4ESO-SA1 Hardware y Sistemas Operativos
LA ARQUITECTURA DEL ORDENADOR
Es probable que seas un experto en el uso del ordenador, ¿verdad? Sin embargo, puede que no tengas una idea exacta de cómo es por dentro o nunca te hayas detenido a pensar en su funcionamiento detallado. ¡Pero no te preocupes, porque vamos a resolver esa curiosidad!
Te proponemos un desafío en el que trabajarás en pequeños grupos: desarmar un ordenador con el objetivo de observar cada componente cuidadosamente y luego volver a montarlo. ¿Te atreves a intentarlo? Así, descubrirás qué piezas forman esas máquinas que usas a diario y cómo interactúan entre sí. Al final, tendrás que preparar una presentación en la que explicarás todo lo que has aprendido durante la experiencia.
INSPÍRATE
Hoy en día, hay una gran cantidad de empresas dedicadas al soporte técnico que se especializan en la reparación de ordenadores, tanto de sobremesa como portátiles, de diversas marcas y modelos. En este desafío te sumergirás en el mundo de la reparación de equipos, aprendiendo a localizar componentes clave como la batería, la placa base, la memoria RAM, la tarjeta gráfica y el procesador.
Comenzarás a dar los primeros pasos hacia la comprensión de cómo reparar tu propio equipo, en caso de que surja algún inconveniente. Incluso, si decides llevarlo a un técnico, lo harás con un conocimiento más sólido sobre lo que podría estar fallando. ¿Qué te parece la idea? ¿Te atreves a intentarlo?
¿QUÉ SABEMOS?
1. ¿Qué es un ordenador? ¿Para qué sirve? ¿Qué uso le das?
2. ¿Sabes qué es el hardware? ¿y el software?.
- En caso afirmativo, pon ejemplos de cada uno de ellos.
- ¿Sabes qué significa hard, soft y ware en inglés?
3. ¿Sabrías decir el nombre de algunos componentes internos del ordenador? y externos?
4. ¿Qué es Windows, MacOs y Linux?
- ¿Sabrías decir el nombre de las empresas que los han desarrollado?
- ¿Cómo es su logotipo?
5. Explica si realizas alguna tarea de mantenimiento de tu ordenador.
OBSERVA LOS CONCEPTOS Y APRENDE
1. HARDWARE
Los principales componentes de hardware son los siguientes:
1.1 CAJA
En su interior se encuentran la fuente de alimentación y la placa base.
Suministra corriente eléctrica a todos los componentes. Para ello, transforma los 230 V de corriente alterna en continua con diferentes voltajes.
Es un circuito integrado con millones de transistores. Realiza las operaciones lógicas y aritméticas necesarias para hacer cualquier operación, como escribir un texto o abrir un archivo.
Almacena información de manera permanente. Los hay de dos tipos: mecánicos, que cuentan con uno o varios discos que giran y en los que se graba la información de manera magnética; y los de estado sólido, que almacenan los datos en chips de memoria flash.
Todos los componentes se conectan a ella. Cuenta con unos circuitos que forman la arquitectura del sistema.
También basada en chips transistores, es una memoria de trabajo del sistema. Solo almacena información cuando el ordenador está encendido. Su capacidad de almacenar información se mide en bytes y sus magnitudes derivadas, actualmente, en gigabytes (GB).
Se encarga de gestionar la información elaborada por la CPU para producir datos que se puedan mostrar en un dispositivo de salida; por ejemplo, una pantalla o un proyector. Puede ser un elemento independiente o estar integrado en la placa base. Cuenta con diferentes salidas, como VGA, HDMI, Display Port, etc.
¿Jugamos?
Práctica con este juego lo que has aprendido sobre la placa base y sus componentes.
1.2 PERIFÉRICOS
Son componentes externos al sistema que intercambian información con él. Se los conoce como dispositivos de Entrada y Salida (E/S). Pueden ser de tres tipos:
De entrada. Sirven para facilitar información al ordenador; por ejemplo, un teclado o un ratón.
De salida. El ordenador devuelve información a través de ellos; por ejemplo, la pantalla o la impresora.
Mixtos. Pueden darle información al sistema o recibirla de él; por ejemplo, los discos duros o los pendrives.
1.3 RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
Este proceso incluye seguir algunos pasos clave, tales como:
- Analizar los síntomas del problema.
- Revisar las conexiones y configuraciones.
- Realizar las pruebas pertinentes.
- Reemplazar o reparar los componentes que presenten fallos, si es necesario.
Desarrollar estas habilidades permite a las personas afrontar de manera eficaz los problemas técnicos que puedan surgir durante el uso diario de sus dispositivos. Además, en Internet hay una gran variedad de tutoriales que pueden guiarte para resolver problemas específicos.
1.4 CRITERIOS DE SELECCIÓN DE COMPONENTES
1.5 INTERACCIÓN DE COMPONENTES EN FUNCIONAMIENTO
El funcionamiento del hardware de una computadora es el resultado de una estrecha interacción entre sus diversos componentes. Cada elemento, desde la CPU y la memoria RAM hasta la tarjeta gráfica y la placa madre, trabaja en conjunto para permitir que el sistema realice las tareas de manera eficiente.
La CPU procesa la información y ejecuta programas.
La memoria RAM almacena temporalmente los datos necesarios para su funcionamiento.
La tarjeta gráfica se encarga de generar imágenes y vídeos.
La placa base actúa como el núcleo que conecta y coordina todas las partes del equipo.
Comprender la dinámica de esta interacción es fundamental para optimizar el rendimiento y garantizar un funcionamiento estable y fluido del sistema.
1.6 PRESTACIONES Y RENDIMIENTO
Las prestaciones del hardware se refieren a la capacidad y velocidad con la que un componente realiza una función específica.
El rendimiento del hardware es un aspecto clave que determina la capacidad de una computadora para llevar a cabo sus tareas de manera efectiva y eficiente.
Para evaluar el rendimiento general de un equipo, se consideran factores como:
- La velocidad de procesamiento.
- La capacidad de almacenamiento.
- La velocidad de acceso a la memoria.
- Las capacidades gráficas y de red.
Estos elementos determinan la rapidez con la que se abren aplicaciones, se ejecutan programas, se transfieren archivos y se procesan tareas complejas.
Un hardware de alto rendimiento mejora significativamente la experiencia del usuario y permite abordar desafíos informáticos exigentes.
ACTIVIDAD 1. Presentación para Canva Hardware de un ordenador.
Puedes organizarla en estas diapositivas:
- Portada: La placa base y los componentes del ordenador.
- ¿Qué es la placa base?
- El procesador y la memoria RAM.
- El almacenamiento: Disco Duro.
- La tarjeta gráfica y la fuente de alimentación.
- Periféricos. Los puertos y las conexiones.
- Conclusión: todos los componentes trabajan conjuntamente para que funcione el ordenador.
ACTIVIDAD 2.
¿Dónde se conectan los componentes de hardware?
Crea un documento de Google Docs. Inserta la imagen de la placa base de la siguiente imagen. 
Indica donde se conectan los componentes:
- Procesador (CPU)
- Memoria RAM
- Tarjeta gráfica
- Disco duro o SSD SATA
- Fuente de alimentación
- Teclado y ratón
- Monitor
Introduce la presentación en tu portfolio.
2. SISTEMAS OPERATIVOS.
¿Qué es un sistema operativo?
Un sistema operativo (SO) es un conjunto de programas que actúan como intermediarios entre el usuario y el hardware del ordenador. Sin él, sería muy complicado usar el ordenador, ya que el hardware (los componentes físicos) no entiende instrucciones directas de las personas.
Funciones principales de un sistema operativo
Gestión del hardware: El SO controla y coordina los componentes físicos del ordenador. Por ejemplo, cuando imprimes un documento, el sistema operativo se encarga de comunicarse con la impresora para que imprima correctamente.
Gestión de archivos y almacenamiento: Organiza cómo se guardan, leen y eliminan los archivos en el disco duro o en otros dispositivos de almacenamiento (USB, CD, etc.). Además, permite crear carpetas para mantener todo ordenado.
Gestión de procesos: Permite ejecutar varios programas a la vez (multitarea). Por ejemplo, puedes escuchar música mientras navegas por internet o escribes un documento.
Gestión de la memoria: Controla la memoria RAM para que los programas se ejecuten correctamente y evita que unos programas interfieran con otros.
Interfaz de usuario: Facilita la comunicación entre la persona y el ordenador. Puede ser una interfaz gráfica (con ventanas, iconos, menús) o una interfaz de línea de comandos (donde escribes comandos).
Seguridad y protección: Controla el acceso al sistema para evitar que personas no autorizadas puedan usar el ordenador o acceder a tus archivos.
Tipos de sistemas operativos
Sistemas operativos de escritorio: Son los más comunes en ordenadores personales. Ejemplos:
Windows: Muy popular en PCs. Fácil de usar y con muchas aplicaciones compatibles.
macOS: Exclusivo para ordenadores Apple. Destaca por su diseño y estabilidad.
Linux: Sistema gratuito y de código abierto, usado por usuarios que prefieren mayor control y seguridad.
Sistemas operativos móviles: Diseñados para teléfonos, tablets y otros dispositivos móviles.
Android: Sistema abierto, usado en muchos smartphones y tablets.
iOS: Sistema cerrado de Apple, usado en iPhones y iPads.
Sistemas operativos para servidores: Están diseñados para gestionar servicios que ofrecen recursos a otros ordenadores. Por ejemplo, servidores web o de correo. Muchos están basados en Linux.
Sistemas embebidos: Son sistemas operativos que funcionan en dispositivos específicos como electrodomésticos, coches, o robots.
| Sistema operativo | Uso principal | Características principales |
|---|---|---|
| Windows | Ordenadores personales | Interfaz gráfica amigable, muchos programas |
| macOS | Ordenadores Apple | Estabilidad, diseño, buena integración |
| Linux | Servidores, PCs, programadores | Gratuito, personalizable, seguro |
| Android | Móviles y tablets | Código abierto, gran variedad de dispositivos |
| iOS | Dispositivos Apple móviles | Seguridad, optimización para hardware Apple |
Historia rápida de los sistemas operativos
Años 50 y 60: Los ordenadores no tenían sistemas operativos, se usaban programas muy básicos.
Años 70: Aparecen los primeros sistemas operativos simples para manejar procesos.
Años 80 y 90: Windows empieza a popularizarse y aparece el concepto de interfaz gráfica.
Actualidad: Sistemas operativos modernos con multitarea, seguridad avanzada y versiones para distintos dispositivos.
¿Cómo funciona un sistema operativo?
Cuando enciendes un ordenador, el sistema operativo se carga primero (proceso llamado arranque o boot). A partir de ese momento, el SO se encarga de que todo funcione correctamente: abre programas, gestiona archivos, permite navegar por internet, y más.
Conceptos clave para entender mejor
Multitarea: Capacidad de ejecutar varios programas a la vez.
Interfaz gráfica de usuario (GUI): La parte visual con ventanas, iconos y menús.
Línea de comandos: Método para interactuar con el ordenador escribiendo texto (usado en Linux y Windows con la consola).
Drivers: Programas que permiten que el sistema operativo controle dispositivos como la impresora o la tarjeta gráfica.
Actualizaciones: Mejoras y parches que los sistemas operativos reciben para corregir errores o añadir funciones.
¿Por qué es importante aprender sobre sistemas operativos?
Para usar mejor los ordenadores: Saber cómo funcionan nos ayuda a resolver problemas o a usar el ordenador de manera más eficiente.
Para la seguridad: Entender el sistema operativo ayuda a proteger nuestros datos y evitar virus o ataques.
Para el futuro: Muchos trabajos relacionados con la tecnología requieren conocimientos sobre sistemas operativos.
Windows es el sistema operativo más usado en el mundo y la mayoría de los programas suelen desarrollarse para este sistema.
La interfaz gráfica
La interfaz gráfica de inicio en Windows se conoce con el nombre de Escritorio. Todas las aplicaciones y funciones de Windows se suceden dentro del entorno de una ventana, que tiene las siguientes propiedades:
- Se puede mover a cualquier parte del
- Se puede modificar su tamaño
- Se puede maximizar, es decir, hacer que ocupe la totalidad del
- Se puede minimizar, reduciendo su tamaño a un icono y dejando que la aplicación se ejecute en un segundo plano mientras se utiliza otra.
- Se puede cerrar, cerrando a su vez el programa que se ejecuta en
En la parte inferior del escritorio se encuentra la barra de tareas que cumple una doble función de, por un lado, albergar el menú de inicio desde el cual se pueden acceder a las aplicaciones instaladas y, por otro, mostrar los iconos referentes a los diferentes programas que se encuentran en ejecución para que se pueda seleccionar cuál ejecutar en un primer plano de una forma rápida y directa.
La administración y los usuarios
Dado que un mismo ordenador puede ser utilizado por distintas personas, Windows permite mantener perfiles diferentes de cada uno de sus usuarios para que las acciones y preferencias de uno no interfieran en las de otro. Esta capacidad se denomina multiusuario.
Cada usuario registrado en la máquina dispone de un nombre de usuario y de una contraseña con la que se identifica al iniciar la sesión.
Una vez identificado se carga su perfil y su escritorio personalizado con la configuración de aspecto, colores e iconos que éste haya establecido.
El sistema de archivos
Para acceder a los archivos almacenados en el ordenador, Windows utiliza una herramienta llamada Explorador de Windows.
Organización de archivos y carpetas
Dentro de una unidad de almacenamiento se guardan los archivos o ficheros
ordenados en forma de carpetas, también llamadas directorios.
Una carpeta puede albergar en su interior ficheros o también otras carpetas. Esta estructura de almacenamiento de la información se denomina árbol de carpetas.
Una peculiaridad del sistema de archivos de Windows es que los nombres de los archivos tienen siempre dos partes separadas por un punto. La primera parte es el nombre propiamente dicho y la segunda la extensión.
La extensión es un conjunto de letras, habitualmente tres, que le dice a Windows de qué tipo es el archivo nombrado y cómo operar con él.
Para facilitar la interpretación de los tipos de archivos por parte del usuario, el Explorador de Windows muestra un icono específico para cada extensión, de modo que es posible identificar los diferentes tipos de archivo de un modo más visual y sencillo.
Los programas y herramientas
El sistema operativo dispone de una serie de herramientas y pequeñas aplicaciones de base que permiten realizar operaciones de configuración y gestión del ordenador, así como hacer tareas más o menos sencillas.
A diferencia de otros sistemas operativos, Linux destaca por dos características:
- Software libre. Es un software que ofrece a sus usuarios la posibilidad de usarlo, estudiarlo, modificarlo y distribuir copias libremente. Por lo general, el software libre suele ser gratuito o sólo cuesta el precio del soporte sobre el que se
- Código abierto. Los programas son creados mediante una serie de órdenes y, en este tipo de sistemas operativos, el usuario tiene acceso a ellas y las puede modificar.
La interfaz gráfica y el intérprete de comandos
A diferencia de Windows, donde el intérprete de comandos ha quedado convertido en una herramienta casi testimonial, en Linux (llamado terminal o consola) tiene gran potencia y versatilidad.
En los últimos años, las interfaces gráficas de Linux han sufrido un fuerte desarrollo que las dotan de gran potencia y control del sistema y un aspecto agradable.
Existen dos familias principales: Gnome y KDE. Si bien hay algunas diferencias técnicas y de aspecto entre una familia y la otra, en la mayoría de los casos la elección atiende más a gustos personales.
La administración y los usuarios
Linux es un sistema operativo multiusuario que permite la existencia de perfiles de escritorio independientes para cada usuario, así como un sistema de seguridad que facilita la privacidad de los datos que cada cual almacena.
Los usuarios se identifican mediante un nombre y una contraseña al iniciar la sesión. Una vez iniciada, se carga el escritorio con el aspecto y configuración que el usuario haya establecido.
Cada usuario tiene una carpeta personal. El administrador del equipo (root) tiene acceso a todo el sistema.
El sistema de archivos
Mientras que en Windows existe una carpeta básica para cada unidad de disco y habitualmente llamada con una letra: a:, c:, d:, etc., en Linux hay una única carpeta principal para todo el sistema.
Esta carpeta se llama raíz y de ella se cuelgan todos los archivos bajo un sistema de directorios en árbol, y algunos de estos directorios enlazan con estas unidades físicas de disco.
Los programas y herramientas
La mayor parte de los programas desarrollados para Linux son software libre. Pueden ser descargados de internet e instalados en el ordenador sin costo monetario alguno. Las distintas distribuciones de este sistema operativo disponen de programas que facilitan esta tarea de forma que, en ocasiones, elegir los programas instalados en el sistema operativo es tan sencillo como seleccionarlos de una lista y esperar a que se realicen las tareas automáticas de descarga e instalación.
Características principales de macOS
Diseño y usabilidad:
macOS destaca por su diseño elegante y sencillo. La interfaz es muy intuitiva, con ventanas limpias, iconos claros y una barra de tareas llamada Dock que facilita el acceso a las aplicaciones.Estabilidad y rendimiento:
Es un sistema operativo muy estable que aprovecha bien los recursos del hardware, lo que hace que los programas funcionen rápido y con pocos errores o fallos.Integración con dispositivos Apple:
macOS funciona muy bien con otros dispositivos Apple como iPhone, iPad o Apple Watch. Por ejemplo, puedes copiar texto en el iPhone y pegarlo en el Mac (función llamada Portapapeles Universal), o recibir llamadas y mensajes directamente en el ordenador.Seguridad:
Tiene varias capas de seguridad para proteger los datos y evitar virus, además de contar con actualizaciones automáticas y un sistema de permisos que impide la instalación de software peligroso sin consentimiento.Software preinstalado:
Viene con aplicaciones útiles para trabajar y crear, como Safari (navegador web), Mail (correo electrónico), Pages (procesador de texto), iMovie (edición de vídeo) y muchas más.Sistema basado en Unix:
macOS está basado en Unix, lo que le da una gran estabilidad y seguridad, y permite a usuarios avanzados usar comandos y herramientas muy potentes en la terminal.Actualizaciones regulares y gratuitas:
Apple lanza actualizaciones frecuentes para mejorar el sistema, añadir funciones nuevas y corregir errores, y estas actualizaciones son gratuitas para todos los usuarios.
ACTIVIDAD 3
