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lunes, 10 de mayo de 2021

2º curso ESO. Tema 8.- El ordenador

TEMA 8.- EL ORDENADOR

ÍNDICE 

1.- Introducción a los ordenadores

2.- Los componentes del ordenador

3.- El interior de un ordenador

4.- Funcionamiento de un ordenador

5.- Los periféricos

6.- Tipos de periféricos

7.- Equipos que se conectan al ordenador

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1.- INTRODUCCIÓN A LOS ORDENADORES

   Los ordenadores, también conocidos como computadoras, son dispositivos electrónicos que se utilizan para procesar, almacenar y comunicar información de manera automatizada. Han revolucionado prácticamente todos los aspectos de nuestras vidas y son fundamentales en campos como la educación, la comunicación, la investigación, el entretenimiento, el comercio y la industria.

Los ordenadores funcionan siguiendo una arquitectura de von Neumann, que se basa en el almacenamiento de instrucciones y datos en la memoria. El procesador recupera las instrucciones de la memoria, las decodifica y las ejecuta, realizando operaciones matemáticas y lógicas en los datos. El resultado se almacena nuevamente en la memoria o se envía a través de los dispositivos de salida, como el monitor o la impresora.

En términos de conectividad, los ordenadores pueden estar conectados en redes locales o a través de Internet, permitiendo la comunicación y el intercambio de información entre diferentes sistemas.

A lo largo de los años, los ordenadores han evolucionado significativamente en términos de tamaño, capacidad de procesamiento, almacenamiento y velocidad. Han pasado de ser grandes y costosos sistemas asequibles y portátiles que caben en nuestras manos, como los teléfonos inteligentes y las tabletas.

 En primer lugar mencionaremos algunas definiciones importantes relacionadas con la informática:

1. Informática: ciencia para el tratamiento automático y racional de la información. Es el campo de estudio y aplicación de la tecnología de la información, que se enfoca en el procesamiento, almacenamiento y transmisión de datos utilizando ordenadores.

2. Datos: conjunto de símbolos usados para representar magnitudes, hechos, objetos, ideas, etc. Es información en forma bruta, como números, texto, imágenes, sonidos, etc. La informática se encarga de procesar y manipular estos datos para obtener información significativa.

3. Información: Es el resultado del procesamiento de los datos, que adquiere significado y utilidad. La información es el conocimiento extraído de los datos mediante análisis, organización y presentación.

4. Algoritmo: Es un conjunto ordenado de instrucciones lógicas y precisas que se utilizan para resolver un problema o realizar una tarea específica. Los algoritmos son la base de los programas informáticos.

5. Programa: Es una secuencia de instrucciones escritas en un lenguaje de programación que indica a un ordenador cómo realizar una tarea específica. Los programas informáticos son ejecutados por el sistema operativo.

6. Lenguaje de programación: Es un conjunto de reglas y símbolos utilizados para escribir programas informáticos. Los lenguajes de programación pueden ser de bajo nivel (más cercanos al lenguaje de la máquina) o de alto nivel (más cercanos al lenguaje humano).

7. Red de computadoras: Es un conjunto de ordenadores y otros dispositivos conectados entre sí, que se comunican y comparten recursos. Las redes de computadoras permiten la transferencia de datos y la comunicación entre diferentes sistemas.

8. Internet: Es una red global de redes de computadoras interconectadas que utilizan el protocolo de Internet (IP). Internet permite el acceso a información, servicios y recursos en todo el mundo.

9. Seguridad informática: Es el conjunto de medidas y técnicas utilizadas para proteger los sistemas informáticos y los datos contra amenazas y ataques cibernéticos. Incluye aspectos como el cifrado, los firewalls, los antivirus y las políticas de acceso.

10. Inteligencia artificial (IA): Es una rama de la informática que se enfoca en desarrollar sistemas y programas capaces de realizar tareas que requieren de inteligencia humana, como el reconocimiento de voz, el aprendizaje automático y la toma de decisiones.

11. Ordenador o sistema informático: equipo o máquina de propósito general dedicada a procesar información, que dispone de una parte física con circuitos y componentes y otra parte lógica que ejecutas sentencias de intrucciones o programas.

Estas definiciones son fundamentales para comprender los conceptos clave relacionados con la informática y su aplicación en la sociedad actual.
1.-La informática y los ordenadores
   
     La informática es el campo de estudio y aplicación de la tecnología de la información, que se centra en el procesamiento, almacenamiento y transmisión de datos utilizando ordenadores. La informática abarca una amplia gama de disciplinas, incluyendo hardware, software, redes, seguridad de la información, inteligencia artificial y sistemas de información.

    Los ordenadores, también conocidos como computadoras, son dispositivos electrónicos capaces de procesar datos de manera automática. Están compuestos por componentes hardware y software que trabajan en conjunto para realizar diversas tareas. Los ordenadores se utilizan en una amplia variedad de campos y sectores, como la educación, la industria, la medicina, la investigación científica, el entretenimiento y el comercio, entre otros.


    Los ordenadores modernos se basan en la arquitectura de von Neumann, que incluye los siguientes componentes principales:
  • 1. Unidad central de procesamiento (CPU): Es el cerebro del ordenador, responsable de ejecutar instrucciones y realizar cálculos. La CPU está compuesta por una unidad de control y una unidad aritmético-lógica.
  • 2. Memoria: Se utiliza para almacenar datos y programas. La memoria se divide en dos tipos principales: la memoria RAM (de acceso aleatorio) y la memoria de almacenamiento permanente, como los discos duros o las unidades de estado sólido.
  • 3. Dispositivos de entrada: Permiten ingresar datos y comandos al ordenador. Algunos ejemplos comunes son el teclado, el ratón, el escáner y los dispositivos de reconocimiento de voz.
  • 4. Dispositivos de salida: Muestran los resultados o la información procesada por el ordenador. Entre los dispositivos de salida más utilizados se encuentran el monitor, la impresora y los altavoces.
  • 5. Dispositivos de almacenamiento: Permiten guardar y acceder a datos de manera permanente. Los discos duros, las unidades de estado sólido, las unidades ópticas (como los DVD) y las memorias USB son ejemplos de dispositivos de almacenamiento.
  • 6. Tarjeta madre (placa base): Es el componente principal que conecta y comunica todos los demás componentes del ordenador. Contiene los puertos de conexión, ranuras de expansión y chipset que permiten la comunicación entre los componentes.
    El software es otro elemento esencial en los ordenadores. Consiste en los programas y sistemas operativos que permiten controlar y utilizar el hardware. Los sistemas operativos, como Windows, macOS y Linux, administran los recursos del ordenador y proporcionan una interfaz para interactuar con el usuario. Además, existen aplicaciones y programas especializados que realizan diferentes tareas, como procesamiento de texto, edición de imágenes, navegación web, entre otros.

    En resumen, la informática y los ordenadores juegan un papel fundamental en nuestra sociedad actual, facilitando el procesamiento y la gestión de la información en diversos ámbitos de la vida diaria y contribuyendo al avance tecnológico en múltiples campos.

2.- Diferencia entre hardware y software

El hardware y el software son dos conceptos fundamentales en el mundo de la informática y se refieren a diferentes aspectos de un sistema de computación. Aquí te explico la diferencia entre ambos:

Hardware:

  • - Se refiere a todos los componentes físicos y tangibles de un sistema informático.
  • - Incluye elementos como el procesador, la memoria RAM, el disco duro, la tarjeta madre, la tarjeta gráfica, el teclado, el monitor, los cables, los dispositivos de almacenamiento, entre otros.
  • - El hardware es tangible y se puede tocar físicamente.
  • - Define las capacidades y características físicas del sistema, como la velocidad de procesamiento, la capacidad de almacenamiento, la calidad gráfica, entre otros.
  • - Es responsable de la ejecución de las instrucciones y del procesamiento de datos.

Software:

  • - Se refiere a los programas, aplicaciones y datos que se ejecutan en un sistema informático.
  • - Incluye el sistema operativo, los programas de aplicación (como los procesadores de texto, los navegadores web, los reproductores multimedia, etc.), los controladores de dispositivos y los datos almacenados en el sistema.
  • - El software es intangible y no se puede tocar físicamente.
  • - Define las instrucciones y los comandos que el hardware debe ejecutar.
  • - Permite la interacción del usuario con el sistema y el aprovechamiento de las capacidades del hardware.
  • - Puede ser modificado, actualizado y reemplazado sin alterar el hardware físico.

En resumen, el hardware se refiere a los componentes físicos de un sistema informático, mientras que el software se refiere a los programas y datos intangibles que se ejecutan en ese hardware. Ambos son elementos esenciales para el funcionamiento de un ordenador, ya que el hardware proporciona la base física y el software permite controlar y aprovechar esas capacidades físicas para realizar tareas específicas.   

3.-  El ordenador por dentro. Componetes esenciales del ordenador


Los componentes esenciales de un ordenador son: 
  • 1. Procesador (CPU): Es el cerebro del ordenador, encargado de ejecutar las instrucciones y realizar cálculos. Es responsable de la velocidad de procesamiento y tiene un impacto significativo en el rendimiento general del sistema. 
  • 2. Memoria RAM: Es la memoria de acceso aleatorio donde se almacenan temporalmente los datos y programas en ejecución. Cuanta más RAM tenga un ordenador, más capacidad tendrá para manejar múltiples tareas y ejecutar programas exigentes. 
  • 3. Disco duro o unidad de estado sólido (SSD): Es donde se almacenan permanentemente los archivos y programas del ordenador. Los discos duros tradicionales utilizan platos magnéticos para almacenar datos, mientras que los SSD utilizan memoria flash, lo que los hace mucho más rápidos y eficientes en términos de acceso a los datos. 
  • 4. Tarjeta madre (placa base): Es el componente principal que conecta y comunica todos los demás componentes del ordenador. Contiene los puertos de conexión, ranuras de expansión y chipset que permiten la comunicación entre el procesador, la memoria, el almacenamiento y otros dispositivos. 
  • 5. Tarjeta gráfica (GPU): Es responsable del procesamiento de gráficos y proporciona la capacidad de mostrar imágenes en el monitor. Las tarjetas gráficas dedicadas son especialmente importantes para tareas que requieren mucho rendimiento gráfico, como juegos, diseño gráfico o edición de video. 
  • 6. Fuente de alimentación: Suministra energía eléctrica a todos los componentes del ordenador. Debe ser lo suficientemente potente para alimentar todos los componentes y tener los conectores adecuados para cada uno de ellos. 
  • 7. Ventiladores y disipadores de calor: Ayudan a mantener los componentes del ordenador a una temperatura adecuada. Los ventiladores expulsan el aire caliente del interior del ordenador, mientras que los disipadores de calor ayudan a enfriar componentes como el procesador. 

    Estos son algunos de los componentes esenciales de un ordenador, aunque hay otros elementos como tarjetas de sonido, tarjetas de red, unidades ópticas (DVD o Blu-ray), entre otros, que pueden ser parte del sistema dependiendo de las necesidades y preferencias del usuario.

4.- Principales unidades de medida de la información

Las principales unidades de medida de la información son:

  • 1. Bit (b): Es la unidad más básica de información y representa un dígito binario, que puede ser 0 o 1. El bit es utilizado para medir la cantidad de información almacenada o transmitida.
  • 2. Byte (B): Es la unidad de información más comúnmente utilizada. Un byte está compuesto por 8 bits y representa un carácter alfanumérico. Es la unidad de medida básica en la memoria de un ordenador.
  • 3. Kilobyte (KB): Equivale a 1,024 bytes. Se utiliza para medir el tamaño de archivos y el espacio de almacenamiento.
  • 4. Megabyte (MB): Equivale a 1,024 kilobytes o 1,048,576 bytes. Se utiliza para medir el tamaño de archivos más grandes, como imágenes, canciones o documentos extensos.
  • 5. Gigabyte (GB): Equivale a 1,024 megabytes o 1,073,741,824 bytes. Se utiliza para medir el tamaño de archivos de gran tamaño, como vídeos, programas de software y bases de datos.
  • 6. Terabyte (TB): Equivale a 1,024 gigabytes o 1,099,511,627,776 bytes. Se utiliza para medir grandes cantidades de datos, como colecciones de películas, bibliotecas digitales o sistemas de almacenamiento empresariales.
  • 7. Petabyte (PB): Equivale a 1,024 terabytes o 1,125,899,906,842,624 bytes. Se utiliza para medir cantidades masivas de datos, como centros de datos, nubes de almacenamiento y archivos de investigación científica.
  • 8. Exabyte (EB): Equivale a 1,024 petabytes o 1,152,921,504,606,846,976 bytes. Se utiliza para medir grandes volúmenes de datos a escala global, como el tráfico de Internet o el almacenamiento de información a nivel mundial.
    Estas unidades de medida de la información se utilizan para cuantificar la capacidad de almacenamiento de dispositivos de memoria, el tamaño de archivos digitales y el flujo de datos en las redes. A medida que la tecnología avanza, surgen unidades de medida aún mayores, como zettabytes (ZB) y yottabytes (YB), para medir volúmenes de datos aún más grandes.

La tabla con las equivalencias entre las unidades de medida de la información y su conversión:
Unidad Equivalencia
1 bit 1 bit
1 byte 8 bits
1 kilobyte 1,024 bytes
1 megabyte 1,024 kilobytes (1,048,576 bytes)
1 gigabyte 1,024 megabytes (1,073,741,824 bytes)
1 terabyte 1,024 gigabytes (1,099,511,627,776 bytes)
1 petabyte 1,024 terabytes (1,125,899,906,842,624 bytes)
1 exabyte 1,024 petabytes (1,152,921,504,606,846,976 bytes)
1 zettabyte 1,024 exabytes
1 yottabyte 1,024 zettabytes

Algunos ejercicios de ejemplo de conversión entre unidades de información:

1. Convertir 500 megabytes a gigabytes:
   Solución: 500 megabytes = 500 / 1024 = 0.48828125 gigabytes (aproximadamente 0.49 gigabytes).

2. Convertir 2 terabytes a bytes:
   Solución: 2 terabytes = 2 * 1024 * 1024 * 1024 * 1024 = 2,199,023,255,552 bytes.

3. Convertir 8 kilobytes a bits:
   Solución: 8 kilobytes = 8 * 1024 * 8 = 65,536 bits.

4. Convertir 4,000 bytes a kilobytes:
   Solución: 4,000 bytes = 4,000 / 1024 = 3.90625 kilobytes (aproximadamente 3.91 kilobytes).

5. Convertir 2 gigabytes a megabits:
   Solución: 2 gigabytes = 2 * 1024 * 8 = 16,384 megabits.

Recuerda utilizar las equivalencias correctas y realizar las operaciones correspondientes para obtener los resultados de conversión.

Actividad 1:¿Cuántos kilobytes caben en un CD-ROM de 700 MB?
Para determinar cuántos kilobytes caben en un CD-ROM de 700 MB, primero necesitamos convertir los megabytes a kilobytes. 

1 megabyte equivale a 1024 kilobytes. 

Entonces, para convertir 700 MB a kilobytes: 700 MB = 700 * 1024 = 716,800 kilobytes.

Por lo tanto, en un CD-ROM de 700 MB caben 716,800 kilobytes.

Actividad 2: ¿Cuántos megabytes son 2 TB?
Para convertir terabytes (TB) a megabytes (MB), utilizamos la siguiente equivalencia:

1 terabyte = 1,024 gigabytes
1 gigabyte = 1,024 megabytes

Entonces, para convertir 2 terabytes a megabytes:

2 terabytes = 2 * 1,024 gigabytes = 2,048 gigabytes
2,048 gigabytes = 2,048 * 1,024 megabytes = 2,097,152 megabytes

Por lo tanto, 2 terabytes equivalen a 2,097,152 megabytes.

Actividad 3: ¿Cuántos kilobytes son 4,7 GB?
Para convertir gigabytes (GB) a kilobytes (KB), utilizamos la siguiente equivalencia:

1 gigabyte = 1,024 megabytes
1 megabyte = 1,024 kilobytes

Entonces, para convertir 4,7 gigabytes a kilobytes:

4,7 gigabytes = 4,7 * 1,024 megabytes = 4,812.8 megabytes
4,812.8 megabytes = 4,812.8 * 1,024 kilobytes = 4,927,334.4 kilobytes

Por lo tanto, 4,7 gigabytes equivalen a aproximadamente 4,927,334.4 kilobytes.




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