propio libro fundamentos de computacion

Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
UNIVERSIDAD TECNICA ESTATAL DE QUEVEDO
FACULTAD DE CIENCIAS EMPRESARIALES
ESCUELA DE INFORMATICA
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
PRESENTACION:
La Universidad Técnica Estatal de Quevedo a través de la Escuela de
Informática de la Facultad de Ciencias Empresariales ofrece la carrera
profesional de Ingeniería de Sistemas e Informática, que tiene el propósito de
servir al país formando ingenieros de Sistemas e Informática, quienes contarán
con las capacidades humanísticas, científicas y técnicas que les permitirán
desempeñarse con excelencia y liderazgo en las cuatro dimensiones del saber,
coherentes con los postulados de la doctrina, visión, misión y objetivos
curriculares de la Universidad Técnica Estatal de Quevedo.
¿Qué es la Ingeniería de Sistemas?
La Ingeniería de Sistemas es una disciplina que se ocupa del análisis,
planificación, diseño, desarrollo, instalación, mantenimiento y conversión de
sistemas en general. Cuando estos sistema manejan información se habla
entonces de Informática y cuando además estos sistemas están basados en
computadores se habla de Computación.
¿Cuáles son sus componentes?
Para llevar a cabo su labor, este profesional debe conocer y entender los
componentes del sistema de información, de manera que pueda desarrollarlos
y emplearlos mejor. Es decir dependerá del conocimiento de herramientas y
experiencia en el campo. Las herramientas, métodos y técnicas que debe
conocer son: hardware, software, organización y entorno.
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Hardware.Con Hardware se alude a todo lo relacionado con los computadores y
dispositivos periféricos. El Ingeniero de Sistemas no se preocupa del desarrollo
de éstos componente, se limita a conocerlo, manejarlos y saber darle un uso
adecuado.
El software se refiere a todo lo relativo a la elaboración de programas, métodos
y procedimientos. Para ello se requiere del conocimiento de los programas de
aplicaciones disponibles en el mercado y lenguajes de programación, entre
otros aspectos. El uso o desarrollo de este componente responderá
prioritariamente a una condición de eficiencia y calidad.
La organización es la empresa o institución donde se va a aplicar un
determinado sistema de información. La manera en que estas organizaciones
estén estructuradas va a influir y modificar la definición del sistema de
información a usar. Para abordar este aspecto el Ingeniero de Sistemas debe
conocer aspectos relativos a organización de empresas, contabilidad, logística,
procesos productivos y comerciales, administración de proyectos, manejo de
personal, etc.
El entorno es lo que está alrededor de estos tres componentes iniciales. Es el
contexto al que el sistema de información debe adecuarse: cambios en las
técnicas, en los medios de comunicación, en aspectos que afecten el sistema
de información (el cambio de la unidad monetaria, por ejemplo), etc.
El Ingeniero de Sistemas tiene un enfoque que incorpora muchos aspectos, lo
que le permite abordar las situaciones a las que debe responder en toda su
complejidad. Esta mirada de conjunto, por la formación que ha recibido, es la
que, de otro lado, le permitirá dar soluciones integrales a ellas.
Cada una de las actividades asociadas con el desarrollo de sistemas de
información y la selección y mejor aprovechamiento de computadoras y redes.
¿Qué estudia un Ingeniero de Sistemas?
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El estudiante aprenderá como identificar los requerimientos del sistema,
incluyendo los métodos para recolectar los datos, como interactuar con los
usuarios y documentar los detalles del sistema por medio de diversos métodos.
Con este fin la Escuela de Informática a preparado un plan de estudios dividido
en tres áreas básicas:
Hardware: Arquitectura de computadores, ensamblaje y reparación de
computadoras, instalación de periféricos y multimedios, sistemas digitales,
instalación y administración de redes, sistemas CAD y CAM, adquisición
automática de datos y control de procesos industriales, Inteligencia Artificial,
Robótica, etc.
Software: A esta área pertenecen cursos prácticos que serán tomados de
manera modular como: Ofimática que comprende los temas, Windows 2000,
Word, Excel y Power Point. Internet e Intranet que comprende correo
electrónico, diseño de páginas Web y desarrollo de aplicaciones. Lenguajes de
programación, que comprende Visual Java, Visual Basic, C++ y Power Builder.
Sistemas operativos de redes como Windows NT y LINUX. Herramientas CASE
como EasyCASE y SQL. Además de cursos teóricos como: Fundamentos de
computación, algoritmos matemáticos, diseño de base de datos, diseño
estructurado, diagrama de flujos, sistemas operativos, teoría de compiladores,
programación lineal, análisis y diseño orientado a objetos, redes de
ordenadores,
tecnología
cliente/servidor,
sistemas
de
comunicaciones,
telemática, auditoria de sistemas etc.
Organización: La enseñanza se complementa con otros tópicos importantes
para
el
desempeño
en
la
especialidad,
como:
Estadística
Aplicada,
Mercadotecnia, Contabilidad General, Costos, Administración de Proyectos,
Estudio de Factibilidades, Auditoria de Sistemas, etc.
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UNIDAD I
INTODUCCION A LA INFORMATICA
1.1 CONCEPTO DE ORDENADOR.- Una computadora (Hispanoamérica) u
ordenador (España) es un dispositivo electrónico compuesto básicamente de
un procesador, una memoria y los dispositivos de entrada/salida (E/S), que
permite almacenar, procesar y distribuir información (datos procesados)
1.2 CONCEPTO DE INFORMATICA.- Es la ciencia que estudia los
ordenadores. El concepto de informática viene dado de la unión de dos
palabras Información y automática. Según el diccionario académico de la
lengua
española
es
un
"Conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el
tratamiento automático de la información por medio de ordenadores"
Podemos entender el concepto de informática como aquella ciencia encargada
de estudiar los ordenadores y su capacidad para procesar y almacenar
información y datos.
Las funciones principales de la informática son las siguientes:
Creación de nuevas computadoras.
Creación de nuevas especificaciones de trabajo.
Desarrollo e implementación de sistemas informáticos.
Optimización de los métodos y sistemas informáticos existentes
La informática es aplicada en diversos sectores de la actividad diaria.
Esos sectores son abarcados por medicina, ingeniería, industria, en la
investigación científica, el arte y a nivel empresarial.
En sus inicios, la informática facilitó los trabajos repetitivos y monótonos del
área administrativa, gracias a la automatización de esos procesos, lo que a su
vez trajo como ventaja una disminución de los costes.
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Dentro del concepto de informática, su principal función es facilitar información
oportuna y veraz, lo cual facilita la toma de decisiones a nivel empresarial.
1.3 USOS, BENEFICIOS Y ACTUALIDAD DE LA INFORMATICA.- Sin lugar a
dudas, hoy en día, la informática juega un papel de gran importancia en el
diseño de negocios. Para toda unidad empresarial la informática representa
una herramienta de trabajo de fundamental importancia para la consecución
eficiente de sus metas y objetivos.
Las ventajas competitivas antiguas estaban constituidas por la mano de obra
barata, las actuales por la tecnología, la información el conocimiento y la
creatividad gerencial que están moldeadas por la innovación tecnológica, la
innovación gerencial, la calificación de las personas, la capacidad de
aprendizaje y las actividades de valor agregado
Para el área de Administración Financiera la informática constituye una
herramienta de gran utilidad para el ejercicio de sus actividades cotidianas, ya
que esta le ayuda a tener una visión más amplia y clara sobre el futuro de la
organización y le facilita
el uso
creativo y eficiente
de los
recursos
monetarios.
La informática representa la posibilidad de efectuar acciones en tiempo
real,
sin dilación, sin
retrasos; representa una alternativa viable para
afrontar con éxito los diversos retos que enfrenta la empresa en el
desarrollo cotidiano de sus actividades.
La informática representa para Los profesionales de diferentes áreas en una
poderosa herramienta de cambio, ya que, con el simple hecho de oprimir un
grupo de teclas obtiene información veraz sobre aspectos diversos como lo
son, por ejemplo: el conocer quien(es) a cobrado un(os) cheque(s) o que
cliente(s) ha realizado pagos.
La comunicación en red es una parte importante de la informática que nos
permite tener acceso a la información que tienen otras terminales rompiendo
así fronteras organizacionales.
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Las nuevas tecnologías permiten enlaces con las personas que necesitamos
para realizar nuestras actividades. La radiocomunicación y el uso de
computadoras portátiles son de gran utilidad ya que permiten a los empleados
estar en continua comunicación con la empresa aunque no se encuentren
dentro o cerca de ella.
Con los avances de la tecnología el envío y recepción de información es rápido
y oportuno desde cualquier lugar en que nos encontremos. Por medio de la
radiocomunicación se mantienen en comunicado todo el personal tanto el que
esta dentro de las instalaciones como el personal que debe salir de la empresa
De igual forma, se puede hacer uso de la informática mediante la red de una
base de datos o de un Radiocomunicador, para que cuando el personal no se
encuentre en la empresa, este pueda tener comunicación con la red, ya que su
voz se podrá grabar e introducirse a la base de datos, por ejemplo, si se
encuentra en un lugar donde este un cliente o proveedor, y se necesite saber el
historial crediticio, o el monto de la deuda que tiene, o simplemente saber si
este cliente o proveedor es solvente, gracias al Radiocomunicador, el cual es
un complemento de la red, nos podremos introducir en la red para poder
obtener la información que requerimos.
Un caso práctico dentro de una organización convencional el personal de
ventas sale primeramente a conseguir pedidos que posteriormente transmite al
personal administrativo de ventas, quienes a su vez lo deben hacer llegar al
departamento de producción y/o almacén de productos terminados y
posteriormente una vez completado será enviado al cliente, este proceso
implica una cantidad de tiempo considerable. En cambio un profesional que ya
haya incorporado la tecnología de punta proveerá a su personal de ventas de
un sistema de comunicación que le permita conocer en todo momento, al estar
realizando su trabajo fuera de la organización, las mercancías disponibles para
su venta y al mismo tiempo pedir que los pedidos sean surtidos
inmediatamente, esto incrementará espectacularmente el flujo de efectivo hacia
la organización y mejorará el funcionamiento de la empresa.
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EVALUACION UNIDAD I
El concepto de informática viene dado de la unión de tres palabras:
Información, Procesamiento y automática ( F )
La informática es la ciencia encargada de estudiar los ordenadores y su
capacidad para procesar, almacenar información y datos ( V )
Una de las funciones principales de la informática es la creación de
nuevas especificaciones de trabajo ( V )
En sus inicios la informática facilitó los trabajos repetitivos y monótonos
del área administrativa ( V )
La comunicación en red no es una parte de la informática que nos
permite tener acceso a la información que tienen otras terminales ( F )
La pascalina fue el primer dispositivo mecánico de contabilidad ( F )
Balicé Pascal creó la maquina de diferencias ( F )
Charles Babbage trabajó en su máquina analítica hasta su muerte ( V )
La primera computadora digital electrónica fue construida por John
Vincent Atanasoff ( V )
La
ENIAC
era
10
veces
más
veloz
que
sus
predecesoras
electromecánicas ( F )
Von Newman, Eckert y Mauchly desarrollaron la EDVAC ( V )
Grace Murria desarrollo el segundo compilador (COBOL) ( F )
IBM y la Universidad de Harvard construyeron la MARK I ( V )
En la segunda generación se programaba en lenguaje de máquina ( F )
Las máquinas de la tercer generación estaban constituidas por tubos al
vacío ( F )
La tercera generación estaban construidas con circuitos de transistores (
F)
En la segunda generación se programaba en lenguajes de lato nivel ( V )
En la segunda generación la fabricación electrónica estaba basada en
circuitos integrados ( F )
En la tercera generación se manejaba por medio de lenguajes de control
de los sistemas operativos ( V )
En la cuarta generación apareció los microprocesadores ( V )
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El procesamiento en paralelo mediante arquitecturas y diseños
especiales de circuitos de gran velocidad son características de la cuarta
generación ( )
SOLUCIONARIO EVALUACION UNIDAD I
El concepto de informática viene dado de la unión de tres palabras:
Información, Procesamiento y automática ( F )
La informática es la ciencia encargada de estudiar los ordenadores y su
capacidad para procesar, almacenar información y datos ( V )
Una de las funciones principales de la informática es la creación de
nuevas especificaciones de trabajo ( V )
En sus inicios la informática facilitó los trabajos repetitivos y monótonos
del área administrativa ( V )
La comunicación en red no es una parte de la informática que nos
permite tener acceso a la información que tienen otras terminales ( F )
La pascalina fue el primer dispositivo mecánico de contabilidad ( F )
Balicé Pascal creó la maquina de diferencias ( F )
Charles Babbage trabajó en su máquina analítica hasta su muerte ( V )
La primera computadora digital electrónica fue construida por John
Vincent Atanasoff ( V )
La
ENIAC
era
10
veces
más
veloz
que
sus
predecesoras
electromecánicas ( F )
Von Newman, Eckert y Mauchly desarrollaron la EDVAC ( V )
Grace Murria desarrollo el segundo compilador (COBOL) ( F )
IBM y la Universidad de Harvard construyeron la MARK I ( V )
En la segunda generación se programaba en lenguaje de máquina ( F )
Las máquinas de la tercer generación estaban constituidas por tubos al
vacío ( F )
La tercera generación estaban construidas con circuitos de transistores (
F)
En la segunda generación se programaba en lenguajes de lato nivel ( V )
En la segunda generación la fabricación electrónica estaba basada en
circuitos integrados ( F )
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En la tercera generación se manejaba por medio de lenguajes de control
de los sistemas operativos ( V )
En la cuarta generación apareció los microprocesadores ( V )
El procesamiento en paralelo mediante arquitecturas y diseños
especiales de circuitos de gran velocidad son características de la cuarta
generación ( F )
UNIDAD II
HISTORIA DE LA COMPUTADORA
2.1 EL ABACO; quizá fue el primer dispositivo mecánico de contabilidad que
existió. Se ha calculado que tuvo su origen hace al menos 5000 años y su
efectividad ha soportado la prueba del tiempo.
2.2 LA PASCALINA; El inventor y pintor Leonardo Da Vincí (1452-1519) trazó
las ideas para una sumadora mecánica. Siglo y medio después, el filósofo y
matemático francés Balicé Pascal (1623-1662) por fin inventó y construyó la
primera sumadora mecánica. Se le llamo Pascalina y funcionaba como
maquinaria a base de engranes y ruedas. A pesar de que Pascal fue enaltecido
por toda Europa debido a sus logros, la Pascalina, resultó un desconsolador
fallo financiero, pues para esos momentos, resultaba más costosa que la labor
humana para los cálculos aritméticos.
2.3 LA LOCURA DE BABBAGE, Charles Babbage (1793-1871), visionario
inglés y catedrático de Cambridge, hubiera podido acelerar el desarrollo de las
computadoras si él y su mente inventiva hubieran nacido 100 años después.
Adelantó la situación del hardware computacional al inventar la "máquina de
diferencias", capaz de calcular tablas matemáticas. En 1834, cuando trabajaba
en los avances de la máquina de diferencias Babbage concibió la idea de una
"máquina analítica". En esencia, ésta era una computadora de propósitos
generales. Conforme con su diseño, la máquina analítica de Babbage podía
sumar, substraer, multiplicar y dividir en secuencia automática a una velocidad
de 60 sumas por minuto. El diseño requería miles de engranes y mecanismos
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que cubrirían el área de un campo de fútbol y necesitaría accionarse por una
locomotora. Los escépticos le pusieron el sobrenombre de "la locura de
Babbage". Charles Babbage trabajó en su máquina analítica hasta su muerte.
Los trazos detallados de Babbage describían las características incorporadas
ahora en la moderna computadora electrónica. Si Babbage hubiera vivido en la
era de la tecnología electrónica y las partes de precisión, hubiera adelantado el
nacimiento de la computadora electrónica por varías décadas. Irónicamente, su
obra se olvidó a tal grado, que algunos pioneros en el desarrollo de la
computadora electrónica ignoraron por completo sus conceptos sobre memoria,
impresoras, tarjetas perforadas y control de programa secuencia.
2.4 LA PRIMERA TARJETA PERFORADA; El telar de tejido, inventado en
1801 por el Francés Joseph-Marie Jackard (1753-1834), usado todavía en la
actualidad, se controla por medio de tarjetas perforadas. El telar de Jackard
opera de la manera siguiente: las tarjetas se perforan estratégicamente y se
acomodan en cierta secuencia para indicar un diseño de tejido en particular.
Charles Babbage quiso aplicar el concepto de las tarjetas perforadas del telar
de Jackard en su motor analítico. En 1843 Lady Ada Augusta Lovelace sugirió
la idea de que las tarjetas perforadas pudieran adaptarse de manera que
propiciaran que el motor de Babbage repitiera ciertas operaciones. Debido a
esta sugerencia algunas personas consideran a Lady Lovelace la primera
programadora.
Herman Hollerith (1860-1929). La oficina de censos estadounidense no terminó
el censo de 1880 sino hasta 1888. La dirección de la oficina ya había llegado a
la conclusión de que el censo de cada diez años tardaría más que los mismos
10 años para terminarlo. La oficina de censos comisiono al estadista Herman
Hollerith para que aplicara su experiencia en tarjetas perforadas y llevara a
cabo el censo de 1890. Con el procesamiento de las tarjetas perforadas y el
tabulador de tarjetas perforadas de Hollerith, el censo se terminó en sólo 3 a
años y la oficina se ahorró alrededor de $5,000,000 de dólares. Así empezó el
procesamiento automatizado de datos. Hollerith no tomó la idea de las tarjetas
perforadas del invento de Jackard, sino de la "fotografía de perforación"
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Algunas líneas ferroviarias de la época expedían boletos con descripciones
físicas del pasajero; los conductores hacían orificios en los boletos que
describían el color de cabello, de ojos y la forma de nariz del pasajero. Eso le
dio a Hollerith la idea para hacer la fotografía perforada de cada persona que
se iba a tabular. Hollerith fundó la Tabulating Machine Company y vendió sus
productos en todo el mundo. La demanda de sus máquinas se extendió incluso
hasta Rusia. El primer censo llevado a cabo en Rusia en 1897, se registró con
el Tabulador de Hollerith. En 1911, la Tabulating Machine Company, al unirse
con otras Compañías, formó la Computing-Tabulating-Recording-Company.
2.5 LAS MAQUINAS ELECTROMECANICAS DE CONTABILIDAD (MEC). Los
resultados de las máquinas tabuladotas tenían que llevarse al corriente por
medios
manuales,
hasta
Computing-Tabulating-Recording-Company
que
anunció
en
1919
la
aparición
la
de
la
impresora/listadora. Esta innovación revolucionó la manera en que las
Compañías efectuaban sus operaciones.
Para reflejar mejor el alcance de sus intereses comerciales, en 1924 la
Compañía cambió el nombre por el de international Bussines Machines
Corporation (IBM) Durante décadas, desde mediados de los cincuentas la
tecnología de las tarjetas perforadas se perfeccionó con la implantación de más
dispositivos con capacidades más complejas. Dado que cada tarjeta contenía
en general un registro (Un nombre, dirección, etc) el procesamiento de la tarjeta
perforada se conoció también como procesamiento de registro unitario.
La familia de las máquinas electromecánicas de contabilidad (EAM)
eloctromechanical accounting machine de dispositivos de tarjeta perforada
comprende: la perforadora de tarjetas, el verificador, el reproductor, la
perforación sumaria, el intérprete, el clasificador, el cotejador, el calculador y la
máquina de contabilidad. El operador de un cuarto de máquinas en una
instalación de tarjetas perforadas tenía un trabajo que demandaba mucho
esfuerzo físico. Algunos cuartos de máquinas asemejaban la actividad de una
fábrica; las tarjetas perforadas y las salidas impresas se cambiaban de un
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dispositivo a otro en carros manuales, el ruido que producía eran tan intenso
como el de una planta ensambladora de automóviles.
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2.6 Pioneros de la computación
ATANASOFF Y BERRY Una antigua patente de un dispositivo que mucha
gente creyó que era la primera computadora digital electrónica, se invalidó en
1973 por orden de un tribunal federal, y oficialmente se le dio el crédito a John
V. Atanasoff como el inventor de la computadora digital electrónica. El Dr.
Atanasoff, catedrático de la Universidad Estatal de Iowa, desarrolló la primera
computadora digital electrónica entre los años de 1937 a 1942. Llamó a su
invento la computadora Atanasoff-Berry, ó solo ABC (Atanasoff Berry Com
puter). Un estudiante graduado, Clifford Berry, fue una útil ayuda en la
construcción de la computadora ABC.
Algunos autores consideran que no hay una sola persona a la que se le pueda
atribuir el haber inventado la computadora, sino que fue el esfuerzo de muchas
personas. Sin embargo en el antiguo edificio de Física de la Universidad de
Iowa aparece una placa con la siguiente leyenda: "La primera computadora
digital electrónica de operación automática del mundo, fue construida en este
edificio en 1939 por John Vincent Atanasoff, matemático y físico de la Facultad
de la Universidad, quien concibió la idea, y por Clifford Edward Berry,
estudiante graduado de física."
Mauchly y Eckert, después de varias conversaciones con el Dr. Atanasoff, leer
apuntes que describían los principios de la computadora ABC y verla en
persona, el Dr. John W. Mauchly colaboró con
J.Presper Eckert, Jr. para
desarrollar una máquina que calculara tablas de trayectoria para el ejército
estadounidense. El producto final, una computadora electrónica completamente
operacional a gran escala, se terminó en 1946 y se llamó ENIAC (Electronic
Numerical Integrator And Computer), ó Integrador numérico y calculador
electrónico. La ENIAC construida para aplicaciones de la Segunda Guerra
mundial, se terminó en 30 meses por un equipo de científicos que trabajan bajo
reloj. La ENIAC, mil veces más veloz que sus predecesoras electromecánicas,
irrumpió como un importante descubrimiento en la tecnología de la
computación. Pesaba 30 toneladas y ocupaba un espacio de 450 mts
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cuadrados, llenaba un cuarto de 6 m x 12 m y contenía 18,000 bulbos, tenía
que programarse manualmente conectándola a 3 tableros que contenían más
de 6000 interruptores. Ingresar un nuevo programa era un proceso muy tedioso
que requería días o incluso semanas. A diferencia de las computadoras
actuales que operan con un sistema binario (0,1) la ENIAC operaba con uno
decimal (0,1,2..9) La ENIAC requería una gran cantidad de electricidad. La
leyenda cuenta que la ENIAC, construida en la Universidad de Pensylvania,
bajaba las luces de Filadelfia siempre que se activaba. La imponente escala y
las numerosas aplicaciones generales de la ENIAC señalaron el comienzo de la
primera generación de computadoras.
En 1945, John von Neumann, que había trabajado con Eckert y Mauchly en la
Universidad de Pensylvania, publicó un artículo acerca del almacenamiento de
programas. El concepto de programa almacenado permitió la lectura de un
programa dentro de la memoria de la computadora, y después la ejecución de
las instrucciones del mismo sin tener que volverlas a escribir. La primera
computadora en usar el citado concepto fue la llamada EDVAC (Eletronic
Discrete-Variable Automatic Computer, es decir computadora automática
electrónica de variable discreta), desarrollada por Von Neumann, Eckert y
Mauchly. Los programas almacenados dieron a las computadoras una
flexibilidad y confiabilidad tremendas, haciéndolas más rápidas y menos sujetas
a errores que los programas mecánicos. Una computadora con capacidad de
programa almacenado podría ser utilizada para varias aplicaciones cargando y
ejecutando el programa apropiado. Hasta este punto, los programas y datos
podrían ser ingresados en la computadora sólo con la notación binaria, que es
el único código que las computadoras "entienden". El siguiente desarrollo
importante en el diseño de las computadoras fueron los programas
intérpretes, que permitían a las personas comunicarse con las computadoras
utilizando medios distintos a los números binarios.
En 1952 Grace Murray Hoper una oficial de la Marina de E.E.U.U., desarrolló
el primer compilador, un programa que puede traducir enunciados parecidos al
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inglés en un código binario comprensible para la maquina llamado COBOL
(COmmon Business-Oriented Languaje).
THOMAS J. WATSON JR y PETER PETRE en su obra, narran magistralmente
aquel momento cumbre de la historia (1946) de los computadores; traigo unos
selectos párrafos para mayor ilustración de los colegas que empiezan a entrar
en el fabuloso mundo de la informática conociendo las primeras impresiones de
un hombre que tuvo mucho contacto y por ende con el desarrollo mismo de los
computadores:
"El primer viaje de negocios que hice con él (Kirk) bien pudo haber cambiado el
curso de la historia de la industria de computadores, si cualquiera de los dos
hubiera comprendido lo que teníamos delante de las narices. Un día gris de
marzo fuimos a la Universidad de Pensilvania a conocer el ENIAC
(ELECTRONIC NUMERICAL INTEGRATOR AND COMPUTER) uno de los
primeros computadores, un gigantesco y primitivo procesador de números
para resolver problemas científicos. (Subrayas fuera del texto) Acababa de
entrar en operación y les dio gran renombre a sus inventores, PRESPER
ECKERT y JHON MAUCHLY, quienes abrieron nuevos horizontes usando
circuitos electrónicos en lugar de relés electromecánicos como los de nuestras
máquinas tabuladoras. Mi padre apoyaba generosamente proyectos como el
ENIAC, más por razones de prestigio y filantropía que por motivos comerciales.
Durante la guerra IBM y la Universidad de Harvard construyeron un gigantesco
computador no electrónico llamado el MARK I. Se componía, en gran parte, de
dos toneladas de máquinas tabuladores IBM sincronizadas en un solo eje como
en lo telares. El MARK I llamó mucho la atención como el "supercerebro róbot
de Harvard" y se utilizó con éxito para resolver problemas ultra secretos durante
la guerra."
"Mi padre había oído hablar de ECKER y de MAUCHLY a fines de la guerra,
cuando la Armada le pidió a la IBM un equipo de perforar tarjetas que ayudara
a obtener datos de entrada y de salida del ENIAC. Eso nos permitió entrar a
KIRK y a mí ; pero la idea de el ENIAC fue, en realidad, de KIRK. El tenía
curiosidad porque le había hecho mucha publicidad a la habilidad del ENIAC
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para hacer cálculos con la velocidad de un rayo. Otra razón que tenía KIRK
para echar una mirada fue que ECKERT y MAUCHLY estaban hablando de
sacar una patente, por lo cual nuestros abogados temían que la IBM tuviera
que pagar derechos muy altos si cuajaba la idea de computación electrónica."
"Recuerdo vivamente el ENIAC ; se componía de lo que parecía hectáreas de
tubos vacíos en forma de red metálica. El aire estaba muy caliente y yo le
pregunte a ECKERT, un hombre elegante y bien educado, a qué se debía eso.
Me explicó : "Porque en esta sala hay ocho mil válvulas de radio". No tenía aire
acondicionado. Le pregunté qué hacia la máquina y me dijo : "Computar la
trayectoria de los proyectiles". Para mostrarnos lo que quería decir, se sentó,
tomó lápiz y papel y dibujó la curva que describe un obús en el aire. Nos explicó
que para lograr la máxima eficacia de un obús es necesario calcular en dónde
se halla el proyectil en cada fracción de segundo durante su vuelo. Esto
requería una enorme cantidad de computación y el ENIAC la hacía en muy
poco tiempo, en realidad, en menos tiempo del que tardaría un obús real en
llegar a su objetivo".
A lo anterior podríamos agregarle lo que la historia nos cuenta, como en 1946,
después de tres años de trabajo, un equipo de gente de la Universidad de
Pensylvania-Estados Unidos, encabezado por J. PRESPER ECKERT y JOHN
MACUHLYU, crearon el colosal ENIA, que medía 30 metros de largo, por dos
metros y medio de alto, pesaba 30 toneladas, tenía 18.000 tubos de vacío y
consumía 25.000 vatios de energía, sin embargo, sólo podía almacenar 80
caracteres de información. EL ENIAC podía sumar 5.000 números en un
segundo, frente a 50 de los más poderosos computadores mecánicos de la
época, pero era muy difícil de usar. A los operadores, se requerían de varios,
les tomaba dos días de programar cálculos que el ENIAC resolvía en un par de
segundos.
EL ENIAC no se comercializó, pero en 1952, J PRESPER ECKER y JOHN
MAUCHLY, lanzaron el UNIVERSAL AUTOMATIC COMPUTER UNIVAC 1
(COMPUTADOR UNIVERSAL AUTOMÁTICO), comercializado y fabricado por
JIM RAND, el dueño de la Remington Rand, quien les comprara su licencia,
después de haber sido ofrecida y rechazada su compra por la IBM. El primer
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pedido, fue construir seis UNIVAC´s, cuyo slogan fue que sería útil en el
laboratorio como en la oficina de contabilidad. Recordemos que estos
monstruos eran sólo utilizados para fines científicos o militares, no para
oficinas. Era el primer computador cuya información podría ser almacenada en
cinta magnética (la misma que se usaba en las grabadoras magnetofónicas de
la época) destinado a borrarse y volver a usarse y no en tarjetas perforadas
como era usual en ese entonces.
En la década de los 50, el término COMPUTADOR, se había vuelto una palabra
mágica tan popular como las vitaminas. Los altos jefes ejecutivos creían y en
esto no se equivocaban, que las compañías del futuro serían manejadas por
computadores.
Presidentes de juntas directivas decían: " ¡Tenemos que conseguir un
computador ! " Todo el mundo quería uno, aunque las aplicaciones precisas de
la máquina seguían siendo un misterio. La opinión común era que la
administración corría mayor riesgo esperando que lanzándose inmediatamente
a la computarización."
Durante varias décadas, los computadores fueron máquinas enormes, muy
complejas y terriblemente costosas. Únicamente las empresas y entidades que
podían desembolsar más de un millón de dólares tenían acceso a los
computadores de los años 50 y 60 llamados mainframes. En 1960, aparecieron
computadores más pequeños y menos costosos, llamados minicomputadores,
pero
su
precio
también
los
mantuvo
reservados
a
empresas;
un
minicomputador costaba entre US$ 20.000.oo y US$ 100.000.
Los computadores continuaron siendo máquinas por fuera del alcance de los
simples mortales hasta cuando un estadounidense llamado ED ROBERTS,
fundador de la empresa MITS, en enero de 1975, apareció en la portada de la
revista POPULAR ELECTRONICS, mostró un nuevo equipo que revolucionó la
industria de los computadores, creó un aparato llamado ALTAIR 8800, que
costaba cerca de 400 dólares. Se le considera como el primer computador
personal. Por primera vez era posible que una persona tuviera su propio
computador, sin embargo era necesario ser un experto para usar el ALTAIR y
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no era mucho lo que se podía hacer. El Altair, que usaba un procesador Intel
8080 de 2 Mhz, tenía únicamente 256 bytes de memoria, suficientes para
almacenar apenas 256 caracteres, luego MITS lanzó un modelo con 4.000
bytes. No tenía disco duro, monitor ni teclado. El usuario se comunicaba con el
Altair a través de los interruptores y luces de su panel frontal. El computador no
venía armado y si el usuario lo quería armado, tenía que pagar US$500.oo. El
usuario recibía las partes y las instrucciones para ensamblarlo, así ocurrió con
los otros computadores, por largos años. Además para que el Altair funcionara,
era necesario gastar cerca de US$2.000.oo en periféricos, pese a eso, se
vendieron más de diez mil unidades.
Tenía otra limitación el Altair, no existía software para él; pero dos jóvenes de
Seatle aprovecharon esa oportunidad para cambiar sus vidas: BILL GATES de
19 años y PAUL ALLEN de 22. Durante varias semanas ellos trabajaron en la
creación de una versión del lenguaje de programación Basic para el Altair. Era
muy difícil, pues no tenía un Altair, pero lograron crear el primer lenguaje de
programación para un computador personal (Basic permitiría que los usuarios
del Altair crearan sus propios programas) En febrero, GATES y ALLEN firmaron
un contrato con MITS y se incluyó ese lenguaje en el Altair. El Basic de
Microsoft terminó por convertirse en el estándar de la naciente industria de los
PC.
En Abril de 1975, BILL GATES y PAUL ALLEN fundaron MICROSOFT.
GATES que estudiaba derecho en la Universidad de Harvard continuó su
carrera hasta enero de 1977, cuando la abandonó para dedicarse de lleno a
MICROSOFT.
En marzo de 1976, STEPHE WOZNIAK, de 26 años, un ingeniero eléctrico que
trabaja en la compañía HEWLETT-PACKARD, terminó de construir un
computador que más tarde se conoció como APPLE I. Su amigo STEVE JOBS,
de 21 años, quien le ayudó con el diseño, le propuso crear una empresa para
comercializar el computador y ambos fundaron APPLE COMPUTER el primero
de abril. Inicialmente, la compañía funcionó en el garaje de la casa de los
padres de JOBS.
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El Apple I, se comenzó a vender en julio, por un precio de 666 dólares. Este
computador se basaba en el procesador de 6502 de 1 MHz, de la empresa
MOS Technology y tenía 8 KB de memoria RAM. No incluía monitor, teclado, ni
fuente de poder, pero se vendieron 200 unidades en diez meses.
En 1977, Apple, presentó el Apple II uno de los computadores personales más
exitosos en la década de los 70 y motor del ascenso de Apple en sus inicios.
Venía completamente ensamblado, por lo cual era una máquina apta para todo
el mundo. Tenía un procesador MOS 6502, 16 KB de memoria RAM,
expansible a 48 K, teclado, un monitor que podía manejar color, también podía
usar un televisor como monitor, una caja de plástico, rareza en esa época, y
conexión para casete de cinta para almacenar datos. Costaba US$1.298.
En 1978, APPLE y Radio Shack lanzaron unidades de disquete de 5.25
pulgadas. Pronto estos disquetes se convirtieron en el medio estándar de
almacenamiento de datos en los computadores personales. El disquete de 5.25
pulgadas había sido introducido en 1976 por la Shugart Associates. La EPSON
América lanzó la impresora de matriz de punto MX80, que se hizo muy popular
por su calidad y bajo precio.
En 1979, la compañía INTEL lanzó el procesador 8088, que sería utilizado dos
años más tarde en el PC más importante de la historia el IBM PC. La empresa
MICROPRO, lanzó el procesador de palabras WORDSTAR, creado por ROB
BARNABY, fue muy popular hasta mediados de los años 80, cuando salió
WORDPERFECT.
El 12 de agosto de 1981, la IBM, lanzó el IBM PERSONAL COMPUTER (IBM
PC). Ese computador, que costaba US$ 3.000, se convirtió en el estándar de la
industria y desplazó a todos los microcomputadores rivales. Los PC actuales
descienden del IBM PC, por ello a veces se le menciona como el primer PC. El
IBM PC, utiliza un procesador Intel 8088 de 4,8 MHz y tenía 64 KB de memoria
RAM (expansible a 256 KB). No Tenía disco duro, sino una o dos unidades de
disquete de 160 KB capacidad. En los primeros 18 meses se vendieron
136.000 unidades y a finales de 1983 IBM era el líder del mercado de los PC.
Buena parte del éxito se debe a que, rompiendo su tradición, IBM construyó el
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IBM PC con componente de terceros, estándares en la industria y no con
tecnologías de su propiedad. Gracias ello, docenas de fabricantes comenzaron
luego a construir PC basados en el modelo de IBM, lo que hoy llamamos
CLONES y eso creó una industria gigantesca. El IBM PC incluyó el sistema
operativo MS-DOS (Microsoft Disk Operating System), eso fue determinante
para convertir a Microsoft en el principal fabricante de software.
Para ese mismo año, se desarrolló el OSBORNE I PORTABLE, el primer
portátil. Costaba 1.795 dólares. Tenía un monitor de 5 pulgadas, 64 KB de
memoria RAM, un módem y dos unidades de disquete de 5.25 pulgadas.
En el año de 1982, en febrero, la compañía INTEL CORPORATION, presentó
el procesador 80286, viniendo a reemplazar con el que nació el primer PC de
IBM. Para ese mismo año, la LOTUS DEVELOPMENT CORPORATION, lanzó
la hoja de cálculo LOTUS 123 para el IBM.
En 1983 la IBM lanzó su modelo XT, una versión mejorada con un disco duro
de 10 MG y una versión más sólida del sistema operativa MS DOS. Microsoft
anunció la primera versión WINDOWS, e igualmente el procesador de palabra
WORD, que se llamaba inicialmente MULTI TOOL WORD. También APPLE
COMPUTER lanzó LISA, un computador con una interfaz gráfica basada en
íconos y ventanas. LISA tenía un procesador Motorola 68000, 1 MG de RAM,
un monitor blanco y negro de 12 pulgadas y un disco duro de 5 MB. Fue un
fracaso en el mercado por su precio y su lentitud. COMPAQ COMPUTER
CORPORATION, lanzó el primer CLONE que usaba el mismo software que el
IBM PC, el equipo se diseñó de forma que fuera ciento por ciento compatible
con el IBM PC. Tuvo una buena acogida en ventas.
El 22 de enero de 1984, APPLE presentó el MACINTOSH (o Mac) que
revolucionó la computación por su facilidad de uso. En vez de tener que
aprender complicados comandos (comandos en el sistema MS DOS del IBM
PC) el usuario se comunicaba con el Mac por medio de un programa gráfico
basado en íconos y ventanas y controlado por un ratón (los computadores
anteriores de Apple usaban sistemas operativos basados en caracteres
similares a MS DOS). El MAC fue el único computador rival del IBM PC que
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tuvo éxito. El Macintosh, incompatible con el IBM PC, dividió en dos reinos el
mundo de los PC. El Macintosh usaba un procesados Motorola 68000 de 8
MHz y tenía 128 KB de RAM, un monitor monocromático incorporado y una
unidad de disquete de 3.5 pulgadas con 4000 KB de capacidad, no tenía disco
duro.
El disquete de 3.5 pulgadas comenzó a tener acogida, ayudado por la decisión
de Apple de incluirlo en su nuevo Macintosh. SONY lanzó ese disquete en 1981
y la primera compañía grande que lo adoptó fue HEWLETT PACKARD, en
1982. El respaldo de estas empresas fue clave para que se impusiera sobre
otros formatos rivales, como los disquetes de 3,25 3,9 y 3 pulgadas. En ese
mismo año, SATELLITE SOFTWARE INTERNATIONAL, la que fuera conocida
como WORD PERFECT CORPORATION, lanzó WORD PERFEC para el IBM
PC. Hasta finales de la década de los 80 fue el procesador de palabra más
utilizado.
La HEWLETT PACKARD lanzó la primera impresora láser de escritorio, la
LASER JET, que llegó a ser el producto más exitoso de esa empresa en toda
su historia; también lanzó una impresora de inyección de tinta la THINKJET.
Finalmente para ese mismo año, WILLIAM GIBSON público su novela
NEUROMANCE, en donde se utiliza por primera vez el término de
CYBERESPACIO.
En Julio de 1985, COMMODORE presentó el Amiga 1000, primer computador
multimedia. Este PC, usaba el procesador Motorola 68000. Manejaba gráficas,
sonido y video, pero no era compatible con el IBM PC. Usaba un sistema
operativo multitarea basado en ventanas; este equipo se convirtió en
herramienta para profesionales de la televisión y los efectos especiales. STEVE
JOBS se retiró de la APPLE por sus diferencias con el presidente de la
empresa, JOHN SCULLEY y otros miembros de la junta directiva.
El 20 de Noviembre, de ese mismo año, MICROSOFT colocó en el mercado la
primera versión de WINDOWS, este programa no era un sistema operativo,
como lo fue a partir de WINDOWS 95, sino un ambiente gráfico que se
montaba sobre el sistema operativo MS DOS y que permitía manejar los
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computadores compatibles con EL IBM PC, por medio de una interfaz gráfica
basada en íconos y ventanas, ligeramente parecida a la del MAC, pero lejos de
tener su calidad. Durante varios años, WINDOWS tuvo una pobre acogida en el
mercado.
Salió el primer producto de interés general en CD ROM : la enciclopedia
GROLER, lanzado por PHILIPS Y SONY, descendiente del CD de música ; con
capacidad de 550 MB, la enciclopedia ocupaba sólo el doce por ciento del
espacio disponible. Este mismo año INTEL sacó al mercado el procesador 386,
sucesor del 286. En 1987, IBM ya no controlaba la industria creada por su
estándar de PC. INTEL, MICROSOFT y docenas de fabricantes de clones eran
los que determinaban su rumbo.
Por ello, lanzó el PS/2, un PC con un bus de expansión exclusivo de IBM,
llamado Arquitectura de Microcanal (un bus es una vía por la cual se viajan los
datos en el interior del PC) Era un bus mucho más veloz y moderno, el
problema era su incompatibilidad con las tarjetas de expansión del momento,
tarjetas que controlan dispositivos o agregan capacidades a un computador.
IBM también anunció que ese año se lanzaría el sistema operativo OS/2
(desarrollado por IBM y MICROSOFT), cuya intención era remplazar a MS
DOS.
El 2 de Noviembre de 1988, ROBERT MORRIS, un estadounidense de 22
años, produjo por accidente una catástrofe en Internet, una red de
computadores que en esa época era poco conocida. Morris escribió y colocó en
Internet un programa gusano, que tenía la capacidad de autoduplicarse, el
problema fue que, por un error, lo hizo mucho más rápido de lo que MORRIS
esperaba.
El 22 de Enero de 1990, MICROSOFT lanzó WINDOWS 3.0 la versión de ese
programa que finalmente cautivó al público, después de cinco años de pobre
acogida.
Se lanzó en 1991, la WORLD WIDE WEB (www) el servicio que dos años
después comenzaría a disparar la popularidad de la red mundial de
computadores Internet (a pesar de haberse creado en 1969, Internet era casi
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desconocida fuera de los ambientes académicos y de investigación) WORLD
WIDE WEB fue creada por TIM BERNERS-LEE, quien trabajaba en Suiza en el
Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN). WWW facilitó la consulta
de información en INTERNET, gracias a que las páginas WEB tenían enlaces o
vínculos que conducían a otras páginas WEB. Sin embargo, al comienzo la web
no era gráfica, sino se basaba en sólo texto.
El 5 de Octubre de ese mismo año, el programador finlandés LINUS
TORVALDS anunció por internet que había creado LINUX, un sistema
operativo tipo UNIX para PC basados en procesados Intel 386, pues UNIX
generalmente no trabajaban en PC, sino en computadores más poderosos
basados en otros tipos de procesadores. LINUX todavía estaba en desarrollo,
pero ya funcionaba y TORVALDS lo ofreció gratis a cualquiera que deseara
bajarlo. También invitó a los programadores interesados en sistemas operativos
a usarlo y enviarle correcciones y mejoras para incluirlas en las siguientes
versiones. LINUX tuvo gran acogida, tres años después ya tenía 100.000
usuarios y cientos de programadores voluntarios colaboran en su desarrollo.
En 1993, MARC ANDERSSEN, un Ingeniero de Sistemas de 22 años y otras
personas
del
CENTRO
NACIONAL
DE
APLICACIONES
DE
SUPERCOMPUTADORES, crearon MOSAIC, un programa gráfico para
navegar por INTERNET. MOSAIC era muy fácil de manejar y sus creadores
permitieron bajarlo gratis de Internet. El 22 de Marzo de ese mismo año, Intel
presentó el Pentium, el sucesor del procesador 486, ofreciendo una velocidad
de reloj de 60 y 66 MHz.. Se lanzaron al mercado las primeras unidades de CD
R, CD regrabable, que permitían grabar información una vez, en discos
compactos para computador, únicamente se podían leer datos, pero no
escribirlos.
MARC ANDERSSEN, creador de MOSAIC, en 1994, fundó la empresa
NETSCAPE COMMUNICATIONS, junto JAMES CLARK, cofundador del
fabricante de estaciones SILICON GRAPHICS. La compañía creo de cero un
nuevo navegador y lo lanzó ese año con el nombre de NETSCAPE
NAVIGATOR. Pronto se constituyó en el navegador más usado del mundo. En
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ese mismo año, empezó en Colombia a ofrecerse el servicio de conexión a
Internet para personas naturales. Como novedad en el año, Apple permitió la
fabricación del sistema 7, para clonar Macintosh y comenzaron a utilizar
procesadores POWER PC.
En 1995, MICROSOFT lanzó el sistema operativo WINDOWS 95, y la suite
MICROSOFT OFFICE, con las aplicaciones WORD, EXCEL, POWERPOINT y
ACCES. Igualmente lanzó la versión 2.0 del navegador MICROSOF INTERNET
EXPLORER, rival de Netscape.
Se contabilizan en 1996, 50 MILLONES de usuarios de INTERNET y en
Colombia aumentaron los proveedores de acceso a Internet. Se lanzó Internet
EXPLORER 3.0.
En 1997, Microsoft lanzó la versión 4.0 de Internet Explorer; salieron al
mercado las primeras unidades de (CD RW) CD reescribible, en donde
permiten escribir y borrar información en discos de 650 MB ; también se
lanzaron DVD ROM, siendo este un nuevo tipo de disco que ofrece una
capacidad de almacenamiento muy superior a la de un CD común. Un DVD
puede guardar entre 4700 y 17.000 MB de información.
En 1998, llegan a CIEN MILLONES de navegantes en la web. Se lanzó
WINDOWS 98, el sucesor del sistema operativo Windows 95. Se lanzaron las
primeras unidades DVD RAM, que permiten escribir en discos DVD.
Es necesario resaltar que se hizo en 1999, todo un proceso de gestión y
actualización
por
los
posibles
problemas
que
encontrarían
algunos
computadores que no asimilaban el cambio al año dos mil; se temía que
produjeran fallas al no reconocer en forma correcta fechas posteriores al año
2000. La causa del Y2K (sigla de year 2000 ; la k es de kilo, que significa mil)
está en que los computadores y programas vienen representando los años con
dos dígitos (99) en lugar de cuatro (1999) desde hacia varias décadas. Se
estableció que cuando llegara el dos mil, algunos computadores concluían que
el año 00 correspondería a 1900, en muchos PC, por su parte, la llegada del
2000 hizó que su reloj interno se regrese al año de 1980.
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Afirman los tratadistas ZAGARRA y CÓRDOBA que en relación con el manejo
informático del año 2000 como un año bisiesto, muchos de los productos
computacionales y de tecnología de información no han sido diseñados para
manejar correctamente fechas de un año bisiesto. Que se presentarán fallas en
el 29 de febrero del año 2000 pues algunos sistemas no reconoce el 2000
como año bisiesto, o si lo reconocen o aceptan en febrero, fallan el 31 de
diciembre del 2000, pues no reconocen un año de 366 días. Agregan que
también existen otras fechas que presentarán problemas, según ellos, algunos
analistas anticiparon que el nueve (9) de septiembre de 1999, se presentarían
fallas o interrupciones en el funcionamiento de determinados productos pues
algunos programadores de software solían utilizar los cuatro dígitos 9999, como
la última línea del código desarrollado y la indicación de terminación del
programa. Es decir, la fecha 9/9/99, será interpretada por algunos productos
como una fecha sin sentido y, por lo tanto, generaría fallas y errores en el
funcionamiento de dichos productos, pero que sin embargo, se les revaluó la
teoría, porque en realidad la fecha se escribe como 09/09/99.
El comercio electrónico toma auge en Internet, se liquidaron 18.000 millones de
dólares. Se lanzó también el Procesador III, una versión mejorada del Pentium
II, ofrece un mejor rendimiento al trabajar con gráficas en tercera dimensión
(3D). Igualmente la competencia de la Intel, AMD, lanzó el procesado Athlon,
con velocidades de 500, 550 y 600 MHz, siendo el procesador más poderoso
para PC.
En el 2000, se lanzó el 17 de febrero WINDOWS 2000 y MICROSOFT OFFICE
2000; se ofrece Internet gratis. Aumenta el uso de software ilegal. Se
incrementa el uso de LINUX.
Sea este el prolegómeno para entrar a hablar de un suceso trascendental, el
nacimiento del computador personal (PC), que como atrás lo anotamos, el
primero fue en 1946, pero realmente el nacimiento comercial fue en el año de
1975.
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2.7 Generaciones de computadoras
2.7.1 Primera Generación
En
esta
generación
había
un
gran
desconocimiento de las capacidades de las
computadoras, puesto que se realizó un estudio
en esta época que determinó que con veinte
computadoras se saturaría el mercado de los
Estados Unidos en el campo de procesamiento
de datos.
Esta generación abarco la década de los cincuenta. Y se conoce como la
primera generación. Estas máquinas tenían las siguientes características:
·
Estas máquinas estaban construidas por medio de tubos de
vacío.
·
Eran programadas en lenguaje de máquina.
En esta generación las máquinas son grandes y costosas (de un costo
aproximado de ciento de miles de dólares).
En 1951 aparece la UNIVAC (Universal Computer), fue la
primera computadora comercial, que disponía de mil palabras
de memoria central y podían leer cintas magnéticas, se utilizó
para procesar el censo de 1950 en los Estados Unidos.
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En las dos primeras generaciones, las unidades de entrada utilizaban tarjetas
perforadas, retomadas por Herman Hollerith (1860 - 1929), quien además fundó
una compañía que con el paso del tiempo se conocería como IBM (International
Bussines Machines).
Después se desarrolló por IBM la IBM 701 de la cual se entregaron 18
unidades entre 1953 y 1957.
Posteriormente, la compañía Remington Rand fabricó el modelo 1103, que
competía con la 701 en el campo científico, por lo que la IBM desarrollo la 702,
la cual presentó problemas en memoria, debido a esto no duró en el mercado.
La computadora más exitosa de la primera generación fue la IBM 650, de la
cual se produjeron varios cientos. Esta computadora que usaba un esquema de
memoria secundaria llamado tambor magnético, que es el antecesor de los
discos actuales.
Otros modelos de computadora que se pueden situar en los inicios de la
segunda generación son: la UNIVAC 80 y 90, las IBM 704 y 709, Burroughs
220 y UNIVAC 1105.
2.7.2 Segunda Generación
Cerca de la década de 1960, las computadoras seguían evolucionando, se
reducía su tamaño y crecía su capacidad de procesamiento. También en esta
época se empezó a definir la forma de comunicarse con las computadoras, que
recibía el nombre de programación de sistemas.
Las características de la segunda generación son las siguientes:
Están construidas con circuitos de transistores.
Se programan en nuevos lenguajes llamados lenguajes de alto nivel.
En esta generación las computadoras se reducen de tamaño y son de menor
costo. Aparecen muchas compañías y las computadoras eran bastante
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avanzadas para su época como la serie 5000 de Burroughs y la ATLAS de la
Universidad de Manchester.
Algunas de estas computadoras se programaban con cintas perforadas y otras
más por medio de cableado en un tablero. Los programas eran hechos a la
medida por un equipo de expertos: analistas, diseñadores, programadores y
operadores que se manejaban como una orquesta para resolver los problemas
y cálculos solicitados por la administración. El usuario final de la información no
tenía contacto directo con las computadoras.
Esta situación en un principio se produjo en las primeras computadoras
personales, pues se requería saberlas “programar” (alimentarle instrucciones)
para obtener resultados; por lo tanto su uso estaba limitado a aquellos audaces
pioneros que gustaran de pasar un buen número de horas escribiendo
instrucciones, “corriendo” el programa resultante y verificando y corrigiendo los
errores o bugs que aparecieran. Además, para no perder el “programa”
resultante había que “guardarlo” (almacenarlo) en una grabadora de astte, pues
en esa época no había discos flexibles y mucho menos discos duros para las
PC; este procedimiento podía tomar de 10 a 45 minutos, según el programa.
El panorama se modificó totalmente con la aparición de las computadoras
personales con mejoras circuitos, más memoria, unidades de disco flexible y
sobre todo con la aparición de programas de aplicación general en donde el
usuario compra el programa y se pone a trabajar. Aparecen los programas
procesadores de palabras como el célebre Word Star, la impresionante hoja de
cálculo (spreadsheet) Visicalc y otros más que de la noche a la mañana
cambian la imagen de la PC. El sortware empieza a tratar de alcanzar el paso
del hardware. Pero aquí aparece un nuevo elemento: el usuario.
Con respecto al software se inicia una verdadera carrera para encontrar la
manera en que el usuario pase menos tiempo capacitándose y entrenándose y
más tiempo produciendo. Se ponen al alcance programas con menús (listas de
opciones) que orientan en todo momento al usuario (con el consiguiente
aburrimiento de los usuarios expertos); otros programas ofrecen toda una
artillería de teclas de control y teclas de funciones (atajos) para efectuar toda
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suerte de efectos en el trabajo (con la consiguiente desorientación de los
usuarios novatos). Se ofrecen un sin número de cursos prometiendo que en
pocas semanas hacen de cualquier persona un experto en los programas
comerciales. Pero el problema “constante” es que ninguna solución para el uso
de los programas es “constante”. Cada nuevo programa requiere aprender
nuevos controles, nuevos trucos, nuevos menús. Se empieza a sentir que la
relación usuario-PC no está acorde con los desarrollos del equipo y de la
potencia de los programas. Hace falta una relación amistosa entre el usuario y
la PC.
Las computadoras de esta generación fueron: la Philco 212 (esta compañía se
retiró del mercado en 1964) y la UNIVAC M460, la Control Data Corporation
modelo 1604, seguida por la serie 3000, la IBM mejoró la 709 y sacó al
mercado la 7090, la National Cash Register empezó a producir máquinas para
proceso de datos de tipo comercial, introdujo el modelo NCR 315. La Radio
Corporation of America introdujo el modelo 501, que manejaba el lenguaje
COBOL, para procesos administrativos y comerciales. Después salió al
mercado la RCA 601.
2.7.3 Tercera generación
Con los progresos de la electrónica y los avances de comunicación con las
computadoras en la década de los 1960, surge la tercera generación de las
computadoras.
con la IBM 360 en
Se
inaugura
abril
de
1964
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Las características de esta generación fueron las siguientes:
Su fabricación electrónica esta basada en circuitos integrados.
Su manejo es por medio de los lenguajes de control de los sistemas
operativos.
La IBM produce la serie 360 con los modelos 20, 22, 30, 40, 50, 65, 67, 75, 85,
90, 195 que utilizaban técnicas especiales del procesador, unidades de cinta de
nueve canales, paquetes de discos magnéticos y otras características que
ahora son estándares (no todos los modelos usaban estas técnicas, sino que
estaba dividido por aplicaciones).
El sistema operativo de la serie 360, se llamó OS que contaba con varias
configuraciones, incluía un conjunto de técnicas de manejo de memoria y del
procesador que pronto se convirtieron en estándares.
En 1964 CDC introdujo la serie 6000 con la computadora 6600 que se
consideró durante algunos años como la más rápida.
En la década de 1970, la IBM produce la serie 370 (modelos 115, 125, 135,
145, 158, 168). UNIVAC compite son los modelos 1108 y 1110, máquinas en
gran escala; mientras que CDC produce su serie 7000 con el modelo 7600.
Estas computadoras se caracterizan por ser muy potentes y veloces.
A finales de esta década la IBM de su serie 370 produce los modelos 3031,
3033, 4341. Burroughs con su serie 6000 produce los modelos 6500 y 6700 de
avanzado diseño, que se reemplazaron por su serie 7000. Honey - Well
participa con su computadora DPS con varios modelos.
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A mediados de la década de 1970, aparecen en el mercado las computadoras
de tamaño mediano, o minicomputadoras que no son tan costosas como las
grandes (llamadas también como mainframes que significa también, gran
sistema), pero disponen de gran capacidad de procesamiento. Algunas
minicomputadoras fueron las siguientes: la PDP - 8 y la PDP - 11 de Digital
Equipment Corporation, la VAX (Virtual Address eXtended) de la misma
compañía, los modelos NOVA y ECLIPSE de Data General, la serie 3000 y
9000 de Hewlett - Packard con varios modelos el 36 y el 34, la Wang y Honey Well -Bull, Siemens de origen alemán, la ICL fabricada en Inglaterra. En la
Unión Soviética se utilizó la US (Sistema Unificado, Ryad)
que ha pasado por varias generaciones.
2.7.4 Cuarta Generación
Aquí aparecen los microprocesadores que es un gran
adelanto de la microelectrónica, son circuitos integrados
de alta densidad y con una velocidad impresionante. Las
microcomputadoras con base en estos circuitos son
extremadamente pequeñas y baratas, por lo que su uso se extiende al mercado
industrial. Aquí nacen las computadoras personales que han adquirido
proporciones enormes y que han influido en la sociedad en general sobre la
llamada “revolución informática”.
En 1976 Steve Wozniak y Steve Jobs inventan la primera microcomputadora de
uso masivo y más tarde forman la compañía conocida como la Apple que fue la
segunda compañía más grande del mundo, antecedida tan solo por IBM; y esta
por su parte es aún de las cinco compañías más grandes del mundo.
En 1981 se vendieron 800 00 computadoras personales, al siguiente subió a 1
400 000. Entre 1984 y 1987 se vendieron alrededor de 60 millones de
computadoras personales, por lo que no queda duda que su impacto y
penetración han sido enormes.
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Con el surgimiento de las computadoras personales, el software y los sistemas
que con ellas de manejan han tenido un considerable avance, porque han
hecho más interactiva la comunicación con el usuario.
Surgen otras aplicaciones como los procesadores de palabra, las hojas
electrónicas de cálculo, paquetes gráficos, etc. También las industrias del
Software de las computadoras personales crece con gran rapidez, Gary Kildall
y William Gates se dedicaron durante años a la creación de sistemas
operativos
y
métodos
para
lograr
una
utilización
sencilla
de
las
microcomputadoras (son los creadores de CP/M y de los productos de
Microsoft).
No todo son microcomputadoras, por su puesto, las minicomputadoras y los
grandes sistemas continúan en desarrollo. De hecho las máquinas pequeñas
rebasaban por mucho la capacidad de los grandes sistemas de 10 o 15 años
antes, que requerían de instalaciones costosas y especiales, pero sería
equivocado suponer que las grandes computadoras han desaparecido; por el
contrario, su presencia era ya ineludible en prácticamente todas las esferas de
control gubernamental,
militar y de la
gran industria. Las enormes
computadoras de las series CDC, CRAY, Hitachi o IBM por ejemplo, eran
capaces de atender a varios cientos de millones de operaciones por segundo.
2.7.5 Quinta Generación
En vista de la acelerada marcha de la microelectrónica, la sociedad industrial se
ha dado a la tarea de poner también a esa altura el desarrollo del software y los
sistemas con que se manejan las computadoras. Surge la competencia
internacional por el dominio del mercado de la computación, en la que se
perfilan dos líderes que, sin embargo, no han podido alcanzar el nivel que se
desea: la capacidad de comunicarse con la computadora en un lenguaje más
cotidiano y no a través de códigos o lenguajes de control especializados.
Japón lanzó en 1983 el llamado “programa de la quinta generación de
computadoras”, con los objetivos explícitos de producir máquinas con
innovaciones reales en los criterios mencionados. Y en los Estados Unidos ya
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está en actividad un programa en desarrollo que persigue objetivos semejantes,
que pueden resumirse de la siguiente manera:
Procesamiento en paralelo mediante arquitecturas y diseños especiales
y circuitos de gran velocidad.
Manejo de lenguaje natural y sistemas de inteligencia artificial.
El futuro previsible de la computación es muy interesante, y se puede esperar
que esta ciencia siga siendo objeto de atención prioritaria de gobiernos y de la
sociedad en conjunto.
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2.8 Clasificación de las computadoras:
Supercomputadoras
Macrocomputadoras
Minicomputadoras
Microcomputadoras o PC´s
2.8.1 Supercomputadoras:
Una supercomputadora es el tipo de computadora más potente y más
rápido que existe en un momento dado. Estas máquinas están diseñadas
para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y son
dedicadas a una tarea específica. Así mismo son las más caras, sus precios
alcanzan los 30 MILLONES de dólares y más; y cuentan con un control de
temperatura especial, esto para disipar el calor que algunos componentes
alcanzan a tener. Unos ejemplos de tareas a las que son expuestas las
supercomputadoras son los siguientes:
1. Búsqueda y estudio de la energía y armas nucleares.
2. Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos
sísmicos.
3. El estudio y predicción de tornados.
4. El estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo.
5. La elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones,
simuladores de vuelo. Etc.
Debido a su precio, son muy pocas las supercomputadoras que se
construyen en un año. Macrocomputadoras o Mainframes.
2.8.2 Macrocomputadoras:
Las macrocomputadoras son también conocidas como Mainframes. Los
mainframes son grandes, rápidos y caros sistemas que son capaces de
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34
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controlar cientos de usuarios simultáneamente, así como cientos de
dispositivos de entrada y salida. Los mainframes tienen un costo que va
desde 350,000 dólares hasta varios millones de dólares. De alguna forma
los mainframes son más poderosos que las supercomputadoras porque
soportan más programas simultáneamente. Pero las supercomputadoras
pueden ejecutar un sólo programa más rápido que un mainframe. En el
pasado, los Mainframes ocupaban cuartos completos o hasta pisos
enteros de algún edificio, hoy en día, un Mainframe es parecido a una
hilera de archiveros en algún cuarto con piso falso, esto para ocultar los
cientos de cables d e los periféricos, y su temperatura tiene que estar
controlada.
2.8.3 Minicomputadoras:
En 1960 surgió la minicomputadora, una versión más pequeña de la
Macrocomputadora. Al ser orientada a tareas específicas, no necesitaba
de todos los periféricos que necesita un Mainframe, y ésto ayudo a
reducir el precio y costos de mantenimiento. Las Minicomputadoras, en
tamaño y poder de procesamiento, se encuentran entre los mainframes y
las estaciones de trabajo. En general, una minicomputadora, es un
sistema multiproceso (varios procesos en paralelo) capaz de soportar de
10 hasta 200 usuarios simultáneamente. Actualmente se usan para
almacenar grandes bases de datos, automatización industrial y
aplicaciones multiusuario.
2.8.4 Microcomputadoras:
Las microcomputadoras o Computadoras Personales (PC´s) tuvieron su
origen con la creación de los microprocesadores. Un microprocesador es
"una computadora en un chic", o sea un circuito integrado independiente.
Las PC´s son computadoras para uso personal y relativamente son
baratas y actualmente se encuentran en las oficinas, escuelas y hogares.
El término PC se deriva de que para el año de 1981, IBM®, sacó a la
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venta su modelo "IBM PC", la cual se convirtió en un tipo de computadora
ideal para uso "personal", de ahí que el término "PC" se estandarizó y los
clones que sacaron posteriormente otras empresas fueron llamados "PC
y compatibles", usando procesadores del mismo tipo que las IBM, pero a
un costo menor y pudiendo ejecutar el mismo tipo de programas. Existen
otros tipos de microcomputadoras, como la Macintosh®, que no son
compatibles con la IBM, pero que en muchos de los casos se les llaman
también "PC´s", por ser de uso personal. En la actualidad existen
variados tipos en el diseño de PC´s: Computadoras personales, con el
gabinete tipo minitorre, separado del monitor. Computadoras personales
portátiles "Laptop" o "Notebook". Computadoras personales más
comunes,
con
el
gabinete
horizontal,
separado
del
monitor.
Computadoras personales que están en una sola unidad compacta el
monitor
y
el
CPU.
Las
computadoras
"laptops"
son
aquellas
computadoras que están diseñadas para poder ser transportadas de un
lugar a otro. Se alimentan por medio de baterías recargables , pesan
entre 2 y 5 kilos y la mayoría trae integrado una pantalla de LCD (Liquid
Crys tal Display). Estaciones de trabajo o Workstations Las estaciones de
trabajo
se
encuentran
entre
las
Minicomputadoras
y
las
macrocomputadoras (por el procesamiento). Las estaciones de trabajo
son un tipo de computadoras que se utilizan para aplicaciones que
requieran de poder de procesamiento moderado y relativamente
capacidades de gráficos de alta calidad. Son usadas para: Aplicaciones
de ingeniería CAD (Diseño asistido por computadora) CAM (manufactura
asistida por computadora) Publicidad Creación de Software en redes, la
palabra "workstation" o "estación de trabajo" se utiliza para referirse a
cualquier computadora que está conectada a una red de área local.
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EVALUACION UNIDAD II
1. SELECCIONE LA RESPUESTA CORRECTA DE:
Transformar (3754)8 a ( )10
a) 1018
b) 2327
c) 2028
d) 2026
e) Ninguna de las anteriores
Transformar (534647)10 a ( )2
a) 10100010100000110111
b) 10000010100001110111
c) 01111000010101110111
d) 10000010001100011111
e) Ninguna de las anteriores
Transformar (1011110110)2 a ( )16
a) 2F6
b) 2156
c) 2F5
d) 2155
e) Ninguna de las anteriores
Sumar (1011110110)2 +
(1011110111)2
a) 111011100001
b) 111011000001
c) 110011000001
d) 110011100001
e) Ninguna de las anteriores
(1111110110)2
+
(1011111110)2
+
Restar (0010,010)2 + (1011,111)2
a) -(0100,001)
b) (1001,101)
c) -(1001,101)
d) -(1100,001)
e) Ninguna de las anteriores
Multiplicar (0101,101)2 + (11,110)2
a) -(10101,000110)
b) (10101,000110)
c) (11001,1001)
d) -(1100,001)
e) Ninguna de las anteriores
Dividir (10000)2 + (100)2
a) -(110)
b) (1010)
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c) (110)
d) -(1100,001)
e) Ninguna de las anteriores
SOLUCIONARIO EVALUACION UNIDAD II
1. SELECCIONE LA RESPUESTA CORRECTA DE:
Transformar (3754)8 a ( )10
f) 1018
g) 2327
h) 2028
i) 2026
j) Ninguna de las anteriores
Transformar (534647)10 a ( )2
f) 10100010100000110111
g) 10000010100001110111
h) 01111000010101110111
i) 10000010001100011111
j) Ninguna de las anteriores
Transformar (1011110110)2 a ( )16
f) 2F6
g) 2156
h) 2F5
i) 2155
j) Ninguna de las anteriores
Sumar (1011110110)2 +
(1011110111)2
f) 111011100001
g) 111011000001
h) 110011000001
i) 110011100001
j) Ninguna de las anteriores
(1111110110)2
+
(1011111110)2
+
Restar (0010,010)2 + (1011,111)2
f) -(0100,001)
g) (1001,101)
h) -(1001,101)
i) -(1100,001)
j) Ninguna de las anteriores
Multiplicar (0101,101)2 + (11,110)2
f) -(10101,000110)
g) (10101,000110)
h) (11001,1001)
i) -(1100,001)
j) Ninguna de las anteriores
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Dividir (10000)2 + (100)2
f) -(110)
g) (1010)
h) (110)
i) -(1100,001)
Ninguna de las anteriores
UNIDAD III
SISTEMAS DE NUMERACION
Cualquier sistema consta fundamentalmente de una serie de elementos que lo
conforman, una serie de reglas que permite establecer operaciones y
relaciones entre tales elementos. Por ello, puede decirse que un sistema de
numeración es el conjunto de elementos (símbolos o números), operaciones y
relaciones que por intermedio de reglas propias permite establecer el papel de
tales relaciones y operaciones.
3.1 LOS SISTEMAS BÁSICOS, OPERACIONES Y RELACIONES
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3.2 Sistema Decimal
Es el más utilizado, cuenta con diez elementos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9. Las
operaciones que en el se pueden dar son las aritméticas (suma, resta,
multiplicación, división, potenciación, etc.) y lógicas (Unión - disyunción,
Intersección conjunción, negación, Diferencia, Complemento, etc.). Las
relaciones entre los números del sistema decimal son mayor que, menor que,
igual y a nivel lógico son pertenencia y contenencia.
Un número del sistema decimal tiene la siguiente representación:
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(N)10 = an*10n + an-1*10n-1 + an-2*10n-2 +... + a0*100 + a-1*10-1 +... +
a-p*10-p
Ecuación 1.
Siendo:
N el número decimal,
ai el número relativo que ocupa la posición i-esima
n número de dígitos de la parte entera (menos uno)
p número de dígitos de la parte fraccionaria.
Así pues el número 234,21 en base diez que se escribe (234,21)10 se
representa:
(234,21)10 = 2*102 + 3*101 + 4*100 + 2*10-1 + 1*10-2
con
n = 2; p = 2 a2 = 2; a1 = 3; a0 = 4; a-1 = 2 y a-2 = 1
Otro ejemplo, puede ser:
Representar el número (3456,872)10
(3456,872)10 = 3*103 + 4*102 + 5*101 + 6*100 + 8*10-1 + 7*10-2 + 2*10-3
con
n= 3; p = 3; a3 = 3; a2 = 4; a1= 5; a-1 = 8; a-2 = 7 y a-3 = 2
Las operaciones tanto aritméticas como lógicas son las que normalmente se
han trabajado durante toda la vida escolar.
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3.3 Sistema Binario
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El sistema de numeración Binario es el conjunto de elementos formado por el 0
y el 1, con operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación) y lógicas (OR,
AND y NOT) y además sus propias relaciones que por intermedio de reglas
propias permite establecer el papel de tales relaciones y operaciones entre sus
dos elementos.
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3.4 Operaciones Aritméticas
3.4.1 Suma. Se realiza exactamente igual que en el sistema de numeración
decimal teniendo en cuenta que si se excede la base se lleva en la siguiente
cifra una unidad de orden superior.
Veamos algunos ejemplos:
Ejemplos:
1. Sumar (100101)2 con (110010)2
101011
2. Resolver: (100111)2 + (110010)2
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1011001
3. Resolver: (1001,101)2 + (0110,010)2
1111,111
4. Resolver: (1011,111)2 + (0010,010)2
1110,001
5. Resolver: (1011,111)2 + (1011,111)2 + (0010,010)2
11010,000
6. Resolver: (1011,111)2 + (1011,111)2 + (10010,000)2 + (0010,010)2
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3.4.2 Resta. Se realiza exactamente igual que en el sistema de numeración
decimal teniendo en cuenta que si se excede la base se lleva en la siguiente
cifra una unidad de orden superior.
Veamos algunos ejemplos:
Ejemplos
1. Resolver. (111101)2 - (110010)2
2. Resolver: (1011,111)2 - (0010,010)2
3. Resolver: (1001,101)2 - (0110,010)2
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4. Resolver: (110111)2 - (110010)2
Para desarrollar apropiadamente la operación de resta se hace uso de la
operación de complemento a uno o de complemento a dos. En el primer caso
se denomina complemento a la base menos uno y en el segundo complemento
a la base.
Complemento a uno: Sencillamente se hace el complemento dígito a dígito.
Ejemplos:
1. (110111)2 el complemento a uno será 001000
2. (110010)2 el complemento a uno será 001101
3. (000101)2 el complemento a uno será 111010
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Complemento a dos: Se hace el complemento a uno y se le suma un uno al
dígito menos significativo. Este complemento solo se emplea en los números
negativos. Para los números positivos el complemento a dos es el mismo
número.
Ejemplos
1. (110111)2 el complemento a uno será 001000, ahora
001000 + 1 = 001001
Luego el complemento a dos es 001001
2. (110010)2 el complemento a uno será 001101 ahora
001101 + 1 = 001110
Luego el complemento a dos es 001110
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3. (000101)2 el complemento a uno será 111010, ahora
111010 + 1 = 111011
Luego el complemento a dos es 111011
Ahora sí se pueden realizar restas. Para resolver adecuadamente una
operación de resta se debe tomar el sustraendo sacar complemento a dos y tal
número resultante se suma con el minuendo. Es decir, se aplica la tesis: La
resta es una suma pero con un número negativo. La forma de expresar un
número negativo es sacándole el complemento a dos al número.
Ahora bien, si el número da con un acarreo este se desecha y el número se
asume positivo. De lo contrario, es decir, sí da sin acarreo el número es
negativo: Lo que se obtiene hasta aquí es la representación del número en
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complemento a dos, se debe por tanto sacar el complemento a dos y ese será
el resultado pero negativo.
Ejemplos
1. (111101)2 - (110010)2
Complemento a uno de 110010 es 001101
Complemento a dos de 110010 es 001101 + 1, es decir, 001110
La suma del minuendo con el complemento a dos del sustraendo será:
Acarreo
Como hay acarreo este se suprime y se asume que el resultado es positivo y es
(1011)2
2. (1011,111)2 - (0010,010)2
Complemento a uno de 0010,010 es 1101,101
Complemento a dos de 0010,010 es 1101,101 + 0,001, es decir,
1101,110
La suma del minuendo con el complemento a dos del sustraendo será:
Acarreo
Como hay acarreo este se suprime y se asume que el resultado es positivo y es
(1001,101)2
3. (110010)2 - (111101)2
Complemento a uno de 111101 es 000010
Complemento a dos de 111101 es 000010 + 1, es decir, 000011
La suma del minuendo con el complemento a dos del sustraendo será:
(110010)2
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+ (000011)2
---------------(110101) 2
Como no hay acarreo el número es negativo y debe sacarse el complemento a
dos, pues está expresado como complemento a dos, para saber que número es
001010 +1 el resultado es:
-(001011) 2
4. (0010,010)2 - (1011,111)2
Complemento a uno de 1011,111 es 0100,000
Complemento a dos de 1011,111 es 0100,000 + 0,001, es decir,
0100,001
La suma del minuendo con el complemento a dos del sustraendo será:
Acarreo
Como no hay acarreo el número es negativo y debe buscarse su complemento
a dos.
1001,100 + 0,001 = 1001,101
El resultado es –(1001,101)2
3.4.3 Multiplicación. La operación de multiplicación es idéntica a la del
sistema decimal teniendo en cuenta las sumas en binario.
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Ejemplos:
1. Multiplicar: (11)2 * (10)2
(11)2 * (10)2 = (110)2
2. Multiplicar (1001)*(100) 2
1
0 0 1
x
1 0 0
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(1 0 0
1 0 0)2
(1001)*(100) 2 = (100100)2
3. Multiplicar (11001,1)2*(1,001) 2
1 1
0 0 1
.x
1
,1
,0 0 1
1 1 0
0
1 1
1 1 0
0 1 1
1 1 1
0 0 ,1 0
1 1
(11001,1)2*(1,001) 2 = (11100,1011)2
4. Multiplicar: (110,0001)*(1001,10) 2
1 1
0 ,0 0 0 1
1 0 0
1 ,1 0
1 1 0
0 0
0 1 0
1 1 0 0
0 0
1
1 1 0 0 0 0 1
0 0
1 1 1 0 0 1 ,1 0 0
1 1 0
(110,0001)*(1001,10) 2 = (111001, 100110)2
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5. Multiplicar (110101)*(100100,1) 2
1 1 0 1 0 1
1 0 0 1 0 0 ,1
1 1 0 1 0 1
1 1 0 1 0 1 0 0
1 1 0 1 0 1 0 0
1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 ,1
(110101)*(100100,1)2 = (11110001110,1)2
6. Multiplicar: (10101)*(110,1) 2
1 0 1 0 1
1 1 0 ,1
1 0 1 0 1
1 0 1 0 1 0
1 0 1 0 1
1 0 0 0 1 0 0 0 ,1
(10101)*(110,1) 2 = (10001000,1)2
7. Multiplicar (0101,101)*(11,110) 2
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1
0 1 ,1 0 1
1 1 ,1 1 0
1 0
1 1 0
1 0 1
1 0 1
1 0 1 1
1 0 1 1 0
1
1 0
0 1
1
0 1 0 1 ,0 0 0 1
1 0
(0101,101)*(11,110) 2 = (10101, 000110)2
3.4.4 División. Igual cosa que la multiplicación en este caso las restas deben
hacerse como ya se dijo antes, teniendo en cuenta el complemento a dos para
el minuendo, ya que es un número negativo. El procedimiento general es:
Se toma el mismo número de cifras en el dividendo que las que tiene el
divisor, si no cabe ninguna vez se toma una más.
Se hace la resta o se establece cuanto falta, se baja la siguiente cifra y
se sigue el procedimiento.
Para restar se aplica el complemento a la base
Los decimales se manejan como en la base diez.
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Ejemplos:
1. Resolver: (10000)/(100) 2
1 0 0
0 1 1 Complemento a 1
1
1 0 0 Complemento a 2
1 0 0 0 0 1 0 0
1 0 0
1 0 0
1 0 0 0 0 0
Como Hay acarreo el número es 0 y se baja la siguiente cifra hasta terminar,
como son ceros el cociente lleva cero cada vez.
(10000)/(100) 2 = (100)2
2. Resolver: (10010) / (11) 2
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0 1
1
1
1
1 0
0
0
0 Complemento a 1
1
1 0
1
1
1
0
1 Complemento a 2
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
1
0
0
(10010) / (11) 2 = (110)2
3. Resolver: (10101)/(10) 2
1 0 1 0 1
1 0
1 0
1 0 1 0 ,1
1 0 0 1 0
1 0
1 0 0 1 0
1 0
1 0 0
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1 0
0 1 Complemento a 1
1
1 0 Complemento a 2
(10101)/(10) 2 = (1010,1)2
4. Resolver: (1001)/(100) 2
1 0 0
0 1 1 Complemento a 1
1
1 0 0 Complemento a 2
1 0 0 1
1 0 0
1 0 0
1 0 ,0 1
1 0 0 0 1 0 0
1 0 0
1 0 0 0
(1001)/(100) 2 = (10,01)2
3.5 Sistema Octal
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El sistema numérico octal o de base ocho es el sistema de numeración que
utiliza ocho dígitos o símbolos (0-7), correspondiendo el mayor al número 7, es
decir, uno menor que el valor de la base (8). Cuando se cuenta en este
sistema, la secuencia es desde 0 hasta 7. Las operaciones aritméticas son las
mismas de cualquier sistema numérico.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
65
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U.T.E.Q
Ejemplo: 345,67201, 321, 1024. El número 1840 no es octal porque incluye un
digito (8) que es ilegal o invalido en este sistema de numeración.
Los números octales se denotan mediante el subíndice 8 o la letra o.
Ejemplo: (7)8, (45)8, (101)o, (523)o, (6170)8, etc. Todos son números octales.
3.5.1 Operaciones Aritméticas
Las operaciones aritméticas de este sistema se resuelven en idéntica forma a
los sistemas vistos, sin rebasar la base, es decir, cada vez que se conformen
grupos de ocho se salta al siguiente nivel significativo. A continuación se
presentan ejemplos de cada caso.
3.5.1.1 Sumas
Antes de empezar a desarrollar los ejemplos correspondientes se presenta en
la figura una tabla de suma octal básica para hacer las primeras sumas.
0
1
2
3
4
5
6
7
0 0
1
2
3
4
5
6
7
1 1
2
3
4
5
6
7
10
2 2
3
4
5
6
7
10 11
3 3
4
5
6
7
10 11 12
4 4
5
6
7
10 11 12 13
5 5
6
7
10 11 12 13 14
6 6
7
10 11 12 13 14 15
7 7 10 11 12 13 14 15 16
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Tabla de suma para octales
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Ejemplos:
1. Resolver: (25731)8 + (32147)8
25731
+
32147
60100
(25731)8+(32147)8 = (60100)8
2. Resolver (4327)8 + (6714) 8
4327
+6714
13243
(4327)8 + (6714) 8 = (13243)8
3. Resolver: (243,4)8+(444,32) 8
243,40
+444,3
2
707,72
(243,4)8+(444,32) 8 = (707,72)8
4. Resolver: (444,32)8+(543,44) 8
444,32
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+543,4
4
1207,76
(444,32)8+(543,44) 8 = (1207,76)8
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
69
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5. Resolver: (32147)8 + (243,4) 8
32147,0
+ 243,4
32412,4
(32147)8 + (243,4) 8 = (32412,4)8
6. Resolver: (243,4)8+(543,44) 8
243,40
+543,44
1007,04
(243,4)8 +(543,44) 8 = (1007,04)8
3.5.1.2 Resta
La técnica es la misma explicada en la resta binaria o base dos. Se consigue el
complemento a la base, en este caso el complemento a ocho. Para hacerlo
primero se consigue el complemento a la base menos uno, es decir, el
complemento a siete. Este consiste en buscar digito a digito el complemento a
siete (lo que le hace falta al número para llegar a siete. Al complemento a la
base se le suma uno en su última unidad y se obtiene el complemento a ocho.
La resta se realiza sacando el complemento a ocho del sustrayendo y sumando
tal resultado al minuendo, los criterios para asumir el signo del número son los
mismos que en la resta binaria. Si hay acarreo el número es positivo y se
desecha tal acarreo; de lo contrario es negativo. Si se quiere saber el valor de
tal número negativo se debe obtener el complemento a la base del número y
ese será el resultado con signo negativo.
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Ejemplos:
1. Resolver: (32147)8-(25731) 8
Sustraendo
2573
32147
1
Complemento
a
siete
Complemento
a
ocho
5204
+
6
52047
1
104216
5204
4216
7
Como hay acarreo se suprime y el resultado es:
(32147)8-(25731) 8 = (4216)8
2. Resolver: (4327)8 - (6714) 8
Complemento a 7
Complemento a 8
671
4327
541
4
1064
3
106
5413
Complemento a 7
236
3
4
1
1
106
Complemento a 8
4
236
5
No hay acarreo, luego el número es un complemento a la base de un número
negativo, para hallar su valor se saca el complemento a la base
(4327)8 - (6714) 8 = -(2365)8
3. Resolver: (444,32)8 - (243,4) 8
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71
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Sustraendo
444,32
243,
4
Complemento a 7
534,40
534,
3
1 Existe acarreo
Complemento a 8
534,
1200,72
200,72
4
Como hay acarreo se suprime y el resultado es:
(444,32)8 - (243,4) 8 = (200,72)8
4. Resolver: (479,75)8 - (543,3) 8
El 9 no es un dígito octal
5. Resolver: (543,44)8-(444,32) 8
Sustraendo
444,32
543,44
Complemento a 7
333,45
333,46
1 Existe acarreo
Complemento a 8
333,46
1077,12
77,12
Como hay acarreo se suprime y el resultado es:
(543,44)8-(444,32) 8 = (77,12)8
6. Resolver: (243,3)8 - (444,32) 8
Sustraendo
444,3
243,30
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
576,76 Resultado en comp.
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2
Complemento
a7
333,4
a8
333,46
201,01 Complemento a 7
5
1
Complemento
A8
1
576,76
201,02 Resultado negativo
333,4
6
No hay acarreo, luego el número es un complemento a la base de un número
negativo, para hallar su valor se saca el complemento a la base
(243,3)8 - (444,32) 8 = -(201,02)8
3.5.1.3 Multiplicación
Una tabla de multiplicación para principiantes en el sistema octal es la
mostrada en la figura
0 1
2
3
4
5
6
7
0 0 0
0
0
0
0
0
0
1 0 1
2
3
4
5
6
7
2 0 2
4
6 10 12 14 16
3 0 3
6 11 14 17 22 25
4 0 4 10 14 20 24 30 34
5 0 5 12 17 24 31 36 43
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6 0 6 14 22 30 36 44 52
7 0 7 16 25 34 43 52 61
Tabla de multiplicación octal
Ejemplos:
1. Resolver: (213)8*(423) 8
2 1
3
x
4 2
3
1
6 4
1
1 4
2 6
1 0 5
4
1 1 2
5 2 18
(213)8*(423) 8 = (112521)8
2. Resolver (340,2)8*(21,21) 8
3 4 0
,2
2 1
,2 1
3 4
0
7 0 0
4
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
2
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3 4 0 2
7 0 0 4
7 4 3 7 ,6 4
2
(340,2)8*(21,21)8 =(7437, 642)8
3. Resolver: (712,32)8*(30,5)8
7 1 2
,3 2
3 0
,5
4 3 6 4
0
2 5 3 7 1 6
0
2
2 6 0 3 0 ,2 0
2
(712,32)8*(30,5)8 = (26030,202)8
4. Resolver: (210,41)8*(140,33)8
2
1 0 ,4
1
1
4 0 ,3
3
6
3 1
4
3
6
3
1 4
3
1 0 4 2
0
4 0
2 1 0 4
1
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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3 1 5 5 3, 0 5
7 38
(210,41)8*(140,33)8 = (31553,0573)8
5. Resolver: (331,311)8*(440,401)8
3
3 1 ,3 1
1
4
4 0 ,4 0
1
3
3 1
3
1
1
1 5 4
5
4 4
4
0
1 5 4 5
4
4 4
0
1 5 4 5 4
4
4
1 7 3 7 7 ,2 0 1
7
1 18
(331,311)8*(440,401)8 = (17377, 201711)8
6. Resolver: (1010,31)8*(30,51)8
1 0
1
0 ,3
1
3
0 ,5
1
1 0
1
0
3
1
5 0 5
1
7
5
3 0 3 1 1
3
0
3 1 0 2 6 ,6 0
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0 18
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(1010,31)8*(30,51)8 = (31026, 6001)8
3.5.1.4 División
Se procede exactamente igual a al base dos.
Se toma el mismo número de cifras en el dividendo que las que tiene el
divisor, si no cabe ninguna vez se toma una más.
Se establece cuanto falta para alcanzar el número y se baja la siguiente
cifra, se repite la interacción, tanto como se requiera.
Para restar se aplica el complemento a la base
Los decimales se manejan como en la base diez.
Ejemplos:
1. Resolver (4030)8/(7)8
4030
7
(7)8x(4)8 =
34 43 Sustraendo
(34)8
4400 450
(7)8x(5)8 =
43 34 Complemento a 7
(43)8
1043
1
1
0
350
44 35 Resultado en c a 8
1000
(4030)8/(7)8 = (450)8
Cada vez que se debe restar, tal operación se realiza sacando el complemento
a la base del sustraendo.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
77
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2. Resolver (40,3)8/(7)8
0403
70
(70)8x(4)8 =
340 430 Sustraendo
(340)8
0440
4, 5
(70)8x(5)8 =
437 347 Complemento a 7
(430)8
10430
1
00350
1
440 350 Resultado en c a 8
01000
Se agregan tantos ceros al divisor como lugares haya después de la coma en el
dividendo, corriendo los lugares necesarios.
(40,3)8/(7)8 = (4,5)8
3. Resolver (403)8/(0,7)8
4030 7
(7)8x(4)8
= 34 43 Sustraendo
(34)8
044
4 5 0 (7)8x(5)8
= 43 34 Complemento a 7
(43)8
1043
0035
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
1
1
44 35 Resultado en c a 8
78
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U.T.E.Q
1000
Se agregan tantos ceros al dividendo como lugares haya después de la coma
en el divisor, corriendo los lugares necesarios.
(403)8/(0,7)8 = (450)8
4. Resolver (4,03)8/(0,7)8
0403
70
(70)8x(4)8
= 340 430 Sustraendo
(340)8
0440
4, 5 (70)8x(5)8
= 437 347 Complemento a 7
(430)8
10430
0
350
1
1
440 350 Resultado en c a 8
01 0 0 0
Se corre la coma tanto en dividendo como en divisor los lugares necesarios, si
sobran corrimientos se ponen ceros en el correspondiente, en este caso uno en
el divisor.
(4,03)8/(0,7)8 = (4,5)8
5. Resolver: (23464)8/(44)8
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023464
44
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(44)8x(4)8
=
220 110 330
044
=
557 667 447
733
(220)8
0 +5 6 0
4 2 6, 6 1 6
(44)8x(2)8
(110)8
10146
(44)8x(6)8
=
1
1
1
1
560 670 450
734
(330)8
0+670
010364
0+450
0010100
00+734
00010340
0000+450
00001010
(23464)8/(44)8 = (426,616) 8
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
80
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3.6 SISTEMA HEXADECIMAL
Definición. El sistema de numeración hexadecimal es el conjunto de
elementos formado por los números del 0 al 9 y las letras A, B, C, D, E y F,
siendo este último el de mayor valor(representando el 15 decimal) y el de
menor valor el 0, el conteo se hace en la secuencia de 0 a F. En el se
desarrollan las operaciones aritméticas suma, resta, multiplicación y lógicas
(Unión, intersección y complemento; y además, sus propias relaciones
(pertenencia, contenencia, orden) que por intermedio de reglas propias permite
establecer el papel de tales relaciones y operaciones entre sus dieciséis
elementos.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
81
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Ejemplo: 123, A23F, 223FF y F4. Los números de este tipo se destacan
mediante el subíndice 16 o una H. Ejemplo: (4)16, (FAC)16, (1C2D)H, (6458)H,
etc. Son todos números decimales.
3.6.1 Operaciones Aritméticas
Las operaciones aritméticas son las mismas de cualquier otro sistema. A
continuación se relacionan ejemplos de sumas, restas, productos y divisiones
en tal base.
3.6.1.1 Suma
La tabla de la figura contribuye a desarrollar tal operación.
+ 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
10
2
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
10
11
3
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
10
11
12
4
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
10
11
12
13
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
82
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
5
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
10
11
12
13
14
6
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
10
11
12
13
14
15
7
7
8
9
A
B
C
D
E
F
10 11
12
13
14
15
16
8
8
9
A
B
C
D
E
F
10 11 12
13
14
15
16
17
9
9
A
B
C
D
E
F
10 11 12 13
14
15
16
17
18
A A
B
C
D
E
F
10 11 12 13 14
15
16
17
18
19
B
C
D
E
F
10 11 12 13 14 15
16
17
18
19
1A
C C
D
E
F
10 11 12 13 14 15 16
17
18
19
1A 1B
D D
E
F
10 11 12 13 14 15 16 17
18
19
1A 1B 1C
E
E
F
10 11 12 13 14 15 16 17 18
F
F
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E
B
19 1A 1B 1C 1D
Tabla de suma en el sistema numérico hexadecimal
Ejemplos:
1. Resolver: (7AB,CD)16+(AA,33)16
7AB,CD
AA,33
8 6 6,00
(7AB,CD)16+(AA,33)16 =(866)16
2. Resolver: (4479F,A)16+(A139,1) 16
4479F,A
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83
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A139,1
4E8D8,B
(4479F,A)16+(A139,1) 16 = (4E8D8,B)16
3. Resolver: (ABCDE)16+(1234A) 16
ABCDE
1 2 3 4A
B E 0 28
(ABCDE)16+(1234A) 16 = (BE028)16
4. Resolver: (A60F,C3D)16+(B41A,B79)16
A60F,C3D
B41A,B79
15A2A,7B6
(A60F,C3D)16+(B41A,B79)16 = (15A2A, 7B6)16
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U.T.E.Q
5. Resolver: (44D9,3)+(F1DA,5)16
4 4D9,3
F1DA,5
136B 3,8
(44D9,3)+(F1DA,5)16 = (136B3,8)16
6. Resolver: (EAA3,312)16+(EFA,299)16
EAA3,312
EFA,299
F99D,5AB
(EAA3,312)16+(EFA,299)16 = (F99D, 5AB)16
3.6.1.2 Resta
Se realiza con el mismo criterio de los sistemas anteriores. La resta es una
suma de los complementos a la base del minuendo y el sustraendo. Donde
este último es un número negativo.
Para obtener el complemento a la base o complemento a 16, se obtiene
primero el complemento a 15 y se suma al último dígito un 1. Cuando hay
acarreo el número es positivo, cuando no, el número es negativo y se le
debe encontrara su valor estableciendo el complemento a dos.
Ejemplos:
1. Resolver (ABCDE)16-(1234 A)16
Sustraendo
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1234 A
ABCDE
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Complemento a 15
EDCB6
EDCB
5
Complemento a 16
1
1 99994
EDCB
99994
6
Como hay acarreo se desecha y el resultado es positivo
(ABCDE)16-(1234 A)16 = (99994)16
2. Resolver: (ACC,16)16-(CEE,15)16
Sustraendo
Complemento
CEE,15
ACC,16
a 31 1,EA
3 1 1,EB
1
DDE,01
DDE,01 Resultado en C a 16
2 21,FE Complemento a 15
15
Complemento
a 31 1,EB
1
221,FF Resultado negativo
16
Como no hay acarreo se obtiene el número negativo sacando el complemento
a la base(a 16)
(ACC,16)16-(CEE,15)16 = -(221, FF)16
3. Resolver: (125,AB)-(AC9,DE) 16
Sustraendo
Complemento
AC9,DE
125,AB
65B,CD Resultado en C a 16
a 5 36,2 1
536,22
9A4,32 Complemento a 15
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86
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15
1
Complemento
1
65B,CD
a 536, 2 2
9A4,33 Resultado negativo
16
Como no hay acarreo se obtiene el número negativo sacando el complemento
a la base(a 16)
(125,AB)-(AC9,DE) 16 = (9A4, 33)16
4. Resolver: (EAA3,312)16 - (841A,B79) 16
Sustraendo
841A,B7
EAA3,312
9
Complemento a 15
7BE5,48
7BE5,487
6
1
16688,79
9
Complemento a 16
7BE5,48
6688,799
7
Hay acarreo se desecha y el resultado es positivo
(EAA3,312)16 - (841A,B79) 16 = (6688, 799)16
5. Resolver: (F1DA,5)16 - (4479,3)16
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
87
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Sustraendo
Complemento a 15
4 479,3
F1DA,5
BB86,
BB86,D
C
Complemento a 16
1
1AD61,2
BB86,
AD61,2
D
Hay acarreo se desecha y el resultado es positivo
(F1DA,5)16 - (4479,3)16 = (AD61,2)16
6. Resolver: (3FA,299)16 - (A60F,C3D) 16
Sustraendo
A60F,C3D
3FA,2 99
Complemento a 15
59F0,3C2
59F0,3C3
1
5DEA,65C
Complemento a 16
59F0,3C3
5DEA,65C Resultado en C a 16
A215 ,9A3 Complemento a 15
1
A215,9A4 Resultado negativo
No hay acarreo se obtiene el número negativo sacando el complemento a la
base(a 16)
(3FA,299)16 - (A60F,C3D)16 = (A215, 9A4)16
3.6.1.3 Multiplicación
Una tabal de multiplicación en base hexadecimal es la que se presenta a
continuación en la figura. Con ella se puede apoyar el lector para realizar los
ejemplos planteados.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
88
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
0 1 2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
0 0 0 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1 0 1 2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
2 0 2 4
6
8
A
C
E
1 12 14 16 18 1A 1C 1E
0
3 0 3 6
9
C
F 12 15 1 1B 1E 21 24 27 2A 2D
8
4 0 4 8
C 10 14 18 1C 2 24 28 2C 30 34 38 3C
0
5 0 5 A
F 14 19 1E 23 2 2D 32 37 3C 41 46 4B
8
6 0 6 C 12 18 1E 24 2A 3 36 3C 42 48 4E 54 5A
0
7 0 7 E 15 1C 23 2A 31 3 3F 46 4D 54 5B 62 69
8
8 0 8 10 18 20 28 30 38 4 48 50 58 60 68 70 78
0
9 0 9 12 1B 24 2D 36 3F 4 51 5A 63 6C 75 7E 87
8
A 0 A 14 1E 28 32 3C 46 5 5A 64 6E 78 82 8C 96
0
B 0 B 16 21 2C 37 42 4D 5 63 6E 79 84 8F 9A A5
8
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
89
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
C 0 C 18 24 30 3C 48 54 6 6C 78 84 90 9C A8 B4
0
D 0 D 1A 27 34 41 4E 5B 6 75 82 8F 9C A9 B6 C3
8
E 0 E 1C 2A 38 46 54 62 7 7E 8C 9A A8 B6 C4 D2
0
F 0 F 1E 2D 3C 4B 5A 69 7 87 96 A5 B4 C3 D2 E1
8
Tabla de multiplicación hexadecimal
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
90
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Ejemplos:
1. Resolver: (B60A)16*(CEF) 16
B
6
0
A
C E
F
A A A 9
6
9 F 4 8 C
8 8 8 7 8
9 3 2 6 B 5
6
(B60A)16*(CEF)16 = (9326B56)16
2. Resolver: (321)16*(10F) 16
3 2
1
1 0
F
2 E E
F
3 2 1 0
3 4 F E
F
(321)16*(10F)16 = (34EEF)16
3. Resolver: (27,E) 16*(E,81) 16
2
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
7 ,E
91
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
1 3
E ,8
1
2
7
E
F
0
2 2 E 4
2 4 2 ,5
7
E
(27,E)16*(E,81)16 = (242, 57E)16
4. Resolver: (52,6)16*(1A)16
5 2 ,6
1 A
3 3 7
C
5 2 6
8 5 D ,C
(52,6)16*(1A)16 = (85D, C)16
5. Resolver: (4D) 16*(42) 16
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
4
D
4
2
9
A
92
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
1 3 4
1 3 D
A
(4D)16*(42)16 = (13DA)16
6. Resolver: (7E8) 16*(2D) 16
7 E 8
2 D
6 6 C 8
F D 0
1 6 3 C 8
(7E8)16*(2D)16 = (163C8)16
3.6.1.4 División
Ejemplos:
1. Resolver: (27FCA)16 / (3E)16
Una solución normal es:
Dividendo
2 7 F C A 3 E
2 6 C
1 3
A 5 1
C
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
93
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
1 3
U.T.E.Q
6
6
A
3
E
2
C
Divisor
Cociente
Residuo
Haciendo uso de la resta con complemento se obtiene el mismo resultado
027FCA
3E
(3E)16x(A)16 =
26C 13 6 3E 2AA Sustraendo
(26C)16
0 D9 4
A51, B
(3E)16x(5)16 =
D93 EC9 C1 D55 Complemento a 15
(136)16
1 01 3 C
(3E)16x(B)16=
1
1
1
1
(2AA)16
0 ECA
D94 ECA C2 D56 Resultado en c a 16
1 00 6 A
000 C2
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
94
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
00 12C0
000
00
D 56
1 0 16
Se puede continuar con más decimales.
(27FCA)16 / (3E)16 = (A51, B)16
2. Resolver: (27FC, A)16 / (3E)16
027FCA 3E0
(3E0)16x(A)16 =
26C0
13 60
3E0 2AA0 Sustraendo
D93F
EC9F
C1F D55F Complemento a 15
1
1
(26C0)16
D9 4 0
A5,1 B
(3E0)16x(5)16 =
(1360)16
1 01 3 C A
(3E0)16x(B)16=
1
1
(2AA0)16
ECA0
FD940 ECA0
C20 D560 Resultado en c a 16
10 06A0
C20
12C00
D560
10160
(27FC,A)16 / (3E)16 = (A5, 1B)16
3. Resolver: (27FCA)16 / (3,E)16
2 7 F C A 0
3E
(3E)16x(A)16 =
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
26C 13 6
3E
2A
Sustraendo
95
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
(26C)16
A51B,
D 9 4
1
(3E)16x(5)16 =
(136)16
5
(3E)16x(B)16=
0 1 3 C
(2AA)16
E C A
A
D93 EC9 C1 D55 Compl a 15
1
1
1
1
FD94 ECA C2 D56 Res com 16
1 0 0 6 A
C 2
1 2 C 0
D 5 6
1 0 1 6 0
E C A
1 0 2 A
(27FCA)16 / (3,E)16 = (A51B, 5)16
3.7 Notación científica normalizada
En el sistema decimal, cualquier número real puede expresarse mediante la
denominada notación científica normalizada. Para expresar un número en
notación científica normalizada multiplicamos o dividimos por 10 tantas veces
como sea necesario para que todos los dígitos aparezcan a la derecha del
punto decimal y de modo que el primer dígito después del punto no sea cero.
Por ejemplo:
En general, un número real x distinto de cero, se representa en notación
científica normalizada en la forma:
(1)
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
96
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
en donde r es un número tal que
U.T.E.Q
y n es un entero (positivo, negativo
o cero).
Exactamente del mismo modo podemos utilizar la notación científica en el
sistema binario. En este caso, tenemos que:
(2)
donde m es un entero. El número q se denomina mantisa y el entero m
exponente. En un ordenador binario tanto q como m estarán representados
como números en base 2. Puesto que la mantisa q está normalizada, en la
representación binaria empleada se cumplirá que:
(3)
3.8 Representación en Punto Fijo y en Punto Flotante
En los computadores los números se representan en punto fijo y en punto
flotante.
1
Punto fijo
Se usa para los números enteros con signo o fracciones con signo. En este
caso las cantidades se representan en forma binaria en complemento a 1 ó a 2
y se pueden utilizar longitudes de 8, 16 y 32 bits. En 8 bits el rango va desde
128 hasta 127. El número de combinaciones diferentes de un número binario
de n bits es:
No. total de combinaciones: 2n.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
97
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
En los números con signo e complemento a 2, el rango de valores para números de n
bits:
(2n-1) a +(2n-1-1).
a. Enteros con signo
Los enteros de punto fijo usan un punto binario a la derecha del LSB.
Ejemplo
El número de punto fijo de 8 bits 01110101 en complemento a 2, por
tener un 0 en el bit de signo representa:
El número entero positivo 1110101 ó la fracción positiva 0.1110101
b. Fracciones de punto fijo
Las fracciones de punto fijo usan el punto binario entre el bit de signo y
el MSB.
Ejemplo
El número de punto fijo de 8 bits 11001111 en complemento a 2, por
tener un 1 en el bit de signo representa:
El número entero negativo -0110001 ó la fracción negativa -0. 0110001.
2
Punto flotante
El punto flotante se utiliza para representar números no enteros, números muy
grandes o números muy pequeños.
Un número en punto flotante se expresa como
m x re donde,
m es la mantisa y es un número de punto fijo
e es el exponente o característica y es un entero de punto fijo
r es la base. En los computadores personales se usa base 2.
La mantisa representa la magnitud del número. El exponente es la parte que
representa el número de lugares a desplazar el punto decimal o binario.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
98
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Sí tenemos un número de punto fijo de la forma
± (an-1 .... a0 . a-1 ….a-m)r
en forma de punto flotante será de la forma
± ( . an-1 ....a-m)r x rn , la base generalmente se omite.
Con frecuencia la mantisa m se escribe con magnitud y signo de la siguiente
forma, y en forma de fracción
M = (sm . an-1 … a-m)
donde, sm indica el signo (1 para una cantidad negativa y 0 para una cantidad
positiva) y . an-1 … a-m representa la magnitud.
Un número de punto flotante está normalizado si el exponente se ajusta de
modo que la mantisa tenga un valor distinto de cero en la posición más
significativa.
Ejemplo
El número +1010.0111 en representación normalizada en punto flotante da
como resultado
(0.10100111) x 24
El estándar ANSI/IEEE 754-1985 define tres formatos para los números de
punto flotante:
Precisión sencilla: Utiliza 32 bits.
Doble precisión: Utiliza 64 bits
Precisión ampliada: Utiliza 80 bits.
Ejemplo
Un formato a 32 bits es el siguiente,
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
99
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
El exponente desplazado se obtiene adicionando 127 al exponente real y
convirtiéndolo al binario correspondiente
Representación de los números en punto flotante
En un ordenador típico los números en punto flotante se representan de la
manera descrita en el apartado anterior, pero con ciertas restricciones sobre el
número de dígitos de q y m impuestas por la longitud de palabra disponible (es
decir, el número de bits que se van a emplear para almacenar un número).
Para ilustrar este punto, consideraremos un ordenador hipotético que
denominaremos MARC-32 y que dispone de una longitud de palabra de 32 bits
(muy similar a la de muchos ordenadores actuales). Para representar un
número en punto flotante en el MARC-32, los bits se acomodan del siguiente
modo:
Signo del número real x:
1 bit
Signo del exponente m:
1 bit
Exponente (entero |m|):
7 bits
Mantisa (número real |q|): 23 bits
En la mayoría de los cálculos en punto flotante las mantisas se normalizan, es
decir, se toman de forma que el bit más significativo (el primer bit) sea siempre
'1'. Por lo tanto, la mantisa q cumple siempre la ecuación (3).
Dado que la mantisa siempre se representa normalizada, el primer bit en q es
siempre 1, por lo que no es necesario almacenarlo proporcionando un bit
significativo adicional. Esta forma de almacenar un número en punto flotante se
conoce con el nombre de técnica del 'bit fantasma'.
Se dice que un número real expresado como aparece en la ecuación (2) y que
satisface la ecuación (3) tiene la forma de punto flotante normalizado. Si
además puede representarse exactamente con |m| ocupando 7 bits y |q|
ocupando 24 bits, entonces es un número de máquina en el MARC-32 3
La restricción de que |m| no requiera más de 7 bits significa que:
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
100
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
Ya que
U.T.E.Q
, la MARC-32 puede manejar números tan pequeños como
10-38 y tan grandes como 1038. Este no es un intervalo de valores
suficientemente generoso, por lo que en muchos casos debemos recurrir a
programas escritos en aritmética de doble precisión e incluso de precisión
extendida.
Como q debe representarse empleando no más de 24 bits significa que
nuestros números de máquina tienen una precisión limitada cercana a las siete
cifras decimales, ya que el bit menos significativo de la mantisa representa
unidades de
. Por tanto, los números expresados mediante más
de siete dígitos decimales serán objeto de aproximación cuando se almacenen
en el ordenador.
Por ejemplo: 0.5 representado en punto flotante en el MARC-32 (longitud de
palabra de 32 bits) se almacena en la memoria del siguiente modo:
Ejemplo 5: Suponga un ordenador cuya notación de punto fijo consiste en
palabras de longitud 32 bits repartidas del siguiente modo: 1 bit para el signo,
15 bits para la parte entera y 16 bits para la parte fraccionaria. Represente los
números 26.32,
y 12542.29301 en base 2 empleando esta
notación de punto fijo y notación de punto flotante MARC-32 con 32 bits. Calcule
el error de almacenamiento cometido en cada caso.
Solución: El número 26.32 en binario se escribe del siguiente modo:
Empleando las representaciones comentadas, obtenemos:
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
101
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Si expresamos el error como la diferencia entre el valor y el número realmente
almacenado en el ordenador, obtenemos:
En cuanto a los otros dos números, obtenemos:
Antes de entrar con detalle en la aritmética de los números en punto flotante, es
interesante notar una propiedad de estos números de especial importancia en
los cálculos numéricos y que hace referencia a su densidad en la línea real.
Supongamos que p, el número de bits de la mantisa, sea 24. En el
intervalo
(exponente f = 0) es posible representar 224 números
igualmente espaciados y separados por una distancia 1/224. De modo análogo,
en cualquier intervalo
hay 224 números equiespaciados, pero su
densidad en este caso es 2f/224. Por ejemplo, entre 220 = 1048576 y 221 =
2097152 hay 224 = 16777216 números, pero el espaciado entre dos números
sucesivos es de sólo
. De este hecho se deriva inmediatamente una regla
práctica: cuando es necesario comparar dos números en punto flotante
relativamente grandes, es siempre preferible comparar la diferencia relativa a la
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
102
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
magnitud de los números. En la figura se representa gráficamente la
separación entre dos números consecutivos en función del exponente f en el
rango f = [20,30].
3.9
Códigos
(informática)
Término
genérico
para nombrar
las instrucciones del programa, utilizadas en dos sentidos generales. El primero
se refiere al código fuente, legible a simple vista, que son las instrucciones
escritas por el programador en un lenguaje de programación. El segundo se
refiere al código máquina ejecutable, que son las instrucciones convertidas de
código fuente a instrucciones que el ordenador o computadora puede
comprender
Códigos Numéricos
1. Binario Natural
2. BCD
Ponderado
Natural (Código decimal codificado en binario)
Aiken (Código decimal codificado en binario)
5421
No Ponderado
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
103
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Exceso 3
Continuos
Gray
Johnson
3. Detectores de errores
Biquinario
2 entre 5
Con bit de paridad
4. Corrector de errores
Hamming
Códigos alfanuméricos
1. Código ASCII
2. Código estándar ISO-8859-1
3.9.1 El Código Binario Decimal Codificado (BCD o BDC)
El BCD (el binario decimal codificado) es una forma directa asignada a un
equivalente binario. Es posible asignar cargas a los bits binarios de acuerdo a
sus posiciones. Las cargas en el código BCD son 8, 4, 2, 1.
Ejemplo:
Para representar el digito decimal 6 en código BCD sería:.
0110
Ya que 0 x 8 + 1 x 4 + 1 x 2 ÷ 0+1 = 6.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
104
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Es posible asignar cargas negativas a un código decimal, tal como se muestra
en el código 8, 4, -2, -1. En esta caso la combinación de bits 0110 se interpreta
como el digito decimal 2, l obtenerse de 0 x 8 + 1 x 4 + 1 x (-2) + 0 x (-1)=2.
Un código decimal que se ha usado en algunos computadores viejos en el
código de exceso a 3. Este último es un código sin carga, cuya asignación se
obtiene del correspondiente valor en BCD una vez se haya sumado 3.
Los números se representan en computadores digitales en binario o decimal a
través de un código binario. Cuando se estén especificando los datos, el
usuario gusta dar los datos en forma decimal. Las maneras decimales recibidas
se almacenan internamente en el computador por medio del código decimal.
Cada
digito
decimal
requiere
por
lo
menos
cuatro
elementos
de
almacenamiento binario. Los números decimales se convierten a binarios
cuando las operaciones aritméticas se hacen internamente con números
representados en binario. Es posible también realizar operaciones aritméticas
directamente en decimal con todos los números ya dejados en forma
codificada. Por ejemplo, el número decimal 395, cuando se convierte a binario
es igual a 112221211 y consiste en nueve dígitos binarios. El mismo número
representado alternamente en BCD, ocupa cuatro bits para cada digito decimal
para un total de 12 bits: 001110010101.
395 112221211 001110010101.
En el código BCD: los cuatro primeros bits representan el 3. Los siguientes
cuatro representan el 9 y los últimos cuatro el 5.
Es muy importante comprender la diferencia entre conversión de un número
decimal binario y la codificación binaria de un número decimal. En cada caso el
resultado final es una seria de bits. Los bits obtenidos de la conversión son
dígitos binarios. Los bits obtenidos de la codificación son combinaciones de
unos ceros arregladas de acuerdo a las reglas del código usado. Por tanto es
extremadamente importante tener en cuenta que una serie de unos y ceros en
un sistema digital puede algunas veces representar un número binario y otras
veces representar alguna otras cantidad discreta de información como se
especifica en un código binario dado. El código BCD por ejemplo, ha sido
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
105
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
escogido de tal manera que es un código y una conversión binaria directa
siempre y cuando los números decimales sean algún entero entre 0 y 9. Para
números mayores que 9, la conversión y la codificación son completamente
diferentes. Este concepto es tan importante que vale la pena repetirlo usando
otro ejemplo: la conversión binaria del decimal 13 es 1101; la codificación
decimal 13 con BCD es 00010011.
Mas sobre BCD
13 1101 00010011
El código BCD es uno de los más utilizados. Los otros códigos de cuatro bits
tienen una característica en común que no se encuentra en BCD. El exceso a
3, el 2, 4, 2, 1 y el 8, 4, -2, -1, son códigos autocomplementarios, esto es que
el complemento a 9 del número decimal se obtiene fácilmente cambiando los
más por ceros y los ceros por más. Esta propiedad es muy útil cuando se hacen
las operaciones aritméticas internamente con números decimales (en código
binario) y la sustracción se hace por medio del complemento de 9.
El código biguinario mostrado a continuación es un ejemplo de un código de
siete dígitos con propiedades de detección de error. Cada dígito decimal
consiste de 5 ceros y 2 unos colocados en las correspondientes columnas de
carga.
La propiedad de detección de error de este código puede comprenderse si uno
se da cuenta de que los sistemas digitales representan el binario 1 mediante
una señal específica uno y el binario cero por otra segunda señal específica.
Durante la transmisión de señales de un lugar a otro puede presentarse un
error. Uno o más bits pueden cambiar de valor. Un circuito en el lado de
recepción puede detectar la presencia de más (o menos) de dos unos y en el
caso de que la combinación permitida, se detectará un error.
Digito
Decimal
BCD 8421 Exceso a 3
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
84-2-1
2421
(Biguinario)
5043210
106
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
0
0
11
0
0
0100001
1
1
100
111
1
0100010
2
10
101
110
10
0100100
3
11
110
101
11
0101000
4
100
111
100
100
0110000
5
101
1000
1011
1011
1000001
6
110
1001
1010
1100
1000010
7
111
1010
1001
1101
1000100
8
1000
1011
1000
1110
1001000
9
1001
1100
1111
1111
1010000
BCD son las iniciales de unas palabras inglesas que traducidas vendrían a
significar Código Decimal codificado en Binario. Es decir cada cifra decimal se
codifica según una serie de bits binarios ¿Cuantos?, como existen diez cifras
del 0 al 9 necesitamos 4 bits por cifra. (Con 3 nos quedaríamos cortos ya que
como máximo podríamos codificar 8 cifras). Ahora resulta que con 4 bits
podríamos codificar hasta 16 cifras, luego vemos que hay 6 combinaciones (de
1010 a 1111) que nunca se utilizan en el código BCD; de ahí que este código
sea menos compacto que el binario puro.
La conversión de decimal a BCD es muy fácil,
Imaginen que deseas convertir el número 15793 dado en decimal a BCD.
Tomamos cada cifra decimal por separado y le asignamos la combinación que
le corresponde:
1
-> 0001
= 0x8 + 0x4 + 0x2 + 1x1
5
-> 0101
= 0x8 + 1x4 + 0x2 + 1x1
7
-> 0111
= 0x8 + 1x4 + 1x2 + 1x1
9
-> 1001
= 1x8 + 0x4 + 0x2 + 1x1
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
107
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
3
U.T.E.Q
-> 0011
= 0x8 + 0x4 + 1x2 + 1x1
Se colocan estas combinaciones unas detrás de otras y ya tenemos el número
convertido a BCD
15793 (decimal)
-> 00010101011110010011 (BCD).
La conversión de BCD a decimal es igual de simple, vamos a utilizar otro
ejemplo.
Imaginen que se desea convertir el numero 01000110001 (BCD) a decimal.
Tomamos a partir de la derecha grupos de 4 bits y los convertimos a su cifra
correspondiente (utilizando código binario):
0001
-> 1
0011
-> 3
010
-> 2 (si faltan bits se completan con ceros)
Se toman las cifras decimales así obtenidas en orden inverso, por lo tanto:
01000110001 (BCD)
-> 231 (decimal)
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
108
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
En el caso de números decimales se procede igual (solo hay que tener en
cuenta que las conversiones deben realizarse para la parte entera de la coma
hacia la izquierda y para la parte decimal de la coma hacia la derecha
(completando, si es necesario, con '0's a la izquierda para la parte entera ó con
'0
's
a
l
a
d
e
r
e
c
h
a
p
a
r
a
l
a
p
arte decimal).
3.9.2 Código EBCDIC
Acrónimo de Extended Binary Coded Decimal Interchange Code (Código
Ampliado de Caracteres Decimales Codificados en Binario para el Intercambio
de la Información). Un esquema de codificación desarrollado por IBM para
utilizarlo en sus ordenadores o computadoras como método normalizado de
asignación de valores binarios (numéricos) a los caracteres alfabéticos,
numéricos, de puntuación y de control de transmisión. EBCDIC es análogo al
esquema de codificación ASCII aceptado más o menos en todo el mundo de
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
109
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
los microordenadores o las microcomputadoras. Se diferencia por utilizar 8 bits
para la codificación, lo que permite 256 caracteres posibles (en contraste con
los 7 bits y 128 caracteres del conjunto ASCII estándar). Aunque EBCDIC no se
utiliza
mucho
en
las
microcomputadoras,
es
conocido
y
aceptado
internacionalmente, sobre todo como código de IBM para los mainframes y
minicomputadoras de la compañía.
Como resumen Este código surge como una ampliación del código BCD. En las
transmisiones de datos es necesario utilizar un gran número de caracteres de
control para la manipulación de los mensajes y realización de otras funciones.
De ahí que el código BCD se extendiera a una representación utilizando 8 bits
d
a
n
d
o
o
ri
g
e
n
a
l
c
ó
d
i
go EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code).
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
110
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U.T.E.Q
3.9.3 Código FIELDATA
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
111
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Es un código utilizado en transmisiones de datos de algunos sistemas militares
y
est
á
ori
ent
ad
o
a l
len
gu
aje
má
quina. (Tabla del código fieldata de 6 bits)
3.9.4 Código ASCII
Acrónimo de American Standard Code for Information Interchange (Código
Normalizado Americano para el Intercambio de Información). En computación,
un esquema de codificación que asigna valores numéricos a las letras,
números, signos de puntuación y algunos otros caracteres. Al normalizar los
valores utilizados para dichos caracteres, ASCII permite que los ordenadores o
computadoras y programas informáticos intercambien información. ASCII
incluye 256 códigos divididos en dos conjuntos, estándar y extendido, de 128
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
112
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
cada uno. Estos conjuntos representan todas las combinaciones posibles de 7
u 8 bits, siendo esta última el número de bits en un byte. El conjunto ASCII
básico, o estándar, utiliza 7 bits para cada código, lo que da como resultado
128 códigos de caracteres desde 0 hasta 127 (00H hasta 7FH hexadecimal). El
conjunto ASCII extendido utiliza 8 bits para cada código, dando como resultado
128 códigos adicionales, numerados desde el 128 hasta el 255 (80H hasta FFH
extendido).
En el conjunto de caracteres ASCII básico, los primeros 32 valores están
asignados a los códigos de control de comunicaciones y de impresora
-caracteres no imprimibles, como retroceso, retorno de carro y tabulaciónempleados para controlar la forma en que la información es transferida desde
una computadora a otra o desde una computadora a una impresora. Los 96
códigos restantes se asignan a los signos de puntuación corrientes, a los
dígitos del 0 al 9 y a las letras mayúsculas y minúsculas del alfabeto latino.
Los códigos de ASCII extendido, del 128 al 255, se asignan a conjuntos de
caracteres que varían según los fabricantes de computadoras y programadores
de software. Estos códigos no son intercambiables entre los diferentes
programas y computadoras como los caracteres ASCII estándar. Por ejemplo,
IBM utiliza un grupo de caracteres ASCII extendido que suele denominarse
conjunto de caracteres IBM extendido para sus computadoras personales.
Apple Computer utiliza un grupo similar, aunque diferente, de caracteres ASCII
extendido para su línea de computadoras Macintosh. Por ello, mientras que el
conjunto de caracteres ASCII estándar es universal en el hardware y el
software de los microordenadores, los caracteres ASCII extendido pueden
interpretarse correctamente sólo si un programa, computadora o impresora han
sido diseñados para ello.
ASCII son las siglas de American Standar Code for Information Interchange. Su
uso primordial es facilitar el intercambio de información entre sistemas de
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
113
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
procesamiento de datos y equipos asociados y dentro de sistemas de
comunicación de datos.
En un principio cada carácter se codificaba mediante 7 dígitos binarios y fue
creado para el juego de caracteres ingleses más corrientes, por lo que no
contemplaba ni caracteres especiales ni caracteres específicos de otras
lenguas. Esto hizo que posteriormente se extendiera a 8 dígitos binarios
Tabla del código ASCII 7 bits
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
114
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U.T.E.Q
3.9.5 Código Gray
El Código Gray es un caso particular de código binario. Consiste en una
ordenación de 2n números binarios de tal forma que cada número sólo tenga
un dígito binario distinto a su predecesor. Esta técnica de codificación se originó
cuando los circuitos lógicos digitales se realizaban con válvulas de vacío y
dispositivos electromecánicos. Los contadores necesitaban potencias muy
elevadas a la entrada y generaban picos de ruido cuando varios bits cambiaban
simultáneamente. El uso de código Gray garantizó que en cualquier transición
variaría tan sólo un bit.
En la actualidad, el código Gray se sigue empleando para el diseño de
cualquier circuito electrónico combinacional mediante el uso de un Mapa de
Karnaugh, ya que el principio de diseño de buscar transiciones más simples y
rápidas entre estados sigue vigente, a pesar de que los problemas de ruido y
potencia se hayan reducido.
Hay varios algoritmos para generar una secuencia de código Gray (y varios
códigos posibles resultantes, en función del orden que se desee seguir), pero el
más usado consiste en cambiar el bit menos significativo que genera un nuevo
código. Este es un código gray de cuatro bits generado con dicho algoritmo:
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
115
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
D í g i t o
decimal
U.T.E.Q
Código Gray
D í g i t o
decimal
Código Gray
0
0000
8
1100
1
0001
9
1101
2
0011
10
1111
3
0010
11
1110
4
0110
12
1010
5
0111
13
1011
6
0101
14
1001
7
0100
15
1000
El primer uso documentado de un código de estas características fue en una
demostración del telégrafo del ingeniero francés Émile Baudot, en 1878. Pero
no fueron patentados hasta 1953 por Frank Gray (que dio nombre al sistema de
codificación), un investigador de los laboratorios Bell.
Binario a Gray
Para pasar un número binario al código binario Gray, hay una regla fácil de
implementar en un lenguaje de programación:
1. Un número en binario siempre empieza en 1 --Los ceros a la
izquierda
no
cuentan--;
Pues
en
Gray
también.
Ej:
1000011110000 en binario se escribe 1xxxxXXXXxxxx.
2. Ahora nos fijamos en el segundo dígito. Si es igual al dígito
anterior se pone un 0 (no cambia); Si es diferente --como es el
caso, pues el dígito anterior era un 1 y el que observamos un 0-se pondrá un 1 (cambia). Ej: El número del ejemplo anterior será:
11xxxXXXXxxxx.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
116
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U.T.E.Q
3. En los casos sucesivos se repite el paso anterior, observando en
el número binario 'natural' el dígito anterior al que se evalúa. Ej: El
número del ejemplo anterior, pasado a código Gray será:
1100010001000.
Otros ejemplos:
1010
- 1111
111000
- 100100
011001
- 010101
110101010001 - 101111111001
Gray a Binario
Hacer el cambio contrario es simplemente invertir lo que hace el anterior, de
forma que si se encuentra un cero (siempre que no sea al principio) se debe
poner la cifra anterior; En cambio si pone un 1 es porque la cifra ha cambiado
así que si había un 0 ahora se pone un 1 y viceversa.
3.9.6 Código Johnson
Se denomina código Johnson (Johnson-Mobius) al código binario continuo y
cíclico (al igual que el código Gray) cuya capacidad de codificación viene dada
por 2n, siendo n el número de bits. Para codificar los dígitos decimales se
necesitarán por lo tanto 5 bits:
Código Jonson
D í g i t o
D í g i t o
Código Johnson
Código Johnson
decimal
decimal
0
00000
5
11111
1
00001
6
11110
2
00011
7
11100
3
00111
8
11000
4
01111
9
10000
Dada la simplicidad del diseño de contadores que lleven el cómputo en este
código, se utiliza en el control de sistemas digitales sencillos de muy alta
velocidad.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
117
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
EVALUACION UNIDAD III
SELECCIONE LAS CARACTERISTICAS DE LOS DISPOSITIVOS DE
BLOQUES
La información se almacena en bloques de tamaño fijo ( V )
Se puede leer o escribir en un bloque de forma independiente de los
demás, en cualquier momento. (
V )
No se pueden utilizar direcciones. (
V )
No tienen una operación de búsqueda (
V )
Un ejemplo típico de dispositivos de bloque son los discos.(
V
)
SELECCIONE LAS CARACTERISTICAS DE LOS DISPOSITIVOS DE
CARACTERES
No se pueden utilizar direcciones. (
V
)
La información se almacena en bloques de tamaño fijo. (
Cada bloque tiene su propia dirección. (
V )
V )
Se puede leer o escribir en un bloque de forma independiente de los
demás, en cualquier momento. (
V )
No tienen una operación de búsqueda. (
V )
LA VELOCIDAD DE LAS IMPRESORAS SUELE MEDIRSE EN:
Páginas por segundo. (
)
Caracteres por segundo. (
V )
Páginas por hora. (
)
Páginas por minuto. (
V )
Caracteres por minuto. (
)
INDIQUE LO SOLICITADO:
Qué medio de almacenamiento usa un algoritmo de compresión superior
al de MPEG-2. (EVD)
Es un medio de almacenamiento de capa simple puede guardar hasta
4,7 gigabytes ( DVD )
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
118
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U.T.E.Q
Que medio de almacenamiento es un formato de disco óptico de nueva
generación de 12 cms de diámetro El hace uso de un láser de color azul
de 405 nanómetros (Blue-Ray)
Se considera al número de puntos que puede representar el monitor por
pantalla, en horizontal x vertical (Resolución)
Cuál es la variante de almacenamiento informático surgida a finales del
siglo XX consistente en la lectura a través de haces de luz que
interpretan las refracciones provocadas sobre su propia emisión (
Dispositivos de Almacenamiento óptico)
Este tipo de impresoras esta basada en tecnología desarrollada por
Canon. similar a una fotocopiadora, la diferencia es la fuente de luz.
(láser)
Estos dispositivos convierten la información en señales eléctricas que se
almacenan en la memoria central (entrada)
Que tipo de teclado es similar al de una calculadora, dispone de los diez
dígitos decimales, las operaciones matemáticas más habituales
(numérico)
Debido a la diferencia de velocidad entre el dispositivo y el
microprocesador se requiere de ( buffers)
Que tecla permite escribir o insertar caracteres a la vez que borra el
siguiente carácter (Insert)
Cual es el dispositivo que decodifica la información a través de la
digitalización proveniente de una fuente de luz reflejada en el código y
luego se envía la información a una computadora como si la información
hubiese sido ingresada por teclado (Lector de código de barras)
Este tipo de impresoras son muy ruidosas, lentas y han sido gran parte
sustituidas en las empresas ( matriciales)
Está estrechamente relacionada con el número de colores presentados
(Resolución)
SELECCIONE LAS CARACTERISTICAS DE LOS DISPOSITIVOS DE
BLOQUES
La información se almacena en bloques de tamaño fijo ( V )
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
119
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U.T.E.Q
Se puede leer o escribir en un bloque de forma independiente de los
demás, en cualquier momento. (
V )
No se pueden utilizar direcciones. (
V )
No tienen una operación de búsqueda (
V )
Un ejemplo típico de dispositivos de bloque son los discos.(
V
)
SELECCIONE LAS CARACTERISTICAS DE LOS DISPOSITIVOS DE
CARACTERES
No se pueden utilizar direcciones. (
V
)
La información se almacena en bloques de tamaño fijo. (
Cada bloque tiene su propia dirección. (
V )
V )
Se puede leer o escribir en un bloque de forma independiente de los
demás, en cualquier momento. (
V )
No tienen una operación de búsqueda. (
V )
LA VELOCIDAD DE LAS IMPRESORAS SUELE MEDIRSE EN:
Páginas por segundo. (
)
Caracteres por segundo. (
V )
Páginas por hora. (
)
Páginas por minuto. (
V )
Caracteres por minuto. (
)
INDIQUE LO SOLICITADO:
Qué medio de almacenamiento usa un algoritmo de compresión superior
al de MPEG-2. (EVD)
Es un medio de almacenamiento de capa simple puede guardar hasta
4,7 gigabytes ( DVD )
Que medio de almacenamiento es un formato de disco óptico de nueva
generación de 12 cms de diámetro El hace uso de un láser de color azul
de 405 nanómetros (Blue-Ray)
Se considera al número de puntos que puede representar el monitor por
pantalla, en horizontal x vertical (Resolución)
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120
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U.T.E.Q
Cuál es la variante de almacenamiento informático surgida a finales del
siglo XX consistente en la lectura a través de haces de luz que
interpretan las refracciones provocadas sobre su propia emisión (
Dispositivos de Almacenamiento óptico)
Este tipo de impresoras esta basada en tecnología desarrollada por
Canon. similar a una fotocopiadora, la diferencia es la fuente de luz.
(láser)
Estos dispositivos convierten la información en señales eléctricas que se
almacenan en la memoria central (entrada)
Que tipo de teclado es similar al de una calculadora, dispone de los diez
dígitos decimales, las operaciones matemáticas más habituales
(numérico)
Debido a la diferencia de velocidad entre el dispositivo y el
microprocesador se requiere de ( buffers)
Que tecla permite escribir o insertar caracteres a la vez que borra el
siguiente carácter (Insert)
Cual es el dispositivo que decodifica la información a través de la
digitalización proveniente de una fuente de luz reflejada en el código y
luego se envía la información a una computadora como si la información
hubiese sido ingresada por teclado (Lector de código de barras)
Este tipo de impresoras son muy ruidosas, lentas y han sido gran parte
sustituidas en las empresas ( matriciales)
Está estrechamente relacionada con el número de colores presentados
(Resolución)
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
121
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SOLUCIONARIO EVALUACION UNIDAD III
SELECCIONE LAS CARACTERISTICAS DE LOS DISPOSITIVOS DE
BLOQUES
La información se almacena en bloques de tamaño fijo ( V )
Se puede leer o escribir en un bloque de forma independiente de los
demás, en cualquier momento. (
V )
No se pueden utilizar direcciones.
No tienen una operación de búsqueda
Un ejemplo típico de dispositivos de bloque son los discos.(
V
)
SELECCIONE LAS CARACTERISTICAS DE LOS DISPOSITIVOS DE
CARACTERES
No se pueden utilizar direcciones. (
V
)
La información se almacena en bloques de tamaño fijo.
Cada bloque tiene su propia dirección.
Se puede leer o escribir en un bloque de forma independiente de los
demás, en cualquier momento.
No tienen una operación de búsqueda. (
V
)
LA VELOCIDAD DE LAS IMPRESORAS SUELE MEDIRSE EN:
Páginas por segundo. (
)
Caracteres por segundo. (
V )
Páginas por hora. (
)
Páginas por minuto. (
V )
Caracteres por minuto. (
)
INDIQUE LO SOLICITADO:
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U.T.E.Q
Qué medio de almacenamiento usa un algoritmo de compresión superior
al de MPEG-2. (EVD)
Es un medio de almacenamiento de capa simple puede guardar hasta
4,7 gigabytes ( DVD )
Que medio de almacenamiento es un formato de disco óptico de nueva
generación de 12 cms de diámetro El hace uso de un láser de color azul
de 405 nanómetros (Blue-Ray)
Se considera al número de puntos que puede representar el monitor por
pantalla, en horizontal x vertical (Resolución)
Cuál es la variante de almacenamiento informático surgida a finales del
siglo XX consistente en la lectura a través de haces de luz que
interpretan las refracciones provocadas sobre su propia emisión (
Dispositivos de Almacenamiento óptico)
Este tipo de impresoras esta basada en tecnología desarrollada por
Canon. similar a una fotocopiadora, la diferencia es la fuente de luz.
(láser)
Estos dispositivos convierten la información en señales eléctricas que se
almacenan en la memoria central (entrada)
Que tipo de teclado es similar al de una calculadora, dispone de los diez
dígitos decimales, las operaciones matemáticas más habituales
(numérico)
Debido a la diferencia de velocidad entre el dispositivo y el
microprocesador se requiere de ( buffers)
Que tecla permite escribir o insertar caracteres a la vez que borra el
siguiente carácter (Insert)
Cual es el dispositivo que decodifica la información a través de la
digitalización proveniente de una fuente de luz reflejada en el código y
luego se envía la información a una computadora como si la información
hubiese sido ingresada por teclado (Lector de código de barras)
Este tipo de impresoras son muy ruidosas, lentas y han sido gran parte
sustituidas en las empresas ( matriciales)
Está estrechamente relacionada con el número de colores presentados
(Resolución)
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
123
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Es el lugar donde se inserta el "cerebro" del ordenador. (ZOCALO)
Son los conectores de la memoria principal del ordenador, la RAM.
(RANURAS DE MEMORIA)
Es el conjunto de chips que se encargan de controlar determinadas
funciones del ordenador (CHIPSET)
No es sino un programa que se encarga de dar soporte para manejar
ciertos dispositivos denominados de entrada-salida (BIOS)
Es la primaria tarjeta de circuito de un sistema de computo u otro
sistema electrónico complejo (MAINBOARD)
Esta memoria forma parte de la tarjeta madre y del procesador (Hay dos
tipos) y se utiliza para acceder rápidamente a la información que utiliza el
procesador (MEMORIA CACHE)
Era el bus original para conectar tarjetas a una PC (ISA)
Es el mas reciente bus es el estándar de la industria actual (PCI)
Estas partes del computador simplemente transforman una señal
continua en una discreta (aunque no lo parezca). Explicamos la palabra
"discreta": que sucede a ciertos intervalos de tiempo (TARJETA DE
SONIDO)
Es la que transmite al monitor la información gráfica que debe presentar
en la pantalla (TARJETA DE VIDEO)
Conteste Verdadero o Falso según corresponda:
Al encender la computadora, el BIOS hace una comprobación del
sistema (VERDADERO)
Un Banco de Memoria es un grupo de sockets o módulos que forman
una unidad lógica (VERDADERO)
Un esquema de bancos es un diagrama de filas y columnas que muestra
el número de ranuras en el sistema (VERDADERO)
La fuente de poder convierte la corriente alterna en uno o varios voltajes
de corriente alterna (
FALSO
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
)
124
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
En la memoria alta corre el sistema operativo y sus aplicaciones (
FALSO )
La memoria Superior esta encima de 640 Kb, reservada para ROM
(Verdadero)
Los puertos hacen posible la comunicación entre los periféricos internos
y la placa base, facilitando su conexión a través de tomas situadas en el
panel trasero del ordenador (
Falso
)
INDIIQUE LO SOLICITADO:
Al conjunto de rutinas que trabajan estrechamente con el hardware de un
ordenador o computadora para soportar la transferencia de información
entre los elementos del sistema se lo conoce como BIOS
Cuántas muescas tienen los DIMM de 168 contactos Tienen dos
muescas para no equivocar su orientación
Indique de que memoria estamos haciendo referencia:
Se utiliza para almacenar instrucciones especiales (cómo cargar el
SO en tiempo
de inicialización, cómo controlar un dispositivo
hardware) u otro tipo de programación importante. ROM
Este tipo de memoria permite ser grabada con datos mediante un
hardware PROM
permite ser borrada eléctricamente, a diferencia de las EPROM
normales que necesitan luz ultravioleta, simplifica la actualización de
datos y se puede emplear para actualizaciones de software FLASH
Es una pequeña cantidad (de 8 a 512 Kb) de memoria SRAM muy
rápida que se sitúa entre el microprocesador y la memoria principal
CACHE
Depósito de datos intermedio, es decir, una parte reservada de la
memoria en la que los datos son mantenidos temporalmente hasta
tener una oportunidad de completar su transferencia hacia o desde
un dispositivo de almacenamiento u otra ubicación en la memoria
BUFFER
El "chipset" se encarga de controlar determinadas funciones del
ordenador, como la forma en que interacciona el microprocesador
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
125
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
con la memoria o la caché, o el control de los puertos y slots ISA,
PCI, AGP, USB...
Las fuentes de poder son normalmente evaluadas basándose en su
potencia total de salida, medida en Watts
Las RANURAS ISA son las más veteranas, Funcionan a unos 8 MHz
y ofrecen un máximo de 16 MB/s, miden unos 14 cm y su color suele
ser negro.
La memoria CMOS es la encargada de mantener la información
sobre la configuración de la computadora. Esta memoria está
constantemente alimentada por una batería recargable, que se carga
mientras tenemos encendida la computadora.
El Setup modifica la configuración del hardware
En uso común, el término RAM es sinónimo de memoria principal, la
memoria disponible para los programas
Tiene una gran capacidad de almacenamiento y bajo consumo de
potencia. Almacena la información en circuitos integrados que
poseen condensadores, los cuales pueden estar cargados o
descargados. Como estos pierden su carga con el transcurso del
tiempo, se incluyen circuitos necesarios para refrescar los chips de
RAM cada pocos milisegundos y así evitar pérdida de información.
DRAM
Es la memoria DRAM más antigua y menos sofisticada FPM RAM
Es la organización lógica de memoria, de hasta 8 megabytes (MB)
que puede utilizarse en las máquinas que ejecutan MS-DOS en modo
real (emulación de 8086) en las PC de IBM y en los compatibles
EXPANDIDA
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
126
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
UNIDAD IV
COMPONENTES DEL COMPUTADOR
4.1 UNIDADES DE MEDIDAS DE INFORMACIÓN
Como sabemos, el sistema binario (binary) es un sistema de numeración que
tiene por base el 2. Utiliza sólo dos guarismos: "0" (cero) y "1" (uno) para
representar cualquier información (frente al sistema decimal de uso
cotidiano que tiene por base el 10 y combina los dígitos del 0 al 9).
Los ordenadores utilizan el sistema binario porque no conocen -no pueden
interpretar- más que dos estados: pasa la corriente (“on”, “abierto”, ó “1”) o no
pasa la corriente (“off”, “cerrado” ó, “0”). De esta forma un ordenador sí que
pueden manejar y almacenar la información.
El BIT y el BYTE
La unidad más pequeña de información representable en el ordenador se
llama bit.
Bit significa dígito binario (del ingles "binari digit") y sólo puede tomar dos
valores: el 0 y el 1.
El conjunto de cuatro bits se denomina cuarteto.
En los ordenadores, para transmitir la información se utilizan grupos de 8 bits
(octetos). A cada grupo de 8 bits se le llama byte. El byte es, por tanto la
agrupación más utilizada en informática (mínima unidad de almacenamiento de
información)
Cada vez que se pulsa una tecla llega la unidad central una serie de impulsos
eléctricos que equivale a una combinación de 8 bits, es decir 1 byte.
Así la letra "A" llega a la Unidad Central como la combinación de 8 bits:
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
127
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
01000001
Unidades de medida en informática
Unidad
1 bit
Abrev.
Se habla
Representa
de
bit
bits
unidad mínima
Byte
bytes
conjunto de 8 bits
1 kiloByte
KB
kas
1 MegaByte
MB
megas
1 Gigabyte
GB
gigas
1 Terabyte
TB
teras
1 Byte
SE /
1024 Bytes
SE *
1024 KB (1.048.576
bytes)
1024 MB (1.073.741.824
bytes)
1024 GB (un billón de
bytes)
1 Bit a Mb
1/8 = 0,125 bytes
0,125 / 1024 = 0,0001220 Kb
0,0001220 / 1024 = 0,0000001192 Mb
10 Kb a Bits
10 *1024 = 10240 bytes
10240 *8 = 81920 bit”s
Hardware:
Entrada
Procesamiento
Almacenamiento Secundario
Salida
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
128
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Definición de Hardware:
Hardware son todos aquellos componentes físicos de una computadora, todo lo
visible y tangible. El Hardware realiza las 4 actividades fundamentales: entrada,
procesamiento, salida y almacenamiento secundario.
4.2 ARQUITECTURA VON NEWMAN.
Centrándonos en los ordenadores sobre los que
vamos a trabajar desarrollaré a grandes rasgos la
arquitectura Von Newman que, si bien no es la
primera en aparecer, sí que lo hizo prácticamente
desde el comienzo de los ordenadores y se sigue
desarrollando actualmente. Claro es que está siendo
desplazada por otra que permiten una mayor
velocidad de proceso, la RISC.
En los primeros tiempos de los ordenadores, con sistemas de numeración
decimal, una electrónica sumamente complicada muy susceptible a fallos y un
sistema de programación cableado o mediante fichas, Von Newman propuso
dos conceptos básicos que revolucionarían la incipiente informática:
a) La utilización del sistema de numeración binario. Simplificaba
enormemente los problemas que la implementación electrónica de las
operaciones y funciones lógicas planteaban, a la vez proporcionaba una
mayor inmunidad a los fallos (electrónica digital).
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
129
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U.T.E.Q
b) Almacenamiento de la secuencia de instrucciones de que consta el
C.P.U
Información
UNIDAD DE
Datos
DISPOSITIVOS
UNIDAD DE
DISPOSITIVOS
DE ENTRADA
programa en una memoria interna, fácilmente accesible, junto DE
conSALIDA
los
datos que referencia. De este forma la velocidad de proceso experimenta
un
que
considerable
anteriormente
A.L.U
una
incremento;
instrucción
recordemos
o
un
dato
estaban codificados en una ficha en el mejor de los casos.
Tomando como modelo las máquinas que aparecieron incorporando las
anteriores características, el ordenador se puede considerar compuesto por las
siguientes partes:
Dispositivos de Entrada Permiten ingresar los datos a la computadora,
esto quiere decir que hay una comunicación hombre – máquina, se
utilizan diferentes dispositivos, por ejemplo: Teclado, Mouse, Lápiz
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
130
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U.T.E.Q
óptico, Tableta digitalizadota, Entrada de voz (reconocimiento de voz),
Pantallas sensibles al tacto (Screen Touch), Scanners,
Procesamiento El CPU (Central Proccesor Unit) es el responsable de
controlar el flujo de datos (Actividades de Entrada y Salida E/S) y de la
ejecución de las instrucciones de los programas sobre los datos. Realiza
todos los cálculos (suma, resta, multiplicación, división y compara
números y caracteres). Es el "cerebro” de la computadora.
Se divide en 3 Componentes
1. Unidad de Control (UC)
2. Unidad Aritmético/Lógica (UAL)
3. Área de almacenamiento primario (memoria)
Unidad de control:
Es en esencia la que gobierna todas las actividades de la
computadora, así como el CPU es el cerebro de la computadora, se
puede decir que la UC es el núcleo del CPU. Supervisa la ejecución
de los programas Coordina y controla al sistema de cómputo, es
decir, coordina actividades de E/S Determina que instrucción se debe
ejecutar y pone a disposición los datos pedidos por la instrucción.
Determina donde se almacenan los datos y los transfiere desde las
posiciones donde están almacenado. Una vez ejecutada la
instrucción la Unidad de Control debe determinar donde pondrá el
resultado para salida ó para su uso posterior.
Unidad Aritmético/Lógica:
Esta unidad realiza cálculos (suma, resta, multiplicación y división) y
operaciones lógicas (comparaciones). Transfiere los datos entre las
posiciones de almacenamiento. Tiene un registro muy importante
conocido co mo: Acumulador ACC
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
Al realizar operaciones
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U.T.E.Q
aritméticas y lógicas, la UAL mueve datos entre ella y el
almacenamiento. Los datos usados en el procesamiento se
transfieren de su posición en el almacenamiento a la UAL. Los datos
se manipulan de acuerdo con las instrucciones del programa y
regresan al almacenamiento. Debido a que el procesamiento no
puede efectuarse en el área de almacenamiento, los datos deben
transferirse a la UAL. Para terminar una operación puede suceder
que los datos pasen de la UAL al área de almacenamiento varias
veces.
Área de almacenamiento Primario:
La memoria da al procesador almacenamiento temporal para
programas y datos. Todos los programas y datos deben transferirse a
la
memoria
desde
un
dispositivo
de
entrada
o
desde
el
almacenamiento secundario ( disquete), antes de que los programas
puedan ejecutarse o procesarse los datos. Las computadoras usan 2
tipos de memoria primaria: ROM (read only memory), memoria de
sólo lectura, en la cual se almacena ciertos programas e
información que necesita la computadora las cuales están grabadas
permanentemente y no pueden ser modificadas por el programador.
Las instrucciones básicas para arrancar una
computadora están
grabadas aquí y en algunas notebooks han grabado hojas de calculo,
basic, etc.
RAM (Random access memory), memoria de acceso
aleatorio, la utiliza el usuario mediante sus programas, y es volátil.
La memoria del equipo permite almacenar datos de entrada,
instrucciones de los programas que se están ejecutando en ese
momento, los dato s resultados del procesamiento y los datos que se
preparan para la salida. Los datos proporcionados a la computadora
permanecen en el almacenamiento primario hasta que se utilizan en
el procesamiento. Durante el procesamiento, el almacenamiento
primario almacena los datos intermedios y finales de todas las
operaciones aritméticas y lógicas. El almacenamiento primario debe
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
guardar también las instrucciones de los programas usados en el
procesamiento. La memoria está subdividida en celdas individuales
cada una de las cuales tiene una capacidad similar para almacenar
datos.
Almacenamiento Secundario :
El almacenamiento secundario es un medio de almacenamiento
definitivo (no volátil como el de la memoria RAM). El proceso de
transferencia de datos a un equipo de cómputo se le llama
procedimiento de lectura. El proceso de transferencia de datos desde
la computadora hacia el almacenamiento se denomina procedimiento
de escritura. En la actualidad se pueden usar principalmente dos
tecnologías para almacenar información:
1. El almacenamiento Magnético.
2. El almacenamiento Óptico. Algunos dispositivos combinan
ambas tecnologías.
Los dispositivos de salida de una computadora es el hardware que se
encarga de mandar una respuesta hacia el exterior de la computadora,
quiere decir que permite la comunicación máquina – hombre, algunos
dispositivos de salida pueden ser: los monitores, impresoras, sistemas
de sonido, módem. Etc
Como es de suponer, estas tres partes principales de que consta el
ordenador deben estar íntimamente conectadas; aparece en este
momento el concepto de bus: el bus es un conjunto de líneas que
enlazan los distintos componentes del ordenador, por ellas se realiza la
transferencia de datos entre todos sus elementos.
Se distinguen tres tipos de bus:
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
133
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U.T.E.Q
De control: forman parte de él las líneas que seleccionan desde
dónde y hacia dónde va dirigida la información, también las que
marcan la secuencia de los pasos a seguir para dicha
t
r
a
n
s
f
e
r
e
n
c
i
a
.
De datos: por él, de forma bidireccional, fluyen los datos entre las
distintas partes del ordenador.
De direcciones: como vimos, la memoria está dividida en
pequeñas unidades de almacenamiento que contienen las
instrucciones del programa y los datos. El bus de direcciones
consta de un conjunto de líneas que permite seleccionar de qué
posición de la memoria se quiere leer su contenido. También
direcciona los puertos de E/S.
La forma de operar del ordenador en su conjunto es direccionar una
posición de la memoria en busca de una instrucción mediante el bus de
direcciones, llevar la instrucción a la unidad central de proceso -CPU- por
medio del bus de datos, marcando la secuencia de la transferencia el
bus de control. En la CPU la instrucción se decodifica, interpretando qué
operandos necesita: si son de memoria, es necesario llevarles a la CPU;
una vez que la operación es realizada, si es preciso se devuelve el
resultado a la memoria
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
134
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U.T.E.Q
4.3 DISPOSITIVOS
Los
dispositivos
permiten
por
ingresar
nos
un
lado
datos
al
computador para que esta
los procese y nos entregue
como
resultados
información que sea útil
para la resolución de algún
problema
consiguiente
resultado
y
por
obtener
de
operaciones,
es
podernos
con
el
dichas
decir;
la
computadora.
La computadora necesita de dos tipos de dispositivos periféricos existentes:
Dispositivos periféricos de entrada.
Dispositivos periféricos de salida.
4.3.1 DISPOSITIVOS DE ENTRADA
4.3.1.1 El teclado:
Hoy por hoy, el dispositivo principal de introducción que le sirve al usuario como
medio de comunicación con la computadora sigue siendo el teclado, si bien en
entornos gráficos es casi imprescindible además el uso de un ratón. Desde
siempre ha sido considerado como parte fija de la computadora, por ejemplo
las antiguas consolas y terminales, pero para aumentar la comodidad y eficacia
se separó del mismo, aunque manteniéndose unido a través de un cable
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
135
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U.T.E.Q
El teclado nos
permite comunicarnos con la computadora e ingresar la información. Es
fundamental para utilizar cualquier aplicación. El teclado más común tiene 102
teclas, agrupadas en cuatro bloques: teclado alfanumérico, teclado numérico,
teclas de función y teclas de control.
El teclado se utiliza
como una máquina de
escribir,
sobre
presionando
la
queremos
tecla
que
ingresar.
Algunas teclas tienen
una
función
predeterminada que es siempre la misma, pero hay otras teclas cuya función
cambia según el programa que estemos usando.
Por ejemplo: Un teclado de ordenador de 101/102 teclas lanzado por IBM
mediada la vida del PC/AT de esta compañía. Este diseño se ha mantenido
como teclado estándar de la línea PS/2, y se ha convertido en la norma de
producción de la mayoría de los teclados de los equipos compatibles con IBM.
El teclado extendido difiere de sus predecesores por tener doce teclas de
función en la parte superior, en lugar de diez a la izquierda. Tiene además
teclas Control y Alt adicionales y un conjunto de teclas para el movimiento del
cursor y para edición entre la parte principal del teclado y el teclado numérico.
Otras diferencias incluyen cambios en la posición de determinadas teclas,
como Escape y Control, y modificaciones en las combinaciones de teclas, como
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
136
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U.T.E.Q
Pausa e Imprimir Pantalla. El teclado extendido y su homónimo de Apple son
similares en configuración y diseño
PARTES DEL TECLADO:
EL TECLADO ALFANUMÉRICO
Es similar al teclado de la máquina de escribir. Tiene todas las teclas del
alfabeto, los diez dígitos decimales y los signos de puntuación y de
acentuación.
EL TECLADO NUMÉRICO
Para que funciones el teclado numérico debe estar activada la función
"Bloquear teclado numérico". Caso contrario, se debe pulsar la tecla
[Bloq Lock] o [Num Lock] para activarlo. Al pulsarla podemos observar
que, en la esquina superior derecha del teclado, se encenderá la lucecita
con el indicador [Bloq Num] o [Num Lock].
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
Se parece al teclado de una calculadora y sirve para ingresar
rápidamente los datos numéricos y las operaciones matemáticas más
comunes: suma, resta, multiplicación y división.
LAS TECLAS DE FUNCIÓN
Estas teclas, de F1 a F12, sirven como "atajos" para acceder más
rápidamente a determinadas funciones que le asignan los distintos
programas. en general, la tecla F1 está asociada a la ayuda que ofrecen
los distintos programas, es decir que, pulsándola, se abre la pantalla de
ayuda del programa que se esté usando en este momento.
LAS TECLAS DE CONTROL
Si
estamos
utilizando
un
procesador de texto, sirve para
terminar un párrafo y pasar a un
nuevo renglón. Si estamos ingresando flecha.
datos, normalmente se usa para
confirmar el dato que acabamos de
ingresar y pasar al siguiente.
Estas teclas sirven para
mover el cursor según la
dirección que indica cada
Sirve para retroceder el
Si estamos escribiendo
cursor hacia la izquierda,
en
minúscula,
al
borrando
simultáneamente
los
presionar esta tecla
caracteres.
simultáneamente con una letra, esta
última quedará en mayúscula, y
viceversa, si estamos escribiendo en
mayúscula la letra quedará minúscula.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
138
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U.T.E.Q
Es la tecla de tabulación. En
Esta tecla te permite insertar
un procesador de texto sirve
un carácter de manera que
para alinear verticalmente tanto texto
todo lo que escribamos a
como números.
continuación se irá intercalando entre
lo que ya tenemos escrito.
Fija
el
teclado
La tecla alternar, al igual que
alfabético
en
la tecla control, se usa para
mayúscula.
al
hacer combinaciones y lograr
pulsarla
podemos así ejecutar distintas acciones según el
observar que, en la esquina superior programa que estemos usando.
del teclado, se encenderá la lucecita
con el indicador [Blog Mayús] o [Caps
Lock].
Mientras es teclado de
encuentra fijado en mayúscula, al
pulsar la tecla de una letra se pondrá
automáticamente en mayúscula. para
desactivarla basta con volverla a
pulsar.
En un procesador de texto},
sirve para borrar el carácter
ubicado a la derecha del
cursor.
La tecla de control se usa en
combinación con otras teclas
para activar distintas opciones según el
programa que se esté utilizando.
4.3.1.2 EL MOUSE
Este
es
puntero
un
que
dispositivo
se
usa
apuntar a las cosas
para
en la
pantalla de la computadora.
Un mouse tiene por lo menos
dos botones - izquierdo y derecho. Algunos tienen un
botón en el medio o una rueda para lograr desplazamientos entre los dos
botones. El que más se usa es el botón izquierdo pero, desde el Win95,
Windows también usa el botón derecho.
La forma normal del puntero del mouse es una flecha.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
139
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U.T.E.Q
Que es lo que se hace con un Mouse?
Mover el
puntero/cursor
Clic
Clic derecho
Doble-clic
Arrastrar
Desplazar
Al mover alrededor al mouse, también se mueve el
puntero en la pantalla.
Consiste en pulsar un botón y soltarlo. Usualmente el
botón izquierdo.
Consiste en pulsar un botón derecho del mouse y
soltarlo.
Pulsar rápidamente dos veces el botón del mouse
Mantener apretado un botón del mouse mientras se lo
mueve. Cuando hace esto, usualmente se moverá lo
que estuviese debajo del mouse en la pantalla.
Haciendo girar la rueda que tienen algunos ratones, se
hará desplazar al documento en la ventana actual.
Refresque su ventana para volver al diseño original. Tenga cuidado en como
hace el clic. Las cosas pueden moverse!
Su buscador no soporta los marcos o está actualmente configurado para
no mostrar los marcos. Mueva al puntero de su mouse sobre cada
imagen a la derecha. Después de una corta pausa, aparecerá un
consejo.
Clic en los vehículos. Algo cambia. Hacer un clic sobre otras imágenes.
¿Cuál unos cambian?
Doble-clic en el pez. Otro cambio. Doble-clic en otras imágenes. ¿Cuál
unos cambian?
Clic derecho en un dibujo. Clic derecho pero no sobre un dibujo. Se le
presentan dos distintas clases de menús de contexto.
Arrastrar la barra de desplazamiento a la derecha de las imágenes
hacia abajo. Se ve un nuevo conjunto de imágenes.
Clic y doble-clic estas imágenes también. ¿Cambian ellos?
Arrastrar la imagen por los alrededores. Puede ponerlas en unas sola
pila...con bordes parejos? Que otros arreglos puede crear?
Si su mouse tiene una ruedita de desplazar, ponga al mismo encima
del área del marco. Haga girar ahora la rueda de desplazar. Puede
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
140
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
mover las imágenes hacia arriba o abajo dentro del marco, igual que lo
hacía con la barra de desplazamiento. Cuando llega al tope o al fondo
del documento con marcos, si sigue haciendo girar la rueda se moverá
toda la página.
Formas del Puntero
La forma del puntero cambia, dependiendo de donde se encuentra y de lo que
esté pasando. El término cursor se usa cuando la forma muestra el lugar
donde va a aparecer lo que se escriba. De lo contrario, el término puntero es
una mejor definición.
La forma de una mano
usualmente significa que el
puntero está pasando por encima de un vínculo, como sucede en una página
web.
Para usar cómodamente el
mouse
debe
practicar,
practicar, practicar. Esta es
una
destreza
física
que
utiliza los músculos de su
mano, del antebrazo y hasta
del pecho y que puede ser
que de esa manera no haya
usado nunca bastante. Al
principio
quedar
también
podría
algo
esperar
dolorido
cuando
o
tenga
alguna sesión inusualmente larga o intensa con el mouse.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
141
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
4.3.1.3 LAPIZ OPTICO
Dispositivo de entrada
de datos y apuntador
que se compone de un
aparato similar a un
lápiz con una cabeza
lectora
con
la
puede
escribirse
que
o
dibujarse en la pantalla del ordenador (si ésta
es sensible a estos aparatos) o en una tableta digitalizadora. En algunos casos
puede funcionar sustituyendo al ratón, aunque su principal función está
asociada a programas de dibujo o ilustración
4.3.1.4
SCANNER
Es
Un periférico de digitalización de
documentos
(fotografías,
diapositivas,
dibujos, textos), aunque también puede
digitalizar objetos pequeños. Es una
herramienta fundamental para poner
imágenes en un sitio Web personal.
Desde el ordenador habrá la posibilidad
de imprimir estas imágenes, modificarlas, etc.
Los escáneres son periféricos diseñados para registrar caracteres escritos, o
gráficos en forma de fotografías o dibujos, impresos en una hoja de papel
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
142
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
facilitando su introducción la computadora convirtiéndolos en información
binaria comprensible para ésta.
El funcionamiento de un escáner es similar al de una fotocopiadora. Se coloca
una hoja de papel que contiene una imagen sobre una superficie de cristal
transparente, bajo el cristal existe una lente especial que realiza un barrido de
la imagen existente en el papel; al realizar el barrido, la información existente
en la hoja de papel es convertida en una sucesión de información en forma de
unos y ceros que se introducen en la computadora. Para mejorar el
funcionamiento del sistema informático cuando se están registrando textos, los
escáneres se asocian a un tipo de software especialmente diseñado para el
manejo de este tipo de información en código binario llamados OCR (Optical
Character Recognition o reconocimiento óptico de caracteres), que permiten
reconocer e interpretar los caracteres detectados por el escáner en forma de
una matriz de puntos e identificar y determinar qué caracteres son los que el
subsistema está leyendo.
4.3.1.5 LECTORA DE BARRAS
Dispositivo de entrada que permite
conocer el código impreso en la
etiqueta de un artículo
4.3.2 DISPOSITIVOS DE SALIDA
4.3.2.1 IMPRESORAS
Como indica su nombre, la impresora es el
periférico que la computadora utiliza para
presentar información impresa en papel u otro
medio. Las primeras impresoras nacieron
muchos años antes que la PC e incluso antes
que los monitores (el otro dispositivo de salida
por excelencia), siendo durante años el método más usual para presentar los
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
143
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
resultados de los cálculos en aquellas primitivas computadoras, que
previamente usaban tarjetas y cintas perforadas.
Conceptos básicos
Velocidad
La velocidad de una impresora suele medirse con el parámetro ppm (páginas
por minuto), aunque el cálculo es confuso porque no hay una norma oficial
que deba ser respetada, nunca se aclara el momento en que se oprime el
cronómetro (cuando la impresora toma la primera hoja o cuando se le ordena
imprimir), tampoco se especifica la fuente o la complejidad de los gráficos
impresos.
Como norma, debemos considerar que el número de páginas por minuto que el
fabricante dice que su impresora imprime, son páginas con el 5 % de superficie
impresa, en la calidad más baja, sin gráficos y descontando el tiempo de
cálculo de la computadora.
Otro parámetro que se utiliza es el de cps (caracteres por segundo) adecuado
para las impresoras matriciales que aún se fabrican.
Calidad de impresión
Uno
de los determinantes de la
calidad
de
la
impresión
realizada, es la resolución o cantidad de dpi (dots per inch) o en español, ppp
(puntos por pulgada). Utilizaremos aquí el primero por ser el de uso más
extendido. Una resolución de "300 dpi" se refiere a que en cada pulgada (2.54
cm) cuadrada, la impresora puede situar 300 puntos horizontales y 300
verticales. Si nos encontramos con una expresión del tipo "600 x 300 dpi" , el
primer valor se asume a la línea horizontal y el segundo a la vertical.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
144
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Otro determinante de la calidad de impresión es el del número de niveles o
graduaciones que pueden ser impresos por punto, una técnica de capas de
color que hace que la oscilación en los gráficos y fotografías sea más difícil de
ver, e incluso invisible a simple vista. Las impresoras sin niveles de impresión
por punto, imprimen cada punto de color en una de sólo dos intensidades
(encendido o apagado), con tinta cian, magenta, amarilla o negra. Pueden
combinarlas para crear tintas roja, verde y morada, y pueden crear la ilusión de
otros colores al distribuir puntos de distintos colores en el papel (cada color se
logra siguiendo un patrón determinado). La impresión de multinivel hace
posibles más intensidades para cada punto que se imprime, así permite que la
impresora utilice menos puntos para crear colores esfumados y hace que sea
más difícil ver los patrones.
En la práctica las impresoras eligen una de las dos. Algunas optan por
resolución más alta y otras por más niveles por punto, según el uso pensado
para la impresora. Profesionales de las artes gráficas, por ejemplo, que están
interesados en conseguir calidad fotográfica, deben priorizar el número de
niveles por punto, mientras que los usuarios de negocios generales
requerirán una razonablemente alta resolución para conseguir una buena
calidad de texto.
De cualquier modo, dos máquinas con la misma resolución pueden ofrecer
resultados dispares, porque hay que tener en cuenta el tamaño de las gotas
que generarán esos puntos por pulgada y ésta varía según la tecnología
empleada para llevar a cabo la impresión.
Las gotas de tinta tienen un tamaño diminuto y se miden en picolitros (1
picolitro es la billonésima parte de un litro)
Fuentes
El bitmap, es un registro de patrón de puntos necesarios para crear un carácter
específico en un cierto tamaño y atributo. Las impresoras traen consigo fuentes
bitmap, en las variedades normal y negrita, como parte de su memoria
permanente. Cuando se emite un comando de impresión, su PC dice primero a
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
145
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
la impresora cual de las de las definiciones bitmap puede utilizar, entonces, por
cada letra, signo de puntuación o movimiento del papel, envía un código ASCII.
Las fuentes Outline consisten en descripciones matemáticas de cada carácter
y signo de puntuación en un tipo. Algunas impresoras poseen un lenguaje de
descripción de página, normalmente PostScript (programa de computadora
contenido en un microchip).
El lenguaje puede traducir comandos de fuente outline para controlar la
colocación de los puntos en un papel.
Cuando se emite un comando de impresión desde el software de aplicación a
una impresora, envía una serie de comandos en lenguaje de descripción de
páginas que son interpretados a través de un conjunto de algoritmos. Los
algoritmos describen las líneas y arcos que forman los caracteres en un tipo de
letra. Los comandos insertan variables en las fórmulas para cambiar el tamaño
o atributos. Los resultados son enviados a la impresora, quien es la que los
interpreta. En lugar de enviar los comandos individuales para cada carácter en
un documento, el lenguaje de descripción de página envía instrucciones al
mecanismo de la impresora, que produce la página completa. (los lenguajes de
descripción de página están desarrollados en el capítulo de impresoras láser).
Memoria
Las impresoras modernas tienen una pequeña cantidad de memoria (no tan
pequeña en impresoras de redes, que pueden llegar a tener varios Mb) para
almacenar parte de la información que les va proporcionando la computadora.
De esta forma la computadora, sensiblemente más rápido que la impresora, no
tiene que estar esperándola continuamente y puede pasar antes a otras tareas
mientras termina la impresora su trabajo. Evidentemente, cuanto mayor sea el
buffer, más rápido y cómodo será el proceso de impresión, por lo que algunas
impresoras llegan a tener hasta 256 Kb de buffer.
La interfaz o conector
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
146
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Las computadoras antiguas tenían un puerto en circuito para conectar un
teletipo. Después los fabricantes empezaron a incluir puertos seriales, hoy el
puerto paralelo es la conexión más común para impresora (LPT1 usualmente).
A veces al puerto paralelo de una PC se le dice puerto Centronics, nombre de
la empresa que lo dio a conocer. La tecnología de este puerto casi no ha
cambiado, salvo que la interfaz original tenía un contacto de 36 patas y al actual
emplea un contacto de 25 patas con escudo D (DB25). Esto se debe a que el
nuevo contacto utiliza menos señales a tierra.
Contacto DB25.
Nombre de la señal
Pata
Nombre de la señal
Pata
-Strobe
1
-Auto FDXT
14
Información 0
2
-Error
15
Información 1
3
-Init
16
Información 2
4
-Slctin
17
Información 3
5
Ground (tierra)
18
Información 4
6
Ground (tierra)
19
Información 5
7
Ground (tierra)
20
Información 6
8
Ground (tierra)
21
Información 7
9
Ground (tierra)
22
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
147
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
-ACK (acknowledge)
10
Ground (tierra)
23
Busy (ocupada)
11
Ground (tierra)
24
Paper out (sin papel)
12
Ground (tierra)
25
+Select
13
Como puede verse en la tabla, se conservan exactamente ocho contactos a
tierra, correspondiendo uno para cada línea de información.
La línea STROBE de la pata 1 se emplea para indicarle a la impresora que el
flujo de información está completo y que puede imprimir un carácter. Obsérvese
que la línea del estrobo empieza con el signo menos. Esto quiere decir que el
pulso del estrobo es negativo, cuando la computadora termina de enviar un
byte de información para que se imprima, la línea del estrobo baja.
Las ocho líneas de información transportan los ocho bits de un byte de
información de manera digital. El voltaje alto en una línea significa un
conjunto de bit, y un voltaje bajo significa un bit limpio.
La línea Acknowledge ("enterada" o "admisión") de la pata 10 es una señal de
la impresora que le indica a la computadora "estoy lista para recibir más
información". Mientras esta línea está alta, la computadora no envía
información nueva.
La línea Busy (ocupada) le indica a la computadora que la impresora está
ocupada. La computadora espera a que el primer buffer se vacíe para enviar
más información.
Como la línea Busy, la línea Paper Out le indica a la computadora que deje de
enviar información. La impresora podría enviar simplemente una señal de
"ocupada" , pero la computadora no sabría por qué se detuvo la impresora.
Usualmente se emplea esta línea para avisarle al usuario que falta el papel.
La línea Select muestra que la impresora ha sido elegida, es decir, que está en
línea (on line). Probablemente en el frente de la impresora haya un contacto y
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
un foco que así lo indique. Cuando la impresora está fuera de línea, no puede
recibir caracteres de la computadora.
La línea -AUTOFDXT (Autoalimentación) controla la manera en que la
impresora maneja una nueva línea. La impresora puede adelantar la cabeza a
la siguiente línea cuando regresa el carro, que es lo normal, o sencillamente
puede interpretar literalmente el retorno del carro y regresar la cabeza al
principio de la línea. Cuando la computadora mantiene abajo esta línea, la
impresora agrega un alimentador de línea (Line Feed) al carácter para que
regrese el carro.
La línea de -Error es para propósitos generales, para indicar otros errores de la
impresora. Puede que la computadora no identifique exactamente qué sucede,
pero sabe que es probable que la impresora tenga papel y esté conectada,
entonces algún otro motivo impide que procese la información.
La línea -INIT sirve para que la computadora controle a la impresora. Al indicar
la impresora en esta línea, la computadora restablece los parámetros originales
de la impresora, a fin de que la configuración del último programa (que pudo
ser un modo gráfico, por ejemplo) no se aplique al siguiente trabajo de
impresión. Mediante la línea -INIT una aplicación puede dar a la impresora una
situación conocida antes de enviar alguna cosa por el cable.
La Línea -SLCTIN (Select input) es una manera de que la computadora
controle si la impresora está lista para aceptar información. Cuando esta señal
está baja, la impresora puede aceptar información.
Hay que hacer notar que durante el curso de 1999 empezaron a lanzarse al
mercado muchas impresoras con puerto USB (Universal Serial Bus), se espera
que se haga común ver impresoras con los dos tipos de interfaces.
Color
Percepción del color
La luz visible recae entre 380 nm (nanometros) (violeta) y 780 nm (rojo) en el
espectro electro magnético, cuyos extremos son ultravioleta e infrarrojo. La luz
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U.T.E.Q
blanca consta de aproximadamente proporciones iguales de todas las
longitudes de onda visibles, y cuando brilla en, o a través de un objeto, algunas
longitudes de onda son absorbidas y otras son reflejadas o transmitidas. Es
esta luz reflejada o transmitida la que da al objeto el color percibido. Las hojas
de las plantas, por ejemplo, tienen su color familiar porque la clorofila absorbe
la luz en los finales azul y rojo del espectro y refleja la parte verde en el medio.
La temperatura de la fuente de luz, medida en Kelvin (K), afecta el color
percibido del objeto. La luz blanca, como las emitidas por lámparas
fluorescentes o por un flash fotográfico, tiene una distribución pareja de
longitudes de onda, correspondiendo a una temperatura de alrededor de 6000
K, y no distorsiona los colores.
Los focos comunes emiten menos luz del final azul del espectro,
correspondiendo a una temperatura de 3000 K, y causa que los objetos
parezcan más amarillos.
Los seres humanos perciben el color a través de una capa de celdas sensitivas
a la luz en el fondo del ojo llamada retina. La clave de las celdas retinales son
los conos que contienen fotopigmentos que las hacen sensitivas a la luz roja,
azul o verde (las otras celdas fotosensibles, las varas, son sólo activadas en la
penumbra). La luz que pasa a través del ojo es regulada por el iris y enfocada
por las lentes de la retina, donde los conos son estimulados por las longitudes
de onda relevantes. Señales de millones de conos pasan desde el nervio óptico
al cerebro, quien las ensambla en una imagen a color.
Creación del color
La creación del color de forma precisa en el papel ha sido una de las mayores
áreas de investigación en la impresión a color. Como los monitores, las
impresoras ubican muy cerca diferentes cantidades de colores primarios, los
cuales a la distancia, se mezclan para formar un color. Este proceso es
conocido como dithering
Monitores e impresoras hacen esto de manera diferente porque mientras que
los monitores son fuentes de luz, la salida de las impresoras reflejan la luz. Así
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los monitores mezclan la luz de los fósforos hechos con los colores primarios
aditivos: rojo, verde y azul (RGB, por sus siglas en inglés), mientras que las
impresoras usan tintas hechas con los colores primarios sustractivos: cian,
magenta y amarillo (CMY), la luz blanca es absorbida por las tintas de color,
reflejando el color deseado. En cada caso los colores primarios son
combinados para formar el espectro entero. Esta combinación descompone un
pixel de color en una serie de puntos, de manera que cada punto está hecho de
uno de los colores básicos o dejado en blanco.
La reproducción del color desde el monitor hacia la impresora es también un
área mayor de investigación conocida como Combinación de color. Los
colores varían de monitor a monitor y los colores en la página impresa es
dependiente del sistema de color usado por el modelo de impresora en
particular, no por los colores mostrados por el monitor. Los fabricantes de
impresoras han invertido mucho en la investigación de la precisión en la
combinación de colores monitor/impresora.
Medio tono - tono continuo - contone
El tipo más simple de impresora a color es un dispositivo binario en el cual los
puntos cian, magenta, amarillos y negros están en "on" (impreso) o en "off" (no
impreso) sin niveles intermedios posibles. Si los puntos de tinta pueden ser
mezclados para hacer colores intermedios, entonces una impresora binaria
CMYK puede imprimir sólo ocho colores sólidos (cian, magenta, amarillo, rojo,
verde, azul, negro y blanco). Claramente esta no es una paleta lo
suficientemente grande como para conseguir una buena calidad de impresión,
aquí es donde llegan los medios tonos.
Los algoritmos de semitonalidad dividen una resolución nativa de puntos en un
enrejado de celdas que se van poniendo en "on" o en "off" repitiendo un patrón
regular que crea la ilusión de un tono continuo.
Combinando celdas que contengan diferentes proporciones de puntos CMYK,
una impresora de medios tonos puede engañar al ojo humano para que vea
una paleta de millones de colores en vez de unos pocos.
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En la impresión de tono continuo hay una ilimitada paleta de colores sólidos.
En la práctica, "ilimitado" significa unos 16.7 millones de colores. Lo cual es
más de lo que el ojo humano puede distinguir. Para conseguir esto, la
impresora debe ser capaz de crear y superponer 256 sombras por punto y por
color, lo cual obviamente requiere de un control preciso sobre la creación y la
ubicación de los puntos. La impresión de tono continuo es un área que compete
a las impresoras de sublimación de tinte, desarrolladas más adelante. De
todas maneras, todas las principales tecnologías de impresión pueden producir
múltiples sombras (usualmente entre 4 y 16) por punto, permitiéndoles entregar
una paleta más rica de colores sólidos y medios tonos suavizados. Estos
dispositivos son conocidos como impresoras contone.
Recientemente impresoras de inyección de tinta de "6 colores" han aparecido
en el mercado, específicamente con el objetivo de entregar calidad
fotográfica. Estos dispositivos agregan dos tintas adicionales - cian claro y
magenta claro - para solucionar la inhabilidad de la tecnología actual de crear
puntos más pequeños. Estas impresoras de 6 colores producen tonos más
delicados y graduaciones de color más finas que los dispositivos estándar
CMYK, pero como se volverán innecesarias en el futuro, cuando se espera que
los volúmenes de tinta por gota se reduzca de los 8 a 10 picolitros de hoy a
alrededor de 2 a 4 pl. Tamaños más pequeños de gotas reducen también la
cantidad de medios tonos requeridos, como el rango más amplio de pequeñas
gotas puede ser combinado para crear una paleta más grande de colores
sólidos.
Manejo del color (colour management)
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U.T.E.Q
El ojo humano puede distinguir alrededor de un millón de colores, el número
preciso depende del observador individual y las condiciones visuales. Los
dispositivos de color crean los colores en diferentes maneras, resultando
diferentes gamas de colores.
El color puede ser descripto conceptualmente por un modelo tridimensional
HSB.
Hue (H) (matiz) ser refiere al color básico en términos de uno o dos colores
primarios dominantes (rojo o azul-verde por ejemplo), es medido como una
posición en la rueda de colores estándar y es descrita como un ángulo en
grados, entre 0 y 360.
Saturation (S) (saturación) indica la intensidad de los colores dominantes, es
medido como un porcentaje de o a 100, en 0% el color sería gris, al 100% el
color está completamente saturado.
Brightness (B) (brillo) indica la proximidad del color al blanco o al negro, lo cual
es una función de la amplitud de la luz que estimula los ojos del receptor. Es
también medido como un porcentaje. Si algún matiz tiene un brillo del 0% se
vuelve negro, con el 100% completamente luminoso.
RGB y CMYK son otros modelos de colores comunes. Los monitores CRT
(tubo de rayos catódicos) crean color, como hemos hecho referencia
previamente, haciendo que los fósforos rojos, verdes y azules brillen. Este
sistema se llama colores aditivos. Mezclando diferentes cantidades de rojo,
azul o verde, crean diferentes colores, y pueden ser medidos de 0 a 255. Si el
rojo, el azul y el verde están puestos a 0, el color es negro, si todos están
puestos a 255, el color es blanco.
El material impreso es creado aplicando tintas o toner en un papel blanco. Los
pigmentos en la tinta absorben la luz selectivamente de manera que sólo partes
del espectro son reflejadas hacia el ojo del observador, de aquí el término de
colores sustractivos. Los colores básicos de impresión son el cian, el
magenta y el amarillo, y una cuarta tinta, la negra es usualmente agregada
para crear sombras más puras, profundas y con un rango más profundo.
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Usando cantidades variables de estos colores de proceso, un gran número de
colores diferentes pueden ser producidos. Aquí el nivel de tinta es medido del
0% al 100% con naranja, por ejemplo, siendo representado por 0% cian, 50%
magenta, 100% amarillo y 0% negro.
La CIE (Commission Internationale de l’Eclairage) fue formada en este siglo
para desarrollar estándares para la especificación de luz e iluminación y fue
responsable por el primer modelo espacial de color. Esto significa color
definido como una combinación de 3 ejes: x, y, z. En términos generales con x
representando la cantidad de coloración roja, y la cantidad de verde y
luminosidad, y z la cantidad de azul. En 1931 este sistema fue adoptado como
el modelo CIE x*y*z, y es la base para la mayoría de los otros modelos
espaciales de colores. El refinamiento más familiar es el modelo Yxy en el cual
los planos triangulares cercanos a xy representan colores con la misma
luminosidad, con la luminosidad variando a lo largo del eje Y.
Desarrollos posteriores, como los modelos L*a*b y el L*u*v lanzados en 1978,
ubican las distancias entre las coordinadas de los colores con más precisión
respecto del sistema humano de percepción del color.
Como el color es una herramienta efectiva, debe ser posible crear e imponer
colores consistentes y predecibles en una producción encadenada: scanners,
software, monitores, impresoras de escritorio, dispositivos externos PostScript,
y prensas impresoras. El dilema es que los diferentes dispositivos simplemente
no pueden crear el mismo rango de colores. Es en el campo del manejo del
color donde todos estos esfuerzos de modelación del color toman sentido.
Éste usa el dispositivo-independiente CIE color espacial para mediar entre las
gamas de color de los diferentes dispositivos. Los sistemas de manejo de
color (color management) son basados en los perfiles genéricos de los
diferentes dispositivos, los cuales describen sus tecnologías de imagen, gamas
y métodos operacionales. Estos perfiles son ajustados precisamente calibrando
los dispositivos actuales para medir y corregir cualquier desviación de la
performance ideal. Finalmente, los colores son traducidos de un dispositivo a
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U.T.E.Q
otro, con algoritmos de ubicación eligiendo los reemplazos óptimos para colores
fuera de gama que no pueden ser manejados.
Hasta que Apple introdujo ColorSync como una parte de su sistema operativo
System 7.x en 1992, el manejo del color fue dejado a las aplicaciones
específicas. Estos sistemas han producido buenos resultados, pero son
mutuamente incompatibles. Reconociendo los problemas del color a través de
las plataformas, se formó el ICC (International Color Consortium, que fue
llamada previamente ColorSync Profile Consortium) en marzo de 1994 para
establecer un formato del perfil del dispositivo en común. Las compañías
fundadoras incluían a Adobe, Agfa, Apple, Kodak, Microsoft, Silicon
Graphics, Sun Microsystems, y Taligent.
La meta del ICC es proveer un color verdadero apto de ser transportado, que
trabaje en cualquier ambiente de hardware y software. Publicó su primera
versión estándar del ICC Profile Format en junio de 1994. Hay dos partes del
perfil ICC, la que contiene información del perfil en si mismo, como el
dispositivo que creó el perfil y cuándo, y la segunda es la caracterización del
dispositivo, que explica como el dispositivo interpreta los colores. El año
siguiente Windows 95 se volvió el primer sistema operativo de Microsoft en
incluir color management y soporte para perfiles adaptables ICC, via sistema
ICM (Image Colour Management).
4.3.2.1.1 Clasificación general
Si queremos clasificar los diversos tipos de impresoras que existen, el
método más lógico es hacerlo atendiendo a su tecnología de impresión, es
decir, al método que emplean para imprimir en el papel, e incluir como casos
particulares otros parámetros como el uso del color, el tamaño de su salida
impresa, su velocidad, etc. Entonces la clasificación comenzaría con una
división entre las impresoras “de impacto” y de “no impacto”, como su
nombre lo indica las impresoras de impacto realizan la impresión golpeando
al papel con unas pequeñas piezas (matriz de impresión).
Entre las impresoras de no impacto la división más grande se produce entre
las impresoras de inyección de tinta y las láser, aunque existen otras
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U.T.E.Q
tecnologías de uso menos extendido que englobaremos como “otras
tecnologías”. Dentro de estas categorías encontraremos productos disímiles
pero que emplean la misma tecnología para generar la impresión. Como
caso especial, vamos a separar a las impresoras multifuncionales, que en
su mayoría utilizan el mecanismo de inyección de tinta. Estas impresoras
combinan capacidades de impresión, escaneo, copiado y a menudo fax en
una sola máquina.
De estos conceptos podemos graficar la clasificación de esta manera:
Impresoras
De Impacto
De Margarita
De no
De Agujas
Térmica
Chorro de tinta
Piezoeléctrica
Otras Tecnol.
Láser
Tinta Sólida
Autocromo
Sublimación
Cera Térmica
4.3.2.1.2 Impresoras matriciales
Las
fueron
impresoras
las
matriciales
primeras
que
surgieron en el mercado, y
aunque han perdido terreno
últimamente
frente
a
las
impresoras de inyección de
tinta, siguen siendo las únicas
que
pueden
imprimir
formularios continuos, lo que
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U.T.E.Q
las hace una opción válida para
locales comerciales que necesitan imprimir facturas.
Según como sea el cabezal de impresión, se dividen en dos grupos principales:
de margarita y de agujas. Las de margarita incorporan una bola metálica en
la que están en relieve las diversas letras y símbolos a imprimir, la bola pivotea
sobre un soporte móvil y golpea a la cinta de tinta, con lo que se imprime la
letra correspondiente. El método es absolutamente el mismo que se usa en
muchas máquinas de escribir eléctricas, lo único que las diferencia es la
carencia de teclado.
Las impresoras de margarita están en completo desuso debido a que sólo son
capaces de escribir texto; además, para cambiar de tipo o tamaño de letra
deberíamos cambiar la matriz de impresión (la bola) cada vez.
Las impresoras de agujas son las que imprimen caracteres compuestos por
puntos empleando un cabezal de impresión formado por agujas accionadas
electromagnéticamente, prácticamente igual a una máquina de escribir. Fueron
las primeras en salir al mercado.
Los parámetros principales de calidad de impresión de una impresora matricial
son el número de puntos de la matriz de agujas y su velocidad. Por lo general,
las impresoras matriciales se clasifican por el número de agujas del cabezal
de impresión dispuestas en forma de rectángulo. Normalmente son de 9
(usadas frecuentemente para imprimir reportes y materiales donde la calidad no
es muy importante) o 24 (que permiten mayor nitidez) Algunas agujas están
desaliñadas en los extremos, para marcar comas, etc
Epson FX-2180
Impresora matricial de
9 agujas.
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U.T.E.Q
Funcionamiento
Este tipo de impresora es de impresión bidireccional, ya que imprimen en el
desplazamiento hacia la derecha. La PC envía una serie de códigos ASCII.
Estos códigos son almacenados en un búffer, que es una memoria de acceso
aleatorio de la impresora (RAM). Entre esos códigos existen mandatos que
dicen a la impresora que utilice una tabla de fuentes bitmap, contenida en un
chip. Luego, esa tabla, envía a la impresora el patrón de puntos que debe
utilizar para crear los caracteres representados en código ASCII.
Para formar cada letra, número o símbolo, se activan ciertas agujas, que
golpean el papel. En medio hay una cinta entintada. El resultado no es de muy
alta calidad (24 agujas dan mejor calidad que 9), pero es de lo más persistente
que se puede conseguir y no necesita ningún papel especial. Sin embargo, la
capacidad de reproducir gráficos (fotos, ilustraciones complejas) es casi nula.
No obstante, las actuales traen varias tipografías incorporadas de buena
calidad y hasta son capaces de imprimir True Type.
Las principales ventajas de esta tecnología son: su capacidad de obtener
copias múltiples e imprimir formularios continuos. Su velocidad en texto es
de lo más elevadas y además su costo y mantenimiento es de lo más bajo
que hoy ofrece el mercado. Como contrapartida sus inconvenientes son: el
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U.T.E.Q
ruido ciertamente elevado, y la incapacidad de manejar color o varios
tipos de fuentes.
En general, las impresoras matriciales de agujas se posicionan como
impresoras de precio reducido, calidad media-baja, escaso mantenimiento y
alta capacidad de impresión. El fabricante más importante de este tipo de
impresoras es Epson, con diversos modelos y precios.
4.3..2.1.3 Impresoras de Inyección de tinta
Características Generales
Aunque las impresoras de inyección de tinta estaban disponibles en la
década del 80, fue sólo en la de los 90 cuando los precios cayeron, lo
suficiente, para llevar a estas impresoras a ocupar un lugar importante en el
mercado. Ya existen modelos a menos de U$S 100, y muchas ellas
compiten con las láser en calidad de texto y producen imágenes con calidad
fotográfica.
El concepto de las impresoras de inyección de tinta es sencillo (arrojar tinta
líquida sobre el papel) pero en realidad dependen de una tecnología muy
avanzada, a pesar de sus precios accesibles.
Operación
La impresión de inyección de tinta, como la impresión láser, es un método de
no-impacto. La tinta es emitida por boquillas que se encuentran en el
cabezal de impresión. El cabezal de impresión recorre la página en franjas
horizontales, usando un motor para moverse lateralmente, y otro para pasar
el papel en pasos verticales. Una franja de papel es impresa, entonces el
papel se mueve, listo para una nueva franja. Para acelerar las cosas, la
cabeza impresora no imprime sólo una simple línea de píxeles en cada
pasada, sino también una línea vertical de píxeles a la vez.
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Por lo general, las impresoras de inyección de tinta actuales tienen
resoluciones de 600 dpi o más altas, y la velocidad de impresión se aproxima
a la de los láseres al imprimir en blanco y negro.
Una impresora de
inyección de tinta rápida puede producir una imagen a todo color de 8 x 10
pulgadas y a 300 dpi en 2 a 4 minutos. Esto significa que produce 7.2
millones de puntos en un tiempo de 120 a 240 segundos, o de 30.000 a
60.000 puntos por segundo. El cabezal de impresión de una impresora
típica tiene 64 boquillas para cada color, cada una de las cuales debe ser
capaz de activarse y desactivarse a velocidades tan elevadas como 900
veces por segundo, lo cual es sorprendente por tratarse de un dispositivo
mecánico.
Cuando surgieron las impresoras de inyección de tinta, los cabezales de
impresión estaban diseñados para emitir una corriente continua de diminutas
gotas de tinta. Las gotas tenían carga eléctrica estática y se “mezclaban” en
el papel o en un depósito de reciclaje por medio de campos cargados. Este
procedimiento era deficiente y muy poco preciso.
En la actualidad, las
impresoras de inyección de tinta dependen de la tecnología de gotas según
la demanda. DOD (Drop on Demand) que producen pequeñas gotas cuando
se necesitan. Son dos los métodos que utilizan las impresoras de inyección
de tinta para lograr que las gotas se arrojen con rapidez: térmico y
piezoeléctrico.
4.3.2.1.4 Tecnología térmica
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
Una de las leyendas de la tecnología de las computadoras explica cómo se
inventó la impresora de inyección de tinta térmica. Un ingeniero
experimentaba con fórmulas de tinta y había cargado algunas en una jeringa.
Por accidente, la aguja tocó la punta caliente de un cautín, y salió una
diminuta gota de tinta. Canon reclama haber inventado esta tecnología, a la
que llamó Bubble Jet, en 1977. El chorro es iniciado calentando la tinta para
crear una burbuja que genera una presión que la fuerza a emerger y golpear
el papel. Luego la burbuja colapsa y el vacío resultante arrastra nueva tinta
hacia la recámara para reemplazar a la que fue expulsada.
método
favorito
de
Éste es el
Canon
y
Hewlett-Packard
Principio de la tecnología
de
inyección
térmica.
de
tinta
Diminutos elementos calentadores son usados
para expulsar gotitas de tinta desde las
boquillas del cabezal de impresión, estas boquillas tienen un tamaño
aproximado al de un cabello humano (aprox. 70 micras, siendo una micra la
millonésima parte de un metro) y expulsan gotas de aproximadamente 8/10
picolitros y puntos de aproximadamente 50 a 60 micras de diámetro. La gota
más pequeña que el hombre puede ver a simple vista es de aproximadamente
30 micras, de modo que estas gotas se acercan a los límites de nuestra
percepción.
El tamaño increíblemente pequeño de estas gotas posibilita incrementar la
resolución del trabajo de impresión. Se requiere de una gota de casi 35
micras para crear una impresión de 720 dpi, de modo que estas gotas se
superponen ligeramente en esa resolución.
Los tintes basados en tintas cian, magenta y amarillo son normalmente
presentadas vía un cabezal CMY. Algunas gotas pequeñas de tinta de diverso
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U.T.E.Q
color, usualmente entre 4 y 8, pueden ser combinadas para generar un punto
Funcionamiento
una boquilla de impresión
de una impresora de
inyección de tinta térmica.
de tamaño variable, una paleta de colores más grande y semitonos más
suaves.
La tinta negra que es generalmente basada en moléculas más
grandes de pigmento, es generada por una cabeza separada con volúmenes
de gota de alrededor de 35 picolitros. La velocidad de impresión es
fundamentalmente una función de la frecuencia con la que las boquillas pueden
disparar la tinta y el ancho de la franja impresa por el cabezal de impresión.
Usualmente es de alrededor de 12.5 MHZ por pulgada, dando velocidades de
impresión entre 4 y 8 ppm para texto blanco y negro y de 2 a 4 ppm para texto
color y gráficos.
4.3.2.1.5 Tecnología Piezoeléctrica
La tecnología piezoeléctrica es una estrategia alternativa, desarrollada por
Epson, a la tecnología bubble jet o térmica.
Los cristales piezoeléctricos tienen una propiedad única y singular. Si se
aplica una fuerza física en ellos, pueden generar una carga eléctrica.
El
proceso también funciona a la inversa: aplique una carga eléctrica al cristal y
podrá hacer que se mueva, creando una fuerza mecánica.
La cabeza de impresión de una impresora de inyección de tinta piezoeléctrica
utiliza un cristal en la parte posterior de un diminuto depósito de tinta. Una
corriente se aplica al cristal, lo que lo atrae hacia adentro. Cuando la corriente
se interrumpe, el cristal regresa a su posición original, y una pequeña cantidad
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
de tinta sale por la boquilla. Cuando la corriente se reanuda, atrae al cristal
hacia atrás y lanza la siguiente gota.
Esta estrategia tiene algunas ventajas.
Las cabezas de impresión
piezoeléctricas pueden utilizar tinta que se seca con mayor rapidez y pigmentos
Funcionamiento
de
tecnología piezoeléc
trica.
la
que podrían dañarse con las temperaturas en una cabeza térmica. Asimismo,
como un cabezal piezoeléctrico está integrado a la impresora, sólo se necesita
reemplazar el cartucho de tinta. (las impresoras térmicas incluyen las boquillas
en cada cartucho de tinta, lo que incrementa el costo del cartucho y, por lo
tanto, el costo por página.)
El inconveniente es que si una cabeza
piezoeléctrica se daña o atora, es necesario reparar la impresora.
Cabezal Piezoeléctrico
Las últimas impresoras más importantes de Epson tienen cabezales de tinta
negra con 128 boquillas y cabezales color (CMY) con 192 boquillas (64 para
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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cada color) logrando una resolución de 720 dpi.
U.T.E.Q
Como el proceso
piezoeléctrico puede producir puntos pequeños y perfectamente formados con
gran eficacia, Epson puede ofrecer una resolución aumentada de 1440 x 720
dpi.
Esto es logrado por el cabezal haciendo dos pasadas, con una
consecuente reducción en la velocidad de impresión. Las tintas que Epson ha
desarrollado para aprovechar esta tecnología son extremadamente rápidas
para secarse, penetran el papel y mantienen su forma haciendo que los puntos
interactúen unos con otros. El resultado es muy buena calidad fotográfica
especialmente con el papel adecuado.
El costo oculto
La tendencia más marcada de todas en el mercado de las impresoras de
inyección de tinta quizá no esté relacionada con las impresoras: la atención se
centra en el aspecto de los artículos de repuesto, ya que los usuarios caseros y
de negocios notan que todos esos magníficos colores tienen su precio.
En la actualidad, los fabricantes de impresoras siguen un modelo parecido al
que sigue el negocio de las máquinas de afeitar: márgenes angostos en el área
del hardware para lograr que los clientes regresen a comprar consumibles.
Por lo regular, los fabricantes tienen márgenes brutos mucho más altos sobre
los consumibles (tinta y papel) que sobre las impresoras.
Por ejemplo
Hewlett-Packard tiene un margen bruto de 67% sobre los artículos de
repuesto para impresoras de inyección de tinta; el doble del margen del 33%
para toda la compañía, según un artículo que publicó Business Week el año
pasado. Aunque los artículos de repuesto para impresoras de inyección de
tinta representan sólo el 5% de las ganancias de la compañía, las ventas de
estos consumibles producen un sorprendente 25% del total de las utilidades.
Así el costo de una página a colores típica se eleva aproximadamente a $
0.15 o $ 0.20. Y los $ 0.04 por página de los documentos de texto sencillo
hacen que cuesten más del doble que una impresión en láser.
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Existen alternativas para las tintas y el papel de marca, y otros proveedores
están ansiosos de compartir el mercado. Algunos ofrecen cartuchos que se
vuelven a llenar o a fabricar con ahorros considerables.
Los cartuchos del fabricante para una Epson Stylus Color se venden en
aproximadamente $ 30.00 los de tinta y los de color, pero los cartuchos de
otras compañías están disponibles por sólo $ 12.00 los de color y $ 8.00 los de
tinta negra. Si está dispuesto a correr el riesgo de teñirse los dedos, puede
comprar un estuche de $ 50.00 que rellena cartuchos para la HP DeskJet 600
(cinco veces los de tinta negra, y ocho veces cada uno de los cartuchos de
tinta de los tres colores que maneja).
Pero los fabricantes de impresoras se apresuran a señalar que no aceptan
esos sustitutos. Hacen notar que los cabezales de impresión, las fórmulas de
las tintas y el papel están diseñados para trabajar en conjunto, a fin de producir
la mejor impresión y obtener una vida lo más larga posible de la cabeza de
impresión. Los cartuchos de tinta que se vuelven a fabricar pueden romperse,
y la fórmula de tinta equivocada puede causar obstrucciones. Peor aún, si su
impresora tiene un problema debido a un cartucho de otra compañía, el
fabricante tiene la opción de invalidar la garantía.
Aún así, los otros fabricantes encuentran un mercado, y los fabricantes
originales ya sienten la presión de los costos más bajos.
Impresoras de un cartucho
Muchas de las impresoras más baratas tienen espacio para sólo un cartucho.
Se puede usar un cartucho de tinta negra para impresión monocromática, o un
cartucho de tinta CMY para impresión a color, pero no se puede usarlos a
ambos al mismo tiempo. Esto hace una gran diferencia en la operación de la
impresora.
Cada vez que se quiera cambiar de blanco y negro a color, se debe
físicamente cambiar los cartuchos. Cuando se usa negro en una página a
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U.T.E.Q
Cartuchos de impresión CMY
(cian, magenta, amarillo) y negro.
color, éste estará hecho con los tres colores lo que dará como resultado un
insatisfactorio verde oscuro o gris usualmente conocido como negro
compuesto.
De todas maneras, el negro compuesto producido por las
impresoras actuales es mucho mejor que lo que era hace unos pocos años, a
causa del continuo avance en la química de las tintas.
4.3.2.1.6 Impresoras láser
En
la
década
del
80
predominaron las impresoras
matriciales y las láser.
La
impresora láser fue introducida
por Hewlett-Packard en 1984,
basada
en
tecnología
desarrollada por Canon.
La
impresora
de
láser
trabaja
manera similar a una fotocopiadora, la diferencia es la fuente de luz. Con una
fotocopiadora una página es escaneada con una luz brillante, mientras que en
una impresora láser es escaneada, obviamente, por un láser. Después de eso
el proceso es prácticamente idéntico, con la luz creando una imagen
electroestática de la página en un fotorreceptor cargado, que atrae el tóner
en la forma de su carga electroestática.
Las impresoras láser rápidamente se volvieron populares tanto por la alta
calidad de su impresión, como por sus costos relativamente bajos. Como el
mercado de las impresoras láser se ha desarrollado, la competencia entre los
fabricantes se ha vuelto cada vez más feroz, con los precios cada vez más
bajos y llegando a una resolución de 600 dpi como estándar, además de
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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fabricar impresoras cada vez más pequeñas y con más prestaciones para el
usuario hogareño.
Las impresoras láser tienen unas cuantas ventajas sobre sus rivales de
inyección a tinta. Producen texto en blanco y negro de calidad superior, tienen
un ciclo de trabajo de más páginas por mes y un costo más bajo por página.
Así que si una oficina necesita una impresora para una carga de trabajo
importante, las impresoras láser son la mejor opción.
Considerando lo que sucede dentro de una impresora láser, es sorprendente lo
que puede ser producido con poco dinero.
De muchas formas, los
componentes que la forman son bastante más sofisticados que los que se
encuentran en una computadora. El RIP (Raster Image Processor) puede usar
un procesador avanzado RISC. La ingeniería de los soportes de los espejos es
muy avanzado, además realiza la impresión sin producir prácticamente ningún
sonido. El llevar la imagen desde la pantalla de la PC hasta el papel, requiere
una interesante mezcla de codificación, electrónica, óptica, mecánica y
química.
Comunicación
Una impresora láser necesita tener toda la información acerca de la página en
su memoria antes de que pueda empezar a imprimir. Como una imagen es
comunicada desde la memoria de la PC hasta una impresora láser depende
del tipo de impresora que esté siendo usada. La solución menos sofisticada es
la transferencia de una imagen bitmap. En este caso no hay mucho que la
computadora pueda hacer para mejorar la calidad, así que mandar punto por
punto es todo lo que puede hacer.
De todas maneras, si el sistema sabe más acerca de la imagen que puede
mostrar en la pantalla, hay mejores maneras de comunicar los datos. Una hoja
estándar A4 mide 8.5 pulgadas de ancho por 11 de alto. A 300 dpi, eso es
más de 8 millones de puntos comparados con los 800.000 pixeles en una
pantalla de 1024 x 768. Hay un obvio espacio para una imagen más exacta en
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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el papel, incluso más a 600 dpi, donde la página puede tener 33 millones de
puntos.
La mejor manera en que la calidad puede ser mejorada es enviando una
descripción de la página conteniendo información vectorial outline y
permitiendo a la impresora de hacer el mejor uso posible de ésta. Si a la
impresora se le dice que dibuje una línea de un punto a otro, puede usar el
principio de geometría básico que dice que una línea tiene longitud, pero no
ancho, y dibujar esa línea de un punto de ancho. Lo mismo sucede con las
curvas que pueden ser tan finas como la resolución de la impresora permita.
La idea es que una simple descripción de la página puede ser enviada hacia
cualquier dispositivo adecuado, la cual subsecuentemente la imprimirá según
su capacidad. De aquí el muy usado término de dispositivo independiente.
Los caracteres del texto están hechos de líneas y curvas, así que pueden ser
manejados de la misma manera, pero la mejor solución es usar una forma de
fuente predescrita, como True Type o Type 1.
Además de la ubicación
precisa, el lenguaje de descripción de página (PDL) puede tomar la forma de
una fuente y manipularla a escala, rotarla, etc. Hay una ventaja adicional de
sólo requerir un archivo por fuente en oposición a un archivo por cada tamaño
del punto. Teniendo outlines predefinidos para las fuentes, se permite a la
computadora enviar una cantidad pequeña de información - un byte por
carácter - y producir texto en cualquiera de los diferentes estilos y tamaños de
fuentes.
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Funcionamiento de
una impresora láser
Operación
Cuando la imagen a ser impresa es comunicada a través de un lenguaje de
descripción de página, el primer trabajo de la impresora es convertir las
instrucciones en un mapa de bits. Esto es hecho por el procesador interno de
la impresora, y el resultado es una imagen (en memoria) de cada punto que
será ubicado en el papel. Los modelos designados como Windows printers
no tienen sus propios procesadores, así que la PC anfitrión crea el mapa de
bits, grabándola directamente en la memoria de la impresora.
El corazón de una impresora láser es un pequeño tambor rodante - el cartucho
orgánico fotoconductor (OPC) - con un revestimiento que le permite mantener
una carga electrostática. Un láser recorre la superficie del tambor, colocando
selectivamente puntos de carga positiva, que representarán la imagen de
salida. El tamaño del tambor es el mismo que el del papel en el cual la imagen
aparecerá, cada punto en el tambor correspondiendo a un punto en la hoja de
papel. En el momento apropiado, el papel es pasado a través de un cable
cargado eléctricamente que deposita una carga negativa en él.
En las verdaderas impresoras láser, la carga selectiva es hecha por las
interrupciones on y off del láser durante el escaneo del tambor, utilizando un
complejo sistema de espejos y lentes giratorios.
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Estos espejos giran
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increíblemente rápido y en sincronización con las interrupciones del láser. Una
impresora
láser
típica,
puede
perfectamente
realizar
millones
de
interrupciones cada segundo.
Dentro de la impresora, el tambor rota para construir una línea horizontal por
vez. Claramente, esto tiene que ser hecho de una manera muy eficiente.
Cuanto más pequeña la rotación, más alta será la resolución de la página. La
rotación de una impresora láser moderna es típicamente 1/600 de pulgada,
dando 600 dpi de resolución vertical. De manera similar, cuanto más rápidas
sean las interrupciones on y off del láser, más alta será la resolución horizontal.
Mientras el tambor rota para presentar el área próxima para el tratamiento con
el láser, el área escrita se mueve hacia el tóner. El tóner es un polvo negro
muy fino negativamente cargado, lo que causa que sea atraído hacia los
puntos con cargas positivas en la superficie del tambor. Así, después de una
rotación completa, la superficie del tambor contiene toda la imagen a
imprimirse en la página.
Una hoja de papel (cargado positivamente) luego entra en contacto con el
tambor, alimentado por una serie de engranajes lisos. Mientras completa su
rotación va tomando el tóner del tambor a causa de su atracción magnética,
transfiriendo así la imagen al papel.
Las áreas del tambor cargadas
negativamente no atraen el tóner, lo que resulta en las áreas blancas de la
impresión.
El tóner está especialmente diseñado para derretirse muy rápidamente, y un
fuser (o fusionador) aplica calor y presión al papel para hacer que el tóner se
adhiera permanentemente. Por esto es que el papel sale de una impresora
láser caliente al tacto.
La etapa final es limpiar el tambor de algún remanente de tóner, para poder
comenzar el ciclo de nuevo.
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Hay dos formas de limpieza, físico y eléctrico. Con el primero el toner que no
ha sido transferido a la página es mecánicamente quitado de la página, y un
colector de tóner de desperdicio lo deposita en un compartimiento. La limpieza
eléctrica consiste en cubrir al tambor con una carga eléctrica uniforme,
permitiendo que el láser pueda escribir de nuevo. Esto es hecho por un
elemento eléctrico llamado cable corona. Ambos elementos, tanto el pad que
limpia el tambor como el cable corona, necesitan ser cambiados regularmente.
Muchas de las llamadas impresoras láser son actualmente del tipo LED. Estas
impresoras LED son una alternativa más barata que las láser convencionales.
El láser y los espejos son reemplazados por una línea fija de LEDs. A 300 dpi
una impresora de este tipo tiene 300 LEDs por pulgada, a lo ancho de la
página.
La ventaja de este tipo de impresoras es, obviamente, el precio,
porque la línea fija de LEDs la hacen más barata que una verdadera láser, que
tiene muchas partes móviles. La desventaja tiene que ver con la calidad de
impresión, porque la resolución horizontal es absolutamente fija, y no pueden
aplicarse actualizaciones como en las verdaderas láser. Las impresoras LCD
trabajan con un principio similar, usando un panel de cristal líquido como fuente
de luz.
Láser color
Las impresoras láser son usualmente dispositivos monocromáticos, pero como
la mayoría de las tecnologías monocromáticas, puede ser adaptada al color.
Cualquier color puede ser hecho por una combinación de cian, magenta, y
amarillo, realizando cuatro pasadas a través del proceso electro-fotográfico,
generalmente ubicando los tóners en la página uno a la vez, o construyendo la
imagen a cuatro colores en una superficie intermedia de transferencia.
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La mayoría de las impresoras láser tienen una resolución nativa de 600 o 1200
dpi. Un modo a más baja resolución puede obtenerse variando la intensidad de
sus spots láser o LED, pero logra puntos de tóner multinivel más rústicos,
resultando más una mezcla de impresión contone y medio tono que de tono
continuo. La velocidad promedio varía entre 3 y 5 ppm en color y 12 a 14 ppm
en monocromo. Un área clave del desarrollo, en la que la impresora LED de
Lexmark ha sido pionera, es la de incrementar la velocidad de impresión a
color hasta el nivel de las blanco y negro, mediante el procesamiento
simultáneo de los cuatro tóners y logrando así imprimir en una sola pasada.
La Optra Colour 1200N de Lexmark logra esto mediante un procesamiento
completamente separado de los colores. La compactación que surge del uso
de las series de LEDs, permite que la parafernalia asociada con una unidad de
imagen láser pueda ser construida con cuatro cabezales de impresión. Los
cartuchos de tóner CMY y K son colocados en el sendero de papel y cada
unidad tiene su propio tambor fotoconductivo. Por encima de cada unidad hay
cuatro series de LEDs - de nuevo, una por cada color -. Los datos pueden ser
enviados a las cuatro cabezas simultáneamente. El proceso comienza por el
magenta y pasa a través del cian y amarillo, con el negro siendo colocado
último. Aparte de su velocidad, una de las ventajas principales de las láser
color es la durabilidad de sus impresiones. Porque el tóner es fundido en el
papel, en vez de absorbido por éste, como en las impresoras de inyección de
tinta.
INYECCION DE TINTA
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Hoy son las reinas indiscutibles
en el terreno domestico, Su
funcionamiento se basa en la
expulsión de gotas de tinta
líquida
a
través
de
unos
inyectores que impactan en el
papel
formando
los
puntos
necesarios para la realización
de gráficos y textos.
4.3.2.1.7 IMPRESORAS PLOTTER
Se trata de unos aparatos destinados a la impresión de planos para
proyectos de arquitectura o ingeniería, por lo que trabajan con enormes
formatos.
4.3.2.1.8 IMPRESORAS PARA
FOTOS
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U.T.E.Q
La calidad de estas impresoras suele ser tal, que muchas veces el
resultado es indistinguible de una copia fotográfica tradicional.
4.3.2.2 MONITORES
El
monitor
es
uno
de
los
principales
dispositivos de salida de una computadora
(mini, micro, etc) por lo cual podemos decir que
nos permite visualizar tanto la información
introducida por el usuario como la devuelta por
un proceso computacional.
La tecnología de estos periféricos ha evolucionado mucho desde la aparición
de las PC, desde los “viejos computadora de fósforo verde” hasta los “nuevos
de plasma”. Pero de manera mucho más lenta que otros componentes, como
microprocesadores, motherboards, etc.
Sus configuraciones y prestaciones han ido evolucionando según las
necesidades de los usuarios a partir de la utilización de aplicaciones mas
sofisticadas como el diseño asistido por computadora (CAD/CAM) o el aumento
del tiempo de estancia delante de la pantalla que se ha solventado aumentando
el tamaño de la pantalla y la calidad de la visión.
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No nos tenemos de olvidar que parte fundamental de la gráfica integral de la
computadora está dada por la combinación del monitor más una placa gráfica
que se adapte a las características del monitor seleccionado.
El éxito de los notebooks ha hecho que las pantallas de LCD se hayan
convertido en opciones válidas. Pero todavía no son accesibles para el usuario
argentino debido a que los precios de las pantallas planas de buena calidad
son onerosas respecto a las de tubos convencionales de similares
prestaciones.
Las firmas que nos proveen de estos periféricos nos afirman que están en
constante investigación ensayando nuevas tecnologías integrando materiales
más nobles y de mayor versatilidad puesta a favor de la confortabilidad del
usuario.
Algunos ejemplos de estos nuevos desarrollos los nombraremos en el presente
trabajo.
La evolución creciente de los periféricos de salida apunta a que los
computadora de tecnología de tubos de rayos catódicos decaigan frente a las
tecnologías nuevas, en principio frente a las de LCD, y plasma.
Evidentemente esto último no solo por cuestión de tamaño, (un monitor de LCD
puede caber en un tercio del espacio del ocupado por uno de Tubo de rayos
catódicos, y pesa bastante menos, a esto le tenemos que sumar que estos
últimos consumen mucha más energía que los primeros y que estos carecen de
los problemas de convergencia, enfoque y geometría de los CRT.
Por lo expuesto está claro que el monitor es uno de los periféricos más
importante de la computadora, ya que nos proporciona los datos de salida.
Como nombramos anteriormente la velocidad de la evolución de estos no esta
tan rápido como la de otros componentes y su compatibilidad es muy alta entre
otros. Por tal motivo pensando en el uso que se le va a dar elegir un monitor de
acuerdo al uso es una elección a largo plazo.
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Para ello el presente trabajo presenta las distintas tecnologías que puede
encontrar el usuario en el mercado y tiene como objetivo servir y/o acompañar
una buena elección, describir de manera global los distintos tipos de
tecnologías y las presentaciones gráficas de los computadora actuales
haciendo hincapié en la funcionalidad, no abordando la complejidad electrónica
de los mismos. Adicionalmente se podrá observar evolución y distintas
prestaciones de las tecnologías LCD , CRT y Plasma, por mencionar algunos.
MONITORES TTL
Cuando IBM desarrollo la plataforma PC, le incluyó un monitor
independiente. Superando así a las microcomputadoras de la época que
utilizaban un televisor convencional para el despliegue de datos.
Estos monitores solo expiden puntos brillantes de una sola tonalidad que
pueden ser verde o azul dependiendo del color de los puntos de fósforos
de la pantalla.
MONITORES CGA
El desarrollo tecnológico del software obligo a superar las capacidades
graficas que proporcionaba una pantalla grafica en modo texto, por lo
cual IBM diseño el nuevo tipo de monitor al que llamo CGA (Adaptador
Grafico de Computadoras)
MONITORES EGA
A mediado de la década de los años 80’s la industria de programas
había crecido a niveles insospechables por lo que se requirieron
capacidades graficas superiores a las que suministraba el estándar CGA
A l diseñar una nueva interface de expedición de datos acorde a las
necesidades de los fabricantes de software surgio el monitor tipo EGA
(Adaptador Grafico Mejorado
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Resolución (resolution)
Mayor resolución
=
Mejor calidad de la imagen
CAD
Ta
14"
L a 15"
res 17"
19"
olu 21"
Resolució
1024x768
1024x768
1280x102
1600x120
1600x120
OFIMÁTICA
Resoluci
640x480
800x600
1024x768
1152x864
1280x102
ció
n
est
á
est
rec
hamente relacionada con el número de colores presentados, relacionado todo
ello con la cantidad de memoria de la tarjeta gráfica
CONTROLES
Controles digitales es más frecuente.
Nota: No debe ser determinante a la hora de elegir un monitor.
Característica común de los Controles digitales: Son los controles OSD
(On Screen Control, controles en pantalla).
Nota: Son útiles, pero en absoluto imprescindibles
Los controles imprescindibles son:
Tamaño de la imagen (vertical y horizontal),
Posición de la imagen, tono y brillo.
Efecto barril
(para mantener rectos los bordes de la imagen),
control trapezoidal (para mantenerla rectangular) y
degauss magnético o desmagnetización
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CONEXIONES
Típico conector mini D-sub de 15 pines
En monitores de 17" o más deben existir además conectores BNC,
(Ventaja de separar los tres colores básicos).
Hoy en día algunos monitores pueden incorporar una bahía USB, para la
conexión de este tipo de periféricos
PANTALLAS PORTÁTILES
Se basan en tecnologías de cristal líquido (LCD),
No emiten en absoluto radiaciones electromagnéticas dañinas, por lo
que la fatiga visual y los posibles problemas oculares se reducen. Por lo
demás, en todos los casos las imágenes se ven mejor de frente que de
lado
MONITORES CRT
El monitor esta basado en un elemento CRT (Catode Ray Tube, Tubo de
Rayos Catódicos), los actuales monitores, controlados por un microprocesador
para almacenar muy diferentes formatos, así como corregir las eventuales
distorsiones, y con capacidad de presentar 1280x1024 o hasta 1600x1200
puntos en pantalla, son elementos complejos.
Los monitores CRT emplean tubos cortos, pero con la particularidad de
disponer de una pantalla completamente plana.
Tarjeta gráfica ó tarjeta de video ó adaptador de video:
Es el elemento Hardware que se encarga de controlar la información que
aparece en la pantalla del monitor.
Genera la señal de sincronización horizontal y vertical y la señal que lleva el
contenido de la memoria RAM de video a la pantalla.
Todo monitor necesita ser controlado por una tarjeta gráfica.
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El encargado de colocar en la memoria de video los datos procedentes de la
aplicación que está ejecutándose es el microprocesador, este se encarga de
convertirlos en información y que sean representados a través del monitor,
gracias a la intervención de un programa residente llamado controlador o
DRIVER.
Las tarjetas gráficas se instalan sobre la placa base. Es conveniente saber que
el modificar las características de una tarjeta gráfica influye en el monitor y
viceversa ya que son considerados como un todo.
Las tarjetas gráficas también han ido evolucionando con el paso de los años,
primero fueron las EGA, VGA y ahora y ya desde algunos años las SuperVGA.
La tarjeta EGA
Enchanced Graphics Adapter (EGA). Se trata de una tarjeta gráfica superior a
la CGA. En el modo texto ofrece una resolución de 14x18 puntos y en el modo
gráfico dos resoluciones diferentes de 640x200 y 640x350 a 4 bits, lo que da
como resultado una paleta de 16 colores, siempre y cuando la tarjeta esté
equipada con 256KB de memoria de video RAM.
La tarjeta VGA
La video Graphics Adapter (VGA) significó la aparición de un nuevo estándar
del mercado. Esta tarjeta ofrece una paleta de 256 colores, dando como
resultado imágenes de colores mucho más vivos. Las primeras VGA contaban
con 256KB de memoria y solo podían alcanzar una resolución de 320x200
puntos con la cantidad de colores mencionados anteriormente. Primero la
cantidad de memoria video RAM se amplió a 512KB, y más tarde a 1024KB,
gracias a ésta ampliación es posible conseguir una resolución de, por ejemplo,
1024x768 píxeles con 8 bits de color. En el modo texto la VGA tiene una
resolución de 720x400 píxeles, además posee un refresco de pantalla de 60HZ,
y con 16 colores soporta hasta 640X480 puntos.
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La tarjeta SVGA
La tarjeta SVGA (Super Video Graphics Adapter) contiene conjuntos de chips
de uso especial, y más memoria, lo que aumenta la cantidad de colores y la
resolución.
El acelerador gráfico
La primera solución que se encontró para aumentar la velocidad de proceso de
los gráficos consistió en proveer a la tarjeta gráfica de un circuito especial
denominado acelerador gráfico. El acelerador gráfico se encarga de realizar
una serie de funciones relacionadas con la presentación de gráficos en la
pantalla, que de otro modo, tendría que realizar el procesador. De esta manera,
le quita tareas de encima a este último, y así se puede dedicar casi
exclusivamente al proceso de datos. La velocidad con que se ejecutan las
aplicaciones basadas en Windows para el manejo de gráficos se incrementa
muy notablemente, llegando al punto (con algunas placas) de no necesitar
optimizar la CPU. El estándar hoy día está dado por los aceleradores gráficos
de 64 bits. También, aunque no tan comunes, hay aceleradores gráficos de 128
bits.
El coprocesador gráfico
Posteriormente, para lograr una mayor velocidad se comenzaron a instalar en
las tarjetas de video otros circuitos especializados en el proceso de comandos
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gráficos, llamados coprocesadores gráficos. Se encuentran especializados en
la ejecución de una serie de instrucciones específicas de generación de
gráficos. En muchas ocasiones el coprocesador se encarga de la gestión del
ratón (mouse) y de las operaciones tales como la realización de ampliaciones
de pantalla.
Aceleradores gráficos 3D
Los gráficos en tres dimensiones son una representación gráfica de una escena
o un objeto a lo largo de tres ejes de referencia, X, Y, Z, que marcan el ancho,
el alto y la profundidad de ese gráfico. Para manejar un gráfico tridimensional,
éste se divide en una serie de puntos o vértices, en forma de coordenadas, que
se almacenan en la memoria RAM. Para que ese objeto pueda ser dibujado en
un monitor de tan sólo dos dimensiones (ancho y alto), debe pasar por un
proceso que se llama renderización.
Renderización
La renderización se encarga de modelar los píxeles (puntos), dependiendo de
su posición en el espacio y su tamaño. También rellena el objeto, que
previamente ha sido almacenado como un conjunto de vértices. Para llevar a
cabo ésta tarea, se agrupan los vértices de tres en tres, hasta transformar el
objeto en un conjunto de triángulos. Estos procesos son llevados a cabo entre
el microprocesador y el acelerador gráfico.
Normalmente, el microprocesador se encarga del procesamiento geométrico,
mientras que el acelerador gráfico del rendering.
En pocas palabras, el microprocesador genera el objeto, y el acelerador gráfico
lo "pinta". El gran problema que enfrenta el microprocesador es que al construir
los objetos 3D a base de polígonos, cuanto más curvados e irregulares se
tornan los bordes del objeto, mayor es la cantidad de polígonos que se
necesitan para aproximarse a su contextura. El problema es aún peor si
además dicho objeto debe moverse, con lo cuál hay que generarlo varias
decenas de veces en un lapso de pocos segundos.
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Tipos de memorias que se usan en las tarjetas de video:
La memoria usada en una tarjeta de video es un elemento extremadamente
importante, ya que afecta la performance del producto en cuanto a alta
resolución y cantidad de colores se refiere.
Tipos de monitores, caracterización por colores:
Monocromáticos: Sin color.
Cromáticos : Con color
Monitores color:
Las pantallas de estos monitores están formadas internamente por tres capas
de material de fósforo, una por cada color básico (rojo, verde y azul). También
consta de tres cañones de electrones, e, igual que las capas de fósforo, hay
uno por cada color.
Para formar un color en pantalla que no sea ninguno de los colores básicos, se
combinan las intensidades de los haces de electrones de los tres colores
básicos.
Monitores monocromáticos:
Muestra por pantalla un solo color: negro sobre blanco o ámbar, o verde sobre
negro. Uno de estos monitores con una res olución equivalente a la de un
monitor color, si es de buena calidad, generalmente es más nítido y más
legible.
Funcionamiento de un monitor CRT
En la parte trasera del tubo encontramos la rejilla catódica, que envía
electrones a la superficie interna del tubo. Estos electrones al estrellarse sobre
el fósforo hacen que éste se ilumine. Un CRT es básicamente un tubo de vacío
con un cátodo (el emisor del haz electrónico) y un ánodo (la pantalla recubierta
de fósforo) que permite a los electrones viajar desde el terminal negativo
(cátodo) al positivo(ánodo). El yugo del monitor, una bobina magnética, desvía
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la emisión de electrones repartiéndolo por la pantalla, para "pintar" las diversas
líneas que forman un cuadro o imagen completa. La electrónica interna debe
estar preparada para compensar las diferencias de "trazado" en los bordes
respecto al centro, producidas por la mayor desviación del haz.
Los monitores monocromos utilizan un solo haz electrónico y un único tipo de
fósforo, pero los monitores en de color emplean tres haces, y fósforo de tres
colores distribuido por tríadas. Cada haz controla uno de los colores básicos:
rojo, azul y verde sobre los puntos correspondientes de la pantalla. Los tres
haces son modulados, activados y desactivados, para producir los diferentes
colores. Los haces y los puntos de color están alineados axialmente sobre una
línea vertical, lo que produce un control más preciso.
A medida que mejora la tecnología de los monitores, la separación entre puntos
disminuye y aumenta la resolución en pantalla (la separación entre puntos
oscila entre 0,25mm y 0,31mm.). Los avances en los materiales de la máscara
y las mejoras en el diseño del haz de electrones, producirán monitores de
mayor nitidez y contraste, es decir, mejor y más detallada presentación.
El fósforo utilizado en un monitor se caracteriza por su persistencia, esto es, el
periodo que transcurre desde que es excitado(brillante) hasta que se vuelve
inactivo (oscuro.)
Categorías de persistencia del fósforo son:
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Corta
Media-corta
Media
Media-larga
Larga
Los antiguos monitores de tipo monocromo utilizaban fósforo de persistencia
media-alta, que mantenía el brillo de cada punto durante bastante tiempo tras
cesar de emitir el haz electrónico. El cambio en la imagen de pantalla, por
ejemplo un desplazamiento hacia arriba, dejaba una imagen de la sombra de la
imagen previa sobre el tubo. Era como una estela que dejaban los puntos al
moverse por la pantalla. Los monitores de color actuales utilizan fósforo con
persistencia media-baja, con lo que permiten que la imagen cambie
rápidamente si dejar sombras.
Caracteristicas importantes de monitores crt
El refresco de pantalla
El refresco es el número de veces que se dibuja la pantalla por segundo.
Evidentemente, cuanto mayor sea la cantidad de veces que se refresque,
menos se nos cansará la vista y trabajaremos más cómodos y con menos
problemas visuales.
La velocidad de refresco se mide en hertzios (Hz. 1/segundo), así que 70 Hz
significa que la pantalla se dibuja cada 1/70 de segundo, o 70 veces por
segundo. Para trabajar cómodamente necesitaremos esos 70 Hz. Para trabajar
ergonómicamente, o sea, con el mínimo de fatiga visual, 80 Hz o más. El
mínimo son 60 Hz; por debajo de esta cifra los ojos sufren demasiado, y unos
minutos bastan para empezar a sentir escozor o incluso un pequeño dolor de
cabeza. Antiguamente se usaba una técnica denominada entrelazado, que
consiste en que la pantalla se dibuja en dos pasadas, primero las líneas
impares y luego las pares, por lo que 70 Hz. entrelazados equivale a poco más
de 35 sin entrelazar, lo que cansa la vista increíblemente.
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La frecuencia máxima de refresco del monitor se ve limitada por la resolución
del monitor. Esta última decide el número de líneas o filas de la máscara de la
pantalla y el resultado que se obtiene del número de filas de un monitor y de su
frecuencia de exploración vertical (o barrido, o refresco) es la frecuencia de
exploración horizontal; esto es el número de veces por segundo que el haz de
electrones debe desplazarse de izquierda a derecha de la pantalla. Por
consiguiente, un monitor con una resolución de 480 líneas y una frecuencia de
exploración vertical de 70Hz presenta una frecuencia de exploración horizontal
de 480 x 70, o 33,6 kHz. En este caso, el haz de electrones debe explorar
33600 líneas por segundo.
Quien proporciona estos refrescos es la tarjeta gráfica, pero quien debe
presentarlos es el monitor. Si ponemos un refresco de pantalla que el monitor
no soporta podríamos dañarlo, por lo que debemos conocer sus capacidades a
fondo. También hay que tener claro que la tarjeta de video debe ser capaz de
proporcionar una cierta cantidad de refrescos por segundo, ya que de no ser
así, de nada nos servirá que el monitor los soporte.
Resolución
Se denomina resolución de pantalla a la cantidad de píxeles que se pueden
ubicar en un determinado modo de pantalla. Estos píxeles están a su vez
distribuidos entre el total de horizontales y el de verticales. Todos los monitores
pueden trabajar con múltiples modos, pero dependiendo del tamaño del
monitor, unos nos serán más útiles que otros. Un monitor cuya resolución
máxima sea de 1024x768 píxeles puede representar hasta 768 líneas
horizontales de 1024 píxeles cada una, probablemente además de otras
resoluciones inferiores, como 640x480 u 800x600. Cuanto mayor sea la
resolución de un monitor, mejor será la calidad de la imagen en pantalla, y
mayor será la calidad (y por consiguiente el precio) del monitor. La resolución
debe ser apropiada además al tamaño del monitor; es normal que un monitor
de 14" ó 15" nos ofrezca 1280x1024 píxeles, mientras que es el mínimo exigible
a uno de 17" o superior. Hay que decir que aunque se disponga de un monitor
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que trabaje a una resolución de 1024x768 píxeles, si la tarjeta gráfica instalada
es VGA (640x480) la resolución de nuestro sistema será esta última.
Tipos de monitores por resoluciones:
TTL : Solo se ve texto, generalmente son verdes o ámbar.
CGA : Son de colores 4 máximo o ámbar o verde, son lo primeros monitores
gráficos con una resolución de 200 x 400 hasta 400 x 600.
EGA : Monitores a colores 16 máximo o tonos de gris, con resoluciones de 400
x 600, 600 x 800.
VGA : Monitores a colores 32 bits de color verdadero o en tonos de gris, pasten
de 600 x 800, 800 x 1200.
SVGA : Conocidos como super vga que incrementan la resolución y la cantidad
de colores de 32 a 64 bits de color verdadero, 600 x 400 a 1600 x 1800.
UVGA : No varia mucho del super vga, solo incrementa la resolución 1800 x
2000.
XGA : Son monitores de alta resolución, especiales para diseño, su capacidad
gráfica es muy buena, además la cantidad de colores es mayor.
Tamaño
El tamaño de los monitores CRT se mide en pulgadas, al igual que los
televisores. Hay que tener en cuenta que lo que se mide es la longitud de la
diagonal, y que además estamos hablando de tamaño de tubo, ya que el
tamaño aprovechable siempre es menor.
Radiación
El monitor es un dispositivo que pone en riesgo la visión del usuario. Los
monitores producen radiación electromagnética no ionizante (EMR). Hay un
ancho de banda de frecuencia que oscila entre la baja frecuencia extrema
(ELF) y la muy baja frecuencia, que ha producido un debate a escala mundial
de los altos tiempos de exposición a dichas emisiones por parte de los
usuarios. Los monitores que ostentan las siglas MPRII cumplen con las normas
de radiación toleradas fuera de los ámbitos de discusión.
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Foco y Convergencia
De ellos depende la fatiga visual y la calidad del texto y de las imágenes. El
foco se refiere especialmente a la definición que hay entre lo claro y lo oscuro.
La convergencia es lo mismo que el foco, pero se refiere a la definición de los
colores del tubo. La convergencia deberá ser ajustada cuando los haces de
electrones disparados por los cañones no estén alineados correctamente.
Importante
La ventaja clave en la tecnología CRT, es su bajo costo de compra. El CRT es
la opción adecuada en aplicaciones de ultra alta resolución, tales como
imágenes médicas. El ángulo de observación del CRT es mayor al de un
monitor plano, el CRT es preferible para aplicaciones donde múltiples usuarios
estarán observando el monitor desde distintos ángulos. Un CRT es además
ideal para mostrar video en movimiento completo (full-motion video). La pantalla
CRT soporta la tecnología accutouch, intellitouch e iTouch.
LCD - (Liquid Crystal Display)
La tecnología LCD es, hoy en día, una de las más pujantes y que más
rápidamente evoluciona mejorándose continuamente.
Un poco de historia, aunque la tecnología que los cristales líquidos es
relativamente reciente, parte de las curiosas propiedades de los cristales
líquidos ya fueron observadas en 1888 por el botánico austriaco Friedrich
Reinitzer mientras experimentaba con una sustancia similar al colesterol
(benzotato de colesterol).
Esta sustancia permanecía turbia a temperatura ambiente y se aclaraba según
se calentaba; al enfriarse más y más azulado se tornaba de color hasta
solidificarse y volverse opaca.
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Este efecto pasó desapercibido hasta que la compañía RCA aprovechó sus
propiedades para crear el primer prototipo de visualizador LCD. A partir de ese
momento el desarrollo y aplicación de estos dispositivos ha sido y es
espectacular.
Funcionamiento
El fenómeno de LCD esta basado en la existencia de algunas sustancias que
se encuentran en estado sólido y liquido simultáneamente, con lo que las
moléculas que las forman tienen una capacidad de movimiento elevado, como
en los líquidos, presentando además una tendencia a ordenarse en el espacio
de una forma similar a los cuerpos sólidos cristalinos.
El Display o visualizador LCD esta formado por una capa muy delgada de
cristal liquido, del orden de 20 micras (1 micra = 0.001 milímetros) encerrada
entre dos superficies planas de vidrio sobre las que están aplicados una vidrios
polarizados ópticos que solo permiten la transmisión de la luz según el plano
horizontal y vertical.
El nombre cristal líquido es en sí mismo extraño y contradictorio. Normalmente
entendemos a los cristales como algo sólido, y todo lo contrario para un líquido,
aunque ambos puedan ser transparentes a la luz. Pues bien y por extraño que
parezca, existen sustancias que tienen ambas características.
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Cristal líquido, sustancia que se comporta al mismo tiempo como un líquido y
como un sólido. Las moléculas de un cristal líquido pueden desplazarse unas
respecto a otras con bastante facilidad, de forma semejante a las de un líquido.
Sin embargo, todas las moléculas de un cristal líquido tienden a estar
orientadas
del
mismo
modo, algo similar a la
estructura molecular de
un cristal sólido. Los
cristales
líquidos
sólo
mantienen
su
doble
naturaleza
sólida
y
líquida en un determinado rango de temperaturas y presiones.
A temperaturas lo bastante altas o presiones lo bastante bajas, el orden de la
orientación da paso a las rotaciones moleculares aleatorias, con lo que el cristal
líquido se convierte en un líquido normal. Cuando la temperatura es lo bastante
baja o la presión es lo bastante alta, las moléculas de un cristal líquido ya no
pueden desplazarse entre sí con facilidad, y el cristal líquido pasa a ser un
sólido normal.
Entre las muchas clases de cristal líquido están las fases nemática y colestérica
y las distintas fases esmécticas, caracterizadas por una determinada colocación
de las moléculas. Muchas veces es posible manipular las propiedades ópticas
de un cristal líquido sometiéndolo a un campo magnético o eléctrico que cambia
la orientación de sus moléculas.
Por ejemplo, cuando se les aplica un campo eléctrico pequeño, algunos
cristales líquidos pasan de ser claros a ser opacos, o adquieren la capacidad de
girar la luz polarizada . Este tipo de cristales líquidos se emplean en las
pantallas de relojes digitales, calculadoras, televisiones en miniatura,
ordenadores o computadoras portátiles y otros dispositivos.
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Las pantallas de cristal líquido son más nítidas, y frecuentemente consumen
menos energía que otros sistemas como los diodos de emisión de luz. Otra
característica especial de los cristales líquidos es su interacción con la luz, la
electricidad y la temperatura. En un sólido las moléculas están colocadas en
una determinada posición y no se mueven respecto de las adyacentes; lo
contrario a lo anterior sucede con los líquidos. Las moléculas de un cristal
líquido tienen una forma alargada y cilíndrica y la posición entre ellas puede
depender de diferentes factores, tales como la temperatura o los campos
eléctricos a los que estén sometidos. La aplicación de un campo eléctrico a
estas sustancias provoca que la posición de sus moléculas cambien de una
posición indeterminada a otra perfectamente uniforme. Esta característica será
fundamental en su interacción con la luz.
Si intentásemos hacer pasar un haz de luz polarizada a través del cristal
líquido, éste será opaco o transparente en función de cómo estén organizadas
las moléculas del cristal, lo que a su vez dependerá de si está o no sometido a
un campo eléctrico. Algunos cristales líquidos reflejan las distintas longitudes de
onda de la luz según la orientación de sus moléculas. Ésta, a su vez, depende
de la temperatura. Estos cristales líquidos se emplean en algunos termómetros
que muestran diferentes colores según la temperatura de la sustancia que está
en contacto con el cristal líquido.
El
fenómeno
electro-óptico
del
cristal
líquido
es
un
descubrimiento muy reciente que se remonta al año 1970 en
el que Schat-Helfrich descubrió que algunos líquidos formaban
cristales polarizados de la luz cuando se les sometía a una diferencia de
potencial.
CAMBIO EN LA POLARIZACION
El cristal liquido ofrece una acción de cambio de polarización de luz incidente
en un ángulo de 90º, por lo tanto si la luz entra con polarización horizontal, es
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girada 90º por el cristal y si encuentra un polarizador vertical situado en el vidrio
posterior, podrá pasar a través del mismo. Si se aplica una determinada tensión
eléctrica entre las superficies que encierran al cristal, las moléculas del mismo
dejaran pasar la luz sin introducir ningún cambio sobre la misma, entonces al
llegar, al polarizado posterior será detenida, comportándose el conjunto como
un cuerpo opaco.
Los electrodos situados sobre las superficies planas del cristal se disponen en
forma de segmentos rectos para poder ser excitados por separado y permitir la
representación de los caracteres numéricos e incluso alfabéticos, pudiendo
realizarse cualquier según el diseño particular de cada cliente (custom design).
En realidad el material del cristal liquido está organizado en capas sucesivas; la
posición de las moléculas de cada capa está ligeramente desfasada unas de
otras, de tal manera que entre la primera y la última capa hay un desfase total
de 90º cuando no hay influencia de ningún campo eléctrico. La luz polarizada
se obtiene de hacer pasar la luz incidente en el display por unos filtros ópticos o
polarizadores situados en ambas caras del dispositivo: uno colocado
verticalmente y otro horizontal , esto es desfasados 90 º uno del otro.
El filtro polarizador hace que la fase de las ondas de luz tenga una posición
determinada (la del primer filtro) que prácticamente coincide con la fase de la
primera posición de las moléculas de la primera capa del cristal por lo que la luz
es conducida por ésta y entregada a la siguiente capa y así sucesivamente.
Cuando la luz pasa a través de la última capa su fase a cambiado 90º respecto
de la fase con la que incidió y está perfectamente en fase con el filtro posterior
que en estas circunstancias es transparente. La luz lo atraviesa y se refleja en
un espejo.
Aplicando un campo eléctrico por medio de un electrodo a una determinada
zona del cristal (la necesaria para crear un segmento de un número, por
ejemplo) las moléculas de cristal de esta zona (y en todas las capas) toman una
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posición igual y en fase con el primer filtro pero no con el segundo, no dejando
pasar éste la luz y por lo tanto nada que reflejar por el espejo, sin embargo las
zonas del cristal sin influencia del campo eléctrico siguen siendo transparentes,
el contraste se obtiene así de la relación luz/oscuridad entre zonas
transparentes y opacas.
La siguiente figura ilustra un ejemplo de la estructura de un display muy básico;
al activarse se visualizaría un rectángulo horizontal.
MONITORES DE PLASMA
Por más de 70 años, el cinescopio o CRT (tubo de rayos catódicos por sus
siglas en inglés) ha sido el componente central de los televisores, monitores de
cómputo y monitores profesionales en todo el mundo. Estas pesadas burbujas
de vidrio al vacío, han evolucionado mucho desde sus inicios en los televisores
blanco y negro con pantallas esféricas, pasando por los televisores a color, con
millones y millones de CRT´s de las TV´s Trinitron que hay en todo el mundo, y
llegando a la total madurez de esta tecnología con los actuales televisores
Wega, cinescopios totalmente planos con excelente resolución.
Ahora nos encontramos con el surgimiento de una tecnología que promete
evolucionar a nuevos horizontes. Esta es la tecnología de las pantallas de
plasma.
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Se basan en el principio de que haciendo pasar un alto voltaje por un gas a
baja presión se genera luz. Esta pantallas usan fósforo como los monitores
CRT pero son emisivas como las LCD, y, frente a las pantallas LCD, consiguen
una gran mejora del color y un estupendo ángulo de visión. Estas pantallas son
como fluorescentes, y cada píxel es como una pequeña bombilla de color. El
problema de esta tecnología son la duración y el tamaño de los píxeles, por lo
que su implantación más común es en grandes pantallas de TV de hasta 70''.
Su ventaja está en su bajo costo de fabricación, similar al de los monitores
CRT. A diferencia de los cinescopios, en los que un electrón viaja por su interior
a una altísima velocidad y genera luz visible al impactarse con el fósforo de la
pantalla en un monitor de plasma, la luz visible se genera a partir de la emisión
de luz ultravioleta (invisible para el ojo humano) por un gas ionizado (gas en
estado de Plasma), que excita al fósforo de la pantalla.
La pantalla de un monitor de plasma, está conformada por miles y miles de
píxeles (pequeñísimas celdas) que conforman la imagen, y cada píxel está
constituido por 3 subpixeles uno con fósforo rojo, otro con fósforo verde y el
último con fósforo azul. Cada uno de éstos subpixeles tienen un receptáculo
lleno de gas (una combinación de Xenón, Neón y otros gases).
Un par de electrodos en cada subpixel ionizan al gas, volviéndolo Plasma,
generando luz ultravioleta que excita al fósforo que a su vez emite luz que en
su conjunto forma una imagen. Es por ésta razón que se necesitaron 70 años
para conseguir una nueva tecnología que pudiese conseguir mejores resultados
que los de los CRT's o cinescopios
VENTAJAS DE LOS MONITORES DE PLASMA
Se pueden producir pantallas más grandes. Los cinescopios de mayor tamaño
que se han producido para televisores comerciales, llegaron a estar entre 45" y
50". Las dimensiones de las pantallas se expresan en pulgadas, y son el
resultado de la medida en diagonal de la pantalla.
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Los televisores son susceptibles a los campos magnéticos y los monitores de
Plasma no lo son. Si acercamos un imán a un cinescopio (por ejemplo el de
una bocina), el campo magnético afectará la imagen del cinescopio. En el caso
de los monitores de Plasma, esto no ocurre, ya se comercializan con medidas
de 42", 50", y en el futuro las veremos de 60", 70" y aún mayores. Son muy
delgados y ligeros, un televisor de 40" pesa mas de 100 kilos y es muy
profundo (de 80 -100cm) mientras que uno de Plasma pesa menos de la mitad
y es sumamente delgado (de 10 a 16 cm).
En un televisor de cinescopio, solamente se pueden tener imágenes de video,
en un monitor de Plasma, se pueden ver video e imágenes de cómputo. La
mayoría de los monitores de Plasma están construidos con pantallas de forma
rectangular. Los cinescopios tradicionales son relativamente "cuadrados" con
una relación de pantalla de 4:3 (4 unidades de ancho por 3 de alto) en tanto
que los de Plasma tienen una relación de 16:9 (16 unidades de ancho por 9 de
alto).
En ambos casos, no importa el tamaño de la pant alla, la relación ancho:alto
siempre se conserva. Tanto la televisión de Alta Definición (HDTV por sus
siglas en inglés) como muchas de las películas en video, tienen este formato
rectangular, por lo que los monitores de Plasma están preparados para el
futuro.
Adicionalmente
pueden
presentar
sin
ningún
problema
las
imágenes
"cuadradas" de la televisión tradicional.
CARACTERI
STICAS
Recepción
multinorma,
Teletexto
de
500 páginas, Cuatro entradas de AV y sonido estéreo/dual (Nicam y A2),
aunque la cantidad de entradas puede variar en función del fabricante.
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El diseño de este tipo de productos permite que podamos colgarlos de la pared
como si de un cuadro se tratase. Las pantallas de plasma cuentan con un panel
de celdas con las que consigue mayores niveles de brillo y blancos más puros,
una combinación que mejora los sistemas anteriores. Además, las imágenes
son aún más nítidas, naturales y brillantes.
Los niveles de contraste que alcanzan estos productos son del orden de 3000:1
Cd/m2. La mayoría de pantallas de plasma tienden a iluminar los niveles de
negro reduciendo el contraste de la imagen.
Algunos productos como el los de Panasonic, incorporan en sus pantallas el
sistema Real Black Drive que mejora significativamente este efecto, obteniendo
un alto contraste y una reproducción del nivel de negro mucho más rica y
profunda.
Adicionalmente, las pantallas de plasma utilizan un sistema que se encarga de
suavizar la transición entre un campo de la imagen y sus predecesores
reduciendo el efecto borroso, que suele aparecer en escenas con mucha
acción.
El gran inconveniente de estos productos es el precio, que puede llegar a los
15.000 euros, demasiado para la mayoría de nosotros.
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La
tercera
alternativa
son
los
proyectores LCD. Estos novedosos
productos cuentan con una resolución
nativa que oscila entre 800 x 600 ppp
y 1.024 x 768 ppp, aunque mediante
interpolación
se
pueden
alcanzar
cotas más altas con la consiguiente
pérdida de calidad. Una característica
que
desde
incorporan
hace
estos
unos
productos
meses
es
la
posibilidad de retroproyección. Esta
opción muestra la imagen en espejo,
lo que permite que coloquemos el proyector detrás de la pantalla, mientras los
espectadores se sitúan delante, ideal espacios reducidos.
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Aunque podemos visualizar las imágenes sobre cualquier superficie, resulta
conveniente que adquiramos una pantalla de protección para tal efecto. En el
mercado podemos encontrar tres alternativas, de trípode, de mural y eléctricas.
Las primeras son las clásicas que todos conocemos y que habremos utilizado
para ver diapositivas, las segundas tienen algo más de calidad y se encuentran
fijas en la pared. Las terceras son las utilizadas en las salas de proyecciones
profesionales.
Cuentan
con opciones para ajustar
la imagen a la pantalla y
sin duda son las que mejor
calidad
ofrecen.
Los
precios de estos productos
se sitúan en torno a los
100, 150 y 500 euros
respectivamente.
Para
cualquier
tipo
de
pantalla, de plasma o para
proyector LCD, el formato
estándar es el panorámico
16:9, similar al de una
pantalla de cine comercial, y su tamaño debe ser proporcional al de la sala
donde se instale para lograr una visión óptima de las imágenes en movimiento.
La principal ventaja de la pantalla de plasma es su reducido espesor y su
diseño extraplano.
La pantalla de plasma Wysius presenta su tercera generación. Cuenta con un
nuevo diseño plateado y traslúcido y las últimas innovaciones tecnológicas,
como un ventilador silencioso que evita los ruidos de fondo para poder disfrutar
mejor de las sensaciones del Home Cinema, además, consigue un 30% más de
claridad, lo que mejora la luminosidad de la imagen y el contraste, para una
mejor definición del color.
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Wysius ( 91-384 14 23 ) también está equipada con zoom digital, que permite al
usuario aumentar 16 veces la sección de imagen que desee.
La pantalla que tan sólo mide 8,9 cm de espesor y pesa 33 kilos permite ser
colgada en la pared. Está formada por dos placas de vidrio, con un espacio
entre ellas de diez micras, en el que se encuentra una capa de gas. Su espesor
total es de seis milímetros con pantalla extraplana.
Los fósforos se depositan en la cara interior de la pantalla, en unas pequeñas
células de 300 micras de grosor que se encuentran entre dos placas de vidrio.
Cada píxel permanece siempre en su lugar, por lo que la imagen es estable y
sin deformaciones. El plasma construye la imagen en un solo proceso sin
entrelazar dos imágenes. No existen el parpadeo ni las distorsiones, a
diferencia de las pantallas de rayos catódicos.
4.3.3 DISPOSITVOS DE ENTRADA Y SALIDA
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Todas las Computadoras Personales actuales disponen de una unidad de
disco duro, una unidad de disquetes y una unidad de CD/rw
o DVD ya
instaladas. Para usar estos dispositivos de almacenamiento de manera
adecuada, usted debe saber cómo encontrarlos en la computadora y cómo se
denominan al guardar y recuperar información
4.3.3.1 Diskettes
Diskette o Disco flexible, Es una pieza plástica flexible cubierta de un material
magnético
usado
para
almacenar
información,
en
ordenadores
o
computadoras, un elemento plano de mylar recubierto con óxido de hierro que
contiene partículas minúsculas capaces de mantener un campo magnético, y
encapsulado en una carcasa o funda protectora de plástico. La información se
almacena en el diskette mediante la cabeza de lectura y escritura de la unidad
de disco, que altera la orientación magnética de las partículas. La orientación
en una dirección representa el valor binario 1, y la orientación en otra el valor
binario 0. Dependiendo de su capacidad, un disco de este tipo puede contener
desde algunos cientos de miles de bytes de información hasta un millón. Un
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disco de 3½ pulgadas encerrado en plástico rígido se denomina normalmente
diskette pero puede llamarse también disco flexible.
¿Cuántos tipos de Diskettes existen, Cuales son sus capacidades?
Existen tres tipos de diskettes:
Floppy Disk 8”: cuya capacidad es de 1 MBytes
El Minifloppy 5¼ : Contiene una capacidad de 100K hasta 1,2 Mbytes
El Microfloppy de 3½ : El cual actualmente es él más popular debido a
su cubierta compact y rígida. Los Microfloppies contienen una capacidad
desde 400KB hasta 2MB y más.
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Discos Magnéticos-Ópticos de 5.25”
Años de almacenamiento reutilizable
Con una vida de archivo de 390 años, usted puede decir que los medios de
almacenamiento de datos magneto-ópticos, están construidos para muy largo
uso; especialmente considerando que estos discos reescribibles son buenos
hasta por 10,000,000 ciclos de lectura, escritura y borrado. Disponibles en
varias capacidades, hasta de 5.2GB; son magníficos para la edición de video y
sonido, aplicaciones CAD, tratamiento de imágenes a color y administración de
documentos.
Características:
Patentadas fundas de engranaje, que protegen los discos desocupados
y se deslizan juntas para un almacenamiento conveniente
Capa ultra duradera
Pestaña de protección de escritura, fácil de operar, que previene la falsa
activación
Fuerte recubrimiento protector en contra del polvo y los residuos
Eje de anillos resistentes al desgaste, para no dejar pasar los residuos
de polvo durante la carga y descarga del disco
Reescribibles, formateados para Mac, y versiones de una sola escritura
Diskettes 3.5"
Un clásico favorito
Usted probablemente creció junto a estos diskettes más
populares. Estos discos flexibles realizan el trabajo cada vez
que los necesite, dondequiera que sea. ¿Cómo le gustan,
formateados o no formateados? ¿Para Mac o PC? De dos
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lados,
alta
densidad,
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confiable,
duradero,
asequible,
podemos seguir y seguir con los beneficios.
Ilumine su entrega de datos
Con los diskettes de color neón de Imation, usted puede pasar un rato divertido
organizando sus datos. Pruebe el color Kiwi para su récord de impuestos, o el
color Frambuesa para respaldar sus archivos de Quicken. Escoja entre el color
Lima-Limón, Mora o Mandarina para propósitos de mercadeo o para uso en
seminarios. Alta calidad, fácil de utilizar, larga vida confiable, ¿qué más podría
querer de un medio tan asequible?
Elija entra:
Diskette 3.5" DSHD sin formato
Diskette 3.5" DSHD formato IBM
Diskette 3.5" DSHD formato MAC
Diskette 3.5" DSHD formato IBM. Surtido
Diskette 3.5" DSDD
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Cuidados de los Diskettes
Se debe tener cuidado con los diskettes porque los pequeños rasguños, polvo o
partículas pueden hacer inusuales la información.
No tocar la superficie gravable.
Mantener alejado el diskette de campos de fuentes magnéticas, como
por ejemplo calculadoras, teléfonos, etc.
Mantenerlos lejos de calor
Mantenerlos lejos del humo, polvo, suciedad, aire
salado
No doblarlos
No ponerlos bajo cosas pesadas
No mojarlos
¿Quién inventó los discos 8”, 5¼, 3½ y en que año?
Floppy Disk 8”: La IBM en 1956 ofreció el primer disco magnético 8”,
que permitió accesar datos directamente y fue el antecedente de los
actuales discos duros y flexibles (diskettes).
Minifloppy Disk: Un disco flexible de 5,25" (13,3 cm) presentado por
Shugart en 1978, que se usa extensamente en computadoras
personales. Reemplazó al disco flexible de 8" de IBM, y el también esta
siendo reemplazado por el microfloppy de 3,5" (8'9 cm) desarrollado por
Sony.
Microfloppy disk: microdisco flexible Disco flexible de 3,5" (8,9 cm)
encerrado en una cubierta plástica rígida. Desarrollado por Sony en
1985, estos discos rápidamente se han convertido en el medio selecto.
Contienen mas datos y son mucho más fáciles de almacenar, transportar
y manipular que sus correspondientes de 5,25" (13,3 cm).
¿Que es Formatear, conque comando? Cual es el procedimiento.
Formatear es preparar un disco o diskette para trabajar o almacenar datos.
Este tiene como objetivo dar formato al disco del driver. Este crea un nuevo
directorio raíz y tabla de asignación de archivos para el disco. También puede
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verificar si hay factores defectuosos en el disco y podrá borrar toda la
información que este contenga.
Format: es el comando del sistema operativo MS-DOS cuya misión es
formatear las unidades de almacenamiento (discos duros y diskettes).
Procedimiento para formatear un disco de 3½
1)
Abra Mi PC.
2) Coloque un diskette de 3½ en la disquetera (Unidad A:) y proceda a
Formatearlo.
El procedimiento es:
Hacer clic con el botón derecho del mouse sobre el icono de la Unidad A:
Esto abre el menú contextual de comandos relacionado a ese elemento.
(También se puede elegir formatear desde el menú Archivo).
El menú contextual es un menú que contiene órdenes directamente
relacionadas con la acción que se está realizando. Se accede a éste
haciendo clic con el botón derecho del mouse sobre el elemento
deseado.
Entre las opciones que tenemos para la unidad A: está Formatear…
Haciendo clic aquí se abrirá un cuadro de diálogo para pedir información
sobre cómo darle formato al diskette.
Elija Formatear…
En el cuadro de diálogo verifique que esté marcado Rápido. Luego haga clic en
Iniciar. (Si el diskette nunca tuvo formato la máquina le preguntará si quiere
darle formato completo. Elija Aceptar).
Cierre el cuadro de resumen que aparece y el de formatear. Su diskette
ya está listo para usar. Aquí guardará los ejercicios de práctica.
CUIDADO: El formateo destruye la información, si es que la hubiere. Abra la
ventana de su diskette (doble clic sobre el icono de la unidad A) Aparecerá
vacía.
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4.3.3.2 EL DISCO DURO
El disco duro es el sistema de almacenamiento más importante de su
computador y en el se guardan los archivos de los programas - como los
sistemas operativo D.O.S. o Windows 95, las hojas de cálculo (Excel, Qpro,
Lotus) los procesadores de texto (Word, WordPerefct, Word Star, Word Pro),
los juegos (Doom, Wolf, Mortal Kombat) - y los archivos de cartas y otros
documentos que usted produce.
La mayoría de los discos duros en los computadores personales son de
tecnología IDE (Integrated Drive Electronics), que viene en las tarjetas
controladoras y en todas las tarjetas madres (motherboard) de los equipos
nuevos. Estas últimas reconocen automáticamente (autodetect) los discos
duros que se le coloquen, hasta un tamaño de 2.1 gigabytes.
La tecnología IDE de los discos
duros actuales ha sido mejorada y
se le conoce como Enhaced IDE
(EIDE),
permitiendo
mayor
transferencia de datos en menor
tiempo.
Algunos
denominan
Fast
fabricantes
ATA-2.
la
Estos
discos duros son más rápidos y su
capacidad
de
almacenamiento
supera un gigabyte. Un megabyte (MB) corresponde aproximadamente a un
millón de caracteres y un gigabyte (GB) tiene alrededor de mil megabytes. Los
nuevos equipos traen como norma discos duros de 1.2 gigabytes.
Las motherboards anteriores con procesadores 386, y las primeras de los 486,
reconocen solo dos discos duros, con capacidad hasta de 528 megabytes
cada uno y no tienen detección automática de los discos. Para que estas
motherboards reconozcan discos duros de mayor capacidad, debe usarse un
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programa (disk manager) que las engaña, haciéndoles creer que son de 528
megabytes.
Si su computador es nuevo, la motherboard le permite colocar hasta cuatro
unidades de disco duro. El primer disco duro se conoce como primario master,
el segundo como primario esclavo, el tercero como secundario master y el
cuarto como secundario esclavo. El primario master será siempre el de
arranque del computador (C :\>).
La
diferencia
esclavo se
entre
hace
master
mediante
y
un
pequeño puente metálico (jumper)
que se coloca en unos conectores
de dos paticas que tiene cada disco
duro. En la cara superior del disco
aparece una tabla con el dibujo de cómo hacer el puente de master, esclavo o
master con esclavo presen
PARTES DEL DISCO DURO
La estructura física de un disco es la
siguiente: un disco duro se organiza
en platos (PLATTERS), y en la
superficie de cada una de sus dos
caras
existen
pistas
(TRACKS)
concéntricas, como surcos de un
disco de vinilo, y las pistas se dividen
en sectores (SECTORS). El disco
duro tiene una cabeza (HEAD) en
cada lado de cada plato, y esta cabeza es movida por un motor servo cuando
busca los datos almacenados en una pista y un sector concreto.
El concepto "cilindro" (CYLINDER) es un parámetro de organización: el cilindro
está formado por las pistas concéntricas de cada cara de cada plato que están
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situadas unas justo encima de las otras, de modo que la cabeza no tiene que
moverse para acceder a las diferentes pistas de un mismo cilindro.
En cuanto a organización lógica, cuando damos formato lógico (el físico, o a
bajo nivel, viene hecho de fábrica y no es recomendable hacerlo de nuevo,
excepto en casos excepcionales, pues podría dejar inutilizado el disco) lo que
hacemos es agrupar los sectores en unidades de asignación (CLUSTERS) que
es donde se almacenan los datos de manera organizada. Cada unidad de
asignación sólo puede ser ocupado por un archivo (nunca dos diferentes), pero
un archivo puede ocupar más de una unidad de asignación.
FUNCIONAMIENTO DEL DISCO
DURO
Cuando usted o el software indica
al sistema operativo a que deba
leer o escribir a un archivo, el
sistema operativo solicita que el
controlador del disco duro traslade
los cabezales de lectura/escritura a
la tabla de asignación de archivos (FAT). El sistema operativo lee la FAT para
determinar en qué punto comienza un archivo en el disco, o qué partes del
disco están disponibles para guardar un nuevo archivo.
Los cabezales escriben datos en los platos al alinear partículas magnéticas
sobre las superficies de éstos. Los cabezales leen datos al detectar las
polaridades de las partículas que ya se han alineado.
Es posible guardar un solo archivo en racimos diferentes sobre varios platos,
comenzando con el primer racimo disponible que se encuentra. Después de
que el sistema operativo escribe un nuevo archivo en el disco, se graba una
lista de todos los racimos del archivo en la FAT.
Un ordenador funciona al ritmo marcado por su componente más lento, y por
eso un disco duro lento puede hacer que tu MAQUINA sea vencida en
prestaciones por otro equipo menos equipado en cuanto a procesador y
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cantidad de memoria, pues de la velocidad del disco duro depende el tiempo
necesario para cargar tus programas y para recuperar y almacenar tus datos.
CARACTERISTICAS DEL DISCO DURO
A continuación vamos a indicar los factores o características básicas que se
deben tener en cuenta a la hora de comprar un disco duro.
Capacidad de almacenamiento
La capacidad de almacenamiento hace referencia a la cantidad de información
que puede grabarse o almacenar en un disco duro. Hasta hace poco se medía
en Megabytes (Mg), actualmente se mide en Gigabytes (Gb).
Comprar un disco duro con menos
de 3,5 GIGAS de capacidad dará
lugar a que pronto te veas corto de
espacio,
operativo
pues
y
entre
una
el
suite
sistema
ofimática
básica (procesador de texto, base de
datos, hoja de cálculo y programa de
presentaciones) se consumen en
torno a 400 MB.
Si
instalas
los
navegadores
de
MICROSOFT y NETSCAPE suma
otros 100MB; una buena suite de
tratamiento gráfico ocupa en torno a
300MB y hoy en día muchos juegos
ocupan más de 200MB en el disco
duro.
Ya tenemos en torno a 1,5 GIGAS ocupados y aún no hemos empezado a
trabajar con nuestro ordenador.
Si nos conectamos a Internet, vemos que nuestro disco duro empieza a tener
cada vez menos espacio libre, debido a esas páginas tan interesantes que
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vamos guardando, esas imágenes que resultarán muy útiles cuando diseñemos
nuestra primera Página WEB y esas utilidades y programas SHAREWARE que
hacen nuestro trabajo más fácil.
Velocidad de Rotación (RPM)
Es la velocidad a la que gira el disco
duro, más exactamente, la velocidad
a la que giran el/los platos del disco,
que
es
donde
se
almacenan
magnéticamente los datos. La regla
es: a mayor velocidad de rotación,
más alta será la transferencia de
datos, pero también mayor será el
ruido y mayor será el calor generado
por el disco duro. Se mide en
número revoluciones por minuto
(RPM). No debe comprarse un disco
duro IDE de menos de 5400RPM
(ya hay discos IDE de 7200RPM), a
menos que te lo den a un muy buen precio, ni un disco SCSI de menos de
7200RPM (los hay de 10.000RPM). Una velocidad de 5400RPM permitirá una
transferencia entre 10MB y 16MB por segundo con los datos que están en la
parte exterior del cilindro o plato, algo menos en el interior.
Tiempo de Acceso (Access Time)
Es el tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los
datos que necesitamos. Realmente es la suma de varias velocidades:
El tiempo que tarda el disco en cambiar de una cabeza a otra cuando
busca datos.
El tiempo que tarda la cabeza lectora en buscar la pista con los datos
saltando de una a otra.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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El tiempo que tarda la cabeza en buscar el sector correcto dentro de la
pista.
Es uno de los factores más importantes a la hora de escoger un disco duro.
Cuando se oye hacer ligeros clicks al disco duro, es que está buscando los
datos que le hemos pedido. Hoy en día en un disco moderno, lo normal son 10
milisegundos.
Memoria
CACHE
(Tamaño
del
BUFFER)
El
BUFFER
o
memoria que
CACHE
va
incluida
es
en
una
la
controladora interna del disco duro,
de modo que todos los datos que se
leen y escriben a disco duro se
almacenan
primeramente
en
el
buffer. La regla de mano aquí es
128kb-Menos de 1 Gb, 256kb-1Gb,
512kb-2Gb o mayores.
Generalmente los discos traen 128Kb o 256Kb de cache.
Si un disco duro está bien organizado (si no, utilizar una utilidad
desfragmentadora: DEFRAG, NORTON SPEEDISK, etc.), la serie de datos que
se va a necesitar a continuación de una lectura estará situada en una posición
físicamente contigua a la última lectura, por eso los discos duros almacenas en
la caché los datos contiguos, para proporcionar un acceso más rápido sin tener
que buscarlos. De ahí la conveniencia de desfragmentar el disco duro con
cierta frecuencia.
El buffer es muy útil cuando se está grabando de un disco duro a un CD-ROM,
pero en general, cuanto más grande mejor, pues contribuye de modo
importante a la velocidad de búsqueda de datos.
Tasa de transferencia (Transfer Rate)
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Este número indica la cantidad de datos un disco puede leer o escribir en la
parte más exterior del disco o plato en un periodo de un segundo. Normalmente
se mide en Mbits/segundo, y hoy en día, en un disco de 5400RPM, un valor
habitual es 100Mbits/s, que equivale a 10MB/s.
Interfaz (Interface) – IDE - SCSI
Es el método utilizado por el disco
duro para conectarse al equipo, y
puede ser de dos tipos: IDE o
SCSI.
Todas
las
relativamente
placas
bases
recientes,
incluso
desde las placas 486, integran
una controladora de disco duro
para interfaz IDE (normalmente
con bus PCI) que soporta dos
canales IDE, con capacidad para dos discos cada una, lo que hace un total de
hasta cuatro unidades IDE (disco duro, CD-ROM, unidad de backup, etc.)
Debemos recordar, sin embargo, que si colocamos en un mismo canal dos
dispositivos IDE (e.g. disco duro+CD-Rom), para transferir datos uno tiene que
esperar a que el otro haya terminado de enviar o recibir datos, y debido a la
comparativa lentitud del CD-ROM con respecto a un disco duro, esto ralentiza
mucho los procesos, por lo que es muy aconsejable colocar el CD-ROM en un
canal diferente al de el/los discos duros.
La velocidad de un disco duro con interfaz IDE tambien se mide por el PIO
(modo programado de entrada y salidad de datos), de modo que un disco duro
con PIO-0 transfiere hasta 3,3MB/s, PIO-1 hasta 5,2MB/s, PIO-2 hasta
8,3MB/s. Estos modos anteriores pertenecen a la especificación ATA, pero en
la especificación ATA-2 o EIDE, los discos duros pueden alcanzar PIO-3, hasta
11,1MB/s, o PIO-4, hasta 16,6MB/s. Los discos duros modernos soportan en su
mayoría PIO-4.
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Recientemente se ha implementado la especificación ULTRA-ATA o ULTRA
DMA/33, que puede llegar a picos de transferencia de hasta 33,3MB/s. Este es
el tipo de disco duro que hay que comprar, aunque nuestra controladora IDE no
soporte este modo (sólo las placas base Pentium con chipset 430TX y las
nuevas placas con chipsets de VIA y ALI, y la placas Pentium II con chipset
440LX y 440BX lo soportan), pues estos discos duros son totalmente
compatibles con los modos anteriores, aunque no les sacaremos todo el
provecho hasta que actualicemos nuestro equipo.
En cuanto al interfaz SCSI, una controladora de este tipo suele tener que
comprarse aparte (aunque algunas placas de altas prestaciones integran este
interfaz) y a pesar de su precio presenta muchas ventajas.
Se pueden conectar a una controladora SCSI hasta 7 dispositivos (o 15 si es
WIDE SCSI) de tipo SCSI (ninguno IDE), pero no solo discos duros, CD-ROMS
y unidades de BACKUP, sino también grabadoras de CD-ROM (las hay
también con interfaz IDE), escáneres, muchas de las unidades de BACKUP,
etc.
Otra ventaja muy importante es que la controladora SCSI puede acceder a
varios dispositivos simultáneamente, sin esperar a que cada uno acabe su
transferencia, como en el caso del interfaz IDE, aumentando en general la
velocidad de todos los procesos.
Las tasas de transferencia del interfaz SCSI vienen determinados por su tipo
(SCSI-1, Fast SCSI o SCSI-2, ULTRA SCSI, ULTRA WIDE SCSI), oscilando
entre 5MB/s hasta 80MB/s. Si el equipo va a funcionar como servidor, como
servidor de base de datos o como estación gráfica, por cuestiones de
velocidad, el interfaz SCSI es el más recomendable.
4.3.3.3 DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO OPTICO
Variante de almacenamiento informático surgida a finales del siglo XX
consistente en la lectura a través de haces de luz que interpretan las
refracciones
provocadas
sobre
su
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propia
emisión.
Los
soportes
de
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almacenamiento más famosos que hacen uso de este tipo de almacenamiento
son el CD-ROM y el DVD.
CD-ROM.
Un CD-ROM (del inglés Compact Disc - Read Only
Memory, "Disco Compacto de Memoria de Sólo
Lectura"),
también
denominado
cederrón
(en
terminología de la Real Academia Española, con
poca aceptación), es un disco compacto óptico
utilizado para almacenar información no volátil, el
mismo medio utilizado por los CD de audio, puede ser leído por la computadora
con un lector de CD-ROM. Un CD-ROM es un disco de plástico plano con
información digital codificada en una espiral desde el centro hasta el borde
exterior. El libro amarillo del CD-ROM estándar fue establecido en 1985 por
Sony y Philips. Microsoft y Apple Computer fueron entusiastas promotores del
CD-ROM. John Sculley, que era CEO de Apple cuando en ese tiempo, dijo en
1987 que el CD-ROM revolucionaría el uso de computadoras personales.
Actualmente está siendo sustituido en los ordenadores personales por las
unidades de DVD, tanto de sólo lectura como reescribibles. Esto se debe
principalmente a las mayores posibilidades de información, ya que un
DVD-ROM excede en capacidad a un CD-ROM.
DVD
Información técnica
Un DVD de capa simple puede guardar hasta
4,7 gigabytes (se le conoce como DVD-5),
alrededor de siete veces más que un CD
estándar. Emplea un láser de lectura con una
longitud de onda de 650 nm (en el caso de
los CD, es de 780 nm) y una apertura
numérica de 0,6 (frente a los 0,45 del CD), la
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resolución de lectura se incrementa en un factor de 1,65. Esto es aplicable en
dos dimensiones, así que la densidad de datos física real se incrementa en un
factor de 3,3.
EVD
El Enhanced Versatile Disc (EVD) es un formato alternativo al DVD
desarrollado por un consorcio de compañías chinas. Fue desarrollado en
respuesta al DVD y sus altos costos de licencia.
El EVD es en realidad un disco DVD con diferentes especificaciones de video y
audio que permiten almacenar películas de alta definición en un DVD debido a
que usa un algoritmo de compresión superior al de MPEG-2.
BLU – RAY
Blu-ray es un formato de disco óptico de nueva
generación de 12 cm de diámetro (igual que el CD y
el
DVD)
para
vídeo
de
alta
definición
y
almacenamiento de datos de alta densidad. De
hecho, compite por convertirse en el estándar de
medios ópticos sucesor del DVD. Su rival es el
HD-DVD. El disco Blu-Ray hace uso de un láser de color azul de 405
nanómetros, a diferencia del DVD, el cual usa un láser de color rojo de 650
nanómetros. Esto permite grabar más información en un disco del mismo
tamaño. Blu-ray obtiene su nombre del color azul del rayo láser ("blue ray" en
español significa "rayo azul").
4.4 PARTES INTERNAS DEL COMPUTADOR
4.4.1 Mainboard
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La "placa base" (mainboard), o "placa madre" (motherboard), es el
elemento principal de todo ordenador, en el que se encuentran o al que se
acoplan todos los demás dispositivos del ordenador. Algunas compañías, como
IBM, se refieren a la tarjeta madre como tarjeta del sistema o tarjeta plana. Los
términos tarjeta madre, tarjeta principal, tarjeta del sistema o tarjeta plana se
emplean indistintamente.
Concretamente, se trata de una "lámina" de material sintético, sobre la cual
existe un circuito electrónico que enlaza diversos elementos que se encuentran
anclados sobre ella; los principales son:
el microprocesador, "pinchado" en un elemento llamado zócalo;
la memoria, generalmente en forma de módulos;
los slots o ranuras de expansión donde se conectan las tarjetas;
diversos chips de control, entre ellos la BIOS.
Algunos fabricantes han ido tan lejos como para hacer sus sistemas tan
incompatibles físicamente con otros sistemas como sea posible, de tal suerte
que las refacciones, reparaciones y actualizaciones son prácticamente
imposibles de encontrar o realizar - excepto, por supuesto, con el fabricante
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original del sistema, a un precio significativamente más alto del que costaría la
parte equivalente en un sistema estándar.
Por ejemplo, si falla la tarjeta madre en chasis AT actual (o cualquier sistema
que utilice una tarjeta madre y gabinete Baby-AT), se puede encontrar un sin
número de tarjetas de reemplazo que se ajustarán directamente, con su propia
selección de procesadores y velocidades de reloj, a muy buen precio. Si falla la
tarjeta madre en una computadora reciente de IBM, Compaq, Hewlett packard, Packard Bell, Gateway, AST u otro sistema con características
propias, usted pagara por una refacción disponible sólo con el fabricante
original y tendrá poca o ninguna oportunidad para seleccionar un procesador
más rápido o mejor que el que falló.
En otras palabras, actualizar o reparar estos sistemas mediante sustitución de
la tarjeta madre es difícil y por lo regular no es muy económico.
Tipos de placas madre
Las placas base existen en diferentes formas y con diversos conectores para
periféricos. Para abaratar costes permitiendo la ínter cambiabilidad entre
placas base, los fabricantes han ido definiendo varios estándares que agrupan
recomendaciones sobre su tamaño y la disposición de los elementos sobre
ellas.
De cualquier forma, el hecho de que una placa pertenezca a una u otra
categoría no tiene nada que ver, al menos en teoría, con sus prestaciones ni
calidad. Los tipos más comunes son:
ATX
La placa de la foto superior pertenece a este estándar. Cada vez más
comunes, van en camino de ser las únicas en el mercado.
Se las supone de más fácil ventilación y menos maraña de cables que las
Baby-AT, debido a la colocación de los conectores. Para ello, el
microprocesador suele colocarse cerca del ventilador de la fuente de
alimentación y los conectores para discos cerca de los extremos de la placa.
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La diferencia "a ojo descubierto" con las AT se encuentra en sus conectores,
que suelen ser más (por ejemplo, con USB o con FireWire), están agrupados y
tienen el teclado y ratón en clavijas mini-DIN como ésta:
. Además, reciben
la electricidad mediante un conector formado por una sola pieza (ver foto
superior).
Baby-AT
Fue el estándar absoluto durante años. Define una placa de unos 220x330
mm, con unas posiciones determinadas para el conector del teclado, los slots
de expansión y los agujeros de anclaje a la caja, así como un conector eléctrico
dividido en dos piezas.
Estas placas son las típicas de los ordenadores "clónicos" desde el 286 hasta
los primeros Pentium. Con el auge de los periféricos (tarjeta sonido, CD-ROM,
discos extraíbles...) salieron a la luz sus principales carencias: mala circulación
del aire en las cajas (uno de los motivos de la aparición de disipadores y
ventiladores de chip) y, sobre todo, una maraña enorme de cables que impide
acceder a la placa sin desmontar al menos alguno.
Para identificar una placa Baby-AT, lo mejor es observar el conector del
teclado, que casi seguro que es una clavija DIN ancha, como las antiguas de
HI-FI; vamos, algo así:
; o bien mirar el conector que suministra la
electricidad a la placa, que deberá estar dividido en dos piezas, cada una con 6
cables, con 4 cables negros (2 de cada una) en el centro.
LPX
Estas placas son de tamaño similar a las Baby-AT, aunque con la peculiaridad
de que los slots para las tarjetas de expansión no se encuentran sobre la placa
base, sino en un conector especial en el que están pinchadas, la riser card.
De esta forma, una vez montadas, las tarjetas quedan paralelas a la placa
base, en vez de perpendiculares como en las Baby-AT; es un diseño típico de
ordenadores de sobremesa con caja estrecha (menos de 15 cm de alto), y su
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único problema viene de que la riser card no suele tener más de dos o tres
slots, contra cinco en una Baby-AT típica.
Diseños propietarios
Pese a la existencia de estos estándares, los grandes fabricantes de
ordenadores (IBM, Compaq, Hewlett-Packard...) suelen sacar al mercado
placas de tamaños y formas peculiares, bien porque estos diseños no se
adaptan a sus necesidades o por oscuros e ignotos motivos.
Si usted se está planteando actualizar un ordenador "de marca", tenga en
cuenta que quizá tenga que gastarse otras 5.000 ptas en una caja nueva, a
veces por motivos tan irritantes como que los taladros o el conector de teclado
estén a medio centímetro de las posiciones normales.
De cualquier forma, hasta los grandes de la informática usan cada vez menos
estas placas "a medida", sobre todo desde la llegada de las placas ATX.
Partes de la Tarjeta Madre
El bus
El que envía la información entre las partes del computador) de casi
todos los computadores que vienen hoy en día es PCI, EISA y los
nuevos estándares: AGP para tarjetas de video y el Universal Serial Bus
USB (Bus serial universal) para conexión con componentes externos al
PC. AGP, PCI y EISA son los tres tipos de ranuras compatibles con las
tarjetas de hoy en día.
BIOS
BIOS significa Basic Input/Output System, en español Sistema Básico
de Entrada/Salida. La BIOS contiene el programa de configuración, es
decir, los menús y pantallas que aparecen cuando accedemos a los
parámetros del sistema.
MODULOS DE MEMORIA SIMM Y DIMM
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Los módulos se crearon como resultado de las aplicaciones de la
computadora que continuamente necesitaba más memoria. Cada
módulo corresponde a una hilera completa de chips de memoria .
SIMM’s.- En los SIMM’s encontraremos una muesca en unos de los
lados, en la parte en donde están los contactos.
DIMM’s.- En los DIMM’s, la muesca no estará en un lado, sino en la
mitad del módulo. Sien do en forma de U invertida. Dicha muesca ,
además de indicarnos la orientación, nos indicará el tipo de memoria.
BANCOS O ZÓCALOS DE MEMORIA
Se denomina Bancos de Memoria a los Zócalos en donde se insertan la
memoria RAM.
Memoria Caché Es una pequeña cantidad (de 8 a 512 Kb) de memoria
SRAM muy rápida que se sitúa entre el microprocesador y la memoria
principal.
El "chipset" es el conjunto (set) de chips que se encargan de controlar
determinadas funciones del ordenador, como la forma en que
interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control
de los puertos y slots ISA, PCI, AGP, USB...
Zócalo del microprocesador Es el lugar donde se inserta el "cerebro"
del ordenador. Durante más de 10 años consistió en un rectángulo o
cuadrado donde el "micro", una pastilla de plástico negro con patitas, se
introducía con mayor o menor facilidad; la aparición de los Pentium II
cambió un poco este panorama, introduciendo los conectores en forma
de ranura (slot).
Ranuras de memoria
Son los conectores de la memoria principal del ordenador, la RAM.
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Además, en la placa base se alojan los conectores de tarjetas de
expansión (zócalos de expansión), que pueden ser de diversos tipos,
como ISA, PCI, SCSI y AGP, entre otros. En ellos se pueden insertar
tarjetas de expansión, como las de red, vídeo, audio u otras. Aunque no
se les considere explícitamente elementos esenciales de una placa
base, también es bastante habitual que en ella se alojen componentes
adicionales como chips y conectores para entrada y salida de vídeo y de
sonido, conectores USB, puertos COM, LPT e IrDA y conectores PS/2
para ratón y teclado, entre los más importantes.
Conectores Externos
Son aquellos que podemos observar desde la parte posterior de la pc
cuando esta armada.
PUERTOS
PARA
TECLADO Y
PUERTO
PUERTOS
USB
PUERTO
PUERTOS PARA
DISPOSITIVOS DE
AUDIO Y JUEGOS
Conectores Internos
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Son los que se encuentran en el interior de la Pc; son las ranuras de
expansión o ranuras PCI, conectores IDE, aquí va el bus de datos que
conecta al diferentes dispositivos de almacenamiento con la Placa Base,
el conector para la Fuente de Poder que es el que administra de energía
a toda la Pc, y las ranuras para módulos de memoria, que es donde van
insertadas los diferentes tipos de tarjetas de memoria.
CONECTORES IDE
RANURAS PCI
CONECTOR PARA LA FUENTE
4.4.2 CASE
“ EL CASE ES LA CARCAZA FISICA EXTERIOR QUE SOSTIENE TODOS
LOS COMPONENTES INTERNOS ”
El case también es conocido cajas de Pc. Como ya se
comenta en la sección de placas madre, la principal
distinción la tenemos en el formato de la placa a la
que sustenta. Así tenemos que puede ser ATX
ó
Baby AT.
El siguiente factor serán las dimensiones de la misma.
De menor a mayor las más normales son: Mini-torre,
sobremesa, midi-torre ó semi-torre, y gran torre, así
como modelos para algunos servidores que requieren
el montaje en dispositivos tipo rack.
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Cuanto mayor sea el formato, mayor será el número de bahías para sustentar
dispositivos tales como unidades de almacenamiento. Normalmente también
será mayor la potencia de la fuente de alimentación.
Las características de un modelo mini torre típicas son: soporte para hasta 7
ranuras de expansión. 2 unidades externas de 5 1/4, 2 también externas de 3
1/2 y 1 interna, fuente de alimentación de 200 w, pilotos de encendido, disco y
turbo, pulsadores de reset y turbo. En los modelos más modernos, el pulsador
y la luz de turbo se suelen sustituir por los de sleep.
Los modelos MIDI suelen traer 1 bahías más para dispositivos externos de 5
1/4, así como una F.A
Tipos de cases
Existen tres tipos de cases que son plenamente definidos:
CASE DE ESCRITORIOS.
Tienen bahias
CASE MINITORRES.
Tienen 7 bahias
CASE TORRES.
Tienen 10 o mas bahias
Modelos de Case
LOS MAS CONOCIDOS SON:
CASES ATX ( MODELOS MEJORADOS )
Tienen una configuración que evita calentamiento e interferencia de
conectores.
CASES AT.
Eran o son modelos antiguos o estándar
Partes del Case
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CD ROM
FUENTE DE
PUERTOS
DISQUETERA
PUERTOS
BOTONES
PUERTOS USB
4.4.3 BUSES
BUS DE DATOS: Es la carretera entre los componentes de la computadora.
Hay actualmente 2 partes: el bus local y el Bus Input-Output.
BUS LOCAL:
Sinopsis
La velocidad de proceso ha sido, es, y será, una de las preocupaciones
básicas de los diseñadores de sistemas,
y una parte sustancial del
rendimiento está directamente relacionada con la eficacia de las
transferencias de datos en el interior de la máquina. El mecanismo de
acceso directo a memoria DMA, previsto por los diseñadores del PC
original, fue una primera aportación en este sentido, pero las
necesidades y exigencias han ido creciendo de forma exponencial.
Sistemas cada vez más capaces soportan aplicaciones cada vez más
exigentes que requieren a su vez máquinas más veloces. La adopción
de sistemas gráficos como estándar, incluso para ordenadores
personales primero, y las posteriores exigencias multimedia, ha
disparado las exigencias en este sentido.
En esta búsqueda inacabable de mejores prestaciones, una de las líneas
de actuación ha sido crear buses específicos que descongestionaran el
cuello de botella que representan las transferencias de datos en el bus
general FSB.
Estas nuevas vías se han denominado genéricamente
buses locales. Es el que provee la comunicación entre el sub-sistema de
la memoria y el microprocesador, y del Bus entrada-salida. En cierto
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
227
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U.T.E.Q
equipo para optimizar la performance en el despliegue del video, este
sub-sistema suele estar conectado directamente a este bus.
BUS DE ENTRADA Y SALIDA: es el que provee la comunicación entre
las tarjetas adaptadoras que soportan periféricos con el Bus local.
La cantidad de datos que un bus puede mover se denomina Ancho y se
mide en Bits.
TIPOS DE BUSES:
ISA: (Industry Standart Architectory) Esta arquitectura es originaria de la
IBM AT y es comúnmente conocida como AT BUS. Es un Bus de 16 bits.
Los conectores (SLOTS) del bus AT aceptan las viejas tarjetas de 8 bits
de la arquitectura de las XT. Aun actualmente esta arquitectura es
aceptable para la gran mayoría de los usuarios.
MCA: (Micro Channel Architectory) es una arquitectura propietaria de
IBM y no es compatible con los buses ISA y EISA. Es un bus de 32 bits.
EISA: (Extended Industry Standart Architectory) Es un bus de 32 bits
contrario al MCA. Es compatible con las tarjetas anteriores de 16 bits y 8
bits ISA. EISA no es una arquitectura propietaria.
VESA: (Video Electronic Standart Asociation) es una extensión del bus
principal del CPU, el cual corre a la velocidad externa del procesador y
esta diseñado para periféricos de alta o baja velocidad del bus ISA. Unos
de los dispositivos responsables de un mayor tráfico de datos son los
adaptadores gráficos. Precisamente por ello son "mapeados en
memoria", y ha sido la búsqueda de mejores rendimientos del sistema de
video la responsable de la aparición de los primeros buses locales.
Precisamente, la aparición del primero, el VLB ("VESA Local Bus") en
1992, está relacionado con la tecnología del video.
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El VLB fue introducido a raíz de la introducción de los 386 con el fin de
sacar partido a las posibilidades de las nuevas generaciones de
procesadores, en especial a sus buses internos de 32 bits. La solución
consistió en conectar directamente con el procesador dos o tres de los
dispositivos externos, que necesitaban de una conexión rápida, mediante
un bus de 32 bits dotado de unos zócalos especiales.
Los elementos que se solían conectar eran principalmente adaptadores
de video, placas controladoras de disco duro (IDE y SCSI) y tarjetas
LAN. Sin embargo, causaron bastantes problemas, en especial cuando
se utilizaban dos o más de dichas tarjetas a frecuencias elevadas (para
la época) de 50/60 MHz.
Nota: Los conectores VLB eran de apariencia similar a los antiguos
conectores EISA de 16 bits muy extendidos entonces, solo que
añadiéndoles una tercera sección de contactos, lo que hacía que estos
dispositivos se montaran en placas muy largas y notoriamente difíciles
de conectar y desconectar de sus zócalos.
PCI: (Pheripherat Component Interconnect) Es un bus que soporta 32 o
64 bits, que soporta varios periféricos que necesitan una rápida
transferencia de datos.
Bus AGP: AGP significa "Advanced Graphics Port". Se trata de un bus
independiente del bus general dotado de un zócalo específico para
tarjetas gráficas. El bus de datos AGP es de 32 bits a 66 MHz, aunque
incluye la posibilidad de doblar o cuadruplicar las características básicas,
hasta una tasa de transferencia máxima de 1064 Mbits por segundo.
Nota: En realidad podría argumentarse que no es un bus en el sentido
amplio, más bien se trata de una extensión de la norma PCI, razón por la
cual en algunos aspectos es idéntica a aquella.
Actualmente es un
puerto de uso exclusivo para dispositivos gráficos de alta velocidad.
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Backside bus: Algunos sistemas incluyen el denominado "Backside
Bus", que conecta el procesador con la caché L 2 ( H5.2) utilizando la
misma frecuencia que el procesador. Por ejemplo, el Pentium II dispone
de dos módulos, en uno está el procesador propiamente dicho y la caché
L1. En el otro está la caché L2 unida a la anterior por uno de estos
buses la misma frecuencia que el procesador. 200/450 MHz frente a los
66/100 MHz del FSB.
Bus CNR: En febrero de 2000 Intel anunció un nuevo estándar de
nominado CNR ("Communication and Networking Riser"). Se trata de la
especificación de un sistema de bus y conexión que permite instalar
junto a la placa-base otras placas auxiliares, en las que se conecten
dispositivos tales como controladores de red, módems, adaptadores
ADSL [1] y subsistemas de audio que son cada día mas habituales en
los PCs.
La mencionada especificación proporciona interfaces para soportar audio
multicanal; conectividad para redes caseras basadas en líneas
telefónicas y del tipo Ethernet 10/100; módems analógicos de norma
V90 y posibilidad de ampliación a nuevas tecnologías.
La medida pretende facilitar a los diseñadores de placas-base la
integración de los mencionados dispositivos, y de paso, simplificar su
diseño, ya que permite mantener separados los dispositivos proclives a
producir interferencias con los que son especialmente sensibles a ellas.
Bus serie universal: USB ("Universal Serial Bus") Un nuevo estándar
para comunicaciones serie que resuelve muchos de los inconvenientes
de los antiguos puertos COM. Presenta algunas ventajas frente a los
sistemas tradicionales: Soporta dos velocidades, 12 y 1.5 Mb/s; puede
incluir alimentación a los dispositivos conectados (si sus demandas son
pequeñas, +5 V.); pueden conectarse hasta 127 dispositivos en una
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
especie de cadena (similar a la SCSI aunque de menor velocidad)
compartiendo todos ellos el mismo canal, y puede realizarse la conexión
y desconexión en "caliente" (sin apagar el equipo).
Actualmente todos los PCs disponen de un par de salidas USB y muchos
dispositivos, como ratones, escáners, webcams, equipos de fotografía
digital, etc. que antes se conectaban a través de puertos COM o LPT lo
hacen ahora mediante USB.
Bus IEEE 1394: Supuestamente el USB será reemplazado en el futuro
por un nuevo estándar, el denominado IEEE 1394, Firewire o iLink.
Debe su nombre a que fue propuesto en la recomendación número 1394
del IEEE ("Institute of Electrical and Electronics Engineers"), y es
técnicamente muy superior al USB aunque menos popular por el
momento. Se trata de un estándar de comunicación serie que permite
dos conexiones síncronas o asíncronas simultaneas.
La segunda se
supone para comunicaciones que no son críticas, mientras que las
síncronas permiten garantizar que la transmisión se realizará en un
tiempo determinado, y se destina a transmisiones de alta prioridad como
audio o video.
Presenta una arquitectura escalable con distintas
velocidades dentro de un único bus (100, 200 y 400 Mbps).
Su topología puede ser lineal o ramificada, y físicamente está constituido
por tres pares de cables. El primer par se encarga de la alimentación,
que puede variar de 8 a 40 V. cc., los otros dos pares son de tipo
trenzado incluidos en una funda plástica que los independiza. Al igual
que el USB permite la conexión y desconexión en caliente, y es un
estándar abierto (su utilización no supone pago de "royaltys" a ninguna
compañía propietaria).
Bus SCSI (Small Computer System Interface): El bus paralelo
diferencial SCSI es un estándar de interconexión ANSI (American
National Standards Institute) que define un bus de entrada/salida. La
intención del estándar SCSI se hizo para tener un bus paralelo
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
multiterminal, rápido, que sea fácilmente actualizable y para mantener el
paso de las nuevas tecnologías. El bus SCSI es comúnmente escogido
para el control de disco duros, discos ópticos, escáners, impresoras,
CDROM, DVD, etc. El SCSI-1 (asimétrico) y el SCSI-2 (diferencial) es un
bus
multiterminal,
que
permite
conectar
hasta
ocho
diferentes
dispositivos, mientras que el SCSI-3 permitirá conectar hasta 32
dispositivos).
En comparación con el SCSI asimétrico, el SCSI diferencial es más caro
y necesita alimentación adicional.
Sin embargo, los beneficios son: el costo de los circuitos integrados
adicionales y la potencia requerida en muchas aplicaciones. Además es
capaz de transferir a 10 MT/s (Fast SCSI) sin atención especial a las
terminaciones y a velocidades más altas de 20 MT/s. La longitud del
cable puede llegar a los 25 metros, comparado con los 3 metros o
menos para el asimétrico.
El bus SCSI está tiene un mínimo de 18 líneas de señal, de las cuales 9
son de datos (datos más paridad) y las demás son de control. Tiene una
opción para añadir bytes extras, (Mega Bytes por segundo (MB/s)) si lo
requiriere la aplicación. Los "drivers" utilizados para el SCSI-1 asimétrico
son típicamente “open drain” de 48 mA y los receptores están
comúnmente integrados en los circuitos controladores de SCSI. Para el
SCSI-2 diferencial, se requieren lo típicos transmisores RS-485 externos.
VELOCIDAD DEL BUS
Existen varios métodos para implementar la transferencia de datos de un bus.
Entre ellos se encuentran:
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
BUS MASTERIN: es una tecnología en la que una tarjeta conectada al
bus tiene su propio procesador, por lo tanto el acceso directo a la
memoria, cálculos y transferencia de datos se realiza sin utilizar el
procesador principal del equipo quedando asi liberado para otros
procesos.
4.4.4 FUENTE DE PODER
Diferencias entre tipos de fuentes de alimentación, instalación paso a
paso de fuentes ATX y consejos para su correcto funcionamiento.
Intentaremos explicaros lo que es una Fuente de Alimentación, para que sirve
cada cable que sale de ella, tipos y características, y finalmente como instalar
una fuente ATX
La Fuente de Alimentación, es un montaje eléctrico/electrónico capaz de
transformar la corriente de la red eléctrica en una corriente que el pc pueda
soportar. Esto se consigue a través de unos procesos electrónicos los cuales
explicaremos brevemente.
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T
r
a
n
s
U.T.E.Q
f
o
r
m
a
c
i
ó
n
.
Este paso es en el que se consigue reducir la tensión de entrada a la fuente
(220v
o
125v)
que
son
los
que
nos
otorga
la
red
eléctrica.
Esta parte del proceso de transformación, como bien indica su nombre, se
realiza con un transformador en bobina. La salida de este proceso generará
de 5 a 12 voltios
R
e
c
t
i
f
i
c
a
c
i
ó
n
.
La corriente que nos ofrece la compañía eléctrica es alterna, esto quiere
decir, que sufre variaciones en su línea de tiempo, con variaciones, nos
referimos a variaciones de voltajes, por tanto, la tensión es variable, no
siempre es la misma.
Eso lógicamente, no nos podría servir para alimentar a los componentes de
un PC, ya que imaginemos que si le estamos dando 12 voltios con corriente
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
alterna a un disco duro, lógicamente no funcionará ya que al ser variable, no
estaríamos ofreciéndole los 12 voltios constantes.
Lo que se intenta con esta fase, es pasar de corriente alterna a corriente
continua, a través de un componente que se llama puente rectificador o de
Graetz. Con esto se logra que el voltaje no baje de 0 voltios, y siempre se
mantenga por encima de esta cifra.
F
i
l
t
r
a
d
o
Ahora ya, disponemos de corriente continua, que es lo que nos interesaba, no
obstante, aun no nos sirve de nada, porque no es constante, y no nos serviría
para alimentar a ningún circuito
Lo que se hace en esta fase de filtrado, es aplanar al máximo la señal, para
que no hayan oscilaciones, se consigue con uno o varios condensadores, que
retienen la corriente y la dejan pasar lentamente para suavizar la señal, así se
logra el efecto deseado.
E
s
t
a
b
i
l
i
z
a
c
i
ó
n
Ya tenemos una señal continua bastante decente, casi del todo plana, ahora
solo nos falta estabilizarla por completo, para que cuando aumenta o
descienda la señal de entrada a la fuente, no afecte a la salida de la misma.
Esto se consigue con un regulador.
Tipos de Fuentes
Después de comentar estas fases de la fuente de alimentación,
procederemos a diferenciar los dos tipos que existen actualmente. Las dos
fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden
ser: AT o ATX
Las fuentes de alimentación AT, fueron usadas hasta que apareció el
Pentium MMX, es en ese momento cuando ya se empezarían a utilizar
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
fuentes de alimentación ATX.
Las características de las fuentes AT, son que sus conectores a placa base
varían de los utilizados en las fuentes ATX, y por otra parte, quizás bastante
más peligroso, es que la fuente se activa a través de un interruptor, y en ese
interruptor hay un voltaje de 220v, con el riesgo que supondría manipular el
P
C
.
También destacar que comparadas tecnológicamente con las fuentes ATX,
las AT son un tanto rudimentarias electrónicamente hablando.
En ATX, es un poco distinto, ya que se moderniza el circuito de la fuente, y
siempre está activa, aunque el ordenador no esté funcionando, la fuente
siempre está alimentada con una tensión pequeña para mantenerla en
e
s
p
e
r
a
.
Una de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor
que enciende/apaga la fuente, si no que se trata de un pulsador conectado a
la placa base, y esta se encarga de encender la fuente, esto conlleva pues el
poder realizar conexiones/desconexiones por software. Existe una tabla, para
clasificar
las
fuentes
según
su
potencia
y
caja.
Sobremesa AT => 150-200 W
Semitorre => 200-300 W
Torre => 230-250 W
Slim => 75-100 W
Sobremesa ATX => 200-250 W
No obstante, comentar, que estos datos son muy variables, y únicamente son
orientativos, ya que varía según el numero de dispositivos conectados al PC.
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Conexión de Dispositivos
En Fuentes AT, se daba el problema de que existían dos conectores a
conectar a placa base, con lo cual podía dar lugar a confusiones y a
cortocircuitos, la solución a ello es basarse en un truco muy sencillo, hay que
dejar en el centro los cables negros que los dos conectores tienen, así no hay
forma posible de equivocarse.
En cambio, en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base,
todo de una pieza, y solo hay una manera de encajarlo, así que por eso no
hay problema
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
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Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos:
El más grande, sirve para conectar dispositivos como discos duros, lectores
de cd-rom, grabadoras, dispositivos SCSI, etc...
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Mientras que el otro, visiblemente más pequeño, sirve para alimentar por
ejemplo disqueteras o algunos dispositivos ZIP.
Instalación de una fuente ATX
Para
instalar
una
fuente
de
alimentación
ATX,
necesitaremos
un
destornillador de punta de estrella.
Empezaremos por ubicar la fuente en su sitio, asegurando que los agujeros
de los tornillos, coinciden exactamente con los de la caja. Una vez hecho
esto, procederemos a atornillar la fuente.
Acto seguido, conectaremos la alimentación a la placa base con el conector
anteriormente comentado, y realizaremos la misma tarea con el resto de los
dispositivos instalados.
Un punto a comentar, es que solo hay una manera posible para realizar el
conexionado de alimentación a los dispositivos, sobretodo, NUNCA debemos
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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forzar un dispositivo. Tras realizar todas las conexiones, las revisaremos, y
procederemos a encender el equipo.
C
o
n
s
e
j
o
s
Cuidado con tocar el interruptor selector de voltaje que algunas fuentes
llevan, este interruptor sirve para indicarle a la fuente si nuestra casa tiene
corriente de 220v o 125v si elegimos la que no es tendremos problemas. Es
conveniente, revisar de tanto en tanto, el estado del ventilador de la fuente,
hay que pensar, que si no tenemos instalado en la parte posterior del equipo
un ventilador adicional, es nuestra única salida de aire. Un ventilador de
fuente defectuoso puede significar el final de tu equipo, elevando la
temperatura del sistema por encima de la habitual y produciendo un fallo
general del sistema.
También cabe destacar, en como elegir la fuente, si tenemos pensado de
conectar muchos dispositivos, como por ejemplo, dispositivos USB, discos
duros, dispositivos internos, etc... En el caso de que la fuente no pueda
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U.T.E.Q
otorgar la suficiente tensión para alimentar a todos los dispositivos, se
podrían dar fallos en algunos de los mismos, pero pensar que si estamos
pidiendo más de lo que nos otorga la fuente, podemos acabar con una placa
base quemada, una fuente de alimentación quemada, un microprocesador
quemado, y un equipo flamante en la basura...
4.4.5 BIOS
BIOS significa Basic Input/oputput System, o lo que es lo mismo, Sistema
Básico de Entrada y Salida... Con solo este dato, la mayoría de los usuarios se
quedarán tal y como estaban, sino un poco más confusos.
Aclarando conceptos, se trata de un programa especial, que se pone en
marcha al encenderse el PC, comprueba que todos los periféricos funcionan
correctamente, verifica el tipo y el funcionamiento del disco duro, de la
memoria, etc., busca nuevo hardware instalado, etc
La BIOS no se carga como si de un sistema
operativo se tratase, sino que viene ya
incorporada a la placa base en un chip de
memoria PROM. Actualmente, la mayoría de
las BIOS pueden ser actualizadas por
software, pero no pueden cambiarse. Para ello sería necesario cambiar
físicamente el chip de la placa base o, más seguramente, la placa base por
completo.
La BIOS actúa durante un breve
período de tiempo tras encender el
ordenador: solamente durante los
primeros
segundos
en
que
la
pantalla primaria nos muestra los
discos duros y cd-rom que tenemos
montados en el sistema. Después,
cede el control del PC al sistema
operativo.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
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Al encender la computadora, el BIOS hace una comprobación del sistema, por
ejemplo para verificar la disponibilidad de discos duros instalados o el acceso a
memoria. Los sistemas actuales constan de un BIOS programable, que puede
ser actualizado mediante un software específico. En estos casos se dispone de
una batería que mantiene la información de cada sistema concreto, mientras el
ordenador o computadora permanece desconectado de la red. Muchas de las
opciones del BIOS pueden ser definidas mediante un sistema de menús al que
puede accederse, normalmente, mediante la pulsación de alguna tecla antes
del arranque del sistema operativo. Así, por ejemplo, se podrán fijar factores de
trabajo del hardware, tales como el modo de caché del procesador, la
secuencia de arranque desde disquete, disco duro y unidad de CD-ROM, la
frecuencia de refresco de memoria y otros.
Para acceder a la BIOS, debemos de aprovechar esos instantes en que está
activa. Por lo general, durante ese tiempo aparece un mensaje en la parte
inferior de la pantalla que pone algo como 'Press DEL to enter setup', de
forma que podremos acceder a esta BIOS pulsando <Supr,>, aunque a otras
BIOS se accede con <Alt.>+<F1>, o con otras combinaciones de teclas. Si
intentamos entrar en la BIOS cuando ya no está activa, no lo conseguiremos,
así que tendremos que reiniciar el PC e intentarlo de nuevo.
4.4.6 CMOS
¿Qué es un CMOS y qué debo saber acerca de él?
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Cuando IBM diseñó el PC XT, había pocas opciones en cuanto a la
configuración del sistema. Indicábamos al equipo elementos de configuración
como el tipo de monitor y la presencia de unidades de disquete mediante la
configuración de una serie de conmutadores DIP (dual inline package)
montados en la placa base.
Con la aparición de los equipos IBM AT, el número de parámetros de
configuración empezó a aumentar. Se hizo obvio que gran parte de la placa
base quedaría ocupada por conmutadores DIP, si los equipos seguían
usándolos.
IBM desarrolló la idea de reemplazar los conmutadores DIP por RAM que
pudiera conservar la configuración apropiada. La compañía seleccionó un tipo
de RAM estática llamada CMOS. CMOS significa Complimentary Metal Oxide
Semiconductor (Semiconductor complementario de óxido metálico), que es el
tipo de material usado en la construcción del chip.
Gracias al bajo consumo de corriente de la RAM CMOS, la RAM puede
funcionar con una batería de larga duración incorporada, por lo que la RAM
conserva su memoria incluso con el equipo apagado. (La misma batería ejecuta
el reloj en tiempo real incorporado cuando el equipo está apagado;
habitualmente este reloj está incrustado en el chip del CMOS.)
El CMOS da al equipo el mismo tipo de información que los conmutadores DIP
daban al XT, información que aparece en forma de unos y ceros en cada bit del
CMOS. La principal diferencia es la cantidad de información que se almacena
en el CMOS.
La información del CMOS existente en las máquinas de hoy en día puede
dividirse en cinco categorías principales:
Información básica de configuración, que generalmente incluye una
utilidad de configuración automática que detecta los parámetros
correctos de la unidad de disco duro
Configuración para ajustar el rendimiento del sistema
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
Selección de características de ahorro de energía
Configuración de la contraseña para el hardware
Configuración de los periféricos integrados
Al iniciar el equipo, el BIOS (sistema básico de entrada y salida) del sistema lee
la información almacenada en el CMOS de manera que el BIOS pueda usar
esos valores al configurar el equipo.
Acceso al programa de configuración del CMOS
En los equipos más recientes aparece un mensaje en la pantalla durante el
proceso de inicio que indica la tecla o combinación de teclas que hay que
presionar para iniciar el programa de configuración del CMOS. El manual
suministrado con la placa base también debe contener esa información. Uno de
los métodos más comunes es presionar la tecla Supr durante la secuencia de
inicio.
A veces, puede aparecer el programa de configuración si cambia la
configuración de la máquina (por ejemplo, si desenchufa un cable de una
unidad o quita algo de RAM), ya que la configuración del sistema ya no
coincidiría con los parámetros almacenados en el CMOS. Si prueba este
método para tener acceso al CMOS, no intente volver a conectar el dispositivo
con la máquina encendida. Si desconectó una unidad de disco duro, anote el
valor que aparece en la configuración del CMOS para la unidad y configúrelo
con un valor diferente. De esta forma, debe poder volver a conectar la unidad y
tener de nuevo acceso a la configuración del CMOS cuando inicie el equipo. A
continuación, restablezca los valores de la unidad a sus valores originales y
continúe trabajando con el CMOS.
Si trabaja en un equipo más antiguo, quizá necesite el disco de instalación que
venía con él. Ese disco contiene un programa de instalación que puede utilizar
para obtener acceso a la configuración del CMOS. En caso de que lo haya
perdido, debería encontrar un sitio en Internet del que descargar el programa.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Una vez que haya entrado en el programa de configuración del CMOS, verá un
menú que le lleva a varias páginas de opciones del CMOS. Las opciones de
menú del ejemplo que se muestra a continuación aparece en el programa del
CMOS para Pentium de Award Software Inc.:
Standard CMOS Setup
BIOS Features Setup
Chipset Features Setup
Power Management Setup
PNP/PCI Configuration
Load Setup Defaults
Integrated Peripherals
Supervisor Password
User Password
IDE HDD Auto Detection
Save & Exit Setup
Exit Without Saving
Puede realizar cambios en la mayoría de los elementos de configuración del
CMOS si resalta el elemento seleccionado y presiona la tecla RE PÁG o AV
PÁG para alternar entre las opciones disponibles. Si presiona la tecla F1,
aparecerá
una
pantalla
de
ayuda
relativa
al
elemento
resaltado.
Desgraciadamente, la mayoría de estas pantallas de ayuda dan poca
información y todo lo que suelen hacer es mostrar la lista de opciones
disponibles e indicar los parámetros predeterminados. La documentación que
viene con las placas base tampoco es mucho mejor.
Antes de hacer cualquier cambio en la configuración del CMOS (y aunque no
piense hacer ninguno) debe imprimir o anotar todos los parámetros actuales
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
para que pueda recuperarlos en caso de problemas. Bastará con presionar la
tecla IMPR PANT del teclado. Recuerde que si está usando una impresora
láser, tendrá que presionar manualmente el botón de avance de página de la
impresora para poder imprimir. (Una impresora láser debe recibir un carácter de
"fin de página" para saber que puede seguir e imprimir cada página.) Si utiliza
una impresora conectada mediante un cable de puerto de bus serie universal
(USB), no podrá imprimir a menos que el sistema operativo esté en ejecución.
También puede buscar software al que pueda hacer un download de Internet,
el cual leerá automáticamente su CMOS y escribirá la configuración en un
archivo. No guarde el archivo en la unidad de disco duro porque si se dañara la
configuración, quizá no podría tener acceso a la unidad. Es mejor que guarde la
información en un disquete de inicio.
Cuando empiece a cambiar la configuración del CMOS, le aconsejo que cambie
sólo un elemento cada vez. Después, pruebe bien el equipo antes de hacer otro
cambio. La configuración predeterminada del CMOS en lo que se refiere al
rendimiento suele ser bastante conservadora. Esto significa que, sin cambiar
ningún componente, hay grandes posibilidades de que aumente algo el
rendimiento de su máquina. Con sólo irse de las opciones predeterminadas una
a una hasta que surja un problema, podrá ajustar el rendimiento del equipo
hasta aprovechar las máximas posibilidades de sus componentes actuales. No
causará ningún daño con esto pero, como está forzando los límites del
rendimiento, querrá asegurarse de que sabe cuál de los elementos cambiados
es el que "se queja".
Definir la configuración estándar del CMOS
La configuración estándar es probablemente la página más fácil de configurar,
ya que consiste simplemente en decir al equipo la fecha y la hora, así como el
tipo y el número de unidades presentes. Las entradas para la unidad o
unidades de disco duro pueden obtenerse automáticamente con la utilidad de
detección automática de disco duro IDE, que se encuentra en otra selección de
menú. Si está trabajando con una máquina ya configurada, asegúrese de
registrar los parámetros actuales del disco duro. Podrían no coincidir con los
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
parámetros propuestos por la utilidad de detección automática. En tal caso,
sólo funcionarán los valores que utilizó al formatear la unidad.
También se muestra la cantidad de memoria RAM instalada. Sin embargo, en
la mayoría de los equipos modernos es el BIOS el que se encarga de esta
entrada automáticamente.
Configurar las características del BIOS
Algunas utilidades de configuración pueden referirse a esta página como la
configuración avanzada del CMOS. La página simplemente le permite
establecer las opciones seleccionables por el usuario que se encuentran en el
BIOS del equipo.
La mayor parte de las opciones de la configuración de las características del
BIOS no son decisivas para determinar si el sistema funcionará o no. Puede
establecer opciones de configuración para sucesos que tengan lugar durante el
proceso de inicio.
Una de las opciones es el orden en que se comprueban las unidades de un
sistema operativo. Aparecerán opciones como A:, C: o C:, A: o CDROPM, C:.
Una vez instalado el sistema operativo, configurar el CMOS para que
compruebe la unidad A en último lugar o para que no la compruebe evitará la
transferencia de virus del sector de inicialización desde un disquete infectado al
disco duro.
Las máquinas más recientes cuentan a menudo con una opción de advertencia
contra virus. Dicha opción hace referencia a una característica del BIOS que
intercepta cualquier software que intente escribir en el sector de inicialización
del disco duro. Mantenga habilitada esta característica, a menos que instale un
sistema operativo.
También tiene la opción de habilitar o deshabilitar tanto la caché interna como
la externa. Ambas deben habilitarse con el fin de obtener un mejor rendimiento,
aunque deshabilitar la caché puede ser una manera fácil de averiguar si una
RAM de caché defectuosa es la causa de posibles errores en el sistema.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
Puede habilitar una característica llamada sombra de ROM para la ROM de
vídeo y de sistema. Verá igualmente opciones para todos los adaptadores
instalados en el sistema que tengan ROM incorporada. La sombra de ROM
copia el contenido de la ROM, que es relativamente lenta, a la RAM, más
rápida, aumentando así la velocidad del sistema. Habilitar la característica de
"sombra" para la ROM de video y de sistema probablemente acelerará el
sistema. No debe habilitar la característica de sombra de ROM del adaptador, a
menos que tenga un adaptador con ROM incorporada en la dirección específica
mostrada.
La opción Fast Gate A20 controla la línea de dirección A20 utilizada para tener
acceso a la memoria situada por encima de un megabyte. Esta opción debe
estar habilitada casi siempre.
Instalación de las funciones de Chipset
La ventana Chipset Features Setup le permite establecer las opciones para
configurar las características del conjunto de chips que controlan el rendimiento
de la máquina. Una vez más, antes de cambiar cualquier cosa, asegúrese de
anotar todos los parámetros actuales.
Si su equipo tiene una placa base socket 7 y no es un diseño propio, hay
grandes
posibilidades
de
que
la
placa
base
sea
compatible
con
microprocesadores de distintos fabricantes. La placa base debe ser compatible
con las distintas velocidades de microprocesadores de todas estas marcas. La
cantidad de caché interna de dichos microprocesadores también es variable, lo
cual repercutirá en el tiempo de envío de los datos al bus.
La placa base será compatible probablemente tanto con la configuración de la
memoria dinámica de acceso aleatorio (DRAM) como con la de la memoria
dinámica sincrónica de acceso aleatorio (SDRAM). La DRAM puede ser con
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
paridad, sin paridad o EDO (salida de datos mejorada). También puede haber
una disposición para optimizar el uso de memoria de velocidades distintas.
Su placa base puede contener también una ranura de vídeo de puerto de
gráficos acelerados (AGP) con las características del conjunto de chips
necesarias para ser compatible con diferentes controladores de vídeo AGP.
Considerando la gama de hardware que una placa base puede admitir, es
sorprendente lo fácil que puede ser configurar una.
Autoconfiguración
Si la opción Autoconfigure está habilitada, algunas de las opciones de la
pantalla Chipset Features Setup se ajustarán automáticamente. Probablemente
sea conveniente dejar esta característica habilitada, a menos que el software
sea capaz de medir las ganancias o pérdidas de rendimiento (y que tenga
tiempo para comprobar el mayor número posible de combinaciones de
parámetros de configuración). Deje los elementos restantes de esta página con
su configuración predeterminada, a menos que sólo quiera hacer experimentos.
Como es de suponer, al cambiar ciertos parámetros disminuye el rendimiento
de su máquina. Por otra parte, modificando otros aumentará el rendimiento
hasta alcanzar un punto en que, al ir demasiado rápido, el sistema empiece a
bloquearse o producir errores.
Instalación de Power Management
Si su equipo se declara "ecológico", probablemente tendrá una pantalla en la
que se puedan ajustar las características de administración de energía. El
primer elemento generalmente le ofrece la posibilidad de habilitar o deshabilitar
los parámetros de ahorro de energía predeterminados o configurables por el
usuario. Dichos parámetros consisten, en general, en cuándo y cómo el
monitor, la CPU y las unidades de disco duro entran en modo de reducción de
consumo de energía y, más concretamente, qué operaciones harán que
vuelvan a activarse.
Es realmente difícil estropear algo aquí. Lo peor que podría hacer es cambiar
una configuración que no le gustara y tener que volver a configurar.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
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Plug and Play/PCI Configuration
En la pantalla Plug and Play/PCI (Peripheral Component Interconnect)
Configuration se establecen las reglas básicas que deben seguir los
dispositivos de bus PCI y Plug-and-Play. Puede decir a esos dispositivos qué
recursos del sistema estarán disponibles y en qué orden. Del mismo modo,
también puede indicar al BIOS si el sistema operativo es compatible o no con
Plug-and-Play.
Estas características no mejorarán ni reducirán el rendimiento de la máquina.
Probablemente
habrá
una
opción
para
configurar
estos
parámetros
automáticamente. Inténtelo con la opción de configuración automática y, si todo
funciona correctamente, conserve esos parámetros porque serán los
adecuados para la configuración actual. La única razón de cambiarlos sería en
el caso de que tuviera problemas posteriormente, al intentar agregar un
dispositivo adicional. En ese caso, quizá necesite volver a esta pantalla.
Si elige controlar manualmente los recursos asignados al bus PCI, puede
seleccionar individualmente la solicitud de interrupción (IRQ) disponible para el
bus PCI o se asignará a un dispositivo de arquitectura estándar industrial (ISA)
heredada. Ello requerirá algún trabajo adicional por su parte, ya que tendrá que
registrar la configuración IRQ para cualquier dispositivo ISA instalado en el
sistema y reservarlo para uso de ese dispositivo concreto.
Algunos equipos tienen una característica ampliada en la página de
configuración PCI del CMOS que es válida no sólo con las opciones
anteriormente mencionadas. Es mejor dejar la configuración con sus valores
predeterminados si, en principio, todo funciona correctamente.
Load Setup Defaults
La opción Load Setup Defaults es una especie de parámetros globales de
configuración automática. Puede que algunos de los elementos no se
configuren con sus valores más eficaces, pero lo más probable es que ofrezcan
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
una configuración confiable que le permitirá ajustar los diferentes parámetros,
uno a uno.
Integrated Peripherals
La sección Integrated Peripherals se ocupa de los dispositivos integrados en la
placa base. Dicha integración es la pauta habitual en los equipos modernos,
pero las máquinas más antiguas tienen la mayoría de los dispositivos de E/S en
tarjetas controladoras independientes.
Si abre su equipo Pentium, debe ver en la placa base los puntos de conexión
con los cables que llevan a los puertos serie; también debe ver un puerto
paralelo, un puerto para mouse PS/2, unidades de electrónicas de dispositivos
integradas (IDE), disquetes, un puerto de infrarrojos y un puerto USB. Todos
ellos tienen los controladores integrados en la placa base del equipo.
Como los controladores de esos dispositivos están integrados en el conjunto de
chips de la placa base, puede configurarlos mediante el programa de
configuración del CMOS. Puede que algunos elementos sólo tengan la opción
de habilitar o deshabilitar. En el caso del controlador IDE, al habilitarlo puede
encontrarse con opciones de configuración para cada unidad IDE. En general,
funcionará si selecciona Auto.
En el caso de los puertos en serie y paralelo, puede seleccionar las IRQ y las
direcciones para esos puertos. Puede configurar cada puerto como Com 1, 2, 3
ó 4. Además, también puede configurar el modo de puerto paralelo como
puerto paralelo avanzado (EPP), proceso paralelo escalable (PSS) o puerto con
capacidades mejoradas (ECP). Esta configuración es conveniente si tiene
intención de conectar al puerto un cable y un dispositivo compatibles con
IEEE-1284.
¿Desea guardar los cambios?
Cualquier cambio realizado se escribirá en el CMOS sólo si elige la opción Save
Changes And Exit al terminar. Si no desea guardar ningún cambio, elija Exit
Without Saving. (Esta es una vía de escape bastante útil si cree que ha podido
cambiar un parámetro accidentalmente y no recuerda su valor inicial.)
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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4.4.7 PILA
La pila permite suministrar la energía necesaria al Chip CMOS para que el
BIOS se mantenga actualizado con los datos configurados. Sin ella, cada vez
que encendiéramos tendríamos que introducir las características del disco duro,
del Chipset, la fecha y la hora, entre otros. Esta pila puede durar entre 2 a 5
años y tiene voltaje de 3.5 V y es muy similar a las del reloj solo que un poco
más grande. La forma de conectarse es muy fácil, ya que las mayorías de las
tarjetas madre incorporan un pequeño conector para ella en donde ajusta a
presión
4.4.8 RANURAS DE EXPANSION
Todas las placas que contiene el ordenador están montadas sobre su
correspondiente ranura, aunque se denominan propiamente de extensión las
sobrantes. Es decir, un ordenador llevará una ranura AGP porque es necesaria
para la tarjeta gráfica, pero no conozco ninguno que lleve dos, luego no sería
en sí misma una ranura de expansión, no expande nada, sólo que es
necesaria. Es la diferencia, quizás ligeramente sutil, entre slot o ranura (el
significado es idéntico) y la de expansión.
Entre estas, y en las placas que habitualmente se utilizan en estos momentos,
se dejan sobrantes ranuras del tipo PCI e ISA, a pesar de que las tarjetas ISA
(Industry Standard Architecture) fueron un complemento de las AT de 8 bits que
dejaron de fabricarse hace años, y entraron en funcionamientos las ISA de 16,
aunque cada vez son menos los periféricos que las utilizan, y más las placas
base que no las incorporan. A pesar de ello, no se extinguen, incluso se
modificaron pues las antiguas había que configurarlas "a mano" a través de
puentes, mientras que las actuales son Plug&Play. Las PCI (Peripheral
Component Interconnect), por contra, es el estándar, y aunque originariamente
llevan un bus de 32 bits también se especificó y se incluyen las de 62 bits,
aunque es normal que exista compatibilidad entre ambas.
En cualquier caso estamos hablando de los más utilizado, que son las placas
base PCI, y en ellas los programas de la BIOS (los de configuración del
ordenador) tienen un apartado concreto de configuración de las PCI y
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Plug&Play, necesario a pesar de que una tarjeta PCI incorporada a una ranura
de este tipo es automáticamente localizada sin necesidad de más
complicaciones, pero aparte de ser detectadas, las hay que es necesario que
sean configuradas, como pueden ser las de red
4.4.9 TARJETAS
TARJETAS ACELERADORAS
En informática, una placa de circuito impreso que amplía las capacidades del
microprocesador principal de un equipo o lo sustituye por otro más rápido. La
tarjeta aceleradora permite al usuario ampliar un sistema dotándolo de un
microprocesador más rápido sin necesidad de sustituir las tarjetas, unidades,
teclado o caja. Esto reduce sustancialmente el precio total del sistema. En la
actualidad está muy extendido el uso de tarjetas aceleradoras gráficas, muy
apropiadas para el uso con entornos gráficos ya que liberan de trabajo al
microprocesador al realizar funciones gráficas específicas en tiempo real.
TARJETAS DE EXPANSION
Tarjeta de expansión, en informática, tarjeta de circuitos integrados conectable
al bus (trayectoria principal de transferencia de datos) de una computadora a
través de los zócalos de expansión. Las tarjetas de expansión típicas sirven
para añadir memoria, controladoras de unidad de disco, controladoras de
vídeo, puertos serie o paralelo y dispositivos de módem internos. Por lo
general, se suelen utilizar indistintamente los términos placa y tarjeta para
referirse a todas las tarjetas de expansión.
TARJETAS DE VIDEO
Con estas tarjetas de interfase, se efectúa la comunicación entre la tarjeta
principal y el monitor. Externamente, la tarjeta de video posee el respectivo
conector para el monitor que se desea instalar. Existen varias clases de tarjetas
de video, dependiendo especialmente del tipo de monitor que se vaya a utilizar.
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Así entonces, podemos tener una tarjeta de video para monitor VGA o una
tarjeta de video para monitor CGA, etc.
La función principal de esta tarjeta es la conversión de los datos digitales
destinados al monitor, en varia señales que contienen la información de cada
uno de los tres colores primarios que se llevarán hasta el. Con la combinación
de estos colores y una buena tarjeta, se pueden mostrar hasta 16 millones de
colores diferentes en la pantalla de video.
HISTORIA DE LAS TARJETAS DE VIDEO
En el principio, los ordenadores eran ciegos; todas las entradas y salidas de
datos se realizaban mediante tarjetas de datos perforadas, o mediante el
teclado y primitivas impresoras. Un buen día, alguien pensó que era mucho
más cómodo acoplar una especie de televisor al ordenador para observar la
evolución del proceso y los datos, y surgieron los monitores, que debían recibir
su información de cierto hardware especializado: la tarjeta de vídeo.
MDA
En los primeros ordenadores, los gráficos brillaban... por su ausencia. Las
primeras
tarjetas
de
vídeo
presentaban
sólo
texto
monocromo,
generalmente en un agradable tono ámbar o verde fosforito que dejaba los
ojos hechos polvo en cuestión de minutos. De ahí que se las denominase
MDA, Monochrome Display Adapter.
CGA
Luego, con la llegada de los primeros PCs, surgió una tarjeta de vídeo
capaz de presentar gráficos: la CGA (Computer Graphics Array, dispositivo
gráfico para ordenadores). Tan apasionante invento era capaz de presentar
gráficos de varias maneras:
Resolución de 320X200 a 4 colores
Resolución de 640X200 a 2 colores (Monocromo)
HERCULES
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Se trataba ésta de una tarjeta gráfica de corte profundamente
profesional. Su ventaja, poder trabajar con gráficos a 720x348 puntos de
resolución, algo alucinante para la época; su desventaja, que no ofrecía
color.
EGA
Otro inventito exitoso de IBM. Una tarjeta capaz de:
Tener Resolución de 320X200 y 16 colores.
Resolución de 640X200 y 16 colores.
Resolución de 640X350 y 16 colores.
VGA
El estándar, la pantalla de uso obligado desde hace ya 10 años. Tiene
multitud de modos de vídeo posibles, aunque el más común es el de
640x480 puntos con 256 colores, conocido generalmente como "VGA
estándar" o "resolución VGA".
SVGA, XGA y superiores
El éxito del VGA llevó a numerosas empresas a crear sus propias
ampliaciones del mismo, siempre centrándose en aumentar la resolución
y/o el número de colores disponibles. Entre ellos estaban:
SVGA800x600 y 256 colores XGA1024x768 y 65.536 colores IBM
8514/A1024x768 y 256 colores (no admite 800x600)De cualquier
manera, la frontera entre unos estándares y otros es sumamente
confusa, puesto que la mayoría de las tarjetas son compatibles con más
de un estándar, o con algunos de sus modos. Además, algunas tarjetas
ofrecen modos adicionales al añadir más memoria de vídeo.
TARJETAS GRÁFICAS
Las tarjetas gráficas, o de vídeo, son los componentes encargados de crear
y manejar las imágenes que vemos en nuestro monitor. Con la utilización
masiva de imágenes digitales, estas tarjetas han aumentado su importancia,
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
255
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ya que gran parte de la comodidad y de la eficacia que obtengamos en el
uso de un ordenador depende de ellas.
Todas las tarjetas actuales se conectan al bus PCI, las más antiguas, o al
AGP. Recordemos que del bus AGP (Accelerated Graphic Port) podemos
encontrar las versiones 2x y 4x. Claro está que el AGP es bastante mejor
porque permite el acceso a la memoria RAM y además hay muchos más
modelos.
TARJETAS DE ACOPLE
Es una tarjeta con circuito impresos que se añade a la computadora para
proveeré la de capacidades adicionales. Los adaptadores o tarjetas de
acople más común incluyen tarjetas de video, tarjetas de red, tarjetas de
MULTI I/O (input/output), etc.
TARJETAS DE FAX MODEM
Cuando el fax módem es interno la forma de conexión entre este y la
tarjeta principal, se hace a través de los slots o ranuras de expansión.
Esta tarjeta, posee los conectores externos que sirven como entrada de
la línea telefónica y del aparato de teléfono.
TARJETAS DE SONIDO
Es una tarjeta, que convierte la información de sonido digital, que se
envía desde la tarjeta principal, en señales de audio que pueden ser
escuchadas por el oído humano.
Estas tarjetas podían manejar una señal de audio digital de hasta 8 bits,
con una frecuencia de muestreo que en raras ocasiones excedías los 22
KHz.
Sin
embargo,
aún
esa
resolución
tan
regular
resultaba
extraordinaria comparada con los primeros sonidos tipo sep del alta voz
incluido como 1única fuente de sonido en las primeras computadoras
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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TARJETAS DE INTERFAZ
Son tarjetas con circuitos electrónicos diseñadas para ser insertadas en
los slots o ranuras de expansión de la tarjeta principal de las
computadoras. Con estas tarjetas, figura 1.61, podemos entablar
comunicación entre la tarjeta principal y una serie de dispositivitos
internos y externos que le sirven para la ejecución de diferentes tareas
propias de un sistema de cómputo.
Entre estas tareas están el manejo del video para el monitor o pantalla,
el almacenamiento o lectura de información en dispositivos externos
como unidades de cinta, CD-ROM y otros, la conversión de sonidos
digital en sonido análogo, la conversión de datos digitales en una señal
telefónica, etc.
TARJETAS MULTI I/O
Es una tarjeta, que posee varios conectores destinados a las entrada y a
las salidas de datos de distintos
dispositivos y periféricos de la
computadora.
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U.T.E.Q
También recibe el nombre de tarjeta controladora y en ella encontramos
los puertos seriales, los puertos paralelos, la conexión para los discos
duros y las unidades de disco flexible, entre otros. Entre los conectores
externos que tiene esta tarjeta, podemos mencionar el serial COM1
conector macho DB 25 ( 25 Pines) y el puerto paralelo con un conector
macho DB 25 ( 25 Pines ) destinado a la impresora. En las nuevas
tarjetas principales, la tarjeta multi I/O no es necesaria, ya que los
servicios que esta prestaría, ya viene incluidos dentro de la circuitería de
dicha tarjeta principal.
4.4.10
DE MEMORIA
BANCOS
Generalmente, la memoria en una computadora está diseñada y dispuesta en
bancos de memoria. Un banco de memoria es un grupo de sockets o módulos
que forman una unidad lógica. Por lo tanto, los sockets de
memoria que están dispuestos físicamente en filas pueden
ser parte de un banco o pueden dividirse en diferentes
bancos. La mayoría de los sistemas computacionales tienen
dos o más bancos de memoria, generalmente se llama
banco A, banco B, y así sucesivamente. Y cada sistema tiene reglas o
convenciones de la forma en que se deben llenar los bancos de memoria. Por
ejemplo, algunos sistemas computacionales requieren que todos los sockets en
un banco se llenen con el mismo módulo de capacidad. Algunas computadoras
requieren que el primer banco aloje los módulos de capacidad más altos. Si no
se siguen las reglas de configuración, la computadora no encenderá y no
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reconocerá toda la memoria en el sistema. Con frecuencia puede encontrar las
reglas de configuración de memoria específicas para su sistema de
computadora en el manual del sistema de la computadora. También puede
utilizar lo que se llama el configurador de memoria. La mayoría de los
fabricantes de memoria de terceras partes ofrecen configuradores de memoria
gratis disponibles en forma impresa o que se accesan en forma electrónica a
través de la Web. Los configuradores de memoria le permiten buscar la
computadora y encontrar los números de partes y las reglas de configuración
de memoria especiales que aplican a su sistema.
4.4.11 MEMORIAS
MEMORIA RAM
Concepto
RAM (Random Access Memory): memoria de acceso aleatorio, volátil
TIPOS DE MEMORIA RAM
DRAM (Dynamic RAM)
VRAM (Vídeo RAM)
SRAM (Static RAM)
FPM (Fast Page Mode)
EDO (Extended Data Output)
BEDO (Burst EDO)
SDRAM (Synchronous DRAM)
DDR SDRAM ó SDRAM II (Double Data Rate SDRAM)
PB SRAM (Pipeline Burst SRAM)
RAMBUS
ENCAPSULADOS
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SIMM (Single In line Memory Module)
DIMM (Dual In line Memory Module)
DIP (Dual In line Package)
Memoria Caché ó RAM Caché
RAM Disk
MEMORIA RAM
MEMORIAS RAM
FPM RAM (SIMM FPM RAM)
FPM RAM (DIMM FPM RAM)
EDO RAM(SIMM EDO)
SDRAM (DIMM SDRAM PC 66)
SDRAM (DIMM SDRAM PC 100)
SDRAM (DIMM SDRAM PC 133)
DDR SDRAM (DIMM DDR SDRAM PC 1600)
DDR SDRAM (DIMM DDR SDRAM PC 2100)
SGRAM
DRAM (SIMM)
DRAM (DIMM)
VELOCIDAD
70,60,50 NS
70,60,50 NS
20 a 50 MHZ
66 MHZ
100 MHZ
133 MHZ
200 MHZ
266 MHZ
266 MHZ
80 o 70 NS
80 o 70 NS
CAPACIDAD DE
MANEJO DE DATOS
32 BITS
64 BITS
32 BITS
64 BITS
64 BITS
64 BITS
64 BITS
64 BITS
64 BITS
16 o 32 BITS
64 BITS
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CAPACIDAD DE
ALMACENAMIENTO
128 MB
128 MB
128 MB
256 MB
256 MB
256 MB
256 MB
256 MB
256 MB
PINES
30 o 72 PINES
168 PINES
72 PINES
168 PINES
168 PINES
168 PINES
184 PINES
184 PINES
30 o 72 PINES
168 PINES
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MEMORIAS RAM
VELOCIDAD
DDR SDRAM PC 133
DDR SDRAM PC 200
DDR SDRAM PC 266
DRDRAM
RDRAM (RAMBUS PC 600)
RDRAM (RAMBUS PC 700)
RDRAM (RAMBUS PC 800)
RDRAM(DIRECT RAMBUS RAM)
MDRAM (MULTIBANK RAM)
133 MHZ
200 MHZ
266 MHZ
800 MHZ
300 MHZ
356 MHZ
400 MHZ
533 MHZ
ESDRAM
SLDRAM (SYSNCLINK DRAM)
133 MHZ o 150 MHZ (MODO DOBLE)
400,800 MHZ HASTA 1,6 GHZ, 3,2 GHZ
(MODO DOBLE)
CAPACIDAD DE
TRANSFERENCIA
1,06 GB/S
1,6 GB/S
2,1 GB/S
1,06 GB/S
1,2 GB/S
1,4 GB/S
1,6 GB/S
1,6 GB/S
1 GIGA/S
1,6 GB/S HASTA 3,2 GB/S
800 MB/S HASTA 4 GB/S
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CONCEPTO
RAM: Siglas de Random Access Memory, un tipo de memoria a la que se
puede acceder de forma aleatoria; esto es, se puede acceder a cualquier byte
de la memoria sin pasar por los bytes precedentes. RAM es el tipo más común
de memoria en las computadoras y en otros dispositivos, tales como las
impresoras.
Hay dos tipos básicos de RAM:
DRAM (Dynamic RAM), RAM dinámica
SRAM (Static RAM), RAM estática
Los dos tipos difieren en la tecnología que usan para almacenar los datos. La
RAM dinámica necesita ser refrescada cientos de veces por segundo, mientras
que la RAM estática no necesita ser refrescada tan frecuentemente, lo que la
hace más rápida, pero también más cara que la RAM dinámica. Ambos tipos
son volátiles, lo que significa que pueden perder su contenido cuando se
desconecta la alimentación.
En el lenguaje común, el término RAM es sinónimo de memoria principal, la
memoria disponible para programas. En contraste, ROM (Read Only Memory)
se refiere a la memoria especial generalmente usada para almacenar
programas que realizan tareas de arranque de la máquina y de diagnósticos. La
mayoría de los computadores personales tienen una pequeña cantidad de
ROM (algunos Kbytes). De hecho, ambos tipos de memoria (ROM y RAM)
permiten acceso aleatorio. Sin embargo, para ser precisos, hay que referirse a
la memoria RAM como memoria de lectura y escritura, y a la memoria ROM
como memoria de solo lectura.
Se habla de RAM como memoria volátil, mientras que ROM es memoria
no-volátil.
La mayoría de los computadores personales contienen una pequeña cantidad
de ROM que almacena programas críticos tales como aquellos que permiten
arrancar la máquina (BIOS CMOS). Además, las ROMs son usadas de forma
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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generalizada en calculadoras y dispositivos periféricos tales como impresoras
láser, cuyas 'fonts' están almacenadas en ROMs.
Tipos de memoria RAM
VRAM:
Siglas de Vídeo RAM, una memoria de propósito especial usada por los
adaptadores de vídeo. A diferencia de la convencional memoria RAM, la VRAM
puede ser accedida por dos diferentes dispositivos de forma simultánea. Esto
permite que un monitor pueda acceder a la VRAM para las actualizaciones de
la pantalla al mismo tiempo que un procesador gráfico suministra nuevos datos.
VRAM permite mejores rendimientos gráficos aunque es más cara que la una
RAM normal.
SIMM:
Siglas de Single In line Memory Module, un tipo de
encapsulado consistente en una pequeña placa de
circuito impreso que almacena chips de memoria, y que
se inserta en un zócalo SIMM en la placa madre o en la
placa de memoria. Los SIMMs son más fáciles de
instalar que los antiguos chips de memoria individuales,
y a diferencia de ellos son medidos en bytes en lugar de bits.
El primer formato que se hizo popular en los computadores personales tenía
3.5" de largo y usaba un conector de 32 pines. Un formato más largo de 4.25",
que usa 72 contactos y puede almacenar hasta 64 megabytes de RAM es
actualmente el más frecuente.
Un PC usa tanto memoria de nueve bits (ocho bits y un bit de paridad, en 9
chips de memoria RAM dinámica) como memoria de ocho bits sin paridad. En
el primer caso los ocho primeros son para datos y el noveno es para el chequeo
de paridad.
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DIMM :
Siglas de Dual In line Memory Module, un tipo de
encapsulado, consistente en una pequeña placa
de circuito impreso que almacena chips de
memoria, que se inserta en un zócalo DIMM en la
placa madre y usa generalmente un conector de
168 contactos.
DIP: Siglas de Dual In line Package, un tipo de encapsulado consistente en
almacenar un chip de memoria en una caja rectangular con
dos filas de pines de conexión en cada lado.
RAM Disk:
Se refiere a la RAM que ha sido configurada
para simular un disco duro. Se puede acceder
a los ficheros de un RAM disk de la misma
forma en la que se acceden a los de un disco
duro.
Sin
embargo,
los
RAM
disk
son
aproximadamente miles de veces más rápidos
que los discos duros, y son particularmente
útiles para aplicaciones que precisan de frecuentes accesos a disco.
Dado que están constituidos por RAM normal. los RAM disk pierden su
contenido una vez que la computadora es apagada. Para usar los RAM Disk se
precisa copiar los ficheros desde un disco duro real al inicio de la sesión y
copiarlos de nuevo al disco duro antes de apagar la máquina. Observe que en
el caso de fallo de alimentación eléctrica, se perderán los datos que hubiera en
el RAM disk. El sistema operativo DOS permite convertir la memoria extendida
en un RAM Disk por medio del comando VDISK, siglas de Virtual DISK, otro
nombre de los RAM Disks.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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U.T.E.Q
Memoria Caché ó RAM Caché:
Un caché es un sistema especial de almacenamiento de alta
velocidad. Puede ser tanto un área reservada de la memoria
principal como un dispositivo de almacenamiento de alta
velocidad independiente. Hay dos tipos de caché frecuentemente usados en las
computadoras personales: memoria caché y caché de disco. Una memoria
caché, llamada también a veces almacenamiento caché ó RAM caché, es una
parte de memoria RAM estática de alta velocidad (SRAM) más que la lenta y
barata RAM dinámica (DRAM) usada como memoria principal. La memoria
caché es efectiva dado que los programas acceden una y otra vez a los mismos
datos o instrucciones. Guardando esta información en SRAM, la computadora
evita acceder a la lenta DRAM.
Cuando un dato es encontrado en el caché, se dice que se ha producido un
impacto (hit), siendo un caché juzgado por su tasa de impactos (hit rate). Los
sistemas de memoria caché usan una tecnología conocida por caché inteligente
en el cual el sistema puede reconocer cierto tipo de datos usados
frecuentemente. Las estrategias para determinar qué información debe de ser
puesta en el caché constituyen uno de los problemas más interesantes en la
ciencia de las computadoras. Algunas memorias caché están construidas en la
arquitectura de los microprocesadores. Por ejemplo, el procesador Pentium II
tiene una caché L2 de 512 Kbytes.
El caché de disco trabaja sobre los mismos principios que la memoria caché,
pero en lugar de usar SRAM de alta velocidad, usa la convencional memoria
principal. Los datos más recientes del disco duro a los que se ha accedido (así
como los sectores adyacentes) se almacenan en un buffer de memoria.
Cuando el programa necesita acceder a datos del disco, lo primero que
comprueba es la caché del disco para ver si los datos ya están ahí. La caché de
disco puede mejorar drásticamente el rendimiento de las aplicaciones, dado
que acceder a un byte de datos en RAM puede ser miles de veces más rápido
que acceder a un byte del disco duro.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
SRAM
Siglas de Static Random Access Memory, es
un tipo de memoria que es más rápida y fiable
que la más común DRAM (Dynamic RAM). El
término estática viene derivado del hecho que
necesita ser refrescada menos veces que la
RAM dinámica.
Los chips de RAM estática tienen tiempos de acceso del orden de 10 a 30
nanosegundos, mientras que las RAM dinámicas están por encima de 30, y las
memorias bipolares y ECL se encuentran por debajo de 10 nanosegundos.
Un bit de RAM estática se construye con un --- como circuito flip-flop que
permite que la corriente fluya de un lado a otro basándose en cual de los dos
transistores es activado. Las RAM estáticas no precisan de circuiteria de
refresco como sucede con las RAMs dinámicas, pero precisan más espacio y
usan mas energía. La SRAM, debido a su alta velocidad, es usada como
memoria caché.
DRAM
Siglas de Dynamic RAM, un tipo de memoria de gran
capacidad
pero
que
precisa
ser
constantemente
refrescada (re-energizada) o perdería su contenido.
Generalmente usa un transistor y un condensador para
representar un bit Los condensadores debe de ser energizados cientos de
veces por segundo para mantener las cargas. A diferencia de los chips
firmware (ROMs, PROMs, etc.) las dos principales variaciones de RAM
(dinámica y estática) pierden su contenido cuando se desconectan de la
alimentación. Contrasta con la RAM estática.
Algunas veces en los anuncios de memorias, la RAM dinámica se indica
erróneamente como un tipo de encapsulado; por ejemplo "se venden DRAMs,
SIMMs y SIPs", cuando debería decirse "DIPs, SIMMs y SIPs" los tres tipos de
encapsulado típicos para almacenar chips de RAM dinámica.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
También algunas veces el término RAM (Random Access Memory) es utilizado
para referirse a la DRAM y distinguirla de la RAM estática (SRAM) que es más
rápida y más estable que la RAM dinámica, pero que requiere más energía y es
más cara
SDRAM
Siglas de Synchronous DRAM, DRAM síncrona, un tipo de
memoria RAM dinámica que es casi un 20% más rápida que
la RAM EDO. SDRAM entrelaza dos o más matrices de
memoria interna de tal forma que mientras que se está
accediendo a una matriz, la siguiente se está preparando para el acceso.
SDRAM-II es tecnología SDRAM más rápida esperada para 1998. También
conocido como DDR DRAM o DDR SDRAM (Double Data Rate DRAM o
SDRAM), permite leer y escribir datos a dos veces la velocidad bús.
FPM
Siglas de Fast Page Mode, memoria en modo paginado,
el diseño más común de chips de RAM dinámica. El
acceso a los bits de memoria se realiza por medio de
coordenadas, fila y columna. Antes del modo paginado,
era leído pulsando la fila y la columna de las líneas
seleccionadas. Con el modo pagina,
la
fila
se
selecciona solo una vez para todas las columnas (bits)
dentro de la fila, dando como resultado un rápido acceso. La memoria en modo
paginado también es llamada memoria de modo Fast Page o memoria FPM,
FPM RAM, FPM DRAM. El término "fast" fue añadido cuando los más nuevos
chips empezaron a correr a 100 nanosegundos e incluso más.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
267
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
EDO
Siglas de Extended Data Output, un tipo de chip
de RAM dinámica que mejora el rendimiento del
modo de memoria Fast Page alrededor de un
10%. Al ser un subconjunto de Fast Page, puede
ser substituida por chips de modo Fast Page.
Sin embargo, si el controlador de memoria no está diseñado para los más
rápidos chips EDO, el rendimiento será el mismo que en el modo Fast Page.
EDO elimina los estados de espera manteniendo activo el buffer de salida
hasta que comienza el próximo ciclo.
BEDO (Burst EDO) es un tipo más rápido de EDO que mejora la velocidad
usando un contador de dirección para las siguientes direcciones y un estado
'pipeline' que solapa las operaciones.
PB SRAM
Siglas de Pipeline Burst SRAM. Se llama 'pipeline' a una categoría de técnicas
que proporcionan un proceso simultáneo, o en paralelo dentro de la
computadora, y se refiere a las operaciones de solapamiento moviendo datos o
instrucciones en una 'tubería' conceptual con todas las fases del 'pipe'
procesando simultáneamente. Por ejemplo, mientras una instrucción se está
ejecutando, la computadora está decodificando la siguiente instrucción. En
procesadores vectoriales, pueden procesarse simultáneamente varios pasos de
operaciones de coma flotante
La PB SRAM trabaja de esta forma y se mueve en velocidades de entre 4 y 8
nanosegundos.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
ROM
Es memoria no volátil de solo lectura. Igualmente,
también hay dos características a destacar en esta
definición. La memoria ROM es memoria no volátil: Los
programas almacenados en ROM no se pierden al
apagar el ordenador, sino que se mantienen impresos
en los chips ROM durante toda su existencia además la memoria ROM es,
como su nombre indica, memoria de solo lectura; es decir los programas
almacenados en los chips ROM son inmodificables. El usuario puede leer ( y
ejecutar ) los programas de la memoria ROM, pero nunca puede escribir en la
memoria ROM otros programas de los ya existentes.
La memoria ROM es ideal para almacenar las rutinas básicas a nivel de
hardware, por ejemplo, el programa de inicialización de arranque el ordenador y
realiza el chequeo de la memoria y los dispositivos.
La memoria ROM suele estar ya integrada en el ordenador y en varios
periféricos que se instalan ya en el ordenador. Por ejemplo, en la placa madre
del ordenador se encuentran los chips de la ROM BIOS, que es el conjunto de
rutinas mas importantes para comunicarse con los dispositivos. O, también, las
tarjetas de vídeo, las tarjetas controladoras de discos y las tarjetas de red
tienen un chip de ROM con rutinas especiales para gestionar dichos periféricos.
Memoria PROM Y EPROM
Una alternativa son los chips de memoria de solo lectura
programables,
o
PROM
(Programmable
Read-Only
Memory). Este tipo de circuitos consiste en una matriz de
elementos
que
actúan
como
fusibles.
Normalmente
conducen la electricidad. Sin embargo, al igual que los
fusibles, estos elementos pueden fundirse, lo que detiene el flujo de la
corriente.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
269
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Los chips PROM están fabricados y desarrollados con todos sus fusibles
intactos. Se emplea una máquina especial llamada programador de PROM o
quemador de PROM, para fundir los fusibles uno por uno según las
necesidades del software que se va a codificar en el chip.
Este proceso se conoce normalmente como el “ quemado “
de la PROM.
Como la mayoría de los incendios, los efectos de quemar la
PROM son permanentes. El chip no puede modificar, ni
actualizar,
ni
revisar
el
programa
que
lleva
dentro.
Definitivamente, las PROM no están pensadas para la gente que cambia
rápidamente de ideas, ni para la industria de cambios rápidos.
Por fortuna, la tecnología nos ha traído otra alternativa: los chips de memoria
programables
Programmable
y
borrables
Read-Only
de
solo
Memory).
lectura,
Las
las
EPROM
EPROM.
son
(Erasable
internamente
semiconductores auto-reparables porque los datos de su interior pueden
borrarse y el chip puede ser reutilizado por otros datos o programas.
Las EPROM son fáciles de distinguir de los otros chips porque tienen una
pequeña ventana transparente en el centro de la cápsula. Invariablemente, esta
ventana esta cubierta con una etiqueta de cualquier clase, y con una buena
razón: el chips se puede borrar por la luz ultravioleta de alta intensidad que
entra por la ventana.
Si la luz del sol llega directamente al chip a través de una ventana, el chip
podría borrarse sin que nadie se diera cuenta. A causa de su versatilidad con la
memoria permanente, y por su facilidad de reprogramación, basta borrarla con
luz y programarla de nuevo, las EPROM se encuentran en el interior de muchos
ordenadores.
EEPROM
La
Memoria
de
Solo
Lectura
Programable
Borrable
Eléctricamente (Electrically Erased Programmable Read Only
Memory) se utiliza para almacenar ficheros de datos,
aplicaciones, etc. (8Kbytes- 128Kbytes). La EEPROM es una
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
270
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
memoria no volátil, conserva su contenido una vez que se ha apagado la
alimentación
Memoria Flash o Flash RAM
Aunque contamos con los CDs que son la mejor opción
para algunos usuarios, pero el inconveniente es que son
frágiles y no son realmente pequeños y prácticos. Hay
dispositivos portátiles que utilizan este tipo de memoria
portátil como por ejemplo los reproductores MP3 de
bolsillo, cámaras digitales o los palm pilots.
La flash Ram es un tipo de almacenamiento portátil y esta constituida por chips
en estado sólido sin partes móviles, que tienen la propiedad de conservar los
datos cuando se les quita la fuente de alimentación, ósea cuando se apaga el
dispositivo que la usa. La gran ventaja de la memoria Flash RAM es muy
pequeña y práctica, tiene una resistencia a daños muy buena y una gran
compatibilidad con equipos portátiles.
MEMORIA VIRTUAL
Memoria virtual = soporte del conjunto de las informaciones potencialmente
accesibles.
Conjunto de lugares de los cuales la dirección puede ser generada por el
procesador.
Memoria física = conjunto de lugares RAM físicamente presentes en la
computadora.
POR QUE UNA MEMORIA VIRTUAL?
Memoria física costosa.
Memoria secundaria (discos, memoria extendida, ...) poco costosa.
Programas golosos en la memoria y que "no siempre caben" en RAM.
Utilizar la memoria secundaria "como" memoria RAM.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
271
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Esta técnica consiste en hacer creer al programa que dispone de más memoria
que la físicamente disponible en RAM. Este artificio tiene sentido porque en
ese momento (y actualmente), la memoria extendida era mayor que la
físicamente disponible en muchos sistemas, además el disco duro era estándar
en todos los equipos.
Esta RAM ficticia se conoce como memoria virtual; una simulación conocida
de antiguo en el mundo de los mainframes, que fue introducida en la
informática personal a partir del 80286.
Este procesador ya disponía de un
controlador hardware para este menester, de forma que su manejo no
significaba una gran sobrecarga para el Sistema. Su funcionamiento se basa
en que cuando una aplicación necesita más espacio y la memoria física está
agotada, el controlador de memoria virtual proporciona espacio auxiliar
utilizando un fichero de intercambio ("Swap file") situado en memoria externa
(disco duro generalmente
H2), donde se almacena la información que no
cabe en la RAM.
Nota: Hay ocasiones en que la RAM está demasiado fragmentada y el
Sistema no puede asignar suficiente espacio contiguo a una aplicación. Por
ejemplo, el caso en que Windows muestra el conocido mensajito: " No hay
suficiente memoria... debe cerrar alguna aplicación en curso... " suele
deberse a que no hay suficiente "memoria gráfica" contigua. Es decir:
memoria RAM asignada a la tarjeta de video.
Además de facilitar la apariencia de más RAM que la físicamente disponible,
este mecanismo permite que diversas aplicaciones compartan la misma
memoria física. Aunque para ello se requieran constantes maniobras de carga
y descarga ("swapping") de trozos del fichero de intercambio a memoria, por lo
que el rendimiento global del sistema se resiente si la desproporción entre el
fichero de intercambio y la RAM es muy notable [4].
Nota: En el caso de los sistemas operativos de Microsoft, la memoria
virtual fue introducida de forma más o menos perfeccionada desde la
aparición del primer Windows 3.1 en 1987. En Windows 95, el Sistema
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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comienza a funcionar directamente en modo protegido de 32 bits,
proporcionando a cualquier aplicación un espacio de memoria de hasta 4
GB. (siempre que esté disponible el adecuado espacio en disco). En este
Sistema, el fichero de intercambio puede crecer a medida de las
necesidades hasta ocupar todo el espacio disponible en disco.
MEMORIA BASE O CONVENCIONAL, ALTA Y SUPERIOR
El primer Megabyte de memoria se conoce como Memoria DOS; los primeros
640 KB como memoria convencional o memoria base. Los 384 KB restantes
(1024 - 640) son la memoria superior o "del Sistema" ("Upper memory"). Esta
zona superior contenía cosas como adaptadores y memoria de video; chips de
la ROM-BIOS; ROMs de los controladores de disco, y adaptadores de red,
aunque existían "agujeros" sin uso que podían ser aprovechados. En la figura
se muestra un mapa aproximado de la distribución de esta memoria en el
Sistema MS DOS.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Nota: Aunque para el programador toda esta memoria RAM es un único
espacio lógico, muchas de estas "cosas" están físicamente fuera de lo que
es la memoria RAM (si se abre la caja del ordenador). Por ejemplo, gran
parte de la memoria de video está físicamente en las propias placas de los
adaptadores de video.
Los programas DOS requieren la existencia de una zona contigua de memoria
convencional (preferiblemente de 640 KB), aunque en realidad este espacio
debe ser compartido con la tabla de vectores de interrupción; área de datos de
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
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la ROM BIOS y buena parte del propio Sistema Operativo DOS. Por ejemplo,
controladores
de
CONFIG.SYS).
dispositivos
Como
(los
consecuencia
famosos
de
la
"device=..."
escasez
de
del
fichero
espacio,
se
desarrollaron técnicas para permitir que controladores de dispositivos y TSR's
se cargaran en otras zonas de memoria. Generalmente este tipo de
instrucciones
de
carga
se
sitúan
en
los
ficheros
CONFIG.SYS
y
AUTOEXEC.BAT, y aprovechan que no todo el espacio de memoria superior
es utilizado por el Sistema, de modo que existen zonas ociosas en las que
podían situarse los citados controladores.
La memoria alta Son los primeros 64 Kb de la Memoria Extendida.
MEMORIA EXPANDIDA
Muy pronto se comprobó que el Megabyte de memoria inicialmente previsto era
claramente insuficiente, por lo que se arbitraron diversos tipos de soluciones.
Los ingenieros de software, en cooperación con los de hardware, debieron
hacer verdaderos juegos malabares para tratar de suplir la cortedad de miras
de los diseñadores del PC .
Concretamente hubo dos soluciones que fueron muy utilizadas y populares en
su época. La primera, fue resultado de una iniciativa conjunta de Lotus e Intel,
que desarrollaron una variedad de la técnica de direccionamiento conocida
como conmutación de bancos, a la que llamaron EMS ("Expanded Memory
Specification"), que proporcionaba 8 MB de espacio adicional. Más tarde fue
aceptada también por Microsoft con alguna pequeña modificación, pasando a
denominarse especificación de memoria expandida LIM (Lotus, Intel
Microsoft).
Poco más tarde Quadram, Ahston-Tate y el fabricante de tarjetas de memoria
AST publicaron otra más flexible denominada EEMS ("Enhanced EMS");
además, la especificación LIM fue perfeccionada para proporcionar 32 MB
adicionales mediante una combinación hardware/software. El procedimiento
consistía en añadir al ordenador una placa adicional de memoria de
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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conmutación de bancos de hasta 32 MB, que era conducida por un "driver"
adecuado,
el
EMM
("Expanded
Memory
Manager")
cargado
por
el
CONFIG.SYS.
El truco consiste en que en un área en desuso de la memoria superior, se sitúa
una zona 64 KB, denominada marco de página, en la que existen 4 secciones
de 16 KB (ventanas) que se emplean como punteros a una página más grande
en la memoria de conmutación de bancos. Los programas podían utilizar
segmentos de datos muy grandes, ya que el gestor de memoria EMM se
encargaba de traer automáticamente a la "ventana" la zona necesaria en cada
momento.
MEMORIA EXTENDIDA
La especificación EMS de Lotus/Intel/Microsoft, permitía manejar grandes
cantidades de datos (ahora no nos parecen tan grandes), pero no resolvía el
problema de grandes cantidades de código, ya que el segmento de código no
podía manejarse de esta forma. Esto presentaba problemas no solo para
programas grandes, sino para cualquier intento de multiprogramación, cuando
varios programas deben coexistir en memoria.
Como siempre, la solución vino de la mano de otro avance tecnológico; en este
caso, la aparición del procesador Intel 80286, que en 1982 inició la era del PC
AT. Este micro permite un acceso a memoria que recuerda vagamente la
especificación EMS, pero de forma nativa, ya que los mecanismos están
incluidos en el procesador. Como la política de Intel ha sido mantener
compatibilidad con los micros anteriores, el 80286 podía trabajar en modo real,
imitando el funcionamiento del 8088, mientras que la nueva forma se denominó
modo protegido.
El modo protegido utiliza los registros de segmento como punteros a unos
nuevos registros de dirección de 24 bits denominados tablas de descripción
("descriptor tables"), que permiten acceder a un máximo de 224 (16 MBytes) de
memoria física, de forma que los registros de segmento son selectores que
marcan el inicio de una dirección de 24 bits. La memoria que se hacía
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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accesible mediante este sistema se denominó memoria extendida, para
distinguirla de la antigua EMS [3]. La posterior introducción del 80386, con
registros de 32 bits, permitió direccionar hasta 232 (4 GBytes) de memoria
externa.
Los nuevos micros incluyeron otras mejoras que permitían al Sistema Operativo
un funcionamiento más cómodo y seguro de las aplicaciones cuando operaba
en modo protegido. Los mecanismos pertinentes estaban incluidos en el
hardware o al menos este proporcionaba recursos al SO para realizarlos
cómodamente, aunque desde luego, para sacar provecho de estas mejoras el
Sistema debía estar preparado ex profeso. El DOS no podía utilizarlas, sí en
cambio los sistemas más avanzados del momento, como OS/2, Unix o
Windows. Básicamente estas mejoras se referían a dos cuestiones:
Manejo de memoria virtual
Soporte nativo para multiprogramación
4.4.12 MICROPROCESADOR
Unidad central de proceso (CPU), circuito microscópico que interpreta y
ejecuta instrucciones. La CPU se ocupa del control y el proceso de datos en las
computadoras. Generalmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un
chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes
electrónicos. El microprocesador de la CPU está formado por una unidad
aritmético-lógica que realiza cálculos y comparaciones, y toma decisiones
lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del
álgebra de Boole); por una serie de registros donde se almacena información
temporalmente, y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las
instrucciones. Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y
presentar los resultados, la CPU se comunica a través de un conjunto de
circuitos o conexiones llamado bus. El bus conecta la CPU a los dispositivos de
almacenamiento (por ejemplo, un disco duro), los dispositivos de entrada (por
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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ejemplo, un teclado o un mouse) y los dispositivos de salida (como un monitor o
una impresora).
Funcionamiento de la CPU
Cuando se ejecuta un programa, el registro de la CPU, llamado contador de
programa, lleva la cuenta de la siguiente instrucción, para garantizar que las
instrucciones se ejecuten en la secuencia adecuada. La unidad de control de la
CPU coordina y temporiza las funciones de la CPU, tras lo cual recupera la
siguiente instrucción desde la memoria. En una secuencia típica, la CPU
localiza la instrucción en el dispositivo de almacenamiento correspondiente. La
instrucción viaja por el bus desde la memoria hasta la CPU, donde se almacena
en el registro de instrucción. Entretanto, el contador de programa se incrementa
en uno para prepararse para la siguiente instrucción. A continuación, la
instrucción actual es analizada por un descodificador, que determina lo que
hará la instrucción. Cualquier dato requerido por la instrucción es recuperado
desde el dispositivo de almacenamiento correspondiente y se almacena en el
registro de datos de la CPU. A continuación, la CPU ejecuta la instrucción, y los
resultados se almacenan en otro registro o se copian en una dirección de
memoria determinada.
¿Qué es... el microprocesador?
El microprocesador, micro o “unidad central de procesamiento”, C.P.U, es un
chip que sirve como cerebro del ordenador.
En el interior de este componente electrónico existen millones de transistores
integrados.
Suelen tener forma de prisma chato, y se instalan sobre un elemento llamado
zócalo. También, en modelos antiguos solía soldarse directamente a la placa
madre.
Aparecieron algunos modelos donde se adoptó el formato de cartucho, sin
embargo no tuvo mucho éxito.
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Actualmente se dispone de un zócalo especial para alojar el microprocesador y
el sistema de enfriamiento, comúnmente se usa un ventilador.
El microprocesador está compuesto por: registros, la Unidad de control, la
Unidad aritmético-lógica, y dependiendo del procesador, una unidad en coma
flotante.
El microprocesador, o simplemente el micro, es el cerebro del ordenador. Es un
chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o
millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite
realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.
Los micros, como los llamaremos en adelante, suelen tener forma de cuadrado
o rectángulo negro, y van o bien sobre un elemento llamado zócalo (socket en
inglés) o soldados en la placa o, en el caso del Pentium II, metidos dentro de
una especie de cartucho que se conecta a la placa base (aunque el chip en sí
está soldado en el interior de dicho cartucho).
A veces al micro se le denomina "la CPU" (Central Process Unit, Unidad Central
de Proceso), aunque este término tiene cierta ambigüedad, pues también
puede referirse a toda la caja que contiene la placa base, el micro, las tarjetas y
el resto de la circuitería principal del ordenador.
La velocidad de un micro se mide en megahertzios (MHz) o gigahertzios (1 GHz
= 1.000 MHz), aunque esto es sólo una medida de la fuerza bruta del micro; un
micro simple y anticuado a 500 MHz puede ser mucho más lento que uno más
complejo y moderno (con más transistores, mejor organizado...) que vaya a
"sólo" 400 MHz. Es lo mismo que ocurre con los motores de coche: un motor
americano de los años 60 puede tener 5.000 cm3, pero no tiene nada que
hacer contra un multiválvula actual de "sólo" 2.000 cm3.
Debido a la extrema dificultad de fabricar componentes electrónicos que
funcionen a las inmensas velocidades de MHz habituales hoy en día, todos los
micros modernos tienen 2 velocidades:
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U.T.E.Q
Velocidad interna: la velocidad a la que funciona el micro internamente
(200, 333, 450... MHz).
Velocidad externa o del bus: o también "velocidad del FSB"; la
velocidad a la que se comunican el micro y la placa base, para poder
abaratar el precio de ésta. Típicamente, 33, 60, 66, 100 ó 133 MHz.
La cifra por la que se multiplica la velocidad externa o de la placa para dar la
interna o del micro es el multiplicador; por ejemplo, un Pentium III a 450 MHz
utiliza una velocidad de bus de 100 MHz y un multiplicador 4,5x.
Partes de un microprocesador
En un micro podemos diferenciar diversas partes:
el encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle
consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo por oxidación con el aire)
y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su
zócalo o a la placa base.
la memoria caché: una memoria ultrarrápida que emplea el micro para
tener a mano ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las
siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM,
reduciendo el tiempo de espera.
Todos los micros "compatibles PC" desde el 486 poseen al menos la
llamada caché interna de primer nivel o L1; es decir, la que está más
cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a él. Los micros más
modernos (Pentium III Coppermine, Athlon Thunderbird, etc.) incluyen
también en su interior otro nivel de caché, más grande aunque algo
menos rápida, la caché de segundo nivel o L2.
el coprocesador matemático: o, más correctamente, la FPU (Floating
Point Unit, Unidad de coma Flotante). Parte del micro especializada en
esa clase de cálculos matemáticos; antiguamente estaba en el exterior
del micro, en otro chip.
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el resto del micro: el cual tiene varias partes (unidad de enteros,
registros, etc.) que no merece la pena detallar aquí.
Unidad
Aritméticaa-Lógica
(ALU):
Es
donde
se
efectúan
las
operaciones aritméticas (suma, resta, y a veces producto y división) y
lógicas (and, or, not, etc.).
Decodificador de instrucciones: Allí se interpretan las instrucciones
que van llegando y que componen el programa. Aquí entra en juego los
compiladores e interpretes.
Bloque de registros: Los registros son celdas de memoria en donde
queda almacenado un dato temporalmente. Existe un registro especial
llamado de indicadores, estado o flags, que refleja el estado operativo
del Microprocesador.
Bus de datos: Aquel por donde la CPU recibe datos del exterior o por
donde la CPU manda datos al exterior.
Bus de direcciones: Aquel, que es el utilizado por la CPU para mandar
el valor de la dirección de memoria o de un periférico externo al que la
CPU quiere acceder.
Bus de control: Aquel que usa una serie de líneas por las que salen o
entran diversas señales de control utilizadas para mandar acciones a
otras partes del ordenador.
Terminales de alimentación, por donde se recibe los voltajes desde la
fuente de alimentación del ordenador.
Reloj del sistema, es un circuito oscilador o cristal de cuarzo, que oscila
varios millones de veces por segundo. Es el que le marca el compás, el
que le dicta a qué velocidad va a ejecutarse cualquier operación. Uno de
los factores a tener en cuenta al comprar un ordenador es su velocidad,
que se mide en MHz. De hecho, esa velocidad es la del reloj del
sistema, el "corazón".
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
FUNCIONAMIENTO
Para entender cómo funciona un microprocesador, hay que tener en
primer lugar una clara idea acerca de las partes o bloques que lo
componen.
De otro modo, será prácticamente imposible hacerse una idea sobre su
funcionamiento.
De
una
forma
global,
podemos
considerar
al
microprocesador dividido en tres grandes bloques:
1.- UNIDAD DE DECODIFICACIÓN
2.- UNIDAD DE EJECUCIÓN
3.- UNIDAD ARITMÉTICO- LÓGICA (ALU)
UNIDAD DE DECODIFICACION.- Se encarga de decodificar la
instrucción que se va a ejecutar. Es decir, saber qué instrucción es.
Cuando el microprocesador lee de memoria una instrucción, el código de
esa instrucción le llega a esta unidad. Esta unidad se encarga de
interpretar ese código para averiguar el tipo de instrucción a realizar.
UNIDAD DE EJECUCIÓN.- Una vez que la unidad de decodificación
sabe cuál es el significado de la instrucción leída de memoria, se lo
comunica a la unidad de ejecución.
Es decir, es la encargada de dar las órdenes necesarias a las diversas
partes del microprocesador para poder ejecutar cada una de las
instrucciones.
UNIDAD ARITMETICO LOGICA (ALU).- La ALU (Aritmethic Logic Unit)
es el bloque funcional del microprocesador encargado de realizar todas
aquellas operaciones matemáticas.
Los pasos globales que se siguen a la hora de consumar una instrucción
son:
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Podemos, entonces, considerar a un microprocesador compuesto por las
dos siguientes unidades:
UNIDAD DE
CONTROL
Es el centro nervioso del ordenador, ya que desde ella se controlan y
gobiernan todas las operaciones. Cómo funciones básicas tiene:
tomar las instrucciones de memoria
decodificar o interpretar las instrucciones
ejecutar las instrucciones ( tratar las situaciones de tipo interno
(inherentes a la propia CPU) y de tipo externo (inherentes a los
periféricos)
Para realizar su función, la unidad de control consta de los siguientes
elementos:
Contador de programa
Registro de instrucciones
Decodificador
Reloj
Secuenciador
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U.T.E.Q
UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICA (ALU):
Esta unidad se encarga de realizar las operaciones elementales de tipo
aritmético (sumas, restas, productos, divisiones) y de tipo lógico
(comparaciones).
A través de un bus interno se comunica con la unidad de control la cual le
envia los datos y le indica la operación a realizar .
La ALU está formada a su vez por los siguientes elementos:
Circuito operacional
Registros de entrada (REN)
Registro acumulador
Registro de estado (flags)
Los MHz y el índice iCOMP
Debe tenerse en cuenta que un
ordenador con un micro a 600
MHz no será nunca el doble de
rápido que uno con un micro a
300 MHz, hay que tener muy en
cuenta otros factores como la
velocidad de la placa o la
influencia de los demás componentes.
Esto no se tiene apenas en cuenta en el índice iCOMP, una tabla o gráfico de
valores del supuesto rendimiento de los micros marca Intel. Es muy utilizado
por Intel en sus folletos publicitarios, aunque no es en absoluto representativo
del rendimiento final de un ordenador con alguno de esos micros.
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En realidad, las diferencias están muy exageradas, a base de realizar pruebas
que casi sólo dependen del micro (y no de la placa base, la tarjeta de vídeo, el
disco duro...), por lo que siempre parece que el rendimiento del ordenador
crecerá linealmente con el número de MHz, cosa que no ocurre prácticamente
jamás. Un ordenador con Pentium MMX a 233 MHz es sólo un 3 ó 4% mejor
que uno a 200 MHz, y no el 16,5% de su diferencia de MHz ni el 11,5% de sus
índices iCOMP. Parecerá increíble, pero es así.
Vamos, que si le quieren vender un ordenador con el argumento de que tiene x
MHz más, o un índice iCOMP inmenso, muéstrese muy escéptico. Mejor un
ordenador con todos sus componentes regulares (mucha memoria, buena
tarjeta de vídeo...) que un trasto a muchísimos MHz.
Breve (?) historia de los microprocesadores
El primer "PC" o Personal Computer fue inventado por
IBM en 1.981 (a decir verdad, ya existían ordenadores
personales antes, pero el modelo de IBM tuvo gran
éxito, entre otras cosas porque era fácil de copiar). En
su interior había un micro denominado 8088, de una
empresa no muy conocida (¡¡en serio!!) llamada Intel.
Las prestaciones de dicho chip resultan risibles hoy en día: un chip de 8 bits
trabajando a 4,77 MHz (sí, 4 coma 77), aunque bastante razonables para una
época en la que el chip de moda era el Z80 de Zilog, el motor de aquellos
entrañables Spectrum que hicieron furor en aquellos tiempos, gracias sobre
todo a juegos increíbles, con más gracia y arte que muchos actuales para
Pentium MMX.
El 8088 era una versión de prestaciones reducidas del 8086, que marcó la
coletilla "86" para los siguientes chips Intel: el 80186 (que se usó principalmente
para controlar periféricos), el 80286 (de cifras aterradoras, 16 bits y hasta 20
MHz) y por fin, en 1.987, el primer micro de 32 bits, el 80386 o simplemente
386.
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Al ser de 32 bits (ya comentaremos qué significa esto de los bits) permitía idear
software más moderno, con funcionalidades como multitarea real, es decir,
disponer de más de un programa trabajando a la vez. A partir de entonces
todos los chips compatibles Intel han sido de 32 bits, incluso el flamante
Pentium II.
Ocupémonos ahora de eso de compatibles Intel. El mundo PC no es todo el
mundo de la informática personal; existen por ejemplo los Atari o los Apple, que
desde el principio confiaron en otra empresa llamada Motorola. Sin embargo, el
software de esos ordenadores no es compatible con el tipo de instrucciones de
la familia 80x86 de Intel; esos micros, pese a ser en ocasiones mejores que los
Intel, sencillamente no entienden las órdenes utilizadas en los micros Intel, por
lo que se dice que no son compatibles Intel.
Aunque sí existen chips compatibles Intel de otras empresas, entre las que
destacan AMD y Cyrix. Estas empresas comenzaron copiando flagrantemente
a Intel, hasta hacerle a veces mucho daño (con productos como el 386 de
AMD, que llegaba a 40 MHz frente a 33 MHz del de Intel, o bien en el mercado
486). Posteriormente perdieron el carro de Intel, especialmente el publicitario,
pero hoy en día resurgen con ideas nuevas, buenas y propias, no adoptadas
como antes.
Volviendo a la historia, un día llegó el 486, que era un
386 con un coprocesador matemático incorporado y
una memoria caché integrada, lo que le hacía más
rápido; desde entonces todos los chips tienen ambos
en su interior.
Luego vino el Pentium, un nombre inventado para
evitar que surgieran 586s marca AMD o Cyrix, ya que
no era posible patentar un número pero sí un nombre, lo que aprovecharon
para sacar fuertes campañas de publicidad del "Intel Inside" (Intel dentro),
hasta llegar a los técnicos informáticos de colores que anunciaban los Pentium
MMX y los Pentium II.
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Sobre estos (los MMX y II, no los tipos ridículos de colores) y otros modelos
recientes, incluyendo al Athlon con el que AMD ha resucitado cual ave Fénix,
hablaremos más adelante.
Evolución del microprocesador
Microprocesadores antiguos:
1971: Intel 4004. Nota: Fue el primer microprocesador comercial. Salió al
mercado
el 15 de noviembre de 1971.
1972: Intel 8008
1974: Intel 8080, Intel 8085
1975: Signetics 2650, MOS 6502, Motorola 6800
1976: Zilog Z80
1978: Intel 8086, Motorola 68000
1979: Intel 8088
1982: Intel 80286, Motorola 68020
1985: Intel 80386, Motorola 68020, AMD80386
1987: Motorola 68030
1989: Intel 80486, Motorola 68040, AMD80486
Microprocesadores Modernos:
1993: Intel Pentium, Motorola 68060, AMD K5, MIPS R10000
1995: Intel Pentium Pro
1997: Intel Pentium II, AMD K6, PowerPC G3, MIPS R120007
1999: Intel Pentium III, AMD K6-2, PowerPC G4
Microprocesadores Actuales:
2000: Intel Pentium 4, Intel Itanium 2, AMD Athlon XP, AMD Duron, MIPS
R14000
2003: PowerPC G5
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2004: Intel Pentium M
2005: Intel Pentium D, Intel Extreme Edition con hyper threading, Intel Core
Duo, AMD Athlon 64, AMD Athlon 64 X2, AMD Sempron 128.
2006: Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Extreme, AMD Athlon FX
2007: Intel Core 2 Quad, AMD Quad Core, AMD Quad FX
MICROPROCESADORES ANTIGUOS
Tal como está el mundo, podríamos decir que cualquiera que tenga más de un
mes en el mercado. De todas formas, aquí vamos a suponer antiguo a todo
micro que no sea un Pentium o similar (K5, K6, 6x86, Celeron.
8086, 8088, 286
Les juntamos por ser todos prehistóricos y de rendimiento similar. Los
ordenadores con los dos primeros eran en ocasiones conocidos como
ordenadores XT, mientras que los que tenían un 286 (80286 para los puristas)
se conocían como AT. En España se vendieron muchos ordenadores con estos
micros por la firma Amstrad, por ejemplo.
Ninguno era de 32 bits, sino de 8 ó 16, bien en el bus interno o el externo. Esto
significa que los datos iban por caminos (buses) que eran de 8 ó 16 bits, bien
por dentro del chip o cuando salían al exterior, por ejemplo para ir a la memoria.
Este número reducido de bits (un bit es la unidad mínima de información en
electrónica) limita sus posibilidades en gran medida.
Un chip de estas características tiene como entorno preferente y casi único el
DOS, aunque puede hacerse correr Windows 3.1 sobre un 286 a 16 ó 20 MHz
si las aplicaciones que vamos a utilizar no son nada exigentes; personalmente,
he usado el procesador de textos AmiPro 1.2 en Windows 3.1 en un 286 y sólo
era cuestión de tomármelo con calma (mucha calma cuando le mandaba
imprimir, eso sí).
Sin embargo, si tiene un ordenador así, no lo tire; puede usarlo para escribir
textos (con algún WordPerfect antiguo), para jugar a juegos antiguos pero
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adictivos (como el Tetris, Prince of Persia, y otros clásicos), o incluso para
navegar por Internet, sobre todo si el monitor es VGA y tiene un módem "viejo"
(por ejemplo un 14.400). Si quiere saber algo sobre cómo reciclar esa vieja
gloria.
386, 386 SX
Estos chips ya son más modernos, aunque aún del Neolítico informático. Su
ventaja es que son de 32 bits; o mejor dicho, el 386 es de 32 bits; el 386 SX es
de 32 bits internamente, pero de 16 en el bus externo, lo que le hace hasta un
25% más lento que el original, conocido como DX.
Resulta curioso que el más potente sea el original, el 386. La versión SX fue
sacada al mercado por Intel siguiendo una táctica comercial típica en esta
empresa: dejar adelantos tecnológicos en reserva, manteniendo los precios
altos, mientras se sacan versiones reducidas (las "SX") a precios más bajos.
La cuestión es que ambos pueden usar software de 32 bits, aunque si lo que
quiere usar es Windows 95 ¡ni se le ocurra pensar en un 386! Suponiendo que
tenga suficiente memoria RAM, disco, etc., prepárese para esperar horas para
realizar cualquier tontería.
Su ámbito natural es DOS y Windows 3.x, donde pueden manejar aplicaciones
bastante profesionales como Microsoft Word sin demasiados problemas, e
incluso navegar por Internet de forma razonablemente rápida. Si lo que quiere
es multitarea y software de 32 bits en un 386, piense en los sistemas operativos
OS/2 o Linux (¡este último es gratis!).
486, 486 SX, DX, DX2 y DX4
La historia se repite, aunque esta vez entra en el campo del absurdo de la
mano del márketing "Intel Inside". El 486 es el original, y su nombre completo
es 80486 DX; consiste en:
un corazón 386 actualizado, depurado y afinado;
un coprocesador matemático para coma flotante integrado;
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una memoria caché (de 8 Kb en el DX original de Intel).
Es de notar que la puesta a punto del núcleo 386 y sobre todo la memoria
caché lo hacen mucho más rápido, casi el doble, que un 386 a su misma
velocidad de reloj (mismos MHz). Hasta aquí el original; veamos las variantes:
486 SX: un DX sin coprocesador matemático. ¿Que cómo se hace eso?
Sencillo: se hacen todos como DX y se quema el coprocesador, tras lo
cual en vez de "DX" se escribe "SX" sobre el chip. Dantesco, ¿verdad?
Pero la teoría dice que si lo haces y lo vendes más barato, sacas dinero
de alguna forma. Lo dicho, alucinante.
486 DX2: o el "2x1": un 486 "completo" que va internamente el doble de
rápido que externamente (es decir, al doble de MHz). Así, un 486
DX2-66 va a 66 MHz en su interior y a 33 MHz en sus comunicaciones
con la placa (memoria, caché secundaria...). Buena idea, Intel.
486 DX4: o cómo hacer que 3x1=4. El mismo truco que antes, pero
multiplicando por 3 en vez de por 2 (DX4-100 significa 33x3=99 ó, más o
menos, 100). ¿Que por qué no se llama DX3? Márketing, chicos,
márketing. El 4 es más bonito y grande...
En este terreno Cyrix y AMD hicieron de todo, desde micros "light" que eran 386
potenciados (por ejemplo, con sólo 1 Kb de caché en vez de 8) hasta chips muy
buenos como el que usé para empezar a escribir esto: un AMD DX4-120 (40
MHz por 3), que rinde casi (casi) como un Pentium 75, o incluso uno a 133 MHz
(33 MHz por 4 y con 16 Kb de caché!!).
Por cierto, tanto "por" acaba por generar un cuello de botella, ya que hacer
pasar 100 ó 133 MHz por un hueco para 33 es complicado, lo que hace que
más que "x3" acabe siendo algo así como "x2,75" (que tampoco está mal).
Además, genera calor, por lo que debe usarse un disipador de cobre y un
ventilador sobre el chip.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
290
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
En un 486 se puede hacer de todo, sobre todo si supera los 66 MHz y tenemos
suficiente RAM; por ejemplo, yo hice gran parte de estas páginas, que no es
poco.
MICROPROCESADORES MODERNOS
Modernos dentro de un orden, ya que actualmente la mayoría ni se fabrican. De
todas formas, son micros bastante decentes, de la clase que no debería ser
cambiada salvo por defunción o puro vicio (vicio comprensible, sin duda).
Pentium "clásicos"
¿Y llegó por fin el esperado 586? No, y no
llegaría nunca. Intel se hartó de que le copiaran
el nombre de sus micros, desempolvó su latín y
se dio cuenta de que 5=Pentium (o algo así), y lo
registró con todo tipo de Copyrights.
Los primeros Pentium, los de 60 y 66 MHz, eran,
pura y simplemente, experimentos. Eso sí, los vendían (bien caros) como
terminados, aunque se calentasen como demonios (iban a 5 V) y tuvieran un
fallo en la unidad matemática. Pero Intel ya era INTEL, y podía permitírselo.
Luego los depuraron, les bajaron el voltaje a 3,3 V y empezó de nuevo el
márketing. Fijaron las frecuencias de las placas base en 50, 60 ó 66 MHz, y
sacaron, más o menos por este orden, chips a 90, 100, 75, 120, 133, 150, 166
y 200 MHz (que iban internamente a 50, 60 ó 66 x1,5, x2, x2,5...). Una situación
absurda, propia del lema "Intel Inside".
El caso es que sobraban muchas de las variantes, pues
un 120 (60x2) no era mucho mejor que un 100 (66x1,5),
y entre el 133 (66x2) y el 150 (60x2,5) la diferencia era del orden del 2% (o
menor), debido a esa diferencia a nivel de placa. Además, el "cuello de botella"
hacía que el 200 se pareciera peligrosamente a un 166 en un buen día.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
291
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Pero el caso es que eran buenos chips, eficientes y matemáticamente
insuperables, aunque con esos fallos en los primeros modelos. Además, eran
superescalares, o en cristiano: admitían más de una orden a la vez (casi como
si fueran 2 micros juntos). Así que la competencia se puso el hábito de
penitente, y padeció, y padeció...
K5 de AMD
...Hasta que AMD se cansó de padecer y sacó su "Pentium clónico", que no era
tal, pues ni podía llamarlo Pentium (copyright, chicos) ni estaba copiado, sino
que le costó sangre, sudor, lágrimas... y varios años de retraso.
El K5 era un buen chip, rápido para labores de oficina pero con peor
coprocesador matemático que el Pentium, por lo que no era apropiado para
CAD ni para ciertos juegos tipo Quake, que son las únicas aplicaciones que
usan esta parte del micro. Su ventaja, la relación prestaciones/precio.
Técnicamente, los modelos PR75, PR90 y PR100 se configuraban igual que
sus PR equivalentes (sus Performance Rating) en Pentium, mientras que los
PR120, PR133 y PR166 eran más avanzados, por lo que necesitaban ir a
menos MHz (sólo 90, 100 y 116,66 MHz) para alcanzar ese PR equivalente.
6x86 (M1) de Cyrix (o IBM)
Un señor avance de Cyrix. Un chip tan bueno que, a los mismos MHz, era algo
mejor que un Pentium, por lo que los llamaban por su PR (un índice que
indicaba cuál sería su Pentium equivalente); AMD usó también este método
para tres de sus K5 (los PR120, 133 y 166). Según Cyrix, un 6x86 P133 iba a
menos MHz (en concreto 110), pero rendía tanto o más que un Pentium a 133.
Bueno, más o menos; no siempre era así.
En realidad, algunos cálculos de Cyrix le beneficiaban un poco, ya que le daban
un par de puntos más de los reales; pero esto era insignificante. El auténtico
problema radicaba en su unidad de coma flotante, francamente mala.
El 6x86 (también llamado M1) era una elección fantástica para trabajar rápido y
a buen precio con Office, WordPerfect, Windows 95... pero mala, peor que un
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
292
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
K5 de AMD, si se trataba de AutoCAD, Microstation o, sobre todo, juegos.
Jugar a Quake en un 6x86 es una experiencia horrible, hasta el punto de que
muchos juegos de alta gama no arrancan si lo detectan. Una pena...
Otro problema de estos chips era que se calentaban mucho, por lo que hicieron
una versión de bajo voltaje llamada 6x86L (low voltage). Ah, Cyrix no tiene
fábricas propias, por lo que se lo hace IBM, que se queda un chip de cada dos.
Por eso a veces aparece como "6x86 de IBM", que parece que asusta menos al
comprador.
Pentium Pro
Mientras AMD y Cyrix padecían su particular viacrucis, Intel decidió innovar el
terreno informático y sacó un "súper-micro", al que tuvo la original idea de
apellidar Pro (fesional, suponemos).
Este micro era más superescalar que el Pentium, tenía un núcleo más
depurado, incluía una unidad matemática aún más rápida y, sobre todo, tenía la
caché de segundo nivel en el encapsulado del chip. Esto no quiere decir que
fuera una nueva caché interna, término que se reserva para la de primer nivel.
Un Pentium Pro tiene una caché de primer nivel junto al resto del micro, y
además una de segundo nivel "en la habitación de al lado", sólo separada del
corazón del micro por un centímetro y a la misma velocidad que éste, no a la
de la placa (más baja); digamos que es semi-interna. El micro es bastante
grande, para poder alojar a la caché, y va sobre un zócalo rectangular llamado
socket 8.
El único problema de este micro era su carácter profesional. Además de ser
muy caro, necesitaba correr software sólo de 32 bits. Con software de 16 bits, o
incluso una mezcla de 32 y 16 bits como Windows 95, su rendimiento es menor
que el de un Pentium clásico; sin embargo, en Windows NT, OS/2 o Linux,
literalmente vuela.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
293
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Pentium MMX
Es un micro propio de la filosofía Intel. Con un gran chip como
el Pentium Pro ya en el mercado, y a 3 meses escasos de
sacar el Pentium II, decidió estirar un poco más la tecnología
ya obsoleta del Pentium clásico en vez de ofrecer esas nuevas
soluciones a un precio razonable.
Así que se inventó un nuevo conjunto de instrucciones para micro, que para ser
modernos tuvieran que ver con el rendimiento de las aplicaciones multimedia, y
las llamó MMX (MultiMedia eXtensions). Prometían que el nuevo Pentium, con
las MMX y el doble de caché (32 KB), podía tener ¡hasta un 60% más de
rendimiento!!
Disculpen si respondo: ¡y unas narices! En ocasiones, la ventaja puede llegar al
25%, y sólo en aplicaciones muy optimizadas para MMX (ni Windows 95 ni
Office lo son, por ejemplo). En el resto, no más de un 10%, que además se
debe casi en exclusiva al aumento de la caché interna al doble.
¿La ventaja del chip, entonces? Que su precio final acaba siendo igual que si
no fuera MMX. Además, consume y se calienta menos por tener voltaje
reducido para el núcleo del chip (2,8 V). Por cierto, el modelo a 233 MHz (66
MHz en placa por 3,5) está tan estrangulado por ese "cuello de botella" que
rinde poco más que el 200 (66 por 3).
Pentium II
¿El nuevo super-extra-chip? Pues no del todo. En realidad, se trata del viejo
Pentium Pro, jubilado antes de tiempo, con algunos cambios (no todos para
mejor) y en una nueva y fantástica presentación, el cartucho SEC: una cajita
negra superchula que en vez de a un zócalo se conecta a una ranura llamada
Slot 1.
Los cambios respecto al Pro son:
optimizado para MMX (no sirve de mucho, pero hay que estar en la
onda, chicos);
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
294
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
nuevo encapsulado y conector a la placa (para eliminar a la
competencia, como veremos);
rendimiento de 16 bits mejorado (ahora sí es mejor que un Pentium en
Windows 95, pero a costa de desaprovecharlo; lo suyo son 32 bits
puros);
caché secundaria encapsulada junto al chip (semi-interna, como si
dijéramos), pero a la mitad de la velocidad de éste (un retroceso desde
el Pro, que iba a la misma velocidad; abarata los costes de fabricación).
Vamos, un chip "Pro
2.0", con muchas luces
y algunas sombras. La
mayor
sombra,
su
método de conexión, el
"Slot
1";
Intel
lo
patentó, lo que es algo
así como patentar un
enchufe cuadrado en vez de uno redondo (salvando las distancias, no nos
pongamos puristas). El caso es que la jugada buscaba conseguir que los PC
fueran todos marca Intel; ¡y decían que los sistemas propietarios eran cosa de
Apple!
Eso sí, durante bastante tiempo fue el mejor chip del mercado, especialmente
desde que se dejó de fabricar el Pro.
AMD K6
Un chip meritorio, mucho mejor que el K5. Incluía la "magia"
MMX, aparte de un diseño interno increíblemente innovador y
una caché interna de 64 KB (no hace demasiado, ese tamaño
lo tenían las cachés externas; casi da miedo).
Se "pincha" en un zócalo de Pentium normal (un socket 7, para ser precisos) y
la caché secundaria la tiene en la placa base, a la manera clásica. Pese a esto,
su rendimiento es muy bueno: mejor que un MMX y sólo algo peor que un II,
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
295
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
siempre que se pruebe en Windows 95 (NT es terreno abonado para el
Pentium II).
Aunque es algo peor en cuanto a cálculos de coma flotante (CAD y juegos),
para oficina es la opción a elegir en todo el mundo... excepto España. Aquí nos
ha encantado lo de "Intel Pentium Inside", y la gente no compra nada sin esta
frase, por lo que casi nadie lo vende y mucho menos a los precios ridículos de
lugares como EEUU o Alemania. Oferta y demanda, como todo; no basta con
una buena idea, hay que convencer. De todas formas, hasta IBM lo usa en
algunos de sus equipos; por algo será.
6x86MX (M2) de Cyrix (o IBM)
Nada que añadir a lo dicho sobre el 6x86 clásico y el K6 de
AMD; pues eso, un chip muy bueno para trabajo de oficinas,
que incluye MMX y que nunca debe elegirse para CAD o juegos
(peor que los AMD).
Como antes, su ventaja es el precio, pero por desgracia no en España...
Celeron (Pentium II light)
En breve: un Pentium II sin la caché secundaria. Pensado para liquidar el
mercado de placas base tipo Pentium no II (con socket 7, que se dice) y liquidar
definitivamente a AMD y otras empresas molestas que usan estas placas. Esta
gente de Intel no tiene compasión, sin duda...
Muy poco recomendable, rendimiento mucho más bajo que el de Pentium II,
casi idéntico al del Pentium MMX (según lo que la misma Intel dixit, no yo).
AMD K6-2 (K6-3D)
Consiste en una revisión del K6, con un núcleo similar pero añadiéndole
capacidades 3D en lo que AMD llama la tecnología 3DNow! (algo así como un
MMX para 3D).
Además, generalmente trabaja con un bus de 100 MHz hacia caché y memoria,
lo que le hace rendir igual que un Pentium II en casi todas las condiciones e
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
296
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
incluso mucho mejor que éste cuando se trata de juegos 3D modernos (ya que
necesitan estar optimizados para este chip o bien usar las DirectX 6 de
Microsoft).
AMD K6-III
Un micro casi idéntico al K6-2, excepto por el "pequeño detalle" de que incluye
256 KB de caché secundaria integrada, corriendo a la velocidad del micro
(es decir, a 400 MHz o más), al estilo de los Celeron Mendocino.
Esto le hace mucho más
rápido que el K6-2 (en
ocasiones,
incluso
más
rápido que el Pentium III) en
aplicaciones
que
utilicen
mucho la caché, como las
ofimáticas o casi todas las
de índole "profesional"; sin embargo, en muchos juegos la diferencia no es
demasiado grande (y sigue necesitando el uso de las instrucciones 3DNow!
para exprimir todo su potencial).
Celeron "A" (con caché)
Una revisión muy interesante del Celeron que incluye 128 KB de caché
secundaria, la cuarta parte de la que tiene un Pentium II. Pero mientras que en
los Pentium II dicha caché trabaja a la mitad de la velocidad interna del micro (a
150 MHz para un Pentium II a 300 MHz, por ejemplo), en los nuevos Celeron
trabaja a la misma velocidad que el micro, o lo que es lo mismo: ¡a 300 MHz o
más!
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
297
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Gracias a esto, su rendimiento es casi idéntico al de
un Pentium II de su misma velocidad de reloj, lo cual
ha motivado que lo sustituya como modelo de
entrada en el mercado, quedándose los Pentium III
y 4 como modelos de gama alta.
En la actualidad se fabrica únicamente en formato Socket 370, un formato
similar al de los antiguos Pentium de coste más ajustado que el Slot 1. Según la
revisión de núcleo que utilice necesita una u otra variante de este zócalo: PPGA
para
el
antiguo
núcleo
Mendocino
y
FC-PGA
para
los
modernos
Coppermine-128.
Pentium III
Este micro sería al Pentium II lo que el K6-2 era al K6; es
decir, que su única diferencia de importancia radica en la
incorporación de unas nuevas instrucciones (las SSE,
Streaming
SIMD
Extensions),
que
aumentan
el
rendimiento matemático y multimedia... pero sólo en
aplicaciones específicamente optimizadas para ello.
Los primeros modelos, con núcleo Katmai, se fabricaron todos en el mismo
formato Slot 1 de los Pentium II, pero la actual revisión Coppermine de este
micro utiliza mayoritariamente el Socket 370 FC-PGA.
Muchos denominamos al Pentium III Coppermine "el auténtico Pentium III",
porque al tener sus 256 KB de caché secundaria integrados en el núcleo del
micro su rendimiento mejora en todo tipo de aplicaciones (incluso las no
optimizadas). Pero tal vez no sea suficiente para vencer al siguiente micro de
esta lista, el...
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
298
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
AMD Athlon (K7)
La gran apuesta de AMD: un micro con
una arquitectura totalmente nueva, que le
permite ser el más rápido en todo tipo de
aplicaciones. 128 KB de caché de
primer nivel (cuatro veces más que el
Pentium III), bus de 200 ó 266 MHz (realmente 100 ó 133 MHz físicos con
doble aprovechamiento de cada señal), 512 ó 256 KB de caché secundaria (los
256 KB integrados = más rápida), instrucciones 3DNow! para multimedia... y el
mejor micro de todos los tiempos en cálculos matemáticos (¡todo un cambio,
tratándose de AMD!).
Su único y mínimo inconveniente radica en que necesita placas base
específicamente diseñadas para él, debido a su novedoso bus de 200 MHz o
más y a sus métodos de conexión, "Slot A" (físicamente igual al Slot 1 de Intel,
pero incompatible con él... entre otras cosas porque Intel no quiso dar licencia a
AMD para utilizarlo) o "Socket A" (un zócalo cuadrado similar al Socket 370,
pero con muchos más pines). Los modelos actuales usan el núcleo
Thunderbird, con la caché secundaria integrada.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
299
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE ALGUNOS PROCESADORES
ANTIGUOS Y MODERNOS
PROCESADORES INTEL
Caché
Velocidad
MHz/
Voltaje Millones de
Conexión Micras L1/L2
(MHz)
Multiplicador (voltios) transistores
(Kbytes)
Pentium75
Socket 7 0,6
16/0
50/1,5
3,3
3,1
Modelo
100
Socket 7 0,35
16/0
66/1,5
3,3
3,1
120
Socket 7 0,35
16/0
60/2
3,3
3,1
133
Socket 7 0,35
16/0
66/2
3,3
3,1
150
Socket 7 0,35
16/0
60/2,5
3,3
3,1
166
Socket 7 0,35
16/0
66/2,5
3,3
3,1
200
Socket 7 0,35
16/0
66/3
3,45
3,1
Socket 7 0,35
32/0
66/2,5
2,8
4,5
Socket 7 0,35
3/0
66/3
2,8
4,5
Socket 7 0,35
32/0
66/3,5
16/256-5
60/2,5
12
16/256-5
60/3
12
16/256-5
66/3,5
12
2,8
4,5
3,1
5,5
3,3
5,5
3,3
5,5
Pentium
166
MMX
200
233
Pentium
150
Pro
Socket 8 0,6
180
Socket 8 0,35
200
Socket 8 0,35
Pentium
233
II
266
Slot 1
0,35
32/512
66/3,5
2,8
7,5
Slot 1
0,35
32/512
66/4
2,8
7,5
300
Slot 1
0,3
32/512
66/4,5
2,8
7,5
333
Slot 1
0,25
32/512
66/5
2,8
7,5
350
Slot 1
0,25
32/512
100/3,5
2,2
7,5
400
Slot 1
0,25
32/512
100/4
2
7,5
450
Slot 1
0,25
32/512
10/4,5
2
7,5
500
Slot 1
0,25
32/512
10/5
2
7,5
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
300
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
Pentium
400
II Xeon
450
U.T.E.Q
Slot 2
0,25
32/512
100/4
2
7,5
Slot 2
0,25
32/512
100/4,5
2
7,5
Slot 1
0,25
32/512
100/4,5
2
9,5
Slot 1
0,25
32/512
100/5
2
9,5
533
Slot 1
0,18
32/512
133/4
1,6
9,5
550
32/512
100/5,5
1,6
9,5
32/256
100/5,5
1,6
28
600
Slot 1
0,18
Socket
0,18
370
Slot 1
0,25
32/512
10/6
2
9,5
600B
Slot 1
0,18
32/512
133/4,5
1,6
9,5
600E
Slot 1
0,18
32/256
100/6
1,6
28
600EB
Slot 1
0,18
32/256
133/4,5
1,6
28
650
Slot 1
0,18
32/256
100/6,5
1,6
28
667
Slot 1
0,18
32/256
133/5
1,6
28
700
Slot 1
0,18
32/256
100/7
1,6
28
733
Slot 1
0,18
32/256
133/5,5
1,6
28
750
Slot 1
0,18
32/256
100/7,5
1,6
28
800
Slot 1
0,18
32/256
133/6
1,6
28
850
Slot 1
0,18
32/256
100/8,5
1,6
28
866
Slot 1
0,18
32/256
133/,5
1,6
28
1000
Slot 1
0,18
32/256
133/7,5
1,6
28
Slot 2
0,25
32/512
100/5
1,6
28
Slot 2
0,25
32/1024 100/5
1,6
28
500
Slot 2
0,25
32/2048 100/5
1,6
28
550
Slot 2
0,25
32/512
100/5,5
1,6
28
550
Slot 2
0,25
32/1024 100/5,5
1,6
28
550
Slot 2
0,25
32/2048 100/5,5
1,6
28
600
Slot 2
0,18
32/256
100/6
1,6
28
667
Slot 2
0,18
32/256
133/5
1,6
28
733
Slot 2
0,18
32/256
133/5,5
1,6
28
800
Slot 2
0,18
32/256
133/6
1,6
28
Celeron 266
Slot 1
0,25
32/0
66/4
2
19
300
Slot 1
0,25
32/0
66/4,5
2
19
300
Slot 1
0,25
32/128
66/4,5
2
19
Pentium
450
III
500
550E
Pentium
500
III Xeon
500
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
301
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
333
300
333
366
400
433
466
500
533
566
600
Slot 1
Sock
370
Sock
370
Sock
370
Sock
370
Sock
370
Sock
370
Sock
370
Sock
370
Sock
370
Sock
370
et
et
et
et
et
et
et
et
et
et
U.T.E.Q
0,25
32/128
66/5
2
19
0,25
32/128
66/4,5
2
19
0,25
32/128
66/5
2
19
0,25
32/128
66/5,5
2
19
0,25
32/128
66/6
2
19
0,25
32/128
66/6,5
2
19
0,25
32/128
66/7
2
19
0,25
32/128
66/7,5
2
19
0,25
32/128
66/8
2
19
0,18
32/128
66/8,5
2
19
0,18
32/128
66/9
2
19
PROCESADORES CYRIX
Modelo
Caché
Velocidad
M H z / V o l t a j e Millones de
Conexión Micras L 1 / L 2
(MHz)
Multiplicador (voltios) transistores
(Kbytes)
6 x 8 6
100
PR120
6 x 8 6
110
PR133
6 x 8 6
120
PR150
6 x 8 6
133
PR166
6 X 8 6
150
PR200
6x86MX
150
PR166
6x86MX
166
PR166
6x86MX
188
PR166
6x86MX
208
PR166
6x86MX
233
PR166
6x86MX
250
PR166
Socket 7 0,5
16
66/1,5
3,3
3
Socket 7 0,5
16
73/1,5
3,3
3
Socket 7 0,5
16
60/2
3,3
3
Socket 7 0,5
16
66/2
3,3
3
Socket 7 0,44
16
60/2,5
2,8
3
Socket 7 0,35
64
60/2,5
2,9
6
Socket 7 0,35
64
66/2
2,9
6
Socket 7 0,35
64
73/2,5
2,9
6
Socket 7 0,35
64
83/2,5
2,9
6
Socket 7 0,3
64
66/3,5
2,9
6
Socket 7 0,3
64
83/3
2,9
6
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
302
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
PROCESADORES AMD
Modelo
Caché
Velocidad
M H z / V o l t a j e Millones de
Conexión Micras L 1 / L 2
(MHz)
Multiplicador (voltios) transistores
(Kbytes)
K
5
90
PR120
K
5
105
PR133
K
5
120
PR166
K6
166
Socket 7 0,35
24/0
60/1,5
3,5
4,3
Socket 7 0,35
24/0
66/1,5
3,5
4,3
Socket 7 0,35
24/0
60/2
3,5
4,3
Socket 7 0,35
64/0
66/2,5
2,9
8,8
200
Socket 7 0,35
64/0
66/3
2,9
8,8
233
Socket 7 0,35
64/0
66/3,5
3,2
8,8
266
Socket 7 0,35
64/0
66/4
3,2
8,8
266
Socket 7 0,25
64/0
66/4
2,9
8,8
300
Socket 7 0,25
64/0
66/4,5
2,9
8,8
266
Socket 7 0,25
64/0
66/4
2,2
9,3
300
Socket 7 0,25
64/0
66/4,5
2,2
9,3
333
Socket 7 0,25
64/0
66/5
2,2
9,3
350
Socket 7 0,25
64/0
100/3,5
2,2
9,3
400
Socket 7 0,25
64/0
100/4
2,2
9,3
450
Socket 7 0,25
64/0
100/4,5
2,2
9,3
475
Socket 7 0,25
64/0
133/3,5
2,2
9,3
500
Socket 7 0,25
64/0
100/5
2,2
9,3
533
Socket 7 0,25
64/0
133/4
2,2
9,3
550
Socket 7 0,25
64/0
100/5,5
2,2
9,3
400
Socket 7 0,25
64/256
100/4
2,2
21,3
500
Socket 7 0,25
64/256
100/4,5
2,2
21,3
Athlon 500
Slot A
0,25
128/512 100/5
1,6
22
550
Slot A
0,25
128/512 100/5,5
1,6
22
600
Slot A
0,25
128/512 100/6
1,6
22
650
Slot A
0,25
128/512 100/6,5
1,6
22
700
Slot A
0,25
128/512 100/7
1,6
22
750
Slot A
0,18
128/512 100/7,5
1,7
22
800
Slot A
0,18
128/512 100/8
1,7
22
850
Slot A
0,18
128/512 100/8,5
1,7
22
900
Slot A
0,18
128/512 100/9
1,8
22
K6-2
K6-III
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
303
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
950
Slot A
0,18
128/512 100/9,5
1,8
22
1000
Slot A
0,18
128/512 100/10
1,8
22
MICROPROCESADORES ACTUALES
Los que incorporan los ordenadores que se venden ahora en las tiendas.
Evidentemente, esta categoría tiene "fecha de caducidad", y en este vertiginoso
mundo del hardware suele ser demasiado corta...
AMD Duron
En breve: un micro casi idéntico al Athlon Socket A
(no existe para Slot A) pero con menos memoria
secundaria (64 KB), aunque integrada (es decir, más
rápida, la caché va a la misma velocidad que el
micro).
De fantástica relación calidad/precio, es además
excelente candidato al overclocking... toda una joya,
pese a estar destinado supuestamente al mercado
"de consumo".
Principales Características:
Producción: Desde mediados de 2000 hasta 2006
Fabricante: AMD
Velocidad de CPU: 600 Mhz a 1.8 GHz
Velocidad de FSB: 200 MT/s a 266 MT/s
Procesos: (Longitud de canal del MOSFET) 0.18 µm a 0.13 µm
Conjunto de instrucciones: x86
Socket: Socket A
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
304
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Pentium 4
La última apuesta de Intel, que representa todo un
cambio de arquitectura; pese a su nombre,
internamente poco o nada tiene que ver con otros
miembros de la familia Pentium.
Se trata de un micro peculiar: su diseño permite
alcanzar mayores velocidades de reloj (más MHz...
y GHz), pero proporcionando mucha menos potencia por cada MHz que los
micros anteriores; es decir, que un Pentium 4 a 1,3 GHz puede ser MUCHO
más lento que un Pentium III a "sólo" 1 GHz. Para ser competitivo, el Pentium 4
debe funcionar a 1,7 GHz o más.
Por otro lado, incluye mejoras importantes: bus de 400 MHz (100 MHz físicos
cuádruplemente
aprovechados)
y
nuevas
instrucciones
para
cálculos
matemáticos, las SSE2. Éstas son muy necesarias para el Pentium 4, ya que
su unidad de coma flotante es MUCHÍSIMO más lenta que la del Athlon; si el
software está específicamente preparado (optimizado) para las SSE2, el
Pentium 4 puede ser muy rápido, pero si no... y el caso es que, por ahora, hay
muy pocas aplicaciones optimizadas.
El Overclocking
Consiste en eso mismo, en subir la velocidad de reloj por encima de la nominal
del micro. Esta práctica puede realizarse a propósito o bien haber sido víctima
de un engaño, según; en cualquier caso, entraña riesgos para el micro
overclockeado.
Insisto: entraña riesgos para el micro; no diga que no se le avisó. Los micros
de una misma clase nacen, en líneas generales, todos iguales. Luego se
prueban y se les clasifica con tal o cual velocidad, según la demanda del
mercado y lo que se ha comprobado que resisten sin fallo alguno.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
305
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Esto quiere decir que muchos micros pueden ser utilizados a más velocidad de
la que marcan, aunque fuera de especificaciones y por tanto de garantía.
Las consecuencias negativas son tres:
1. que no funcione a más velocidad de la marcada (pues nada, se le deja
como viene y en paz);
2. que se estropee (rara vez pasa si se sube de manera escalonada y
vigilando si falla);
3. que funcione pero se caliente (pasará SIEMPRE; al ir más rápido,
genera más calor).
Las consecuencias positivas, que tenemos un micro más rápido gratis. Si
desea arriesgarse, coja el manual de su placa base
Bueno, está avisado de lo bueno y lo malo, usted verá. Por cierto, lo normal es
overclockear micros Pentium o superiores; en los 486 es posible, aunque
deben subirse menos (de 33 a 40 MHz, o de 66 a 80, por ejemplo). Hacer
overclocking con un 386 o inferior es bastante complicado y no merece la pena.
Principales Características:
Producción: Desde 2000 hasta 2008
Fabricante: Intel
Velocidad de CPU: 1.3 GHz a 3.8 GHz
Velocidad de FSB: 400 MT/s a 1066 MT/s
Procesos:(Longitud de canal del MOSFET) 0.18 µm a 0.065 µm
Conjunto de instrucciones: x86 (i386), EM64T
Microarquitectura: NetBurst
Sockets: Socket 423, Socket 478, LGA 775
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
306
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
AMD Athlon XP
Cuando Intel sacó el Pentium IV a 1,7 GHz en abril de
2001 se vio que el Athlon Thunderbird no estaba a su
nivel. Además no era práctico aumentar los mhz,
entonces para seguir estando a la cabeza en cuanto a
rendimiento de los procesadores x86, AMD tuvo que
diseñar un nuevo núcleo. AMD lanzó la tercera gran revisión del Athlon,
conocido en clave como "Palomino", el 15 de mayo de 2001. Todos los Athlon a
partir del núcleo Palomino fueron denominados genéricamente como Athlon
XP. Este procesador fue la versión de escritorio del procesador Athlon 4,
desarrollado para portátiles.
Los cambios principales respecto al núcleo anterior fueron mejoras de
rendimiento que lo hacen un 10% más rápido que un Athlon Thunderbird a la
misma velocidad de reloj. Su velocidad de reloj se situó entre 1,3 y 1,7 GHz.
Además el núcleo Palomino fue el primero en incluir el conjunto de
instrucciones SSE de Intel, además de las 3DNow! propias de AMD. El núcleo
Palomino seguía teniendo problemas con la disipación de calor, lo que hacía
que se calentara demasiado. Entre las mejoras del Palomino respecto al
Thunderbird podemos mencionar la prerrecuperación de datos por hardware,
conocida en inglés como prefetch, y el aumento de las entradas TLB, de 24 a
32.
Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a
los núcleos anteriores, los Athlon XP fueron comercializados no por su
velocidad de reloj, sino mediante un índice de "prestaciones relativas" conocido
como PR. Este índice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon de
nucleo thunderbird con el mismo rendimiento que un Athlon XP. Por ejemplo, el
Athlon XP 1800+ funciona realmente a 1,53 GHz, pero indica que tiene un
rendimiento equivalente a un hipotético Thunderbird a 1,8 GHz.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
307
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Intel Xeon MP
El último miembro añadido a la familia Xeon es el
procesador Xeon MP, lanzado en 2002, que
combinaba la tecnología Hyper-Threading con
NetBurst. Sus chipsets utilizan el socket 603 y
tiene versiones GC-LE (2 procesadores, 16 Gb de
memoria direccionable) y GC-HE (4 procesadores
o
más, 64 Gb direccionables), todos usando un bus de 400 megahertz.
Como la familia x86/IA-32 estándar de Intel de procesadores PC de escritorio,
la línea de procesadores Xeon era de 32 bits.
El 9 de mayo de 2004, Intel anunció que los futuros procesadores Xeon
estarían basados en la arquitectura Pentium M de la compañía. Curiosamente,
el Pentium M está fuertemente basado en la arquitectura del Pentium III, por lo
que el "nuevo" Xeon puede ser más parecido al Pentium III Xeon que a los
Xeon basados en NetBurst.
Intel Pentium M
Introducido en marzo de 2003, el Intel Pentium M es un
microprocesador con arquitectura x86 (i686) diseñado y
fabricado por Intel. El procesador fue originalmente
diseñado para su uso en computadoras portátiles. Su
nombre en clave antes de su introducción era "Banias".
Todos los nombres clave del Pentium M son lugares de
Israel, la ubicación del equipo de diseño del Pentium M.
El Pentium M representa un cambio radical para Intel, ya que no es una
versión de bajo consumo del Pentium 4, sino una versión fuertemente
modificada del diseño del Pentium III (que a su vez es una modificación del
Pentium Pro). Está optimizado para un consumo de potencia eficiente, una
característica vital para ampliar la duración de la batería de las computadoras
portátiles. Funciona con un consumo medio muy bajo y desprende mucho
menos calor que los procesadores de ordenadores de sobremesa, el Pentium
M funciona a una frecuencia de reloj más baja que los procesadores Pentium 4
normales, pero con un rendimiento similar (por ejemplo un Pentium M con
velocidad de reloj de 1.73GHz normalmente puede igualar el rendimiento de un
Pentium 4 a 3.2GHz.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
308
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Principales Características:
Producción: Desde 2003 hasta ahora
Fabricante: Intel
Velocidad de CPU: 900 MHz a 2.26 GHz
Velocidad de FSB: 400 MT/s a 533 MT/s
Procesos: (Longitud de canal del MOSFET) 0.13 µm a 0.09 µm
Conjunto de instrucciones: x86
Microarquitectura: P6
Sockets: Socket 479, Socket 478
Intel Pentium D
Los procesadores Pentium D fueron introducidos
por Intel en el Spring 2005 Intel Developer Forum.
Un chip Pentium D consiste básicamente en un
procesador Pentium 4 con 2 nucleos Virtuales que
a diferencia de los core duo y los core 2 duo está
en la optimización realizada, ya que los de núcleo
Prescott están diseñados para alcanzar más MHz, sin embargo, esto genera
mucho calor, por lo que la nueva tecnología Core optimiza para que cada MHz
sea más eficiente, por lo que a la misma o menor velocidad(en MHz)la nueva
tecnología Core rinde mucho más y genera mucho menos calor. Ambos
procesadores son DualCore (doble núcleo), por lo que constan de 2
procesadores físicos conectados entre sí directamente (Core Duo y Core 2
Duo) y a través del bus frontal FSB (Pentium D). Cabe destacar que los
Pentium D ya son tecnología antigua, no de gama baja, simplemente fueron los
primeros intentos de Intel por obtener un procesador de doble núcleo, y esto se
perfeccionó en la nueva generación de los Core Duo y Core 2 Duo.
Adicionalmente, los D se calientan más porque el núcleo Prescott es el último
de esa generación, llevado al límite de frecuencias. Mientras que el Core 2 es la
tecnología de los Pentium M (de laptop) que genera muy poco calor y recién
está comenzando a ser explotada.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
309
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Con un proceso de fabricación inicialmente de 90 nm y en su segunda
generación de 65 nm. El nombre en clave del Pentium D antes de su
lanzamiento era "Smithfield". Hubo un rumor que decia que estos chips incluian
una tecnología DRM (Digital rights management) para hacer posible un sistema
de protección anticopia de la mano de Microsoft, el cual Intel desmintio, aunque
aclaró que algunos de sus chipsets si tenian dicha tecnologia, pero la extensión
de ella y sus capacidades habian sido exageradas.
Existen cinco variantes del Pentium D:
Pentium D 805, a 2,6 GHz (el único Pentium D con FSB de 533 MHz)
Pentium D 820, a 2,8 GHz con FSB de 800 MHz
Pentium D 830, a 3,0 GHz con FSB de 800 MHz
Pentium D 840, a 3,2 GHz con FSB de 800 MHz
Pentium D Extreme Edition, a 3,2 GHz, con Hyper Threading y FSB de
800 MHz. Nota: no confundir con el Pentium 4 Extreme Edition, a 3,73
GHz, que únicamente posee un único núcleo Prescott)
Cada uno de ellos posee dos núcleos Smithfield que a su vez estan basados en
el núcleo Prescott, están fabricados en un proceso de 90 nm, con 1 MB de
memoria caché L2 para cada núcleo. Todos los Pentium D incluyen la
tecnología EM64T, que les permite trabajar con datos de 64 bits nativamente e
incluyen soporte para la tecnología Bit NX. Las placas base que los soportan
son las que utilizan los chipsets 101, 102, 945, 946, 965 y 975.
Actualmente se han añadido otras once variantes del Pentium D, estas son:
Pentium D 915, a 2,8 GHz con FSB de 800 MHz
Pentium D 920, a 2,8 GHz con FSB de 800 MHz
Pentium D 925, a 3,0 GHz con FSB de 800 MHz
Pentium D 930, a 3,0 GHz con FSB de 800 MHz
Pentium D 935, a 3,2 GHz con FSB de 800 MHz
Pentium D 940, a 3,2 GHz con FSB de 800 MHz
Pentium D 945, a 3,4 GHz con FSB de 800 MHz
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
310
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Pentium D 950, a 3,4 Ghz con FSB de 800 MHz
Pentium D 960, a 3,6 Ghz con FSB de 800 MHz
Pentium D 955 Extreme Edition, a 3,466 con Hyperthreading, un FSB de
1066 MHz y una caché de 2 MB L2 en cada nucleo.
Pentium D Extreme Edition 965, a 3,73GHz con Hyperthreading, un FSB
de 1066 MHz FSB y cache de 2 MB L2 en cada núcleo.
Cada uno de ellos posee dos núcleos Cedar Mill, conformando así el core
Presler, estan fabricados en un proceso de 65 nm con 2 MB de memoria caché
L2 para cada núcleo. Todos los 9x5 se les denomina así porque éstos no
contienen (salvo en la serie Extreme Edition) la tecnología Intel de virtualización
(Intel VT), que se diferencia por permitir la Virtualización por hardware, similar a
la AMD-V (AMD Virtualization).
Un dato a destacar es que los procesadores fabricados en el primer trimestre
de 2006 no traen soporte para la tecnología SpeedStep. Esta tecnología está
disponible para el Core Stepping C1 en adelante (se identifica el Core Stepping
mediante el "sSpec Number" del procesador). La serie 6x1 de procesadores
Pentium 4 single core, también está afectada por esta limitación.
Características Principales:
Producción: 2005 - 3/9/2007
Fabricante: Intel
Velocidad de CPU: 2,66 GHz a 3,73 GHz
Velocidad de FSB: 533 MHz a 1066 MHz
Procesos: (Longitud de canal del MOSFET) 0,09 µm a 0,065 µm
Conjunto de instrucciones: MMX, SSE, SSE2, SSE3, EM64T
Microarquitectura: NetBurst
Socket: LGA 775
Intel Core Duo
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
311
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
Intel®
Core
Duo
es
U.T.E.Q
un
microprocesador lanzado en enero
del 2006 por Intel con dos núcleos
de ejecución, optimizado para las
aplicaciones
de
subprocesos
múltiples y para la multitarea. Puede
ejecutar
varias
aplicaciones
exigentes simultáneamente, como
juegos con gráficos potentes o programas que requieran muchos cálculos, al
mismo tiempo que puede descargar música o analizar su PC con su antivirus
en segundo plano.
Cabe decir que un modelo anterior a core duo y porterior a los Pentium D es el
dual core inside que es un core duo con ese nombre (dual core inside ) es un
procesador con dos nucleos de ejecucion que a diferencia de los pentium D sus
nucleos no son virtuales y se diferencia de los core duo por que su caché es de
solo 1 mb con un bus frontal de 800 Mhz mayor al core duo estos procesadores
estan orientados a los portatiles aunque de igual forma hay versiones para
desktop este procesador funciona a velocidades de 1.8 ghz y 1.6 ghz siendo
este un procesador bastante mas rapido que los core 2 duo pero hasta ahora
es desconocido por gran parte de las personas.
Este microprocesador implementa 2Mb de caché compartida para ambos
núcleos más un bus frontal de 667Mhz; además implementa un nuevo juego de
instrucciones para multimedia (SSE3) y mejoras para las SSE y SSE2. Sin
embargo, el desempeño con enteros es ligeramente inferior debido a su caché
con mayor latencia. También incluye soporte para la tecnología Bit NX.
Intel® Core Duo es el primer microprocesador de Intel usado en las
computadoras Apple Macintosh.
Existe también una versión con solo un nucleo denominada Core Solo.
Especificaciones técnicas
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
312
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
El Core Duo contiene 151 millones de transistores, incluyendo la memoria
caché de 2Mb. El núcleo de ejecución del procesador contiene un pipeline de
12 etapas con velocidades previstas de ejecución entre 2.33 y 2.50 GHz. La
comunicación entre la caché L2 y los dos núcleos de ejecución es controlada
por un módulo de bus árbitro que elimina el tráfico de coherencia a través del
bus frontal (FSB), con el costo de elevar la latencia de la comunicación de
núcleo-a-L2 de 10 ciclos de reloj (en el Pentium M) a 14 ciclos de reloj. El
incremento de la frecuencia de reloj contrapesa el impacto del incremento en la
latencia.
Las nuevas características de administración de energía incluyen control
mejorado de temperatura, así como escalado independiente de energía entre
los 2 núcleos, lo que resulta en un manejo de energía mucho más eficiente que
los diseños anteriores.
Los 2 núcleos se comunican con el procesador a través de un bus frontal (FSB)
de 667MHz.
Características Principales:
Producción: 2006
Fabricante: Intel
Velocidad de CPU: 1.06 GHz a 2.33 GHz
Velocidad de FSB: 533 MT/s a 667 MT/s
Procesos: (Longitud de canal del MOSFET) 0.065 µm
Conjunto de instrucciones: x86
Microarquitectura: Intel P6
Socket: Socket M
AMD Athlon 64 X2
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
313
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
El AMD Athlon 64 x2 es un microprocesador de 64 bits de Multi núcleo
producido
por
AMD.Este
microprocesador
fue
introducido para el socket 939 (en 90 nm SOI) y para el
socket AM2 (en 90 nm y 65 nm SOI) con un bus
HyperTransport de 2000 Mhz y un (TDP) de 110W-89W
y soporte de memoria DDR2 a partir de los modelos AM2
y conjunto de instrucciones SSE3. Cada núcleo cuenta
con una unidad de cache independiente, y tienen entre
154 a 233.2 millones de transistores dependiendo del tamaño de la cache. Los
nuevos procesadores que aparecieron en el mes de Julio del 2006 para el
socket AM2 contaron con soporte para memoria DDR2, fueron fabricados en 90
nm y 65nm SOI e incluyeron tecnologías de virtualización y mejoras en el
consumo de energía.
La principal característica de estos procesadores es que contienen dos núcleos
y pueden procesar varias táreas a la vez rindiendo mucho mejor que los
procesadores de un único núcleo. Además su arquitectura es de 64-bits.
El microprocesador AMD Turion 64 X2 es una versión de bajo consumo del
procesador AMD Athlon 64 X2 destinada a los ordenadores portátiles, y
constituye la respuesta comercial de AMD a la plataforma Centrino CORE DUO
de Intel.
Modelos
Athlon 64 X2 para Socket 939
Procesador de doble núcleo
CPU-Stepping: E4
L1-Cache: 64 + 64 KiB (Data + Instrucciones), por núcleo
L2-Cache: 512 KiB fullspeed, por núcleo
MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool'n'Quiet, Bit
NX
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
314
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U.T.E.Q
Socket 939, HyperTransport (1000 MHz, HT1000)
VCore: 1.35 V - 1.4 V
Consumo (TDP): 89 Watt max (4600+: 110 Watt max)
Lanzado al mercado: 1 de agosto de 2005
Frecuencia del reloj:: 2000 - 2400 MHz
3800+: 2000 MHz (ADA3800DAA5BV)
4200+: 2200 MHz (ADA4200DAA5BV)
4600+: 2400 MHz (ADA4600DAA5BV)
Modelo
Frecuenci
Cache L2
TDP
Tecnología
512 + 512
89 W
90 nm
89 W
90 nm
512 + 512
110
90 nm
KiB
W
a
Athlon 64 X2
2000 MHz
3800+
Athlon 64 X2
KiB
2200 MHz
512 + 512
4200+
Athlon 64 X2
KiB
2400 MHz
4600+
Modelos de Athlon 64 X2 para Socket AM2
Procesador de doble núcleo
CPU-Stepping: F2, F3
L1-Cache: 64 + 64 KiB (Data + Instrucciones), por núcleo
L2-Cache: 256, 512 o 1024 KiB fullspeed, por núcleo
MMX, Extended 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3, AMD64, Cool'n'Quiet, Bit
NX, AMD Virtualization
Socket AM2, HyperTransport (1000 MHz, HT1000)
VCore: 1.25 V - 1.35 V
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Consumo (TDP): 35 Watt (3800+ EE SFF), 65 Watt (3600+ to 4800+
EE), 89 Watt (3800+ to 5600+), 125 Watt (6000+) max
Lanzado al mercado: 23 de mayo de 2006
Frecuencia del reloj: 2000 MHz - 3200MHz
256 KiB L2-Cache:
3600+: 2000 Mhz
512 KiB L2-Cache: (a veces confundido con el núcleo Brisbane)
3800+: 2000 MHz (F2&F3)
4200+: 2200 MHz
4600+: 2400 MHz (F2&F3)
5000+: 2600 MHz (F2&F3)
5400+: 2800 MHz (F3)
1024 KiB L2-Cache:
4000+: 2000 MHz
4400+: 2200 MHz
4800+: 2400 MHz
5200+: 2600 MHz (F2&F3)
5600+: 2800 MHz (F3)
6000+: 3000 MHz (F3)
6400+: 3200 MHz (F3)
Modelo
Frecuenci
Cache L2
Tecnología
256 + 256
90 nm
a
Athlon 64 X2
2000 MHz
3600+
Athlon 64 X2
KiB
2000 MHz
512 + 512
3800+
Athlon 64 X2
90 nm
KiB
2000 MHz
1 + 1 MiB
90 nm
2200 MHz
512 + 512
90 nm
4000+
Athlon 64 X2
4200+
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
KiB
316
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
Athlon 64 X2
U.T.E.Q
2200 MHz
1 + 1 MiB
90 nm
2400 MHz
512 + 512
90 nm
4400+
Athlon 64 X2
4600+
Athlon 64 X2
KiB
2400 MHz
1 + 1 MiB
90 nm
2600 MHz
512 + 512
90 nm
4800+
Athlon 64 X2
5000+
Athlon 64 X2
KiB
2600 MHz
1 + 1 MiB
90 nm
2800 MHz
512 + 512
90 nm
5200+
Athlon 64 X2
5400+
Athlon 64 X2
KiB
2800 MHz
1 + 1 MiB
90 nm
3000 MHz
1 + 1 MiB
90 nm
3200 MHz
1 + 1 MiB
90 nm
5600+
Athlon 64 X2
6000+
Athlon 64 X2
6400+
Intel Core 2 Duo
El microprocesador Core 2 Duo de Intel es la continuación de los Pentium D y
Core Duo. Su distribución comenzó el 27 de julio de
2006.
El Core 2 Duo es un procesador con un pipeline de
14 etapas lo que le permite escalar más en
frecuencia que su antecesor directo: el Core 1, que
tenía 12 etapas al igual que el Athlon 64. Tiene,
además, un motor de ejecución ancho con tres
ALUs, cuatro FPUs, y tres unidades de SSE de 128 bits. Estas dos
características hacen que sea el procesador x86 que más instrucciones por
ciclo puede lograr.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
317
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Entre otras características destacan arquitectura de 64 bits EM64T (no
disponible en su predecesor Core Duo), Virtualization Technology, LaGrande
Technology, Intel Enhanced SpeedStep Technology, Active Management
Technology (iAMT2), MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, y XD bit.
Existen versiones de sobremesa y para portátiles, a diferencia de la división
existente desde 2003 entre Pentium M para portátiles y Pentium 4 para
ordenadores de sobremesa, unificando el nombre de Core 2 Duo para todas los
procesadores de gama media dejando además el nombre Pentium, utilizado
desde 1993, para los procesadores de gama baja (y menor rendimiento)
basados en la arquitectura de Core 2 con un caché reducido llamado Pentium
Dual Core, quienes a su vez vienen a reemplazar a la familia Celeron en este
rol.
Una llamativa característica de esta familia es su particular facilidad para aplicar
overclock, llegando muchos de estos procesadores a ganancias superiores al
50% en su frecuencia de trabajo.
Los procesadores Core 2 están etiquetados como "E6x00" o "E6x20" o "E6x50"
o "E65x0". Están destinados a ordenadores de sobremesa.
Nombr
Frecuenci
Fron
Mult
Cach
Cach
TD
Socke
Fecha de
e del
a
t
.
e L1
e L2
P
t
salida
9x
2×32
4 Mb
65
LGA
22/07/200
W
775
7
65
LGA
22/07/200
W
775
7
65
LGA
27/07/200
W
775
6
65
LGA
27/07/200
modelo
Side
Bus
Core 2
3,00 GHz
Duo
1333
MT/s
kb
E6850
Core 2
2,66 GHz
Duo
1333
8x
MT/s
2×32
4 Mb
kb
E6750
Core 2
2,66 GHz
Duo
1066
10 x
MT/s
2×32
4 Mb
kb
E6700
Core 2
2,40 GHz
1066
9x
2×32
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
4 Mb
318
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
Duo
U.T.E.Q
MT/s
kb
W
775
6
65
LGA
22/07/200
W
775
7
65
LGA
22/07/200
W
775
7
<
LGA
xx/xx/200
65
775
7
<
LGA
xx/xx/200
65
775
7
E6600
Core 2
2,33 GHz
Duo
1333
7x
MT/s
2×32
4 Mb
kb
E6550
Core 2
2,33 GHz
Duo
1333
7x
MT/s
2×32
4 Mb
kb
E6540
Core 2
2,13 GHz
Duo
1066
8x
MT/s
2×32
4 Mb
kb
E6420
Core 2
W
1,86 GHz
Duo
1066
7x
MT/s
2×32
4 Mb
kb
E6320
W
Características Principales:
Producción: 2006 -2007
Fabricante: Intel
Velocidad de CPU: 1.60 GHz a 2.93 GHz
Velocidad de FSB: 667 MT/s a 1333 MT/s
Procesos: (Longitud de canal del MOSFET) 0.065 µm
Conjunto de instrucciones: EM64T
Microarquitectura: Intel Core Microarchitecture
Sockets: Socket T, Socket M
Número de Cores: 1, 2, o 4 (2x2)
Intel Core 2 Quad
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
319
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Intel Core 2 Quad o Intel Core Quad son una serie
de procesadores de Intel con 4 núcleos y de 64 bits.
Según el fabricante, estos procesadores son un
70% más rápidos que los Core 2 Duo.
Intel tiene en mente lanzar los procesadores de 4
núcleos para portátiles en el primer semestre de
2008, con el nombre de "Penryn" y será una
actualización de los denominados Intel Santa Rosa que se utilizan actualmente.
Modelos
Nombre
del
modelo
Core 2
Quad
Q6600
Core 2
Quad
Q6700
Frecuencia Front Mult. Cache Cache TDP
Side
L1
L2
Bus
2,40 GHz
1066
9x
2×32
8 Mb 105 MT/s
kb
95
W
2,66 GHz
1066
10 x
2×32
8 Mb 95
MT/s
kb
W
Socket
Fecha de
salida
LGA
775
07/01/2007
LGA
775
22/07/2007
Características Principales:
Producción: 2007
Fabricante: Intel
Velocidad de CPU: 2.40 GHz a 2.66 GHz
Velocidad de FSB: 1066 MT/s a 1333 MT/s
Procesos: (Longitud de canal del MOSFET) 0.065 µm
Conjunto de instrucciones: EM64T
Microarquitectura: Intel Core Microarchitecture
Sockets: LGA 775, Socket T
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
320
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
AMD Quad Core
El AMD Quad Core es un microprocesador de la
empresa AMD (Advanced Micro Devices Inc.) con
fecha de salida en los próximos meses. Es el primer
procesador de 4 núcleos de AMD, aunque no es el
primero de 4 núcleos en la era de las computadoras.
El nombre técnico para estos procesadores es AMD
K10
Los nombres claves revelados por AMD para esta nueva línea de procesadores
de cuatro núcleos para servidores y computadoras de sobremesa son:
Barcelona: Procesador de 4 núcleos para servidores que rondarán velocidades
de reloj desde los 1,7Ghz hasta los 2Ghz. Con este procesador AMD renueva
la lista de procesadores para servidores, estará disponible para socket AM2.
Phenom: Versión de 4 núcleos para sobremesa y que va dirigida a entusiastas
y usuarios exigentes, pretende ser la competencia de los Core 2 Duo y de los
Quad 2 Cores tendrá núcleos Agena.
Rana: Versión de 2 núcleos de computadoras de sobremesa su intención es la
de sustituir a la línea Sempron, correran a una velocidad de 2,1 a 2,3Ghz.
Kuma: Versión de 2 núcleos del Phenom para la gama media de procesadores,
correrán a velocidades de 2,0 a 2,9 Ghz.
Spica: Versión mono-núcleo de la nueva línea de AMD. (Nótese que AMD
planea lanzar 2 líneas de procesadores de gama media aún no se sabe si
absorberán a los Sempron o coexistirán)
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
321
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
AMD Quad FX
Para no quedarse atrás, AMD saca al mercado los procesadores de Plataforma
AMD Quad FX con Arquitectura de Conexión Directa de Doble Socket.
Esta
serie tiene
las
siguientes
versiones:
FX-70 de velocidad: 2.6 GHz
FX-72 de velocidad: 2.8 GHz
FX-74 de velocidad: 3.0 GHz
Cada una de estas versiones cuenta con “3 enlaces de tecnología
HyperTransport” por procesador, a diferencia del AMD FX-62 que solo llega a
tener 1 enlace.
También hubo una mejora en el “Cache de alto rendimiento integrado al
procesador” que es de:
L1: Total 512 KB (256 KB por procesador
L2: Total 4 MB (2 MB por procesador)
A pesar de todo este rendimiento AMD ya está pensando en algo más potente
y seguramente veremos muy pronto procesadores de 8 núcleos nativo.
Micros falsos
La informática es terreno abonado para las falsificaciones. Sin el serigrafiado
todos los chips parecen iguales, y es imposible conocer su marca, modelo o
velocidad.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
322
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Esto se aplica a la perfección para los micros; antiguamente era raro que
alguien vendiera un micro falsificado, pero con la llegada del Pentium el
problema llegó a adquirir dimensiones alarmantes, con cuerpos como la Interpol
movilizados a la caza del falsificador.
Los engaños más típicos suelen ser:
Falsificación en sí: se coge un chip, se le borra o tapa el serigrafiado y
se escribe encima, consiguiendo un nuevo chip más caro. Al principio la
falsificación era muy cutre, y un poco de acetona la revelaba; hoy en día,
ni un experto puede estar seguro.
Es muy difícil de evitar, como no sea acudiendo a empresas de
reconocido prestigio donde el riesgo sea mínimo o escogiendo un chip
barato, que seguro que no han falsificado. También se puede exigir que
sea un chip no OEM, sino con su propia caja y garantía sellada, pero
estos chips son mucho más caros (y la caja puede ser falsa...)
Intercambio de micros: un día se nos ocurre levantar el ventilador del
micro y ¡sorpresa!, es un Pentium normal en vez de MMX; o va a otra
velocidad, por ejemplo. Se va a la tienda y nos dicen que es un error,
que no entienden qué puede haber pasado... y como no queremos follón
y puede que tengan razón (en cuyo caso lo que son es unos cutres),
dejamos que nos cambien el chip y nos vamos.
Cambios de marca: algo muy común en la época 386 y 486, ahora
mucho menos. Pagábamos un micro Intel y nos vendían un AMD, Cyrix o
Texas Instruments; micros que a veces son iguales o mejores (mi 386 de
AMD era fantástico, y aún podría funcionar sin problemas) pero que son
más baratos, por lo que el ahorro es para el vendedor, no para nosotros.
Se sabe de historias aberrantes, se lo aseguro; Pentium MMX más lentos que
un 486, micros con 5 pegatinas encima del serigrafiado... falso, claro; y cosas
aún peores. Las soluciones, a continuación:
Exija ver el interior del ordenador: como no sea que compra en un
sitio de muchísima garantía tipo Corte Inglés, PC City, ADL... (e incluso
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
323
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
así, pueden haberse equivocado al embalarlo). Si no quieren, váyase sin
pagar a otro lado; si quieren sus cientos de miles de pesetas no deberían
molestarse por algo así
Por cierto, pueden obligarle a que la garantía valga únicamente si el
ordenador lo abren sólo ellos (con sellos y pegatinas en la caja para
saber si lo ha abierto). A mí no me gusta el método, porque le obliga a
ampliarlo siempre en esa tienda, pero es más o menos legal; infórmese.
De todas formas, nadie lo encontraría raro si se tratase de un televisor;
ellos se protegen, en principio, de los manazas informáticos (que
haberlos, haylos).
Exija siempre una factura detallada: y, por el amor de Dios, con el IVA
incluído. Será su única garantía de reclamación, así que asegúrese de
que está TODO al detalle: modelos, cantidades (RAM, disco duro) y,
sobre todo, marcas. Por ejemplo, "chip 200 MHz" no es nada; ¿qué es:
un Pentium, un MMX, un II, un K6, un 6x86? (o un 486 superdopado,
quién sabe).
Vaya a sitios de una cierta fama: o al menos, con una apariencia
decente y organizada. Si no entiende nada de la informática actual, lea
revistas (varias), asesórese por un amigo.
4.4.13 COPROCESADOR
Coprocesador
matemático:
procesador
diferente
del
microprocesador
principal, que ejecuta funciones adicionales o que ayuda al microprocesador
principal. El tipo de coprocesador más común es el de coma flotante, también
llamado numérico o matemático, diseñado para ejecutar los cálculos numéricos
más rápidamente y mejor que los microprocesadores de aplicaciones generales
utilizados en los PC. Los procesadores de última generación para PC
incorporan lógica de coma flotante, por lo que este tipo de componente resulta
innecesario.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
324
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Microcontrolador
Un microprocesador no es un ordenador completo. No contiene grandes
cantidades de memoria ni es capaz de comunicarse con dispositivos de entrada
—como un teclado, un joystick o un ratón— o dispositivos de salida como un
monitor o una impresora. Un tipo diferente de circuito integrado llamado
microcontrolador es de hecho una computadora completa situada en un único
chip, que contiene todos los elementos del microprocesador básico además de
otras funciones especializadas. Los microcontroladores se emplean en
videojuegos, reproductores de vídeo, automóviles y otras máquinas.
Semiconductores
Todos los circuitos integrados se fabrican con semiconductores, sustancias
cuya capacidad de conducir la electricidad es intermedia entre la de un
conductor y la de un no conductor o aislante. El silicio es el material
semiconductor más habitual. Como la conductividad eléctrica de un
semiconductor puede variar según la tensión aplicada al mismo, los transistores
fabricados con semiconductores actúan como minúsculos conmutadores que
abren y cierran el paso de corriente en sólo unos pocos nanosegundos
(milmillonésimas de segundo). Esto permite que un ordenador pueda realizar
millones de instrucciones sencillas cada segundo y ejecutar rápidamente tareas
complejas.
El bloque básico de la mayoría de los dispositivos semiconductores es el diodo,
una unión de materiales de tipo negativo (tipo n) y positivo (tipo p). Los términos
"tipo n" y "tipo p" se refieren a materiales semiconductores que han sido
dopados, es decir, cuyas propiedades eléctricas han sido alteradas mediante la
adición controlada de pequeñísimas concentraciones de impurezas como boro
o fósforo. En un diodo, la corriente eléctrica sólo fluye en un sentido a través de
la unión: desde el material de tipo p hasta el material de tipo n, y sólo cuando el
material de tipo p está a una tensión superior que el de tipo n. La tensión que
debe aplicarse al diodo para crear esa condición se denomina tensión de
polarización directa. La tensión opuesta que hace que no pase corriente se
denomina tensión de polarización inversa. Un circuito integrado contiene
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
325
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
millones de uniones p-n, cada una de las cuales cumple una finalidad
específica dentro de los millones de elementos electrónicos de circuito. La
colocación y polarización correctas de las regiones de tipo p y tipo n hacen que
la corriente eléctrica fluya por los trayectos adecuados y garantizan el buen
funcionamiento de todo el chip.
Transistores
El transistor empleado más comúnmente en la industria microelectrónica se
denomina transistor de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor
(MOSFET). Contiene dos regiones de tipo n, llamadas fuente y drenaje, con
una región de tipo p entre ambas, llamada canal. Encima del canal se
encuentra una capa delgada de dióxido de silicio, no conductor, sobre la cual va
otra capa llamada puerta. Para que los electrones fluyan desde la fuente hasta
el drenaje, es necesario aplicar una tensión a la puerta (tensión de polarización
directa). Esto hace que la puerta actúe como un conmutador de control,
conectando y desconectando el MOSFET y creando una puerta lógica que
transmite unos y ceros a través del microprocesador.
Fabricación de microprocesadores
Los microprocesadores se fabrican empleando técnicas similares a las usadas
para otros circuitos integrados, como chips de memoria. Generalmente, los
microprocesadores tienen una estructura más compleja que otros chips, y su
fabricación exige técnicas extremadamente precisas.
La fabricación económica de microprocesadores exige su producción masiva.
Sobre la superficie de una oblea de silicio se crean simultáneamente varios
cientos de grupos de circuitos. El proceso de fabricación de microprocesadores
consiste en una sucesión de deposición y eliminación de capas finísimas de
materiales conductores, aislantes y semiconductores, hasta que después de
cientos de pasos se llega a un complejo "bocadillo" que contiene todos los
circuitos interconectados del microprocesador. Para el circuito electrónico sólo
se emplea la superficie externa de la oblea de silicio, una capa de unas 10
micras de espesor (unos 0,01 mm, la décima parte del espesor de un cabello
humano). Entre las etapas del proceso figuran la creación de sustrato, la
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
326
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
oxidación, la litografía, el grabado, la implantación iónica y la deposición de
capas.
La primera etapa en la producción de un microprocesador es la creación de un
sustrato de silicio de enorme pureza, una rodaja de silicio en forma de una
oblea redonda pulida hasta quedar lisa como un espejo. En la etapa de
oxidación se coloca una capa eléctricamente no conductora, llamada
dieléctrico. El tipo de dieléctrico más importante es el dióxido de silicio, que se
"cultiva" exponiendo la oblea de silicio a una atmósfera de oxígeno en un horno
a unos 1.000º C. El oxígeno se combina con el silicio para formar una delgada
capa de óxido de unos 75 angstroms de espesor (un ángstrom es una
diezmilmillonésima de metro).
Casi todas las capas que se depositan sobre la oblea deben corresponder con
la forma y disposición de los transistores y otros elementos electrónicos.
Generalmente esto se logra mediante un proceso llamado fotolitografía, que
equivale a convertir la oblea en un trozo de película fotográfica y proyectar
sobre la misma una imagen del circuito deseado. Para ello se deposita sobre la
superficie de la oblea una capa fotosensible cuyas propiedades cambian al ser
expuesta a la luz. Los detalles del circuito pueden llegar a tener un tamaño de
sólo 0,25 micras. Como la longitud de onda más corta de la luz visible es de
unas 0,5 micras, es necesario emplear luz ultravioleta de baja longitud de onda
para resolver los detalles más pequeños. Después de proyectar el circuito
sobre la capa fotorresistente y revelar la misma, la oblea se graba: esto es, se
elimina la parte de la oblea no protegida por la imagen grabada del circuito
mediante productos químicos (un proceso conocido como grabado húmedo) o
exponiéndola a un gas corrosivo llamado plasma en una cámara de vacío
especial.
En el siguiente paso del proceso, la implantación iónica, se introducen en el
silicio impurezas como boro o fósforo para alterar su conductividad. Esto se
logra ionizando los átomos de boro o de fósforo (quitándoles uno o dos
electrones) y lanzándolos contra la oblea a grandes energías mediante un
implantador iónico. Los iones quedan incrustados en la superficie de la oblea.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
327
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
En el último paso del proceso, las capas o películas de material empleadas
para fabricar un microprocesador se depositan mediante el bombardeo atómico
en un plasma, la evaporación (en la que el material se funde y posteriormente
se evapora para cubrir la oblea) o la deposición de vapor químico, en la que el
material se condensa a partir de un gas a baja presión o a presión atmosférica.
En todos los casos, la película debe ser de gran pureza, y su espesor debe
controlarse con una precisión de una fracción de micra.
Los detalles de un microprocesador son tan pequeños y precisos que una única
mota de polvo puede destruir todo un grupo de circuitos. Las salas empleadas
para la fabricación de microprocesadores se denominan salas limpias, porque
el aire de las mismas se somete a un filtrado exhaustivo y está prácticamente
libre de polvo.
4.5 SOFTWARE
4.5.1 Definición de Software:
El software es el conjunto de instrucciones que las computadoras emplean para
manipular datos. Sin el software, la computadora sería un conjunto de medios
sin utilizar. Al cargar los programas en una computadora, la máquina actuará
como si recibiera una educación instantánea; de pronto "sabe" cómo pensar y
cómo operar. El Software es un conjunto de programas, documentos,
procedimientos, y rutinas asociados con la operación de un sistema de
computo. Distinguiéndose de los componentes físicos llamados hardware.
Comúnmente a los programas de computación se les llama software; el
software asegura que el programa o sistema cumpla por completo con sus
objetivos, opera con eficiencia, esta adecuadamente documentado, y
suficientemente sencillo de operar. Es simplemente el conjunto de instrucciones
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
328
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
individuales que se le proporciona al microprocesador para que pueda procesar
los datos y generar los resultados esperados. El hardware por si solo no puede
hacer nada, pues es necesario que exista el software, que es el conjunto de
instrucciones que hacen funcionar al hardware.
4.5.2 Clasificaciones del Software:
El software se clasifica en 4 diferentes Categorías: Sistemas Operativos,
Lenguajes de Programación, Software de uso general, Software de Aplicación.
(algunos autores consideran la 3era y 4ta clasificación como una sola).
4.5.2.1 Sistemas Operativos:
El sistema operativo es el gestor y organizador de todas las actividades
que realiza la computadora. Marca las pautas según las cuales se
intercambia información entre la memoria central y la externa, y
determina las operaciones elementales que puede realizar el procesador.
El sistema operativo, debe ser cargado en la memoria central antes que
ninguna otra información. Lenguajes de Programación
Mediante los
programas se indican a la computadora que tarea debe realizar y cómo
efectuarla, pero para ello es preciso introducir estas órdenes en un
lenguaje que el sistema pueda entender. En principio, el ordenador sólo
entiende las instrucciones en código máquina, es decir ,el específico de
la computadora. Sin embargo, a partir de éstos se elaboran los llamados
lenguajes de alto y bajo nivel.
4.5.2.2 Software de Uso General:
El software para uso general ofrece la estructura para un gran número
de aplicaciones empresariales, científicas y personales. El software de
hoja de cálculo, de diseño asistido por computadoras (CAD), de
procesamiento de texto, de manejo de Bases de Datos, pertenece a esta
categoría. La mayoría de software para uso general se vende como
paquete; es decir, con software y documentación orientada al usuario
(manuales de referencia, plantillas de teclado y demás).
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
329
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
4.5.2.3 Software de aplicaciones:
El software de aplicación esta diseñado y escrito para realizar tareas
específicas
personales,
empresariales
o
científicas
como
el
procesamiento de nóminas, la administración de los recursos humanos o
el control de inventarios. Todas éstas aplicación es procesan datos
(recepción de materiales) y generan información (registros de nómina)
para el usuario.
4.5.2.4 Lenguaje de programación:
Es un conjunto de sintaxis y reglas semánticas que definen los
programas del computador.
Al desarrollarse las primeras computadoras electrónicas, se vio la
necesidad de programarlas, es decir, de almacenar en memoria la
información sobre la tarea que iban a ejecutar. Las primeras se usaban
como calculadoras simples; se les indicaban los pasos de cálculo, uno
por uno.
John Von Neumann desarrolló el modelo que lleva su nombre, para
describir este concepto de "programa almacenado". En este modelo, se
tiene una abstracción de la memoria como un conjunto de celdas, que
almacenan simplemente números. Estos números pueden representar
dos cosas: los datos, sobre los que va a trabajar el programa; o bien, el
programa en sí.
¿Cómo es que describimos un programa como números? Se tenía el
problema de representar las acciones que iba a realizar la computadora,
y que la memoria, al estar compuesta por switches correspondientes al
concepto de bit, solamente nos permitía almacenar números binarios.
La solución que se tomó fue la siguiente: a cada acción que sea capaz
de realizar nuestra computadora, asociarle un número, que será su
código
de
operación
(opcode).
Por
ejemplo,
una
calculadora
programable simple podría asignar los opcodes:
1 = SUMA, 2 = RESTA, 3 = MULTIPLICA, 4 = DIVIDE.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
330
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Supongamos que queremos realizar la operación 5 * 3 + 2, en la
calculadora descrita arriba. En memoria, podríamos "escribir" el
programa de la siguiente forma:
Localidad Opcode Significado Comentario 0 5 5 En esta localidad,
tenemos el primer número de la fórmula 1 3 * En esta localidad, tenemos
el opcode que representa la multiplicación. 2 3 3 En esta localidad,
tenemos el segundo número de la fórmula 3 1 + En esta localidad,
tenemos el opcode que representa la suma. 4 2 2 En esta localidad,
tenemos el último número de la fórmula
Podemos ver que con esta representación, es simple expresar las
operaciones de las que es capaz el hardware (en este caso, nuestra
calculadora imaginaria), en la memoria.
La descripción y uso de los opcodes es lo que llamamos lenguaje de
máquina. Es decir, la lista de códigos que la máquina va a interpretar
como instrucciones, describe las capacidades de programación que
tenemos de ella; es el lenguaje más primitivo, depende directamente del
hardware, y requiere del programador que conozca el funcionamiento de
la máquina al más bajo nivel.
Los lenguajes más primitivos fueron los lenguajes de máquina. Esto, ya
que el hardware se desarrolló antes del software, y además cualquier
software finalmente tiene que expresarse en el lenguaje que maneja el
hardware.
La programación en esos momentos era sumamente tediosa, pues el
programador tenía que "bajarse" al nivel de la máquina y decirle, paso a
pasito, cada punto de la tarea que tenía que realizar. Además, debía
expresarlo en forma numérica; y por supuesto, este proceso era
propenso a errores, con lo que la productividad del programador era muy
limitada. Sin embargo, hay que recordar que en estos momentos,
simplemente aún no existía alternativa.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
331
Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
El primer gran avance que se dio, como ya se comentó, fue la
abstracción dada por el Lenguaje Ensamblador, y con él, el nacimiento
de las primeras herramientas automáticas para generar el código
máquina. Esto redujo los errores triviales, como podía ser el número que
correspondía a una operación, que son sumamente engorrosos y difíciles
de detectar, pero fáciles de cometer. Sin embargo, aún aquí es fácil para
el programador perderse y cometer errores de lógica, pues debe bajar al
nivel de la forma en que trabaja el CPU, y entender bien todo lo que
sucede dentro de él.
Con el desarrollo en los 50s y 60s de algoritmos de más elevado nivel, y
el aumento de poder del hardware, empezaron a entrar al uso de
computadoras científicos de otras ramas; ellos conocían mucho de
Física, Química y otras ramas similares, pero no de Computación, y por
supuesto, les era sumamente complicado trabajar con lenguaje
Ensamblador en vez de fórmulas. Así, nació el concepto de Lenguaje de
Alto Nivel, con el primer compilador de FORTRAN (FORmula
TRANslation), que, como su nombre indica, inició como un "simple"
esfuerzo de traducir un lenguaje de fórmulas, al lenguaje ensamblador y
por consiguiente al lenguaje de máquina. A partir de FORTRAN, se han
desarrollado innumerables lenguajes, que siguen el mismo concepto:
buscar la mayor abstracción posible, y facilitar la vida al programador,
aumentando la productividad, encargándose los compiladores o
intérpretes de traducir el lenguaje de alto nivel, al lenguaje de
computadora. Hay que notar la existencia de lenguajes que combinan
características de los de alto nivel y los de bajo nivel (es decir,
Ensamblador). Mi ejemplo favorito es C: contiene estructuras de
programación de alto nivel, y la facilidad de usar librerías que también
son características de alto nivel; sin embargo, fue diseñado con muy
pocas instrucciones, las cuales son sumamente sencillas, fáciles de
traducir al lenguaje de la máquina; y requiere de un entendimiento
apropiado de cómo funciona la máquina, el uso de la memoria, etcétera.
FUNDAMENTOS DE COMPUTACION
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Ing. Msc. Byron Oviedo Bayas
U.T.E.Q
Por ello, muchas personas consideramos a lenguajes como C (que fue
diseñado para hacer sistemas operativos), lenguajes de nivel medio.
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