Hardware y Software: Componentes, Memoria y Almacenamiento en la Computadora

Hardware: son los componentes físicos que forman parte de un sistema informático, es decir, todas las partes mecánicas y electrónicas (dispositivos externos, etc.) se dividen en 3 categorías:

• Entrada (teclado, mouse)
• Salida (impresora, monitor)
• Entrada-salida (memoria)

Software: son todos los datos introducidos en la computadora que se modifican hasta conseguir un resultado y son las instrucciones responsables del hardware que realizan su tarea. Se dividen en software de base y software de aplicación.

Hardware se clasifica en:

• Unidades de entrada: permiten el ingreso de datos y programas en la CPU para su tratamiento. P. ej.: teclado, escáner, joystick.
• Unidades de salida: p. ej.: impresora, plotters, monitor.
• Unidades de entrada-salida: módem.

Elementos en la unidad central de procesamiento:

• Unidad de control: regula la ejecución de las instrucciones y el acceso del procesador a la memoria principal, sincroniza las operaciones, envía y recibe señales de control.
• Memoria central o principal: almacena los datos y el programa activo que necesita ya para llevar a cabo un proceso. Está constituida por una dirección y se distingue en memoria RAM y memoria ROM.
• Memoria RAM (memoria de acceso aleatorio): localiza cualquier posición de memoria. Se almacena en forma volátil y se conserva mientras la CPU esté encendida. En RAM residen el programa en ejecución y los datos que se procesan.
• Memoria ROM (memoria de solo lectura): es permanente y guarda programas que se ocupan de funciones primarias. Esto asegura que los microprogramas de control permanezcan guardados aun si la CPU está apagada. Esta memoria se graba en fábrica y no se puede modificar.
• Unidad aritmético-lógica: se realizan los cálculos aritméticos (suma, resta, multiplicación y división) y las operaciones lógicas definidas en el programa.

Software de sistema:

Es el conjunto de programas encargado de la gestión interna de las computadoras, es decir, de CPU, la memoria central y periféricos.

Software de aplicación:

Está constituido por los programas que dirigen el funcionamiento de la CPU para la realización de trabajos específicos. A este grupo pertenecen los paquetes de software y también los programas y aplicaciones creadas para un trabajo o función específica.

Unidades de almacenamiento

• Disquetes: disco flexible de material plástico recubierto de un material magnetizable capaz de almacenar información.
• Disquetera: soporte que nos permite trabajar con disquetes.
• Necesita de una controladora para su funcionamiento, que suelen llevar las placas base.
• Estructura física: disco de plástico recubierto con un material magnetizable que puede estar en una o dos caras.
• La disquetera lo hace girar entre 200 y 300 rpm.
• Los cabezales son los encargados de leer la información.
• Un cabezal por cara, toma contacto físico, desgaste.
• Cada cara se divide en círculos concéntricos llamados pistas, y estos mismos en sectores de 512 B.
• Total sectores = nº caras × nº pistas por cara × nº sectores.

Discos duros: dispositivos de almacenamiento capaces de almacenar grandes cantidades de información duradera y rápida.

• Capacidad de cientos de GB.
• Velocidad de acceso de 100-300 MB/s.

Estructura física:

• Formado por varios platos físicamente iguales sobre un eje que los mantiene a cierta distancia, se encuentran dentro de una carcasa impermeable.
• El eje los hace girar a velocidad constante.
• Los cabezales leen la información del disco y hay tantos cabezales como caras de disco, montados en un brazo metálico que los mantiene a una distancia de la superficie del disco, no hay desgaste.
• La superficie de los platos está dividida en pistas circulares, que se dividen también en sectores de 512 B.
• El conjunto de pistas alineadas se llama cilindro.

Escritura:

Se escriben en la superficie por medio de un electroimán que produce un cambio magnético que modifica la superficie. El campo magnético imanta la superficie formando un dipolo, y al juntar 2 dipolos se forma 1 bit, que es la unidad legible para el sistema.

Lectura:

Se trata del fenómeno inverso a la escritura, también se trata de impulsos de corriente, que producen una inversión de los dipolos y asimismo una corriente inducida en el bobinado que podrá representar como 1 o 0.

Estructura lógica:

• Clúster: la combinación de varios sectores en la misma pista se llama clúster, y es la unidad mínima del sistema operativo, están formados por 1, 2, 4, 8, 16, 32 o 64 sectores.

Lo primero que hay que hacer es formatearlo. Durante el formato cada disco se divide en:

• Sector de arranque: es el primer sector del sistema que guarda la información relativa a las características del disco. Corresponde al sector 0 de la cara 0 de la pista 0 en un disco flexible y al sector 0 de la cara 1 de la pista 1 en un disco duro.
• Tabla de particiones: un disco duro puede dividirse en particiones como si se tratara de varios discos duros que pueden contener un sistema operativo cada uno. La tabla de particiones reconoce las particiones existentes en el disco duro, qué sistema operativo contienen y cuál debe arrancarse. Se encuentra en el sector 0 de la cara 0 del disco.
• FAT: tabla de localización de archivos que contiene un directorio donde están localizados cada uno de los datos de un archivo, así como los clústeres que utiliza. Este directorio contiene información como: nombre, tamaño, fecha, tipo y el primer clúster que contiene la información. Indica qué clústeres están ocupados y cuáles libres. Por seguridad, la FAT siempre viene por duplicado.
• Directorios: los discos están divididos en áreas lógicas que asimismo pueden contener más áreas, formando así una estructura de árbol. Reciben el nombre de directorios y subdirectorios, y tienen una lista de cada uno de los subdirectorios o archivos que contienen.
• Área de datos: es el área que normalmente contiene los datos escritos en el disco y tiene a su disposición el resto del espacio del disco y sectores para los archivos de usuario.