Fundamentos de hardware
Este manual expone de forma clara y didáctica los fundamentos del hardware, conocimientos imprescindibles para el alumnado de Administración de Sistemas Informáticos en Red y para cualquier técnico informático.
A lo largo de este libro el lector trabajará conceptos como la arquitectura y componentes de un sistema informático, el ensamblado de equipos, el software tanto de utilidad como de propósito general, las utilidades (clonaciones, RAID, backup, etc.), la implantación de hardware en CPD, la protección ambiental y la prevención laboral en entornos informáticos, todo ello siempre desde un punto de vista práctico y con numerosos ejercicios propuestos y resueltos para afianzar los conocimientos adquiridos.
ÍNDICE
PRESENTACIÓN .............................................................................................................................. 11
1. ARQUITECTURA DE ORDENADORES. ESTRUCTURA FUNCIONAL ...................................... 13
Objetivos ......................................................................................................................................... 13
Mapa conceptual ........................................................................................................................... 14
Glosario .................................................................................................................... ................... 14
1.1. Introducción ........................................................................................................................... 15
1.2.. Arquitectura de un ordenador. Elementos funcionales y subsistemas ................................. 15
1.2.1. La memoria ......................................................................................................................... 18
1.2.2. Subsistema de entrada/salida ............................................................................................ 20
1.2.3. La ALU .............................................................................................................................. 21
1.2.4. La unidad de control ........................................................................................................ 21
1.3. Los SoC. Procesadores móviles..................................................................................... 22
1.4.. Nuevas arquitecturas de los microprocesadores: chips neuromórficos ............................ 24
1.5. Inteligencia artificial en los procesadores........................................................................ 25
Resumen ................................................................................................................................. 28
Caso práctico ......................................................................................................................... 28
Ejercicios propuestos............................................................................................................. 30
Actividades de autoevaluación .............................................................................................. 31
2. ELEMENTOS INTERNOS DE UN SISTEMA INFORMÁTICO ........................................ 33
Objetivos .............................................................................................................................. 33
Mapa conceptual ................................................................................................................. 34
Glosario ............................................................................................................................... 34
2.1. Los conectores............................................................................................................. 35
2.1.1. Conectores externos ................................................................................................ 35
2.1.2. Conectores internos ................................................................................................. 38
2.2. El chasis (caja) de un equipo microinformático ........................................................... 40
2.2.1. Material de las cajas ................................................................................................. 40
2.2.2. Formatos más usuales de cajas ................................................................................. 41
2.3. La placa base ............................................................................................................... 41
2.3.1. Formatos de placa base o factor de forma ............................................................... 41
2.3.2. El socket o zócalo de la CPU ................................................................................... 43
2.3.3. La BIOS .................................................................................................................... 43
2.3.4. Configuración de la BIOS ......................................................................................... 45
2.3.5. El chipset .................................................................................................................. 46
2.4. La memoria RAM ......................................................................................................... 46
2.4.1. Parámetros fundamentales de la memoria ............................................................... 47
2.4.2. Ventajas de la memoria DDR4 frente a la memoria DDR3 ....................................... 49
2.4.3. Las memorias SO-DIMM (Small Outline DIMM) ...................................................... 49
2.5. La tarjeta gráfica ...................................................................................................... 50
2.5.1. La GPU .................................................................................................................. 50
2.5.2. Características de las GPU ...................................................................................... 51
2.5.3. El puerto PCI Express ............................................................................................. 52
2.6. El microprocesador ...................................................................................................... 52
2.6.1. La disipación del calor en los microprocesadores ................................................ 52
2.6.2. Parámetros de un microprocesador ........................................................................ 53
2.6.3. Cómo se fabrican los microprocesadores ................................................................ 54
2.7. Las tarjetas de expansión ......................................................................................... 55
2.8. Unidades de almacenamiento ................................................................................... 55
2.8.1. Dispositivos magnéticos. Los discos duros ............................................................. 56
2.8.2. Dispositivos ópticos ................................................................................................. 61
2.8.3. Memorias sólidas ..................................................................................................... 62
2.9. Periféricos ................................................................................................................. 66
2.9.1. Clasificación los periféricos ..................................................................................... 67
Resumen ........................................................................................................................... 67
Ejercicios propuestos........................................................................................................ 69
Actividades de autoevaluación ......................................................................................... 70
3. ENSAMBLADO DE UN EQUIPO INFORMÁTICO ....................................................... 73
Objetivos ......................................................................................................................... 73
Mapa conceptual .............................................................................................................. 74
Glosario ............................................................................................................................ 74
3.1. Precauciones y advertencias de seguridad ............................................................... 75
3.1.1. El puesto de montaje .............................................................................................. 75
3.1.2. Precauciones sobre la electricidad ........................................................................ 76
3.1.3. Precauciones sobre los componentes electrónicos ............................................... 77
3.1.4. Otras recomendaciones .......................................................................................... 78
3.2. Herramientas y útiles de un técnico ........................................................................... 78
3.3. Montaje de un equipo microinformático .................................................................... 80
3.3.1. Montaje de la placa base ........................................................................................ 80
3.3.2. Ensamblado del procesador y elementos de refrigeración .................................... 81
3.3.3. Instalación de la memoria RAM .............................................................................. 83
3.3.4. Instalación de los discos, unidades SSD y ópticas ................................................. 84
3.3.5. Fijación y conexión del resto de adaptadores y componentes ................................ 85
3.3.6. Revisión de la instalación ....................................................................................... 87
3.4. Utilidades de chequeo y diagnóstico ........................................................................ 90
3.4.1. Monitorización del sistema desde la BIOS ......................................................... 90
3.4.2. Chequeo de la memoria ...................................................................................... 90
3.4.3. Conexión a redes: comprobación de la conectividad .......................................... 91
Resumen ......................................................................................................................... 94
Ejercicios propuestos...................................................................................................... 95
Actividades de autoevaluación .................................................................................... 97
4. SOFTWARE DE UTILIDAD Y PROPÓSITO GENERAL ............................................ 99
Objetivos ........................................................................................................................ 99
Mapa conceptual ............................................................................................................ 100
Glosario .......................................................................................................................... 100
4.1. Entornos operativos ................................................................................................. 101
4.1.1. ¿Qué es el firmware? ............................................................................................ 101
4.1.2. Estructura de un sistema operativo móvil ............................................................. 102
4.2. Tipos de aplicaciones .............................................................................................. 103
4.2.1. Software de propósito general ............................................................................ 104
4.2.2. Instalación y prueba de aplicaciones ................................................................... 105
4.2.3. Comparación de aplicaciones. Evaluación y rendimiento .................................. 107
4.3. Compresión y descompresión de archivos ............................................................. 107
4.4.. Utilidades para el mantenimiento y reparación de los sistemas informáticos........ 108
4.4.1. Recuperación del arranque (cargador) ................................................................ 108
4.4.2. Utilidades para la recuperación de ficheros ....................................................... 109
4.4.3. Multiherramienta para Mac OS-X Onyx .............................................................. 109
4.5. Malware y antivirus ................................................................................................. 110
4.5.1. Malware ............................................................................................................... 110
4.5.2. Los antivirus o antimalware ................................................................................. 118
4.5.3. Funcionamiento de un antivirus ........................................................................... 118
4.6. Utilidades ................................................................................................................ 119
4.6.1. Monitorización del sistema Linux mediante comandos ....................................... 119
4.6.2. Gestión de recursos (memoria, disco, etc.) mediante comandos en Linux ............. 121
4.6.3. El monitor del sistema en Linux ............................................................................... 122
Resumen ............................................................................................................................ 124
Ejercicios propuestos.......................................................................................................... 125
Actividades de autoevaluación ........................................................................................... 127
5. RESPALDO Y CREACIÓN DE IMÁGENES DE UN SISTEMA .................................... 129
Objetivos ........................................................................................................................... 129
Mapa conceptual ............................................................................................................. 130
Glosario ........................................................................................................................... 130
5.1. Introducción ............................................................................................................ 131
5.2. El arranque ............................................................................................................. 131
5.2.1. El particionamiento MBR ...................................................................................... 131
5.2.2. El particionamiento UEFI .................................................................................... 133
5.2.3. Qué es el formateo a alto nivel o formateo lógico................................................ 133
5.2.4. Qué es el formateo a bajo nivel o formateo físico ................................................ 134
5.3. Clonación de equipos ........................................................................................... 134
5.3.1. Herramientas de clonación y creación de USB arrancables ........................ 135
5.3.2. Creación de un USB arrancable con UNetbootin ...................................... 136
5.3.3. Arrancar Clonezilla desde el USB .......................................................... 137
5.3.4. Restauración de una imagen ................................................................ 138
5.4. Las copias de seguridad o backup ...................................................... 139
5.4.1. Tipos de copias de seguridad .......................................................... 139
5.4.2. Restauración de los backups .......................................................... 140
5.4.3. Consejos a la hora de realizar copias de seguridad .................... 140
5.5. RAID .............................................................................................. 141
5.5.1. RAID 0 ........................................................................................ 142
5.5.2. RAID 1 ....................................................................................... 143
5.5.3. RAID 5 ....................................................................................... 144
5.5.4. RAID 6 ....................................................................................... 145
5.5.5. Sistemas RAID anidados ........................................................... 147
Resumen .............................................................................................. 148
Ejercicios propuestos........................................................................... 149
Actividades de autoevaluación ............................................................. 151
6. IMPLANTACIÓN DE HARDWARE EN CENTROS DE
PROCESO DE DATOS (CPD) .............................................................. 153
Objetivos ............................................................................................... 153
Mapa conceptual .................................................................................. 154
Glosario ............................................................................................. 154
6.1.. Arquitecturas de ordenadores personales,
sistemas departamentales y grandes ordenadores ......................... 155
6.1.1. Los mainframes ..................................................................... 155
6.1.2. Cloud computing ................................................................. 156
6.1.3. Ordenadores virtuales ........................................................ 159
6.2. Estructura de un CPD. Organización ................................... 159
6.3. Seguridad física ................................................................... 161
6.4. Componentes específicos en soluciones empresariales ............... 163
6.4.1. Los SAI. Sistemas de alimentación ininterrumpida .................... 163
6.4.2. El almacenamiento empresarial en la nube ............................... 170
6.4.3. Servidores de almacenamiento empresarial............................ 171
6.4.4. Los racks o bastidores .......................................................... 172
6.5. Arquitecturas de alta disponibilidad ......................................... 173
6.6. Inventariado del hardware ...................................................... 174
6.6.1. Por qué es necesario tener un sistema de
inventario hardware ....................................................................... 175
6.6.2. Control del inventario hardware de una empresa ............... 175
6.6.3. Un sistema de control automatizado de inventario: GLPI ............... 177
Resumen ......................................................................................... 179
Ejercicios propuestos....................................................................... 180
Actividades de autoevaluación ....................................................... 181
7. CUMPLIMIENTO DE LAS NORMAS DE PREVENCIÓN
DE RIESGOS LABORALES Y PROTECCIÓN AMBIENTA.............. 183
Objetivos .......................................................................................... 183
Mapa conceptual ............................................................................. 184
Glosario .......................................................................................... 184
7.1. Introducción ........................................................................... 185
7.2. Prevención de riesgos laborales en entornos informáticos ............. 185
7.3. Los residuos electrónicos y la protección ambiental ....................... 187
7.4. Cómo reducir el impacto ambiental de la informática ..................... 188
7.5. El gasto de los equipos electrónicos ............................................... 192
Resumen ................................................................................................ 197
Ejercicios propuestos.......................................................................... 198
Actividades de autoevaluación ............................................................. 200