Introducción a la Computadora Personal Ing. Roger Morera Fallas

Tema: Introducción a la Informática

Definiciones ¿Qué es la informática? Es el término resultante de la contracción de los vocablos INFORmación y autoMÁTICA. Se define como el conjunto de conocimientos científicos y técnicos que hacen posible el procesamiento automático de los datos, mediante el uso de computadores, para producir información útil y significativa para el usuario.

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Definiciones ¿Qué es un sistema? Es un conjunto de elementos o partes que se integran o relacionan para producir un resultado.

Ejemplos:

Una planta. El sistema solar. El cuerpo humano.

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Definiciones ¿Qué es un sistema informático? Es el conjunto que resulta de la integración de cinco elementos: 1. Hardware 2. Software

3. Datos 4. Personas 5. Electricidad Estos componentes se relacionan haciendo posible el procesamiento automático de los datos, a través de ordenadores, para producir información útil.

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Definiciones ¿Qué es un ordenador? Es una máquina o dispositivo físico programable, que se utiliza para tratar o procesar información. Sus principales características: Responde, de manera precisa, a un conjunto específico de instrucciones. Puede ejecutar una lista de instrucciones pre-grabadas.

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Evolución de los ordenadores en el tiempo Primera generación 1951: Caracterizada por el uso de tubos de vacío. Aplicación: científica y militar. Programación: En lenguaje de máquina. Almacenamiento: Tarjetas y cintas perforadas. Principal representante: UNIVAC I.

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Evolución de los ordenadores en el tiempo Segunda generación 1959: Caracterizada por el uso de transistores. Aplicación: científica, militar, administrativa y de gestión. Programación: En lenguaje de alto nivel. Almacenamiento: Tambores y cintas magnéticas. Principal representante: HONEYWELL 400.

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Evolución de los ordenadores en el tiempo Tercera generación 1964: Caracterizada por el uso de circuitos integrados. Los campos de aplicación se mantienen, pero la tecnología ahora permite a los ordenadores llegar a más instituciones y empresas. Los lenguajes de programación evolucionan hacia mayor facilidad de uso y mayor poder de desarrollo. Se reduce el consumo de energía. Se reduce el tamaño de los ordenadores y dispositivos. Principal representante: IBM 360.

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Evolución de los ordenadores en el tiempo Cuarta generación 1971: Caracterizada por el uso de circuitos altamente integrados. Se conocen como VLSI (Very Large Scale Integration) El Dr. Ted Hoff reunió todos los elementos de un procesador en un solo chip de silicón, que medía un poco más de una pulgada: Intel 4004 La evolución y minimización se acentúa y los ordenadores empiezan a entrar en los hogares.

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Clasificación de los ordenadores según su tamaño y capacidad de procesamiento Supercomputador Es el tipo de ordenador más rápido y el de costo más elevado. Se usan para aplicaciones especializadas que requieren enormes cantidades de cálculos matemáticos. Ejemplos de aplicación: Predicción sofisticada del clima, investigación en energía nuclear, viajes espaciales, etc.

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Clasificación de los ordenadores según su tamaño y capacidad de procesamiento Mainframe Es un ordenador de gran tamaño y costo elevado. Soporta cientos o simultáneamente.

hasta

miles

de

usuarios

trabajando

Soporta múltiples programas ejecutándose simultáneamente.

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Clasificación de los ordenadores según su tamaño y capacidad de procesamiento Minicomputador Es un ordenador de tamaño y costo medio. Soporta desde cuatro hasta doscientos usuarios, trabajando simultáneamente. Soporta múltiples programas ejecutándose simultáneamente.

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Clasificación de los ordenadores según su tamaño y capacidad de procesamiento Computador personal Es un ordenador pequeño, de costo relativamente bajo, diseñado para ser usado por un único usuario. Aparecieron por primera vez en la década de los 70s, como consecuencia del uso de circuitos altamente integrados (VLSI). Los ordenadores personales pertenecen a la cuarta generación.

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Definiciones ¿Qué son los datos? Símbolos que representan hechos, condiciones, situaciones o valores. Elementos de información. Son la materia prima necesaria para producir información.

Tipos de datos Numéricos. (Cifras) Alfabéticos. (Letras, palabras) Audiovisuales. (Música, voz, imágenes, video) Físicos. (Valores tomados directamente del entorno)

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Definiciones ¿Qué es la información? Es el resultado de transformar o procesar datos. La transformación de los datos en información se lleva a cabo mediante operaciones aritméticas (sumar, restar, multiplicar, dividir, etc.) y/o lógicas (ordenar, comparar, etc.) La información es significativa para el usuario.

Personales básicos del sistema del ordenador  Un sistema informático consta de componentes de hardware y software.  El hardware es el equipo físico como es el caso, unidades de almacenamiento, teclados, monitores, cables, altavoces, y las impresoras.

 El software es el de funcionamiento sistema y los programas.  El sistema operativo instruye a la computadora cómo va ha operar.

 Programas o aplicaciones realizan funciones diferentes.

Computer Cases y fuentes de alimentación La caja del ordenador • Proporciona protección y apoyo para los componentes internos • Debe ser durable, fácil de mantener, y tener suficiente espacio para la expansión de componentes Fuente de alimentación • Convierte la corriente alterna CA de la toma corriente de pared en corriente continua DC • Debe proporcionar suficiente energía para los componentes instalados y adiciones futuras

Computer Cases • Contener el marco de apoyo y adjuntar los componentes internos del ordenador • Por lo general hechas de plástico, acero y aluminio • Disponible en una variedad de estilos y de tamaños • El tamaño y el diseño de un case se llama un factor de forma • Diseñado para mantener fríos los componentes internos • Ayuda a prevenir daños por electricidad estática

Selección de cases Factor Modelo Tipo Tamaño

Espacio disponible Fuente de alimentación Apariencia

Pantalla de estado Respiraderos

Justificación Dos modelos de case principal (una para equipos de sobremesa y el otro para las PC de torre). El tipo de placa madre determina el tipo de case. Tamaño y la forma deben coincidir exactamente. Si un equipo tiene muchos componentes, se necesita más espacio para el flujo de aire para mantener frío el sistema. De los cases de escritorio permite la conservación del espacio en áreas apretadas porque el monitor puede ser colocado en la parte superior de la unidad. El diseño de la caja puede limitar el número y tamaño de los componentes que se pueden agregar. Coincidir con la potencia nominal y el tipo de conexión de la fuente de alimentación con el tipo de placa base.

Hay muchos cases los diseños para elegir, si es necesario tener un case que es atractivo. Indicadores LED que se montan en el frontal de la caja puede decir si el sistema está recibiendo alimentación, cuando el disco duro está siendo utilizada, y cuando el ordenador está en modo de espera o de dormir. Todos los cases tienen una rejilla de ventilación de la fuente de alimentación. Algunos cases tienen más rejillas de ventilación para disipar una cantidad inusual de calor.

Fuentes de alimentación • La fuente de alimentación convierte la corriente alterna (CA) procedentes de una toma de corriente en corriente directa (corriente continua), que es una de bajo voltaje. • De alimentación de CC es necesaria para todos los componentes del interior del ordenador. • Cables, conectores, y componentes están diseñados a encajar perfectamente. Nunca se debe utilizar la fuerza sobre los conectores o componentes.

Cuatro unidades básicas de Electricidad • Voltaje (V) es una medida de la fuerza necesaria para empujar los electrones a través de un circuito. El voltaje se mide en V. Una fuente de poder por lo general produce varios voltajes diferentes. • Corriente (I) es una medida de la cantidad de electrones que pasan por un circuito. La corriente se mide en amperios (A). Fuentes de alimentación de PC entregar amperajes diferentes para cada voltaje de salida. • Potencia (P) es el voltaje multiplicado por la cantidad de electrones que pasan por dicho circuito. La medición se llama vatios (W). Las Fuentes de energía de las computadoras se miden en vatios. • Resistencia (R) es la oposición al flujo de corriente en un circuito. La resistencia se mide en ohmios. Una resistencia más baja permite que fluya más corriente a través de un circuito.

Fuentes de alimentación PRECAUCIÓN: No abra la fuente de alimentación. Condensadores electrónicos situados en el interior de una fuente de alimentación puede mantener una carga por largos períodos de tiempo.

Componentes internos

Placas

• La principal tarjeta de circuito impreso. • Contiene los buses, o rutas eléctricas que se encuentran en una computadora. Buses permitir que los datos viajen entre los distintos componentes. • También conocida como la placa del sistema, la placa madre, o la placa principal. • Aloja la CPU, RAM, las ranuras de expansión, el disipador de calor / ventilador, chip de la BIOS, el conjunto de chips, conectores internos y externos, los distintos puertos, y los cables incorporados que interconectan los componentes de la placa base.

Placa Factores de forma • El factor de forma de placas base se refiere a la forma y tamaño de la placa. • También describe la distribución física de los diferentes componentes y dispositivos de la placa base. • Existen varios factores de forma para las placas base. –AT - Tecnología avanzada –ATX - Advanced Technology Extended –Mini-ATX - Diseño más compacto de ATX –Micro-ATX - Diseño más compacto de ATX –LPX - bajo perfil extendido –NLX - Nueva bajo perfil extendido –BTX - Balanced Technology Extended

Unidad central de procesamiento (CPU) • Conocido como el cerebro de la computadora. También conocido como el procesador. • El elemento más importante de un sistema informático. La CPU ejecuta un programa, que es una secuencia de instrucciones almacenadas. • Dos arquitecturas de CPU principales relacionados con los conjuntos de instrucciones: –Reduced Instruction Set Computer (RISC) –Complex Instruction Set Computer (CISC)

Unidad central de procesamiento (CPU) • •

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Para un sistema operativo, con una sola CPU con hyperthreading parece ser dos CPUs. Cuanto mayor es el ancho del bus de datos del procesador, mayor potencia tiene el procesador. Los procesadores actuales tienen un bus de datos del procesador de 32-bits o de 64-bits. Overclocking es una técnica utilizada para hacer funcionar un procesador a una velocidad superior a sus especificaciones originales. MMX permite a los microprocesadores poder manejar muchas operaciones comunes de multimedia que normalmente son manejados por una tarjeta de vídeo. La última tecnología de procesador ha dado lugar a los fabricantes de CPU para encontrar maneras de incorporar más de un núcleo de CPU en un único chip.

–Single Core CPU, Dual core CPU y Quad core

Los sistemas de refrigeración

• Componentes electrónicos generan calor. Demasiado calor puede dañar los componentes. • Un ventilador de caja hace que el proceso de enfriamiento más eficiente. • Un disipador de calor expulsa el calor desde el núcleo de la CPU. Un Case Fan ventilador en la parte superior del disipador de calor mueve el calor de Ventilador de la CPU la CPU. • Los ventiladores también se dedican a enfriar la Unidad de procesamiento de gráficos (GPU).

Memoria de sólo lectura (ROM)  Instrucciones básicas para arrancar el ordenador y cargar el sistema operativo se almacenan en la memoria ROM. Tipos de ROM ROM

PROM

EPROM

Tipos de ROM

Descripción

Chips de memoria de sólo lectura

La información se escribe en un chip ROM cuando se fabrica. Un chip ROM no puede ser borrado o re-escrito y es un tipo de tecnología obsoleta.

Memoria programable de sólo lectura

La información se escribe en un chip PROM después de que se fabrica. Un chip PROM no puede ser borrado o re-escrita.

Memoria borrable y programable de sólo lectura

La información se escribe en un chip EPROM después de que se fabrica. Un chip EPROM se puede borrar con la exposición a la luz UV. Para ello se requiere equipo especial.

Memoria programable de EEPROM sólo lectura , borrable eléctricamente

La información se escribe en un chip EEPROM después de que se fabrica. Los chips EEPROM también se denominan Flash ROM. Un chip EEPROM se puede borrar y re-escrito sin tener que quitar el chip de la computadora.

Memoria de acceso aleatorio (RAM) •

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Es el almacenamiento temporal de datos y programas a los que accede la CPU Memoria volátil, lo que significa que el contenido se borra cuando el ordenador está apagado Más memoria RAM significa mayor capacidad tendrá la máquina para alamacenar y procesar programas y archivos de gran tamaño, así como mejorar el rendimiento del sistema. Tipos de memoria RAM: –Dynamic Random Access Memory (DRAM) –Static Random Access Memory (SRAM) –Fast Page Mode DRAM (memoria FPM) –Extended Data Out RAM (memoria EDO) –DRAM sincrónica (SDRAM) –Double Data Rate SDRAM (DDR SDRAM) –Double Data Rate 2 SDRAM (DDR2 SDRAM) –Rambus DRAM (RDRAM)

Módulos de memoria • Paquete en línea dual (DIP) Es un chip de memoria individual. Los DIP tienen dos filas de pines usado para conectar a la placa base. • Módulo de memoria en línea simple (SIMM) Es una pequeña placa de circuito que contiene varios chips de memoria. Los SIMMs tienen configuraciones de 30 pines y 72 pines. • Múdulo de memoria en línea doble (DIMM) Es una placa de circuito que contiene chips de memoria SDRAM, DDR SDRAM y DDR2 SDRAM. Hay SDRAM DIMM de168 pines, DDR DIMM de 184 pines y DDR2 DIMM de 240 pines. • El módulo de memoria en línea RAMbus (RIMM) es una placa de circuito que contiene chips de RDRAM. Un RIMM típico tiene una configuración de 184 pines.

De caché y comprobación de errores Cache • SRAM es usada como memoria caché para almacenar los datos más utilizados o frecuentes. • SRAM proporciona al procesador un acceso más rápido a los datos que cuando se recuperan de una memoria DRAM más lenta, o de la memoria principal. Comprobación de errores • Los errores de memoria se producen cuando los datos no se almacenan correctamente en los chips de la memoria RAM. • El equipo utiliza diferentes métodos para detectar y corregir errores de datos en la memoria.

Tarjetas Adaptadoras Aumentan la funcionalidad de una computadora agregando controladores para dispositivos específicos o reemplazando los puertos que funcionan mal. • Ejemplos de tarjetas adaptadoras: –Adaptador de sonido y adaptador de vídeo –Puertos USB, paralelo y serial –Adaptador RAID y adaptador SCSI –Network Interface Card (NIC), NIC inalámbrico y adaptador de módem

• Tipos de ranuras de expansión: –Industry Standard Architecture (ISA) –Extended Industry Standard Architecture (EISA) –Arquitectura de microcanal (MCA) –Peripheral Component Interconnect (PCI) –Advanced Graphics Port (AGP) –PCI-Express

Discos Duros y Floppy Drives • Lee o escribe información en medios de almacenamiento magnéticos u ópticos • Pueden ser fijos o removibles • La unidad de disco duro (HDD) es un dispositivo de almacenamiento magnético instalado dentro del equipo. La capacidad de almacenamiento se mide en gigabytes (GB).  Un unidad de disquete (FDD) es un dispositivo de almacenamiento que usa disquetes extraíbles de 3,5 pulgadas que puede almacenar 1,44 MB de datos.

Unidades ópticas y Flash Drives

• Un unidad de discos ópticos es un dispositivo de almacenamiento que utiliza el láser para leer los datos de los medios de comunicación óptica. Los dos tipos son CD y DVD. • Un unidad flash es un dispositivo de almacenamiento extraíble que se conecta a un puerto USB. Una unidad flash utiliza un tipo especial de memoria que no necesita energía para conservar los datos. • Algunas interfaces de unidad común: –Integrated Drive Electronics (IDE) –Enhanced Integrated Drive Electronics (EIDE) –Parallel ATA (PATA) –Serial ATA (SATA) –Small Computer System Interface (SCSI)

Cables de datos internos

Los cables de datos conectan las unidades al controlador de la unidad, ubicado en una tarjeta adaptadora o en la placa base. A continuación se mencionan tipos de cables de datos • Cable de datos de unidad de disquete (FDD). • Cable de datos PATA (IDE). • Cable de datos PATA (EIDE). • Cable de datos SATA • Cable de datos SCSI

Puertos seriales y Cables • Un puerto serial puede ser un DB-9, como se muestra en la figura, o un conector macho DB-25. • Los puertos seriales transmiten un bit de datos por vez. • Para conectar un dispositivo serial, como un módem o una impresora, debe usarse un cable serial. • Un cable serial tiene una longitud máxima de 50 pies (15,2 m).

Puertos USB y cables

• USB es una interfaz estándar para la la conexión de dispositivos periféricos a un ordenador. • Los dispositivos USB son intercambiables en caliente. • Los puertos USB se encuentran en las computadoras, cámaras, impresoras, escáneres, dispositivos de almacenamiento, y muchos otros dispositivos electrónicos. • Un solo puerto USB en un ordenador puede soportar hasta 127 dispositivos por separado con el uso de múltiples concentradores USB. • Algunos dispositivos también pueden alimentarse a través del puerto USB, eliminando la necesidad de una fuente de energía externa.

Puertos FireWire y cables

• FireWire es una interfaz de alta velocidad, intercambiables en caliente. • Un mismo puerto FireWire en un ordenador puede soportar hasta 63 dispositivos. • Algunos dispositivos también pueden alimentarse a través del puerto FireWire, eliminando la necesidad de una fuente de alimentación externa. • El estándar IEEE 1394a soporta velocidades de datos hasta 400 Mbps y longitudes de cable de hasta 15 pies (4,5 m). Este estándar utiliza un conector de 6 pines o un conector de 4 pines. • El estándar IEEE 1394b soporta velocidades de datos superiores a 800 Mbps y utiliza un conector de 9 pines.

Los puertos paralelos y Cables • Los puertos paralelos pueden transmitir 8 bits de datos a la vez y utilizar el estándar IEEE 1284. • Para conectar un dispositivo paralelo, como una impresora, debe usarse un un cable paralelo . • Un cable paralelo tiene una longitud máxima de 15 pies (4,5 m).

•

Puertos SCSI y cables Un puerto SCSI puede transmitir datos a

velocidades por encima de 320 Mbps y puede soportar hasta 15 dispositivos. • Tres tipos diferentes de puertos SCSI:

–Conector hembra DB-25 –Conector hembra de alta densidad de 50pines –Conector hembra de alta densidad de 68pines

• NOTA: Los dispositivos SCSI deben estar terminar en los extremos de la cadena SCSI. Compruebe el manual del dispositivo para los procedimientos de terminación. • PRECAUCIÓN: Algunos conectores SCSI se parecen a los conectores paralelo. El voltaje utilizado en el formato SCSI puede dañar la interfaz paralela.

Puertos de red y cables • Un puerto de red, también conocido como un puerto RJ-45, conecta un ordenador a una red. • Ethernet estándar puede transmitir hasta 10 Mbps. • Fast Ethernet puede transmitir hasta 100 Mbps. • Gigabit Ethernet puede transmitir hasta 1000 Mbps. • La longitud máxima del cable de red es de 100 m (328 pies.

PS / 2 Puertos y Puertos de Audio

• Un puerto PS / 2 conecta un teclado o un ratón a un ordenador. • El puerto PS / 2 es un conector hembra mini-DIN de 6 pines.

 Un puerto de audio conecta dispositivos de audio al ordenador. Tipos de puertos de audio:  Entrada de línea.- se conecta a una fuente externa (estéreo)

 Micrófono.- se conecta a un micrófono  Salida de Línea.- se conecta a los altavoces o auriculares

 Puerto de juegos / MIDI.- se conecta a un joystick o a u dispositivo de interfaz MIDI

Video de Puertos Un puerto de vídeo se conecta un cable de monitor a un ordenador. Tipos de puertos:

 Matriz de gráficos de video(VGA)  Interfaz visual digital (DVI)  Interfaz multimedia definición (HDMI).  S-Video  Componentes / RGB

de

alta

Dispositivos de entrada

Los dispositivos de entrada utilizado para introducir datos o instrucciones en una computadora, Ejemplos: • Ratón y teclado • Cámara digital y cámara de video digital

• Dispositivo de autenticación biométrica • Pantalla táctil • Escáner

Lector de huella digital

Cámara digital

Monitores y Proyectores La diferencia más importante entre estos tipos de monitores es la tecnología utilizada para producir la imagen: • Tubo de rayos catódicos (CRT) es el tipo de monitor más comú. La mayoría de los televisores también utilizan esta tecnología. • Pantalla de cristal líquido (LCD) se utiliza comúnmente en computadoras portátiles y algunos proyectores. LCD viene en dos formas, de matriz activa y de matriz pasiva. • Procesamiento de luz digital (DLP) es otra tecnología usada en proyectores.

Otros dispositivos de salida

• Impresoras, escáneres y faxes - Las impresoras son dispositivos de salida que crean copias impresas de archivos de la computadora. Otras impresoras del tipo multifunción, están diseñadas para ofrecer servicios múltiples , como: impresión, fax, y copiadora. • Altavoces y auriculares son dispositivos de salida para señales de audio. La mayoría de los ordenadores cuentan con el apoyo de audio integrada en la placa base o en una tarjeta de adaptador. El soporte de audio incluye los puertos que permiten el ingreso y la salida de señales de audio.

Auriculares Altavoces

Los recursos del sistema Los recursos del sistema se utilizan para fines de comunicación entre la CPU y otros componentes en una computadora. Hay tres recursos de sistema común: • Solicitudes de interrupción (IRQ) • Direcciones de puerto de Entrada / Salida (I / O) • Acceso directo a memoria (DMA)

Solicitudes de interrupción (IRQ) •

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Las IRQ son utilizados por los componentes de la computadora para solicitar información de la CPU. La IRQ viaja a lo largo de un cable en la placa base hasta la CPU. Cuando la CPU recibe una solicitud de interrupción, la CPU determina la manera de completarla. La prioridad de la solicitud está determinada por el número de IRQ asignado a ese componente de la computadora. Hoy en día, la mayoría de los número de IRQ son asignados de forma automática con los sistemas operativos Plug and Play (PnP), y la implementación de ranuras PCI, puertos USB y puertos FireWire.

Direcciones de puerto Entrada / Salida (E / S) • Se utiliza para la comunicación entre los dispositivos y el software. • Se utiliza para enviar y recibir datos para un componente. • Al igual que con las IRQ, cada componente tendrá un puerto de E / S exclusivo asignado. • Existen 65.535 puertos de E / S en una computadora. • Están referenciados por una dirección hexadecimal en el rango de 0000h a FFFFh.

Acceso directo a la memoria (DMA) • Los canales DMA son utilizados por dispositivos de alta velocidad para comunicarse directamente con la memoria principal. • Estos canales permiten que el dispositivo pase por alto la interacción con la CPU y almacene y recupere información directamente de la memoria. • Sólo algunos dispositivos pueden asignarse a un canal DMA, tales como adaptadores SCSI y tarjetas de sonido. • Los equipos más nuevos tienen ocho canales DMA que están numerados del 0 al 7.

Capítulo 1: Resumen • En este capítulo se presenta la industria de TI, las opciones de formación y empleo, y algunas de las certificaciones de la industria estándar. • La tecnología de la información abarca el uso de computadoras, hardware de red y software para procesar, almacenar, transmitir y recuperar información.

Capítulo 1: Resumen • Un sistema de computación personal está formado por componentes de hardware y aplicaciones de software. • El chasis de la computadora y la fuente de energía deben elegirse cuidadosamente de forma que sean adecuados para el hardware que está dentro del chasis y permitan la inclusión de componentes adicionales. • Los componentes internos de una computadora se seleccionan por características y funciones específicas. Todos los componentes internos deben ser compatibles con la motherboard. • Se debe usar el tipo correcto de puertos y cables al conectar los dispositivos.

Capítulo 1: Resumen • Los dispositivos de entrada habituales son el teclado, el mouse, la pantalla táctil y las cámaras digitales. • Los dispositivos de salida habituales son los monitores, las impresoras y las bocinas. • Deben asignarse recursos del sistema a los componentes de la computadora. Los recursos del sistema incluyen las IRQ, las direcciones de puerto de E/S y los DMA.