Resum

La informació està formada per les dades i és el resultat de manipular-les. Les dades s’utilitzen per produir informació que ens ajuda a prendre decisions. Poden ser de diversos tipus: numèriques, alfabètiques i alfanumèriques.

En tot procés de tractament de la informació hi ha d’haver tres elements imprescindibles perquè sigui eficient: l’emissor, el canal i el receptor.

Al llarg de la història el tractament de la informació ha estat manual, mecànic i automàtic. En el moment en què es comença a utilitzar el concepte de tractament automàtic de la informació, també es comença a utilitzar el terme informàtica.

La informàtica neix amb la idea d’ajudar les persones en els treballs rutinaris i repetitius, generalment de càlcul i de gestió, en què és freqüent la repetició de tasques. La idea és que una màquina pot fer la feina millor, per l’exactitud i la rapidesa; ara bé, sempre sota el control de la persona.

En un sistema informàtic vist de manera genèrica hi ha els següents elements constitutius interrelacionats:

  • L’element físic: l’element físic també es coneix amb el nom de maquinari (hardware).
  • L’element lògic: l’element lògic es coneix també amb el nom de programari (software).
  • L’element humà: l’element humà és el que dóna raó de ser a l’ordinador i una part molt important del sistema.

L’ordinador és una màquina formada per una sèrie d’elements físics connectats de manera lògica i racional que tracten la informació automàticament. Algunes característiques dels ordinadors són: exactitud i precisió, eficiència (pot treballar sense parar) i capacitat per manipular grans quantitats d’informació.

El conjunt d’accions que s’ordena a un ordinador i que aquest executa es coneix amb el nom de programa.

L’ordinador està format per dos elements fonamentals, l’element físic o maquinari i l’element lògic o programari, encara que podem trobar-ne d’altres de manera implícita:

  • Maquinari: tot allò que podem veure i tocar (el monitor, el teclat, la CPU…).
  • Programari: fa referència als elements que no tenen existència física, com les idees, els conceptes, els programes, les aplicacions…
  • Usuari i programador: l’usuari és la persona que utilitza l’ordinador, i el programador és la persona que escriu els programes en un determinat llenguatge de programació perquè els ordinadors els puguin executar.
  • Dades i informació: les dades són fets o materials originals que no han estat processats. La informació és el producte de les dades ja processades.

Segons les funcions que tenen els elements físics o dispositius que formen l’ordinador podem distingir:

  • Dispositius d’entrada: la seva funció consisteix a permetre l’entrada de dades a l’ordinador. Hi ha molts dispositius que poden fer aquesta tasca: el teclat, el ratolí, l’escàner, el llapis òptic, la palanca de control (joystick), el micròfon, etc.
  • Dispositius de sortida: la seva funció consisteix a treure la informació a l’exterior de l’ordinador. Hi ha moltes màquines que fan aquesta funció, com el monitor o la pantalla, la impressora, els altaveus o el plòter.
  • Dispositius d’entrada/sortida: són totes les màquines la configuració de les quals els permet fer funcions d’entrada i funcions de sortida. Per exemple, les unitats de cintes magnètiques, les unitats de discos magnètics o les unitats opticomagnètiques.

Els dispositius d’entrada, de sortida i d’entrada/sortida també es coneixen com a perifèrics. Són els components que es connecten a la CPU perquè aquesta funcioni.

La UCP (unitat central de processament) o, en anglès, CPU (central process unit) s’encarrega de coordinar i dur a terme totes les operacions de tipus lògic i matemàtic. Està composta pel processador (CU + ALU), que coordina i dirigeix la feina que s’ha de fer en cada moment, la memòria principal, que és l’encarregada d’emmagatzemar les dades i els programes mentre s’estan executant en l’ordinador, i els dispositius de comunicació (busos), que enllacen tots els elements del sistema i permeten la comunicació amb el món exterior.

L’estructura bàsica d’un microprocessador està formada pel conjunt de placa base - microprocessador, la memòria i les unitats d’entrada i sortida, i tots aquests elements estan interconnectats per mitjà del bus d’adreces, el bus de dades i el bus de control.

Definim com a unitats funcionals de l’ordinador el conjunt d’elements del maquinari imprescindibles perquè funcioni bé. Els elements del maquinari es poden classificar segons la funció que tinguin en:

  • Unitat central de processament.
  • Memòria principal.
  • Unitats d’entrada i sortida.

La unitat central de processament també es coneix per les sigles UCP (unitat central de processament), o bé CPU (de l’anglès central processing unit). Alguns autors consideren la memòria central un element més de la CPU per la relació, per les característiques i per les funcions que té. En realitat, però, no és així, ja que avui dia la memòria principal no forma part de la CPU.

El bus del sistema és el mitjà de comunicació entre els diferents elements que formen les unitats funcionals.

La memòria principal també es coneix com a memòria central. Igual que passa amb les persones, la memòria de l’ordinador és capaç de retenir o emmagatzemar dades i instruccions que són accessibles en qualsevol moment. La memòria principal o central és el dispositiu electrònic en què estan situades les dades o instruccions que manipularà l’ALU, o els resultats que obtingui d’aquests tractaments.

La memòria secundària és un dispositiu que permet desar grans quantitats d’informació per períodes generalment llargs de temps.

A fi de mesurar la capacitat de la memòria principal o central, es fan servir les mateixes unitats que les que hem utilitzat per mesurar la informació. Per tant, podem parlar de capacitats de la memòria principal d’uns 512 bytes, 1.024 kB, 32 MB, 64 MB, 128 MB, etc.

La unitat central de processament (UCP o CPU) és el cervell de l’ordinador. La seva missió és controlar, coordinar i efectuar les operacions del sistema informàtic. Per a això, agafa cada una de les ordres del programa que hi ha en la memòria principal, les analitza i interpreta, i dóna les ordres necessàries per executar-les. Físicament, està formada per circuits electrònics que en un microordinador es troben integrats en una pastilla o xip denominada microprocessador. En l’actualitat, hi ha diverses empreses que es dediquen a comercialitzar microprocessadors com per exemple, Motorola, Intel o AMD. A l’interior del processador hi ha unes zones reservades per a l’emmagatzematge de petites quantitats d’informació. Són els registres interns. Totes les operacions matemàtiques i lògiques que el processador ha d’efectuar es realitzen en un bloc intern especialitzat anomenat unitat aritmètica i lògica (UAL o ALU: arithmetic logic unit). Bus és una paraula anglesa que significa ‘transport’. En arquitectura de microprocessadors, un bus pot connectar lògicament diversos perifèrics sobre el mateix conjunt de cables. Aplicada a la informàtica, es relaciona amb les transferències internes de dades que es produeixen en un ordinador en funcionament. Hi ha tres classes de busos: bus de dades, bus d’adreces i bus de control.

Aquest tipus d’estructura interna, però, no és aplicable directament al que coneixem actualment com a ordinador personal. En un PC hi ha dispositius controladors d’accés directe a la memòria, controladors de disc dur, de tecla, processador gràfics, memòria RAM en diferents nivells de jerarquia, etc., de manera que trobem una estructura molt més complexa. La unitat de control (control unit, UC o CU) duu a terme una sèrie d’operacions bàsiques per al funcionament del processador. De fet, és el centre nerviós de l’ordinador, ja que és on es controlen, es governen i es decideixen totes les operacions. És el cervell que organitza tots els elements interns i externs del processador.

Una de les mesures de la velocitat d’un sistema processador la dóna la freqüència del rellotge. És una primera aproximació de la velocitat i permet comparar sistemes que utilitzen el mateix processador.

Els microprocessadors s’han fabricat utilitzant dues tecnologies conegudes amb els noms de CISC i RISC i que s’anomenen també tipus d’arquitectures. L’arquitectura CISC utilitza un nombre més gran d’instruccions en el processador, mentre que la RISC n’utilitza un joc reduït. Actualment s’utilitzen híbrids de les dues arquitectures.

Altres paràmetres dels processadors són el nivell d’integració, que en aquests moments és habitualment entorn dels 45 nm. El nivell d’integració indica l’amplada o l’espai lliure que hi ha entre els diferents elements que formen el micro. Pel que fa a la tensió de treball del processador, s’ha arribat a valors més petits de 2 V, amb la qual cosa s’ha millorat el problema de l’escalfament del micro.

La placa base proporciona allotjament al micro i a les línies de comunicació amb altres components de l’arquitectura PC. En les plaques, el bus del sistema avui dia funciona per sobre dels 100 MHz (velocitat amb què es comunica el processador amb la memòria principal). Cal tenir en compte aquesta velocitat del microprocessador, ja que sempre ha de ser múltiple de la velocitat del bus dels sistemes (per exemple, si tenim un processador de 133 MHz i amb un bus de 66 MHz, la velocitat del micro que s’obté del càlcul és 66 × 2).

Un altre element important que cal tenir en compte en el microprocessador és la memòria cau o cache. La memòria cau que tenen els micros s’anomenade nivell 1, i la capacitat que té és de poques K. Funciona a una velocitat propera a la del micro. Hi ha una altra memòria cau de nivell 2, que generalment és en la placa base (en el cas del Pentium II i Pentium III, és en el cartutx, i en el Pentium Pro en el mateix micro), i en alguns equips hi ha una tercera memòria cau anomenada de nivell 3.

Podem definir el bus del sistema com el conjunt de circuits encarregats de la connexió i comunicació entre la CPU i la resta dels elements de l’ordinador. Un bus és un conjunt de cables (pistes de circuit imprès o fils conductors) que proporcionen un camí per al flux d’informació entre els diferents elements que formen l’ordinador. D’altra banda, el bus intern (de CPU) comunica la CPU i la memòria principal, mentre que el bus extern (d’expansió) comunica la CPU i la resta dels components de l’ordinador, com poden ser els perifèrics i la memòria externa.

Quant a l’aplicació de les unitats funcionals a la informàtica funcional, la placa base és el component sobre el qual es col·loquen tots els altres. És una placa de circuit imprès en què s’insereixen tots els xips de tots els components. La placa base és la base de qualsevol sistema informàtic, ja que s’encarrega d’interconnectar i comunicar tots els components de l’ordinador. El bon funcionament del nostre equip informàtic dependrà de la construcció, el disseny i la qualitat de la placa base.

Quan parlem de plaques base, és imprescindible fer referència a un dels seus elements més importants: el conjunt de xips o chipset. S’encarrega de la comunicació interna i de controlar tots els components de la placa base (el micro, la memòria principal, la memòria cau, els controladors, entre d’altres) i els perifèrics externs amb els quals es comunica per mitjà de diferents interfícies (IDE, USB, en sèrie, en paral·lel, etc.).

El joc de xips controla el sistema i les seves capacitats, i duu a terme totes les transferències de dades entre els busos, la memòria i el microprocessador.

Dintre dels jocs de xips moderns s’integren diferents dispositius com ara el controlador de memòria, el rellotge del sistema, el controlador d’accés directe a la memòria (DMA), el controlador de teclat i ratolí. Un dels avantatges de disposar de tots aquests elements agrupats dintre de dos otres xips és que eviten els llargs períodes de comprovació de compatibilitats i funcionament, que abans es produïen en desenvolupar una nova placa base, ja que els nous xips que es necessitaven eren molt complicats de provar en conjunt. Respecte als inconvenients, el joc de xips no es pot actualitzar, ja que està soldat a la placa base; per això, si surt una nova tecnologia que el nostre joc de xips no pot suportar, l’única solució serà substituir la placa base.

Sabem que perquè la unitat central de processament faci la seva feina, cal que la informació que ha de manipular estigui situada en elements físics als quals pugui accedir de manera ràpida i eficient. Aquests elements físics s’anomenen suports de la informació. Aquest és l’element físic que permet emmagatzemar la informació i les dades de tal manera que l’ordinador hi pugui accedir. Es poden classificar de diferents maneres: per l’ús que se’n faci, per la manera d’accedir a la informació, per les seves característiques físiques, etc.

Per manipular els continguts dels diferents suports informàtics, l’ordinador necessita els dispositius perifèrics, també coneguts com a perifèrics d’entrada i sortida o unitats d’entrada/sortida.

Un dispositiu perifèric és una unitat capaç de manipular el suport de dades i que permet comunicar l’usuari i l’ordinador. Com hem fet per als suports d’informació, establirem una classificació dels perifèrics tenint en compte tot un seguit de criteris: segons la funció (entrada, sortida, entrada/sortida), segons la situació que tenen respecte a la CPU (locals, remots), entre d’altres.

Els perifèrics no són fàcils ni còmodes d’utilitzar per als processos. D’altra banda, aquests no necessiten conèixer les característiques dels perifèrics, només els intercanvis de dades. Per tant, aquests detalls han d’estar amagats, i així les operacions d’entrada/sortida seran independents del tipus i model del dispositiu.

Generalment, els perifèrics són a l’exterior de l’ordinador, encara que alguns (per exemple, la targeta de so) són dintre de l’ordinador. La transferència d’informació entre el processador i els perifèrics es fa seguint el camí següent: processador, controlador, bus extern, interfície i perifèric. El controlador o driver és el programari compost per un conjunt de programes i taules que formen part del nucli del sistema operatiu, i que executen i controlen totes les operacions d’entrada/sortida sobre qualsevol perifèric connectat a l’ordinador.

Els dispositius d’entrada són totes les màquines que ens permeten entrar informació des de l’exterior fins a la memòria central. Avui dia, n’hi ha molts que poden fer aquesta funció, com per exemple, els teclats, els ratolins i els escàners.

Formen part del grup de dispositius de sortida tots els perifèrics que tenen com a funció principal visualitzar la informació que hi ha emmagatzemada en la memòria principal. En podem destacar els següents: els traçadors o plòters, les impressores i els monitors.

La característica principal dels dispositius d’entrada/sortida és que el mateix dispositiu pot actuar com a dispositiu d’entrada en un moment determinat i, en un altre, com un dispositiu de sortida. Exemples: les unitats de cintes magnètiques, les unitats de discos magnètics, etc.

L’estructura externa d’un equip microinformàtic consta bàsicament de quatre elements, que han de permetre establir la relació directa entre l’usuari del sistema i la CPU:

  • Unitat central
  • Monitor (element de sortida)
  • Teclat (element d’entrada)
  • Ratolí (element d’entrada)

Les parts del maquinari fonamentals dels ordinadors actuals són la placa base -que és la que controla i interconnecta la resta de dispositius del sistema-, el processador -que moltes vegades ha estat definit com el cervell del sistema perquè implementa la unitat central de processament i executa els programes- i la memòria principal -que és la part que emmagatzema la informació i els programes en execució.

La placa base també es coneix amb els termes placa mare, mainboard o motherboard. És la targeta de circuits impresos principal de l’ordinador a la qual, gràcies a les ranures o slots, es connectaran el processador, la memòria, la targeta gràfica, la targeta de so, els controladors per a discos durs, els perifèrics, etc.

La placa base està constituïda per diversos elements o components, cadascun amb diferents funcions: el conjunt de xips, la BIOS, els busos, el sòcol del processador, les ranures d’expansió, la pila, els connectors de les interfícies IDE i de perifèrics, etc. La distribució d’aquests components de la placa base i les seves dimensions depenen d’estàndards. L’estàndard més habitual actualment és l’ATX. Darrerament les plaques base incorporen, integrats, certs components que anteriorment tan sols es podien afegir a l’ordinador com a components independents, connectats a aquesta placa base, com pot ser el controlador de vídeo, so o la targeta Ethernet.

La integració de components fa que baixi el preu dels ordinadors. A més, es guanya en comoditat de muntatge, ja que hi ha menys cables i targetes a l’interior de la carcassa. També fa disminuir la temperatura a l’interior de la caixa i n’afavoreix la ventilació.

El conjunt de circuits integrats o xips o chipset està compost, normalment, en un parell de xips (northbridge i southbridge) que controlen les connexions entre diferents parts de l’ordinador. Es tracta d’una de les parts més importants de la placa base, ja que en depèn, en gran part, el bon funcionament i el control de tot el sistema.

Normalment, el xip northbridge (posicionat tradicionalment en la part superior -nord- de les plaques base ATX) s’encarrega de controlar la comunicació del processador amb la cau i la memòria, i de la comunicació amb el southbridge (posicionat tradicionalment en la part inferior -sud- de les plaques base ATX), mentre que el southbridge normalment s’encarrega del control dels ports, dispositius d’emmagatzematge, targetes d’expansió, etc.

El BIOS és el subsistema bàsic que controla l’entrada/sortida. El nom de BIOS és l’acrònim anglès de basic input-output system. Es troba ubicat en un xip de la placa base que conté microprogramari (firmware, en anglès) allotjat bàsicament en memòria EPROM (erasable programmable read only memory) i memòria de tipus flaix (flash memory) no volàtil, que pot ser esborrable i reprogramable elèctricament. El BIOS s’encarrega, en primera instància, de detectar i comprovar tots els components connectats a l’ordinador per connectar-los al sistema operatiu. Aquest procés és anomenat POST (power-on self-test).

La zona preparada per connectar el processador en la placa base es coneix amb el nom de connector del processador. Actualment es tracta d’un connector de tipus sòcol (socket), encara que en alguns moments n’hi va haver del tipus ranura (slot).

Actualment, les versions dels formats de connectors més usats són el sòcol LGA775 per a processadors de la gamma Intel Core i l’AM2+/AM3 per a processadors de la gamma AMD de sobretaula.

A sobre del processador, se solen posar ventiladors o dissipadors per mantenir una temperatura adequada que permeti que el processador i el sistema funcionin correctament.

Les ranures o sòcols de memòria són les zones on s’insereixen els mòduls de memòria principal. Els mòduls de memòria principal, o simplement mòduls de memòria, són com petites targetes on hi ha connectats els xips de memòria volàtil tipus RAM (random access memory).

Aquests mòduls de memòria es troben en diferents formats i diferents interfícies de connexió amb la placa base. Els tipus de mòduls, amb les seves interfícies més habituals, són el SIMM (ja obsolet), DIMM (de tipus DDR,DDR2 o DDR3) i el RIMM (també obsolet).

Els busos són un conjunt de línies de transmissió que serveixen per intercomunicar els diferents blocs (unitat central de processament, memòria, equips perifèrics, etc.) que componen un ordinador. Tradicionalment, són de transmissió en paral·lel, tot i que actualment se n’estan fent de transmissió en sèrie. Els busos, doncs, proporcionen el camí per comunicar el processador amb la resta de dispositius integrats o connectats a la placa base i aquests entre ells. La velocitat a què les dades es transmetin sobre aquests busos serà determinant, juntament amb l’eficiència del joc de xips, per garantir el bon resultat de la placa base.

Podem distingir diferents tipus de busos, depenent de la funcionalitat o dels dispositius que interconnectin. Els més importants són bus de sistema o FSB, ISA, EISA, MCA, VESA, PCI, PCMCIA, AGP; PCI-Express, USB i FireWire. Actualment s’utilitzen el bus PCI (peripheral component interconnect), PCI-Express (de més velocitat i transferència en sèrie), i també els USB i FireWire. El PCMCIA s’utilitza en ordinadors portàtils i sintonitzadors de televisió digital de pagament (TDT).

Les ranures més comunes tenen el mateix nom que els busos a què van associades: ISA, VESA, PCI, AGP o PCI Express.

Hi ha una sèrie d’elements interns de la carcassa o caixa de l’ordinador que caldrà controlar i connectar a la placa base: la disquetera, els discos durs i les unitats òptiques. Per connectar aquests elements interns a la carcassa de l’ordinador disposem, també, d’unes interfícies en la placa base. Els sistemes estàndard més usats són els següents: l’IDE (integrated device electronics), basat en el sistema ATA; l’SCSI (small computer system interface), que s’utilitzava normalment per a discos durs de servidors; i l’S-ATA o serial ATA, que proporciona una velocitat més elevada de transmissió que el sistema paral·lel ATA i té la capacitat de connectar els discos “en calent” (una vegada l’ordinador ja està engegat) i permet connectar fins a set o quinze dispositius S-ATA.

Els connectors externs se solen anomenar ports i serveixen d’interfície per connectar els perifèrics (teclat, ratolí, impressora, etc.). Els més freqüents són: en sèrie, en paral·lel, USB (dispositius externs connectables en calent), PS/2 (teclat i ratolí), RJ-45(connector per a la connexió a la xarxa local), RJ-11 (interfície del mòdem intern), d’àudio o jacks, fireware (connector per a dispositius multimèdia de vídeo i àudio), per a jocs de joystick (similar al port en paral·lel).

La pila de l’ordinador, normalment de tipus botó, s’utilitza bàsicament per mantenir certa informació del BIOS, les característiques dels discos durs i el rellotge de l’ordinador.

El processador és una de les parts més importants de l’ordinador, per això es diu que és el cervell de l’ordinador. És un xip que conté milions de transistors integrats i en el qual s’executen seqüències d’instruccions o operacions conegudes com a programes.

La característica principal del processador és la freqüència del rellotge (clock rate, en anglès) o unitat de temps mínima amb què s’executen operacions bàsiques com una suma de dos enters. S’expressa en cicles per segon o, més freqüentment, en hertzs i els seus múltiples. Són valors habituals 2,4 GHz, 3 GHz o 3,8 GHz. Malgrat que la freqüència del rellotge és un paràmetre important per comparar processadors, per determinar el rendiment d’un ordinador cal considerar, a més, altres paràmetres que hi intervenen, també molt importants, com ara l’amplada dels busos i la freqüència del rellotge del sistema, o l’eficiència del conjunt de xips, que són determinants per calcular aquest rendiment final.

Un paràmetre del processador que també cal tenir present és el voltatge d’alimentació. Com més alts són els valors, més temperatura induïda hi ha. I el processador, si s’escalfa per sobre d’una temperatura de funcionament normal, resulta inestable i pot provocar un mal funcionament del sistema. Per això, normalment, per sobre del processador hi ha un ventilador o dissipador, que procura que la temperatura no augmenti excessivament.

El processador inclou els registres o memòria de nivell 0, que és un conjunt molt reduït d’espais d’accés molt ràpid i volàtil (que només hi és mentre l’ordinador està engegat). N’hi ha de diversos tipus, com ara el de dades, el d’adreçament o el de propòsit general.

Una de les propietats que, darrerament, la indústria ha explotat en la tecnologia de disseny dels processadors és la d’incorporar (en el mateix xip de la CPU) un o diversos nivells de memòria addicional als registres, que anomenem memòria cau o cache.

La memòria cau és una memòria de nivell 1 (perquè és d’accés més lent que els registres -nivell 0-, però d’accés molt més ràpid que la memòria principal o RAM -que resideix fora del processador-). Té una capacitat limitada en comparació amb la memòria principal, i el seu objectiu és contenir duplicats (accessibles molt ràpidament) de les dades més utilitzades. La presència d’aquest tipus de memòria millora el rendiment del processador.

Actualment, s’estan explotant les memòries cau multinivell. Normalment, són memòries cau de dos nivells, tot i que hi ha màquines amb tres nivells (L1, L2, L3). La més propera al processador (L1) és la més petita però també més ràpida.

La memòria principal, memòria RAM (random access memory) o simplement memòria és una memòria d’accés directe. Això significa que s’accedirà amb la mateixa rapidesa a qualsevol element d’aquesta memòria, independentment de la seva posició i de la posició de la sol·licitud anterior: s’accedeix directament a qualsevol informació. S’anomena memòria principal perquè el processador la requereix. Per executar programes, la CPU necessita les instruccions i les dades, i aquestes han d’estar emmagatzemades en aquesta memòria; altrament, no es podria processar res. La memòria s’utilitza com a element bàsic d’emmagatzematge d’instruccions i dades per a l’execució de programes.

Si ens fixem en la velocitat, la complexitat i el refresc que han de tenir les cel·les de la memòria RAM, podem distingir aquests dos tipus bàsics de RAM: DRAM (dynamic random access memory), que necessita refresc de corrent contínuament i s’utilitza per implementar memòria principal; i SRAM (static random access memory), que no necessita refresc de corrent elèctric, és més complexa que la DRAM i més cara i se sol utilitzar per implementar memòria cau.

La DRAM és el tipus de memòria principal més estès. Dintre d’aquest, però, hi ha diverses variants, com ara DRAM, SDRAM, FPM, EDO, BEBO i GDDR.

La memòria virtual s’utilitza per ampliar la memòria principal real d’un sistema. Aquesta ampliació de memòria no és real, sinó que es fa per simulació gràcies a un programari especialitzat.

La majoria de sistemes operatius actuals ofereixen memòria virtual mitjançant un programari gestor que gestiona un espai del disc dur anomenat fitxer d’intercanvi. Així, doncs, s’agafa una part del disc dur i s’utilitza com si fos una expansió de la memòria principal. Aplicant algorismes apropiats, s’aconsegueix un bon rendiment del sistema.

L’ordinador també necessita memòries no volàtils (que mantinguin la informació en tancar el sistema) i de només lectura (o que no s’hi poden escriure fàcilment). Aquest tipus de memòria és la memòria ROM. La memòria ROM se sol utilitzar com a microprogramari (programari de baix nivell, molt proper al maquinari). L’aplicació més comuna és la implementació del BIOS.

Hi ha diversos tipus de memòria ROM. Els més habituals són la PROM (programmable read only memory), l’EPROM (erasable programmable read only memory) o l’EEPROM (electrically erasable programmable read only memory).

L’ordinador pot disposar d’una sèrie d’ampliacions que es coneixen habitualment com a perifèrics, expressió abreujada de dispositius perifèrics. Aquests components de maquinari poden ser fonamentals perquè un usuari utilitzi l’ordinador, com pot ser el cas d’un monitor de visualització, o bé poden ser una ampliació que permet un ús més productiu del sistema informàtic, com per exemple el ratolí.

De fet, els perifèrics són els dispositius que, tot i formar part de l’ordinador, es troben fora del contenidor principal (anomenat caixa o torre), malgrat que en ordinadors de tipus compacte com per exemple els portàtils ja es troben integrats en el sistema. Per tant, el concepte perifèric no solament fa referència a la posició física d’un component, sinó també a la situació lògica respecte al bus principal del sistema. En certa manera, tot allò que no sigui la unitat central de processament i la memòria principal i el bus del sistema, és considerat perifèric. En alguns casos també es consideren perifèrics els dispositius de memòria secundària (per exemple, el disc dur).

Els perifèrics són els dispositius que formen part del maquinari d’un sistema informàtic i amplien les funcionalitats dels components fonamentals: CPU, memòria principal i bus del sistema.

Fora de la carcassa, hi trobarem els elements externs o perifèrics. Hi ha molts tipus de perifèrics, depenent de les necessitats. Els perifèrics imprescindibles en els sistemes informàtics actuals són el monitor, el teclat i el ratolí.

Hi ha diverses classificacions per organitzar els tipus de perifèrics. La més habitual és la següent:

  • Perifèrics d’entrada: permeten introduir dades des de l’exterior de l’ordinador cap a la part central (per exemple, teclat, ratolí, micròfon, escànner, càmera web o webcam).
  • Perifèrics de sortida: permeten extreure dades des de l’interior de l’ordinador o part central cap a l’exterior o usuari (monitor, altaveus, auriculars, impressora).
  • Perifèrics d’entrada/sortida: permeten introduir i extreure informació de l’ordinador. Com a exemple de perifèric d’entrada/sortida es pot esmentar la pantalla tàctil, que visualitza la informació a la vegada que permet introduir-ne de nova per mitjà de les pulsacions.
  • Perifèrics d’emmagatzematge: serveixen per guardar dades i informació per un temps llarg, al contrari que la memòria de treball (disc dur, discs òptics, memòria USB, lector de targetes…).
  • Perifèrics de comunicació: s’encarreguen de comunicar-se amb altres màquines o ordinadors, per treballar conjuntament o simplement per enviar i rebre informació (targeta Ethernet, mòdem, targeta sense fil, etc.).

Els discos durs són uns discos magnètics amb una gran capacitat d’emmagatzematge que, generalment, són instal·lats a l’interior de l’ordinador. Els discos durs implementen un sistema de memòria no volàtil (la informació es conserva una vegada es desconnecten del corrent elèctric). El disc dur es classifica com a memòria secundària o sistema d’emmagatzematge secundari, en un nivell addicional en la memòria principal. És a dir, proporciona molta més capacitat d’emmagatzematge a un preu per unitat de capacitat més econòmic, però d’accés més lent. Els discos durs es coneixen també amb el terme anglès hard disk o les abreviacions HD o HDD (hard disk drive). Estan organitzats per cares, cilindres i sectors (cada sector habitualment conté 512 bytes). Els elements que caracteritzen un disc dur són la capacitat, les dimensions, les operacions d’entrada/sortida per segon, la velocitat de rotació, el temps de cerca d’una dada, la latència, el temps mitjà d’accés i el temps de transferència.

El format del disc és la manera en què s’hi organitzaran les dades. El format físic consisteix a dividir el disc en sectors de 512 bytes cadascun. Aquest format se sol realitzar, si cal, mitjançant el BIOS. El format lògic consisteix a incorporar l’estructura en el disc per al sistema de fitxers i el sector d’arrancada o boot sector, que contindrà la informació mínima per arrencar un sistema operatiu o aplicació instal·lats.

Els sistemes de fitxers solen estar associats a un sistema operatiu. Els sistemes operatius Windows solen usar sistemes de fitxers de tipus FAT16, FAT32 o NTFS, mentre que els sistemes operatius Linux solen utilitzar sistemes de fitxers com ara ext3 o ext4.

Els estàndards de sistemes de control per a discos durs més utilitzats són l’IDE, l’SCSI i l’S-ATA. La majoria de discos disposen de sistemes de memòria cau per millorar els temps d’accés als sectors. Així, en aquestes memòries cau es pot emmagatzemar el que es preveu que se sol·licitarà en un futur immediat, i la cua d’escriptures pendents en el disc.

La disquetera és la unitat per a la lectura i l’escriptura de disquets o discos flexibles. La disquetera també es coneix per les sigles FDD (floppy disk drive). En alguns casos encara s’utilitza, malgrat que és una tecnologia que fa molts anys que existeix en el món informàtic.

Els discos òptics són suports d’informació de gran capacitat formats per superfícies circulars de policarbonat en què la informació s’emmagatzema perforant la superfície plana. La informació es llegeix aprofitant les propietats opticoreflectives de la incisió de la llum làser en la superfície perforada. Hi ha diversos tipus de discos òptics, com el CD o el disc compacte (CD-ROM, CD-RW, etc.) o el DVD o disc versàtil digital (DVD-ROM, DVD-R, DVD + RW, entre d’altres). La diferència més important entre els CD i els DVD és la quantitat d’informació que s’hi pot emmagatzemar. Hi ha diferents dispositius que permeten accedir a la informació d’aquests discos òptics: lectors de CD o de DVD i gravadors de CD o DVD. Els dispositius actuals permeten accedir a tot tipus de suports.

La memòria USB (sigla que ve del nom del tipus de connexió en anglès, universal serial bus), també coneguda com a memòria flaix i pels termes en anglès pendrive, USB flash drive o memory stick, és un dispositiu d’emmagatzematge extern de dimensions força petites i de capacitat notable (de diversos gigabytes) que utilitza un sistema de memòria flaix.

Una targeta gràfica, també coneguda com a targeta de vídeo i, de vegades, com a adaptadora de pantalla, és una targeta d’expansió (tot i que, cada vegada més sovint, ja es troba integrada en la placa base) que s’encarrega de processar les dades per tal de fer-les visibles en el monitor o pantalla. Una targeta gràfica integra diverses parts, cadascuna amb una funció específica: GPU (graphics processing unit), memòria de vídeo (destinada a emmagatzemar la informació necessària per al processament gràfic), vídeo BIOS (que conté el programari bàsic de la targeta gràfica), ports de sortida (interfícies de connexió amb els perifèrics lligats a la targeta gràfica), en alguns casos ventilador i dissipador, etc.

Una targeta de so és una targeta d’expansió (tot i que, darrerament, sol estar integrada en la placa base) que permet enviar i rebre so. Un dels components principals de les targetes de so és el DAC (digital to analogue converter), que converteix els senyals digitals en analògics (ones de so) per poder-los reproduir. Habitualment, els connectors que ofereixen les targetes de so actuals són jacks (estèreo de 3,5 mm) de diversos colors que segueixen l’estàndard PC 99.

La targeta de xarxa o NIC (network interface controller) és una targeta d’expansió -tot i que cada vegada més es troba integrada en les plaques base- que ofereix connexió a una xarxa d’ordinadors per permetre la comunicació entre tots. Actualment, les targetes de xarxa més habituals són les targetes Ethernet i targetes sense fil.

Els mòdems s’utilitzen per fer possible la comunicació en xarxa per la xarxa de telefonia, encara que amb la generalització del servei ADSL, cada cop s’utilitzen menys. Solem distingir mòdems interns (integrats en la placa base) i externs (connectats a un port d’expansió USB, sèrie o PCMCIA-PC-Card). Cal destacar també els mòdems ADSL, que s’utilitzen per fer possible la comunicació en xarxa per mitjà de les línies ADSL.

El monitor és el perifèric de sortida principal de l’ordinador. Consisteix en una pantalla que presenta la informació a l’usuari per tal que pugui interactuar amb l’ordinador. Una de les característiques principals dels monitors és la mida, la qual es basa en la mesura de la diagonal de la pantalla. Les mides se solen donar en polzades. Així, tenim monitors de 15, 17, 19 i 21.

La mida dels píxels (o unitat mínima de representació) és una de les característiques més importants d’un monitor. Com més petits siguin els píxels, més precises resultaran les resolucions de les imatges. La freqüència de refresc (nombre de vegades per segon en què s’il·lumina la pantalla) també és un valor important, ja que a freqüències massa baixes l’usuari pot percebre un parpelleig. Són valors habituals 60 Hz, 70 Hz o 75 Hz.

Els dos tipus de monitors més estesos actualment són CRT -cathode ray tube (pantalles que utilitzen un tub de rajos catòdics i que cada cop s’utilitzen menys en el mercat domèstic) i LCD (liquid crystal display) o TFT (thin film transistor). Els últims van guanyant terreny a mesura que disminueix el cost de fabricació.

El teclat és un perifèric d’entrada que permet, juntament amb el ratolí, introduir la majoria de la informació bàsica per poder utilitzar un ordinador. Els teclats actuals se solen comunicar amb l’ordinador mitjançant un connector PS/2, USB o sense fil (a través de radiofreqüència, infrarojos o Bluetooth).

El ratolí o mouse és un perifèric d’entrada que permet, juntament amb el teclat, introduir la major part d’informació bàsica per poder utilitzar un ordinador en entorns de programari visual. El ratolí proporciona dades de posició en dues dimensions, que normalment són representades en el monitor a mode de realimentació o feedback amb un punter. Segons el mecanisme de connexió a l’ordinador o interfície de connexió, podem distingir també ratolins PS/2, USB i sense fil. Els ordinadors portàtils utilitzen el ratolí tàctil o touchpad.

La carcassa o caixa d’un ordinador és la part que conté, organitza i protegeix els components interns de l’ordinador. Una vegada assemblats tots els components interns de l’ordinador, la carcassa ofereix, externament, una sèrie d’interfícies en què es poden connectar els dispositius o components externs d’un sistema informàtic, com ara els botons d’engegada i reinici, els leds indicadors, les badies per a les unitats d’emmagatzematge, els connectors USB i firewire, l’espai per a la font d’alimentació, etc.

Les carcasses tenen unes mides i formes estàndard condicionades, bàsicament, per les mides i formes de les plaques mare. Aquest concepte es coneix com a factor de forma o form factor.

La font d’alimentació és un sistema que proporciona corrent elèctric adequat continu (en aquest cas, als diversos elements interns del sistema informàtic) mitjançant la transformació del corrent altern provinent de la xarxa de distribució. El ventilador de la font d’alimentació, juntament amb els ventiladors o dissipadors que hi pugui haver en el processador, en la targeta gràfica o en altres elements, és el que ha de garantir que la temperatura en l’interior de la carcassa no sigui excessiva. Les fonts d’alimentació ofereixen tres connexions d’alimentació (per a la placa base, per a la disquetera, per als discos durs i per als CD/DVD).

Anar a la pàgina següent:
Resultats d'aprenentatge