Partes de una PC Internas y Externas

PARTES INTERNAS Y EXTERNAS DE LA COMPUTADORA

PARTES INTERNAS DE LA COMPUTADORA

Hace días hablé de las partes de la computadora pero, de manera externa, es decir, todo lo que vemos a vuelo de pájaros. El CPU, el monitor, el teclado, el mouse, …, son tan sólo algunas de las partes mencionadas en dicho apartado.
Ahora me dispongo a hablarles sobre el hardware interno o mejor dicho, las partes internas de una computadora, detallándoles las más importantes…

ProcesadorEs el chip más importante de la tarjeta madre, es el que se encarga de organizar el funcionamiento del computador, procesar la información, ejecutar cálculos y en general realizar millones de instrucciones por segundos y esto es lo que define sus características y precio. Este chip actúa como calculador y ordenador a otros componentes. Al procesador se le dan varios nombres: procesasdor principal, corazón del sistema, y CPU.

MemoriaEl computador funciona con varios tipos de memoria: ROM, RAM, caché interna, caché externa, de video. Se conoce como memoria el conjunto de BITS que almacena caracteres temporal y permanentemente. La representación mínima de éste es el BYTE.

Tarjeta Madre (MotherBoard o MainBoard)
Es la tarjeta primordial que se encuentra dentro del computador, a esta se adhieren todos los circuitos electrónicos, las memorias, CPU (microprocesador), tarjetas, y otras conexiones principales.

Tarjetas de ExpansiónSon aquellos dispositivos que se le instalan a la tarjeta madre para realizar una función específica, además mejora el funcionamiento y le da nuevas características y funciones al computador, entre ellas:
Tarjeta de Sonido
Tarjeta de Red
Tarjeta de Fax Modem
Tarjeta de Video
Las tarjetas hijas o de expansión se conectan a la tarjeta madre por medio de las ranuras o slot que se encuentran en ésta.


Disco Duro (HDD – Hard Disk Drive)
El disco duro es el sistema (o dispositivo) de almacenamiento masivo de datos más difundido. Los primeros computadores no incorporaban estos discos, porque manejaban un volumen de datos pequeños, y les bastaba utilizar los disquetes de pocos KB. El disco duro tiene una gran capacidad de almacenamiento que varía a medida que pasa el tiempo, en la actualidad existen de 20, 40, 80 y hasta 250 GB (Gigabytes).

PARTES EXTERNAS DE LA COMPUTADORA

Las PC forman parte de una de las muchas categorías de computadoras que hay, en nuestra actualidad este tipo de computadora es la que mejor tendremos acceso. Las principales partes de un PC son:
Monitor: Los monitores los podemos clasificar por tamaño o por tipo de monitor. Si es por tamaño dependerá de el largo de la diagonal de la pantalla, es decir 14, 15, 17, 19, 21 pulgadas, etc. Hay que tomar en cuenta que esta distancia no es real, es la diagonal del tubo pero por los plásticos que lo cubren se reduce hasta 1 pulgada o un poco mas, por eso es que vemos que al comprar nuestro monitor de 17" en las especificaciones indica "viewable" que es la distancia que se puede ver es de 16".
Por otra parte, si es por el tipo de monitor es un poco más técnico, se diferencian en los monitores de tubo sencillo, los de tubo de pantalla plana y los flat panel. La diferencia principal entre los de tubo es que los de pantalla plana poseen mejor tecnología y ofrecen mejor imagen(colores mas vivos) y resolución(mas detalle) que los de tuvo sencillo curvos. Ahora el último grito de la moda son los flat panel como el de las computadoras portátiles ya que no ocupan casi espacio y ofrecen altas resoluciones y tamaños adecuados, la única desventaja es que son sumamente caros, cuestan hasta diez veces lo que cuesta uno de tuvo del mismo tamaño de diagonal, muy pronto profundizaré un poco mas en el tema, no se preocupen.


Raton: los ratones se diferencian principalmente en dos bandos. Los que se conectan al puerto serial, los cuales son estos...(muestra imagen) y los PS-2 (muestra imagen). Los PS2 son el estándar hoy día pero tienes que tomar en cuenta si tu computadora tiene el puerto PS2 o no, aunque todas tienen puerto serial.
son los que están reemplazando a los seriales ya que en las computadoras se creo este puerto especialmente para el mouse
Sabes que el puerto PS2 fue creado por la IBM especialmente para el mouse y el teclado, ya que al tener un purto (conector) dedicado a los periféricos principales como teclado y mouse se puede liberar el puerto serial para conectar otros dispositivos como por ejemplo un MODEM.
Los mouse existen en distintas formas, unas más sencillas que otras, una de las variantes de mouse son los track ball, estos son un mouse pero invertido, en vez de mover el ratón entero, se mueve directamente la bola en dirección a la cual se quiere dirigir el cursor, o los touchpad como en las computadoras portátiles.


Teclado: hay dos tipos de ellos si los diferencias por el conector, AT y PS2, como podemos ver (mostrar figura comparatoria), la diferencia principal es el tamaño del conector. El conector del mouse PS2 es idéntico al del teclado PS2, tengan cuidado al invertirlos, no va a pasar nada, simplemente no les va a funcionar. Los teclados han evolucionado bastante también, hoy día poseen botones especiales para navegar en Internet o para abrir programas específicos con solo oprimirlos, también los tienen ergonómicos (adecuados a la fisonomía del hombre) y sencillos, inalámbricos, con bocinas, diferentes colores, etc.. En fin hay teclados para cada usuario.

CPU: Unidad de procesamiento central, esta es la parte más importante ya que es el cerebro de la computadora, dentro de ella se realizan todas las tareas comandadas por el usuario, ella consta de partes específicas internas que serán explicadas más adelante.

Complemento a 2

El complemento a dos de un número N que, expresado en el sistema binario está compuesto por n dígitos, se define como:

C_2^N=2^n - N.

El total de números positivos será 2^{n-1}-1 y el de negativos 2^{n-1}, siendo n el número máximo de bits. El 0 contaría aparte.

Veamos un ejemplo: tomemos el número N = 45 que, cuando se expresa en binario es N=101101_2, con 6 dígitos, y calculemos su complemento a dos:

N=45, n=6; 2^6=64 y, por lo tanto:

C_2^N = 64-45 = 010011_2

Puede parecer farragoso, pero es muy fácil obtener el complemento a dos de un número a partir de su complemento a uno, porque el complemento a dos de un número binario es una unidad mayor que su complemento a uno, es decir:

C_2^N = C_1^N + 1

Cabe señalar que en este ejemplo se ha limitado el número de bits a 6, por lo que no sería posible distinguir entre el -45 y el 19 (el 19 en binario es 10011). En realidad, un número en complemento a dos se expresa con una cantidad arbitraria de unos a la izquierda, de la misma manera que un número binario positivo se expresa con una cantidad arbitraria de ceros. Así, el -45, expresado en complemento a dos usando 8 bits sería 11010011, mientras que el 19 sería 00010011; y expresados en 16 bits serían 1111111111010011 y 0000000000010011 respectivamente. Se presenta la tabla de verdad del complemento a 2 para cuatro dígitos.

Su utilidad principal se encuentra en las operaciones matemáticas con números binarios. En particular, la resta de números binarios se facilita enormemente utilizando el complemento a dos: la resta de dos números binarios puede obtenerse sumando al minuendo el complemento a dos del substraendo. Se utiliza porque la unidad aritmético-lógica no resta números binarios, suma binarios negativos, por eso esta conversión al negativo.

             

la forma mas sencilla de representar esta formula seria de la siguiente manera:

C2(x)=2ⁿ -x

de manera mas amplia:

C2(x)=2ⁿ -x-1+1

simplificando la formula anterior queda así: 

C2= C1(x)+1

una manera fácil para hacer la operación de C1 y C2 sabiendo que el C1 se invierten los números:

Complemento a 1

El complemento a uno de un número binario es una operación matemática muy importante en el campo de la computación, ya que nos permite obtener la representación binaria de números negativos. Se obtiene al cambiar cada uno de los dígitos del número binario N por su complementario, esto es, cambiar los unos por ceros y los ceros por unos.

Por ejemplo:

Número binario = (001010110)_2 = (86)_{10}

Complemento a uno = (110101001)_2 = (-86)_{10}

Podemos referirnos al complemento a uno como la función complemento a uno C_1^N, que también se puede definir como el complemento a dos menos una unidad, es decir: 

C_1^N = C_2^N-1

Es trivial a partir de la definición anterior, que el complemento a dos se puede definir como: 

C_2^N = C_1^N + 1

Por ejemplo, vamos a calcular el complemento a 1 del número (45)_{10} que, expresado en binario (101101)_2 tiene 6 dígitos:

N = 45; n = 6; 2^6 = 64

Para n = 8 (8 bits) en Complemento a uno

Valores de 8 bits Interpretado en C1 en decimal interpretado como entero sin signo en decimal:

00000000 0 0

00000001 1 1

00000010 2 2

... ... ...

01111110 126 126

01111111 127 127

10000000 −127 128

10000001 −126 129

10000010 −125 130

... ... ...

11111101 −2 253

11111110 −1 254

11111111 −0 255

Otro enfoque sería representar números negativos usando el complemento a la base menos uno. En el caso de los números binarios, sería el complemento a uno y la forma del complemento a uno de un número binario es un NOT bit a bit aplicado al número, es decir, la inversión de unos por ceros y ceros por unos. De esta forma, en la representación por Complemento a uno de un número signado de n-bits asignamos:

Un bit para representar el signo. Ese bit a menudo es el bit más significativo y, por convención: un 0 denota un número positivo, y un 1 denota un número negativo.

Los (n-1)-bits restantes para representar el significando que es la magnitud del número en valor absoluto para el caso de números positivos, o bien, en el complemento a uno del valor absoluto del número, en caso de ser negativo.

Observar así que la representación en Complemento a uno de un número negativo se puede obtener de la representación en Signo y Magnitud por una mera inversión de unos por ceros y ceros por unos del significando. Este sistema numérico de representación era común en computadoras más antiguas; el PDP-1 y la serie de UNIVAC 1100/2200, entre muchas otras, utilizaron la aritmética en complemento a uno.

la representación con fórmula de manera sencilla seria de la siguiente manera:

C1(x)= 2ⁿ -  x - 1

C1(23)= 2⁸ - 23 -1= 256 - 23 - 1= 232₁₀ 

Representación de Números con Signo

En matemáticas, los números negativos en cualquier base se representan del modo habitual, precediéndolos con un signo «−». Sin embargo, en una computadora, hay varias formas de representar el signo de un número. Este artículo trata cuatro métodos de extender el sistema binario para representar números con signo: signo y magnitud, complemento a uno, complemento a dos y exceso K, donde normalmente K equivale a bn-1.

Para la mayoría de usos, las computadoras modernas utilizan típicamente la representación en complemento a dos, aunque pueden usarse otras en algunas circunstancias.

En las secciones a continuación, nos referiremos exclusivamente al caso de números signados en binario (y contrastaremos con el decimal con fines didácticos), esto no significa que lo mostrado aquí se pueda llevar en forma análoga a otras bases (hexadecimal, u octal, por ejemplo).

Un primer enfoque al problema de representar un número signado de n-bits consiste en asignar:

un bit para representar el signo. Ese bit a menudo es el bit más significativo o MSB (de sus siglas en inglés) y, por convención: un 0 denota un número positivo, y un 1 denota un número negativo;

los (n-1)-bits restantes para representar el significando que es la magnitud del número en valor absoluto.

Y se conoce como Signo y Magnitud.

Este enfoque es directamente comparable a la forma habitual de mostrar el signo (colocando "+" o "-" al lado de la magnitud del número). Algunas de las primeras computadoras binarias (la IBM 7090) utilizaron esta representación, quizás por su relación obvia con la práctica habitual.

El formato Signo y Magnitud es además el habitual para la representación del significando en números en punto flotante.

Ejemplo de Signo y Magnitud

Sea una representación en formato de Signo y Magnitud que nos permite codificar un número entero en binario con 8 bits (un byte). Esto nos otorga 1 bit para el signo y 7 bits para la magnitud. Con 8 bits, podemos representar, en teoría al menos (véase Desventajas, más abajo), 28 = 256 números. Los cuales, según éste formato, van a estar repartidos entre 128 números positivos (bit de signo en 0) y 128 números negativos (bit de signo en 1).

Supongamos ahora, que tenemos que representar el número -9710 (decimal). Procedemos a:

Tomar nota del signo del número -9710, que siendo negativo, llevará como bit de signo un 1;

Realizar la conversión: el valor absoluto de -9710 es |-9710| = 9710. Que en binario es: 11000012;

Colocar todo junto, el número -9710 en binario con formato de Signo y Magnitud es: 111000012. Donde el 1 en el bit más significativo indica un número negativo, y 11000012 es el significando en valor absoluto.

Para el caso inverso, dado un número binario en Signo y Magnitud, por ejemplo, 101101012, procedemos a:

Analizar el bit más significativo, que siendo un 1 indica que el número es negativo;

Convertir el significando a la base deseada, por ejemplo, en decimal, tomando en cuenta que el valor obtenido está en valor absoluto y la magnitud real estará dada por el bit de signo obtenido antes: 01101012 = |5310|. Siendo que el bit de signo es 1, el número real es -5310. Si el bit de signo fuese 0, el número hubiese sido +5310.

Desventajas de la representación en Signo y Magnitud

Siguiendo con el ejemplo de n = 8 (8 bits).

Es más complejo operar aritméticamente. Para realizar una suma, por ejemplo, primero hay que determinar si los dos números tienen el mismo signo, y en caso de que sea así, realizar la suma de la parte significativa, pero en caso contrario, restar el mayor del menor y asignar el signo del mayor.

Posee doble representación del cero. Al representar en Signo y Magnitud, aparece el cero asignado: 000000002 (+010) y 100000002 (-010).

Ventajas de la representación en signo y magnitud

Siguiendo con el ejemplo de n = 8 (8 bits).

Posee un rango simétrico: los números van del +12710 = 011111112, pasando por el +010 = 000000002 y el -010 = 100000002, hasta el -12710 = 111111112. Y en forma general, para n-bits, el rango (en decimal) para Signo y Magnitud es (-2n-1+1; 2n-1-1), o bien ± (2n-1-1).

EBCDIC (Extendido de Caracteres Decimales Codificados en Binario para el Intercambio de Información)

EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) es un código estándar de 8 bits usado por computadoras mainframe IBM para representar caracteres alfanuméricos, controles y signos de puntuación (define un total de 256 caracteres). IBM adaptó el EBCDIC del código de tarjetas perforadas en los años 1960 y lo promulgó como una táctica customer-control cambiando el código estándar ASCII.

Nota: Este código surge como una ampliación del código BCD. En las transmisiones de datos es necesario utilizar un gran número de caracteres de control para la manipulación de los mensajes y realización de otras funciones. De ahí que el código BCD se extendiera a una representación utilizando 8 bits dando origen al código EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code). Existen muchas versiones (codepages) de EBCDIC con caracteres diferentes, respectivamente sucesiones diferentes de los mismos caracteres. Por ejemplo al menos hay 9 versiones nacionales de EBCDIC con Latín 1 caracteres con sucesiones diferentes.

Código ASCII (Estándar para el intercambio de Información)

 El código ASCII (siglas en ingles para American Standard Code for Information Interchange, es decir Código Americano (Estándar para el intercambio de Información ).
Fue creado en 1963 por el Comité Estadounidense de Estándares o "ASA", este organismo cambio su nombre en 1969 por "Instituto Estadounidense de Estándares Nacionales" o "ANSI" como se lo conoce desde entonces. Este código nació a partir de reordenar y expandir el conjunto de símbolos y caracteres ya utilizados en aquel momento en telegrafía por la compañía Bell. En un primer momento solo incluía letras mayúsculas y números, pero en 1967 se agregaron las letras minúsculas y algunos caracteres de control, formando así lo que se conoce como US-ASCII, es decir los caracteres del 0 al 127. Así con este conjunto de solo 128 caracteres fue publicado en 1967 como estándar, conteniendo todos lo necesario para escribir en idioma ingles. En 1981, la empresa IBM desarrolló una extensión de 8 bits del código ASCII, llamada "pagina de código 437", en esta versión se reemplazaron algunos caracteres de control obsoletos, por caracteres gráficos. Además se incorporaron 128 caracteres nuevos, con símbolos, signos, gráficos adicionales y letras latinas, necesarias para la escrituras de textos en otros idiomas, como por ejemplo el español. Así fue como se sumaron los caracteres que van del ASCII 128 al 255. IBM incluyó soporte a esta página de código en el hardware de su modelo 5150, conocido como "IBM-PC", considerada la primera computadora personal. El sistema operativo de este modelo, el "MS-DOS" también utilizaba el código ASCII extendido. Casi todos los sistemas informáticos de la actualidad utilizan el código ASCII para representar caracteres, símbolos, signos y textos.

Números en BCD (Decimal Codificado en Binario)

En sistemas de computación, Binary-Coded Decimal (BCD) o Decimal codificado en binario es un estándar para representar números decimales en el sistema binario, en donde cada dígito decimal es codificado con una secuencia de 4 bits. Con esta codificación especial de los dígitos decimales en el sistema binario, se pueden realizar operaciones aritméticas como suma, resta, multiplicación y división de números en representación decimal, sin perder en los cálculos la precisión ni tener las inexactitudes en que normalmente se incurre con las conversiones de decimal a binario puro y de binario puro a decimal. La conversión de los números decimales a BCD y viceversa es muy sencilla, pero los cálculos en BCD se llevan más tiempo y son algo más complicados que con números binarios puros.

Cada dígito decimal tiene una representación binaria codificada con 4 bits:

                
                 Decimal:   0        1        2        3        4       5         6       7        8        9

                 BCD:     0000  0001  0010  0011  0100  0101  0110  0111  1000  1001