viernes, 1 de mayo de 2015

Hardware: El equipo en acción

Ya analizamos individualmente las funciones de los componentes del hardware. Será interesante estudiar cómo este sistema trabaja en conjunto al usar la computadora.

El encargado del procesamiento de datos en la computadora es el microprocesador. Pero como sólo procesa, para guardar sus resultados se necesita de otro dispositivo. Si se hiciese directamente en un dispositivo de almacenamiento (disco rígido, por ejemplo), se encontraría con el problema de que son dispositivos muy lentos para intercambiar directamente datos con el veloz microprocesador. Recordemos que el disco rígido, por ejemplo, es un dispositivo electromecánico.

Las memorias RAM, en cambio, son de tecnología similar al microprocesador (chips electrónicos) y pueden enviar y recibir datos a su misma velocidad. Por eso, para mejorar la velocidad de trabajo del sistema, es en la memoria RAM en donde se copia temporalmente el programa a ejecutar desde el disco rígido (se carga) y los archivos de datos a trabajar.
Después los resultados podrán ser guardados en forma permanente en algún dispositivo de almacenamiento (disco rígido, disquete, etc.) y mantenerlos a salvo durante mucho tiempo.



Especificaciones de los elementos del hardware: Dispositivos de almacenamiento

Los dispositivos de almacenamiento son los que permiten almacenar gran cantidad de información digital en forma permanente para ser utilizada por el sistema (datos, programas, etc.). Pueden ser internos, externos o extraíbles. Veamos una síntesis de los más comunes y sus principales características:
Discos Rígidos
También llamados discos duros o en inglés hard disk, están construidos en una unidad sellada con varios discos metálicos e individuales colocados uno sobre el otro y entre los cuales se mueve el brazo que lleva las cabezas lecto-grabadoras. Los datos se graban en la superficie de los discos como marcas magnéticas.

Especificaciones
- Capacidad: Su capacidad de almacenamiento ya alcanza los cientos de GigaByte o algunos TeraByte. 1 Terabyte es 1000 veces mayor que un GigaByte.

- Interfaz del disco duro: Nos dice cuál es el tipo de tecnología empleada en su fabricación y el tipo de conexión que usa para conectarlo a la placa motherboard. Existen varios tipos, los más comunes son los viejos disco duros IDE, y los SATA.
- Velocidad de rotación del disco duro: Mide el número de vueltas (revoluciones) que los discos del dispositivo realizan por minuto (rpm).
- Latencia: Los discos duros tienen una serie de platos que giran y son leídos por una aguja lectora. La latencia mide el tiempo que tarda esa aguja en ubicarse en el sector deseado.
- Cache: Cuando un disco duro magnético lee una porción de disco lo deja almacenado en una pequeña memoria interna de llamada cache. En caso de que se repita esa lectura no se necesita volver a buscar esa información mejorando el tiempo de respuesta.
- Velocidad de transferencia (Tiempo de acceso): Es la velocidad con que envía y recibe datos la unidad de disco rigido. Depende del tipo de tecnología (SATA III 6 Gb/s equivalente a 600 MB/s en cambio el IDE más rápido sólo llega a 133 MB/s.)

Discos SSD (Solid State Disk) 
Disco de estado sólido en castellano. Es una nueva generación de dispositivos de almacenamiento para PCs aunque debido a que no llevan discos en su interior en la actualidad es más correcto usar Solid State Drive, es decir unidad de estado sólido. Se utiliza una memoria formada por semiconductores para almacenar la información, parecida a la que puedes encontrar en otros dispositivos como los pendrives o las tarjetas de memoria de las cámaras digitales.

Especificaciones
Básicamente en estos discos las especificaciones más importantes son la capacidad y la velocidad de transferencia. Son mucho más resistentes y rápidos que los clásicos discos rígidos y tienen un menor consumo de energía por lo que son ideales para equipos portátiles.

Memorias Flash-PenDrives
Aunque fueron inventadas a mediados de los '80, las memorias flash hoy son lo último en dispositivos de almacenamiento. La memoria Flash RAM está constituida por chips de estado sólido sin partes móviles. Graban los datos en forma electrónica. Se emplean en SSD, tarjetas de memoria, o pendrives USB. Tienen varias ventajas:

Especificaciones:
- Capacidad: Su capacidad de almacenamiento ya alcanza varios de GigaByte.
- Velocidad de acceso: Es uniforme, ya que no depende de la posición del dato a buscar como en los discos rígidos. Son mucho más rápidos, aunque esta velocidad va disminuyendo con el tiempo de uso.
- Formato: Hoy encontramos memorias flash en tarjetas SD, Micro SD, sticks, pendrives con conectores USB, etc.
- Vida útil: Aún la tecnología no ha podido solucionar el principal inconveniente de las memorias flash: tiene un número de escrituras máximo a partir de la cual dejan de funcionar. Dicho en pocas palabras, "se gastan" mucho más rápido que los clásicos discos duros.

Discos externos
Actualmente los más populares son los conectables al puerto USB de cualquier computadora. Su principal característica como es lógico es la capacidad. Su velocidad depende en mucho de la tecnología empleada: pueden ser un pequeño disco rígido o emplear tecnología SSD.

Especificaciones de los elementos del hardware: La Memoria RAM

La memoria interna de una computadora está compuesta por chips electrónicos dentro de la computadora central. Para guardar los datos la memoria está organizada en celdas que poseen una dirección para su precisa localización. Cada celda contiene un valor de tensión eléctrica que representan “1” ó “0”. Cada conjunto de 8 bits (no importan sus valores) se denomina byte. El número de bytes 1 que se pueden almacenar equivale a la capacidad total de la memoria. Existen diferentes tipos de memoria y cada una tiene una función específica. Aquí sólo mencionaremos la memoria RAM.

Memoria RAM

(RANDOM ACCESS MEMORY= memoria de acceso aleatorio) El acceso "aleatorio" habla de que se puede acceder a sus datos con una dirección específica, no es necesaria una lectura secuencial (ir recorriendo los datos uno tras otro hasta encontrar el deseado).
La memoria RAM guarda temporalmente los programas y los datos que está utilizando el microprocesador. Son muy rápidas escribiendo y leyendo sus datos almacenados, tanto como el microprocesador. Se dice que es una memoria volátil ya que pierde toda la información contenida una vez que se apaga la PC.

Especificaciones:

Capacidad: Sencillamente es la cantidad de datos que puede almacenar. Una computadora en la actualidad pude tener por ejemplo entre 1GB, 4GB o más de capacidad en su memoria RAM [1].

Velocidad: La velocidad de la memoria  nos da idea de la velocidad con que puede grabar o enviar sus datos a los demás dispositivos. Frecuentemente detallada con "PC-".Por ejemplo, la velocidad "PC-2400" de transferencia máxima es de alrededor 2.400 megabytes por segundo (MB/s). El tipo de tecnología empleada determina esta velocidad (DDR2, DDR3, etc.)

Formato: Los módulos de memoria RAM varían en tamaño físico de acuerdo al tipo de equipo que usan y el número de pines (conectores) que tiene el módulo. Las memorias Dual Inline Memory Modules (DIMM) son utilizados comúnmente en las computadoras de escritorio, mientras que los equipos portátiles suelen utilizar Small Outline Dual Inline Memory Modules (SODIMM).

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[1] Para los múltiplos K=kilo, M=mega, G=giga, T=tera, etc. aplicados a la unidades de información bit o byte, se toman diferentes criterios según sea transmisión o almacenamiento de datos. Para almacenamiento, se toman los bytes en múltiplos de 1000: 1KB=1000B, 1MB=1000KB, 1GB=1000MB o bien 1.000.000.000 B.

Especificaciones de los elementos del hardware: Microprocesador

Microprocesador
Es también llamado procesador o simplemente micro. Es el chip electrónico (circuito integrado) más importante. Controla al resto de los dispositivos y al mismo tiempo procesa los datos y programas almacenados en la memoria. Lo hace desde operaciones muy básicas (suma, resta, compara, etc.) Estas tareas sencillas se integran componiendo otras cada vez más complejas. Gracias a la gran velocidad con que esto se realiza es que llegamos a tener las increíbles cosas que una computadora actual es capaz de hacer.
Supongamos que un aparato es capaz
de realizar una operación por segundo.
Parecería ser bastante rápido ¿verdad?
Sin embargo es muy poco considerando
que un micro moderno es capaz de realizar
miles de millones de operaciones
por segundo.
Esto lo hace capaz de realizar
tareas tan rápidamente,
que parece que las hiciera
todas al mismo tiempo.

Especificaciones:

Velocidad de trabajo: nos da idea de la cantidad de operaciones que realiza por segundo. Esta capacidad está determinada por su frecuencia de trabajo expresada en Ghz (Giga Hertz) [1]. Cuanto mayor sea este valor de frecuencia, más veloz será el micro y también lo será también la computadora.

Cantidad de Núcleos: Los procesadores modernos tienen más de un núcleo de procesamiento. De esta forma la computadora será capaz de realizar varias tareas a la vez. A mayor número de núcleos el equipo tendrá menos problemas para ejecutar varias aplicaciones a la vez. Es como tener varios cerebros para ocuparse de varias cosas al mismo tiempo: una verdadera multitarea.

Ancho del Bus: Es la cantidad de datos que pueden entrar y salir de un microprocesador al mismo tiempo. Imaginate un edificio: cuantas más puertas tenga, más cantidad de gente podría entrar y salir al mismo tiempo. Con la tecnología el ancho del bus ha ido aumentando: un microprocesador de los '70 tenían un bus de 4 bits. Las computadoras de los '90 eran de 32 bits. Las más modernas de la actualidad tienen un bus de 64bits. Por supuesto, cuanto más grande sea el bus, mas grande será la cantidad de datos que se transmite.

Caché: se trata de una memoria interna (pequeña pero de altísima velocidad) que el micro utiliza para acelerar sus operaciones.

Zócalo o socket: nos define el formato del micro. Es importante cuando uno arma su propia computadora ya que los motherboards se hacen específicamente para conectar determinada familia de microprocesadores y el socket es "el enchufe" en donde se conectan sus centenares de patitas.

Familias: Muchas veces los micros se organizan según sus características básicas reconocibles por las familias. Algunos nombres de familias son Celeron, i3, i5, i7 de Intel o los A6, A8, A10 de AMD, por poner algunos ejemplos.

Otros: Gracias a las mejoras producidas en los procesos de fabricación como hemos visto se integran más componentes en el mismo chip del procesador. Uno de los que muchas veces se añaden es la tarjeta gráfica integrada. Normalmente no será tan potente como una placa de video pero permite el armado de computadoras más económicas.

[1] Las frecuencia se mide en hertz (hz). Un hertz (1hz) representa la frecuencia de un suceso que ocurre una vez por segundo. Si sucediera un millón (1.000.000) de veces por segundo, la una frecuencia sería de un megahertz (1Mhz). Y mil millones (1.000.000.000) de veces, un gigahertz (1Ghz).