Computacion - FA.CE.NA.

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Tema 2
HardwareComponentes físicos tecnológicos
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
TEMA 2 Generalidades. Definiciones básicas.
Hardware. Funcionamiento de las mismas.
Clasificación de las computadoras. Estructura de
las computadoras. Unidad Central de Proceso.
Memorias. PerifericosHardware grafico
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.1 Generalidades. Definiciones básicas. Hardware

• El significado del término hardware no es fácil
  de expresar en español con una sola palabra
  literalmente se debe entender como conjunto de
  útiles duros" en el contexto que nos ocupa, el
  hardware de un computador
• es el conjunto de dispositivos físicos que lo
  componen,
• mientras que otra palabra inglesa, software,
  designa los programas que puede ejecutar el
  computador.
• En cierto modo, el hardware es comparable al
  cerebro o, más generalmente, al cuerpo físico del
  computador mientras que el software será lo
  equivalente a las ideas que pueblan el cerebro.
• Es conveniente señalar, a pesar de su evidencia,
  que el hardware y el software son perfectamente
  inútiles aisladamente de nada nos sirve un
  computador si no tenemos ningún programa que
  ejecutar, y de nada nos sirve tener muchos
  programas si no disponemos de un computador que
  los ejecute.

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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.1 Generalidades. Definiciones básicas. Hardware

• Hardware corresponde a todas las partes físicas y
  tangibles de una computadora sus componentes
  eléctricos, electrónicos, electromecánicos y
  mecánicos sus cables, gabinetes o cajas,
  periféricos de todo tipo y cualquier otro
  elemento físico involucrado contrariamente al
  soporte lógico e intangible que es llamado
  software. El término proviene del inglés y es
  definido por la RAE como el
• "Conjunto de los componentes que integran la
  parte material de una computadora".

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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.1 Generalidades. Definiciones básicas. Hardware

• La clasificación evolutiva del hardware del
  computador electrónico, está dividida en
  generaciones, donde cada una supone un cambio
  tecnológico muy notable.
• Algunos autores clasifican esta evolución
  histórica en las distintas generaciones de
  ordenadores. No se trata de una clasificación
  cerrada y distintas publicaciones hacen
  agrupaciones diferentes, luego la siguiente es
  una clasificación tan válida como otras

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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.1 Generalidades. Definiciones básicas. Hardware

• Era preinformática (hasta aproximadamente 1946).
  Incluye todos los sistemas de cálculo anteriores
  al concepto que hoy entendemos por ordenador.
• Primera generación (1946-1952). Ordenadores
  basados en válvulas electrónicas.
• Segunda generación (1952-1964). Los ordenadores
  reducen drásticamente su tamaño y su consumo
  mediante la utilización de transistores.
• Tercera generación (1964-1971). Nueva reducción
  de tamaño y consumo al comenzar a usarse
  circuitos integrados o chips.
• Cuarta generación (1971-1990). Aparece un único
  circuito integrado que contiene los principales
  componentes y circuitos del ordenador, el
  microprocesador.
• Quinta generación (desde 1990). Los avances en
  capacidad y velocidad de tratamiento de la
  información permiten gestionar imágenes y sonido
  (multimedia) y se generaliza la interconexión y
  comunicación entre máquinas distantes
  (telemática).

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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.2 Composición básica de una computadora

• Las computadoras son aparatos electrónicos
  capaces de interpretar y ejecutar instrucciones
  programadas y almacenadas en su memoria, ellas
  consisten básicamente en operaciones
  aritmético-lógicas y de entrada/salida. Se
  reciben las entradas (datos), se las procesa y
  almacena (procesamiento), y finalmente se
  producen las salidas (resultados del
  procesamiento). Por ende todo sistema informático
  tiene, al menos, componentes y dispositivos
  hardware dedicados a alguna de las funciones
  antedichas a saber
• Procesamiento Unidad Central de Proceso o CPU
• Almacenamiento Memorias
• Entrada Periféricos de Entrada (E)
• Salida Periféricos de salida (S)
• Entrada/Salida Periféricos mixtos (E/S)

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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.2 Composición básica de una computadora
Cada uno de estos procesos los realizan los
bloques funcionales periféricos de entrada,
memoria, unidad central de proceso, periféricos
de salida. Los bloques se comunican
eléctricamente entre sí, a través de caminos
formados por un conjunto de cables o líneas
conductoras que constituyen un bus.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.2 Composición básica de una computadora
Desde un punto de vista básico y general, un
dispositivo de entrada es el que provee el medio
para permitir el ingreso de información, datos y
programas (lectura) un dispositivo de salida
brinda el medio para registrar la información y
datos de salida (escritura) la memoria otorga la
capacidad de almacenamiento, temporal o
permanente (almacenamiento) y la CPU provee la
capacidad de cálculo y procesamiento de la
información ingresada (transformación). Un
periférico mixto es aquél que puede cumplir
funciones tanto de entrada como de salida, el
ejemplo más típico es el disco rígido (ya que en
él se lee y se graba información y datos).
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.3 Unidad Central de Proceso (CPU)
La CPU, siglas en inglés de Unidad Central de
Procesamiento, es la componente fundamental del
computador, encargada de interpretar y ejecutar
instrucciones y de procesar datos. En los
computadores modernos, la función de la CPU la
realiza uno o más microprocesadores. Se conoce
como microprocesador a un CPU que es
manufacturado como un único circuito
integrado. La CPU es el cerebro de la
computadora, el lugar donde se lleva a cabo la
ejecución de las instrucciones. En los sistemas
de computación más grandes, por ejemplo, las
supercomputadoras y los mainframes, las tareas de
procesamiento pueden controlarse por múltiples
chips de procesamiento. Los términos CPU,
microprocesador y procesador, suelen ser
sinónimos.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.3 Unidad Central de Proceso (CPU)
Las unidades centrales de proceso (CPU) en la
forma de un único microprocesador no sólo están
presentes en las computadoras personales (PC),
sino también en otros tipos de dispositivos que
incorporan una cierta capacidad de proceso o
"inteligencia electrónica" como pueden ser
controladores de procesos industriales ,
televisores, automóviles, calculadores, aviones,
teléfonos móviles, electrodomésticos, juguetes y
muchos más.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.3 Unidad Central de Proceso (CPU)
El microprocesador se monta en la llamada placa
madre, sobre el un zócalo conocido como Socket de
CPU, que permite además las conexiones eléctricas
entre los circuitos de la placa y el procesador.
Sobre el procesador y ajustado a la tarjeta madre
se fija un disipador de calor, que por lo general
es de aluminio, en algunos casos de cobre éste
es indispensable en los microprocesadores que
consumen bastante energía, la cual, en gran
parte, es emitida en forma de calor En algunos
casos pueden consumir tanta energía como una
lámpara incandescente (de 40 a 130
vatios). Placa
Madre Socket Disipador de calor
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.3Unidad Central de Proceso (CPU)
Adicionalmente, sobre el disipador se acopla un
ventilador, que está destinado a forzar la
circulación de aire para extraer más rápidamente
el calor emitido por el disipador.
Complementariamente, para evitar daños térmicos,
también se suelen instalar sensores de
temperatura del microprocesador y sensores de
revoluciones del ventilador. La gran mayoría de
los circuitos electrónicos e integrados que
componen el hardware del computador van montados
en la placa madre.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.3Unidad Central de Proceso (CPU)
La placa madre, también conocida como placa base
o con el anglicismo "board",es un gran circuito
impreso sobre el que se suelda el chipset, las
ranuras de expansión (slots), los zócalos,
conectores, diversos integrados, etc. Es el
soporte fundamental que aloja y comunica a todos
los demás componentes por medio de Procesador,
módulos de memoria RAM, tarjetas gráficas,
tarjetas de expansión, periféricos de entrada y
salida. Para comunicar esos componentes, la placa
base posee una serie de buses con los cuales se
trasmiten los datos dentro y hacia afuera del
sistema. La tendencia de integración ha hecho que
la placa base se convierta en un elemento que
incluye también la mayoría de las funciones
básicas (vídeo, audio, red, puertos de varios
tipos), funciones que antes se realizaban con
tarjetas de expansión. Aunque ello no excluye la
capacidad de instalar otras tarjetas adicionales
específicas, tales como capturadoras de vídeo,
tarjetas de adquisición de datos, etc.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.3Unidad Central de Proceso (CPU)
Tipos de procesador En los anuncios de
ordenadores nos encontramos una serie de terminos
que hacen referencia al microprocesador Intel,
AMD, Celeron, Duron, Pentium IV, Athlon, etc.- El
primer termino que suele aparecer es Intel o AMD.
Hacen referencia al fabricante del procesador. En
funcion del fabricante, las denominaciones de los
procesadores cambian. Intel fabrica los Celeron y
Pentium y AMD los Duron, K6, Y Athlon. Sin entrar
en detalles, Los Pentium 4/Athlon son mas
potentes que los Celeron/Duron, aun funcionando a
la misma velocidad. Esto se debe a la
arquitectura interna. La velocidad se mide en
megahercios (Mhz) o gigahercios (Ghz). Es una
medida que indica el numero de instrucciones que
el procesador ejecuta por segundo. Los hercios
son una medida de frecuencia. Indica la
frecuencia de un movimiento vibratorio que
realiza una vibracion por segundo. Un megahercio
son um millon de hercios. Intuitivamente, un
microprocesador que funcionase a 1 Mhz, serai
capaz de ejecutar un millon de instrucciones por
segundo. En el caso que un ordenador funcione a
1,7GHz, en potencia podria llegar a ejecutar
1.700.000.000 instrucciones por segundo.
Naturalmente, cuanto mas elevado sea este valor,
mas rapido resultará ell ordenador.
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2.4 Memoria
RAM Del inglés Random Access Memory, que
significa literalmente "memoria de acceso
aleatorio" tal término se refiere a la cualidad
de presentar iguales tiempos de acceso a
cualquiera de sus posiciones (ya sea para lectura
o para escritura). Esta característica también es
conocida como "acceso directo". La RAM es la
memoria utilizada en una computadora para el
almacenamiento temporal y de trabajo (no masivo).
En la RAM se almacena temporalmente la
información, datos y programas que la Unidad de
Procesamiento (CPU) lee, procesa y ejecuta. La
memoria RAM también es conocida como la Memoria
principal, Central o de Trabajo" de un
computador a diferencia de las llamadas memorias
auxiliares y de almacenamiento masivo (como
discos duros o cintas magnéticas). Las memorias
RAM son, comúnmente, de características
volátiles lo cual significa que pierden
rápidamente su contenido al interrumpir su
alimentación eléctrica.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.4.1 Memoria RAM
También son "dinámicas" (DRAM), esto es, que
tienen a perder sus datos (por descarga, aún bajo
alimentación eléctrica), por lo cual necesitan un
circuito electrónico específico que se encarga de
proveerle un "refresco" (de energía) para
mantenerlos. La memoria RAM de un computador se
provee e instala en los llamados módulos. Estos
módulos albergan varios circuitos integrados de
memoria DRAM que, conjuntamente, conforman toda
la memoria principal.
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2.4.2 Memoria ROM
La memoria ROM (Read Only Memory Memoria de
solo lectura) suele ser algo interno y oculto
en los ordenadores personales. Es una memoria
especial en la que se escribe una sola vez la
informacion y no se puede borrar ni modificar (al
menos no de manera rapida y facil). Es una
memoria no-volatil que contiene la informacion de
arranque y otra informacion critica. Las PC no
son los unicos dispositivos con memoria ROM.
Cualquier dispositivo preprogramado como los
celulares, microondas, reproductores de CD, etc.-
utilizan este tipo de memoria.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.5 Perifèricos
Se entiende por periférico a las unidades o
dispositivos que permiten a la computadora
comunicarse con el exterior, esto es, tanto
ingresar como exteriorizar información y datos.
Los periféricos son los que permiten realizar las
operaciones conocidas como de entrada/salida
(E/S). Aunque son estrictamente considerados
accesorios o no esenciales, muchos de ellos son
fundamentales para el funcionamiento adecuado de
la computadora moderna por ejemplo, el teclado,
el disco duro y el monitor son elementos
actualmente imprescindibles pero no lo son un
scanner o un plotter. Para ilustrar este punto
en los años 80, muchas de las primeras
computadoras personales no utilizaban disco duro
ni mouse (o ratón), tenían sólo una o dos
disqueteras, el teclado y el monitor como únicos
periféricos.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.5 Perifèricos
2.5.1 Periféricos de entrada (E) De esta
categoría son aquellos que permiten el ingreso de
información, en general desde alguna fuente
externa o por parte del usuario. Los dispositivos
de entrada proveen el medio fundamental para
transferir hacia la computadora (más propiamente
al procesador) información desde alguna fuente,
sea local o remota. También permiten cumplir la
esencial tarea de leer y cargar en memoria el
sistema operativo y las aplicaciones o programas
informáticos, los que a su vez ponen operativa la
computadora y hacen posible realizar las más
diversas tareas. Entre los periféricos de entrada
se puede mencionar teclado, mouse o ratón,
escáner, micrófono, cámara web , lectores ópticos
de código de barras, Joystick, lectora de CD o
DVD (sólo lectoras), placas de adquisición/convers
ión de datos, etc.
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2.5 Perifèricos
2.5.2. Periféricos de salida (S) Son aquellos que
permiten emitir o dar salida a la información
resultante de las operaciones realizadas por la
CPU (procesamiento). Los dispositivos de salida
aportan el medio fundamental para exteriorizar y
comunicar la información y datos procesados ya
sea al usuario o bien a otra fuente externa,
local o remota. Los dispositivos más comunes de
este grupo son los monitores clásicos (no de
pantalla táctil), las impresoras, y los
altavoces. Entre los periféricos de salida puede
considerarse como imprescindible para el
funcionamiento del sistema al monitor. Otros,
aunque accesorios, son sumamente necesarios para
un usuario que opere un computador moderno.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.5 Perifèricos
2.5.3 Periféricos mixtos (E/S) Son aquellos
dispositivos que pueden operar de ambas formas
tanto de entrada como de salida.Típicamente, se
puede mencionar como periféricos mixtos o de
Entrada/Salida a discos rígidos, disquetes,
unidades de cinta magnética, lecto-grabadoras de
CD/DVD, discos ZIP, etc. También entran en este
rango, con sutil diferencia, otras unidades,
tales como Memoria flash, tarjetas de red,
módems, placas de captura/salida de vídeo,
etc. Si bien, puede ponerse al pendrive o Memoria
flash o Memoria USB en la categoría de memorias,
normalmente se las utiliza como dispositivos de
almacenamiento masivo y ellos son todos de
categoría Entrada/Salida.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.5 Perifèricos
2.5.3 Periféricos mixtos (E/S) La Pantalla táctil
(no el monitor clásico) es un dispositivo que se
considera mixto, ya que además de mostrar
información y datos (salida) puede actuar como un
dispositivo de entrada, reemplazando, por
ejemplo, algunas funciones del mouse y/o
teclado. Los dispositivos de almacenamiento
masivo también son conocidos como "Memorias
Secundarias o Auxiliares". Entre ellos, sin duda,
el disco duro ocupa un lugar especial, ya que es
el de mayor importancia en la actualidad, en él
se aloja el sistema operativo, todas las
aplicaciones, utilitarios, etc. que utiliza el
usuario además de tener la suficiente capacidad
para albergar información y datos en grandes
volúmenes por tiempo prácticamente indefinido.
Los servidores Web, de correo electrónico y de
redes con bases de datos, utilizan discos rígidos
de grandes capacidades y con una tecnología que
les permite trabajar a altas velocidades.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.7 Hardware Gràfico
El hardware gráfico lo constituyen básicamente
las tarjetas de video que actualmente poseen su
propia memoria y Unidad de Procesamiento, llamada
unidad de procesamiento gráfico (o GPU, siglas en
inglés de Graphics Processing Unit). El objetivo
básico de la GPU es realizar exclusivamente
procesamiento gráfico, liberando al procesador
principal (CPU) de esa costosa tarea (en tiempo)
para que pueda así efectuar otras funciones más
eficientemente. Antes de las tarjetas de video
con aceleradores, era el procesador principal el
encargado de construir la imagen mientras la
sección de video (sea tarjeta o de la placa base)
era simplemente un traductor de las señales
binarias a las señales requeridas por el monitor
y buena parte de la memoria principal (RAM) de la
computadora también era utilizada para estos
fines. Desde la década de 1990, la evolución en
el procesamiento gráfico ha tenido un crecimiento
vertiginoso las actuales animaciones por
computadoras y videojuegos eran impensables
veinte años atrás.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.6 Dispositivos de Almacenamiento
Los dispositivos de almacenamiento (como se
menciono anteriormente) son dispositivos tanto de
entrada como de salida. Permiten que el ordenador
guarde información de forma permanente (hasta que
el usuario decida borrarla) para que pueda ser
utilizada posteriormente por el computador. Hoy
en dia, los soportes utilizados para almacenar la
información en un equipo doméstico son de dos
tipos magnético y óptico.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.6 Dispositivos de Almacenamiento
Los soportes magnéticos mas empleados hoy en día
son los disquetes (o discos flexibles) y los
discos duros. Se caracterizan porque se puede
acceder casi instantaneamente a cualqueir parte
del disco (de la misma forma que podemos
seleccionar cualqueir canción en un CD sin tener
que escuchar previamente las canciones
anteriores). Los disquetes son el medio mas
utilizado para transferir datos de un computador
a otro, aunque por su capacidad (1,44 Mb) estan
dejando de ser útiles y se reemplazan por
intercambio de ficheros a través de redes
(internet). El disco duro (HD HARD DISC) es el
dispositivo de almacenamiento por excelencia. En
él se instala el sistema operativo y los
programas de aplicación que se van a utilizar,
así como los documentos que vayamos creando con
esas aplicaciones. Es importante recordar que el
disco solo se utiliza como almacenamiento. Cuando
los pregramas se ejecutan, deben transferirse
previamente a la memoria, que es de donde el
procesador es capaz de ejecutar las
instrucciones.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.6 Dispositivos de Almacenamiento
Los soportes opticos han tenido un gran
desarrollo en esta última década. Inicialmente,
surgió el cd-rom (Compact Disc read-only
Memory) como medio de almacenameinto masivo (650
Mb), que superaba con creces la capacidad total
de almacenamiento de un disco duro (entonces
estaba en el orden de 200 Mb). El soporte es el
mismo que utilizan los CD de música, pero emplean
estructura distinta para almacenar datos. Hoy
disponemos de dispositivos que nos permiten
grabar información en un CD-ROM (quizá el nombre
ya no sea adecuado), y encontramos discos CD-R y
CD-RW. La diferencia entre ambos es que un CD-R
solo se puede escribir una vez, mientras que los
CD-RW podemos grabarlos y borrarlos tantas veces
como deseemos (realmente, tienen un límite de
unos 1000 borrados). Esto a permitido que
comiencen a sustituir a los disquetes para
transferir información de un ordenador a otro.
Sin embargo, su uso principal hoy en día es como
soporte para la instalación y ejecución del
software (sistemas oeprativos, drivers,
programas, juegos, etc.-).
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.6 Dispositivos de Almacenamiento
Estamos asistiendo a una nueva revolución en los
medios de almacenamiento masivo. El DVD (Digital
Versatile Disk) proporciona una capacidad máxima
de 17 Gb en el mismo espacio que un CD
convencional. Existen en el mercado grabadoras de
DVD. Ambos tipos de dispositivo suelen ir
acompañados de una medida de su velocidad de
lectura y escritura (en el caso de las grabadoras
de CD), de la forma 32x,40x,52x etc.- Este valor
hace referencia al número de bits por segundo
(bps) que es capaz de leer/escribir. Estas
variables hacen referencia a la velocidad. Se
trata de múltiplos de la capacidad de
transferencia original (se identifican con una x)
de los CD-ROM. Por ejemplo, 12x/4x/32x indica,
sucesivamente, la velocidad de escritura,
reescritura y lectura.
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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.6 Dispositivos de Almacenamiento
Memoria Flash Se trata de una memoria no volátil,
o sea que su contenido no se pierde al no estar
conectada a la corriente eléctrica. Esta
condición, por supuesto, es básica en los equipos
electrónicos e informáticos modernos. De esta
manera, se ha transformado en una excelente
opción para la telefonía celular, en dispositivos
mini-portátiles, cámaras fotográficas digitales y
otros elementos. En cuanto a las capacidades de
almacenamiento que pueden proveer, se ha avanzado
en gran manera en este aspecto en los últimos
años. Cuando en principio se limitaban a un
máximo de 128 megas, en la actualidad existen
tarjetas que pueden llegar a los 32 gigabytes.

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Hardware Componentes físicos tecnológicos
2.6 Dispositivos de Almacenamiento
Memoria Flash Es evidente, en consecuencia, que
tanto la capacidad de almacenamiento como la
velocidad de procesamiento de las tarjetas de
memoria flash han avanzado fuertemente en los
últimos años. Específicamente en el tema de la
velocidad, por ejemplo, los últimos modelos en
tarjetas de este tipo llegan a transferir
información a una velocidad de 30 megas por
segundo. Son muy resistentes a golpes, pequeñas,
livianas y sumamente silenciosas. Permiten un
número limitado de veces que se escriben/borran,
generalmente de 100 mil a un millón de veces.
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2.7 Hardware Gràfico
Una GPU implementa ciertas operaciones gráficas
llamadas primitivas optimizadas para el
procesamiento gráfico. Una de las primitivas más
comunes para el procesamiento gráfico en 3D es el
antialiasing, que suaviza los bordes de las
figuras para darles un aspecto más realista.
Adicionalmente existen primitivas para dibujar
rectángulos, triángulos, círculos y arcos. Las
GPU actualmente disponen de gran cantidad de
primitivas, buscando mayor realismo en los
efectos. GPU de Nvidia GeForce
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