Introducción

Una computadora es un dispositivo electrónico capaz de realizar operaciones complejas con datos de entrada, los cuales se transforman en información o datos de salida. Para que esto funcione correctamente, se necesita de un soporte físico denominado hardware, y por otra parte, programas que ejecuten lo que el usuario necesite para realizar las diferentes actividades que se proponga. Estos programas son denominado “Software” y funcionan a través de estados binarios para que la máquina lo pueda ejecutar, esos estados pueden ser 0 o 1. Esos 0 y 1, corresponden a los valores que toma la computadora para poder entender un dato o un proceso a realizar, por ejemplo puede tomar valores de electricidad, sabiendo que si pasan 5 volts corresponde a un 1, y si en cambio, pasan 0 volts corresponde a un 0.

Red de computadoras

Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores, red de comunicaciones de datos o red informática, es un conjunto de equipos informáticos y software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos, con la finalidad de compartir información, recursos y ofrecer servicios.

Para poder formar una red se requieren elementos: hardware, software y protocolos. Los elementos físicos se clasifican en dos grandes grupos: dispositivos de usuario final (hosts) y dispositivos de red. Los dispositivos de usuario final incluyen los computadores, impresoras, escáneres, y demás elementos que brindan servicios directamente al usuario y los segundos son todos aquellos que conectan entre sí a los dispositivos de usuario final, posibilitando su intercomunicación.

Dispositivos de Red

HUB

Un Hub es un dispositivo de red intermediario que permite la interconexión de varios host. Este dispositivo tiene la particularidad de tener un único dominio de Colisiones, es decir, que todos los nodos conectados a el reciben la señal emitida. Esto hace que el ancho de banda disponible se vea afectado debido a que se envía a nodos que descartarán la trama, debido a que no son los receptores. Además de ocupar el ancho de banda, también ocurren múltiples colisiones dentro de la red y muchas veces se debe retransmitir los datos debido a esto. Por esta razón en la actualidad ya no son utilizados.

SWITCH

Un switch es un dispositivo digital lógico de interconexión de equipos que opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red.  Estos dispositivos, permiten enviar tramas únicamente al nodo destino debido a que trabaja con direcciones MAC, lo que permite determinar a qué host enviarle la trama correspondiente.

ROUTER

Un Router Es un dispositivo que proporciona conectividad a nivel de red o nivel tres en el modelo OSI. Su función principal consiste en enviar o encaminar paquetes de datos de una red a otra, es decir, interconectar subredes, entendiendo por subred un conjunto de máquinas IP que se pueden comunicar sin la intervención de un encaminador (mediante bridges), y que por tanto tienen prefijos de red distintos.

El funcionamiento básico de un router consiste en enviar los paquetes de red por el camino o ruta más adecuada en cada momento. Para ello almacena los paquetes recibidos y procesa la información de origen y destino que poseen. Con arreglo a esta información reenvía los paquetes a otro routero bien al host final, en una actividad que se denomina 'enrutamiento'. Cada router se encarga de decidir el siguiente salto en función de su tabla de reenvío o tabla de enrutamiento, la cual se genera mediante protocolos que deciden cuál es el camino más adecuado.

ACCES POINT

Un punto de acceso inalámbrico en redes de computadoras es un dispositivo que interconecta dispositivos de comunicación alámbrica para formar una red inalámbrica. Normalmente un WAP también puede conectarse a una red cableada, y puede transmitir datos entre los dispositivos conectados a la red cable y los dispositivos inalámbricos. Un único punto de acceso puede soportar un pequeño grupo de usuarios y puede funcionar en un rango de al menos treinta metros y hasta varios cientos. Este o su antena normalmente se colocan en alto pero podría colocarse en cualquier lugar en que se obtenga la cobertura de radio deseada.

MÓDEM

Módem es el dispositivo que convierte las señales digitales en analógicas (modulación) y viceversa (demodulación), permitiendo la comunicación entre computadoras a través de la línea telefónica o del cablemódem. Este aparato sirve para enviar la señal moduladora mediante otra señal llamada portadora. La distinción principal que se suele hacer es entre módems internos y módems externos

Motherboards (Placa Madre)

La placa base, también conocida como placa madre o tarjeta madre es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora. Es una parte fundamental a la hora de armar una PC de escritorio o portátil. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el circuito integrado auxiliar, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos.

Va instalada dentro de una caja o gabinete que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro de la caja.

La placa base, además, incluye un firmware llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema operativo.

El formato actual de las placas base es el ATX, en sus dos versiones más extendidas. ATX (de 305 mm x 244 mm) y Mini ATX (de 284 mm x 208 mm), aunque hay más versiones, dependiendo de las medidas. 

El formato AT (ya en desuso) no permitía otro sistema de encendido y apagado del ordenador que no fuera mediante un interruptor que conectara y desconectara la fuente de alimentación. 

Componentes de una placa madre

Una placa madre típica en PCs consiste de un gran circuito impreso que incluye como mínimo:

• Sockets, en donde uno o más CPUs son instalados.
• Slots, en donde la memoria principal es intalada (generalmente módulos DIMMs con memoria DRAM).
• Un chipset: Northbridge y Southbridge.
• Chips de memoria no volátil (generalmente Flash ROM), que contiene la BIOS o el firmware del sistema.
• Un reloj  que produce señales de reloj para sincronizar varios componentes.
• Bahías o zócalos para tarjetas de expansión.
• Conectores de energía para distribuirla entre los distintos dispositivos de la computadora. La electricidad se recibe desde la fuente eléctrica.
• Puertos de conexión para dispositivos como los PS/2 para el ratón y el teclado, o puertos USB.
• También algunas placas madres incluyen dispositivos de enfriamiento como ventiladores.
• Muchas placas madres incluyen dispositivos que antes sólo existían como placas o tarjetas separadas y debían conectarse a la placa madre empleando zócalos libres en la misma. Por ejemplo, muchas placas madres vienen integradas con placa de sonido, de aceleración de video, módem, etc.

Así se fabrican las Placas Madres.

BIOS

BIOS, acrónimo de Basic Input-Output System, es un firmware presente en las computadoras, contiene las instrucciones más elementales para que puedan funcionar y desempeñarse adecuadamente, pueden incluir rutinas básicas de control de los dispositivos. Además localiza el Sistema Operativo en la memoria RAM, brinda una comunicación de muy bajo nivel y configuración del Hardware residente en nuestro ordenador.

El Firmware o programación en firme como algunos la llaman no es más que un bloque de instrucciones para propósitos muy concretos, éstos dispositivos están grabados en una memoria de solo lectura o ROM, establecen la lógica de más bajo nivel,-y esto para qué-, para poder controlar los circuitos electrónicos de un dispositivo de cualquier tipo. Ahora al firmware se le considera un hibrido entre el Software y el Hardware, al estar integrado en la parte electrónica, pertenece al Hardware, pero a su vez también es Software ya que proporciona lógica y se establece en un lenguaje de programación, en este caso el código Assembler.

En la BIOS no se puede escribir ya que sirve de puente de comunicación entre todos los dispositivos del ordenador, se almacena en un chip del tipo ROM (Read Only Memory), así que no se resetea al apagarse, como sí lo haría una memoria RAM.

Microprocesadores

El microprocesador es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar por analogía el «cerebro» de un computador. Es un circuito integrado conformado por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador.

Es el encargado de ejecutar los programas; desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

Esta unidad central de procesamiento está constituida, esencialmente, por registros, una unidad de control, una unidad aritmética lógica (ALU) y una unidad de cálculo en coma flotante (conocida antiguamente como «co-procesador matemático»), el cual es un procesador dedicado para tipo de cálculos complejos.

El microprocesador está conectado generalmente mediante un zócalo específico de la placa base de la computadora; normalmente para su correcto y estable funcionamiento, se le incorpora un sistema de refrigeración, que consta de un disipador de calor fabricado en algún material de alta conductividad térmica, como cobre o aluminio, y de uno o más ventiladores que eliminan el exceso del calor absorbido por el disipador. Entre el ventilador y la cápsula del microprocesador suele colocarse pasta térmica para mejorar la conductividad térmica. 

Funcionamiento:

El microprocesador está compuesto básicamente por: varios registros, una unidad de control, una unidad aritmético lógica, y dependiendo del procesador, puede contener una unidad de coma flotante.

El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como números binarios organizados secuencialmente en la memoria principal.

Un registro es una memoria de alta velocidad y poca capacidad, integrada en el microprocesador, que permite guardar transitoriamente y acceder a valores muy usados, generalmente en operaciones matemáticas.

Los registros están en la cumbre de la jerarquía de memoria, y son la manera más rápida que tiene el sistema de almacenar datos. Los registros se miden generalmente por el número de bits que almacenan; por ejemplo, un "registro de 8 bits" o un "registro de 32 bits".