Hardware Avanzado

Definición de hardware

La Real Academia Española define al hardware como el conjunto de los componentes que conforman la parte material (física) de una computadora, a diferencia del software que refiere a los componentes lógicos (intangibles). Sin embargo, el concepto suele ser entendido de manera más amplia y se utiliza para denominar a todos los componentes físicos de una tecnología.

En el caso de la informática y de las computadoras personales, el hardware permite definir no sólo a los componentes físicos internos (disco duro, placa madre, microprocesador, circuitos, cables, etc.), sino también a los periféricos (escáners, impresoras).

El hardware suele distinguirse entre básico (los dispositivos necesarios para iniciar el funcionamiento de un ordenador) y complementario (realizan ciertas funciones específicas).

En cuanto a los tipos de hardware, pueden mencionarse a los periféricos de entrada (permiten ingresar información al sistema, como el teclado y el mouse), los periféricos de salida (muestran al usuario el resultado de distintas operaciones realizadas en la computadora. Ejemplo: monitor, impresora), los periféricos de entrada/salida (módems, tarjetas de red, memorias USB), la unidad central de procesamiento o CPU (los componentes que interpretan las instrucciones y procesan los datos) y la memoria de acceso aleatorio o RAM (que se utiliza para el almacenamiento temporal de información).

La historia del desarrollo del hardware, por otra parte, marca diversos hitos y etapas. Se habla de una primera generación (con tubos de vidrio que albergaban circuitos eléctricos), una segunda generación (con transistores), una tercera generación (que permitió empaquetar cientos de transistores en un circuito integrado de un chip de silicio) y una cuarta generación (con el advenimiento del microprocesador). El avance en los estudios sobre nanotecnología permite prever la aparición de un hardware más avanzado en los próximos años.

Definición de setup

Setup es un término inglés que no forma parte del diccionario de la Real Academia Española (RAE). Puede ser traducido como configuración, organización o disposición.

El concepto es habitual en el ámbito de la informática. El setup es una herramienta de los sistemas operativos y los programas informáticos que permite configurar diversas opciones de acuerdo a las necesidades del usuario.

La mayor parte de los programas cuenta con algún tipo de setup. De este modo, el usuario puede adecuar el software a su hardware y configurar todo lo referente al uso que pretende darle a la herramienta informática. El hardware, por su parte, se configura a partir del setup que está presente en su software y que suele incluirse en un CD junto al dispositivo físico en cuestión.

Setup también se utiliza como sinónimo de BIOS (Basic Input-Output System). Este es el Sistema Básico de Entrada-Salida, un software que reconoce los dispositivos necesarios para cargar el sistema operativo en la memoria ROM de la computadora. El BIOS está instalado en un chip de la placa base.

Puede decirse que la configuración más básica de la computadora se encuentra en el BIOS; por ese motivo, el BIOS también se conoce como setup. Este programa comprueba el hardware, inicializa los circuitos, manipula los periféricos y dispositivos a bajo nivel y carga el sistema de arranque para inicializar el sistema operativo.

Definición de firmware

Se conoce como firmware al conjunto de instrucciones de un programa informático que se encuentra grabado en una memoria ROM, flash, EEPROM o similar. Estas instrucciones establecen la lógica de bajo nivel que controla los circuitos electrónicos de algún tipo de dispositivo.

El firmware, cuyo nombre hace referencia a la programación en firme, forma parte del hardware ya que se encuentra integrado a la electrónica, pero también está considerado como parte del software al estar desarrollado bajo algún lenguaje de programación. Podría decirse que el firmware actúa como intermediario entre las órdenes externas que recibe el dispositivo y sus componentes electrónicos.

Los microprocesadores, las impresoras, los monitores y los chips de memoria son algunos de los dispositivos que cuentan con firmware. Un ejemplo de firmware es el programa BIOS de la computadora, que comienza a funcionar apenas se enciende la máquina.

La arquitectura de la computadora está compuesta por una serie de capas con distintos niveles de abstracción. El hardware es la base y luego aparece el firmware. Sobre él se suceden el ensamblador, el kernel, el sistema operativo y, al final, las aplicaciones.

Cabe destacar que el usuario, por lo general, cuenta con la posibilidad de actualizar el firmware de un dispositivo para corregir errores o mejorar sus prestaciones. Estas actualizaciones, de todas formas, son riesgosas ya que si se produce algún fallo en el proceso el dispositivo puede dejar de funcionar.

La actualización del firmware ofrece varias ventajas: puede permitir, por ejemplo, que una grabadora de CD incremente su velocidad de 48x a 52x.

Definición de fuente de poder

La fuente de poder, fuente de alimentación o fuente de energía es el dispositivo que provee la electricidad con que se alimenta una computadora u ordenador. Por lo general, en las computadoras de escritorio (PC), la fuente de poder se ubica en la parte de atrás del gabinete, junto a un ventilador que evita su recalentamiento.

La fuente de poder es una fuente eléctrica, un artefacto activo que puede proporcionar corriente eléctrica gracias a la generación de una diferencia de potencial entre sus bornes. Se diseña a partir de una fuente ideal, que es un concepto utilizado en la teoría de circuitos para analizar el comportamiento de los componentes electrónicos y los circuitos reales.

La fuente de alimentación se encarga de convertir la tensión alterna de la red industrial en una tensión casi continua. Para esto consta de un rectificador, fusibles y otros componentes que le permiten recibir la electricidad, regularla, filtrarla y adaptarla a las necesidades de la computadora.

Es importante cuidar la limpieza de la fuente de poder; de lo contrario, puede acumular polvo que obstruya la salida de aire. Al aumentar la temperatura, la fuente puede recalentarse y quemarse, dejando de funcionar. Una falla en la fuente de poder incluso puede perjudicar a otros componentes de la computadora, como la placa madre o la placa de video.

Definición de tarjeta madre

La tarjeta madre, placa base o motherboard es una tarjeta de circuito impreso que permite la integración de todos los componentes de una computadora. Para esto, cuenta con un software básico conocido como BIOS, que le permite cumplir con sus funciones.
La tarjeta madre alberga los conectores necesarios para el procesador, la memoria RAM, los puertos y el resto de las placas (como la tarjeta de video o la tarjeta de red).
Existen varios conceptos vinculados a las tarjetas madre que deben ser comprendidos para conocer el funcionamiento de esta placa base. Por ejemplo, se conoce como chipset al conjunto de los principales circuitos integrados que se instalan en la tarjeta madre.
El socket o zócalo es un sistema electromecánico de soporte y conexión eléctrica que permite la fijación y conexión del microprocesador al motherboard.
Por otra parte, un slot es una ranura que se encuentra en la tarjeta madre y que posibilita conectar a ésta distintas tarjetas adicionales o de expansión, que, en general, sirven para controlar dispositivos periféricos como las impresoras. Las computadoras actuales suelen presentar entre ocho y doce slots.
Los puertos IDE o ATA son aquellos que controlan los dispositivos de almacenamiento de datos, como los discos duros. Otros puertos importantes en una tarjeta madre son PS/2 (para conectar el mouse y el teclado), USB, COM1 y LPT1.
Cabe destacar, por último, que existen distintos tipos de placas madre, como XT, AT, Baby-AT, ATX, Mini-ATX, micro ATX, LPX, NLX, Nano-ITX, BTX, WTX y ETX, entre otros.

Definición de tarjeta de video

Una tarjeta de video o tarjeta gráfica es una tarjeta que presenta un circuito impreso para transformar las señales eléctricas procedentes del microprocesador de una computadora en información que puede ser representada a través del monitor.

Las tarjetas de video pueden contar con procesadores de apoyo para procesar la información de la forma más rápida y eficiente posible. También es posible que incluyan chips de memoria para almacenar las imágenes de manera temporal.

En definitiva, las tarjetas de video están compuestas por distintos elementos. El procesador gráfico le permite hacer los cálculos y reconstruir las figuras. La memoria de video es el componente que almacena la información de lo que se visualizará en la pantalla. El disipador es un dispositivo que permite bajar la temperatura que genera el procesador gráfico durante su funcionamiento. Por último, podemos mencionar al RAMDAC, que es un conversor que transforma la señal digital de la computadora en una salida analógica compatible con el monitor.

Las tarjetas de video modernas pueden ofrecer características adicionales, como la sintonización de señales televisivas, la presencia de conectores para un lápiz óptico, la grabación de video y la decodificación de distintos formatos.

Una tarjeta gráfica es considerada, por lo general, a partir de dos grandes características. La resolución de imagen capaz de soportar y el número de colores que puede mostrar de manera simultánea. Ambas características determinarán si el usuario puede disfrutar de ciertos videojuegos o utilizar software que requiere de mucha capacidad gráfica, como los programas de diseño, por ejemplo.

Definición de tarjeta de red

Una tarjeta de red, placa de red o Network Interface Card (NIC) es un tipo de tarjeta que se inserta en la placa madre de una computadora o se conecta a uno de sus puertos para permitir que la máquina acceda a una red y pueda compartir sus recursos (como los documentos, la conexión a Internet o una impresora, por ejemplo).

También existen las tarjetas de red inalámbricas, que cumplen la misma función pero que no utilizan cables, sino que apelan a las ondas de radio para transmitir la información. El cable de red más común es aquel que se conoce como Ethernet con conector RJ45.

La velocidad de trasmisión de información varía de acuerdo al tipo de la placa de red. Las tarjetas más modernas soportan una velocidad de 1000 Mbps / 10000 Mbps. A mayor velocidad, se transmiten más datos en menos tiempo.

El Institute of Electronic and Electrical Engineers (IEEE) es el encargado de administrar el número de identificación único de 48 bits que presenta cada tarjeta de red. Este código hexadecimal recibe el nombre de dirección MAC.

El Ethernet, un estándar de redes de computadoras de área local con acceso al medio por contienda CSMA/CD, ha sido tomado como base para la redacción del estándar internacional IEEE 802.3.

Las tarjetas de red, por ejemplo, permiten que, en una oficina, dos computadoras compartan la misma conexión a Internet o que los usuarios de dichos equipos puedan trabajar con los documentos albergados en el disco rígido de cualquiera de las dos computadoras.

Definición de circuito integrado

Circuito, con origen en el latín circuĭtus, es un concepto con varios usos y significados. El término permite referirse al trayecto en curva cerrada, el recorrido que termina en el punto de partida o el terreno ubicado dentro de un perímetro.

Integrado, por su parte, procede del verbo integrar (completar un todo con las partes faltantes, hacer que algo pase a formar parte de un todo, constituir un todo).

En la electrónica, un circuito integrado es una combinación de elementos de un circuito que están miniaturizados y que forman parte de un mismo chip o soporte. La noción, por lo tanto, también se utiliza como sinónimo de chip o microchip.

El circuito integrado está elaborado con un material semiconductor, sobre el cual se fabrican los circuitos electrónicos a través de la fotolitografía. Estos circuitos, que ocupan unos pocos milímetros, se encuentran protegidos por un encapsulado con conductores metálicos que permiten establecer la conexión entre dicha pastilla de material semiconductor y el circuito impreso.

Existen varios tipos de circuitos integrados. Entre los más avanzados y populares puede mencionarse a los microprocesadores, que se utilizan para controlar desde computadoras hasta teléfonos móviles y electrodomésticos.

Los circuitos integrados pueden clasificarse de diversas formas. Es posible hablar de los circuitos monolíticos (fabricados en un único monocristal, por lo general silicio), los circuitos híbridos de capa fina (con componentes que exceden a la tecnología monolítica) y los circuitos híbridos de capa gruesa (sin cápsulas, con resistencias depositadas por serigrafía y cortes con láser).

Otra clasificación se realiza según el número de componentes y el nivel de integración. Los circuitos integrados, en este caso, se conocen por su sigla en inglés: SSI (Small Scale Integration), MSI (Medium Scale Integration), etc.

Definición de componentes

Componente es aquello que forma parte de la composición de un todo. Se trata de elementos que, a través de algún tipo de asociación o contigüidad, dan lugar a un conjunto uniforme. Por ejemplo: “Un pequeño motor, un reloj y un mecanismo electrónico son los componentes de este aparato”, “Los principales componentes del partido se reunieron para elegir al próximo candidato”, “Los componentes antisociales deben ser reeducados e integrados a la comunidad”, “Necesito otros componentes para concluir este trabajo”.

Un componente electrónico es un dispositivo que es una parte constituyente de un circuito electrónico. Suele terminar en dos patillas metálicas y estar encapsulado en un material metálico, cerámico o plástico. Lo habitual es que estos componentes estén interconectados mediante soldaduras al circuito impreso.

Existen diversos tipos de componentes electrónicos. Los componentes discretos están encapsulados uno a uno (como los transistores o los diodos), mientras que los componentes integrados forman conjuntos más complejos a partir de la unión de componentes discretos.

Otros tipos de componentes son los activos (generan una excitación eléctrica), los pasivos (se encargan de la conexión de los componentes activos), los electromagnéticos (transformadores, inductores), los electroacústicos (micrófonos, auriculares) y los optoelectrónicos (diodos LED).

Los componentes semiconductores, por último, son aquellos realizados con materiales semiconductores (que conducen o aíslan la electricidad según la temperatura del ambiente) como el silicio.

En el caso de los circuitos electrónicos, es importante distinguir entre los componentes (dispositivos físicos) y los elementos (abstracciones o modelos). En otras circunstancias, componentes y elementos pueden utilizarse como sinónimos.