceptos básicos:

Tamaño: para monitores CRT la medida en pulgadas de la pantalla toma como referencia los extremos del monitor teniendo en cuenta el borde, mientras que el área visible es más pequeña. Para monitores LCD la medida de tamaño de pantalla se hace de punta a punta de la pantalla sin contar los bordes.
Resolución: es el número máximo de píxeles (unidad mínima representable en un monitor) que pueden ser mostrados en cada dimensión, es representada en filas por columnas. Está relacionada con el tamaño de la pantalla y la proporción.
Color: la mayor parte de los monitores tienen una profundidad 8 bits por color (24 bits en total), es decir, pueden representar aproximadamente 16,8 millones de colores distintos.