La Computadora y sus partes
 
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Como Construir un Computador Usted Mismo
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TRABAJO DE METODOLOGÍA DEL TRABAJO UNIVERSITARIO

INTEGRANTES:

LOPEZ VERTIZ, Jorge
SANDOVAL YRAZABAL, Jack
JANAMPA TRUJILLO, Denny
MINAYA BARRERA, Pablo
LUCANA JAUREGUI, Ivan
ARELLANO NUÑEZ, Abimael
 
Funcionamiento de una PC
Funcionamiento de una PC

Todo ordenador funciona, desde un punto de vista llamado externo, con un esquema similar y muy simple a través de los periféricos de entrada (teclado, ratón, micrófono...) se introducen datos. Estos pasan a guardarse en los dispositivos correspondientes (memorias) y se incorporan a la unidad central donde se procesan. El resultado de tal procesamiento se envía a los periféricos de salida (monitor, impresora...) dando lugar a la salida de datos.
Internamente, la transferencia de los datos desde los dispositivos de entrada llega a la unidad central de proceso a través de los denominados buses de datos. En el CPU se procesan y siguen el camino inverso al recorrido anteriormente: se guardan en la memoria y restantes unidades de almacenamiento y salen mediante los dispositivos de salida.

Sobre los discos duros (Hard Drive)
El disco duro es uno de los dispositivos imprescindibles del PC. En él se pueden almacenar las grandes cantidades de información que requieren las ultimas aplicaciones del mercado, de forma mas o menos segura y rápida, sin olvidar la gran ventaja que supone poder modificar en cualquier momento su contenido. Se pondrá almacenar tanta información como permita su capacidad, evitándose la incomodidad que supone utilizar la disquetera.
Hay dos clases de discos duros: los fijos y los extraíbles. La diferencia entre ambos es que, en los discos duros fijos, la lectura y escritura de los datos se realiza en un dispositivo que no se puede transportar (claro esta que si desmontamos el componente, siempre se puede llevar de un sitio a otro), y siempre forma parte del ordenador, mientras que los discos extraíbles pueden ser retirados del PC en el momento en que se desee, pudiéndose transportar de manera muy sencilla a otro. Los mas utilizados son, según lo dicho, los discos duros fijos.

Descripción de un disco duro:
Se puede describir un disco duro tanto física como lógicamente.
Descripción física:
Fisicamente, un disco duro esta formado por varios discos apilados y unidos por un eje dentro de una caja. Estos discos están hechos de una aleación de aluminio y recubiertos magnéticamente. Giran continuamente ayudados por un motor de accionamiento del eje, que capacita su velocidad de rotación. El numero de discos que componen un disco duro depende de la capacidad de la unidad de discos. Su tamaño puede oscilar entre 2 y 14 pulgadas. Sobre estos discos se mueven los brazos de acceso a la información que desplazan unas cabezas de lectura / escritura sobre la superficie del disco mediante un servomotor (motor que emplea retroalimentación para proveer señales precisas de arranque y detención). Estas cabezas son los dispositivos que se encargan de crear los campos magnéticos que alteraran la superficie de los platos y que el ordenador descodificara como niveles lógicos. Se moverán sobre la superficie del disco mediante un motor de impulso. La organización descrita pertenece a la llamada estructura winchester. Corresponde a una tecnología de discos sellados, desarrollada por IBM, diseñada originalmente con una configuración doble de 30 MB (30-30, al igual que los rifles Winchester). Esta estructura era, en su aparición para un dispositivo autónomo y removible pero, actualmente, el termino Winchester se utiliza para cualquier disco duro fijo.
Descripción Lógica:
Al igual que se ha hecho una división física del disco duro, también se puede realizar una división lógica dentro de los discos que la componen. El elemento fundamental en este aspecto es el cilindro. Los cilindros están formados por un conjunto de pistas que se encuentran superpuestas y que tienen el mismo numero en cada disco. Las pistas son unos círculos concéntricos situados en la superficie del plato. Estas se dividen a su vez en sectores (un dato a tener en cuenta es que cuanto más finas sean las pistas mayor será la capacidad del disco duro). Los sectores son divisiones lógicas de una longitud fija, con un tamaño típico de 512 bytes, dentro de las pistas. Generalmente, en cada pista existe la misma cantidad de sectores. Los sectores, a su vez, se agrupan en clusters, siendo esta la mínima unidad de lectura o escritura en un disco. Esta agrupación de sectores es tratada como una misma cantidad.
Un dato esencial para el disco duro son sus parámetros. estos nos dan el numero de cilindros o pistas (CYLS), el numero de cabezales (HEAD), el valor de precompensado (PRECOMP), la pista donde aparcan las cabezas (LAND ZONE), los sectores por pista (SECTOR) y el modo de trabajo (LBA, NORMAL, LARGE). Estos parámetros pueden encontrarse en el libro de instrucciones del disco duro.

Conceptos fundamentales:
A la hora de elegir el disco que más se adapte a sus necesidades, deberá tener en cuenta algunos parámetros que afectan directamente a la velocidad de acceso de datos que tiene el disco duro:
Numero de sectores por pista: En los discos duros actuales este numero es variable, usando diferents tamaños de pista, ya que las partes mas exteriores del disco tienen mas espacio para los sectores que las partes interiores.
Los datos empiezan a escribirse en el disco duro desde afuera hacia dentro, con lo cual los datos escritos o leídos en el comienzo del disco duro tendrán un tiempo de acceso mayor que los que estén al final.
· Velocidad de rotación: se mide en revoluciones por minuto (r.p.m.). Esta velocidad influye directamente en los tiempos de acceso al disco. Normalmente, los discos duros tienen una velocidad de rotación de entre 4,500 r.p.m. y 7,200 r.p.m., existiendo ya en el mercado algunos que giran a 10,000 r.p.m. Los discos duros con velocidad de rotación muy grande pueden llegar a calentarse, con lo cual puede que sea necesario refréscalos con un ventilador extra.
· Tiempo de búsqueda, tiempo de desviación de la cabeza o tiempo de desviación del cilindro: el tiempo de búsqueda es el tiempo que tarda el disco en mover el cabezal de lectura / escritura sobre una determinada pista del disco después de haber sido ejecutada una instruccion (o sea, lo que tarda desde su posicion inicial de reposo hasta llegar a la pista deseada). El tiempo de búsqueda más rápido ocurre cuando se mueve de una pista directamente a la siguiente. Al tiempo de búsqueda mas lento se le llama full-stroke (trazo completo) que tiene lugar entre las pistas exteriores e interiores. El tiempo de búsqueda total es interesante porque da el promedio de tiempo de búsqueda correspondiente, definido como el tiempo que lleva al cabezal una petición aleatoria. Por esto cuanto más pequeño sea el tamaño del disco (5 1/4, 3 1/2, etc.) menor será el tiempo de búsqueda.
· Latencia de rotación: el tiempo de latencia es el que le lleva al disco a girar hasta el principio del sector requerido después de haber sido posicionada la cabeza sobre la pista deseada. Tendrá que esperar hasta desplazarse al sector correcto. El tiempo promedio es el que el disco tarda en volver desde la mitad del camino. A modo de ejemplo, un disco que gira a 7,200 r.p.m. tendrá una latencia de rotación de 4 ms, y un disco que gira a 5,400 r.p.m. tendrá una latencia de rotación de 6 ms.
· Tiempo de acceso a los datos: este tiempo es el resultante de la suma del tiempo que emplea el disco duro en encontrar el dato (tiempo de búsqueda), el tiempo de latencia rotacional y el que tarda en leer o escribir el dato. Es el orden de milisegundos. Lógicamente, el tiempo de acceso disminuirá cuanto menor sea la unidad de disco.
· Tasa a velocidad de transferencia: viene dada por la cantidad de información que es capaz de transferir el disco duro en un determinado espacio de tiempo. La tasa de transferencia se mide en Mbytes por segundo. Dependiendo del tipo de cabezales de lectura / escritura y de los servomotores que mueven estos, será mas o menos rápida la desviación de cabezas o cambio de pistas.
· Cache o buffer: el cache o buffer del disco es una sección reservada de la memoria normal o memoria adicional en la tarjeta controladora del disco, destinada a mejorar su rendimiento. Todos los discos duros poseen este cache, si bien puede variar en tamaño y organización.
· Tiempo medio entre fallos: este dato lo facilita el fabricante e indica, de forma aproximada, el tiempo de funcionamiento normal del disco antes de que este pueda producir algún error de lectura o escritura de datos. Esta cifra suele ser poco fiable.
· Interfaz: es el sistema a través del cual se conectan físicamente el disco duro con el ordenador. Esta formado por un conector, un zócalo y un cable de bus que transporta la señal eléctrica en un orden preciso. Existen dos tipos de interfaz diferentes: IDE y SCS
Organización de los datos en el disco duro
· Una vez conocidos todos estos conceptos técnicos, se descubrirá como esta organizado el sistema de ficheros de un disco duro. El sistema de ficheros esta determinado por la forma en que se organizan los ficheros. Este es diferente en cada sistema operativo, así por ejemplo, en DOS, Windows95 y Windows98 se llama FAT, en WindowsNT se llama NTFS y en el sistema OS/2 es llamado HPFS.
En un disco duro los datos se organizan de la siguiente manera:
· En el primer sector se encuentra la tabla de particiones (MBR) que permite gestionar el arranque si se tienen varios sistemas operativos instalados.
· A continuación se encuentra el boot o arranque, que contiene instrucciones y datos para q1ue el ordenador localice y cargue el sistema operativo.
· Seguidamente esta situada la FAT (File Allocation Table), que es una parte del sistema de archivos del DOS que contiene la información para localizar los datos en el disco duro. Esta tabla esta duplicada para una mayor seguridad, y en ella hay una entrada para cada cluster del disco. La FAT indica qué clusters pertenecen a cada fichero, y cual es el ultimo de cada uno.
· A continuación de la FAT esta el directorio que contiene información para la identificación de archivos (nombre, extensión, cluster inicial...) que es el denominado roo o raíz. Este apunta a las entradas de la FAT, donde comienza el archivo.
FAT 16
Los sistemas operativos DOS y DOS 7.0 de windows95 (en su versión 4.95.00)incluyen el sistema de ficheros FAT de 16 bits para el almacenamiento de los datos en discos flexibles y discos duros. La FAT se organiza en varios sectores dentro de los clusters y usa direcciones numéricas para los clusters de 12 o 16 bits. La FAT de 16 bits actuara sobre 65535 clusters. Un cluster puede llegar a ocupar 32 Kbtes, el cual puede estar situado en un disco duro de un tamaño máximo de partición de 2.1 Gbytes. El resultado por defecto, utilizando una partición en el disco duro de este tamaño, es que todos los ficheros toman un mínimo de 32 Kbytes, aunque el fichero solo ocupe 1 Kbyte de tamaño. Si un fichero tiene un tamaño mayor al reservado para cada cluster, no supone ningún problema, ya que en la FAT, una entrada(y ella a un cluster) apuntaría a otra entrada y así sucesivamente. Esta es la razón por la cual se aconseja a los usuarios que tengan estas versiones y utilicen un disco duro de este tamaño (2.1 Gbytes), que hagan particiones al disco de menos de 512 Mbytes, con lo cual solo usaran 8 Kbytes por cluster y no malgastaran espacio innecesario en el disco duro. Una manera de comprobar el tamaño de cluster utilizado es mediante el programa de MS-DOS chkdsk.exe desde el indicador del DOS.

FAT 32
Las versiones de Windows95 OSR2 ("Windows95 service Realease 2"- version 4.00.1111, DOS 7.0, mostrado como versión 950b) y Windows 98 incluyen el nuevo sistema de ficheros con una FAT de 32 bits con la que pueden diseccionarse 2x28 clusters. Esto permite tener particiones de hasta 8 Gbytes con cluster de solo 4 Kbytes de tamaño. Comparado con la FAT16, la FAT32 no tiene un tamaño fijo en las entradas de origen, con la cual se pueden guardar cuantos directorios y ficheros se quieran en la raíz de la unidad. Un dato a tener en cuenta es que las aplicaciones DOS solo pueden acceder a ficheros que no sean mayores de 2 Gbytes y las aplicaciones Win32 pueden trabajar con ficheros de hasta 4 Gbytes.
Preparación del disco duro o Hard Drive
Cuando el disco duro ya contiene la información de los cilindros, pistas y sectores, se dice que esta formateado a bajo nivel. Este es el estado en que se encuentra el disco una vez comprado: ahora le queda al usuario la tarea de "rellenarlo".
Para poder trabajar con él, previamente habrá que dividirlo en una o mas partes reservadas que reciben el nombre de PARTICIONES. Cada sistema operativo dispone de un programa para realizarlas. En el caso del DOS se utiliza la ya clásica herramienta de FDISK. (cuidadito con este si no lo sabes usar)
Evidentemente, al realizar las particiones habrá que deducir cual es el espacio que se necesitara en ellas para cargar el ó los sistema(s) operativo(s), sumándole a este un margen adicional para la instalación de las librerías y demás ficheros de otros programas. Una vez dividido el disco en sus correspondientes unidades lógicas, ya estaría listo para que se pudiera realizar sobre el un formateo de alto nivel. Así se formatearía cada partición (mediante el comando FORMAT Unidad), y se prepararían así el directorio raíz (punto inicial de la jerarquía de directorios del disco), la FAT y los datos de arranque del boot.
Particiones en el disco duro (Hard Drive)
El problema con el que se puede encontrar a la hora de realizar las particiones bajo DOS y DOS 7.0 de Windows95, es que estas no pueden ser mayores de 2.1 Gbytes, que es el tamaño máximo que pueden soportar estos sistemas operativos. Esto implica que tendremos que dividir el disco con particiones de, a lo sumo, este valor. También se pueden realizar particiones en el disco duro si esa cantidad es menor. Esto no ocurre con las versiones de Windows95 OSR2 y Windows98 que pueden utilizar la FAT de 32 bits, con lo que el tamaño máximo de la partición del disco duro seria de hasta 8 Gbytes con un tamaño máximo de cluster de 4 Kbytes, con el consiguiente ahorro de espacio en disco al desaprovechar menos. Dicho todo esto, cabe decir que la FAT de 32 bits es ligeramente mas lenta que la FAT de 16 bits debido a la gran cantidad de clusters que tiene que leer, con lo que de algún modo se decrementa la ejecución, aunque siendo esta diferencia demasiado pequeña y no afectan el trabajo diario. Por tanto, se aconseja aquí el uso de la FAT de 32 bits si se tiene instalado Windows98 en el ordenador (en Windows95 OSR2 puede llegar a dar algún problema).
Problemas con el disco duro

A la hora de decidirse por un nuevo disco duro de gran capacidad hay que tener en cuenta varios problemas que pueden surgir. El primero de ellos viene dado por los viejos BIOS, los cuales eran incapaces de manejar discos mayores de 528 Mbytes ya que trabajaban con controladoras IDE y no soportaban lo que se llama translación lógica de sectores o LBA. La solución a este problema es sencilla y viene dada un software denominado EZ-Drive. Lo que hace este software es engañar al BIOS, permitiendo manejar discos mayores de 528 Mbytes. Esta limitación viene impuesta por la mayoría de los 386 y muchos de los 486.
Por ejemplo, suponga que el BIOS de su ordenador no reconoce mas que 528 MB en un disco duro y desea instalar uno de 2 GB. Lo primero que debe hacer es formatearlo a la máxima capacidad que permita el BIOS (528), independientemente del tamaño del disco. Después, deberá instalar el sistema operativo DOS. A continuación, deberá conseguir un programa que dependerá del fabricante del disco duro (Maxtor, Seagate...etc), habitualmente en sus paginas en Internet. Finalmente, deberá instalarlo ejecutando un fichero setup o similar. Cuando vuelva a arrancar el ordenador y tras unas cuantas preguntas que habrá que responder, el sistema reconocerá el disco en su totalidad.
Otro problema puede surgir al usar MS-DOS o la primera version de Windows95, pues estos sistemas operativos emplean FAT 16, que como ya se ha dicho no es capaz de manejar particiones mayores de 2.1 Gbytes, con lo cual se deberá particionar el disco duro con particiones menores de esta cantidad. Esto se solucionó con la version de Windows95 OSR2 que podía funcionar con FAT32, la cual ha sido incorporada de manera definitiva en Windows98, que permite crear particiones de varios Terabytes.
El ultimo problema ocurre con capacidades de disco por encima de 8.4 Gbytes. Esto puede ocasionar fallos en el BIOS y depende del sistema operativo que se este utilizando. Si se usa MS-DOS, Windows95 (version 950) no se podrán emplear discos con capacidades mayores de 8.4 Gbytes, que estos sistemas no son capaces de trabajar con unidades mas grandes de este tamaño. Si se usa Windows95 OSR2, Windows98 o Windows NT ( con Service Pack 3) podrá manejar unidades por encima de los 8.4 Gbytes. En ambos casos podrá hacer las particiones que desee.
Consejos para la compra del disco duro o Hard Drive
La característica mas importante a tener en cuenta a la hora de comprar un disco duro es la capacidad y la garantía que ofrezca el fabricante (algunas dan ya hasta 3 años). Y es que los programas a instalar cada vez necesitan mas espacio de almacenamiento. Desde luego, no parece recomendable elegir un disco duro de menos de 4 Gbytes, si bien, como los precios no se diferencian mucho en la elección de tamaños mayores, quizás compense la compra de uno con mayor capacidad. Otro dato a tener en cuenta es la velocidad del disco y el cache, que desempeña un papel muy importante en el rendimiento efectivo del ordenador. Un disco con la capacidad citada anteriormente girara a unas 5,400 r.p.m.
Instalación física de un disco duro o Hard Drive
A continuación se comentan las fases en las que se puede dividir la instalación de un disco duro en el ordenador. Se hará sobre el interfaz IDE por ser el caso mas habitual.
En primer lugar se deberán realizar una serie de acciones comunes a todos los casos:
1. Desconecte la alimentación eléctrica del PC y todos los periféricos conectados a este, quitando todos los cables de la parte posterior.
2. Desmonte la cubierta (carcasa) del PC.
3. A continuación deberá tocar alguna parte metálica, por ejemplo la carcasa, del ordenador, para "conectarse" a tierra y descargar así la posible electricidad estática que posea.
4. Observe la posición inicial de los jumpers en la parte trasera del disco duro y si es posible escríbala o haga un pequeño mapa de la zona donde se encuentra. Si va a ser el primer disco duro, se deberá configurar como maestro (Master). si es el segundo o tercero, deberá configurarlo como maestro (Master) o esclavo (Slave) dependiendo de la controladora elegida y de si va a instalar (o ya esta instalado) después un CD-ROM. Para determinar la configuración maestro-esclavo, deberá consultar la documentación adjunta al disco.
5. Localice el hueco (bahía) destinado al disco duro. Se pueden elegir tres ubicaciones:
· En las cajas con formato ATX, debajo de las "bahías" de 3 1/2 (en una de ellas estará la disquetera). Lo normal es que haya dos huecos por lo que, si es el primer disco a instalar, se puede elegir cualquiera de las los.
· También puede elegirse la bahía adyacente libre a aquella en la que esta la disquetera.
· Finalmente y utilizando un adaptador, se puede instalar sobre una bahía libre de 5 1/4
6. A la hora de insertar el disco duro en la ubicación elegida, habrá de tenerse en cuenta su posición: los conectores del interfaz, jumpers y el conector de tensión deberán colocarse de forma accesible para insertar los cables correspondientes (tienen que dar a la parte trasera de la caja) También habrá que colocar el disco duro de tal forma que las letras que ha escrito en él el fabricante (en una pegatina) queden hacia arriba. 7. Inserte el disco duro en el hueco seleccionado y asegure la unidad atornillándola. Deberá dejar algo de espacio en la parte posterior para facilitar la conexión de los cables a la unidad. 8. Busque un cable de alimentación sin usar que salga de la fuente de alimentación del PC e insértelo en el conector de corriente del disco duro. Observará que tanto el Conector Eléctrico de la unidad de disco como el Cable Eléctrico de PC tienen los extremos recortados para evitar conexiones erróneas. Por tanto, introduzca el Cable Eléctrico del PC de tal manera que sus extremos recortados correspondan con los Conectores Eléctricos de la unidad de disco. Los discos duros no requieren la instalación de componentes específicos (tarjetas), ya que pueden servirse de interfaz IDE primario o secundario existente en el PC para instalar la unidad. Lo usual es instalarlo utilizando un interfaz IDE primario. 9. Conecte un extremo del cable IDE de 40 pines en la parte posterior de la unidad de disco. El cable interfaz tiene un borde de color (habitualmente rojo) para indicar la ubicación del Pin 1. Asegúrese de introducir el cable de manera que el Pin 1 de éste coincida con el lugar correspondiente al Pin 1 en el Conector Interfaz de la unidad de disco. Generalmente, solo hay un modo posible de conectar el cable.
10. Conecte, a continuación, el otro extremo del cable que salga del disco duro a la controladora IDE (primaria o secundaria) en la placa base. 11. Finalmente y si no se van a instalar otros dispositivos, se deberá fijar la caja de nuevo y proceder a la conexión de los distintos dispositivos.

Detectando el disco duro
El siguiente paso es conseguir que el sistema lo reconozca. El proceso está en reiniciar el ordenador y pulsar <Supr> o similar en el momento adecuado para acceder a la configuración del BIOS. Entonces, solo hay que elegir la opción de "auto detección" del menú para que el sistema lo reconozca.
Creación de una partición
Para realizar particiones en el disco duro se utilizará el comando de FDISK, disponible en cualquier versión de este sistema operativo o posteriores, con la salvedad de que Windows 95 OSR2 y Windows 98 permitirán realizar particiones mucho mayores y además permitirán utilizar la FAT32.

Nota: Existen otros programas que también realiza particiones, como por ejemplo el Partition Magic, etc. , pero no se mencionaran ya que el Fdisk permite crear las particiones con mucha facilidad y viene con el sistema operativo.

Uso del FDISK
En el caso de tener el disco duro formateado a bajo nivel, es decir, tal y como lo trae el fabricante, deberá arrancar el ordenador con un disco del sistema que posea, entre otros, los ficheros fdisk.exe y format.com
A continuación, hay que introducir el comando fdisk tras el indicador del DOS. Si el disco de arranque fuese MS-DOS o Windows 95 (v.950) aparecerá directamente el menú de selección de la figura mas abajo: SCANEAR LA FIGURA....
Si se desea utilizar la FAT32, con las ventajas y desventajas que ello conlleva y que ya se hay citado, seleccione "S"; y "N" en caso contrario. Tras esto aparecerá el menú de la figura: SCANEAR LA FIGURA.............. (Independiente de cual sea la opción elegida, esto no afectara el modo de proceder para crear la partición)
Para crear una partición deberá elegir la opción (1) tras lo que aparecerá el menú de la figura : SCANEAR LA FIGURA 518
La partición primaria es aquella en la que deberá estar el sistema operativo, con lo cual deberá adaptarla a sus necesidades dependiendo del sistema operativo que fuese a instalar. Podrá elegir el tamaño que desee, hasta el máximo total del disco duro. La segunda opción debe utilizarse si se desea particionar el disco duro en dos, tres, cuatro....particiones, con lo cual, en primer lugar, deberá hacer una partición extendida con todo lo que haya quedado de espacio libre de disco duro después de realizar la partición primaria y, a continuación, en el ultimo menú mencionado, elegir la opción tercera y crear tantas unidades lógicas dentro de la extendida como desee.
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