Tema 1.- Características y configuración de los equipos informáticos

08/10/2008
Características y
configuración
de los equipos informáticos
UNIDAD DE TRABAJO 1
1. HISTORIA
Ordenador
¿Qué hace este tipo de máquinas?. De las
palabras que utilizamos para designarlas
tratamos de obtener su función:
Ordenador: ordena.
Computador: realiza cálculos.
En general podemos decir que estos
sistemas almacenan y recuperan información
tratándola y relacionándola para obtener
unos resultados deseados.
1.1. Desarrollo histórico.
Desde muy antiguo el hombre ha utilizado
elementos de ayuda para realizar los cálculos.
Para almacenar información labró piedras, pintó,
escribió sobre pieles de animales e inventó la
imprenta.
En lo que se refiere al cálculo se ayudó de piedras
(calculus en latín) y en oriente, hace unos 2.500
años, los chinos idearon el ábaco.
Pero desde éste hasta el siglo XVII no se
desarrolló ningún nuevo artilugio para efectuar
cálculos numéricos.
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1620, el alemán Wilhelm Schickar diseñó una máquina
que podía restar y sumar automáticamente y multiplicar y
dividir semiautomáticamente, mediante engranajes.
Pascal, hacia 1642, con su rodillo sumatorio (que
también podía hacer restas).
1694, Leibniz (que fue el primero en plantear el sistema
binario) + - x : y raíz cuadrada .
En el siglo XVIII se Jacques Vaucanson construyó
algunos autómatas a base de cuerda como los relojes.
En los primeros años del siglo XIX, el francés Jacquard
desarrolló un sistema de tarjetas perforadas para
controlar el dibujo del telar.
Charles Babbage
El concepto de que se puede programar un
instrumento de cálculo, de tal manera que realice
una larga serie de operaciones aritméticas
En 1822 establece los principios de
funcionamiento de los ordenadores en un proyecto
de máquina denominada "máquina diferencial“.
1832 inventó la máquina de las diferencias para
generar tablas astronómicas y logarítmicas de seis
posiciones.
1833 presenta un nuevo proyecto, la "máquina
analítica",
1845 George Boole, que era un matemático
plantea en una obra "las leyes del pensamiento".
Hollerith, quien, a finales del siglo XIX, y motivado
por la necesidad de completar el censo
norteamericano de 1890, desarrolló una máquina
de tabular sencilla. Aparece IBM
Konrad Zuse, que nació en 1910, inventó el primer
ordenador de la historia, basado en relés, llamado
Z1
Howard Aiken diseñó una máquina
electromecánica de cálculo automático, MARK I.
El primer ordenador electrónico digital fue el
ENIAC (1939-1944)
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Von Neumann
lo que debía hacerse era almacenar los
diversos programas en el interior del mismo
ordenador». Con ello, la máquina puede pasar
de un programa a otro en una fracción de
segundo.
los distintos programas integrados en el interior
del sistema podían entrelazarse e interactuar
unos con otros.
Con ello, los ordenadores dejan de ser
máquinas limitadas a realizar trabajos de
cálculo rutinario y se convierten en
suministradores de información.
3. Generaciones.
Primera generación (años 50).
Ordenadores a válvulas.
Programación en código máquina.
Tarjetas perforadas.
Segunda generación (años 60).
Ordenadores con transistores.
Algunas rutinas de ayuda en las tareas de
entrada/salida y de almacenamiento (IOCS: Input
Output Control System).
Lenguaje COBOL.
Tercera generación (años 70).
Ordenadores con circuitos integrados de bajo
nivel de integración.
Aparece el concepto de Sistema Operativo,
siendo uno de los más conocidos el sistema
IBM 360.
Se incorporan los primeros compiladores.
Multiprogramación.
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Cuarta generación (años 80).
Ordenadores con circuitos integrados de alta
densidad de integración.
Aparición del PC (finales del año 1980).
Diversos tipos de ordenadores y diversos tipos de
sistemas operativos.
Se utilizan el CP/M y el MS-DOS en ordenadores
pequeños.
Sistemas operativos ligados a marcas: p.e. VAX de
DIGITAL. Versiones depuradas de UNIX (con
adecuaciones como XENIX).
Quinta generación (años 90).
Ordenadores con circuitos integrados más densos
y avances muy importantes en el soporte lógico
como en los sistemas operativos basados en
gráficos (WINDOWS en sus diversas versiones) .
Procesamiento paralelo.
Interconexión de los ordenadores mediante redes.
"Explosión" de Internet.
Inteligencia artificial.
2. ARQUITECTURA Y UNIDAD
CENTRAL.
2.1 Recogida y estudio de información.
Como primer acercamiento a los Sistemas
Informáticos se considera de interés recopilar la
información disponible.
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2.2. ESQUEMA DE SISTEMA
INFORMÁTICO GENÉRICO
PERIFÉRICOS
DE SALIDA
COMUNICACIONES
UNIDAD
CENTRAL
MEMORIA
EXTERNA
PERIFÉRICOS
DE ENTRADA
2.3. Definiciones
Informática:
Tratamiento automático de la información.
Dato:
Cualquier entidad capaz de transportar información.
Pueden ser analógicos o digitales.
Señal:
Representación eléctrica o electromagnética de los
datos. Pueden ser analógicas o digitales.
Señal analógica y señal digital:
señal digital binaria.
Bit: Un bit es un dígito binario. Aparece del inglés
de BInary digiT. Es la unidad de
información.(puede ser 0 ó 1)
Byte: Son ocho bits.
Nible:
Word:
Double:
Quad:
Kbit: 1024 bits
Kbyte:1024 bytes
210 bytes
Mbyte: 1024 * 1024 bytes
220 bytes
Gbyte: 1024 *1024 * 1024 bytes
230 bytes
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Sistema binario y hexadecimal
El sistema binario es el sistema de numeración en
base 2. Esto hace que todas las cifras estén
compuestas únicamente por ceros y por unos.
Como en los ordenadores vamos a disponer de
elementos que puedan tomar dos valores, el
sistema binario es el adecuado para el trabajo
dentro del ordenador.
El sistema hexadecimal tiene como base 16. Su
utilidad radica en que permite una conversión muy
simple y rápida con el sistema binario y simplifica
enormemente la escritura de cifras binarias.
Decimal
Binario
Hexadecimal
0
0000
0
1
0001
1
2
0010
2
3
0011
3
4
0100
4
5
0101
5
6
0110
6
7
0111
7
8
1000
8
9
1001
9
Decimal
Binario
Hexadecimal
10
1010
A
11
1011
B
12
1100
C
13
1101
D
14
1110
E
15
1111
F
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Cambios entre sistemas
11010110b= 128+64+16+4+2 = 214
= D6h
C5Ah =12*256+5*16+10= 3162 =110001011010b
339= 101010011b = 153h
256
128
64
32
16
8
4
2
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
256+64+16+2+1 = 339
Convertir a los tres sistemas
268
3F6h
11101001b
BEh
11111111b
625
Convertir a los tres sistemas
268
= 1 0000 1100b
3F6h
= 11 1111 0110b
= 10Ch
=
1014
1110 1001b
= E9h
= 233
BEh
= 1011 1110b
= 190
11111111b
= FFh
= 255
625
= 1001110001b
= 271h
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Ej de una memoria eprom 27C32
Memoria de 4Kx8
¿Lineas de direcc.?
Dividir en 4 partes de 1 k
Concepto de BUS
0000
07FF
Códigos:
Para convertir la información tal como la usan las
personas en binario, se hace necesario la
utilización de códigos. Los códigos más utilizados
en los sistemas informáticos son:
ASCII (American Standard Code for Information
Interchange)
EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal
Interchange Code)
BCD, 7 segm
AIKEN
GRAY
Codigo ASCII (caracteres imprimibles)
Dec
Hex
caract
Hex
caract
Dec
Hex
caract
32
20
Espac. 64
Dec
40
@
96
60
`
33
21
!
65
41
A
97
61
a
34
22
“
66
42
B
98
62
b
35
23
#
67
43
C
99
63
c
36
24
$
68
44
D
100
64
d
37
25
%
69
45
E
101
65
e
38
26
&
70
46
F
102
66
f
39
27
‘
40
28
(
41
29
)
42
2A
*
43
2B
+
44
2C
,
45
2D
-
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Los sistemas informáticos están constituidos
por dos elementos trabajando en conjunto:
Proceso:
"Conjunto de acciones software ejecutables, que
transforma uno o más datos de entrada en datos de
salida, incluyendo datos de eventos, tanto de entrada
como de salida".
Entorno software:
Soporte físico (Hardware): comprende todo
aquello que tiene consistencia física
(componentes, circuitos, etc.)
Soporte lógico (Software): es aquello que pone
a trabajar a la parte física. Se suele concretar en
los sistemas operativos y en los programas de
aplicación.
"Todas y cada una de las partes del sistema, externas
al software, en las que pueden suceder cambios de
estado, los cuales pueden ser observados o causado
por el software"
Evento externo:
"Cualquier cambio de estado, en el entorno software,
causado u observado por el propio software"
Tipos de sistemas:
Monoprocesador:
El sistema consta de elementos únicos. Tiene solamente un
procesador.
Multiprocesador:
Es el sistema en el que por lo menos está distribuida la unidad de
procesamiento. Tiene más de un procesador.
Monotarea:
El sistema realiza una tarea y no puede empezar la siguiente
hasta que no acaba la actual.
Multitarea:
Monousuario:
El sistema puede realizar varias tareas al mismo tiempo.
El sistema atiende a un único usuario.
Multiusuario:
El sistema puede atender a varios usuarios a la vez, de manera
que a cada usuario le parece que le atiende únicamente a él.
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Ejemplos:
MSDOS:
Monoprocesador, monotarea,
monousuario
Windows:
Monoprocesador, multitarea,
monousuario
UNIX, LINUX: Multiprocesador, multitarea,
multiusuario
Modelo en capas
USUARIO
PROGRAMAS
SISTEMA OPERATIVO
FIRMWARE (BIOS)
HARDWARE
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PLACA BASE
DIAPOSITIVAS 12, 13, 14, 15,
(HARDWARE)
2.4 UNIDAD CENTRAL
Unidad Central de Proceso
CPU: microprocesador en el caso de
microordenador.
La información que se maneja internamente se
puede clasificar en:
Instrucciones y Datos (entre la CPU y la memoria)
Señales de control (entre la unidad de central y el resto
del sistema).
Las instrucciones son las órdenes que debe
ejecutar el ordenador.
Partes mas importantes
CPU (Unidad Central de Proceso o
microprocesador).
Memoria.
I/O (circuitos de Entradas/Salidas).
Además hay que considerar los caminos de
interconexión entre ellos, denominados BUSES.
También, aunque no aparece en el gráfico, es muy
importante señalar que el sistema es síncrono, lo
que significa que trabaja al ritmo de un reloj.
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La cpu se compone de:
Unidad de control (CU: Control Unit):
Interpreta las instrucciones y las ejecuta. Las
órdenes se canalizan por el bus de control.
Unidad aritmética y lógica (ALU: Arithmetic
Logic Unit):
Realiza las operaciones aritméticas o lógicas
dando el resultado.
interpreta y ejecuta las instrucciones
almacenadas en la memoria (de programa)
se ocupa del control y del proceso de datos
entre todos los dispositivos conectados al
sistema (internos y de entrada/salida)
la CPU es un microprocesador fabricado en un chip
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Realiza cálculos (sumas) y operaciones
lógicas (comparaciones, funciones OR,...)
Unidad Aritmético-Lógica
(U.A.L.)
Donde se almacena
información
temporalmente
registros
la CPU está formado por...
bus
Unidad de Control (U.C.)
Interpreta y ejecuta las
instrucciones
Conecta la CPU con todos los dispositivos
(de almacenamiento, de entrada y salida)
Conductores que unen el Microprocesador con los
chips de memoria y de E/S
Con 20 bits de direcciones podemos
seleccionar 220 = 1.048.576 posiciones
(1 Mb de posiciones).
Bus de direcciones
Los Buses
Bus de datos
Son líneas bidireccionales
8 bits, 16 bits, 32 bits
Bus de control
Son líneas (de entrada unas, de salida
otras) utilizadas para controlar el
sentido del flujo de datos (E/S)
Operación que va a realizar, de
lectura o escritura
las funciones principales de la CPU son:
Búsqueda y decodificación de cada instrucción.
Realización de las operaciones aritméticas y lógicas
requeridas por cada instrucción.
Gobernar las direcciones de las posiciones de memoria.
Determinar mediante el uso de Registros de Estado y
Flags, las condiciones resultantes de la operación.
Transferir datos de la Memoria a los circuitos de
Entrada/Salida, o viceversa.
Generar y recibir señales de control desde la Memoria y
Entradas Salidas o hacia ellas.
Suministrar todas las señales de control temporal para los
diversos Registros asociados o demás componentes de la
propia CPU.
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MEMORIA:
Funciones:
Almacenar las instrucciones del programa.
Almacenar Datos; tanto los suministrados por la
CPU (resultados), como los que empleará ella
(operandos).
Trabajar bajo la dirección de las señales de control
de la CPU o del Controlador de Acceso Directo a
Memoria (DMA).
I/O (ENTRADAS/SALIDAS):
Suministrar la interconexión entre los dispositivos
periféricos y la CPU.
Transmitir Datos y Comandos desde los
periféricos a la CPU o viceversa.
Transmitir Datos y Comandos desde los
periféricos a la Memoria o viceversa.
Indicar a la CPU cuándo los periféricos solicitan su
servicio.
BUS:
Son la agrupación de líneas de comunicación y permiten
el transporte físico de la información entre los tres bloques
mencionados. Hay tres buses:
Bus de direcciones: Lleva la dirección seleccionada por
la CPU, tanto a la memoria como a la entrada/salida. El
máximo de líneas es de 32, 4.096 millones de direcciones
(en cada dirección reside 1 byte).
Bus de datos: transporta la información propiamente
dicha entre los tres bloques. Puede ser de 8, 16, 32 o 64
Bus de control: transporta información que permite las
señales necesarias para el funcionamiento: reloj,
lectura/escritura, entrada/salida, etc.
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3. MEMORIAS.
3.1. Introducción.
Las memorias almacenan la información que va a
manejar el ordenador, en forma de bits.
Normalmente, se suele emplear como medida de la
capacidad de almacenamiento de las memorias el byte,
cada byte almacena un carácter.
Se emplean múltiplos :
Kilobyte, que equivale a 210 (1.024 bytes)
Megabyte, que vale 220 (1.024 Kilobytes o 1.024 x 1.024 bytes)
Gigabyte que es 230 (1.024 Megabytes o 1.024 x 1.024 x 1.024
bytes).
De más próxima a más externa
Memoria Caché (primaria y secundaria)
Memoria interna (RAM y ROM)
Memoria de masa o externa
Magnética:
En disco rígido
En disco flexible
En cinta
Óptica
En CD-ROM/DVD
MEMORIA
Accesos a memoria
Incluir diapositivas 7,8,9,10,11
Tipos de memoria
Incluir diapositivas 31, 32, 33, 34
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3.2. Memoria Cache.
Es una memoria RAM estática muy rápida, pero
generalmente de baja capacidad (256 o 512
KBytes).
La mayoría de los accesos a memoria RAM se
realiza en direcciones próximas.
Trabaja duplicando una zona de memoria RAM en
la memoria cache.
Cuando se realiza una acceso a memoria, busca
en primer lugar en el cache, si está lo utiliza, si no
está va a buscarlo a la memoria RAM.
Existen dos tipos de memoria cache:
L1 (Level 1 o nivel 1): se encuentra integrada en el
procesador y es la de mayor velocidad.
L2 (Level 2 o nivel 2): Suele colocarse
externamente, aunque algunos microprocesadores
también la llevan integrada.
Ejercicio:
Localizar en Internet las características de
los procesadores más populares
actualmente.
Relacionar con las características
estudiadas.
Discutir en clase el significado de las
características no estudiadas.
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3.3. Memoria interna (electrónica):
Cabe distinguir entre las RAM y las ROM.
La memoria RAM será la que realice el
almacenamiento temporal de datos y programas,
una vez que el ordenador esté encendido.
La memoria ROM retendrá la información
necesaria para que el sistema arranque en el
momento del encendido y funcione sin problemas
después.
3.3.1. ROM.
ROM de máscara.
PROM.
EPROM.
EEPROM.
FLASH. Se borra de forma rápida, (no volátil.)
OTP. (One Time Programmable) Se programan
una sola vez. Son EPROM sin ventana de
borrado.
3.3.2. RAM.
SRAM. (Static Random Access Memory).
DRAM (Dymamic Random Access Memory). Mantienen la
información durante un tiempo relativamente breve, por lo
que necesitan reescribir la información. Este proceso se
denomina Refresco de memoria.
La memoria RAM suele aparecer como:
SIMM (Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos.
DIMM (Dual In line Memory Module) 168 contactos.
RIMM (Rambus In-line Memory Module). 168 contactos.
formatos:
EDO RAM y el más moderno de DDR (Double Data Rate SDRAM).
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3.3.3. MAPA DE MEMORIA.
El 8086 tiene 20 líneas de dirección -> 1 MB de memoria.
El 80286 tiene 24 líneas de dirección -> 16 MB de
memoria.
El 80386 y posteriores tienen 32 líneas de dirección ->
4.096 MB de memoria.
Memoria convencional: Es la memoria propia del DOS.
Llega hasta los 640 KB.
Memoria superior (UMB): Es la comprendida entre los
640 K y el 1.024 K. En esta zona se sitúa la ROM (en la
parte más alta: segmento F) y la memoria de video.
Memoria Alta (HMA): Es la comprendida entre 1.024 y
1.088 (los 64 Kbytes por encima de 1 MB).
Cont. memoria
Memoria extendida:
Es la memoria por encima de 1MB. Necesita del
uso de un controlador de memoria extendida
(HIMEM.SYS). Llega hasta los 4.096 MB.
Memoria Expandida:
Se llama también paginada. Es el espacio
comprendido entre los 640 KB y 1 MB, y utiliza
bloques o páginas de memoria de un tamaño
determinado (típicamente de 64 KB).
Memoria
4096M
MEMORIA
EXTENDIDA
HMA
MEMORIA
EXPANDIDA
1024k
MEMORIA
SUPERIOR
896k
832k
640k
MEMORIA
CONVENCIONAL
0
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Segmentación de la memoria
Normalmente la memoria se agrupa en unidades
mayores que el byte, por lo que se divide en
segmentos de tamaño variable, así podemos
hablar del segmento 1, el segmento F...
También se suele hablar de memoria páginada
La paginación es una técnica de gestión de
memoria en la cual el espacio de memoria se
divide en secciones físicas de igual tamaño
llamadas marcos de pagina ...
4. MEMORIA EXTERNA (MAGNÉTICA)
Las características principales de las memorias
externas son su capacidad y su no volatilidad.
Por otro lado las memoria externa no es tan rápida
como la interna, por lo que trabajan de forma
conjunta transfiriendo información según se
demanda entre ambos sistemas.
La más utilizada es la memoria en soporte
magnético (memoria magnética) y a continuación
la óptica y la magneto-óptica.
4.1. Breve introducción al
magnetismo.
El electromagnetismo viene a reunir en un solo
concepto dos fenómenos: el campo eléctrico y el
campo magnético.
* Una corriente eléctrica crea un campo
magnético.
* Un campo magnético variable crea una
corriente eléctrica.
* Existen materiales que pueden almacenar
un cierto magnetismo en función de la
inducción magnética aplicada sobre ellos.
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Clasificación de los materiales según su
comportamiento magnético:
Diamagnéticas:
presentan lo que podría llamarse un magnetismo
negativo. Reaccionan al campo aplicado
oponiéndose a su paso. Presentan una gran
reluctancia a las líneas de fuerza. Son
diamagnéticos los gases nobles, la sal común, el
C (diamante), el Ge y el Si.
Paramagnéticas:
Son prácticamente neutros, de forma que ni
favorecen, ni impiden el paso de líneas de fuerza
por ellos.
Un material paramagnético consiste en átomos o
moléculas con momento magnético, pero que
queda compensado entre todos los elementos que
forman el cuerpo.
Ferromagnéticas:
Son aquellas capaces de adquirir propiedades
magnéticas al someterlos a la influencia de
campos magnéticos. Los materiales más
representativos son el hierro, al cobalto y el níquel,
a los que se pueden añadir el Gadolinio y
Disprosio. Favorecen el paso de las líneas de
fuerza.
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Ferrimagnéticas:
Son aquellas que tiene una magnetización
espontánea de los domínios a temperatura
ambiente. Esta magnetización desaparece por
encima de una cierta temperatura, llamada
temperatura de Curie. Constituyen las ferritas.
Ciclo de Histéresis:
Del ciclo de histéresis se pueden obtener dos
características muy importantes para la
composición del material magnético:
1 - El magnetismo remanente debe ser bastante
elevado, lo que asegura la permanencia de la
información recogida (ciclo cuadrado y alto).
2 - La fuerza magnética necesaria para cambiar la
orientación debe ser pequeña (ciclo estrecho).
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4.2. Disco flexible (floppy-disk o
disquette).
El disco flexible está compuesto por una lámina
delgada de material plástico (mylar), que sirve de
sustrato, recubierta por una capa muy fina
(algunas micras) de partículas de óxido de hierro.
Cada partícula es capaz de almacenar los dos
polos de un campo magnético. La orientación de
este campo magnético depende la orientación del
último campo magnético aplicado con intensidad
suficiente como para influir en el disco.
Según la densidad de las partículas de óxido se
podrá grabar más o menos información. Los más
habituales son los de doble densidad ("double
density" o DD). En la actualidad prácticamente
solo se utilizan los de alta densidad ("high density"
o HD).
Del disco se puede utilizar una sola cara ("single
sided" o SS), ya no se utilizan, siendo lo más
habitual que se utilicen las dos caras del disco
("double sided", DS o 2)
"formateo"
Dividir el disco en sectores concéntricos
denominados PISTAS ("tracks").
Cada una de estas pistas se divide en varias
partes denominadas SECTORES.
En cada sector hay una cantidad fija de
información. Dependiendo del tipo de disco puede
ser 512 Bytes o 1.024 Bytes.
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Tipos
* 5 ¼" Dos caras / doble densidad (320 KB / 360 KB).
40 pistas / c. 8 ó 9 sect. 512 bytes/sector
* 5 ¼" Dos caras / doble dens. alta capacidad (1,2 MB).
80 pistas / c. 15 sectores/pista, 512 bytes/sector
* 3 ½" Dos caras /doble densidad (2DD) (720 KB) (Two
Sided/Double density)
80 pistas / c. 9 sectores/pista, 512 bytes/sector
* 3 ½" Dos caras / Alta densidad (2HD)(1,44 MB)(Two
Sided/High density)
80 pistas / c. 18 sectores/pista, 512 bytes/sector
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Disquetera
Consta de dos partes diferenciadas:
A - Parte electromecánica.
Un motor que hace girar el disco a una velocidad fija igual a
300 revoluciones por minuto.
Un motor paso a paso que sitúa el cabezal magnético sobre la
pista adecuada.
El cabezal de lectura/escritura está compuesto por una bobina
enrollada a un núcleo de ferrita
Disquetera
B - Parte electrónica.
Control del motor paso a paso:
Circuitos de lectura/escritura:
información del estado del disco:
Indicación de cara sencilla o doble:
Indicador de pista 0 ("track 0"):
Indicación de principio de pista (index):
Indicación de preparado (ready):
Circuitos de las bobinas:
Funcionamiento del disco:
- Escritura:
La cabeza tiene dos excitadores arrollados en sentido contrario.
- Lectura:
Los flujos magnéticos recogidos por el cabezal se filtran para
eliminar ruidos, y a continuación se digitaliza para obtener una serie
de impulsos ("uno") o falta de impulsos ("cero").
Parámetros de los discos flexibles:
Tipo de unidad: 5 1/4", 3 1/2 "
Capacidad total: KB, MB
Densidad de pistas: 48/96/135 tpi (tracks per inch)
Densidad de grabación: 5.000 a 17.000 bpi (bits
per inch)
Velocidad de rotación: 300/360/600 rpm.
Velocidad de transferencia: 250/500 kbits/s
Tiempo de acceso: 95/175/94 ms
Número de pistas: 40/72/160
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4.3. Disco duro (hard disk: HD)
El soporte, en vez de plástico, es de aluminio pulido de
0,6 a 2 mm de espesor, con una fina película de material
magnético en ambas caras.
Esto permite que pueda girar a una mayor velocidad
siendo del orden 4.000 rpm +-0.1%
También se consiguen mayores densidades de grabación
por unidad de superficie.
Mayor velocidad de transferencia de datos.
El cabezal no apoya sobre la superficie, 0,5 µm .
Estan sellados y las entradas de aire lleven un microfiltro
que impida el paso de las partículas de polvo.
HD
conviene que las cabezas reposen fuera de las
pistas activas en los momentos en los que no se
utiliza. Esta maniobra se denomina "aparcamiento"
y puede ser manual o automático.
Para poder utilizarse debe formatearse:
A bajo nivel: desde el lenguaje ensamblador.
A alto nivel se realiza desde el Sistema Operativo.
Algunos discos como los QUANTUM ( que giran a
10.000 rpm, tienen tiempo de búsqueda de 4,7 ms
y tamaños de más de 100 GB).
Controladoras del disco duro.
Define la forma en que las señales pasan entre el
bus del sistema y el disco duro.
Tipos: Controladora
Velocidad
ST 506
1 MBps
ESDI
2,5 MBps
SCSI
4 MBps
IDE
5 MBps
EIDE
10 Mbps
IDE-UDMA
33-66 MBps
SCSI Ultra
80-160 MBps
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Capacidad de un disco duro
CAPACIDAD=
Nº PISTAS x Nº CARAS x Nº SECT. x Nº BYTES
Nº CIL x Nº CABEZ x Nº SECT. x Nº BYTES
Ej. ST 506
1.024 cilindros, 63 sectores y 16 cabezales. Sector:
512 Bytes
Esto hace un máximo de 504 MBytes.
4.4. Cinta (streamer).
La cinta magnética (tape) tiene un soporte en
forma de cinta de plástico recubierta por un
material magnético, que se arrollan sobre un
carrete, una bobina o formando una caja
("cassette").
se fabrica de mylar de media pulgada de ancho y
del orden de 30 µm de espesor.
Dividida en pìstas transversales. Cada pista
almacena un bit de los que forman el byte.
Además se añade otro bit de control que se llama
de paridad.
Almacenan grandes cantidades de información. El
acceso es secuencial, el tiempo de acceso medio es
muy alto y no son útiles como memorias de trabajo.
Los parámetros más importantes para considerar las
cintas son:
Ancho de cinta:
Capacidad: Se mide en Bytes o en sus múltiplos.
Densidad de grabado: bits por pulgada (bits per inch: bpi)
Número de pistas:
Velocidad de la cinta: Se mide en pulgadas por segundo.
También es importante avance o retroceso rápido.
Velocidad de transferencia: Es la cantidad de información que
puede leerse o grabarse por unidad de tiempo. Se mide en bits
por segundo.
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4.5. OTRAS MEMORIAS.
TAMBOR.
LÁMINAS MAGNÉTICAS.
FICHAS O TARJETAS CON BANDA
MAGNÉTICA.
OTROS SISTEMAS MAGNÉTICOS (ZIP, JAZ)
DiscDrive
TARJETAS.
CAPÍTULO 5. MEMORIA ÓPTICA
Y MAGNETO-ÓPTICA.
5.1. CD-ROM. (Compact-Disk Read Only
Memory)
Su origen es el disco compacto para almacenamiento de
música que desarrollaron de forma conjunta SONY y PHILLIPS.
La información se almacena en forma de espiral formada por
"hoyos" y "mesetas" ("valles" o "picos") que representan a unos
y ceros, pudiendo almacenar hasta 650 MB o 700 MB
Para mantener constante la velocidad lineal del haz de rayos
sobre el disco, la velocidad de giro es diferente en función de la
pista que se esté leyendo, desde las 200 a las 500 r.p.m.
Las unidades lectoras mantienen la compatibilidad
y pueden leer música y datos.
La velocidad de lectura simple es de 150 KBytes/s.
8x leen a 1.200 KB/s y las de
16x a 2.400 KB/s.
La velocidad de giro que varía de 200 a 540 rpm
en simple varía de 1.600 a 4.320 rpm a 8x y de
3.200 a 8.640 rpm en 16x, y así sucesivamente.
La lectura se realiza mediante un rayo láser
enfocado sobre la pista, según lo que haya
grabado habrá reflejo o no, con lo que se
detectará la presencia de un 1 o un 0.
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Elementos externos de la unidad lectora.
La unidad lectora es la que se encarga de leer la
información grabada.
En la cara frontal se sitúan los controles de carga,
de volumen, conexión de auriculares e indicador
de funcionamiento.
En la parte posterior están los conectores:
De audio para permitir la reproducción de música.
El interface IDE para trasladar los datos leídos.
Unos jumper que permiten establecer la prioridad de
acceso respecto del o de los discos duros.
Funcionamiento
La superficie del disco contiene dos tipos de
zonas: picos y valles, cada uno representando un
bit (0 o 1). Los picos dispersan la luz y los valles la
reflejan.
El rayo láser se refleja o no sobre el detector
determinando un valor de tensión diferente para
cada tipo de zona.
En cuanto a la transferencia de datos las primeras
lectoras daban al doble (2x). En la actualidad hay
unidades de 48 (48x) y 52 (52x) veces la
velocidad.
Unidades lectoras y grabadoras.
Con el nombre de CD-R (CD Recordable) o CD
Write Once, han aparecido las unidades que
permiten la grabación de discos CD-ROM. Se
emplean frecuentemente para duplicar CD's.
Es de señalar la importante disminución en el precio
que se ha producido en un plazo relativamente
breve. Desde las 900.000 pesetas de finales del año
1993 a las aproximadamente 50 euros (8.000
pesetas) o menos
También se ha producido una bajada muy
significativa en el precio de los mismos discos desde
5.000 pesetas a 80 céntimos de euro.
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Diferencias entre un CD-DA y un
CD-ROM
El CD-DA (CD Digital Audio) almacenan música, sus
especificaciones aparecen en el denominado Libro Rojo.
El CD-ROM, Libro Amarillo, además de audio pueden
almacenar textos y gráficos.
El CD.ROM XA (eXtended Arquitecture) es una
ampliación del CD-ROM por la que se pueden almacenar
sonidos y datos en la misma pista.
Existe el CD dedicado específicamente a almacenar
fotografías en alta resolución. Es un desarrollo de la casa
Kodak.
CD-I (CD Interactive), Libro Verde, almacenan audio, texto
e imágenes reproducibles en un televisor. Componen un
sistema específico.
CD-R y CD-RW.
Los CD-R (CD-Regrabable) son aquellos discos que se
venden vírgenes y que mediante la grabadora adecuada
se puede almacenar la información
La grabación puede ser monosesión, que obliga a introducir toda la
información de una vez, o multisesión, en la que la información va
ocupando espacios secuenciales en varias sesiones.
La grabación se produce la destrucción (o quemado) de ciertas zonas
almacenando la información. El CD-R está formado por una capa
plástica de protección, una capa reflectante de aluminio y otra de
policarbonato. Entre estas dos hay una capa de tinta orgánica
fotosintética, sensible a la temperatura. Cuando el haz grabador
incide sobre un punto la calienta y el punto cambia de color, alterando
las propiedades de reflexión.
El CD-RW (Rewritable) es reescribible, por lo permite el
borrado de la información. Utiliza la técnica de cambio de
fase PD (Phase-change Dual), en la que el láser produce
deformaciones en la capa tintada para modificar las
propiedades reflectivas del disco.
5.2. DVD.
La técnica del DVD se desarrolló para almacenar
imágenes y de ahí su nombre (Disco de Video
Digital). Sin embargo, de forma parecida a lo
ocurrido con el CD su uso se amplió cambiando el
significado de la V por Versátil.
Su capacidad se amplía hasta los 17 Gbytes .
Las especificaciones son: un disco de 5", que es
un poco más grande que el CD (4,75");
compresión de vídeo MPG-2 y audio Dolby AC-3
(con hasta 8 canales).
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Se utiliza en formato de consumo, para reproducir con un aparato de TV,
similar a un video. No son compatibles con los DVD-ROM. En el formato
DVD-ROM para utilizar con ordenadores los lectores son compatibles
con los CD de audio y de CD-ROM.
El láser de lectura tiene una longitud de onda comprendidas entre 630
nm y 650 nm, frente a los 780 nm de los CD convencionales. Los
tamaños de las pistas y los huecos son más pequeños permitiendo
mayores densidades de almacenamiento.
También existen los DVD-ROM, grabado de fábrica, los DVD/R, que se
puede grabar una sola vez y los DVD/RAM, que se puede grabar y
borrar muchas veces, con capacidades de 3,95 GB y 2,58 GB. Los DVD
grabables aparecen en dos formatos: DVD+R y DVD-R. En general las
grabadoras suelen ser duales (trabajan con los dos formatos).
En septiembre de 2001 aparecieron en el mercado español las primeras
grabadoras de DVD, tanto de sobremesa (PHILLIPS a unas 315.000 o
1.700 euros), como insertables en el ordenador. En octubre de 2004 se
pueden encontrar grabadoras de DVD multiformato (DVD-R, DVD-RW,
DVD+R, DVD+RW, CD-R, CD-RW) para PC por unos 100 euros.
5.3. Memoria Magneto-óptica.
Consiste en un sistema mixto: la grabación de la
información se efectúa de forma magnética y la lectura de
forma óptica.
Se consiguen sistemas regrabables y a la vez altas
densidades de información.
Demandan disqueteras específicas, que suelen leer
solamente por una cara, aunque el disco es de dos, por lo
que hay que darle la vuelta. Gracias a la capacidad de los
discos (desde 100 MByte a 1 GByte) viene a funcionar
como un disco duro intercambiable.
En la actualidad su principal aplicación es para
realizar copias de seguridad rápidas y a un precio
competitivo respecto de la cinta. Parece que ofrecen más
seguridad y mayor duración que las cintas.
CAPÍTULO 6. PERIFÉRICOS DE
ENTRADA.
PERIFÉRICOS.
Se denominan periféricos los dispositivos que le
permiten a la CPU relacionarse con el mundo
exterior.
6.1. PERIFÉRICOS DE ENTRADA BÁSICOS.
Los periféricos de entrada permiten la
introducción de información al ordenador
convirtiendo la información contenida en un
determinado soporte, en información procesable
por la CPU.
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6.1.1. TECLADO.
Fue el primer medio de comunicación con el
ordenador.
Tiene su origen en las máquinas de escribir, de las
que se ha trasladado el orden. "QWERTY"
En los PC's se utilizan teclados constituidos por
una tecla plástica sobre la que presiona el dedo,
un empujador, muelle, y unos contactos que son
los que dan la señal eléctrica.
Es importante evitar "el rebote". Este rebote
consiste en la aparición de dos pulsos en lugar de
uno sólo.
Las teclas están dispuestas según un matriz, de
forma que al pulsar una tecla una intersección está
a nivel bajo.
El teclado tiene un buffer donde se almacenan los
códigos obtenidos.
En la actualidad suelen tener varias zonas
diferenciadas:
Los mecánicos establecen un contacto mecánico al
pulsar una tecla.
Los capacitivos tiene la ventaja de su bajo coste.
Consisten en dos láminas de material conductor,
separadas por otras aislante.
Los de núcleo de ferrita tienen una barrita de este
material que constituye el núcleo de un transformador,
Alfanumérica con un teclado similar al de una máquina
de escribir.
Numérica, que se utiliza para introducir grandes
cantidades de números.
Teclas de función, con significados especiales y
normalmente programables.
Movimiento del cursor sobre la pantalla.
cada país (o idioma) adecua algunas teclas a sus
peculiaridades.
En total tiene 102 teclas.
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6.1.2. RATÓN.
Consta de dos detectores perpendiculares de
movimiento y uno o dos pulsadores.
Debe detectar el movimiento sobre una superficie
plana y convertirlo en desplazamiento del cursor.
El movimiento se descompone en: componente
horizontal y vertical. Para ello está dotado de dos
sensores que convierten estos movimientos en
cantidades digitales.
Existen dos modos mecánico y el óptico.
Conexión: DB9 , din o PS/2, USB, inalambrico.
6.1.3. BOLA (TRACKBALL).
Es similar al anterior, pero en vez de
desplazar en el dispositivo sobre una
superficie se procede a girar una esfera
sobre su propio centro.
Esta disposición permite el desplazamiento
sobre tres ejes en vez de sobre dos como
en el ratón.
6.1.4. JOYSTICK
El joystick (mando de juegos) es un dispositivo
que permite traducir los movimiento sobre una
palanca en movimientos del cursor.
Su estructura es similar a la del ratón, pero su
aspecto físico es diferente al no existir movimiento
sobre superficie sino desplazamientos de una
palanca de mando.
Suelen estar construidos por dos potenciómetros
(resistencias variables) con un sistema mecánico
de movimiento perpendicular. Su aplicación casi
exclusiva es en juegos de acción.
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6.1.5. GLIDE POINT.
En este caso la información de entrada se produce
desplazando un dedo sobre una superficie plana
rectangular con unas mediadas de 5 x 7 cm o 4 x
5,5 cm.
El software especializado proporciona las
funciones de ajuste de velocidad y orientación del
cursor.
Dispone de tres botones que permiten utilizarlo de
forma convencional. Por sus características
mecánicas y por ser delgado y ligero es ideal para
ordenadores portátiles.
6.1.6. PANTALLA TÁCTIL.
La pantalla táctil consiste en dotar a la pantalla del
monitor de algún sistema que permita determinar
el punto en el que se sitúa un dedo sobre la
misma.
Su utilización en sistemas destinados al público en
general, como pueden ser cajeros automáticos en
los bancos, terminales informativos en servicios
públicos como estaciones, aeropuertos, ferias, etc.
Los sistemas básicos son tecnología capacitiva,
acústica, resistiva e infrarrojos.
Tecnología capacitiva: Miden la capacidad eléctrica al
pulsar sobre un material transparente dispuesto sobre la
pantalla.
Tecnología acústica: En la pantalla se dispone de unos
transductores piezoeléctricos que generan ondas
acústicas. El sistema detecta la interferencia de las ondas
que provoca un dedo sobre la pantalla.
Tecnología resistiva: Al presionar sobre la membrana
formada por una matriz de resistencias sometida a una
tensión eléctrica, se produce un contacto que provoca la
variación de la tensión.
Tecnología de infrarrojos: En el perímetro de la pantalla se
disponen unos generadores de rayos infrarrojos. Al situar
un objeto se interrumpen algunos haces de luz, que
identifican el punto pulsado.
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6.2. OTROS PERIFÉRICOS DE
ENTRADA.
6.2.1. TABLETAS GRÁFICAS.
La tableta gráfica o digitalizadora permite la introducción fácil de
dibujos. Suele trabajar en conjunto con un ratón.
Su funcionamiento se basa en crear un mapa de puntos discretos
sobre una superficie plana. Al situar el ratón sobre un punto, o bien al
presionar con un punzón, se transmiten las coordenadas de ese punto al
ordenador.
De esta forma se le puede suministrar información de forma muy
rápida y visual.
6.2.2. LÁPIZ ÓPTICO.
El lápiz óptico recoge la información de un punto de la pantalla del
ordenador calculando la posición por el instante exacto en el que el
sensor situado en la punta detecta la presencia del trazado de la
pantalla y con el proceso de la unidad de control alojada en el monitor
permite dibujar un punto en la posición señalada por él.
Con este lápiz se pueden realizar múltiples funciones, como señalar
y dibujar, de forma interactiva con la pantalla.
6.2.3. LECTORES.
LECTORES DE TARJETA PERFORADA.
LECTORES DE CINTA PERFORADA.
LECTORES DE CÓDIGOS DE BARRAS.
6.2.4. VOZ.
En este dispositivo se da una combinación de
soporte físico y lógico, que permite convertir las
palabras pronunciadas directamente en texto
sobre el ordenador.
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6.2.5. IMAGEN (ESCÁNER O
SCANNER).
Dispositivo que permite la conversión en formato
digital, de cualquier documento escrito sobre
papel: carta, dibujo, fotografía.
Una vez en este formato se puede tratar,
combinar, almacenar o transmitir como cualquier
otra información digital.
Hay dos tipo principales: de mano(portatil) y de
sobremesa (flatbed). También los puede haber de
rodillo.
Componentes:
Hay un elemento básico que es que convierte la
luz reflejada sobre el papel en impulsos eléctricos,
que es el dispositivo CDD (Charge-coupled
Device: dispositivo de acoplamiento de carga).
Estos impulsos se pueden almacenar en forma de
gráficos de varios formatos. Los más típicos son
los TIFF.
Además de elemento hardware, que puede
necesitar la inclusión de una tarjeta en el
ordenador, se necesita un soporte lógico
(software)que permita el tratamiento de la
información recogida.
Tonos grises: Es el número de tonos grises
diferentes que puede reconocer el escáner.
Resolución: Se mide en puntos por pulgadas y
expresa cuántos puntos puede "ver" el escáner en
una pulgada (ppp: puntos por pulgada o ppi: points
per inch). Una resolución típica es 600 ppp.
Ancho y Alto: Dimensiones máximas de la
superficie a escanear.
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Profundidad de Color:
Es el número de colores diferentes que puede
digitalizar el escáner. Se suele ofrecer en bits:
Cantidad de infom. que se guarda de cada pixel.
8 bits:
256 colores.
12 bits:
4.096 colores.
16 bits:
65.536 colores.
24 bits:
16.777.216 colores.
30 bits:
1.073.741.824 colores.
32 bits:
4.294.967.296 colores.
36 bits:
68.719.476.736 colores.
Una imagen de 3 x 2 = 6 pulgadas
Resolución de 600 ppp
65536 colores 2 bytes
Tamaño del fichero
6 x 600 x 600 x 2byte = 432000 bytes
Interfaz:
Tipo de puerto de conexión del escáner al
ordenador. Se emplean unas siglas cuya
interpretación es la siguiente:
S : SCSI
P: Interfaz propio del fabricante.
PA: Paralelo
XI: Xionics
LM: Lasermaster
V: Video.
U:USB
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OCR (Optical Character Recognition): Es un
programa de reconocimiento óptico de caracteres
ASCII.
Retoque: Es un programa de retoque gráfico, que
permite eliminar impurezas recogidas en el
proceso.
TWAIN (Tecnology Without An Interesting Name:
Tecnología sin nombre interesante): Es un interfaz
que permite adquirir las imágenes directamente
desde las aplicaciones. Esto evita el tener que
salir de la aplicación que se está ejecutando,
capturar la imagen, grabarla y después importarla
desde el programa.
Cámaras digitales.
Cámaras de fotografía digital. Almacenan la
información de la imagen en forma digital, lo que
facilita la comunicación con el ordenador.
Las definiciones 600x400 , 1.800x1.200(2 Mpixel),
2.048x1.536(3Mpixel). 5, 7, 8 Mpixel.
Las memorias suelen pueden ser desde 8 Mbytes
a 128 en algunos formatos.
El interfaz típico es USB.
Cámaras web:permitir la inclusión de imágenes en
las comunicaciones a través de Internet.
Si tenemos una imágen de 640 * 480 pixeles, con
un byte de profundidad de color, entonces la
imágen será de casi 0.3 megapixeles (640 * 480 /
1024 / 1024 = 0.29).Si en lugar de 1 byte por pixel (que nos deja baja
profundidad de color, con 256 colores) tenemos 3
bytes de profundidad de color por pixel, entonces
el tamaño de la imágen se triplica, pero la calidad
del color aumenta en varios millones, pasando de
256 colores a 16777216 (256 * 256 * 256, casi 17
millones de colores) ya que el aumento es
exponencial ... al triplicarse el tamaño, pasamos a
tener casi un megapixel de imágen (640 * 480 * 3 /
1024 / 1024 = 0.88)
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CAPÍTULO 7. PERIFÉRICOS DE
SALIDA I:
7.1. Pantalla
Descomposición de la imagen.
Como es imposible manejar las imágenes de forma conjunta
como un todo,. se hace imprescindible descomponerlas en sus
partes fundamentales. Para ello se divide la imagen en
cuadrículas H yV
Cada cuadro es un elemento de la imagen con lo que se le dio
el nombre de PIXEL
Cuanto mayor sea el número de pixels con mayor precisión se
podrá reconstruir la imagen.
"razón de aspecto":
V = 3
H
4
Para digitalizar la imagen una vez descompuesta
se pueden utilizar distintos códigos.
El más elemental consiste en asignar el valor 0 si el
punto es más bien negro y un 1 se es más bien blanco.
Con este convenio se digitalizaría la imagen con un bit
(0 o 1) para cada punto y la imagen tendría tantos bits
como puntos. Este código es útil para imágenes en
blanco y negro como texto o gráficos monocromos.
Escala de grises. Según el número de gradaciones de
gris así tendrían que utilizarse más bits. Por ejemplo
para una escala de 16 tonos de gris se necesitarían 4
bits para cada punto (24 = 16). Por lo tanto si se desea
manejar imágenes de esta forma tendrían (4 x nº de
puntos) bits.
COLOR
Los colores pueden descomponerse en los tres
primarios: Rojo (R: Red), Verde (G: Green) y Azul
(B: Blue), formando lo que se conoce como
imagen RGB. Según el número de bits asignados
a cada color así será la precisión y complejidad de
la imagen.
Si se utilizan 4 bits por color, cada punto
necesitaría 12 bits y se tendría una gama de 4.096
colores (212). Con 8 bits por color, cada punto
necesitaría 24 bits y se podrían manejar unos 16
millones de colores (224).
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Imagen
Se renueva la imagen cada cierto tiempo y cada imagen
se reconstruye rastreando la pantalla en forma de líneas
desde el ángulo superior izquierdo al inferior derecho.
En principio se utilizaron las mismas frecuencias que en el
sistema de televisión, es decir 25 imágenes por segundo
con 625 líneas por imagen (en realidad 50 medias
imágenes de 312,5 líneas cada una, con entrelazado).
Esto hace una frecuencia vertical de 50 Hz y una
frecuencia horizontal de 15.635 Hz.
En los monitores actuales pueden trabajar en frecuencias
de hasta 160 Hz (160 imágenes por segundo sin
entrelazar).
Evolución
MDA (Monochrome Display Adapter). Sólo podía
mostrar texto en 25 filas de 80 columnas,
formándose cada carácter sobre una matriz de 9 *
14 puntos.
CGA (Color Graphic Adapter) que podía utilizar
baja resolución (100 * 160) en 16 colores, media
resolución (200 * 320) en cuatro colores y alta
resolución (200 * 640) en blanco y negro. Los
caracteres de texto se crean en matriz de 8 * 8
puntos, ocupando sólo 7 x 7.
Hércules (Hercules Graphic Card) con una
resolución de (720 * 348). Para aplicaciones de
gráficos.
EGA (Enhanced Graphic Adapter). Esta tarjeta
alcanza una resolución de (650 * 350) con 16
colores a elegir de una paleta de 64.
PGA (Professional Graphic Adapter) ofrecía una
resolución de (640 * 480), lo que significa la misma
cantidad de puntos por centímetro en horizontal y
en vertical
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MCGA (Multicolor Graphic Adapter) con (640 x
480) y una matriz de texto de 8 x 16;
VGA (Video Graphics Array), que emula CGA y
EGA, y puede mostrar (320 x 200) con 256 colores
y (640 x 480) con 16 colores;
8154/A (ADFA = Advanced Function Display
Adapter) es especial para manejar un monitor
analógico (el 8154), que permite (1.024 x 768) con
256 colores de una paleta de 262.144.
En la actualidad, con los ordenadores basados en
el microprocesador Pentium llevan SVGA. Las
definiciones más elevadas en la SVGA son de
1.024x768, 1.280x960 y 1.600x1.200.
TRC (Tubo de Rayos Catódicos).
El haz de electrones se acelera y enfoca hasta
que hace impacto sobre el recubrimiento de
fósforo. La energía que contienen los electrones
aumenta el nivel de los electrones del fósforo,
estos emiten energía en forma de luz.
En color cada punto está formado por tres
elementos, uno para cada color primario, que se
llaman luminóforos. A la distancia entre dos
luminóforos del mismo color es lo que se viene
denominando "dot-pitch" o tamaño de punto. Viene
a establecer la máxima resolución que puede
manejar la pantalla concreta.
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7.1.3. Cristal Líquido (LCD: Liquid
Cristal Display).
A partir de que los portátiles se utilizaban
pantallas de cristal líquido (LCD = Liquid Cristal
Display) debido a las ventajas de ser totalmente
planas, de bajo consumo y poco peso.
Suelen funcionar a base de reflejar o no la luz
incidente en función de la polaridad aplicada en
cada punto.
TFT (Thin Film Transistor) que permiten una
visualización mejor independientemente de las
condiciones ambientales. Además consiguen un
ángulo de visión próximo a los 180º.
En una disposición similar a la anterior, pero
utilizando gases nobles, se consigue que el gas
emita una luz característica al situarle en el campo
eléctrico. Estas son las denominadas pantallas de
plasma.
Las pantallas de plasma reaccionan rápidamente,
dan una gran nitidez y están libres de parpadeos.
Son bastante más caras y se utilizan para
pantallas de televisión con tamaños de más de 30
pulgadas
7.2. Tarjetas Gráficas.
Las pantallas trabajan en íntima cooperación con
las tarjetas gráficas.
Salida de la señal:
Video compuesto en el que se incluye la información y
los sincronismos.
En RGB, en el los sincronismos van a parte y cada color
es una señal (R = Rojo (Red); G = Verde (Green) y B =
Azul (Blue)).
Las placas gráficas se componen:
El controlador del TRC que genera las señales de
sincronismo vertical y horizontal.
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Generador de caracteres alfanuméricos que guarda la
información de los caracteres a formar y se encuentran
en la memoria ROM.
Decodificador de atributos: Traduce los datos de la
memoria de vídeo: color, intensidad, subrayado, etc.
Memoria de vídeo: es la memoria RAM en la que se
almacena la información a presentar en pantalla. Puede
ser SGRAM, VRAM o WRAM o DDR.
La comunicación de la tarjeta con la placa gráfica :
Al principio por el bus PCI
AGP (Acelerated Graphics Port). AGPx2 hasta 528 Mbps. En la
actualidad está el AGPx4 con una velocidad de 1 Gbps.
CAPÍTULO 8. PERIF. DE SALIDA
II.: Impresoras, Plotters y Sonido.
8.1. IMPRESORA.
Las impresoras reciben la información del ordenador a
través de uno de los puertos: el serie o el paralelo, si bien
el más extendido es el paralelo. También USB o infrarrojos.
Características:
Velocidad de impresión: hojas por minuto (hpm) o caracteres
por segundo (cps).
Tipo de papel: continuo, perforado, cargador, autocopias.
Capacidad del Buffer:
Tipo de interface:
Color:
Consumibles:
Tipos de escritura:
CLASIFICACIÓN GENERAL
Impacto: Las impresoras de impacto utilizan un
medio mecánico para generar el documento.
Matricial.
Margarita.
Bola.
Cadena.
Tambor.
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No impacto: La ventaja principal suele ser su
menor ruido y menor número de elementos
mecánicos, lo que repercute en su fiabilidad.
Térmica.
Electrostática.
Inyección blanco y negro.
Impresoras a color de inyección.
Láser
8.2. EQUIPOS MULTIFUNCIÓN.
Estos equipos agrupan en uno sólo las funciones
que realizan varios: impresora, escáner,
fotocopiadora, fax, lector de tarjetas, ...
8.3. TRAZADORES GRÁFICOS
(PLOTTERS).
Los plotters a pluma producen líneas precisas,
nítidas y de bordes definidos, debido a que genera
su salida con una pluma llena de tinta líquida.
Esto supone una precisión excepcional en los
planos. No son aconsejables para salida de texto.
TIPOS DE PLOTTERS.
De tambor el papel se transporta con ayuda de
pequeños rodillos de superficie a través de un
tambor, mientras que el cabezal se mueve
horizontalmente;
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En los plotters planos el papel se encuentra inmóvil
sobre la superficie a dibujar, mientras que los motores
electrónicos mueven el cabezal horizontal y
verticalmente por el papel.
Necesitan algo más de espacio, pero trabajan con más
precisión que el de tambor.
En ambos casos el cabezal puede estar constituido por
varios grosores y colores de rotuladores, bolígrafos o
plumas.
Diferencias entre ploters
La velocidad: Se logra una velocidad de diseño de
20 a 50 cm/sg (los más económicos de 5 a 10
cm/sg).
La precisión: La resolución puede variar de 10.000
a 20.000 puntos diferentes en las dos direcciones
(en las impresoras suele ser menor).
El formato (tamaño) del papel a usar y la calidad
de colores: Un plotter de tipo medio puede admitir
hasta el formato A3 y 10 colores distintos, con la
posibilidad de usar pluma o rotuladores.
Impresoras matriciales con posibilidad de
plotter
Existen distintos tipos de impresoras, con
posibilidades de plotter, o con interfaces que
permiten utilizar la impresora emulando un plotter.
Dichos interfaces permiten comandos de plotter:
dibujar círculos, rectángulos, triángulos, rayos,
superficies, y escribir en 4 direcciones. Para ello
juegan con el cabezal (bidireccional) y el rodillo de
arrastre del papel, estando la hoja integrada en un
sistema de coordenadas en el que se pueden
direccionar 10.900 x 46.500 puntos.
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Características:
Paso incremental: Debido a que utiliza motores
paso a paso, los desplazamientos se realizan por
incrementos. El paso incremental es el mínimo
desplazamiento que puede realizar la pluma.
En los plotters pequeños, el paso incremental es del
orden de 0,1 ó 0,05 mm, mientras que en los grandes
puede ser de 0,025 ó 0,0125 mm.
Resolución: Es una característica similar a la
anterior. Se expresa en puntos por pulgada.
Precisión posicional estática: posicionar la
pluma en unas determinadas coordenadas.
Velocidad de dibujo
Es la velocidad máxima a la que se desplaza la pluma
sobre el papel. Se expresa en mm/seg. o en pulgadas
por segundos (i.p.s.).
Puede ser del orden de 100 mm/s en lo pequeños hasta
662 mm/s (20 ips) en los grandes.
Pueden existir dos velocidades diferentes:
a) Axial: Velocidad de la pluma en su desplazamiento sobre la
guía.
b) Diagonal: Velocidad resultante en el desplazamiento
combinado de la pluma y el carro o tambor..
Superficie del dibujo.
Número de plumas y colores.
Funcionamiento on-line y off-line.
Programas internos.
Tipo de interface.
Características adicionales.
Tensión de alimentación
Consumo
Disipación de calor
Márgenes de temperatura y humedad de
funcionamiento.
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8.4. SONIDO.
Este periférico permite la utilización del ordenador
como generador y reproductor de sonidos.
En general está constituido por una tarjeta
específica más unos altavoces.
8.5. MULTIMEDIA.
Presentación combinada de imagen animada y
sonido, con calidad aceptable.
Ligada a la implantación del DVD y de Internet,
donde la información aparece como una
combinación de texto, texto en movimiento,
iconos, iconos animados, imágenes, vídeos y
música.
CAPÍTULO 9. COMUNICACIONES.
El ordenador necesita comunicarse con otros
sistemas similares.
Inicialmente conexión en serie y paralelo.
La comunicación serie será más lenta, bit tras
bit, pero puede alcanzar mayores distancias,
siendo bidireccional, y es la que se empleará
normalmente como moduladora, a través de un
"modem" y de esta manera utilizar caminos ya
establecidos, como es la red telefónica.
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La comunicación en paralelo permite que la
información viaje de byte en byte (8 bits cada vez),
pero a una distancia más corta. Se utiliza
normalmente para enviar datos a la impresora, con
lo que la comunicación es unidireccional, si bien
los nuevos sistemas como Windows95 utilizan la
comunicación bidireccional para conseguir nuevas
prestaciones.
9.1. SERIE (RS-232)
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Niveles de la señal rs-232-c
En cuanto a los niveles lógicos, hay que
tener en cuenta que en el interior del PC se
trabaja con niveles TTL, es decir, de 2 a 5
voltios para el "1", y de 0 a 0,8 V para el "0".
Debido a la baja inmunidad al ruido estos
niveles no se pueden emplear fuera del
ordenador. El RS-232 emplea en la
emisión -12 V para el "1" y +12 V para el "0"
Las velocidades de transmisión están
normalizadas a los siguientes valores (en
Baudios y de menor a mayor): 75, 110,
134.5, 150, 200, 300, 600, 1.200, 1.800,
2.400, 4.800 y 9.600.
La paridad puede ser par o impar o no existir
control de paridad. (Preselección de par).
La longitud de la palabra puede ser de 5, 6, 7
u 8 bits (Preselec-ción de 8).
El número de bits finales (stop bits) puede
ser 1, 1,5 (sólo para longitudes de 5 bits) 0 2
bits (para 6, 7 u 8 bits).
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Conexión de dos equipos
La forma más simple de conectar dos ordenadores es
conectar los dos pines 5 (GND) y el pin 2 de uno con el 3
del otro y viceversa.
2
3
5
Funcionamiento de un puerto serie.
UART (Universal Asyncronous Receiver/
Transmitter = Receptor/Emisor Asíncrono
Universal) 8250. En la actualidad se utiliza el
16550.
Funciones:
Convierte los bytes que recibe en paralelo en una
corriente serie de 8 bits y viceversa.
Añade los bits necesarios de comienzo, parada y
paridad a cada byte que va a ser transmitido y los
elimina de los recibidos.
Los bits son enviados a la velocidad apropiada.
9.2. PARALELO CENTRONICS).
Se envía un byte en cada ocasión lo que
demanda, 8 líneas de comunicación para los datos
más las correspondientes líneas de control. Se
utilizan 36 pines en conector centronics o 25 en
conector db25.
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Tipos de puerto paralelo
SPP
PS/2
EPP
ECP
Fecha
1981
1987
1994
1994
Fabricante
IBM
IBM
Intel, Xircom y
Zenith Data
Systems
Hewlett
Packard y
Microsoft
Bidireccional
no
si
si
si
DMA
no
no
no
si
150 Kbyte/seg
150
Kbytes/seg
2 Mbytes/seg
2 Mbytes/seg
Velocidad
9.3. USB (Universal Serial Bus)
El USB es un bus serie controlado desde la placa
base, a través del que se pueden realizar
transferencias a una velocidad máxima de 12
Mbits/s.
Permite la conexión de 127 dispositivos operando
simultáneamente, cada uno con su propio
identificador.
Admite la conexión “en caliente”, es decir con el
ordenador funcionando.
Soporta “Plug and Play”, reconoce el elemento
concreto conectado y realiza la asignación de
recursos (IRQ, Canal DMA, direcciones de E/S).
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La comunicación se realiza mediante un cable de
4 hilos, por lo que se transfiere información (en un
par trenzado D+ y D-) y alimentación (Vbus y
GND). Esto supone que algunos dispositivos de
bajo consumo no necesitan alimentación externa.
Características:
Ancho de banda:
L - 1,5 Mbps
F – 12 Mbps
HS – 480 Mbps
Consumo de los devices:
100 mA
500 mA
Arquitectura del USB
HOST
Un HOST
Hasta 127 DEVICES
HUB
HUB
DEVICE
DEVICE
DEVICE
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USB-On-The-Go
Dispositivo con ROL dual.
p.e. Una cámara quiere imprimir
directamente, actúa como HOST con
respecto a la impresora. Descargamos sus
fotos en el ordenador, actúa como DEVICE
con respecto al mismo.
Arquitectura software
Tuberías de
comunicación
(Data pipes):
EndPoints.
Equipos
multifunción
(interfaces)
9.4. FIREWIRE
El bus IEEE1394 ( también llamado Firewire, iLink
o terminal DV)
Es un bus serie de alta velocidad complementario
del USB que mejora la conectividad de
dispositivos incluyendo videocámaras, dispositivos
de almacenamiento y periféricos.
Debe coexistir pacíficamente con USB quedando
éste para periféricos de menor ancho de banda.
También proporciona hasta 15 W de potencia a los
dispositivos conectados a él.
No son compatibles. Las diferencias entre ambos
buses son:
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1394/FireWire/i.Link
USB
Máximo nº de dispositivos
62
127
Inserción en caliente
si
si
Máx. longitud del cable
4,5m
5m
Velocidad de transferencia 400mbps
12mbps
Velocidad en el futuro
800mbps-1Gbps+ hasta 460MB
Compatible Macintosh
Sí
?
Conexión de disp. Internos
Sí
No
Periféricos típicos:
Videocamaras
Teclados
Discos duros
Ratones
Impresora
Monitores
scaner
Jostic
FIREWIRE
9.5. INFRARROJOS
Permite la conexión entre el ordenador y un
periférico (impresora, teclado, ratón, teléfono
móvil, ...) sin necesidad de utilizar cables. Sólo es
necesario que los elementos de emisión/recepción
se vean. Viene a ser similar a los mandos a
distancia tan utilizados en la actualidad.
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9.6. BLUETOOTH
Bluetooth está basado en una tecnología de networking
de un solo chip, que suministra comunicación en una
frecuencia de 2,4 GHz.
Los aparatos tienen un radio de acción de 10 metros y se
pueden conectar hasta ocho aparatos en red en un punto.
La tecnología Bluetooth utiliza una señal que opera en la
banda de los 2,45 GHz y que hace múltiples saltos de
espectro para reducir la interferencia con otros
dispositivos, como los mandos de apertura de puertas de
garajes que trabajan en la misma banda.
La señal cambia 1.600 veces cada segundo sobre 79
frecuencias distintas.
BLUETOOTH
La señal es omnidireccional y atraviesa paredes y
maletines, dentro de un radio de 10 metros.
En cualquier grupo de dispositivos Bluetooth, uno
de ellos actúa como maestro y soporta hasta otros
siete dispositivos, que trabajan como 'esclavos'.
Bluetooth está diseñada para funcionar con
cualquier fabricante y sistema.
El nombre, un tanto extraño, proviene del rey danés
Harald Bluetooth, que en el siglo X unió bajo un
mismo reino a todas las tribus que poblaban el
territorio de Dinamarca.
La tecnología incorpora distintos niveles de
seguridad. No existe nada 100% seguro, pero
Bluetooth hace que interceptar una señal sea
prohibitivamente difícil y caro".
CAPÍTULO 10. ELEMENTOS
COMPLEMENTARIOS.
Además de los sistemas vistos hasta el momento,
el ordenador requiere algunos sistemas o
subsistemas que le permitan llevar a cabo su
tarea, como por ejemplo se pueden citar:
Fuente de alimentación,
Reloj,
Memoria RAM CMOS
Buses.
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10.1. Fuente de alimentación
El elemento que debe aportar la energía es
la fuente de alimentación.
En el PC se necesitan para los distintos
sistemas las siguientes tensiones: +3.3V, + 5
V., - 5 V., + 12 V. y - 12 V., todas ellas
respecto de masa (GND: Ground). La
principal es la de + 5 V y 3.3V. Las tensiones
de + 12 V. y - 12 V. se utilizan para las
comunicaciones serie del interfaz RS-232 y
Potencia de discos duros y CD/DVD.
Tensiones de la fuente
Se puede representar en un cuadro las corrientes
mínima y máxima (en Amperios) que puede
suministrar una fuente típica de 200 W.
Tensión
Imax
+3.3V
10
+ 5 V.
15
- 5 V.
0,3
+ 12 V.
4,2
- 12 V.
0,25
Fuentes
La fuente genera una señal de POWER_GOOD que
activa durante el proceso de encendido del ordenador
produciendo el RESET del mismo.
Es importante atender a la disipación del calor. Por eso
las fuentes llevan un ventilador para forzar la circulación
de aire.
Se han ido incorporando ventiladores, primero a los
propios microprocesadores y en las mismas cajas,
En algunas utilizaciones, donde es de vital importancia no
perder los datos, se dispone de los denominados
Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI / UPS:
Uninterrupted Power System).
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Diagrama de Bloques de una Fuente C.
10.2. Reloj.
Los sistemas considerados son síncronos, por lo que
necesitan de una señal de reloj
Esta señal se obtiene de un oscilador cuya frecuencia se
controla por un cristal de cuarzo.
En el primer PC el cristal era de 14,31 MHZ, pero el
sistema funcionaba a un tercio de esta frecuencia, es
decir, 4,77 MHz.
Los AT, basados en el µP 80286 fueron aumentado la
frecuencia de funcionamiento a 6, 8 10 y 12, llegando en
algunos hasta 20 MHz.
En el 80386 se utilizaron frecuencias de 25, 33 y 40 MHz.
En el 486 se llegó hasta los 66 MHz.
En los Pentium se arrancó de los 66 MHz, y en la
actualidad : 750, 900,1.200,1.500 hasta 3000 MHz.
10.3. Memoria RAM CMOS.
En los ordenadores actuales se emplea una
memoria RAM de tipo CMOS (circuito MC 14618)
alimentada por una pila, lo que permite mantener
ciertos datos, aunque se encuentre desconectado.
En esa memoria se almacenan los datos del
SETUP: tipo de disco duro, tipo de disco flexible,
equipo instalado, memoria base, expansión de
memoria, etc.
También se utiliza para mantener el reloj de
tiempo real (RTC: Real Time Clock), que mantiene
la fecha y la hora en cada momento.
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10.4. Buses.
Comunicación interna
Ciclo de bus: Secuencia de estados que ocurren cuando
la CPU tiene que acceder a la memoria o a los
dispositivos de entrada/salida para:
Bus de direcciones
Bus de datos
Bus de control
- lectura de una instrucción (ciclo "fetch").
- lectura de un dato.
- escritura de un dato.
La CPU pone una dirección en el bus de direcciones y se
produce una transferencia de datos a través del bus de
datos. Además se activan durante el ciclo de bus otras
señales de control.
Evolución del Bus de expansión:
PC original:
Bus de datos de 8 bits
Bus de direcciones de 20 bits
PC AT (ISA):
Bus de datos de 16 bits
Bus de direcciones de 24 bits
486 y Pentium: Bus de datos de 32 bits
Bus de direcciones de 32 bits
Bus de expansión: AT
Tipos de bus
PS/2: MCA (Micro Channel Adapter) Bus de expansión
nuevo, incompatible con lo anterior.
EISA (Extended ISA): Similar al MCA (32 bits de datos y
direcciones), pero compatible con ISA.
BUS LOCAL: Adaptación del AT. Permite placas de
expansión con bus de datos de 32 bits.
BUS PCI:Mejora las prestaciones del bus local,
permitiendo el PnP (Plug and Play: enchufar y usar).
Permite el trabajo en 32 y en 64 bits con velocidades de
transferencia de 132 MB/s y 264 MB/s, conectores de 124
contactos. 184 contactos.
BUS PCMCIA: Bus miniaturizado diseñado para los
portátiles (LAPTOP) que permite ampliaciones de
memoria, modems y tarjeta bus local. Conector de 68
patillas.
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