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Hardware y conceptos básicos de las TI - Coggle Diagram
Hardware y conceptos básicos de las TI
Conceptos Básicos de TI, Unidades de medida de almacenamiento y sus equivalencias
Descripcion
Bit: Es la unidad más pequeña de datos en una computadora, representando un valor binario de 0 o 1, es decir, Falso o Verdadero.
Byte: Compuesto por 8 bits, es la unidad básica de almacenamiento de datos en una computadora.
Carácter: Equivale a un byte y puede ser cualquier letra, número o símbolo que se puede introducir a la computadora u otro dispositivo.
Unidades de medida de
almacenamiento
más utilizadas y sus equivalencias
Bit (b): Unidad básica que representa un valor binario (0 o 1).
Byte (B): Compuesto por 8 bits.
Kilobyte (KB): Equivale a 1024 bytes. Se usa para almacenar archivos pequeños, como documentos de texto.
Megabyte (MB): Equivale a 1024 kilobytes o 1,048,576 bytes. Se utiliza para archivos de mayor tamaño como imágenes o canciones.
Gigabyte (GB): Equivale a 1024 megabytes o 1,073,741,824 bytes. Es común en dispositivos de almacenamiento como discos duros y unidades flash.
Terabyte (TB): Equivale a 1024 gigabytes o 1,099,511,627,776 bytes. Utilizado para almacenamiento masivo, como en servidores y discos duros externos de gran capacidad.
Clasificación o componentes
Arquitectura Von Neumann: Memoria única para datos e instrucciones.
Arquitectura Harvard: Memorias separadas para datos e instrucciones.
Sistema Operativo: Software que gestiona recursos de hardware.
Software: Programas que realizan tareas.
Firmware: Software embebido en hardware.
Virtualización: Crear recursos de hardware virtuales.
Marcas
Las marcas destacadas en almacenamiento son:
Kingston Technology: Empresa reconocida en soluciones de memoria y almacenamiento.
Samsung Electronics: Destacada por sus unidades SSD de alto rendimiento.
Sistemas de Enfriamiento
Descripción
Enfriamiento por Aire: Es el método más común y económico. Utiliza ventiladores para disipar el calor generado por los componentes mediante la circulación de aire. Suele incluir disipadores de calor metálicos que aumentan la superficie de contacto para mejorar la transferencia térmica.
Enfriamiento Líquido: Utiliza un líquido refrigerante que circula a través de tubos y absorbe el calor de los componentes. Este calor es luego disipado en un radiador con ventiladores. Es más eficiente y silencioso que el enfriamiento por aire, siendo ideal para sistemas de alto rendimiento o overclocking.
Enfriamiento Pasivo: Se basa en disipadores de calor sin partes móviles, que absorben y disipan el calor mediante conducción y convección natural. Es eficiente para componentes que no generan mucho calor y es completamente silencioso.
Clasificación o componentes
Enfriamiento por Aire: Utiliza ventiladores y disipadores de calor para eliminar el calor mediante flujo de aire.
Enfriamiento Líquido: Emplea un líquido refrigerante que circula por un circuito cerrado para absorber y disipar el calor mediante un radiador.
Enfriamiento Pasivo: No utiliza partes móviles; se basa en disipadores de calor que disipan el calor a través de conducción y convección natural sin ventiladores.
Componentes principales de los sistemas de enfriamiento:
Ventiladores: Movilizan el aire para disipar el calor; algunos modelos incorporan iluminación RGB para estética.
Disipadores de Calor: Elementos metálicos (habitualmente de aluminio o cobre) que aumentan la superficie de contacto para mejorar la transferencia térmica.
Heat Pipes (Tubos de Calor): Tubos que transportan el calor eficientemente del componente caliente al disipador.
Radiador: En sistemas de enfriamiento líquido, dispositivo que disipa el calor absorbido por el líquido refrigerante.
Bloques de Agua: Parte en contacto directo con el componente (CPU, GPU) para absorber el calor en sistemas de enfriamiento líquido.
Circuito de Líquido Refrigerante: Tubos y bomba que circulan el líquido para transportar el calor al radiador.
Enfriamiento Líquido Todo en Uno (AIO): Sistemas preensamblados que integran bloque de agua, bomba, radiador y ventiladores en un solo conjunto para una instalación más sencilla.
Funciones
Las funciones de los sistemas de enfriamiento en una computadora son mantener los componentes a temperaturas operativas seguras y prevenir el sobrecalentamiento, lo cual es crucial para asegurar el correcto funcionamiento y la longevidad del hardware. Específicamente, los sistemas de enfriamiento disipan el calor generado por componentes como la CPU, GPU, y la fuente de alimentación para evitar fallos por temperatura elevada
Los tipos principales de sistemas de enfriamiento y sus funciones son:
Enfriamiento por aire: Utiliza ventiladores para mover aire y disipar el calor de los componentes. Es el método más común y económico.
Enfriamiento líquido: Usa un líquido refrigerante que absorbe el calor y lo transporta a un radiador donde se disipa. Es más eficiente y silencioso comparado con el enfriamiento por aire.
Enfriamiento pasivo: Usa disipadores de calor sin partes móviles para absorber y dispersar calor de manera silenciosa, adecuado para componentes con baja generación de calor
Fuente de Alimentación (PSU)
Descripcion
La fuente de alimentación (PSU) es un componente fundamental de la computadora que convierte la corriente alterna (AC) proveniente de la toma de corriente en corriente continua (DC) que los componentes internos de la computadora pueden utilizar para su correcto funcionamiento. Es responsable de suministrar energía estable y continua a todos los dispositivos de hardware, asegurando que funcionen adecuadamente
Los dos tipos principales de fuentes de alimentación para computadora son:
AT (Advance Technology): Ha sido la más utilizada durante años.
ATX (Extended Technology): Actualmente es la más popular gracias a la incorporación de tecnología de última generación
Clasificación o componentes
La fuente de alimentación (PSU) está compuesta por varios componentes principales que permiten su correcto funcionamiento y la conversión eficiente de la corriente alterna (AC) en corriente continua (DC). Los componentes principales de la fuente de alimentación son:
Ventilador: Mantiene fresco el equipo y evita el sobrecalentamiento de la PSU.
Selector de voltaje: Reduce el voltaje de entrada a niveles seguros compatibles con los componentes internos.
Conectores: Proporcionan la energía necesaria a diversos componentes como el monitor, la placa base, unidades ópticas y discos duros.
Rectificador: Se encarga de convertir la corriente alterna (AC) en corriente continua (DC).
Filtros: Suavizan la señal de corriente continua para evitar fluctuaciones que puedan dañar los componentes conectados.
Funciones
Las funciones principales de la fuente de alimentación (PSU) son:
Convertir la corriente alterna (AC) de la toma de corriente en corriente continua (DC) que la computadora puede utilizar para alimentar sus componentes internos.
Suministrar energía estable y continua a todos los componentes de hardware, asegurando su correcto funcionamiento.
Reducir el voltaje de entrada a niveles seguros mediante un selector de voltaje.
Filtrar y suavizar la señal de corriente continua para evitar fluctuaciones que puedan dañar los componentes.
Permitir una buena gestión del calor mediante un ventilador que mantiene fresco el equipo
Dispositivos Periféricos
Descripcion
Los dispositivos periféricos son herramientas de hardware que permiten la comunicación entre el usuario y la computadora. Se clasifican según su función en:
Dispositivos de Entrada: Permiten la incorporación de información a la computadora en diversos formatos como texto, imagen y audio. Ejemplos:
Teclado: Para ingresar texto y comandos.
Ratón: Dispositivo apuntador para interactuar con la interfaz gráfica.
Escáner: Convierte documentos físicos en archivos digitales.
Cámara digital: Para tomar imágenes o introducirlas a la computadora.
Grabadora de audio: Para capturar sonidos como música y voz.
Lectores de código: Para leer códigos de barras o QR.
Tabletas gráficas: Para dibujo y diseño digital.
Joysticks o palancas de juego: Para controlar juegos
Clasificación o componentes
Componentes Principales en los Dispositivos Periféricos
Los dispositivos periféricos, dependiendo de su tipo, están compuestos por elementos específicos para cumplir sus funciones, por ejemplo:
Dispositivos de Entrada:
Sensores o capturadores (por ejemplo, sensores ópticos en ratones, micrófonos en grabadoras de audio)
Teclas o botones (teclado, joystick)
Lentes y sensores (cámaras digitales, escáneres)
Dispositivos de Salida:
Pantallas o pantallas de visualización (monitores, monitores táctiles)
Cabezal de impresión (impresoras)
Altavoces o transductores de audio (altavoces, auriculares VR)
Dispositivos Mixtos:
Combinación de sensores y pantallas o cabezales de impresión.
Interfaces de comunicación (por ejemplo, puertos USB o de red para impresoras multifunción y módems).
Dispositivos de Almacenamiento Externo:
Memoria flash o discos magnéticos dentro de las unidades USB o discos duros externos.
Interfaces de conexión (USB, Thunderbolt, Ethernet para NAS)
Marcas
Teclados y ratones: Logitech, Razer, Microsoft, Corsair.
Monitores: Dell, ASUS, LG, Samsung.
Impresoras: HP, Canon, Epson, Brother.
Altavoces y auriculares: Bose, Sony, JBL, Sennheiser.
Unidades USB y discos externos: SanDisk, Western Digital, Seagate, Kingston.
Tabletas gráficas: Wacom, Huion, XP-PEN.
Funciones
Dispositivos de Entrada: Permiten introducir información a la computadora en diferentes formatos (texto, imagen, audio, etc.). Ejemplos y funciones:
Teclado: Ingresar texto y comandos.
Ratón: Interactuar con la interfaz gráfica mediante apuntado y selección.
Escáner: Convertir documentos físicos en archivos digitales.
Cámara digital: Capturar imágenes o introducirlas a la computadora.
Grabadora de audio: Capturar sonidos como música o voz.
Lectores de código: Leer códigos de barras o QR.
Tabletas gráficas: Permitir a artistas digitales dibujar directamente en la computadora.
Joysticks o palancas de juego: Dar instrucciones para juegos.
GPU Tarjeta Grafica
Descripción
La Tarjeta Gráfica o Unidad de Procesamiento Gráfico (GPU) es un componente encargado de renderizar imágenes, videos y gráficos 3D en la pantalla. Puede estar integrada en la CPU o ser una tarjeta dedicada, dependiendo de su configuración.
Características y definición:
La GPU integrada está dentro de la CPU y utiliza la memoria RAM del sistema, siendo adecuada para tareas básicas y algunos juegos ligeros.
La GPU dedicada tiene su propia memoria dedicada llamada VRAM (Video RAM), lo que la hace mucho más potente para tareas exigentes como juegos avanzados, diseño gráfico, edición de video y aplicaciones de inteligencia artificial.
Clasificación o componentes
Componentes principales de la tarjeta gráfica:
Núcleos CUDA o Stream Processors: Núcleos de procesamiento paralelos responsables de realizar cálculos gráficos complejos.
VRAM (Video RAM): Memoria dedicada que almacena texturas y datos gráficos para un acceso rápido.
Interfaces de Salida: Puertos como HDMI, DisplayPort y DVI que permiten conectar monitores y otros dispositivos de visualización.
Marcas
NVIDIA GeForce, conocida por sus tecnologías de trazado de rayos en tiempo real y DLSS.
AMD Radeon, utilizada en videojuegos, creación de contenido y aplicaciones gráficas.
Intel Arc, línea de tarjetas gráficas dedicada de Intel.
Funcionamiento
La tarjeta gráfica o GPU procesa y renderiza imágenes, videos y gráficos 3D para mostrarlos en la pantalla. Para ello, realiza numerosos cálculos en paralelo mediante sus núcleos de procesamiento, lo que permite generar gráficos de alta calidad y acelerar el procesamiento de datos gráficos.
CPU
Descripción
Descripción: La CPU es el cerebro de la computadora encargado de ejecutar instrucciones y procesar datos. Es un componente físico que consta principalmente de:
Unidad de Control (CU): Gestiona y coordina todas las actividades, dirigiendo el flujo de datos entre los distintos componentes.
Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Realiza operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación, división) y lógicas (comparaciones como igual, mayor o menor).
Registros: Pequeñas áreas de almacenamiento en la CPU donde se guardan datos e instrucciones temporales durante el procesamiento. La CPU puede ser de un solo núcleo o multinúcleo y existen también variantes especializadas como las GPU para procesamiento gráfico
Clasificación o Componentes
Unidad de Control (CU): Gestiona y coordina las actividades.
Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Realiza operaciones aritméticas y lógicas (suma, resta, comparaciones, etc.).
Registros: Almacenan datos y direcciones temporales durante el procesamiento.
Tipos de CPU:
Single-core: Un solo núcleo.
Multi-core: Múltiples núcleos para ejecución paralela.
GPU (Unidades de Procesamiento Gráfico) para tareas específicas
Marcas
ntel (ej. procesadores Intel Alder Lake).
AMD (ej. Ryzen 9 7950X)
Funcionamiento
La CPU ejecuta el software y controla el hardware realizando operaciones de procesamiento de datos e instrucciones, coordinando la comunicación entre los componentes
RAM (Memoria Principal)
Clasificación o Componentes
DRAM (Dynamic RAM): Memoria común, necesita refresco constante.
SRAM (Static RAM): Más rápida, no requiere refresco frecuente, usada en cachés.
Versiones actuales: DDR4, DDR5, Memoria ECC (detecta y corrige errores), HBM para tarjetas gráficas
Descripción
Descripción: La RAM es la memoria principal volátil que funciona como espacio de trabajo temporal para la computadora. Se compone de distintos tipos de memoria:
DRAM (Dynamic RAM): Compuesta por condensadores que almacenan carga eléctrica representando bits, pero que requieren refresco constante para mantener los datos. Es la forma más común y económica de RAM.
SRAM (Static RAM): Conformada por bistables o flip-flops que almacenan datos sin necesidad de refresco constante, proporcionando mayor velocidad y costo más elevado. Se usa en cachés. Las versiones modernas incluyen DDR4 y DDR5, con mejoras en velocidad y eficiencia, además de variantes como la memoria ECC para corrección de errores y HBM usada en GPUs
Marcas
Kingston
Corsair
Samsung
Funcionamiento
Proporciona espacio temporal de trabajo para la CPU, permitiendo acceso rápido a datos e instrucciones en uso
Placa Base (
)
Clasificación o Componentes
Socket de CPU: donde se inserta la CPU.
Slots de memoria para módulos RAM.
Conectores de almacenamiento (SATA para HDD/SSD, NVMe para SSDs).
Chipset: Northbridge (alta velocidad) y Southbridge (baja velocidad).
Ranuras de expansión (PCIe para GPUs y otras tarjetas).
Puertos para periféricos.
Descripción
Descripción: La placa base es una tarjeta de circuito impreso que actúa como el eje central de la computadora, interconectando todos sus dispositivos y permitiendo la comunicación entre ellos. Incluye:
Socket de CPU: Donde se inserta la CPU para permitir su conexión eléctrica y de datos.
Slots para Memoria RAM: Ranuras para colocar módulos de memoria.
Conectores de almacenamiento: SATA para discos duros y SSDs, con frecuencia combina con conectores NVMe para unidades SSD de altas prestaciones.
Chipset: Circuitos que gestionan la comunicación entre CPU, RAM y otros periféricos. Normalmente dividido en Northbridge (maneja comunicación de alta velocidad) y Southbridge (baja velocidad).
Puertos y conectores: Para periféricos externos, como USB, audio, red y otros.
Slots de Expansión: PCIe para tarjetas adicionales como GPUs y tarjetas de sonido.
Marcas
ASUS
Gigabyte
MSI
Funcionamiento
Gestiona la comunicación y transferencia de datos entre la CPU, memoria, unidades de almacenamiento y periféricos, distribuyendo señales eléctricas y datos
Unidades de Almacenamiento (HDD, SSD, NVMe)
Clasificación o Componentes
HDD (Disco Duro): Usa platos giratorios magnéticos para almacenamiento.
SSD (Unidad de Estado Sólido): Usa memoria flash para mayor velocidad y durabilidad.
NVMe (Non-Volatile Memory Express): Interfaz para SSDs que utiliza PCIe para altas velocidades.
Tecnologías: 3D NAND, Optane Memory, SSD PCIe 4.0 y 5.0, almacenamiento híbrido (SSD + HDD)
Descripción
Descripción: Dispositivos físicos que almacenan datos de forma permanente. Incluyen varios tipos con tecnologías y componentes distintos:
HDD (Hard Disk Drive): Compuesto por platos giratorios recubiertos con material magnético y cabezales de lectura/escritura que graban los datos magnéticamente. Presentan mayor capacidad pero son más lentos y sensibles a impactos mecánicos.
SSD (Solid State Drive): Usa memoria flash NAND para almacenar datos electrónicamente sin partes móviles, lo que les confiere mayor velocidad, menor consumo y durabilidad.
NVMe (Non-Volatile Memory Express): Es una interfaz y protocolo específico para SSDs que permite que estas unidades se comuniquen con el sistema utilizando el bus PCIe, lo que ofrece velocidades de transferencia significativamente superiores a las SSDs SATA. Algunas tecnologías recientes incluyen 3D NAND para mayor densidad, Optane Memory (combina DRAM y almacenamiento para acelerar rendimiento), y unidades SSD PCIe 4.0/5.0
Marcas
Samsung (SSDs).
Intel (Optane).
Kingston
Funcionamiento
Almacenan datos de manera no volátil. HDD usa medios magnéticos rotatorios; SSDs usan memoria flash controlada electrónicamente para acceso más rápido; NVMe es un protocolo que mejora la comunicación del SSD con la placa base para reducir latencias y aumentar velocidad
