¿Qué es el hardware? Todo lo que necesita saber

¿Qué es el hardware?

Su sistema informático se compone de hardware y software. Pero qué es el hardware puede no ser sencillo en todos los casos. ¿Son hardware su CPU y su GPU? ¿Y el cable de alimentación? Este artículo profundizará en el tema y zanjará algunos malentendidos habituales.

Resumen

• El hardware se refiere a los componentes físicos de un sistema informático, incluidos los microprocesadores, los módulos de memoria, los dispositivos de entrada/salida (E/S) y el almacenamiento de datos, que en conjunto permiten los procesos informáticos y la transferencia de datos.
• A diferencia del software, los componentes de hardware son tangibles y tienen características físicas definidas, proporcionando el marco que soporta todas las actividades computacionales, desde el simple almacenamiento de datos hasta el procesamiento de algoritmos complejos.
• El rendimiento, la fiabilidad y la capacidad del hardware repercuten directamente en las capacidades de un sistema informático, influyendo en la velocidad, el almacenamiento de datos y la capacidad de ejecutar programas de software específicos, por lo que la calidad y el mantenimiento del hardware son cruciales para lograr un funcionamiento informático óptimo.

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¿Cómo se define el hardware informático?

Cada pieza de hardware informático es un objeto físico. Puede estar hecho de diferentes materiales, tener unas dimensiones o forma específicas y servir para una gran variedad de propósitos. Sin embargo, mientras sea tangible y forme parte de su sistema informático, se considera hardware.

Para responder a la pregunta del pasaje introductorio, la unidad central de procesamiento (CPU), la tarjeta gráfica (GPU) y el cable de alimentación forman parte del hardware.

El hardware también puede verse como un opuesto directo a todo lo que se considera software. El software es, por definición, intangible: no tiene un componente físico y sólo existe como datos digitales. El término hace referencia al sistema operativo, al navegador de Internet e incluso a esa ventana emergente de “Nuevo hardware encontrado” que los usuarios reciben cuando conectan un nuevo dispositivo a sus ordenadores.

Naturalmente, el hardware y el software informáticos van de la mano. Ninguno podría realizar su función sin el otro.

Es obvio que no todos los componentes de hardware son iguales. Nadie diría que un ratón de ordenador y una tarjeta gráfica son similares en modo alguno. Esto se debe a que el hardware se presenta en varios tipos en función de su ubicación y finalidad.

Tipos de hardware por ubicación

La clasificación por ubicación es relativamente sencilla. En función de si están alojados dentro o fuera de la caja del ordenador, los componentes de hardware pueden ser internos o externos.

Pero antes de profundizar en la explicación de los tipos de hardware, hay una cuestión interesante sobre la carcasa del ordenador. Sin duda es hardware, pero no entra en ninguno de los tipos mencionados.

Las carcasas (o torres) de ordenador constituyen una categoría propia de hardware. Dado que las demás piezas se definen por su ubicación con respecto a la carcasa, ésta no puede ser ni interna ni externa. En algunos casos, una caja de ordenador con componentes de PC en su interior se denomina colectivamente “hardware de PC”.

Volviendo al asunto más directo de otros componentes de hardware, veamos cómo se definen las piezas individuales de un ordenador.

Hardware interno

Las piezas de hardware internas de un ordenador suelen denominarse simplemente “componentes”. Están contenidos dentro de la carcasa e incluyen:

• Placa base
• Unidad central de procesamiento (CPU)
• RAM (memoria del ordenador)
• Discos duros internos como HDD y SSD
• Unidades de disco: CD, DVD, Blu-ray y la unidad de disquete, extinguida hace tiempo
• Tarjeta gráfica (GPU)
• Tarjeta de procesamiento de sonido
• Fuente de alimentación
• Unidades de red y módem
• Ventiladores y disipadores de calor

Hardware externo (en ordenadores de sobremesa)

Los componentes externos se encuentran, por ejemplo, fuera de la caja del ordenador:

• Monitor
• Teclado
• Ratón
• Altavoces
• Impresora
• Escáner
• Joysticks, gamepads y otros mandos de juegos
• Micrófono
• Auriculares
• Unidad flash USB
• Variantes externas de componentes internos como dispositivos de almacenamiento o unidades de disco

Las dos divisiones básicas del hardware informático tienen subconjuntos basados en lo que hace cada componente o dispositivo periférico. Cabe señalar que estos subconjuntos se solapan en cierta medida en las construcciones modernas.

Tipos de componentes internos por uso

El hardware interno del ordenador es lo que proporciona potencia de procesamiento y memoria a la configuración de un ordenador. Cuando la gente menciona las actualizaciones de hardware, se divide en dos categorías principales:

• Procesamiento
• Memoria y almacenamiento

Componentes de procesamiento

Los componentes internos de procesamiento incluyen la placa base, la unidad central de procesamiento, las tarjetas de sonido y gráficos y las tarjetas de red o módems.

Placa base

La placa base representa la conexión principal entre todos los demás componentes de hardware. Es una placa de circuito impreso que permite que la información pase hacia y desde otras unidades cruciales para que puedan realizar su función correctamente.

Por ejemplo, suponga que tiene un juego instalado en un disco duro interno. Para que usted pueda jugar al juego, es necesario que los datos electrónicos relevantes se introduzcan en la memoria RAM y se procesen a través de la CPU. Además, el juego tiene que reaccionar a sus entradas, tanto si utiliza un mando como una configuración de teclado y ratón. Por último, la jugabilidad tiene que presentarse en tiempo real a través de su monitor y altavoces.

La placa base hace todo esto posible conectando varios componentes y consiguiendo que funcionen juntos. Es el dispositivo de hardware informático vital dentro de su ordenador.

Unidad central de procesamiento (CPU)

A falta de una analogía mejor, la CPU es el cerebro de su ordenador. Es un diminuto chip con una enorme potencia que procesa órdenes entrantes y salientes.

Traduzcamos esta última parte en algo más comprensible con un ejemplo.

Un usuario decide abrir un documento en su procesador de textos. Buscan la carpeta y hacen clic en el icono del documento, y enseguida aparece la página en la pantalla. Aunque se trata de una acción sencilla, sólo es posible gracias a la CPU, que trabaja constantemente en segundo plano.

Cuando el usuario pulsa sobre el icono del software, el comando es aceptado por el hardware, que ordena a la placa base que lo cargue en la memoria caché de la CPU. A partir de ahí, la CPU se encarga de realizar lo que se denomina el ciclo de instrucción.

Este ciclo consta de tres fases: buscar, descodificar y ejecutar. En esencia, la CPU obtiene la orden de la RAM, descodifica lo que se supone que debe ocurrir y, a continuación, ejecuta las acciones apropiadas.

Las CPU son realmente contundentes y sólo operan en lenguaje máquina (1s y 0s). Realizan varias operaciones aritméticas y lógicas en la entrada y reenvían la salida, constantemente. La lista de estas operaciones está preestablecida por el fabricante. El sistema operativo y el software subyacente se encargan de que la CPU se utilice al máximo. También descomponen las instrucciones complejas en el conjunto básico que la CPU entiende.

Este proceso ocurre en todo lo que hace su ordenador, desde la ejecución de programas informáticos complejos hasta la actualización del reloj e incluso el desplazamiento del ratón.

Tarjeta gráfica (GPU)

El propósito de una tarjeta gráfica o de vídeo es algo similar al de la CPU. Sin embargo, mientras que la CPU procesa todas las tareas, la GPU está especializada en gráficos.

Aquí es importante hacer una distinción vital. Los términos “tarjeta gráfica”, “tarjeta de vídeo” y “GPU” suelen utilizarse indistintamente, pero en realidad no significan lo mismo. La tarjeta gráfica es muy parecida a la placa base, mientras que la GPU es la unidad de procesamiento real.

Las unidades de procesamiento independientes para gráficos se fabricaron inicialmente para el renderizado 3D. Con el tiempo, estas unidades se hicieron más desarrolladas y versátiles. La principal diferencia entre una GPU y una CPU es que las GPU son más especializadas, con miles de núcleos. Cada núcleo es más lento individualmente que el núcleo de la CPU, pero juntos pueden terminar su tarea prevista con mayor rapidez.

Tarjeta de sonido

Al igual que el componente gráfico, este dispositivo de hardware está diseñado para un único propósito específico: procesar el sonido. Se trata de una tarea algo más compleja de lo que podría parecer, que es precisamente por lo que requiere una pieza de hardware dedicada.

Cada vez que se reproduce un sonido en su ordenador, el sistema debe extraer el archivo de sonido en función de un desencadenante concreto. Por ejemplo, ordene a la máquina que se apague y reproducirá el conocido sonido.

Por supuesto, la reproducción del sonido puede llegar a ser mucho más compleja que los sonidos del sistema. Imagine el procesamiento que debe tener lugar para que el software musical funcione con eficacia. Ese ejemplo es precisamente la razón por la que las tarjetas de procesamiento de sonido se han convertido en componentes básicos de los ordenadores.

tarjeta de red y módem

Los componentes de hardware relacionados con la red procesan los datos que entran y salen del cable de red conectado al ordenador.

Estos componentes no tienen la misma potencia de procesamiento que el resto del hardware de esta lista. En su lugar, la mayoría de sus tareas se limitan a reenviar información según protocolos específicos. Representan un enlace entre su proveedor de servicios de Internet y su ordenador.

Memoria y almacenamiento

La memoria y el almacenamiento se dividen en tres categorías: primaria, secundaria y terciaria. Esta clasificación se realiza en función de la facilidad con la que la CPU puede acceder a los datos almacenados.

Almacenamiento primario

El almacenamiento primario suele denominarse “memoria”, mientras que otros tipos se llaman simplemente “almacenamiento”.

Cuando hablamos de memoria, nos referimos a los componentes que almacenan los datos necesarios para que las aplicaciones funcionen correctamente. En concreto, se trata de la caché de la CPU y la memoria RAM.

La memoria caché es un almacenamiento temporal de datos dedicado a la CPU. Almacena la información necesaria para que la unidad de procesamiento realice sus tareas en cola. Por este motivo, la unidad caché suele estar integrada en el procesador o colocada muy cerca de él en la placa base.

La RAM (memoria de acceso aleatorio) es mucho más extensa que la caché. Almacena todos los datos necesarios para ejecutar los programas, por lo que ciertas aplicaciones requieren enormes cantidades de RAM.

Las diferencias entre la memoria RAM y la caché de la CPU radican en el tamaño y la velocidad. La caché de la CPU es órdenes de magnitud más rápida que la RAM, por lo que puede seguir el ritmo de la velocidad de la CPU. Sin embargo, esto significa que hay que hacer sacrificios en términos de tamaño. La caché de la CPU es cargada desde y hacia la RAM por la placa base en trozos para aliviar el uso de recursos.

Las ampliaciones de RAM son posibles ya que todas las placas base modernas incluyen al menos una ranura de expansión para este tipo de almacenamiento.

La memoria no se almacena de forma permanente. En su lugar, representa un recurso temporal, a diferencia de los dispositivos de almacenamiento.

Almacenamiento secundario

El almacenamiento secundario no proporciona acceso directo a la CPU. En su lugar, cuando es necesario utilizar los archivos de datos de este almacenamiento, se extraen a la memoria, es decir, al almacenamiento primario.

Esta categoría incluye los dispositivos de almacenamiento con los que probablemente estemos más familiarizados, como la unidad de disco duro y la unidad de estado sólido. Las unidades de disco duro (HDD) constan de platos metálicos recubiertos magnéticamente y brazos diseñados para leer y escribir datos. Todo ello se aloja dentro de una carcasa hermética.

Una unidad de estado sólido, en cambio, no cuenta con ninguna pieza móvil. En su lugar, las unidades SSD utilizan un sistema diferente: su almacenamiento está diseñado de forma similar al de una memoria RAM o una memoria USB.

La característica que define a todos los dispositivos de almacenamiento secundario es que conservan los datos almacenados en ellos incluso cuando están apagados.

Almacenamiento terciario

El almacenamiento terciario está un paso más allá del uso directo de la CPU. Un dispositivo de almacenamiento de este grupo no tendrá contacto directo con el procesador y dependerá de un mecanismo para cargar los medios de almacenamiento.

En pocas palabras, los dispositivos de almacenamiento terciario son aquellos que necesitan abrirse y cargarse con determinados soportes. Un ejemplo sería una unidad de CD-ROM, DVD o Blu-ray.

Otros componentes

Además de los componentes utilizados para la informática, ciertas piezas de hardware realizan funciones cruciales relacionadas con la salud general del sistema. Se trata principalmente de fuentes de alimentación, unidades de refrigeración y otros componentes electrónicos.

La fuente de alimentación suministra suficiente energía al ordenador y puede proteger los componentes físicos sensibles de las sobrecargas. Algunos tipos de fuentes de alimentación vienen con fusibles, lo que hace que el resto de la máquina sea más resistente a las sobretensiones.

Cuando hablamos de unidades de refrigeración, pensamos en el ventilador principal instalado en la caja del ordenador. Este ventilador regula la temperatura general en el interior de la caja.

La función del ventilador es fundamental para evitar el sobrecalentamiento, sobre todo porque algunos componentes pueden alcanzar temperaturas muy elevadas. Las tarjetas gráficas y las CPU son especialmente propensas a calentarse. Estos dispositivos de hardware tienen sus propios disipadores de calor y ventiladores, pero éstos no empujan el aire caliente hasta el exterior de la carcasa. Ese es el trabajo del ventilador principal.

Tipos de dispositivos externos por uso

La mayoría de las veces, cuando aparece el mensaje “se ha encontrado nuevo hardware en el ordenador”, se debe a una pieza de hardware externo. Se trata de las partes físicas de su ordenador que más se modifican: los dispositivos periféricos.

El hardware externo se divide en gran medida en dispositivos de entrada y de salida. Está bastante claro lo que hace cada categoría sólo por el nombre.

Dispositivos de entrada

Los dispositivos de entrada se utilizan para emitir órdenes del usuario a las unidades de procesamiento internas. La mayoría de la gente no piensa en ello de ese modo, pero cada vez que teclea una letra o pulsa un botón, está emitiendo una orden a su ordenador.

Probablemente esté familiarizado con los dispositivos de entrada más comunes:

• Teclado
• Ratón
• Mando de juegos
• Micrófono

Sin embargo, quizá no haya pensado en una memoria USB como dispositivo de entrada. Sin embargo, eso es precisamente lo que es. Cuando se conectan a puertos USB, estos dispositivos de almacenamiento suelen utilizarse para acceder a los datos almacenados en ellos.

Otros componentes de hardware que representan dispositivos de entrada externos son las unidades de almacenamiento externas y los escáneres.

Dispositivos de salida

Un dispositivo de salida es cualquier pieza externa del hardware del ordenador que le proporciona información del sistema. Esto incluye todos los dispositivos externos que los ordenadores de sobremesa utilizan para mostrar imágenes o reproducir sonidos. Lo siguiente podría servir como un buen ejemplo de un dispositivo de salida:

• Monitor de ordenador
• Altavoces
• Auriculares
• Impresora

¿Y los ordenadores portátiles?

Los portátiles se diferencian ligeramente de los ordenadores de sobremesa en que la mayoría de sus componentes de hardware se consideran internos.

Dado que puede considerarse que un portátil es todo carcasa, el hardware como la pantalla o el teclado del ordenador es técnicamente interno. Los únicos componentes de hardware que podrían ser externos en un portátil serían los dispositivos conectados a través de puertos USB o de otro tipo.

Aunque los portátiles son mucho más compactos que los PC de sobremesa, eso no hace imposible una actualización del hardware. Una pieza como la fuente de alimentación puede sustituirse fácilmente, pero otras unidades como la memoria y el almacenamiento también pueden actualizarse.

Ejemplos de hardware

Algunos ejemplos de hardware informático son:

• Hardware interno del ordenador como el disco duro, el procesador o la tarjeta de vídeo.
• Hardware externo del ordenador, como el monitor, el teclado y el ratón.
• Componentes de hardware externos menos comunes, como las baterías del SAI.

 

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